Beta oxidación de ácidos grasos: etapas y proceso en la mitocondria

Resumen

El documento explica la beta-oxidación de los ácidos grasos, un proceso que ocurre en la matriz mitocondrial y que libera fragmentos de dos carbonos en forma de acetil CoA. Describe las tres fases de activación, transporte mediado por carnitina y degradación, así como los cuatro pasos que se repiten en cada vuelta del ciclo.

Puntos clave

La beta-oxidación se produce en la matriz mitocondrial, por lo que el ácido graso debe entrar en la mitocondria.
Las tres fases son: activación con CoA a expensas de ATP, transporte mediado por carnitina y beta-oxidación propiamente dicha.
Los cuatro pasos del ciclo son deshidrogenación (FADH2), hidratación, deshidrogenación (NADH + H+) y ruptura tiólica.
La ruptura tiólica, catalizada por una tiolasa, libera una molécula de acetil CoA y un acil CoA con dos carbonos menos.
El acetil CoA se incorpora al ciclo de Krebs y las coenzimas reducidas se reoxidan en la cadena respiratoria para producir ATP.

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Beta Oxidación de Ácidos Grasos: Proceso y Etapas

En la beta-oxidación se producen sucesivas oxidaciones en el carbono beta, que van separando fragmentos de dos carbonos en forma de acetil CoA, que se incorporarán después al ciclo de Krebs. Al mismo tiempo se producen, tanto en la beta-oxidación como en el ciclo de Krebs, coenzimas reducidas que serán reoxidadas en la “cadena respiratoria” rindiendo energía en forma de ATP. La beta-oxidación tiene lugar en la matriz mitocondrial, por lo tanto, es necesario que el ácido graso penetre en este orgánulo. Así, se puede dividir la oxidación de los ácidos grasos en tres fases:

Primera fase: Implica la activación del ácido graso esterificándose con el CoA y a expensas del ATP.
Segunda fase: Supone la entrada en la mitocondria, gracias a un transporte mediado por carnitina.
Tercera fase: Será la beta-oxidación propiamente dicha, degradándose el ácido graso a moléculas de acetil CoA.

Etapas de la Beta Oxidación

Los cuatro pasos que se repiten en el ciclo son:

Deshidrogenación: Gracias a la actuación de la enzima acil CoA deshidrogenasa se introduce un doble enlace trans (entre los carbonos alfa y beta del ácido graso) obteniéndose una molécula con poder reductor, FADH₂, y originando una molécula de enoíl CoA.
Hidratación: La molécula de enoíl CoA se transforma en un hidroxiacil CoA, mediante la incorporación de una molécula de agua por acción de la enoíl CoA hidratasa: el OH procedente de la molécula de agua se introduce en la posición beta, y el H se introduce en la posición alfa.
Deshidrogenación: Gracias a la hidroxiacil CoA deshidrogenasa se oxida la molécula hasta una molécula de cetoacil CoA, oxidando el grupo hidroxilo a un grupo ceto. Esta oxidación sirve para reducir una molécula de NAD⁺ a NADH + H⁺.
Ruptura tiólica: Catalizada por una tiolasa y con la intervención de una molécula de CoA libre. Se genera una molécula de acetil CoA y un acil CoA que tiene dos carbonos menos en su cadena que el original. El acetil CoA se incorporará al ciclo de Krebs, mientras que el acil CoA acortado en dos carbonos, inicia una nueva “vuelta” en la beta-oxidación.

Consideraciones Finales

El ciclo se repite tantas veces como sea necesario hasta “cortar” totalmente la cadena de ácido graso en fragmentos de acetil CoA de dos carbonos. Al final, todos los productos originados en la beta-oxidación se aprovechan en la mitocondria para rendir más energía.

Preguntas frecuentes

¿Dónde tiene lugar la beta-oxidación de los ácidos grasos?

La beta-oxidación tiene lugar en la matriz mitocondrial, por lo que el ácido graso necesita penetrar en la mitocondria. Para ello se utiliza un transporte mediado por carnitina.

¿Qué produce la beta-oxidación en cada vuelta del ciclo?

Cada vuelta libera una molécula de acetil CoA y acorta en dos carbonos la cadena del acil CoA, que inicia una nueva vuelta. El ciclo se repite hasta degradar totalmente la cadena.

¿Qué destino tienen los productos de la beta-oxidación?

El acetil CoA se incorpora al ciclo de Krebs y las coenzimas reducidas (FADH2 y NADH) se reoxidan en la cadena respiratoria, rindiendo energía en forma de ATP.