Oxidacin de cidos grasosLaoxidacin de los cidos grasoses un mecanismo clave para la obtencin deenergametablica(ATP) por parte de losorganismosaerbicos. Dado que loscidos grasosson molculas muyreducidas, suoxidacinlibera mucha energa; en losanimales, su almacenamiento en forma detriacilgliceroleses ms eficiente y cuantitativamente ms importante que el almacenamiento deglcidosen forma deglucgeno.La-oxidacinde los cidos grasos lineales es el principal proceso productor de energa, pero no el nico. Algunos cidos grasos, como los de cadena impar o losinsaturadosrequieren, para su oxidacin, modificaciones de la -oxidacin orutas metablicasdistintas. Tal es el caso de la-oxidacin, la-oxidacino laoxidacin peroxismica.La -oxidacin de los cidos grasosLa -oxidacin es una secuencia de cuatro reacciones en que se separan fragmentos de doscarbonosdesde el extremocarboxilo(COOH) de la molcula; estas cuatro reacciones se repiten hasta la degradacin completa de la cadena. El nombre de beta-oxidacin deriva del hecho de que se rompe el enlace entre los carbonos alfa y beta (segundo y tercero de la cadena, contando desde el extremo carboxlico), se oxida el carbono beta (el C3) y se formaacetil-CoA.La beta-oxidacin se produce mayoritariamente en lamatriz mitocondrial, aunque tambin se llega a producir dentro de losperoxisomas.El paso previo es la activacin de los cidos grasos aacil coenzima A(acil CoA, RCOSCoA) grasos, que tiene lugar en elretculo endoplasmtico(RE) o en lamembrana mitocondrial externa, donde se halla laacil-CoA sintetasa, laenzimaquecatalizaesta reaccin:

RCOOH + ATP + CoASHAcil-CoA sintetasaRCOSCoA +AMP+ PPi+ H2O

El cido graso se une alcoenzima A(CoASH), reaccin que consume dos enlaces de alta energa del ATP.Posteriormente, debe usarse un transportador, lacarnitina, para traslocar las molculas de acil-CoA al interior de lamatriz mitocondrial, ya que la membrana mitoncondrial interna es impermeable a los acil-CoA.La carnitina, tambin reconocida como vitamina B11, es un aminocido que participa en el circuito vascular reduciendo niveles de triglicridos y colesterol en sangre. Se produce naturalmente en elhgadoa partir de losaminocidosL-metioninay la L-lisina.La carnitina se encarga de llevar los grupos acilo al interior de la matriz mitoncondrial por medio del siguiente mecanismo:1. Laenzimacarnitina palmitoiltransferasa I(CPTI) o tambin llamada carnitina aciltransferasa I une una molcula de acil-CoA a la carnitina originando laacilcarnitina.2. Latranslocasa, una protena transportadora de la membrana mitocondrial interna, tansloca la acilcarnitina a la matriz mitoncondrial.3. La acil-CoA se regenera por lacarnitina palmitoiltransferasa II.4. La carnitina se devuelve al espacio intermembrana por la protena transportadora y reacciona con otro acil-CoA.En la siguiente tabla se sumarizan las cuatro reacciones que conducen a la liberacin de una molcula deacetil CoAy al acortamiento en dos tomos de carbono del cido graso:DescripcinReaccinEnzimaProducto final

OxidacinporFADEl primer paso es la oxidacin del cido graso por laacil-CoA deshidrogenasa. La enzima cataliza la formacin de undoble enlaceentre C-2 (carbono ) y C-3 (carbono ).acil-CoA deshidrogenasatrans-2-enoil-CoA

HidratacionEl siguiente paso es lahidratacindel enlace entre C-2 y C-3. Esta reaccin esestereospecca, formando solo elismeroL.enoil CoA hidratasaL-3-hidroxiacil CoA

OxidacinporNAD+El tercer paso es laoxidacindel L-3-hidroxiacil CoA por el NAD+, lo que convierte el grupohidroxilo(OH) en un grupocetona(=O).L-3-hidroxiacil CoA deshidrogenasa3-cetoacil CoA

