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Metabolismo de los ácidos grasos

Noviembre 13, 2023

El término metabolismo de los ácidos grasos refiere a un grupo de procesos metabólicos que involucran a los ácidos grasos; dentro de estos procesos, existe una serie de procesos catabólicos, es decir que generan energía; y a un grupo de procesos anabólicos, es decir que crean moléculas de importancia biológica tales como triglicéridos, fosfolípidos, segundos mensajeros, hormonas locales y cuerpos cetónicos.[1]​

Los ácidos grasos son una familia de moléculas clasificadas dentro del grupo de los macronutrientes lipídicos. Uno de los roles que desempeñan los ácidos grasos en el metabolismo animal es la producción de energía, capturada en forma de adenosina trifosfato (ATP). Al ser comparado con otras clases de macronutrientes (carbohidratos y proteínas), los ácidos grasos producen la mayor cantidad de ATP en relación con su peso luego de ser completamente oxidados a CO
2 y agua en la β-oxidación y el ciclo del ácido cítrico.[2]​ Por este motivo los ácidos grasos (principalmente en la forma de triglicéridos) son la forma más eficiente de almacenaje de combustible en los animales, y en menor medida en las plantas. Adicionalmente, los ácidos grasos son importantes componentes de los fosfolípidos que forman las bicapas lipídicas, que es de lo que están formadas las membranas celulares de casi todas las células y las membranas que forman los organelos dentro de las células, tales como el núcleo, mitocondrias, retículo endoplasmático, y el aparato de Golgi. Los ácidos grasos también pueden ser escondidos o parcialmente escindidos de los compuestos que forman la membrana celular para formar segundos mensajeros en el interior de la célula, y hormonas locales en la inmediata vecindad de la célula. Las prostaglandinas, formadas a partir del ácido araquidónico almacenado en la membrana celular, probablemente sean el grupo mejor conocido de estas hormonas locales.

Catabolismo de los ácidos grasos editar

 
Una diagrama ilustrativo del proceso de lipólisis (en un adipocito) inducida por un nivel alto de epinefrina y un nivel bajo de insulina en la sangre. La epinefrina se une a los receptores beta adrenérgicos en la membrana celular del adipocito, lo que causa que se genere AMPc en el interior de la célula. El AMPc activa una proteína kinasa, la cual fosforila (y de esta forma activa) a la lipasa sensible a hormonas en el adipocito. Esta lipasa escinde a los ácidos grasos de su unión con glicerol en la gota de grasa almacenada en el adipocito. Los ácidos grasos libres y el glicerol luego se liberan hacia la sangre. Sin embargo estudios más recientes muestran que la triglicérido lipasa de los adipocitos primero tiene que convertir a los triacilgliceroles en diacilgliceroles, y luego es la lipasa sensible a hormonas la que convierte los diacilgliceroles en monoacilgliceroles y ácidos grasos libres. Los monoglicéridos finalmente son hidrolizados por la monoglicérido lipasa.[3]​ La actividad de la lipasa sensible a hormonas se encuentra regulada por las hormonas insulina, glucagón, norepinefrina, y epinefrina, como se muestra en el diagrama.
 
Un diagrama ilustrativo del transporte de ácidos grasos libres en la sangre unidos a la albúmina sérica, su difusión a través de la membrana celular utilizando una proteína transportadora, y su activación, usando ATP, para formar acil-CoA en el citosol. El diagrama, para propósitos ilustrativos, cuenta solo con ácidos grasos de 12 carbonos. La mayor parte de los ácidos grasos en el plasma humano tienen una longitud de 16 o 18 átomos de carbono.
 
Un diagrama ilustrativo de la transferencia de una molécula de acil-CoA a través de la membrana interna de la mitocondria por la carnitina-acil-CoA transferasa (CAT). La cadena de acilo mostrada, para propósitos didácticos, cuenta con sólo 12 átomos de carbono. La mayor parte de los ácidos grasos en el plasma tienen 16 o 18 átomos de carbono. La CAT se inhibe por altas concentraciones de malonil-CoA (el primer compuesto comprometido en la vía de síntesis de ácidos grasos) en el citoplasma. Esto significa que la síntesis de ácidos grasos y el catabolismo de los ácidos grasos no pueden ocurrir simultáneamente en cualquier célula dada.
 
Un diagrama ilustrativo del proceso de beta-oxidación de una molécula de acil-CoA en la matriz mitocondrial. Durante este proceso se forma una molécula de acil-CoA que es 2 átomos de carbono más corta que al comienzo, también se obtienen acetil-CoA, agua y 5 moléculas de ATP. Este proceso se repite hasta que toda la molécula de acil-CoA se reduce a un grupo de moléculas de acetil-CoA.

Los ácidos grasos se liberan, entre comidas, de sus depósitos en el tejido adiposo, donde se encuentran almacenados en forma de triglicéridos, en un proceso que ocurre como se detalla a continuación:

  • Lipólisis, la separación de las cadenas de ácidos grasos del glicerol al cual se encuentran unidas en su forma de almacenamiento como triglicéridos (grasas), es llevada a cabo por lipasas. Estas lipasas se activan por niveles altos de epinefrina o glucagón en la sangre (o norepinefrina secretada por el sistema nervioso simpático en el tejido adiposo), cuando los niveles de glucosa luego de las comidas comienzan a bajar, lo que simultáneamente disminuye los niveles de insulina en la sangre.[1]​
  1. Una vez liberados del glicerol, lo ácidos grasos libres entran a la sangre, la cual los transporta unidos a la albúmina plasmática a través de todo el organismo.[4]​
  2. Los ácidos grasos de cadena larga entran a las células que van a metabolizarlos (la mayor parte de las células del organismo excepto glóbulos rojos y neuronas del sistema nervioso central) a través de proteínas transportadoras específicas, tales como la familia de proteínas transportadoras de ácidos grasos SLC27.[5]​[6]​ Los glóbulos rojos no contienen mitocondrias, y por lo tanto no pueden metabolizar ácidos grasos, los tejidos del sistema nervioso central no pueden hacer uso de los ácidos grasos, a pesar de que contienen mitocondrias, porque los ácidos grasos no pueden cruzar la barrera hematoencefálica hacia el fluido intersticial que baña a estas células.
  3. Una vez dentro de las células, la enzima ácido-graso-de-cadena-larga-CoA ligasa cataliza la reacción de una molécula de ácido graso con ATP para producir un adenilato de ácido graso, AMP y fosfato inorgánico; el adenilato de ácido graso reacciona con Coenzima A libre para producir una molécula de acil-CoA.
  • Para que el acil-CoA pueda entrar a la mitocondria debe hacer uso de la lanzadera de carnitina:[7]​[8]​[9]​
  1. El acil-CoA es transferido al grupo hidoxilo de la carnitina por medio de la enzima carnitina palmitoiltransferasa I, localizada en la caras citosólicas de la membrana mitocondrial externa y de la membrana mitocondrial interna.
  2. El aducto acil-carnitina es lanzado hacia el interior por medio de la carnitina-acilcarnitina translocasa, mientras que la carnitina es lanzada hacia el exterior.
  3. La acil-carnitina es convertida nuevamente en acil-CoA por la enzima carnitina palmitoiltransferasa II, localizada en la cara interior de la membrana mitocondrial interna. La carnitina liberada es nuevamente lanzada hacia el citosol, mientras que una nueva molécula de acil-CoA es lanzada hacia la matriz mitocondrial.
  • La beta oxidación, en la matriz mitocondrial, finalmente corta las largas cadenas carbonadas de los ácidos grasos (en la forma de moléculas de acil-CoA) en una serie de unidades de acetato, las cuales, combinadas con coenzima A forman moléculas de acetil-CoA, las que a su vez se condensan con oxaloacetato para formar citrato al comienzo del ciclo del ácido cítrico.[2]​ Resulta conveniente pensar en esta reacción como en el punto de inicio del ciclo, ya que es el punto donde el ciclo es alimentado con acetil-CoA, cuyo grupo acetato será disipado como CO
    2     y H
    2    O     con la liberación de una sustancial cantidad de energía capturada en forma de ATP, durante cada vuelta del ciclo.
Brevemente, los pasos de la β-oxidación (la ruptura inicial de los ácidos grasos libres para formar acetil-CoA) son los siguientes:[2]​
  1. Deshidrogenación por medio de la acil-CoA deshidrogenasa, produciendo 1 FADH
    2
  2. Hidratación por medio de la enoil-CoA hidratasa
  3. Deshidrogenación por medio de la 3-hidroxiacil-CoA deshidrogenasa, produciendo 1 NADH + H+
  4. Escisión por medio de la tiolasa, produciendo 1 acetil-CoA y un ácido graso que ahora es 2 carbonos más corto que el original, (produciendo de esta forma un nuevo acil-CoA que es dos carbonos más corto)

Esta reacción de β-oxidación se repite hasta que el ácido graso ha sido completamente reducido a acetil-CoA o, en el caso ácidos grasos con un número extraño de átomos de carbono, acetil-CoA y 1 molécula de propionil-CoA por molécula de ácido graso. Cada corte β-oxidativo de la molécula produce 5 moléculas de ATP.[10]​[11]​

  • El acetil-CoA producido por la β-oxidación ingresa al ciclo del ácido cítrico en la mitocondria al combinarse con oxaloacetato para formar citrato. Esto desemboca en la combustión completa de la molécula de acetil-CoA con CO
    2     y agua como productos. La energía liberada en este proceso termina siendo capturada en forma de 1 molécula de GTP y 11 moléculas de ATP por cada molécula de acetil-CoA oxidada.[2]​[7]​

