Regulación del Metabolismo de Ácidos Grasos: Enzimas Clave y Cetogénesis

Regulación del Metabolismo de Ácidos Grasos

Puntos de Regulación Clave

• Síntesis: El punto de control es la enzima que modifica el acetil-CoA, la Acetil-CoA Carboxilasa (ACC).
• Degradación: La enzima que activa el acetil-CoA para entrar en la mitocondria, transfiriéndolo a la carnitina, es la Carnitina Aciltransferasa I (CAT I).

Regulación de la Síntesis: Acetil-CoA Carboxilasa

Regulación Hormonal

• Regulada a nivel hormonal por el glucagón (inhibe) y la insulina (activa).

Regulación Alostérica

• Modulador Positivo (+): El citrato, que favorece la conformación más activa, además de facilitar la salida del acetil-CoA.
• Modulador Negativo (-): El palmitoil-CoA, que es el producto de la reacción. También la carga energética, concretamente el AMP.

Regulación Covalente

• La enzima fosforilada es inactiva. Si la quinasa está favorecida, bloquea la síntesis de ácidos grasos; si lo está la fosfatasa, activa la enzima. La insulina favorece la fosfatasa y el glucagón la quinasa.

Regulación a Largo Plazo

• La enzima puede variar su concentración, pudiéndose inducir su síntesis. El ayuno prolongado seguido de una dieta rica en hidratos de carbono y pobre en grasa aumenta significativamente la concentración de la enzima.

Regulación de la Degradación: Carnitina Aciltransferasa I

El malonil-CoA es un modulador negativo (-), siendo este el producto de la Acetil-CoA Carboxilasa. Si sube su concentración, es porque sobra energía y hay hidratos de carbono. Al estar inhibida la enzima, los acetil-CoA no pueden entrar en la mitocondria para la beta-oxidación.

Cuerpos Cetónicos y Cetogénesis

Composición de los Cuerpos Cetónicos

• Acetoacetato: (CH₃) - (CO) - (CH₂) - (COO^-)
• $eta$-Hidroxibutirato: (CH₃) - (CHOH) - (CH₂) - (COO^-)
• Acetona: (CH₃) - (CO) - (CH₃)

Contexto Bioquímico de la Formación

Al degradar ácidos grasos se obtiene acetil-CoA, que puede ir al Ciclo del Ácido Cítrico (CAC) si hace falta energía, pero para ello se necesita Oxalacetato (OAA).

Si faltan hidratos de carbono, el acetil-CoA no puede entrar en el CAC porque el OAA se utiliza para formar glucosa (gluconeogénesis). Si no hay hidratos de carbono, los niveles de OAA están comprometidos y no podemos degradar el acetil-CoA.

Cuando se ayuna y en la diabetes (enfermedad en la que no se usan bien los hidratos de carbono y es como si no hubiera glucosa) se degradan muchos ácidos grasos. Esto aumenta mucho la concentración de acetil-CoA que no puede ir al CAC, por lo que forma cuerpos cetónicos, de los cuales se puede obtener energía.

Proceso de Formación

Se forman sobre todo en el hígado, dentro de las mitocondrias, por condensación: