Metabolismo de los Ácidos Grasos y Eicosanoides

Metabolismo de los Ácidos Grasos

Oxidación de los Ácidos Grasos

1. β-oxidación: Eliminación sucesiva de unidades de 2 átomos de carbono en forma de acetil-CoA, lo que conlleva la eliminación de 4H de la parte del ácido graso por las deshidrogenasas.
2. Ciclo del ácido cítrico: Se oxida acetil-CoA a CO₂, produciendo NADH y FADH₂ que donarán sus electrones a la cadena respiratoria.
3. Cadena respiratoria: Transporta los electrones al oxígeno generando ATP.

β-oxidación

Ocurre en la matriz mitocondrial (animales) y peroxisomas (vegetales).

• Oxidación: El acil-CoA se oxida, se eliminan dos H entre el carbono alfa (Cα) y beta (Cβ) formando un doble enlace. Esto lo realiza la acil-CoA deshidrogenasa con FAD como coenzima. Se obtiene trans-Δ²-enoil-CoA.
• Hidratación: El trans-Δ²-enoil-CoA incorpora H₂O por acción de la enoil-CoA hidratasa, hidratando el doble enlace. Se obtiene L-β-hidroxiacil-CoA.
• Oxidación: El L-β-hidroxiacil-CoA pierde dos H del Cβ. El grupo hidroxilo se convierte en un grupo ceto. Esto lo realiza la β-hidroxiacil-CoA deshidrogenasa con NAD⁺ como coenzima. Se obtiene β-cetoacil-CoA.
• Tiolisis: El β-cetoacil-CoA se rompe en acetil-CoA y acil-CoA (molécula inicial con dos carbonos menos) por la acil-CoA acetiltransferasa (tiolasa) con CoA-SH como coenzima.

Este proceso se repite hasta degradar el ácido graso, obteniendo acetil-CoA, FADH₂ y NADH.

β-oxidación de ácidos grasos de cadena impar

Siguen la β-oxidación normal hasta obtener acetil-CoA y propionil-CoA (3C), que entra en una ruta diferente:

1. Carboxilación: El propionil-CoA se carboxila a D-metilmalonil-CoA por la propionil-CoA carboxilasa (cofactor biotina).
2. Epimerización: El D-metilmalonil-CoA se convierte en L-metilmalonil-CoA por la metilmalonil-CoA epimerasa.
3. Reordenamiento: La metilmalonil-CoA mutasa (coenzima B12) convierte el L-metilmalonil-CoA en succinil-CoA.

Regulación de la β-oxidación

La β-oxidación se inhibe cuando hay suficientes glúcidos. Dos enzimas clave son la acetil-CoA carboxilasa y la carnitina-acil-transferasa I.

1. Con glucosa alta, la insulina activa la acetil-CoA carboxilasa, produciendo malonil-CoA, que inhibe la carnitina-acil-transferasa I (no hay β-oxidación).
2. El exceso de glucosa se convierte en ácidos grasos.
3. Con glucosa baja, el glucagón inhibe la acetil-CoA carboxilasa, disminuyendo el malonil-CoA, lo que permite la β-oxidación.

β-oxidación peroxisomal

Diferencias con la β-oxidación mitocondrial:

1. La acil-CoA oxidasa transfiere electrones directamente al O₂ produciendo H₂O₂, que la catalasa convierte en H₂O y O₂.
2. Es más activa sobre ácidos grasos de cadena larga y ramificados.
3. El NADH se exporta al citosol.
4. Los ácidos grasos se catabolizan a productos más cortos que se exportan a la mitocondria.

α-oxidación peroxisomal

Se utiliza cuando un grupo metilo en el Cβ impide la β-oxidación.

ω-oxidación en el RE

Se utiliza cuando la β-oxidación es defectuosa.

Ácidos Grasos trans

Alteran las funciones de las membranas celulares y se asocian con diversas enfermedades.

Biosíntesis de Eicosanoides

Los eicosanoides son hormonas paracrinas derivadas de ácidos grasos poliinsaturados C20, como el ácido araquidónico. Actúan localmente y tienen un rápido catabolismo.

Tipos de Eicosanoides

• Prostaglandinas: Producidas por la vía de la ciclooxigenasa (COX). Regulan la síntesis de AMP cíclico, la función reproductora, el flujo sanguíneo, el ciclo del sueño, la respuesta a hormonas, la fiebre, la inflamación y el dolor.
• Tromboxanos: Producidos por la vía de la COX. Participan en la agregación plaquetaria, la formación de coágulos y la reducción del flujo sanguíneo.
• Leucotrienos: Producidos por la vía de la lipooxigenasa (LOX). Inducen la contracción del músculo liso, participan en la inflamación y median el shock anafiláctico.

Vías de Síntesis

• Vía de la COX: La fosfolipasa A₂ libera araquidonato. La COX lo convierte en PGG₂ y luego en PGH₂, precursor de otras prostaglandinas y tromboxanos.
• Vía de la LOX: Produce leucotrienos, que son compuestos lineales.