Este es el destino del acetil-CoA donde sea que la β-oxidación de los ácidos grasos ocurra, excepto bajo ciertas circunstancias en el hígado. En el hígado el oxaloacetato puede ser parcialmente o totalmente desviado hacia la vía de la gluconeogénesis durante el ayuno prolongado, emaciación, una dieta baja en carbohidratos, ejercicio extenuante prolongado, y en la diabetes mellitus tipo 1 descontrolada. Bajo estas circunstancias el oxaloacetato se hidrogena para formar malato el cual sale de la mitocondria para ser convertido en glucosa en el citoplasma de las células hepáticas, desde donde es liberado hacia la sangre.[7]​ En el hígado, por lo tanto, cuando un proceso de gluconeogénesis significativo ha sido estimulado por un nivel bajo o ausente de insulina y un nivel alto de glucagón en sangre el oxaloacetato no se encuentra disponible para condensarse con acetil-CoA. En estas condiciones el acetil-CoA es desviado hacia la formación de acetoacetato y beta-hidroxibutirato.[7]​ El acetoacetato, el beta-hidroxibutirato y su producto de degradación espontáneo, la acetona, se conocen frecuentemente (aunque un tanto equivocadamente) como cuerpos cetónicos (ya que no son "cuerpos" para nada, sino sustancias químicas solubles en agua). Los cuerpos cetónicos son liberados por el hígado hacia la sangre. Todas las células con mitocondrias pueden tomar los cuerpos cetónicos de la sangre y reconvertirlos en acetil-CoA, el que puede ser utilizado como combustible en sus ciclos del ácido cítrico, ningún otro tejido puede derivar su oxaloacetato hacia la vía gluconeogénica como lo hace el hígado. A diferencia de los ácidos grasos libres, los cuerpos cetónicos pueden atravesar la barrera hematoencefálica, y encontrarse disponibles para ser utilizados como combustible por las células del sistema nervioso central, actuando como sustitutos de la glucosa de la cual estas células normalmente viven.[7]​ La situación donde aparecen niveles elevados de cuerpos cetónicos en la sangre durante el ayuno prolongado, dieta baja en carbohidratos, ejercicio pesado prolongado y diabetes tipo 1 descontrolada, se conoce como cetosis, y, en su forma extrema, como aparece en la diabetes tipo 1 sin control, se denomina cetoacidosis.

El glicerol liberado por la acción de la lipasa es fosforilado por una glicerol quinasa en el hígado (el único tejido donde puede ocurrir esta reacción) y el glicerol 3-fosfato resultante se oxida a dihidroxiacetona fosfato. La enzima glicolítica triosa fosfato isomerasa convierte este compuesto en gliceraldehído 3-fosfato, el cual se oxida por la vía de la glicólisis, o puede ser convertido en glucosa por la vía de gluconeogénesis.

Ácidos grasos como fuente de energía editar

 
Ejemplo de una grasa no saturada triglicérida. A la izquierda: glicerol, a la derecha de arriba hacia abajo: ácido palmítico, ácido oléico, ácido alfa-linolénico. Fórmula química: C
55H
98O
6

Los ácidos grasos, almacenados en forma de triacilgliceroles en un organismo, son una fuente muy importante de energía debido a que se encuentran en estado tanto reducido como anhidro. La energía que se obtiene de un gramo de ácidos grasos es de aproximadamente 9 kcal (37 kJ), comparado con las 4 kcal (17 kJ) por gramo de carbohidrato. Debido a que la porción hidrocarbonada de los ácidos grasos es hidrofóbica, estas moléculas pueden ser almacenadas en un ambiente relativamente anhidro (libre de agua). Los carbohidratos, por otra parte, se encuentran mucho más hidratados. Por ejemplo, 1 gramo de glucógeno puede unir aproximadamente 2 g de agua lo que se traduce a 1,33 kcal/g de compuesto hidratado. Esto significa que los ácidos grasos pueden almacenar más de seis veces la cantidad de energía por unidad de masa que almacenan los carbohidratos. Puesto de otra forma, si el cuerpo humano dependiera de los carbohidratos para almacenar energía, una persona necesitaría acarrear con 31 kg de glucógeno hidratado para tener una reserva de energía equivalente a 4,6 kg de grasas.[7]​

Los animales que hibernan proveen un buen ejemplo de la utilización de estas reservas como combustible. Por ejemplo, los osos hibernan durante aproximadamente 7 meses, y, durante todo este período, la energía que utilizan se deriva de la degradación de reservas grasas. En forma similar, las aves migratorias almacenan grandes reservas de grasas antes de embarcarse en sus viajes intercontinentales.

Las reservas de grasas de un adulto humano joven promedio rondan aproximadamente los 10–20 kg, pero varía ampliamente dependiendo de la edad, género y disposiciones individuales.[12]​ En contraste el cuerpo humano almacena sólo unos 400 g de glucógeno, de los cuales 300 g se encuentran bloqueados en el interior de los músculos esqueléticos, siendo por lo tanto inalcanzables para el resto del organismo. Esos aproximadamente 100 g de glucógeno almacenados en el hígado se consumen con apenas un día de inanición.[7]​ Luego de esto la glucosa que es liberada a la circulación sanguínea por el hígado para el uso general de los tejidos del organismo, tiene que ser sintetizada a partir de los aminoácidos glucogénicos y un par de otros sustratos gluconeogénicos, entre los cuales no se incluyen los ácidos grasos.[1]​

Los animales pueden sintetizar carbohidratos de la porción glicerol de los triglicéridos pero no de la porción de los ácidos grasos editar

Los ácidos grasos se metabolizan para producir acetil-CoA por medio del mecanismo de beta-oxidación dentro de las mitocondrias, mientras que los ácidos grasos se sintetizan a partir de acetil-CoA por fuera de la mitocondria, en el citosol. Las dos vías son diferentes, no solo en el lugar donde ocurren, sino en las reacciones implicadas, y en los sustratos empleados. Las dos vías son mutuamente inhibitorias, previniendo que el acetil-CoA producido por la beta-oxidación pueda entrar a la vía de síntesis de ácidos grasos por medio de la reacción catalizada por la enzima acetil-CoA carboxilasa.[1]​ El acetil-CoA tampoco puede ser convertido a piruvato ya que la reacción catalizada por la piruvato descarboxilasa es irreversible.[7]​ En cambio, el acetil-CoA producido por la beta-oxidación de los ácidos grasos se condensa con oxaloacetato, para entrar al ciclo del ácido cítrico. Durante cada vuelta del ciclo, dos carbonos abandonan el ciclo en forma de CO
2 en la reacción de descarboxilación catalizadas por la isocitrato deshidrogenasa y la alfa-cetoglutarato deshidrogenasa. Por lo tanto, cada vuelta del ciclo del ácido cítrico oxida una unidad de acetil-CoA mientras regenera la molécula de oxaloacetato con la cual el acetil-CoA se unió originalmente para producir ácido cítrico. La reacción de descarboxilación ocurre antes que se forme el malato en el ciclo. Esta es la única sustancia que puede ser retirada de la mitocondria para entrar a la vía gluconeogénica para formar glucosa o glucógeno en el hígado o en cualquier otro tejido.[1]​ Debido a esto no puede haber una conversión neta de ácidos grasos hacia glucosa.

La energía almacenada en las grasas, por lo tanto, se extrae directamente por medio de la beta-oxidación de los ácidos grasos, y por su combustión en el ciclo del ácido cítrico, y nunca por su conversión a carbohidratos.

El glicerol liberado a la circulación sanguínea durante la lipólisis de los triglicéridos en el tejido adiposos solamente puede ser tomado por el hígado. En ese órgano se convierte en glicerol 3-fosfato por la acción de la glicerol quinasa la cual hidroliza una molécula de ATP por cada molécula de glicerol que resulta fosforilada. El glicerol 3-fosfato luego se oxida a dihidroxiacetona fosfato, la cual es, en cambio, convertida en gliceraldehído 3-fosfato por medio de la enzima triosa fosfato isomerasa. A partir de este punto, los tres átomos de carbono de la molécula original de glicerol pueden seguir la vía de la glucólisis para ser totalmente oxidados, o convertirse en glucosa por la vía de la gluconeogénesis.[7]​

Únicamente las plantas poseen las enzimas necesarias para convertir al acetil-CoA en oxaloacetato a partir del cual puede formarse malato que en última instancia puede ser convertido en glucosa.[1]​

Otros usos y funciones de los ácidos grasos editar

Señalización intracelular editar

 
Estructura química del diglicérido 1-palmitoil-2-oleoil-glicerol

Los ácidos grasos son parte integral de los fosfolípidos que forman la mayor parte de las membranas plasmáticas de las células. Estos fosfolípidos pueden ser escindidos en diacilglicerol (DAG) e inositol trifosfato (IP
3) a través de la hidrólisis de los fosfolípidos, y fosfatidilinositol 4,5-bisfosfato (PIP
2), por la enzima fosfolipasa C (PLC) que se encuentra unida a la membrana.[13]​

Un ejemplo de diacilglicerol se muestra a la derecha de estas líneas. Este DAG es el 1-palmitoil-2-oleoil-glicerol, el cual contiene cadenas laterales derivadas del ácido palmítico y del ácido oleico. Los diacilgliceroles pueden tener otras combinaciones de ácidos grasos unidas a las posiciones C1 y C2 o a las posiciones C1 y C3 de la molécula de glicerol. Los diacilgliceroles con sustitución 1,2 siempre son quirales; mientras que los gliceroles disustituidos 1,3 son quirales si los sustituyentes son distintos entre sí.

