Lipogénesis y Lipólisis: Regulación Metabólica y Producción de Energía

Lipogénesis

Circunstancias Fisiológicas del Incremento de la Lipogénesis

La lipogénesis es el proceso metabólico mediante el cual se sintetizan ácidos grasos y, posteriormente, triglicéridos a partir de precursores más simples. Este proceso se incrementa principalmente en situaciones de excedente energético, como ocurre después de la ingesta de alimentos (estado postprandial). En este estado, se produce un aumento de la concentración de glucosa en sangre (hiperglucemia), lo que estimula la liberación de insulina por parte del páncreas. La insulina, a su vez, promueve la captación de glucosa por los tejidos y activa las enzimas clave de la lipogénesis.

Moléculas de Partida y su Procedencia

Las moléculas de partida para la síntesis de triglicéridos son:

• Glicerol: Procede de la dihidroxiacetona fosfato (DHAP), un intermediario de la glucólisis.
• Ácidos grasos: Se sintetizan a partir de Acetil CoA, que puede provenir de diversas fuentes, como la glucólisis, la beta oxidación de ácidos grasos o el catabolismo de aminoácidos.

Descripción del Proceso de Lipogénesis

La síntesis de triglicéridos se lleva a cabo en dos etapas principales:

1. Síntesis de glicerol:
   • La DHAP se reduce a glicerol-3-fosfato mediante la enzima glicerol-3-fosfato deshidrogenasa, utilizando NADH como cofactor.
   • El glicerol-3-fosfato se desfosforila a glicerol mediante una fosfatasa.
2. Síntesis de ácidos grasos:
   • El Acetil CoA se carboxila a Malonil CoA mediante la enzima Acetil CoA carboxilasa, en una reacción que requiere biotina y ATP. Esta es la etapa limitante de la síntesis de ácidos grasos.
   • El Malonil CoA se une a una molécula de Acetil CoA, y mediante una serie de reacciones catalizadas por el complejo enzimático ácido graso sintasa, se produce la elongación de la cadena del ácido graso en unidades de dos carbonos.
   • Este proceso se repite hasta que se alcanza la longitud deseada del ácido graso, generalmente de 16 o 18 carbonos.

Finalmente, el glicerol y los ácidos grasos se esterifican para formar triglicéridos, que se almacenan principalmente en el tejido adiposo.

Lipólisis

Circunstancias Fisiológicas del Incremento de la Lipólisis

La lipólisis es el proceso catabólico que permite la movilización de los triglicéridos almacenados en el tejido adiposo, liberando ácidos grasos y glicerol. Este proceso se activa en situaciones de déficit energético, como el ayuno prolongado o el ejercicio intenso. En estas condiciones, disminuye la concentración de glucosa en sangre (hipoglucemia), lo que estimula la liberación de hormonas contrarreguladoras como el glucagón, la adrenalina, la noradrenalina y la hormona adrenocorticotrópica (ACTH). Estas hormonas activan la lipasa sensible a hormonas, la enzima clave en la lipólisis.

Destino Metabólico de los Productos de la Lipólisis

Los productos de la lipólisis, glicerol y ácidos grasos, siguen diferentes rutas metabólicas:

• Glicerol: Se fosforila a glicerol-3-fosfato y luego se oxida a DHAP, que puede entrar en la glucólisis o en la gluconeogénesis, dependiendo de las necesidades energéticas del organismo.
• Ácidos grasos: Se activan a Acil CoA en el citosol y luego se transportan al interior de la mitocondria, donde sufren la beta oxidación.

Beta Oxidación de Ácidos Grasos

La beta oxidación es un proceso cíclico que ocurre en la matriz mitocondrial y consta de cuatro reacciones principales:

1. Deshidrogenación del Acil CoA, generando FADH₂.
2. Hidratación del doble enlace.
3. Deshidrogenación del hidroxil, generando NADH.
4. Ruptura tiolítica, liberando una molécula de Acetil CoA y un Acil CoA con dos carbonos menos.

El Acil CoA resultante vuelve a entrar en el ciclo de beta oxidación, repitiéndose el proceso hasta que el ácido graso se degrada completamente a Acetil CoA. El Acetil CoA producido se incorpora al ciclo de Krebs para la producción de ATP.

Eficiencia de los Ácidos Grasos como Fuente de ATP

Los ácidos grasos son una fuente de energía muy eficiente debido a que:

• La beta oxidación de un ácido graso genera múltiples moléculas de Acetil CoA, que entran en el ciclo de Krebs y producen una gran cantidad de ATP.
• La beta oxidación también produce NADH y FADH₂, que se utilizan en la cadena de transporte de electrones para generar aún más ATP.
• Los ácidos grasos son moléculas altamente reducidas, lo que significa que contienen una gran cantidad de energía potencial que se libera durante su oxidación.

En resumen, la oxidación completa de un ácido graso de cadena larga puede producir más de 100 moléculas de ATP, lo que los convierte en una fuente de energía mucho más eficiente que la glucosa.