La beta oxidación es el proceso catabólico mediante el cual los ácidos grasos son descompuestos en la mitocondria para generar energía. Los ácidos grasos deben ser activados y transportados a la matriz mitocondrial a través de la carnitina debido a que la membrana mitocondrial interna es impermeable. La oxidación completa de los ácidos grasos libera mucha energía y produce acetil-CoA, el cual ingresa en el ciclo de Krebs.

1. Metabolismo y lípidos

2. Beta oxidación La beta oxidación (β-oxidación) es un proceso catabólico de los ácidos grasos en el cual sufren remoción, mediante la oxidación, de un par de átomos de carbono sucesivamente en cada ciclo del proceso, hasta que el ácido graso se descomponga por completo en forma de moléculas acetil-CoA, oxidados en la mitocondria para generar energía (ATP).

3. Activación de los ácidos grasos El paso previo a esas cuatro reacciones es la activación de los ácidos grasos a acil coenzima A grasos, que tiene lugar en el retículo endoplasmático (RE) o en la membrana mitocondrial externa, donde se halla la acil-CoA sintetasa (o ácido graso tioquinasa).

4. Traslocación a la matriz mitocondrial Debe usarse un transportador, la carnitina, para traslocar las moléculas de acil-CoA al interior de la matriz mitocondrial, ya que la membrana mitocondrial interna es impermeable a los acil-CoA. La carnitina se encarga de llevar los grupos acilo al interior de la matriz mitocondrial por medio del siguiente mecanismo. La carnitina es fuertemente inhibida por el malonil-CoA, uno de los pasos reguladores en el proceso de lipogénesis. La carnitina, también reconocida como vitamina B11, es un derivado aminoacídico que participa en el circuito vascular reduciendo niveles de triglicéridos y colesterol en sangre. Se produce naturalmente en el hígado a partir de los aminoácidos L-metionina y la L-lisina.

5. La enzima carnitina palmitoiltransferasa I (CPTI) de la membrana mitocondrial externa elimina el coenzima A de la molécula de acil-CoA y, a la vez, la une a la carnitina situada en el espacio intermembrana, originado acilcarnitina; el CoA queda libre en el citosol para poder activar otro ácido graso. A continuación, una proteína transportadora, llamada translocasa, situada en la membrana mitocondrial interna, transfiere la acilcarnitina a la matriz mitoncondrial y, paralelamente, la carnitina palmitoiltrasnferasa II (CPTII) une una molécula de CoA de la matriz al ácido graso, regenerando así el acil-CoA . La carnitina se devuelve al espacio intermembrana por la proteína transportadora y reacciona con otro acil-CoA, repitiéndose el ciclo.

6. Activación de un ácido graso y traslocación de acil-CoA resultante por la carnitina Rojo: acil-CoA, verde: carnitina, Rojo + verde: acilcarnitina, CoASH: coenzima A, CPTI: carnitina palmitoiltransferasa I, CPTII: carnitina palmitoiltransferasa II, 1: acil-CoA sintetasa, 2: translocasa, A: membrana mitocondrial externa, B: espacio intermembrana, C: membrana mitocondrial interna, D: matriz mitocondrial

7. Traslocación a la matriz mitocondrial

8. Oxidación de ácidos grasos La oxidación de los ácidos grasos es un mecanismo clave para la obtención de energía metabólica (ATP) por parte de los organismos aeróbicos. Dado que los ácidos grasos son moléculas muy reducidas, su oxidación libera mucha energía; en los animales, incluido el hombre, su almacenamiento en forma de triacilgliceroles es más eficiente y cuantitativamente más importante que el almacenamiento de glúcidos en forma de glucógeno.

9. La β-oxidación de los ácidos grasos lineales es el principal proceso productor de energía, pero no el único. Algunos ácidos grasos, como los de cadena impar o los insaturados requieren, para su oxidación, modificaciones de la β-oxidación o rutas metabólicas distintas

10. Balance energético Oxidación de ácidos grasos a cetil CoA: En la beta oxidación, que es un proceso mitocondrial, un acido graso es escindido totalmente hasta unidades de Acetil CoA. Como el grupo acetil de la acetil CoA tiene dos carbonos, dividimos el numero de carbonos del acido graso original entre 2. Los grupos acetil-CoA son transportados al citosol donde son utilizados para síntesis de glúcidos, colesterol y otros metabolitos.

11. Oxidación de ácidos grasos en CO2 y H2O: La oxidación completa a CO2 y H2O de un ácido graso comprende tres fases: 1.- El proceso de betaoxidación: Tiene lugar en la *matriz mitocondrial, pero inicialmente los ácidos grasos de cadena larga que van a someterse a oxidación están en el citosol (procedentes de la ingesta o movilizados desde el tejido adiposo), y son incapaces de pasar directamente a través de las membranas mitocondriales, por lo que es necesario previamente activarlos y transportarlos a la matriz mitocondrial, proceso que es conocido como: *“lanzadera de la carnitina”.

12. 2.- Oxidación de los grupos acetilo en el ciclo de krebs: Las moléculas de acetilCoA obtenidas por betaoxidación ingresan en el ciclo central del metabolismo para continuar oxidándose. 3.- Cadena de transporte electrónico y fosforilaciónoxidativa: Las oxidaciones llevadas a cabo en las dos fases anteriores generan equivalentes de reducción, que cederán sus electrones al oxígeno molecular, vía cadena trasporte electrónico, con la síntesis concomitante de ATP (fosforilaciónoxidativa).

15. Formación de cuerpos cetonicos Este proceso ocurre principalmente en las mitocondrias del hepatocito, en las cuales el acetil-CoA es convertido en acetoacetato o D--hidroxibutirato. Estos compuestos junto con la acetona, son referidos como cuerpos cetónicos,

16. Cuerpos cetonicos Que sirven como importantes combustibles metabólicos para muchos tejidos periféricos. Por ejemplo, el cerebro normalmente utiliza glucosa como fuente de energía (los ácidos grasos no pueden atravesar la barrera sanguínea cerebral), pero durante ayuno prolongado, los cuerpos cetónicos son la mayor fuente de energía del cerebro. Los cuerpos cetónicos son los equivalentes hidrosolubles de los ácidos grasos

17. Anabolismo de ácidos grasos El anabolismo de las grasas puede desarrollarse de dos maneras diferentes: a partir de las que aportan los alimentos y a partir de los glúcidos. En los vegetales sólo es posible la segunda vía, ya que no son capaces de absorber grasas en su nutrición.

18. a) Las grasas procedentes de los alimentos desdobladas durante la digestión en glicerina y ácidos grasos, son reconstruidas nuevamente apenas absorbida por el intestino. Una pequeña cantidad ingresa en el hígado, donde es almacenada, pero la mayor parte va a través del sistema linfático a almacenarse en los tejidos del cuerpo. Aunque todas las células pueden almacenar algo de grasa, esta función se desarrolla especialmente por células especializadas para este fin, que constituyen los tejidos grasos o adiposos (debajo de la piel, alrededor del corazón y riñones, etc.)

19. b) Las grasas pueden formarse en el organismo a expensas de los glúcidos. Este proceso metabólico exige la formación por una parte de glicerina, y por otra de ácidos grasos. La glicerina se forma a partir del 3-fosfogliceraldehido, sustancia que las plantas consiguen en el proceso de la fotosíntesis, y los animales a partir de la glucosa. Los ácidos grasos se forman a partir del acetil-CoA, obtenido a su vez del ácido pirúvico durante el catabolismo de la glucosa, por un proceso metabólico inverso al de la -oxidación.