 
Ruptura del PIP
2 para formar IP
3 y DAG. El IP
3 inicia la liberación de calcio intracelular, mientras que el DAG activa una PKC (proteína quinasa C). Nota: La PLC (fosfolipasa C) no es un intermediario, como posiblemente podría sugerir este diagrama, sino que es la enzima que cataliza la separación de IP
3/DAG.[13]​

El inositol trifosfato (IP
3) actúa como segundo mensajero intracelular, iniciando la liberación intracelular de iones calcio (el cual a su vez activa diversas enzimas intracelulares, causa la liberación de hormonas y neurotransmisores de las células en las cuales se encuentran almacenados, y causa la contracción del músculo liso cuando se libera por la acción del IP
3), y la activación de proteína quinasa C (PKC); la cual es entonces translocada desde el citoplasma la membrana celular. Aunque el inositol trifosfato (IP
3), difunde hacia el citosol, el diacilglicerol (DAG) permanece en el interior de la membrana plasmática debido a sus propiedades hidrofóbicas. El IP
3 estimula la liberación de iones calcio del retículo endoplasmático liso, mientras que el DAG es un activador fisiológico de la proteína quinasa C (PKC), promoviendo su traslocación desde el citosol hacia la membrana plasmática. La PKC es una proteína quinasa multifuncional que es capaz de fosforilar residuos de serina y treonina en muchas proteínas blanco. Sin embargo la PKC solamente es activa en presencia de iones calcio, y es por eso que el DAG aumenta la afinidad de la PKC por el Ca2+
 y de esta forma se activa a los niveles intracelulares fisiológicos de este ion.[13]​

El diacilglicerol y el IP
3 actúan momentáneamente debido a que son rápidamente metabolizados. Esto es importante ya que la función de su mensaje no debería persistir luego de que el mensaje ha sido "recibido" por sus moléculas diana. El DAG puede ser fosforilado para formar fosfatidato o puede ser hidrolizado a glicerol y a sus ácidos grasos constituyentes. El IP
3 rápidamente es convertido en derivados que no son capaces de provocar la apertura de los canales iónicos de calcio.[13]​

Hormonas parácrinas eicosanoides editar

 
Ácido araquidónico
 
Prostaglandina E1 - Alprostadil

Las prostaglandinas son un grupo de compuestos lipídicos fisiológicamente activos que presentan diversos efectos similares a los de las hormonas en los mamíferos. Se han encontrado prostaglandinas en casi todos los tejidos humanos y de otros animales. Se derivan enzimáticamente del ácido araquidónico, un ácido graso poliinsaturado de 20 carbonos. Por lo tanto todas las prostaglandinas existentes poseen 20 átomos de carbono, incluyendo un anillo de 5 carbonos. Son una clase de los eicosanoides y de la clase de los derivados de ácidos grasos prostanoides.[14]​

Las prostaglandinas se sintetizan en la membrana celular por la escisión de araquidonato a partir de los fosfolípidos que forman la membrana. Este paso se encuentra catalizado ya sea por la fosfolipasa A
2 actuando directamente sobre los fosfolípidos de membrana, o por una lipasa actuando sobre un DAG (diacilglicerol). El araquidonato, luego es atacado por la componente ciclooxigenasa de la prostaglandina sintasa. Esta forma un anillo ciclopentanon aproximadamente a la mitad de la cadena de ácido graso. La reacción además añade 4 átomos de oxígeno derivado de dos moléculas de O
2. La molécula resultante es la prostaglandina G
2, la cual se convierte por la componente hidroperoxidasa del complejo enzimático en prostaglandina H
2. Este componente es altamente inestable y se convierte rápidamente en otras prostaglandinas, prostaciclinas y tromboxanos.[14]​ Estos son finalmente liberados al fluido intersticial que rodea a la célula que ha sintetizado la hormona eicosanoide.

Si el araquidonato es atacado por la lipooxigenasa en lugar de la ciclooxigenasa, se forman leucotrienos. Estos también actúan como hormonas locales.

Originalmente se pensaba que las prostaglandinas abandonaban la célula por difusión pasiva, debido a su alta lipofilicidad. El descubrimiento del transportador de prostaglandina (PGT, SLCO2A1), la cual media la captación de prostaglandinas, demuestra que la difusión, por si sola, no puede explicar la penetración de las prostaglandinas a través de la membrana celular. La liberación de prostaglandina, ha mostrado en la actualidad estar mediado por un transportador específico, llamado proteína de resistencia multidroga 4 (MRP4, ABCC4); la cual es miembro de la superfamilia ATP-binding cassette transporter. Si el MRP4 es el único transportador capaz de liberar prostaglandinas de las células todavía no está claro.

Las diferencias estructurales entre prostaglandinas son las responsables de sus diferentes actividades biológicas. Una prostaglandina dada, puede tener efectos diferentes e incluso opuestos en diferentes tejidos. La capacidad de una determinada prostaglandina para estimular una reacción en un tejido e inhibir la misma reacción en un tejido diferente se encuentra determinada por el tipo de receptor al cual se une la prostaglandina.

Las prostaglandinas actúan como factores autócrinos o parácrinos estando sus células diana presentes en la inmediata vecindad del sitio de secreción. Las prostaglandinas difieren de las hormonas endócrinas en que no se producen en un sitio u órgano específico, sino en muchos lugares a lo largo del organismo.

Las prostaglandinas tienen dos derivados: las prostaciclinas y los tromboxanos. Las prostaciclinas son poderosos vasodilatadores de acción local, e inhiben la agregación plaquetaria. Por medio de su rol en la vasodilatación, las prostaciclinas se encuentran además involucradas en la inflamación. Las prostaciclinas se sintetizan en las paredes de los vasos sanguíneos, y tienen la función fisiológica de prevenir la formación de coágulos innecesarios, como así también de regular la contracción del músculo liso.[15]​ Conversely, thromboxanes (produced by platelet cells) are vasoconstrictors and facilitate platelet aggregation. Their name comes from their role in clot formation (thrombosis).

Fuentes dietarias de ácidos grasos, digestión, absorción, transporte en la sangre y almacenaje editar

 
Las grasas incorporadas con la dieta son emulsificadas en el duodeno por compuestos que actúan como jabones en forma de sales biliares y fosfolípidos tales como la fosfatidilcolina. Las gotitas de grasa así formadas pueden ser entonces atacadas por la lipasa pancreática.
 
Estructura de un ácido biliar (ácido cólico), representada en forma estándar, en forma semirrealista tridimensional, y diagramática tridimensional
 
Ilustración diagramática de las micelas formadas en el duodeno en presencia de ácidos biliares y los productos de digestión de las grasas, vitaminas liposolubles y colesterol.

Una proporción significativa de los ácidos grasos en el organismo se obtienen de la dieta, en la forma de triglicéridos ya sea de origen animal o vegetal. Los ácidos grasos en las grasas obtenidas de los animales de tierra firme tienden a ser saturadas, mientras que los ácidos grasos en los triglicéridos de peces y plantas a menudo son poliinsaturados, y por lo tanto son aceites a temperatura ambiente.

Estos triglicéridos, no pueden ser absorbidos por el intestino.[16]​[17]​ Sino que son degradados a mono y diglicéridos más ácidos grasos líbres (aunque no glicerol libre) por la lipasa pancreática, la cual forma un complejo 1:1 con una proteína llamada colipasa (también constituyente del jugo pancreático), la cual es necesaria para su actividad. El complejo activado funciona únicamente en la interfaz agua-grasa. Por lo que es esencial que las grasas, primero se encuentren emulsificadas por las sales biliares para la actividad óptima de estas enzimas.[18]​ Los productos de la digestión consisten en una mezcla de tri, di y monoglicéridos más ácidos grasos libres, los cuales junto con otros contenidos liposolubles de la dieta (por ejemplo vitaminas liposolubles y colesterol) y las sales biliares forman micelas mezcladas, en el contenido acuoso duodenal (ver el diagrama a la izquierda).[19]​[17]​

Los contenidos de estas micelas (aunque no las sales biliares) entran a los enterocitos (las células epiteliales que recubren el interior del intestino delgado) donde son resintetizados como triglicéridos, y empacados dentro de quilomicrones que son liberados hacia los lacteales (los capilares del sistema linfático de los intestinos).[20]​ Estos lacteales drenan hacia el ducto toráxico el cual drena hacia la sangre venosa a la altura de la unión de las venas yugular izquierda y subclavia izquierda en la parte izquierda baja del cuello. Esto significa que los productos grasos solubles de la digestión son descargados directamente en la circulación general, sin pasar primero por el hígado, como lo hacen todos los otros productos. La razón de esta particularidad, todavía es desconocida.[21]​

 
Un diagrama esquemático de un quilomicrón.

Los quilomicrones circulan a través del cuerpo, otorgándole al plasma sanguíneo un aspecto lechoso, o cremoso luego de una comida rica en grasas. La lipoprotein lipasa en las superficies endoteliales de los capilares, especialmente en el tejido adiposo, pero en menor extensión en otros tejidos, digieren parcialmente los quilomicrones liberando ácidos grasos, glicerol y quilomicrones remanentes. Los ácidos grasos son absorbidos por los adipocitos, pero el glicerol y quilomicrones remanentes permanecen en el plasma sanguíneo, siendo al final sacados de la circulación por el hígado. Los ácidos grasos libres liberados por la digestión de los quilomicrones son absorbidos por los adipocitos, donde son resintetizados como triglicéridos utilizando glicerol derivado de la glucosa en la vía glucolítica. Estos triglicéridos son almacenados en la gota de grasa de los adipocitos, hasta que sean necesarios para alimentar los requerimientos energéticos de otros tejidos.

El hígado absorbe una proporción de la glucosa transportada por la sangre en la vena porta proveniente de los intestinos. Luego de que el hígado ha restaurado sus niveles de glucógeno almacenado (el cual totaliza unos 100 g de glucógeno cuando está completo), la mayor parte de la glucosa es convertida en ácidos grasos como se describe abajo. Estos ácidos grasos se combinan con glicerol para formar triglicéridos que son empacados en gotitas muy similares a los quilomicrones, pero conocidas como lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL por sus siglas en inglés). Estas gotitas VLDL son manejadas exactamente de la misma manera que los quilomicrones, excepto que los VLDL remanentes son conocidos como lipoproteínas de densidad intermedia (IDL), las cuales son capaces de recuperar colesterol de la sangre. Este proceso convierte a las IDL en lipoproteínas de baja densidad (LDL), las cuales son tomadas por las células que requieren colesterol para incorporar a sus membrana o con propósitos de síntesis (por ejemplo para la síntesis de hormonas esteroideas). Las LDLs restantes son sacadas de la circulación por el hígado.[22]​

El tejido adiposo y la glándula mamaria lactante, también toman glucosa de la sangre para su conversión en triglicéridos. Esto ocurre en la misma manera que en el hígado, excepto que estos tejidos no liberan los triglicéridos que producen como VLDL en la sangre. Las células adiposas almacenan a los triglicéridos en sus gotas de grasa, para finalmente liberarlos nuevamente a la circulación como ácidos grasos y glicerol (como se describe en el catabolismo de los ácidos grasos un poco más arriba), cuando los niveles de insulina están bajos, y los niveles de glucagón y/o epinefrina están elevados.[23]​ Las glándulas mamarias descargan la grasa en forma de gotitas de grasa hacia la leche que producen bajo la influencia de la hormona prolactina liberada por la pituitaria anterior.

