CATABOLISMO DE LOS ÁCIDOS GRASOS (BETA-OXIDACIÓN) Y CUERPOS CETÓNICOS

CATABOLISMO DE LOS ÁCIDOS GRASOS (BETA-OXIDACIÓN) Y CUERPOS CETÓNICOS

1. Beta oxidación

   • Oxidación = remoción de electrones; beta = hace referencia al carbono 3; por lo tanto, la beta oxidación (HÉLICE DE LYNEN). Por lo tanto es un proceso catabólico de los AG, en el cual se van oxidando sus átomos de carbonos de dos en dos, en la matriz mitocondrial, hasta que todos sus carbonos se conviertan en acetil CoA + NADH + FADH, serán oxidados en el ciclo de Krebs y cadena respiratoria para producir energía o ATP.
     • Defecto de la beta oxidación
       • Aciduria di carboxílica y beta oxidación de ácidos grasos:
         • Diversos trastornos del metabolismo de las grasas (alteración en el transporte de carnitina, deficiencia de acil CoA deshidrogenasa y el síndrome de Zellweger (defecto en la biogénesis de los peroxisomas), se asocian con la presencia en la orina de ácidos di carboxílicos de cadena media.
       • La deficiencia de carnitina muscular
         • calambres, dolores, debilidad, y fatiga muscular durante el ejercicio
       • El déficit de la carnitina Hepática
         • Una hipoglucemia que se puede corregir con la administración intravenosa u oral de dicha sustancia
     • Activación.
       • 1.-Al entrar un ácido graso al citoplasma celular, como por ejemplo en ácido palmítico que tiene 16 carbonos
       • 2.-Este complejo Acil CoA SH de cadena larga atraviesa la membrana externa mitocondrial
       • 3.-Allí, la Acil carnitina, a través de un sistema de lanzadera y con la participación de una enzima transmembrana o traslocasa (carnitinacilcarnitina- traslocasa), atraviesa la membrana interna mitocondrial llagando a la matriz

2. Beta-oxidación intra mitocondrial

   • 1.-Formacion del complejo acetilado transinsaturado de Ac graso ligado a Co. A" o transenoil de Co. A, (deshidrogenación).
     • La Acil Co-A intra mitocondrial, va a sufrir una deshidrogenación (oxidación) enzimática, en sus carbonos 2 y 3 (alfa y beta), por acción de la enzima Acil Co. A deshidrogenasa, dando lugar a la formación del "complejo acetilado transinsaturado de Ac graso ligado a Co. A" o transenoil de Co. A los 2 H+ que se desprenden en este paso son transferidos al FAD,
   • 2.-Formacion del L-3 Hidroxiacil Co. A (hidratación).
     • Es un paso de hidratación en el doble enlace del complejo, para formar el L-3 Hidroxiacil Co. A, esta reacción esta catalizada por la enzima crotonasa o enoil Co. A. hidratasa.
   • 3.- Formación del 3-cetoacil Co. A (deshidrogenación).
     • El L-3 hidroxiacil Co. A es deshidrogena (oxidación) y transformado en 3-cetoacil Co. A. Esta reacción ocurre gracias a la enzima deshidrogenada 3-hidroxiacil Co. A. Los 2 H+ que se desprenden son captados por el NAD que luego los sede a la cadena respiratoria.
   • 4.-Formacion de una molécula de acetil coenzima A (fragmentación tiolítica)
     • El 3-cetoacil Co. A, por acción de la enzima cetoacil tiolasa, reacciona con otra molécula de Co. A intramitocondrial, dando lugar a la formación de: un ácido graso con 2C menos en su cadena y de acetil Co. A libre, que luego entrará al Krebs o formará cuerpos cetónicos.

