catabolismo de los acidos grasos (betaoxidacion)
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CATABOLISMO DE
LOS ACIDOS
GRASOSBeta oxidación de ácidos
grasos insaturados y saturados
de cadena par e impar
INTRODUCCION
Existen diferentes tipos de fuentes de la dieta y de diferentes
componentes del mismo organismo para generar energía, como por
ejemplo, los carbohidratos, proteínas, lípidos, sin embargo
recalcamos sobre los triacilgliceroles, teniendo en cuenta que estos
son muy útiles como materia de combustión de reserva por
diferentes razones
BETA OXIDACION
La beta oxidación (β-oxidación) es un
proceso catabólico de los ácidos grasos en el cual
sufren remoción, mediante la oxidación, de un par de
átomos de carbono sucesivamente en cada ciclo del
proceso, hasta que el ácido graso se descompone por
completo en forma de moléculas acetil-CoA, que serán
posteriormente oxidados en la mitocondria para generar
energía química en forma de (ATP). La β-oxidación de
ácidos grasos consta de cuatro reacciones recurrentes
BETA OXIDACION
El resultado de dichas reacciones son unidades de
dos carbonos en forma de acetil-CoA, molécula que
pueden ingresar en el ciclo de Krebs, y
coenzimas reducidos (NADH y FADH2) que pueden
ingresar en la cadena respiratoria.
No obstante, antes de que produzca la oxidación, los
ácidos grasos deben activarse con coenzima A y
atravesar la membrana mitocondrial interna, que es
impermeable a ellos.
CATABOLISMO DE LOS ACIDOS
GRASOS
Para ser utilizados por los
animales como fuente de
energía, y de agua
metabólica, mediante su
metabolismo oxidativo, los
ácidos grasos procedentes de
los triacilgliceroles de
la dieta o de los almacenados
en el tejido adiposo, o
producidos por algunos
órganos que los exportan a
otros, deben seguir los
siguientes pasos:
CATABOLISMO DE LOS ACIDOS
GRASOS
Activación del ácido graso a su forma acil graso-CoA(acil-CoA)
Entrada del acil-CoA en la mitocondria
ß-oxidación mitocondrial: Ácidos grasos saturados con número par de carbonos
Ácidos grasos insaturados
Ácidos grasos con número impar de carbonos
Aparte de la ß-oxidación mitocondrial, hay otras formasde oxidación de los ácidos grasos:
ß-oxidación en peroxisomas y glioxisomas
α-oxidación
ω-oxidación
PASOS PREVIOS
1. Activación de los ácidos grasos
El paso previo a esas cuatro reacciones es la activación de los
ácidos grasos a acil coenzima A (acil CoA, R–CO–SCoA) grasos,
que tiene lugar en elretículo endoplasmático (RE) o en la membrana
mitocondrial externa donde se halla la acil-CoA sintetasa (o ácido
graso tioquinasa), la enzima quecataliza esta reacción:
R–COOH + ATP + CoASH →Acil-CoA sintetas→ R–CO–SCoA
+ AMP + PPi + H2O
PASOS PREVIOS
2 . Traslocación a la matriz mitocondrial
La ß-oxidación de los ácidos grasos tiene lugar en la
matriz mitocondrial, por ello los ácidos grasos activados
como acil graso-CoA deben atravesar la membrana
mitocondrial interna. Los ácidos grasos de más de diez
carbonos necesitan la presencia de carnitina y de un
sistema transportador, la translocasa acilcarnitina-
carnitina, que lleva a cabo un proceso de antiporte:
BETA OXIDACION
Ahora se va hablar sobre la Beta oxidación de los ácidos grasos y
se denomina así porque la oxidación ocurre en la posición del C3 o
beta del grupo acilo graso, al unirse la coenzima A con el grupo
carboxílico en el C1, dicha oxidación ocurre en las mitocondrias, y
se producen en tres fases:
La Beta oxidación propiamente dicha.
Oxidación de los acetil CoA a CO2 a través del ciclo del acido
cítrico.
Los productos generados (transportadores electrónicos reducidos
NADH y FADH2) tanto de la beta oxidación como del ciclo del
acido cítrico donarán sus electrones a la cadena respiratoria
mitocondrial con acción del ADP para generar agua.
LA BETA OXIDACIÓN PROPIAMENTE
DICHA
1) Deshidrogenación: Acil-CoA deshidrogenasa.
2) Hidratación: Enoil-CoA hidratasa.
3) Deshidrogenación: Beta hidroxiacil-CoA
deshidrogenasa.
4) Acción de una tiolasa: Acil CoA acetiltransferasa
(tiolasa).
BETA OXIDACION
1. ß-oxidación mitocondrial de ácidos grasos saturados de
cadena par
La ß-oxidación es un proceso del metabolismo aerobio;se trata de una ruta catabólica espiral en la que cadavez que se repite una secuencia de cuatro reacciones lacadena del ácido grasose acorta en dos átomos decarbono, que salen en forma de acetil-coA.