Todas las células del organismo necesitan fabricar y mantener sus membranas celulares y las membranas de sus organelos. Si dependen para esto, totalmente de los ácidos grasos absorbidos de la sangre, o si son capaces de sintetizar sus propios ácidos grasos a partir de la glucosa, no se sabe con certeza. Las células del sistema nervioso central ciertamente tienen la capacidad de sintetizar sus propios ácidos grasos, ya que estas moléculas no pueden alcanzarlas atravesando la barrera hematoencefálica, mientras que en el otro extremo, ninguna célula del organismo es capaz de sintetizar los ácidos grasos esenciales que requieren, los cuales tienen que ser obtenidos de la dieta, y distribuidos a cada célula por medio de la sangre.

Síntesis de ácidos grasos editar

Artículo principal: Síntesis de ácidos grasos
 
Síntesis de ácidos grasos saturados por medio de la ácido graso sintasa II en E. coli

En forma muy parecida a la β-oxidación, la síntesis de ácidos grasos de cadena no ramificada, ocurre por medio de seis reacciones recurrentes que se muestran un poco más abajo, hasta que se produce el ácido palmítico de 16 carbonos.[24]​[25]​

El diagrama que se presenta a continuación muestra como se sintetizan los ácidos grasos en los microorganismos, y la lista de enzimas que se encuentran en Escherichia coli.[24]​ Estas reacciones son llevadas a cabo por la ácido graso sintasa II (FASII), la cual por lo general contiene múltiples enzimas que actúan como un complejo. La FASII se encuentra presente en procariotas, plantas, hongos, y parásitos, como así también en las mitocondrias.[26]​

En los animales, como así también en algunos hongos tales como la levadura, estas mismas reacciones ocurren en el complejo ácido graso sintasa I (FASI), una enorme proteína dimérica que posee todas las actividades enzimáticas necesarias para producir un ácido graso. La FASI es menos eficiente que la FASII; sin embargo permite la producción de un mayor número de moléculas, incluyendo a los ácidos grasos de cadena media, por medio de una terminación temprana de la cadena.[26]​

Una vez que se ha formado el ácido graso saturado de 16 carbonos (16:0), este puede sufrir una serie de modificaciones, que desembocan en la desaturación y/o en la elongación. La elongación comenzando con el estearato (18:0), ocurre principalmente en el retículo endoplasmático por varias enzimas unidas a membrana. Los pasos enzimáticos involucrados en este proceso de elongación son básicamente los mismos que los que lleva a cabo la FAS, pero los cuatro pasos sucesivos principales de la elongación son llevados a cabo por proteínas individuales, las cuales se pueden encontrar asociadas físicamente.[27]​[28]​

Paso Enzima Reacción Descripción
(a) Acetil CoA:ACP transacilasa
 
 Activa el acetil-CoA para reaccionar con malonil-PTA
(b) Malonil CoA:ACP transacilasa
 
 Activa al malonil-CoA para reaccionar con malonil-ACP
(c) 3-cetoacil-ACP sintasa
 
 Reacciona el acetil-CoA activado con el malonil-ACP que se usa para extender la cadena.
(d) 3-cetoacil-ACP reductasa
 
 Reduce la cetona del carbono 3 a un grupo hidroxilo
(e) 3-Hidroxiacil ACP deshidrasa
 
 Elimina agua
(f) Enoil-ACP reductasa
 
 Reduce el doble enlace C2-C3.

Abreviaciones: ACP – Proteína transportadora de acilos, CoA – Coenzima A, NADP – Nicotinamida adenina dinucleótido fosfato.

Nótese que durante la síntesis de ácidos grasos el agente reductor es NADPH, mientras que el NAD es el agente oxidante en la beta-oxidación (la ruptura de los ácidos grasos para producir acetil-CoA). Esta diferencia ejemplifica un principio general de que el NADPH se consume durante las reacciones biosintéticas, mientras que el NADH se genera en las reacciones que producen energía.[29]​ (Además el NADPH también es necesario para la síntesis de colesterol a partir de acetil-CoA; mientras que el NADH se genera durante la glucólisis.) La fuente de NADPH es doble. Cuando el malato se descarboxila oxidativamente por la enzima enzima málica asociada a NADP+
, para formar piruvato, se forman CO
2 y NADPH. El NADPH se forma en la vía de las pentosas fosfato cuando la glucosa se convierte en ribosa, la cual por otra parte se puede utilizar para la síntesis de nucleótidos y de ácidos nucleicos, o puede ser catabolizada para producir piruvato.[29]​

Los productos finales glucolíticos se usan en la conversión de carbohidratos a ácidos grasos editar

En humanos, los ácidos grasos se forman a partir de los carbohidratos predominantemente en el hígado y en el tejido adiposo, y también en las glándulas mamarias durante la lactancia. Las células del sistema nervioso central, probablemente sintetizan la mayor parte de los ácidos grasos necesarios para los fosfolípidos de sus extensas membranas a partir de la glucosa, ya que la barrera hematoencefálica no permite que los ácidos grasos provenientes de la sangre alcancen a estas células.[29]​ Sin embargo, sigue siendo desconocido como hacen los ácidos grasos esenciales, que los mamíferos no pueden sintetizar por sí mismos; para alcanzar a estas células, ya que son componentes muy importantes de estas membranas celulares, y necesarios para la síntesis de hormonas parácrinas (como se describe un poco más arriba).

El piruvato producido por la glucólisis es un intermediario importante en la conversión de carbohidratos a ácidos grasos y colesterol.[29]​ Esto ocurre por medio de la conversión de piruvato en acetil-CoA en el interior de las mitocondrias. Sin embargo, este acetil-CoA necesita ser transportado al citosol donde ocurre la síntesis de ácidos grasos y colesterol. Esto no puede suceder directamente. Para obtener acetil-CoA, se quita citrato (producido por la condensación de acetil-CoA con oxaoloacetato) del ciclo del ácido cítrico, se lo transporta a través de la membrana mitocondrial interna hacia el citosol.[29]​ Una vez allí es escindido por la ATP citrato liasa en acetil-CoA y oxaoloacetato. El oxaloacetato es devuelto a la mitocondria en forma de malato (y luego convertido nuevamente en oxaloacetato para transferir más acetil-CoA hacia afuera de la mitocondria).[30]​ El acetil-CoA citosólico es carboxilado por la acetil-CoA carboxilasa en malonil-CoA, el primer compuesto comprometido en la síntesis de ácidos grasos.[30]​[31]​

Regulación de la síntesis de ácidos grasos editar

El acetil-CoA se transforma en malonil-CoA por medio de la enzima acetil-CoA carboxilasa, punto a partir del cual el malonil-CoA se destina a alimentar la vía de síntesis de ácidos grasos. La acetil-CoA carboxilasa es el punto de regulación en la síntesis de ácidos grasos de cadena lineal saturada, y se encuentra sujeta tanto a regulación por fosforilación como a regulación alostérica. La regulación por fosforilación ocurre únicamente en mamíferos, mientras que la regulación alostérica ocurre en la mayoría de los organismos. El control alostérico ocurre por medio de la retroalimentación ya sea inhibiéndose por el palmitoil-CoA o activándose por el citrato. Cuando hay niveles elevados de palmitoil-CoA, el producto final de la síntesis de ácidos grasos saturados inactiva alostéricamente a la acetil-CoA carboxilasa para prevenir la resíntesis de ácidos grasos en el interior de las células. El citrato en niveles elevados actúa como activador de la acetil-CoA carboxilasa, debido a que niveles elevados de este compuesto indican que existe suficiente acetil-CoA para alimentar el ciclo de Krebs y producir energía.[32]​

Niveles elevados de insulina en plasma (por ejemplo como aparecen luego de las comidas) provocan la desfosforilación de la acetil-CoA carboxilasa, promoviendo de esta forma la formación de malonil-CoA a partir de acetil-CoA, y consecuentemente, promoviendo la conversión de carbohidratos en ácidos grasos, mientras que la epinefrina y el glucagón (que se libera a la circulación durante la inanición y el ejercicio) causan la fosforilación de esta enzima, inhibiendo la lipogénesis en favor de la beta-oxidación de los ácidos grasos.[29]​[31]​

Enfermedades editar

Las enfermedades del metabolismo de los ácidos grasos pueden ser descritas en términos de, por ejemplo; hipertrigliceridemia (niveles demasiado altos de triglicérido en sangre), u otros tipos de hiperlipidemias. Estas enfermedades pueden ser familiares o adquiridas.

Los tipos familiares de enfermedades del metabolismo de los ácidos grasos, por lo general se clasifican dentro del grupo de los defectos congénitos del metabolismo de los lípidos. Estas enfermedades pueden ser descritas como enfermedades de la oxidación de las grasas o como enfermedad de almacenamiento de los lípidos, y son uno de los varios errores congénitos del metabolismo que surgen de defectos en las enzimas que afectan la capacidad del organismo para oxidar los ácidos grasos para producir energía en los músculos, hígado, y otros tipos de células.

Véase también editar

Referencias editar

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Berg, J.M., et al., Biochemistry. 5th ed. 2002, New York: W.H. Freeman. 1 v. (various pagings).

