Los triglicéridos se hidrolizan en el intestino gracias a la intervención de la lipasa pancreática.
Una vez hidrolizados a glicerol y ácidos grasos libres, pueden ser absorbidos por las células epiteliales intestinales, que convierten el glicerol y los ácidos grasos en triglicéridos.
Luego, los triglicéridos se liberan en la circulación linfática, asociados con partículas de lipoproteínas particulares llamadas quilomicrones.
Gracias a la acción catalítica de las lipoproteínas lipoproteínas, los triglicéridos depositados por los quilomicrones se hidrolizan nuevamente.
El glicerol y los ácidos grasos libres se pueden usar como combustible para producir energía, se depositan como depósitos de lípidos en el tejido adiposo y se usan como precursores para la síntesis de fosfolípidos, triacilgliceroles y otras clases de compuestos.
La albúmina plasmática, la proteína más abundante en el plasma, se dedica al transporte de ácidos grasos libres al torrente sanguíneo.
OXIDACIÓN DE LAS GRASAS
Oxidación del glicerol.
Como dijimos, los triglicéridos están formados por la unión del glicerol con tres cadenas más o menos largas de ácidos grasos.
El glicerol no tiene nada que ver con el ácido graso desde el punto de vista molecular. Se elimina y se usa en la gluconeogénesis, un proceso que conduce a la formación de glucosa a partir de compuestos no carbohidratos (lactato, aminoácidos y, precisamente, glicerol).
El glicerol no se puede acumular y en el citosol se convierte en fosfato de L-glicerol 3 a expensas de una molécula de ATP, luego el glicerol 3 fosfato se convierte en fosfato de dihidroxiacetona que ingresa en la glucólisis, donde se convierte en piruvato y se oxida En el ciclo de Krebs.
Activación de los ácidos grasos.
La β-oxidación comienza en el citoplasma con la activación del ácido graso por enlace tioéster con la CoA formando el acil-SCoA y consumiendo 2 moléculas de ATP. La acil-SCoA que se ha formado se transporta a la mitocondria por la carnitina aciltransferasa.
Transporte de ácidos grasos a la mitocondria.
Aunque algunas moléculas pequeñas de Acyl-SCoA pueden cruzar espontáneamente la membrana interna de las mitocondrias, la mayoría de los productos de Acyl-SCoA son incapaces de cruzar esa membrana. En estos casos, el grupo acilo se transfiere a la carnitina gracias a la intervención catalítica de la carnitina aciltransferasa I.
La regulación de la vía se lleva a cabo sobre todo al nivel de esta enzima ubicada en la membrana externa de la mitocondria. Es particularmente activo durante el ayuno cuando los niveles plasmáticos de glucagón y ácidos grasos son altos.
La unión de acil + carnitina se llama acil-carnitina.
La acil-carnitina entra en la mitocondria y dona el grupo acilo a una molécula de CoASH interna, a través de la intervención de la enzima carnitina aciltransferasa II. De esta manera, se forma nuevamente una molécula de Acil-SCoA, que entrará en el proceso llamado β-oxidación.
Oxid-oxidación
La β-oxidación consiste en separar del ácido graso dos átomos de carbono en forma de acetoCoA oxidando siempre el tercer carbono (C-3 o carbono β) a partir del extremo carboxílico (ese átomo que con la nomenclatura anterior estaba indicado) como el carbono β). Por esta razón, todo el proceso se llama β-oxidación.
La Β-oxidación es un proceso que tiene lugar en la matriz mitocondrial y está estrechamente relacionado con el ciclo de Krebs (para una mayor oxidación del acetato) y con la cadena respiratoria (para la reoxidación de coenzimas NAD y FAD).
FASES DE LA β-oxidación
La primera reacción de oxidación β es la deshidrogenación de ácidos grasos por una enzima llamada acilCoa deshidrogenasa. Esta enzima es una enzima dependiente de FAD.
Esta enzima permite la formación de un doble enlace entre C2 y C3: los átomos de hidrógeno perdidos gracias a la deshidrogenasa se unen al FAD que se convierte en FADH2.
La segunda reacción consiste en agregar una molécula de agua al doble enlace (hidratación).
La tercera reacción es otra deshidrogenación que transforma el grupo hidroxilo en C3 en un grupo carbonilo. El aceptor de hidrógeno esta vez es el NAD.
La cuarta reacción implica la división del cetoácido por una tiolasa: se forman un acetilCoA y un acilCoA con una cadena más corta (2 C menos).
Esta serie de reacciones se repite tantas veces como haya C de la cadena / 2 menos una, ya que en la parte inferior se forman dos acetilCoA. Ej: palmitilCoA 16: 2-1 = 7 veces.
