Oxidación de los ácidos grasos

El cuerpo humano puede sobrevivir sin comida durante largos períodos de tiempo, al menos 3 o 4 semanas con hidratación.

Puede hacerlo porque puede almacenar combustibles dietéticos y luego descomponerlos cuando los necesita para producir energía en forma de trifosfato de adenosina, o ATP.

La grasa es una de las formas más importantes de almacenar energía y el término "quemar grasa", en realidad, se refiere a la oxidación de los ácidos grasos.

De hecho, si dos personas dejaran de alimentarse, la que tuviera más grasa sobreviviría más tiempo.

Lo que hace que la grasa sea una gran fuente de energía son los ácidos grasos, que son la forma más simple de las grasas, formados por largas cadenas de carbono e hidrógeno.

La transferencia de electrones en forma de hidrógeno desde estos ácidos grasos a determinadas moléculas puede utilizarse para generar ATP.

La oxidación de los ácidos grasos tiene lugar principalmente en las mitocondrias de las células del corazón, del músculo esquelético y del hígado.

Antes de que la grasa pueda oxidarse, debe trasladarse desde los lugares de almacenamiento a las células que pueden utilizarla.

La grasa se almacena en los adipocitos o células grasas en forma de triglicéridos, que son 3 ácidos grasos unidos a una molécula de glicerol.

Los triglicéridos pueden ser descompuestos por la enzima lipasa sensible a hormonas en ácidos grasos libres y glicerol.

Cuando una persona no se alimenta, primero descienden sus concentraciones de glucosa en la sangre.

En respuesta, el páncreas secreta una hormona llamada glucagón que aumenta la actividad de la lipasa sensible a hormonas, y aumenta la descomposición de los triglicéridos.

Los ácidos grasos libres pueden salir de la célula grasa y entrar en el torrente sanguíneo, donde se unen a una proteína llamada albúmina.

La albúmina transporta los ácidos grasos a las células diana, como las del hígado, que son capaces de oxidarlos.

En primer lugar, el ácido graso libre se disocia de la albúmina y se difunde en la célula.

Una vez dentro de la célula, una enzima citosólica llamada acil-CoA sintetasa añade una molécula de coenzima A al final del ácido graso, lo que lo convierte en un acil-CoA graso metabólicamente activo.

Este proceso requiere 2 moléculas de ATP, por lo que se necesita un poco de energía para producirla, pero al final el balance es positivo.

La mitocondria está formada por dos membranas, una externa y otra interna, con un pequeño espacio intermedio y la matriz mitocondrial en el centro.

Las enzimas necesarias para la beta-oxidación se encuentran en la matriz mitocondrial, pero el ácido graso no puede atravesar la membrana mitocondrial interna cuando está unido a la CoA.

Por lo tanto, el ácido graso debe separarse de la CoA.

Una enzima que hay en la membrana mitocondrial externa, llamada carnitina palmitoiltransferasa 1, o CPT1, sustituye la CoA por una carnitina, con lo que se obtiene acilcarnitina grasa y una CoA libre, que pueden atravesar fácilmente la membrana mitocondrial interna.

A continuación, a lo largo de la membrana mitocondrial interna, otra enzima llamada carnitina palmitoiltransferasa 2, o CPT2, vuelve a sustituir la carnitina y la CoA, regenerando así los acil-CoA grasos y la carnitina libre dentro de la matriz mitocondrial.

Todo este proceso se denomina "transporte de carnitina".

La carnitina puede atravesar la membrana mitocondrial interna por sí misma, por lo que puede volver a la membrana externa para encontrarse con el siguiente ácido graso entrante.

También se puede obtener más carnitina de la dieta, principalmente de los productos cárnicos.

Por último, el transporte de carnitina puede ser regulado por un producto de la síntesis de ácidos grasos llamado malonil-CoA, que inhibe específicamente la CPT1 ralentizando la oxidación de los ácidos grasos.

Después de todo, no desea producir y descomponer ácidos grasos al mismo tiempo.

La longitud de las cadenas de ácidos grasos puede variar, desde ácidos grasos cortos, medianos, largos y muy largos, pero el proceso de oxidación de los ácidos grasos es el mismo para cualquier longitud.

Vamos a ver la oxidación de los ácidos grasos con un ejemplo de un ácido graso de cadena larga: el palmitoil-CoA de 16 carbonos.

Las modificaciones enzimáticas que tienen lugar en la oxidación de los ácidos grasos se producen en el segundo y tercer carbono de la cadena, también llamados carbonos alfa y beta, respectivamente.

Cada uno de esos carbonos entra en la oxidación de los ácidos grasos con 2 hidrógenos unidos a él.

En primer lugar, una enzima llamada acil-CoA deshidrogenasa elimina 1 hidrógeno del 2º carbono y un hidrógeno del 3º.

La misma enzima cede esos 2 hidrógenos a una molécula cercana de dinucleótido de adenina de flavina, o FAD, lo que produce FADH2, y convierte la palmitoil-CoA en enoil-CoA en el proceso.

La enoil-CoA solo tiene un hidrógeno en cada uno de los carbonos alfa y beta.