  •   Datos: Q14860867

Noviembre 13, 2023
metabolismo, ácidos, grasos, término, metabolismo, ácidos, grasos, refiere, grupo, procesos, metabólicos, involucran, ácidos, grasos, dentro, estos, procesos, existe, serie, procesos, catabólicos, decir, generan, energía, grupo, procesos, anabólicos, decir, cr. El termino metabolismo de los acidos grasos refiere a un grupo de procesos metabolicos que involucran a los acidos grasos dentro de estos procesos existe una serie de procesos catabolicos es decir que generan energia y a un grupo de procesos anabolicos es decir que crean moleculas de importancia biologica tales como trigliceridos fosfolipidos segundos mensajeros hormonas locales y cuerpos cetonicos 1 Los acidos grasos son una familia de moleculas clasificadas dentro del grupo de los macronutrientes lipidicos Uno de los roles que desempenan los acidos grasos en el metabolismo animal es la produccion de energia capturada en forma de adenosina trifosfato ATP Al ser comparado con otras clases de macronutrientes carbohidratos y proteinas los acidos grasos producen la mayor cantidad de ATP en relacion con su peso luego de ser completamente oxidados a CO2 y agua en la b oxidacion y el ciclo del acido citrico 2 Por este motivo los acidos grasos principalmente en la forma de trigliceridos son la forma mas eficiente de almacenaje de combustible en los animales y en menor medida en las plantas Adicionalmente los acidos grasos son importantes componentes de los fosfolipidos que forman las bicapas lipidicas que es de lo que estan formadas las membranas celulares de casi todas las celulas y las membranas que forman los organelos dentro de las celulas tales como el nucleo mitocondrias reticulo endoplasmatico y el aparato de Golgi Los acidos grasos tambien pueden ser escondidos o parcialmente escindidos de los compuestos que forman la membrana celular para formar segundos mensajeros en el interior de la celula y hormonas locales en la inmediata vecindad de la celula Las prostaglandinas formadas a partir del acido araquidonico almacenado en la membrana celular probablemente sean el grupo mejor conocido de estas hormonas locales Indice 1 Catabolismo de los acidos grasos 1 1 Acidos grasos como fuente de energia 1 2 Los animales pueden sintetizar carbohidratos de la porcion glicerol de los trigliceridos pero no de la porcion de los acidos grasos 2 Otros usos y funciones de los acidos grasos 2 1 Senalizacion intracelular 2 2 Hormonas paracrinas eicosanoides 3 Fuentes dietarias de acidos grasos digestion absorcion transporte en la sangre y almacenaje 4 Sintesis de acidos grasos 4 1 Los productos finales glucoliticos se usan en la conversion de carbohidratos a acidos grasos 4 2 Regulacion de la sintesis de acidos grasos 5 Enfermedades 6 Vease tambien 7 ReferenciasCatabolismo de los acidos grasos editar nbsp Una diagrama ilustrativo del proceso de lipolisis en un adipocito inducida por un nivel alto de epinefrina y un nivel bajo de insulina en la sangre La epinefrina se une a los receptores beta adrenergicos en la membrana celular del adipocito lo que causa que se genere AMPc en el interior de la celula El AMPc activa una proteina kinasa la cual fosforila y de esta forma activa a la lipasa sensible a hormonas en el adipocito Esta lipasa escinde a los acidos grasos de su union con glicerol en la gota de grasa almacenada en el adipocito Los acidos grasos libres y el glicerol luego se liberan hacia la sangre Sin embargo estudios mas recientes muestran que la triglicerido lipasa de los adipocitos primero tiene que convertir a los triacilgliceroles en diacilgliceroles y luego es la lipasa sensible a hormonas la que convierte los diacilgliceroles en monoacilgliceroles y acidos grasos libres Los monogliceridos finalmente son hidrolizados por la monoglicerido lipasa 3 La actividad de la lipasa sensible a hormonas se encuentra regulada por las hormonas insulina glucagon norepinefrina y epinefrina como se muestra en el diagrama nbsp Un diagrama ilustrativo del transporte de acidos grasos libres en la sangre unidos a la albumina serica su difusion a traves de la membrana celular utilizando una proteina transportadora y su activacion usando ATP para formar acil CoA en el citosol El diagrama para propositos ilustrativos cuenta solo con acidos grasos de 12 carbonos La mayor parte de los acidos grasos en el plasma humano tienen una longitud de 16 o 18 atomos de carbono nbsp Un diagrama ilustrativo de la transferencia de una molecula de acil CoA a traves de la membrana interna de la mitocondria por la carnitina acil CoA transferasa CAT La cadena de acilo mostrada para propositos didacticos cuenta con solo 12 atomos de carbono La mayor parte de los acidos grasos en el plasma tienen 16 o 18 atomos de carbono La CAT se inhibe por altas concentraciones de malonil CoA el primer compuesto comprometido en la via de sintesis de acidos grasos en el citoplasma Esto significa que la sintesis de acidos grasos y el catabolismo de los acidos grasos no pueden ocurrir simultaneamente en cualquier celula dada nbsp Un diagrama ilustrativo del proceso de beta oxidacion de una molecula de acil CoA en la matriz mitocondrial Durante este proceso se forma una molecula de acil CoA que es 2 atomos de carbono mas corta que al comienzo tambien se obtienen acetil CoA agua y 5 moleculas de ATP Este proceso se repite hasta que toda la molecula de acil CoA se reduce a un grupo de moleculas de acetil CoA Los acidos grasos se liberan entre comidas de sus depositos en el tejido adiposo donde se encuentran almacenados en forma de trigliceridos en un proceso que ocurre como se detalla a continuacion Lipolisis la separacion de las cadenas de acidos grasos del glicerol al cual se encuentran unidas en su forma de almacenamiento como trigliceridos grasas es llevada a cabo por lipasas Estas lipasas se activan por niveles altos de epinefrina o glucagon en la sangre o norepinefrina secretada por el sistema nervioso simpatico en el tejido adiposo cuando los niveles de glucosa luego de las comidas comienzan a bajar lo que simultaneamente disminuye los niveles de insulina en la sangre 1 Una vez liberados del glicerol lo acidos grasos libres entran a la sangre la cual los transporta unidos a la albumina plasmatica a traves de todo el organismo 4 Los acidos grasos de cadena larga entran a las celulas que van a metabolizarlos la mayor parte de las celulas del organismo excepto globulos rojos y neuronas del sistema nervioso central a traves de proteinas transportadoras especificas tales como la familia de proteinas transportadoras de acidos grasos SLC27 5 6 Los globulos rojos no contienen mitocondrias y por lo tanto no pueden metabolizar acidos grasos los tejidos del sistema nervioso central no pueden hacer uso de los acidos grasos a pesar de que contienen mitocondrias porque los acidos grasos no pueden cruzar la barrera hematoencefalica hacia el fluido intersticial que bana a estas celulas Una vez dentro de las celulas la enzima acido graso de cadena larga CoA ligasa cataliza la reaccion de una molecula de acido graso con ATP para producir un adenilato de acido graso AMP y fosfato inorganico el adenilato de acido graso reacciona con Coenzima A libre para producir una molecula de acil CoA Para que el acil CoA pueda entrar a la mitocondria debe hacer uso de la lanzadera de carnitina 7 8 9 El acil CoA es transferido al grupo hidoxilo de la carnitina por medio de la enzima carnitina palmitoiltransferasa I localizada en la caras citosolicas de la membrana mitocondrial externa y de la membrana mitocondrial interna El aducto acil carnitina es lanzado hacia el interior por medio de la carnitina acilcarnitina translocasa mientras que la carnitina es lanzada hacia el exterior La acil carnitina es convertida nuevamente en acil CoA por la enzima carnitina palmitoiltransferasa II localizada en la cara interior de la membrana mitocondrial interna La carnitina liberada es nuevamente lanzada hacia el citosol mientras que una nueva molecula de acil CoA es lanzada hacia la matriz mitocondrial La beta oxidacion en la matriz mitocondrial finalmente corta las largas cadenas carbonadas de los acidos grasos en la forma de moleculas de acil CoA en una serie de unidades de acetato las cuales combinadas con coenzima A forman moleculas de acetil CoA las que a su vez se condensan con oxaloacetato para formar citrato al comienzo del ciclo del acido citrico 2 Resulta conveniente pensar en esta reaccion como en el punto de inicio del ciclo ya que es el punto donde el ciclo es alimentado con acetil CoA cuyo grupo acetato sera disipado como CO2 y H2 O con la liberacion de una sustancial cantidad de energia capturada en forma de ATP durante cada vuelta del ciclo Brevemente los pasos de la b oxidacion la ruptura inicial de los acidos grasos libres para formar acetil CoA son los siguientes 2 Deshidrogenacion por medio de la acil CoA deshidrogenasa produciendo 1 FADH2 Hidratacion por medio de la enoil CoA hidratasa Deshidrogenacion por medio de la 3 hidroxiacil CoA deshidrogenasa produciendo 1 NADH H Escision por medio de la tiolasa produciendo 1 acetil CoA y un acido graso que ahora es 2 carbonos mas corto que el original produciendo de esta forma un nuevo acil CoA que es dos carbonos mas corto Esta reaccion de b oxidacion se repite hasta que el acido graso ha sido completamente reducido a acetil CoA o en el caso acidos grasos con un numero extrano de atomos de carbono acetil CoA y 1 molecula de propionil CoA por molecula de acido graso Cada corte b oxidativo de la molecula produce 5 moleculas de ATP 10 11 El acetil CoA producido por la b oxidacion ingresa al ciclo del acido citrico en la mitocondria al combinarse con oxaloacetato para formar citrato Esto desemboca en la combustion completa de la molecula de acetil CoA con CO2 y agua como productos La energia liberada en este proceso termina siendo capturada en forma de 1 molecula de GTP y 11 moleculas de ATP por cada molecula de acetil CoA oxidada 2 7 Este es el destino del acetil CoA donde sea que la b oxidacion de los acidos grasos ocurra excepto