TilisisEl paso final is la separacin del 3-cetoacil CoA por el grupotiolde otra molcula deCoA. El tiol es insertado entre C-2 y C-3.-cetotiolasaUna molcula deacetil CoAy una deacil CoAcon dos carbonos menos

Los cuatro pasos anteriores constituyen un ciclo de la -oxidacin. Durante cada ciclo posterior se separa un fragmento de 2 carbonos, proceso al que en ocasiones se denominahlice de Lyneny que contina hasta que en su ltimo ciclo se rompe una acil-CoA de cuatro carbonos para formar dos molculas de acetil-CoA. Las molculas de acetil-CoA se van al ciclo del cido ctrico (ciclo de Krebs) o a la sntesis deisoprenoides.-oxidacin de cidos grasos de cadena imparLa oxidacin de los cidos grasos de cadena impar ocurre de la misma manera que con los de cadena par, pero a diferencia de estos en el ultimo ciclo se producePropionil-CoAel cual tiene una estructura de tres carbono, por lo que no puede pasar alCiclo de Krebs. Sin embargo el Propionil puede seguir otras rutas metablicas de ayudar en la sntesis de 16.5 ATP por cada molcula dePropionil-CoA.Oxidacin de los cidos grasos insaturadosLa oxidacin de loscidos grasos insaturadosrequiere algunas variantes de la -oxidacin en la que participan algunos enzimas especiales, como laenoil-CoA isomerasa.-oxidacinEn la -oxidacin, que es especialmente importante para el metabolismo de cidos grasos ramificados, sehidroxilael carbono . Tiene lugar en elretculo endoplasmticoy en lamitocondria, donde interviene laoxidasa de funcin mixta, y en elperoxisoma, donde interviene unahidroxilasa.-oxidacinOtra ruta minoritaria para la oxidacin de cidos grasos es la -oxidacin, que tiene lugar en el retculo endoplasmtico de muchostejidos; se produce una hidroxilacin sobre el carbonometlico(CH3) en el extremo de la molcula opuesto al grupocarboxilo(COOH). Utiliza el tipo de reaccin de la oxidasa de funcin mixta y requierecitocromo P450,02yNADPH. Luego, el cido graso hidroxilado se oxida en elcitosola uncido dicarboxlico(un grupo carboxilo en cada extremo de la molcula); este proceso se da principalmente en cidos grasos de mediana longitud.Oxidacin peroxismicas de cidos grasosUna fraccin significativa de la oxidacin de los cidos grasos se produce en losperoxisomas, que contienenenzimassimilares, aunque no idnticas, de los de la -oxidacin mitocondrial. As, por ejemplo, en ladeshidrogenacininicial, se formaH2O2que es eliminado por lacatalasa. Los peroxisomas tienen especificidad para cidos grasos de cadena ms larga y a menudo no degradan totalmente la molcula, por lo que una posible funcin de este proceso sea el acortamiento de cidos grasos de cadena larga hasta un punto en que la mitocondria pueda completar su -oxidacin.

Biosntesis de cidos grasosLoscidos grasossonbiomolculasmuy importantes para los seres vivos. Son los principales constituyentes de lostriglicridos(aceitesygrasas, que actan como reserva energtica) y de losfosfolpidos(que forman el armazn de lasmembranas celulares). Su biosntesis es, pues, de crucial importancia para todos los organismos. El principal precursor de los cidos grasos es elmalonil-CoA, una molcula que aporta dos de sus tres tomos de carbono al esqueleto carbonado del cido graso en crecimiento. El malonil-CoA proviene, a su vez, delacetil-CoA. Todas las reacciones de sntesis de cidos grasos tienen lugar en elcitosolde las clulas animales y en el estroma en las celulas vegetales.

