Los ácidos grasos son una fuente importante de energía y un componente clave de las membranas celulares. Su metabolismo involucra dos rutas opuestas: la beta-oxidación, que los descompone para obtener energía, y la lipogénesis, que los construye para almacenamiento.
Oxidación de Ácidos Grasos (Beta-Oxidación)
Activación
Los ácidos grasos se activan en el citoplasma mediante la unión a coenzima A, formando acil-CoA graso. Esta reacción consume ATP. El acil-CoA graso se transporta luego a las mitocondrias a través del transporte de carnitina.
El Ciclo de Beta-Oxidación
Dentro de la matriz mitocondrial, el acil-CoA graso experimenta ciclos repetidos de cuatro reacciones: oxidación por acil-CoA deshidrogenasa (produciendo FADH2), hidratación por enoil-CoA hidratasa, oxidación por beta-hidroxiacil-CoA deshidrogenasa (produciendo NADH) y tiólisis por tiolasa (produciendo acetil-CoA y un acil-CoA graso acortado).
Rendimiento Energético
Cada ciclo elimina dos átomos de carbono como acetil-CoA. Una molécula de palmitato de 16 carbonos pasa por siete ciclos, produciendo 8 acetil-CoA, 7 FADH2 y 7 NADH. El acetil-CoA luego ingresa al ciclo del ácido cítrico para una mayor producción de energía.
Síntesis de Ácidos Grasos (Lipogénesis)
Transporte de Citrato
Cuando la energía es abundante, el exceso de acetil-CoA en las mitocondrias se exporta al citoplasma a través del transporte de citrato. El citrato es escindido por la ATP-citrato liasa para producir acetil-CoA y oxaloacetato.
Formación de Malonil-CoA
La acetil-CoA carboxilasa convierte el acetil-CoA en malonil-CoA, el paso comprometido de la síntesis de ácidos grasos. Esta enzima es activada por insulina y citrato e inhibida por palmitoil-CoA.
Ciclo de Elongación
La ácido graso sintasa, una gran enzima multifuncional, lleva a cabo un ciclo repetido de condensación, reducción, deshidratación y reducción. Cada ciclo añade dos átomos de carbono. El proceso requiere NADPH y produce palmitato (16:0) como producto principal.
Regulación
La oxidación y la síntesis de ácidos grasos están reguladas recíprocamente. Cuando la energía es baja, AMPK activa la oxidación e inhibe la síntesis. Cuando la energía es abundante, la insulina activa la síntesis e inhibe la oxidación.