3. Vías alternativas de oxidación de los ácidos grasos:

   • Oxidación peroxisómica
     • Es una forma modificada de B-oxidación, ocurre en los peroxisomas (20%) y sirve para degradar solo AG de cadena muy larga, este proceso no está ligado a la fosforilación y da como resultados el acetil Co. A y H2O2.
   • Oxidación de ácidos grasos de cadena impar
     • Existen ciertos AG que tienen un número impar de carbono, que son también son B-oxidados, pero al final producirá un residuo de 3C, llamado propionil Co. A, que se transforma en succinil Co. A, que es un intermediario del Krebs.
   • Alfa oxidación
     • Es un proceso, que consiste en la eliminación sucesiva de 1 carbono cada vez del extremo carboxilo de la cadena del ácido graso; ocurre en el retículo endoplásmico del encéfalo no requiere Co. A y no produce energía en forma de fosfatos.

4. Cuerpos cetónicos (cc)

   • Proceso metabólico por el cual se producen los cuerpos cetónicos, como resultado del catabolismo de los ácidos grasos, con el fin de proveer a los tejidos periféricos
     • Cetogénesis
       • 1.- Se inicia con la condensación de dos moléculas de acetil Co-A, por la acción de la enzima. B-cetotiolasa (tiolasa) y forma el acetoacetil Co-A, quedando libre una mol de CoA.
       • 2.- Luego al acetoacetil Co-A (4C) se le une una tercera mol de acetil Co-A, más una mol de H2O y por acción de la enzima HMG Co-A sintasa (hidroxi metil glutaril Co A sintasa) se forma: 3-hidroxi 3- metil glutaril CoA o simplemente HMG CoA.
       • 3.- La HMG CoA por acción de la enzima HMG CoA liasa, hidroliza a la HMG CoA, se forma el primer cuerpo cetónico llamado acetoacetato, con la salida de una mol de acetil CoA.
       • 4.- El acetoacetato, puede dar origen a dos nuevos cuerpos cetónicos llamado: 3- hidroxibutirato (B- hidroxibutirato) y a la cetona. Cuando el acetoacetato se reduce produce B- hidroxibutirato por la acción de la enzima 3-hidroxibutirato deshidrogenasa (B- hidroxibutirato deshidrogenasa); y cuando el acetoacetato presenta una descarboxilación (pierde 1 carbono) se forma la acetona
     • Cetólisis
       • 1.-Primero tiene que transformarse el B-hidroxibutirato (paso inverso a su síntesis) en acetoacetato, en esta relación de oxidación interviene la enzima hidroxibutirato deshidrogenasa.
       • 2.- El Acetoacetato por acción de la enzima tioforasa, se convierten en acetoacil CoA; con la utilización de 1mol de energía en forma de GTP que se transforma en ATP, la misma que procede de la succinil CoA (que proviene del Krebs) que se transforma en succinato.
       • 3.- El acetoacil CoA (4C) por acción de la enzima tiolasa reacciona con una nueva mol de CoA, formando 2 moles de Acetil CoA.
   • Beneficio de los cuerpos cetónicos
     • El hígado se aprovecha de la energía de la obtención de las coenzimas NADH; y los tejidos periféricos, obtienen energía al metabolizar los cuerpos cetónicos.
       • Hipercetonemia
         • Cuando existe en sangre elevación de los cuerpos cetónicos por encima de lo normal, llevando a un descenso del PH sanguíneo (cetoacidosis metabólica) y se caracteriza por Hipercetonemia, cetonuria y aliento cetónico.
       • Cetonuria
         • Cuando en una cetoacidosis metabólica, se eliminan cuerpos cetónicos (Bhidroxibutirato) por la orina.
   • Rendimiento energético de los cuerpos cetónicos
     • El B- hidroxibutirato produce 26 ATP netos y el acetoacetato 23 moles de ATP
       • Acetoacetato
         • Produce 2 moles de acetil CoA, cada una en el Krebs produce 12 ATP = 24 ATP, -1 ATP que otorga la succinil CoA en forma de GTO al convertirse el acetoacetato en acetoacil Co A, dan un gran total neto 23 ATP
       • B- hidroxibutirato
         • Produce igualmente 2 mol de acetil CoA, que equivalen a 24 ATP, + 1mol de NADH = 3ATP, menos -1 ATP que otorga la succinil CoA en forma de GTO al convertirse el acetoacetato en acetoacil Co A, dan un gran total neto, de 26 ATP.

Images and files in the map