Metabolismo de Lípidos: Síntesis y Degradación de Ácidos Grasos, Colesterol y Cuerpos Cetónicos

Síntesis de Ácidos Grasos

Síntesis de ácidos grasos (AG): citosol. Enzimas: citrato sintetasa, citrato liasa (Mg²⁺), malato deshidrogenasa, enzima málica y piruvato carboxilasa.

Enzima reguladora

Acetil-CoA carboxilasa

• Control covalente: insulina activa; glucagón y adrenalina inhiben.
• Control alostérico: citrato y ATP activan; ácidos grasos libres, palmitato y AMP inhiben.
• Forma fosforilada: inactiva.

Ácido graso sintasa

Enzimas:

1. Acetil-CoA transferasa
2. Malonil-CoA transferasa
3. Enzima condensante
4. Cetoacil-ACP reductasa
5. Hidroxiacil-ACP deshidratasa
6. Enoil-ACP reductasa
7. Acil transferasa
8. Palmitil hidrolasa

Reacción global

Acetil-CoA + 7 ATP + 14 NADPH + 14 H⁺ → palmítico + 14 NADP⁺ + 8 CoA + 6 H₂O + 7 ADP + 7 P_i

Etapas

1. Reducción: NADPH + H⁺, enzima 4.
2. Deshidratación: enzima 5.
3. Reducción: NADPH + H⁺, enzima 6.

Acidos grasos pares: acetil y malonil.
Ácidos grasos impares: propionil.

Degradación de Ácidos Grasos

Los triacilglicéridos son degradados por la enzima lipasa.

Control de la lipólisis

• Hormonas: glucagón y adrenalina activan; insulina inactiva.
• El AMPc estimula a la proteína quinasa (PK), que activa por fosforilación a la triacilglicerol lipasa (TGL).

Sustratos: triacilglicéridos → glicerol (hígado) y 3 ácidos grasos (al tejido).

Beta-oxidación

Activación: en el citosol por la acil-CoA sintetasa; luego ingresa a la mitocondria con la carnitina.

Enzimas:

1. Acil-CoA sintetasa
2. Pirofosfatasa
3. CAT 1
4. CAT 2
5. Acil-CoA deshidrogenasa
6. Enoil hidratasa
7. L-hidroxiacil-CoA deshidrogenasa
8. β-cetotiolasa

Etapas

1. Oxidación: FADH₂, enzima 5.
2. Hidratación: H₂O, enzima 6.
3. Oxidación: NADH + H⁺, enzima 7.
4. Tiólisis: la enzima tiolasa libera acil-CoA (que vuelve a iniciar el ciclo) y acetil-CoA (que va al ciclo de Krebs).

Productos: ácido graso de n carbonos → n/2 acetil-CoA.

Oxidación de ácidos grasos impares

Pasos:

1. Ácido graso impar → propionil-CoA y acetil-CoA.
2. Propionil-CoA → D-metilmalonil-CoA.
3. D-metilmalonil-CoA → L-metilmalonil-CoA.
4. L-metilmalonil-CoA → succinil-CoA.

Enzimas impares: carboxilasa, epimerasa y mutasa.

Integración del control

• Malonil-CoA inhibe a CAT 1.
• Acetil-CoA inhibe la tiolasa.
• NADH inhibe la hidroxiacil-CoA deshidrogenasa.
• Palmitil-CoA inhibe la translocasa.
• Malonil-CoA y acetil-CoA inhiben la acetil-CoA carboxilasa.

Metabolismo del Colesterol y Cuerpos Cetónicos

Colesterol

Enzima reguladora: HMG-CoA reductasa.

• Control covalente: el glucagón inhibe; la insulina activa.
• Control alostérico: los ácidos biliares y el colesterol inhiben.
• Forma fosforilada: inactiva.

Pasos: acetil-CoA → acetoacetil-CoA (iniciador) → HMG-CoA → mevalonato → escualeno → colesterol.

Cuerpos cetónicos

Se sintetizan en la mitocondria hepática a partir de acetil-CoA:

1. Ácido acetoacético
2. β-hidroxibutírico
3. Acetona (a partir del acetato)

Sustrato: aumento de acetil-CoA activa la vía.

Enzimas: HMG-CoA sintetasa (control), HMG-CoA liasa (1), deshidrogenasa (2) y descarboxilasa (3).

Ácidos Grasos Esenciales y Rendimiento Energético

Ácidos grasos esenciales

• Esenciales: linoleico (18:2 Δ9,12), araquidónico (20:4 Δ5,8,11,14), linolénico (18:3 Δ9,12,15).
• Otros: palmítico (16:0), esteárico (18:0), oleico (18:1 Δ9).

Rendimiento energético

• Saturados pares: por vuelta de β-oxidación: acetil-CoA (10 ATP), FADH₂ (1,5 ATP), NADH (2,5 ATP). Se obtiene 1 acetil-CoA al final. Se resta la activación (−2 ATP).
• Insaturados: igual que los saturados, pero se resta FADH₂ (−1,5) por cada doble enlace.
• Saturados impares: 1 acetil-CoA y 1 propionil-CoA al final; rendimiento de n vueltas + propionil-CoA (1 GTP = 1 ATP, 1 FADH₂ = 1,5 ATP, 1 NADH = 2,5 ATP, carboxilación = −1 ATP), totalizando aproximadamente 4 ATP por la fracción propionil.