En los acil graso-CoA solo hay un átomo de oxígeno perocada molécula de acetil-CoA tiene un grupo carbonilo (-CO-) por eso en cada serie de reacciones de la ß-oxidación se irá introduciendo un átomo de oxígeno.
ß-OXIDACIÓN MITOCONDRIAL DE
ÁCIDOS GRASOS INSATURADOS
Muchos de los ácidos grasos de triacilgliceroles y fosfolípidos de animales y plantas son insaturados (ver origen de los ácidos grasos de la dieta) pero en sus dobles enlaces predomina la configuración cis sobre la que no puede actuar la enoil-CoA hidratasa que cataliza la reacción de hidratación de la ß-oxidación (ver reacción). El problema lo solventan dos enzimas, una isomerasa que transforma enlaces cisΔ3 en transΔ2 y una reductasa que elimina dobles enlaces en los ácidos grasos poliinsaturados:
Ejemplo para un ácido graso monoinsaturado (ácido oleico, 18 carbonos, con un doble enlace cisΔ9): transcurridas tres series de ß-oxidación, el oleoil-CoA produce cisΔ3-dodecenoil-CoA que mediante la enoil-CoA isomerasa se transforma en transΔ2-dodecenoil-CoA que es reconocido por la enoil-CoA hidratasa de la ß-oxidación, proceso que se repite cinco veces más de la forma "estándar".
Ejemplo para un ácido graso poliinsaturado (ácido linoleico, 18 carbonos, con dos dobles enlaces cisΔ9-cisΔ12): tras tres series de ß-oxidación, el linoleoil-CoA produce cisΔ3-cisΔ6-dodecenoil-CoA que es sustrato para la enoil-CoA isomerasa que lo transforma en transΔ2-cisΔ6-dodecenoil-CoA, sobre este compuesto se produce una secuencia de ß-oxidación y la primera reacción, oxidación, de una nueva secuencia; el compuesto que se obtiene, transΔ2-cisΔ4-decenoil-CoA, es transformado por la 2,4-dienoil-CoA reductasa, con NADPH como coenzima, para dar transΔ3-decenoil-CoA sobre el que actúa nuevamente la enoil-CoA isomerasa que produce transΔ2-decenoil-CoA que seguirá cuatro series de ß-oxidación "estándar" (ver reacciones). Se quiere destacar el hecho de que en E. coli la 2,4-dienoil-CoA reductasa produce directamente transΔ2-enoil-CoA por lo que no se requiere la acción posterior de la isomerasa.
ß-OXIDACIÓN MITOCONDRIAL DE
ÁCIDOS GRASOS DE CADENA IMPAR
Los ácidos grasos de cadena impar de carbonos son menos habituales pero también forman parte de nuestra dieta.
Considerando un ácido graso saturado de cadena impar de carbonos, su ß-oxidación es similar a la de ácidos grasos de cadena par (ver proceso) con la diferencia de que la última reacción de tiólisis genera una molécula de 3 carbonos en forma de propionil-CoA aparte de la de 2 carbonos de acetil-CoA.
El propionil-CoA se carboxila mediante la propionil-CoA carboxilasa, con biotina como cofactor, para dar un compuesto de 4 carbonos, el (S)-metilmalonil-CoA (o D-metilmalonil-CoA) que se transforma en su forma R (o L) mediante la metilmalonil-CoA racemasa; el (R)-metilmalonil-CoA es sustrato de lametilmalonil-CoA mutasa, dependiente de la vitamina B12, que mediante un reordenamiento intramolecularproduce succinil-CoA que se puede incorporar al ciclo de Krebs.
RENDIMIENTO ENERGÉTICO
Dado que durante la β-oxidación la cadena de carbonos de los
ácidos grasos se rompe en unidades de dos carbonos (unidas al
coenzima A) y que cada rotura produce una molécula de FADH2y
una molécula de NADH + H+, es fácil calcular las moléculas de
ATP generadas en la oxidación completa de un ácido graso.
FADH2 y NADH van a la cadena respiratoria y los acetil-
CoAingresan en el ciclo de Krebs donde generan GTP y más
moléculas de FADH2 y NADH. Si tomamos como ejemplo el ácido
palmítico, ácido graso saturado de 16 carbonos, el rendimiento
energético es el siguiente:
Luego suponiendo para el palmitil-Coa que tiene 16 carbonos,
luego de estos 4 pasos básicos se genera para su oxidación
completa 7 productos de Acetil-CoA, esto quiere decir que se
repite los 4 pasos mencionados 6 veces, en posteriores artículos
se tomara más en cuenta sobre estas reacciones con más detalle
para una mejor comprensión.
http://bioquibi.webs.ull.es/metabolismo/archivostemas/lipidos/beta
ox.pdf