bajo ciertas circunstancias en el higado En el higado el oxaloacetato puede ser parcialmente o totalmente desviado hacia la via de la gluconeogenesis durante el ayuno prolongado emaciacion una dieta baja en carbohidratos ejercicio extenuante prolongado y en la diabetes mellitus tipo 1 descontrolada Bajo estas circunstancias el oxaloacetato se hidrogena para formar malato el cual sale de la mitocondria para ser convertido en glucosa en el citoplasma de las celulas hepaticas desde donde es liberado hacia la sangre 7 En el higado por lo tanto cuando un proceso de gluconeogenesis significativo ha sido estimulado por un nivel bajo o ausente de insulina y un nivel alto de glucagon en sangre el oxaloacetato no se encuentra disponible para condensarse con acetil CoA En estas condiciones el acetil CoA es desviado hacia la formacion de acetoacetato y beta hidroxibutirato 7 El acetoacetato el beta hidroxibutirato y su producto de degradacion espontaneo la acetona se conocen frecuentemente aunque un tanto equivocadamente como cuerpos cetonicos ya que no son cuerpos para nada sino sustancias quimicas solubles en agua Los cuerpos cetonicos son liberados por el higado hacia la sangre Todas las celulas con mitocondrias pueden tomar los cuerpos cetonicos de la sangre y reconvertirlos en acetil CoA el que puede ser utilizado como combustible en sus ciclos del acido citrico ningun otro tejido puede derivar su oxaloacetato hacia la via gluconeogenica como lo hace el higado A diferencia de los acidos grasos libres los cuerpos cetonicos pueden atravesar la barrera hematoencefalica y encontrarse disponibles para ser utilizados como combustible por las celulas del sistema nervioso central actuando como sustitutos de la glucosa de la cual estas celulas normalmente viven 7 La situacion donde aparecen niveles elevados de cuerpos cetonicos en la sangre durante el ayuno prolongado dieta baja en carbohidratos ejercicio pesado prolongado y diabetes tipo 1 descontrolada se conoce como cetosis y en su forma extrema como aparece en la diabetes tipo 1 sin control se denomina cetoacidosis El glicerol liberado por la accion de la lipasa es fosforilado por una glicerol quinasa en el higado el unico tejido donde puede ocurrir esta reaccion y el glicerol 3 fosfato resultante se oxida a dihidroxiacetona fosfato La enzima glicolitica triosa fosfato isomerasa convierte este compuesto en gliceraldehido 3 fosfato el cual se oxida por la via de la glicolisis o puede ser convertido en glucosa por la via de gluconeogenesis Acidos grasos como fuente de energia editar nbsp Ejemplo de una grasa no saturada triglicerida A la izquierda glicerol a la derecha de arriba hacia abajo acido palmitico acido oleico acido alfa linolenico Formula quimica C55 H98 O6Los acidos grasos almacenados en forma de triacilgliceroles en un organismo son una fuente muy importante de energia debido a que se encuentran en estado tanto reducido como anhidro La energia que se obtiene de un gramo de acidos grasos es de aproximadamente 9 kcal 37 kJ comparado con las 4 kcal 17 kJ por gramo de carbohidrato Debido a que la porcion hidrocarbonada de los acidos grasos es hidrofobica estas moleculas pueden ser almacenadas en un ambiente relativamente anhidro libre de agua Los carbohidratos por otra parte se encuentran mucho mas hidratados Por ejemplo 1 gramo de glucogeno puede unir aproximadamente 2 g de agua lo que se traduce a 1 33 kcal g de compuesto hidratado Esto significa que los acidos grasos pueden almacenar mas de seis veces la cantidad de energia por unidad de masa que almacenan los carbohidratos Puesto de otra forma si el cuerpo humano dependiera de los carbohidratos para almacenar energia una persona necesitaria acarrear con 31 kg de glucogeno hidratado para tener una reserva de energia equivalente a 4 6 kg de grasas 7 Los animales que hibernan proveen un buen ejemplo de la utilizacion de estas reservas como combustible Por ejemplo los osos hibernan durante aproximadamente 7 meses y durante todo este periodo la energia que utilizan se deriva de la degradacion de reservas grasas En forma similar las aves migratorias almacenan grandes reservas de grasas antes de embarcarse en sus viajes intercontinentales Las reservas de grasas de un adulto humano joven promedio rondan aproximadamente los 10 20 kg pero varia ampliamente dependiendo de la edad genero y disposiciones individuales 12 En contraste el cuerpo humano almacena solo unos 400 g de glucogeno de los cuales 300 g se encuentran bloqueados en el interior de los musculos esqueleticos siendo por lo tanto inalcanzables para el resto del organismo Esos aproximadamente 100 g de glucogeno almacenados en el higado se consumen con apenas un dia de inanicion 7 Luego de esto la glucosa que es liberada a la circulacion sanguinea por el higado para el uso general de los tejidos del organismo tiene que ser sintetizada a partir de los aminoacidos glucogenicos y un par de otros sustratos gluconeogenicos entre los cuales no se incluyen los acidos grasos 1 Los animales pueden sintetizar carbohidratos de la porcion glicerol de los trigliceridos pero no de la porcion de los acidos grasos editar Los acidos grasos se metabolizan para producir acetil CoA por medio del mecanismo de beta oxidacion dentro de las mitocondrias mientras que los acidos grasos se sintetizan a partir de acetil CoA por fuera de la mitocondria en el citosol Las dos vias son diferentes no solo en el lugar donde ocurren sino en las reacciones implicadas y en los sustratos empleados Las dos vias son mutuamente inhibitorias previniendo que el acetil CoA producido por la beta oxidacion pueda entrar a la via de sintesis de acidos grasos por medio de la reaccion catalizada por la enzima acetil CoA carboxilasa 1 El acetil CoA tampoco puede ser convertido a piruvato ya que la reaccion catalizada por la piruvato descarboxilasa es irreversible 7 En cambio el acetil CoA producido por la beta oxidacion de los acidos grasos se condensa con oxaloacetato para entrar al ciclo del acido citrico Durante cada vuelta del ciclo dos carbonos abandonan el ciclo en forma de CO2 en la reaccion de descarboxilacion catalizadas por la isocitrato deshidrogenasa y la alfa cetoglutarato deshidrogenasa Por lo tanto cada vuelta del ciclo del acido citrico oxida una unidad de acetil CoA mientras regenera la molecula de oxaloacetato con la cual el acetil CoA se unio originalmente para producir acido citrico La reaccion de descarboxilacion ocurre antes que se forme el malato en el ciclo Esta es la unica sustancia que puede ser retirada de la mitocondria para entrar a la via gluconeogenica para formar glucosa o glucogeno en el higado o en cualquier otro tejido 1 Debido a esto no puede haber una conversion neta de acidos grasos hacia glucosa La energia almacenada en las grasas por lo tanto se extrae directamente por medio de la beta oxidacion de los acidos grasos y por su combustion en el ciclo del acido citrico y nunca por su conversion a carbohidratos El glicerol liberado a la circulacion sanguinea durante la lipolisis de los trigliceridos en el tejido adiposos solamente puede ser tomado por el higado En ese organo se convierte en glicerol 3 fosfato por la accion de la glicerol quinasa la cual hidroliza una molecula de ATP por cada molecula de glicerol que resulta fosforilada El glicerol 3 fosfato luego se oxida a dihidroxiacetona fosfato la cual es en cambio convertida en gliceraldehido 3 fosfato por medio de la enzima triosa fosfato isomerasa A partir de este punto los tres atomos de carbono de la molecula original de glicerol pueden seguir la via de la glucolisis para ser totalmente oxidados o convertirse en glucosa por la via de la gluconeogenesis 7 Unicamente las plantas poseen las enzimas necesarias para convertir al acetil CoA en oxaloacetato a partir del cual puede formarse malato que en ultima instancia puede ser convertido en glucosa 1 Otros usos y funciones de los acidos grasos editarSenalizacion intracelular editar nbsp Estructura quimica del diglicerido 1 palmitoil 2 oleoil glicerolLos acidos grasos son parte integral de los fosfolipidos que forman la mayor parte de las membranas plasmaticas de las celulas Estos fosfolipidos pueden ser escindidos en diacilglicerol DAG e inositol trifosfato IP3 a traves de la hidrolisis de los fosfolipidos y fosfatidilinositol 4 5 bisfosfato PIP2 por la enzima fosfolipasa C PLC que se encuentra unida a la membrana 13 Un ejemplo de diacilglicerol se muestra a la derecha de estas lineas Este DAG es el 1 palmitoil 2 oleoil glicerol el cual contiene cadenas laterales derivadas del acido palmitico y del acido oleico Los diacilgliceroles pueden tener otras combinaciones de acidos grasos unidas a las posiciones C1 y C2 o a las posiciones C1 y C3 de la molecula de glicerol Los diacilgliceroles con sustitucion 1 2 siempre son quirales mientras que los gliceroles disustituidos 1 3 son quirales si los sustituyentes son distintos entre si nbsp Ruptura del PIP2 para formar IP3 y DAG El IP3 inicia la liberacion de calcio intracelular mientras que el DAG activa una PKC proteina quinasa C Nota La PLC fosfolipasa C no es un intermediario como posiblemente podria sugerir este diagrama sino que es la enzima que cataliza la separacion de IP3 DAG 13 El inositol trifosfato IP3 actua como segundo mensajero intracelular iniciando la liberacion intracelular de iones calcio el cual a su vez activa diversas enzimas intracelulares causa la liberacion de hormonas y neurotransmisores de las celulas en las cuales se encuentran almacenados y causa la contraccion del musculo liso cuando se libera por la accion del IP3 y la activacion de proteina quinasa C PKC la cual es entonces translocada desde el citoplasma la membrana celular Aunque el inositol trifosfato IP3 difunde hacia el citosol el diacilglicerol DAG permanece en el interior de la membrana plasmatica debido a sus propiedades hidrofobicas El IP3 estimula la liberacion de iones calcio del reticulo endoplasmatico liso mientras que el DAG es un activador fisiologico de la proteina quinasa C PKC promoviendo su