Galactosa

Qué es la galactosa

El nombre procede del griego γάλα, γάλακτος (gála, gálaktos, «leche»), con el sufijo químico -osa que identifica a los azúcares. La denominación refleja el origen más habitual de este monosacárido: la leche materna y la de otros mamíferos, donde aparece unido a una molécula de glucosa formando el disacárido lactosa.

Desde el punto de vista químico, la galactosa es una aldosa (su grupo funcional carbonilo es un aldehído situado en el carbono 1). Comparte fórmula molecular con la glucosa y la fructosa, pero se diferencia de la glucosa en la configuración espacial del grupo hidroxilo del carbono 4: es, por tanto, su epímero en C-4. Esa única diferencia estereoquímica, aparentemente menor, basta para que el organismo necesite enzimas específicas distintas para metabolizar cada uno de los dos azúcares.

Metabolismo: la vía de Leloir

Cuando se ingiere lactosa, la enzima lactasa del borde en cepillo intestinal la escinde en glucosa y galactosa. La galactosa libre se absorbe en el enterocito mediante el cotransportador sodio-glucosa SGLT1 y llega al hígado por la vena porta. Allí entra en la llamada vía de Leloir, descrita en detalle por el bioquímico argentino Luis Federico Leloir, cuyo trabajo sobre los nucleótidos de azúcar le valió el Premio Nobel de Química en 1970.

La secuencia de reacciones comienza con la galactosa mutarrotasa, que convierte la forma beta en alfa. A continuación, la galactoquinasa (GALK) fosforila la molécula a galactosa-1-fosfato, y la galactosa-1-fosfato uridiltransferasa (GALT) intercambia el grupo galactosilo por un grupo glucosilo utilizando UDP-glucosa como cosubstrato. El resultado neto es glucosa-1-fosfato, que puede incorporarse a la glucólisis o a la síntesis de glucógeno. La UDP-galactosa generada como intermedio se recicla a UDP-glucosa gracias a la UDP-galactosa-4-epimerasa (GALE), cerrando el ciclo.

Cuando alguna de estas enzimas es deficitaria, la galactosa se acumula y se desvía hacia rutas alternativas que producen metabolitos tóxicos, como el galactitol (por acción de la aldosa reductasa) y el galactonato. Esa acumulación es el mecanismo de la galactosemia.

Funciones biológicas más allá de la energía

Reducir la galactosa a un simple combustible sería quedarse corto. Los residuos de galactosa son componentes obligados de varios tipos de moléculas con funciones estructurales y de señalización:

En las membranas neuronales, la galactosa forma parte de los cerebrósidos y gangliósidos (glucoesfingolípidos), lípidos complejos que participan en la transmisión sináptica y en el reconocimiento celular. La síntesis de estos compuestos es particularmente activa durante la mielinización del sistema nervioso central en los primeros años de vida, lo que explica por qué el aporte de galactosa a través de la lactancia tiene relevancia especial para el desarrollo cerebral del lactante.

También interviene en la glicosilación de proteínas. Muchas glucoproteínas séricas y de membrana contienen cadenas oligosacáridas con residuos de galactosa que actúan como señales de reconocimiento, intervienen en la adhesión celular y modulan la vida media de las proteínas circulantes. Un ejemplo bien conocido es el receptor hepático de asialoglucoproteínas, que reconoce y retira de la circulación las proteínas cuyos residuos de galactosa han perdido el ácido siálico terminal.

Fuentes alimentarias

La leche y los productos lácteos son, con diferencia, la fuente dietética principal. Cada molécula de lactosa libera una de galactosa al ser digerida, de modo que un vaso de leche de vaca aporta aproximadamente 5-6 g de galactosa. En menor cantidad, la galactosa está presente en legumbres, algunas frutas y en polisacáridos vegetales como las pectinas, las gomas y el agar. El organismo también puede sintetizar galactosa de forma endógena a partir de glucosa gracias a la actividad reversible de la epimerasa, por lo que su ingesta dietética no resulta estrictamente obligatoria en el adulto sano.

Preguntas frecuentes

¿Por qué se llama galactosa «el azúcar de la leche»?

Porque su nombre deriva directamente del griego gála («leche») y porque su fuente natural más abundante es la lactosa, el disacárido presente en la leche de los mamíferos. El químico francés Marcellin Berthelot acuñó la denominación en 1860, tras aislar el azúcar a partir de la hidrólisis de la lactosa.

¿Galactosa y glucosa son la misma molécula?

No. Comparten fórmula molecular (C₆H₁₂O₆), pero difieren en la orientación espacial del grupo hidroxilo del carbono 4. En la representación de Fischer, ese hidroxilo apunta a la derecha en la glucosa y a la izquierda en la galactosa. Esta relación se denomina epimería y obliga al organismo a recurrir a enzimas distintas para metabolizar cada azúcar.

¿Qué ocurre si el organismo no puede metabolizar la galactosa?

La galactosa se acumula en sangre y tejidos, y se desvía hacia la producción de galactitol y galactonato. El galactitol no puede ser metabolizado con eficacia por la mayoría de los tejidos: su depósito en el cristalino atrae agua por ósmosis y contribuye a la aparición de cataratas, mientras que en el hígado y el cerebro la acumulación de galactosa-1-fosfato interfiere con procesos metabólicos que dependen de la disponibilidad de fosfatos. Ese cuadro es la galactosemia.

Referencias

1. Sociedad Española de Bioquímica y Biología Molecular (SEBBM). Galactosa. Moléculas de la vida. Disponible en: https://sebbm.es/moleculas-de-la-vida/galactosa/
2. MedlinePlus. Galactosemia. Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU. Disponible en: https://medlineplus.gov/spanish/ency/article/000366.htm
3. Holton JB, Walter JH, Tyfield LA. Galactosemia. En: Scriver CH, Beaudet A, Valle D, Sly W, eds. The Metabolic and Molecular Bases of Inherited Disease. 8.ª ed. Nueva York: McGraw-Hill; 2001. Cap. 72.
4. Frey PA. The Leloir pathway: a mechanistic imperative for three enzymes to change the stereochemical configuration of a single carbon in galactose. FASEB J. 1996;10(4):461-470.