MedicinABC

5 dic. 2013

La beta oxidación de los ácidos grasos

Diferentes formas de presentar la estructura
de los ácidos grasos. 
La oxidación beta o β-oxidación es un proceso catabólico en él que los ácidos grasos sufren remoción de un par de átomos de carbono en cada ciclo de la oxidación hasta el ácido graso se descompone por completo en forma de moléculas acetil-CoA. Estas pueden ingresar en el ciclo de Krebs, y las coenzimas reducidas NADH y FADH2 sirven como donadores de electrones en la cadena respiratoria. La oxidación beta tiene lugar en la matrix interior de las mitocondrias y se compone de 4 pasos por ciclo.


Activación del ácido graso





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Antes de que la oxidación beta puede ocurrir, los ácidos grasos necesitan ser activados, es decir reciben "más energía" a través de la unión a la Coenzima A (HSCoA). La reacción del ácido graso con la coenzima A para formar Acil-CoA la cataliza la enzima Acil-CoA-sintetasa (en la imagen naranja) que se encuentra en la membrana externa de la mitocondria. (Recordamos que las mitocondrias son rodeadas por dos membranas lipídicas dobles, mientras que las células disponen de una capa solamente.)

Activación de los ácidos grasos

Transporte al interior de la mitocondria

La propia oxidación beta se efectua en el interior de la mitocondria, es decir en la matriz. Para transportar los ácido grasos (rojo) a la matriz se precisa alguna molécula transportadora ya que la Coenzima A no puede pasar la membrana interior. Para ello, el ácido graso es transferida a un aminoácido llamado carnitina (verde) a través de la carnitina palmitoiltransferasa I que a su vez libera la CoA al exterior.

En la membrana mitocondrial interior se encuentra la carnitina palmitoiltransferasa II que efectua este proceso al revés: transfiere el resto acil de la carnitina a otra Coenzima A, pero esta vez en la matriz mitocondrial.


Translocación de ácidos grasos mediante carnitina

La beta oxidación

La β-oxidación consiste en 4 pasos cuyos productos finales son una molécula de acetil-CoA que ingresa en el ciclo de Krebs como parte de la respiración celular, y una molécula de acil-CoA que ahora es 2 átomos de carbono más corta que antes. Además se producen una molécula de FADH2 y una de NADH/H+ que ingresan en la cadena respiratoria para obtención directa de ATP.
El ácido graso recurre estas 4 reacciones tantas veces que sea necesario; es decir hasta que se descompone por completo en forma de moléculas acetil-CoA. En cada ciclo pierde un par de átomos de carbono, por lo que depende del largo de la cadena alifática del ácido graso cuántos acetil-CoA se obtienen a través de él.

Vemos a continuación lo que ocurre, paso a paso:

Beta oxidación


(1) Oxidación. La enzima acil-CoA-deshidrogenasa forma un doble enlace en el acil-CoA entre el átomo C-2 (carbono α) y el átomo C-3 (carbono β). Como agente oxidante sirve el FAD.

(2) Hidratación del doble enlace entre C-2 y C-3 por la enzima enoil-CoA-hidratasa.

(3) Oxidación. La enzima hidroxiacil-CoA-deshidrogenasa convierte el grupo hidroxilo (–OH) en un grupo cetona (=O). Como agente oxidante sirve esta vez NAD+.

(4) Tiólisis. Este paso consiste en la separación del 3-cetoacil-CoA por el grupo tiol de otra molécula de CoA. El tiol es insertado entre C-2 y C-3, reacción que es catalizada por una tiolasa.

Resumen

Por cada ciclo, se forma una molécula de FADH2, una de NADH y una de acetil-CoA.


Fuentes y enlaces externos:
Prof. Doutor Pedro Silva, "The chemical logic behind... fatty acid metabolism" Universidade Fernando Pessoa, Portugal
Animación sobre el metabolismo de los ácidos grasos (inglés). Wiley College, Texas, EE.UU.
Wikipedia, la enciclopedia libre

Acerca del Autor:

Dorina Ferrario es la fundadora de MedicinABC y estudiante de Medicina Humana en la Universidad Humboldt de Berlín. Su reto es conseguir la difusión de información médica gratuita y de calidad a sus lectores. Bloguera en formación continua para una continua difusión de información. Sígue MedicinABC en Twitter.