Esquema que representa la biosntesis delcido palmticoSntesis de malonil-CoAEn la sntesis de los cidos grasos interviene un intermediario que no participa en la degradacin (beta-oxidacin), elmalonil-CoA. El malonil-CoA se forma a partir deacetil-CoAy debicarbonato, reaccin que consumeATPy que est catalizada por laacetil-CoA carboxilasa, enzima que requierebiotinacomocofactor.1

Sntesis de malonil-CoA; reaccin de la acetil-CoA carboxilasa.Los colores corresponden a:enzima,coenzimas,substratos,iones metlicos,fosfatoybicarbonatoElongacinComo en la-oxidacin, la elongacin ocurre a travs de cuatro reacciones recurrentes. En el diagrama adjunto, las unidades deacetilymalonilse muestran como sustiosterescon suprotena transportadora de acilos(ACP); as es como losmicroorganismosy lasplantassintetizan sus cidos grasos. En cambio, en losanimales, esas mismas reacciones ocurren en una granenzimadimrica, lacido graso sintasaque tiene todas las actividades enzimticas necesarias para la sntesis y liberacin de cidos grasos libres.PasoDescripcinReaccinEnzima

CondensacinEl primer paso es lacondensacindel acetil-ACP y el malonil-ACP, lo que conduce a la formacin deacetoacetil-ACP con liberacin deCO2.-Cetoacil-ACP sintase

Reducin del acetoacetil-ACPEn este paso, el acetoacetil-ACP es reducido por elNADPHaD-3-hidroxibutiril-ACP. El doble enlace se reduce a un grupohidroxilo. Solo se forma elismeroD.-Cetoacil-ACP reductasa

DeshidratacinEn esta reaccin, el D-3-hidroxibutiril-ACP es deshidratado acrotonil-ACP.3-Hidroxiacil-ACP deshidratasa

Reducin del crotonil-ACPDurante es paso final, el crotonil-ACP esreducidopor elNADPHabutiril-ACP.Enoil-ACP reductasa

En el primer ciclo se condensan un acetil-ACP y un malonil-ACP (derivado del anterior), por lo que se juntan 4 carbonos de golpe. En los ciclos siguientes ya solo se aadir un malonil-ACP, por lo que se irn aadiendo carbonos de dos en dos. El producto final del proceso es siemprecido palmtico, uncido graso saturadode 16 carbonos, que es inmediatamenteesterificadocon el coenzima A, para formarpalmitoil-CoA(lo mismo se hace con cualquier cido graso proveniente de la dieta). A partir de l, una vez transportado alretculo endoplasmtico, pueden sintetizarse otros cidos grasos.En vista de lo anterior, se entiende la siguiente estequeometra:8 Acetil-CoA + 14 (NADPH + H+) + 7 ATP cido palmtico (C16) + 8CoA+ 14 NADP++ 7 (ADP + Pi) + 6 H2ODado que el .palmtico tiene 16 carbonos, se requieren 7 ciclos (de 4 carbonos el primero y 2 los siguientes) para formarlo. Por ello se necesitan: 8 Acetil-CoA: uno por cada ciclo (para transformarse en 7 malonil-CoA) ms uno extra en el primero, que se condensa tal cual. 7 ATP: necesario uno en cada ciclo para transformar el Acetil-CoA en Malonil-CoA. 14 NADPH: Dos por ciclo.

HIDRLISIS DE TRIACILGLICERIDOS

La lipasa del tejido adiposo es activada en presencia de las hormonas adrenalina, noradrenalina, glucagn y hormona adrenocorticotrpica, que se unen a receptores especficos de la membrana plasmtica (receptores 7TM), que a su vez activan a adenilatociclasa. El aumento en los niveles de AMP cclico a su vez, activa a la proteina quinasa. A, que a su vez activa a las lipasas por fosforilacin. Insulina por otro lado inhibe el proceso de lipolisis.Los cidos grasos liberados, que no son solubles en el plasma sanguneo. Es necesaria la intervencin de albmina presente en el suero, que se une a los cidos grasos y acta como portador. De esta manera los cidos grasos libres pasan a la sangre y pueden ser accesibles a otros tejidos.Glicerol, que es captado por el hgado, siendo fosforilado y oxidado a dihidroxiacetona fosfato e isomerizado a gliceraldehido 3-fosfato, intermediario tanto de las vias glucoltica como gluconeognica. Glicerol y este tipo de intermediarios son fcilmente interconvertibles en el hgado dependiendo de las necesidades del organismo.