oxidacion de acidos grasos
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OXIDACION DE LIPIDOS
La acción de las hormonas adrenérgicas en el tejido adiposo produce la hidrólisis de los Triglicéridos.
Esta acción la realiza fundamentalmente la Norepinefrina (NE) que se activa a través del AMP cíclico (quinasa proteínica del adipocito)
A su vez esta activa las lipasas del adipocito, que hidrolizarán a los Triglicérido en Glicerol y en FA (ácido graso) que pasan a la sangre.
El reposo es una necesidad energética muy baja, los FA sobrantes se almacenan en forma de gotitas lipídicas que se sitúan generalmente cerca de las mitocondrias, pero durante la actividad física se oxidan para obtener energía.
Hidrólisis de triglicéridos
UTILIZACION DE LOS ACIDOS GRASOS PARA LA PRODUCCION DE ENERGIA
Los ácidos grasos que llegan a la superficie de la célula son captados y utilizados para producir energía principalmente en la mitocondria
Los intermediarios de alto contenido energético son NADH y FADH2
El grado de utilización de los ácidos grasos para producir energía varia de tejido a tejido y depende del metabolismo del cuerpo.
β-OXIDACION DE LOS ACIDOS GRASOS LINEALES
Es el principal proceso de producción de energía.
El proceso comienza con la oxidación del carbono carboxilo "beta", por lo que el proceso se llama "beta-oxidación"
En su mayor parte los ac. grasos se oxidan eliminando fragmentos bicarbonados desde el extremo del carboxilo del ácido, después de los pasos de deshidrogenación, hidratación y oxidación para formar β-cetoácido
La oxidación de los lípidos se inicia en la membrana externa de la mitocondria, por medio de la enzima Acil-CoA sintetasa, los FFA (ácidos grasos líbres) pasan a Acil-CoA.
El Acil-CoA tiene que ser transferido al interior de la mitocondia y esto se realiza por medio del sistema Carnitina-Acil-Transferasa situada en la membrana interna de la mitocondria, que une la Carnitina al Acil- CoA y lo transporta al interior de la mitocondria.
Oxidación de los lípidos
La CoA activa a los ácidos grasos para la oxidación
La Acil-CoA sintetasa condensa los ácidos grasos con hidrósis simultánea de ATP a AMP y PPi
La activación de Acil-CoA sintetasa tiene lugar en el retículo endoplásmico o en la membrana mitocondrial externa.
La carnitina transporta grupos acilos a través de la membrana mitocondrial interna.
La maquinaria oxidativa se encuentra en el interior de la membarana interna, que es impermeable al CoA y sus derivados.
El gpo. acilo en la membrana mitocondrial externa es transferido por la carnitina gracias a la catálisis de la carnitina palmil transferasa I (CPT I).
La acil-carnitina es intercambiada por carnitina libre a través de la membrana mitocondrial interna, por una carnitina-acilcarnitina translocasa.
Finalmente, el grupo acil-graso es transferido de nuevo a la CoA por la (CPT II) localizada en la membrana interna.
Este proceso se da fundamentalmente en el transporte mitocondrial de acil-graso-CoA de 12 a 18 átomos de carbono.
La β- OXIDACIÓN ES SECUENCIA DE 4 REACCIONES
1
2
H2O
3 y 4
Reacción global
Rendimiento energético del la β-oxidación de los ácidos grasos
Se produce un acetilCoA y se generan 10 ATP Una flavoproteína reducida (FADH2) Un NADH Cada una de las flavoproteínas puede
proporcionar 1.5 ATP Cada uno de los NADH puede producir 2.5 ATP
La repetición del ciclo rinde una sucesión de unidades de acetato
Por lo tanto, el ácido palmítico (16 C) rinde 8 acetil-CoAs
Si entra una molécula de palmitoil-Co-A (16 C), para romperlo hacen falta 7 FAD, 7 NAD y 7 moléculas de H2O y 7 Co-A.
Palmitoil-Co-A + 7FAD + 7NAD+ + 7H2O + 7Co-A 8Acetil-Co-A + 7FADH2 + 7NADH + 7H
7 FADH2 = 7 x 1.5 ATP
7 NADH = 7 x 2.5 ATP
Total = 28 ATP
-Oxidación Los 8 acetil-Co-A que se encuentran en la
mitocondria pueden ser transferidos, cada uno de ellos en: 3 NADH, 1 FADH2 y 1 GTP. Dando lugar a 80 ATP.
En total, dan lugar a 108 ATP, a los que hay que restar 2 ATP que se consumen para formar el palmitoil-Co-A.
La -oxidación completa de un ácido palmítico rinde 106 moléculas de ATP, el rendimiento tan grande de energía es consecuencia del carbono en estado altamente reducido en los ácidos grasos.