El acetilCoA producido con β-oxidación puede ingresar al ciclo de Krebs donde se une al oxaloacetato para una mayor oxidación a dióxido de carbono y agua. Para cada AcetylCoA oxidado en el ciclo de Krebs, se producen 12 ATP
Formación de cuerpos cetónicos.
Cuando la acetil CoA excede la capacidad de recepción del ciclo de Krebs (deficiencia de oxalacetato), se transforma en cuerpos cetónicos. La conversión a glucosa por gluconeogénesis no es posible.
En particular, el exceso de acetil CoA se condensa en dos moléculas de acetil CoA que forman acetoacetil-CoA.
A partir de la acetoacetil-CoA, una enzima produce acetoacetato (uno de los tres cuerpos cetónicos) que se puede transformar en 3-hidroxibutirato, o por descarboxilación, se puede transformar en acetona (los otros dos cuerpos cetónicos). Los cuerpos cetónicos así formados pueden ser utilizados por el organismo en condiciones extremas como fuentes de energía alternativas.
Oxidación de ácidos grasos con un número impar de átomos de carbono.
Si el número de átomos de carbono de ácido graso es impar al final, se obtiene una molécula de 3 carbonos de Propionyl CoA. El propionil-CoA en presencia de biotina es carboxilato y se convierte en D-metilmalonil-CoA. El D-metilmalonil CoA se transformará en L metilmalonil coa por una epimerasa. L metilmalonil CoA por una mutasa y en presencia de cianocoballamina (vitamina B 12) se transformará en succinil CoA (intermedio del ciclo de Krebs).
La succinil-CoA se puede usar directa o indirectamente en una amplia variedad de procesos metabólicos como la gluconeogénesis. Por lo tanto, a partir del propionilCoA, a diferencia del acetilcoA, es posible sintetizar glucosa.
BIOSISTEMAS DE ACIDOS GRASOSOS
La biosíntesis de ácidos grasos ocurre principalmente en el citoplasma de las células hepáticas (hepatocitos) a partir de los grupos acetilo (acetil CoA) generados dentro del hígado. Dado que estos grupos pueden derivar de la glucosa, es posible convertir los carbohidratos en grasas. Sin embargo, no es posible convertir las grasas en hidratos de carbono porque el organismo humano no posee las enzimas necesarias para convertir el Acetiyl-SCoA derivado de la oxidación β en precursores de la gluconeogénesis.
Como dijimos en la parte introductoria, mientras que la β-oxidación ocurre dentro de la matriz mitrocondrial, la biosíntesis de ácidos grasos ocurre en el citosol. También hemos declarado que para formar un ácido graso necesitamos grupos acetilo que se producen dentro de la matriz mitocondrial.
Por lo tanto, se necesita un sistema específico que transfiera acetil CoA de la mitocondria al citoplasma. Este sistema, ATP dependiente, usa citrato como un transportador de acetilo. El citrato, después de transportar los grupos acetilo al citoplasma, los transfiere al CoASH que forma el acetil-SCoa.
El comienzo de la biosíntesis de ácidos grasos se produce gracias a una reacción de condensación clave de acetil-SCoA con dióxido de carbono para formar Malonyl-SCoA.
La carboxilación de acetil CoA se produce por una enzima muy importante acetil CoA carboxilasa. Esta enzima, ATP dependiente, está fuertemente regulada por activadores alostéricos (insulina y glucagón).
La síntesis de ácidos grasos no hace uso de la CoA sino de una proteína transportadora de grupos acíclicos llamada ACP que transportará, de hecho, todos los intermedios de la biosíntesis de ácidos grasos.
Existe un complejo multienzimático llamado ácido graso sintasa que, a través de una serie de reacciones, conduce a la formación de ácidos grasos a no más de 16 átomos de carbono. Los ácidos grasos de cadena más larga y algunos ácidos grasos insaturados se sintetizan a partir del palmitato mediante enzimas llamadas elongasas y desaturasas.
AJUSTE DE LA OXIDACIÓN Y BIOSÍTESIS DE ÁCIDOS GRASOSOS
Los bajos niveles de glucosa en la sangre estimulan la secreción de dos hormonas, la adrenalina y el glucagón, que con su acción promueven la oxidación de los ácidos grasos.
La insulina, por el contrario, tiene una acción opuesta y con su intervención estimula la biosíntesis de los ácidos grasos. Un aumento en la glucosa en la sangre provoca un aumento en la secreción de insulina que, por su acción, facilita el paso de la glucosa a las células. El exceso de glucosa se convierte en glucógeno y se deposita como reserva en los músculos y el hígado. Un aumento en la glucosa hepática provoca la acumulación de malonil-SCoA que inhibe la carnitina aciltransferasa al disminuir la velocidad de oxidación de los ácidos grasos.