traslocacion desde el citosol hacia la membrana plasmatica La PKC es una proteina quinasa multifuncional que es capaz de fosforilar residuos de serina y treonina en muchas proteinas blanco Sin embargo la PKC solamente es activa en presencia de iones calcio y es por eso que el DAG aumenta la afinidad de la PKC por el Ca2 y de esta forma se activa a los niveles intracelulares fisiologicos de este ion 13 El diacilglicerol y el IP3 actuan momentaneamente debido a que son rapidamente metabolizados Esto es importante ya que la funcion de su mensaje no deberia persistir luego de que el mensaje ha sido recibido por sus moleculas diana El DAG puede ser fosforilado para formar fosfatidato o puede ser hidrolizado a glicerol y a sus acidos grasos constituyentes El IP3 rapidamente es convertido en derivados que no son capaces de provocar la apertura de los canales ionicos de calcio 13 Hormonas paracrinas eicosanoides editar nbsp Acido araquidonico nbsp Prostaglandina E1 AlprostadilLas prostaglandinas son un grupo de compuestos lipidicos fisiologicamente activos que presentan diversos efectos similares a los de las hormonas en los mamiferos Se han encontrado prostaglandinas en casi todos los tejidos humanos y de otros animales Se derivan enzimaticamente del acido araquidonico un acido graso poliinsaturado de 20 carbonos Por lo tanto todas las prostaglandinas existentes poseen 20 atomos de carbono incluyendo un anillo de 5 carbonos Son una clase de los eicosanoides y de la clase de los derivados de acidos grasos prostanoides 14 Las prostaglandinas se sintetizan en la membrana celular por la escision de araquidonato a partir de los fosfolipidos que forman la membrana Este paso se encuentra catalizado ya sea por la fosfolipasa A2 actuando directamente sobre los fosfolipidos de membrana o por una lipasa actuando sobre un DAG diacilglicerol El araquidonato luego es atacado por la componente ciclooxigenasa de la prostaglandina sintasa Esta forma un anillo ciclopentanon aproximadamente a la mitad de la cadena de acido graso La reaccion ademas anade 4 atomos de oxigeno derivado de dos moleculas de O2 La molecula resultante es la prostaglandina G2 la cual se convierte por la componente hidroperoxidasa del complejo enzimatico en prostaglandina H2 Este componente es altamente inestable y se convierte rapidamente en otras prostaglandinas prostaciclinas y tromboxanos 14 Estos son finalmente liberados al fluido intersticial que rodea a la celula que ha sintetizado la hormona eicosanoide Si el araquidonato es atacado por la lipooxigenasa en lugar de la ciclooxigenasa se forman leucotrienos Estos tambien actuan como hormonas locales Originalmente se pensaba que las prostaglandinas abandonaban la celula por difusion pasiva debido a su alta lipofilicidad El descubrimiento del transportador de prostaglandina PGT SLCO2A1 la cual media la captacion de prostaglandinas demuestra que la difusion por si sola no puede explicar la penetracion de las prostaglandinas a traves de la membrana celular La liberacion de prostaglandina ha mostrado en la actualidad estar mediado por un transportador especifico llamado proteina de resistencia multidroga 4 MRP4 ABCC4 la cual es miembro de la superfamilia ATP binding cassette transporter Si el MRP4 es el unico transportador capaz de liberar prostaglandinas de las celulas todavia no esta claro Las diferencias estructurales entre prostaglandinas son las responsables de sus diferentes actividades biologicas Una prostaglandina dada puede tener efectos diferentes e incluso opuestos en diferentes tejidos La capacidad de una determinada prostaglandina para estimular una reaccion en un tejido e inhibir la misma reaccion en un tejido diferente se encuentra determinada por el tipo de receptor al cual se une la prostaglandina Las prostaglandinas actuan como factores autocrinos o paracrinos estando sus celulas diana presentes en la inmediata vecindad del sitio de secrecion Las prostaglandinas difieren de las hormonas endocrinas en que no se producen en un sitio u organo especifico sino en muchos lugares a lo largo del organismo Las prostaglandinas tienen dos derivados las prostaciclinas y los tromboxanos Las prostaciclinas son poderosos vasodilatadores de accion local e inhiben la agregacion plaquetaria Por medio de su rol en la vasodilatacion las prostaciclinas se encuentran ademas involucradas en la inflamacion Las prostaciclinas se sintetizan en las paredes de los vasos sanguineos y tienen la funcion fisiologica de prevenir la formacion de coagulos innecesarios como asi tambien de regular la contraccion del musculo liso 15 Conversely thromboxanes produced by platelet cells are vasoconstrictors and facilitate platelet aggregation Their name comes from their role in clot formation thrombosis Fuentes dietarias de acidos grasos digestion absorcion transporte en la sangre y almacenaje editar nbsp Las grasas incorporadas con la dieta son emulsificadas en el duodeno por compuestos que actuan como jabones en forma de sales biliares y fosfolipidos tales como la fosfatidilcolina Las gotitas de grasa asi formadas pueden ser entonces atacadas por la lipasa pancreatica nbsp Estructura de un acido biliar acido colico representada en forma estandar en forma semirrealista tridimensional y diagramatica tridimensional nbsp Ilustracion diagramatica de las micelas formadas en el duodeno en presencia de acidos biliares y los productos de digestion de las grasas vitaminas liposolubles y colesterol Una proporcion significativa de los acidos grasos en el organismo se obtienen de la dieta en la forma de trigliceridos ya sea de origen animal o vegetal Los acidos grasos en las grasas obtenidas de los animales de tierra firme tienden a ser saturadas mientras que los acidos grasos en los trigliceridos de peces y plantas a menudo son poliinsaturados y por lo tanto son aceites a temperatura ambiente Estos trigliceridos no pueden ser absorbidos por el intestino 16 17 Sino que son degradados a mono y digliceridos mas acidos grasos libres aunque no glicerol libre por la lipasa pancreatica la cual forma un complejo 1 1 con una proteina llamada colipasa tambien constituyente del jugo pancreatico la cual es necesaria para su actividad El complejo activado funciona unicamente en la interfaz agua grasa Por lo que es esencial que las grasas primero se encuentren emulsificadas por las sales biliares para la actividad optima de estas enzimas 18 Los productos de la digestion consisten en una mezcla de tri di y monogliceridos mas acidos grasos libres los cuales junto con otros contenidos liposolubles de la dieta por ejemplo vitaminas liposolubles y colesterol y las sales biliares forman micelas mezcladas en el contenido acuoso duodenal ver el diagrama a la izquierda 19 17 Los contenidos de estas micelas aunque no las sales biliares entran a los enterocitos las celulas epiteliales que recubren el interior del intestino delgado donde son resintetizados como trigliceridos y empacados dentro de quilomicrones que son liberados hacia los lacteales los capilares del sistema linfatico de los intestinos 20 Estos lacteales drenan hacia el ducto toraxico el cual drena hacia la sangre venosa a la altura de la union de las venas yugular izquierda y subclavia izquierda en la parte izquierda baja del cuello Esto significa que los productos grasos solubles de la digestion son descargados directamente en la circulacion general sin pasar primero por el higado como lo hacen todos los otros productos La razon de esta particularidad todavia es desconocida 21 nbsp Un diagrama esquematico de un quilomicron Los quilomicrones circulan a traves del cuerpo otorgandole al plasma sanguineo un aspecto lechoso o cremoso luego de una comida rica en grasas La lipoprotein lipasa en las superficies endoteliales de los capilares especialmente en el tejido adiposo pero en menor extension en otros tejidos digieren parcialmente los quilomicrones liberando acidos grasos glicerol y quilomicrones remanentes Los acidos grasos son absorbidos por los adipocitos pero el glicerol y quilomicrones remanentes permanecen en el plasma sanguineo siendo al final sacados de la circulacion por el higado Los acidos grasos libres liberados por la digestion de los quilomicrones son absorbidos por los adipocitos donde son resintetizados como trigliceridos utilizando glicerol derivado de la glucosa en la via glucolitica Estos trigliceridos son almacenados en la gota de grasa de los adipocitos hasta que sean necesarios para alimentar los requerimientos energeticos de otros tejidos El higado absorbe una proporcion de la glucosa transportada por la sangre en la vena porta proveniente de los intestinos Luego de que el higado ha restaurado sus niveles de glucogeno almacenado el cual totaliza unos 100 g de glucogeno cuando esta completo la mayor parte de la glucosa es convertida en acidos grasos como se describe abajo Estos acidos grasos se combinan con glicerol para formar trigliceridos que son empacados en gotitas muy similares a los quilomicrones pero conocidas como lipoproteinas de muy baja densidad VLDL por sus siglas en ingles Estas gotitas VLDL son manejadas exactamente de la misma manera que los quilomicrones excepto que los VLDL remanentes son conocidos como lipoproteinas de densidad intermedia IDL las cuales son capaces de recuperar colesterol de la sangre Este proceso convierte a las IDL en lipoproteinas de baja densidad LDL las cuales son tomadas por las celulas que requieren colesterol para incorporar a sus membrana o con propositos de sintesis por ejemplo para la sintesis de hormonas esteroideas Las LDLs restantes son sacadas de la circulacion por el higado 22 El tejido adiposo y la glandula mamaria lactante tambien toman glucosa de la sangre para su conversion en trigliceridos Esto ocurre en la misma manera que en el higado excepto que estos tejidos no liberan los trigliceridos que producen como VLDL en la sangre Las celulas adiposas almacenan a los trigliceridos en sus gotas de grasa para finalmente liberarlos nuevamente a la circulacion como acidos grasos y glicerol como se describe