Ácidos grasos de cadena impar
la-Oxidación rinde propionil-CoA Los ácidos grasos de cadena larga se
metabolizan normalmente, pero al final queda un propionil-CoA a partir del fragmento de 3 átomos de C final
Tres reacciones convierten al propionil-CoA a succinil-CoA
Requieren de biotina y B12
CH3-CH2C-SCoA + ATP + CO2 + H2O
O
CH3-C-CO-SCoA
-OOC
H
OOC-C-C-SCoA
H3C
H
CH2-C-SCoA-OOC-CH2
1
1. Propionil CoA carboxilasa2. Metil malonil-CoA epimerasa3. Metil malonil CoA mutasa
2
3
Propionil-CoA
D-metilmalonil CoA
L-metilmalonil CoA
Succinil-CoA
Ácidos grasos insaturados
Ácidos grasos monoinsaturados: La existencia de dobles enlaces en los ácidos
grasos se da esencialmente en:
cis D9 C16:1 => ácido palmitoleico
Sufre -oxidación normal por tres ciclos cis-3 acil-CoA que no puede ser utilizado por la
acil-CoA deshidrogenasa la Enoil-CoA isomerasa lo convierte a trans- 2
acil CoA -oxidación continúa desde este punto
CH
CH
SCoA
O
CH
CH
SCoA
O
SCoA
O
SCoA
OOH
H
SCoA
O
SCoA
O
+ 3
H2O
Oleoil -CoA
cis 3 dodecenoil-CoA
trans 2 dodecenoil-CoA
continuación de beta oxidación
Enoil-coA hidratasa
Enoil-CoA isomerasa
tres ciclos de beta-oxidación
Oxidación de ácidosgrasos insaturados
Ácidos grasos poliinsaturados
Mas complicado Igual que para el ácido oleico, hasta
cierto punto: 3 ciclos de -oxidación enoil-CoA isomerasa 1 ciclo de -oxidación queda una estructura trans- 2, cis-4
Interviene la enzima 2,4-Dienoil-CoA reductasa
CH
CH
CH
CH
CoA
O
CH
CH
CH
CH
CoA
O
CH
CH
CoA
O
CoA
O
CoA
O
CH
CH
CoA
O
CH
CH
3 ciclos de beta-oxicación
Enoil CoA isomerasa
+ 3
+
cis 9 cis 12
cis 3 cis 6
trans 2
cis 4
Un ciclo de beta-oxidación
Acil-CoA deshidrogenasa
Oxidaciónde ácidosgrasospoliinsaturados
H2O
Hidratasa
Un ciclo de beta- oxidación
5 Acetil-CoAs
α-oxidaciónEn el caso del esquema de la β-oxidación
la -oxidación tiene lugar en el carbono 2 en lugar del carbono 3.
Sirve para la hidroxilación de cadenas largas y es necesario para la síntesis de los esfingolípidos.
Actúan Oxidasas de función mixta ya que requieren oxigeno molecular, nucleótidos de nicotinamida reducidos y citocromos específicos.
ω-oxidación
Tiene lugar en el extremo metilo de la molécula de acido graso. Da lugar a un ácido dicarboxílico a través de la acción secuencial de alcohol y aldehído deshidrogenasa citosólica.
Tiene lugar en el retículo endoplásmico de muchos tejidos.
Requiere citocromo P450, oxígeno y NADPH
Se da en ácidos grasos de longitud mediana.
PeroxisomasLas principales funciones de los
peroxisomas son: llevar a cabo reacciones oxidativas de
degradación de ácidos grasos y aminoácidos.
intervienen en reacciones de detoxificación (por ejemplo, gran parte del etanol que bebemos es detoxificado por peroxisomas de células hepáticas).
Peroxisomas
Están especializadas en llevar a cabo reacciones que utilizan el oxígeno molecular generando peróxido de hidrógeno que, al ser un agente oxidante muy tóxico, es utilizado por la catalasa para llevar a cabo otras reacciones oxidativas útiles.
La catalasa transforma el H2O2 dando como resultado oxigeno molecular más agua
-Oxidación Peroxisómica Peroxisomas - organelos que realizan
oxidaciones flavin-dependientes, regenerando las flavinas oxidadas por reacción con el O2
para producir H2O2 Similar a la -oxidación mitocondrial, pero
empieza con la formación de un doble enlace por la acil-CoA oxidasa
Los electrones van al O2 en lugar del transporte de e-
Resultan menos ATPs
O ||
RCH2CH2 - C - SCoA + E-FAD
H O | ||RC = C - C - SCoA + E - FADH2
| H
E - FAD + H2O2
O2
Acil-CoA oxidasa
peroxidasa
-oxidación peroxisómica
2 H2O2
O2 + 2 H2O
Catalasa