en el catabolismo de los acidos grasos un poco mas arriba cuando los niveles de insulina estan bajos y los niveles de glucagon y o epinefrina estan elevados 23 Las glandulas mamarias descargan la grasa en forma de gotitas de grasa hacia la leche que producen bajo la influencia de la hormona prolactina liberada por la pituitaria anterior Todas las celulas del organismo necesitan fabricar y mantener sus membranas celulares y las membranas de sus organelos Si dependen para esto totalmente de los acidos grasos absorbidos de la sangre o si son capaces de sintetizar sus propios acidos grasos a partir de la glucosa no se sabe con certeza Las celulas del sistema nervioso central ciertamente tienen la capacidad de sintetizar sus propios acidos grasos ya que estas moleculas no pueden alcanzarlas atravesando la barrera hematoencefalica mientras que en el otro extremo ninguna celula del organismo es capaz de sintetizar los acidos grasos esenciales que requieren los cuales tienen que ser obtenidos de la dieta y distribuidos a cada celula por medio de la sangre Sintesis de acidos grasos editarArticulo principal Sintesis de acidos grasos nbsp Sintesis de acidos grasos saturados por medio de la acido graso sintasa II en E coliEn forma muy parecida a la b oxidacion la sintesis de acidos grasos de cadena no ramificada ocurre por medio de seis reacciones recurrentes que se muestran un poco mas abajo hasta que se produce el acido palmitico de 16 carbonos 24 25 El diagrama que se presenta a continuacion muestra como se sintetizan los acidos grasos en los microorganismos y la lista de enzimas que se encuentran en Escherichia coli 24 Estas reacciones son llevadas a cabo por la acido graso sintasa II FASII la cual por lo general contiene multiples enzimas que actuan como un complejo La FASII se encuentra presente en procariotas plantas hongos y parasitos como asi tambien en las mitocondrias 26 En los animales como asi tambien en algunos hongos tales como la levadura estas mismas reacciones ocurren en el complejo acido graso sintasa I FASI una enorme proteina dimerica que posee todas las actividades enzimaticas necesarias para producir un acido graso La FASI es menos eficiente que la FASII sin embargo permite la produccion de un mayor numero de moleculas incluyendo a los acidos grasos de cadena media por medio de una terminacion temprana de la cadena 26 Una vez que se ha formado el acido graso saturado de 16 carbonos 16 0 este puede sufrir una serie de modificaciones que desembocan en la desaturacion y o en la elongacion La elongacion comenzando con el estearato 18 0 ocurre principalmente en el reticulo endoplasmatico por varias enzimas unidas a membrana Los pasos enzimaticos involucrados en este proceso de elongacion son basicamente los mismos que los que lleva a cabo la FAS pero los cuatro pasos sucesivos principales de la elongacion son llevados a cabo por proteinas individuales las cuales se pueden encontrar asociadas fisicamente 27 28 Paso Enzima Reaccion Descripcion a Acetil CoA ACP transacilasa nbsp Activa el acetil CoA para reaccionar con malonil PTA b Malonil CoA ACP transacilasa nbsp Activa al malonil CoA para reaccionar con malonil ACP c 3 cetoacil ACP sintasa nbsp Reacciona el acetil CoA activado con el malonil ACP que se usa para extender la cadena d 3 cetoacil ACP reductasa nbsp Reduce la cetona del carbono 3 a un grupo hidroxilo e 3 Hidroxiacil ACP deshidrasa nbsp Elimina agua f Enoil ACP reductasa nbsp Reduce el doble enlace C2 C3 Abreviaciones ACP Proteina transportadora de acilos CoA Coenzima A NADP Nicotinamida adenina dinucleotido fosfato Notese que durante la sintesis de acidos grasos el agente reductor es NADPH mientras que el NAD es el agente oxidante en la beta oxidacion la ruptura de los acidos grasos para producir acetil CoA Esta diferencia ejemplifica un principio general de que el NADPH se consume durante las reacciones biosinteticas mientras que el NADH se genera en las reacciones que producen energia 29 Ademas el NADPH tambien es necesario para la sintesis de colesterol a partir de acetil CoA mientras que el NADH se genera durante la glucolisis La fuente de NADPH es doble Cuando el malato se descarboxila oxidativamente por la enzima enzima malica asociada a NADP para formar piruvato se forman CO2 y NADPH El NADPH se forma en la via de las pentosas fosfato cuando la glucosa se convierte en ribosa la cual por otra parte se puede utilizar para la sintesis de nucleotidos y de acidos nucleicos o puede ser catabolizada para producir piruvato 29 Los productos finales glucoliticos se usan en la conversion de carbohidratos a acidos grasos editar En humanos los acidos grasos se forman a partir de los carbohidratos predominantemente en el higado y en el tejido adiposo y tambien en las glandulas mamarias durante la lactancia Las celulas del sistema nervioso central probablemente sintetizan la mayor parte de los acidos grasos necesarios para los fosfolipidos de sus extensas membranas a partir de la glucosa ya que la barrera hematoencefalica no permite que los acidos grasos provenientes de la sangre alcancen a estas celulas 29 Sin embargo sigue siendo desconocido como hacen los acidos grasos esenciales que los mamiferos no pueden sintetizar por si mismos para alcanzar a estas celulas ya que son componentes muy importantes de estas membranas celulares y necesarios para la sintesis de hormonas paracrinas como se describe un poco mas arriba El piruvato producido por la glucolisis es un intermediario importante en la conversion de carbohidratos a acidos grasos y colesterol 29 Esto ocurre por medio de la conversion de piruvato en acetil CoA en el interior de las mitocondrias Sin embargo este acetil CoA necesita ser transportado al citosol donde ocurre la sintesis de acidos grasos y colesterol Esto no puede suceder directamente Para obtener acetil CoA se quita citrato producido por la condensacion de acetil CoA con oxaoloacetato del ciclo del acido citrico se lo transporta a traves de la membrana mitocondrial interna hacia el citosol 29 Una vez alli es escindido por la ATP citrato liasa en acetil CoA y oxaoloacetato El oxaloacetato es devuelto a la mitocondria en forma de malato y luego convertido nuevamente en oxaloacetato para transferir mas acetil CoA hacia afuera de la mitocondria 30 El acetil CoA citosolico es carboxilado por la acetil CoA carboxilasa en malonil CoA el primer compuesto comprometido en la sintesis de acidos grasos 30 31 Regulacion de la sintesis de acidos grasos editar El acetil CoA se transforma en malonil CoA por medio de la enzima acetil CoA carboxilasa punto a partir del cual el malonil CoA se destina a alimentar la via de sintesis de acidos grasos La acetil CoA carboxilasa es el punto de regulacion en la sintesis de acidos grasos de cadena lineal saturada y se encuentra sujeta tanto a regulacion por fosforilacion como a regulacion alosterica La regulacion por fosforilacion ocurre unicamente en mamiferos mientras que la regulacion alosterica ocurre en la mayoria de los organismos El control alosterico ocurre por medio de la retroalimentacion ya sea inhibiendose por el palmitoil CoA o activandose por el citrato Cuando hay niveles elevados de palmitoil CoA el producto final de la sintesis de acidos grasos saturados inactiva alostericamente a la acetil CoA carboxilasa para prevenir la resintesis de acidos grasos en el interior de las celulas El citrato en niveles elevados actua como activador de la acetil CoA carboxilasa debido a que niveles elevados de este compuesto indican que existe suficiente acetil CoA para alimentar el ciclo de Krebs y producir energia 32 Niveles elevados de insulina en plasma por ejemplo como aparecen luego de las comidas provocan la desfosforilacion de la acetil CoA carboxilasa promoviendo de esta forma la formacion de malonil CoA a partir de acetil CoA y consecuentemente promoviendo la conversion de carbohidratos en acidos grasos mientras que la epinefrina y el glucagon que se libera a la circulacion durante la inanicion y el ejercicio causan la fosforilacion de esta enzima inhibiendo la lipogenesis en favor de la beta oxidacion de los acidos grasos 29 31 Enfermedades editarLas enfermedades del metabolismo de los acidos grasos pueden ser descritas en terminos de por ejemplo hipertrigliceridemia niveles demasiado altos de triglicerido en sangre u otros tipos de hiperlipidemias Estas enfermedades pueden ser familiares o adquiridas Los tipos familiares de enfermedades del metabolismo de los acidos grasos por lo general se clasifican dentro del grupo de los defectos congenitos del metabolismo de los lipidos Estas enfermedades pueden ser descritas como enfermedades de la oxidacion de las grasas o como enfermedad de almacenamiento de los lipidos y son uno de los varios errores congenitos del metabolismo que surgen de defectos en las enzimas que afectan la capacidad del organismo para oxidar los acidos grasos para producir energia en los musculos higado y otros tipos de celulas Vease tambien editarAcidos grasos Sintesis de acidos grasos Acido graso sintasa Beta oxidacion Acidos grasos esenciales Cetogenesis Cuerpos cetonicos Cetosis CetoacidosisReferencias editar a b c d e f Stryer Lubert 1995 Fatty acid metabolism In Biochemistry Fourth edicion Nueva York W H Freeman and Company pp 603 628 ISBN 0 7167 2009 4 a b c d Oxidation of fatty acids Zechner R Strauss J G Haemmerle G Lass A Zimmermann R 2005 Lipolysis pathway under construction Curr Opin Lipidol 16 333 340 Mobilization and cellular uptake of stored fats triacylglycerols with animation Stahl Andreas 1 de febrero de 2004 A current review of fatty acid transport proteins SLC27 Pflugers Archiv European Journal of Physiology 447 5 722 727 PMID 12856180 doi 10 1007 s00424 003 1106 z Consultado el 2 de marzo de 2015 Anderson Courtney M Stahl Andreas abril de 2013 SLC27 fatty acid transport proteins Molecular Aspects of Medicine 34 2 3 516 528 doi 10 1016 j mam 2012 07 010 Consultado el 2 de marzo de 2015 a b c d e f g h i Stryer Lubert 1995 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