FIGURA1)-6 Ftrada deo cide proven mitocond tds del rns poctdor acl-caritina/camitina, esputs de eu Srmactn on Bs mean ‘eter: 6 on al espacio rvemembras,e ail gate-coritina pose ela riz presi acta Was dl ansponadr de a membxanaintea, [Enlai lupo aco se tare alk mtocoia,iberanio cara- lus fundamentalmente en la degradacion oxidativa de pirue ‘ato, dcidos grasos y algunas ansinwsicidus, mientras que el co- cenzima A citosdlico se ulna en la biowintesis de dcidos grasos (vdase ta Fig, 21-10). El acll graso-CoA del fonda citosdlico pecleuldlzarse para la sintess de lpia de membrana o puede ‘ransportarse ala matrizntoeeridrial para axklacion y produe- ‘ida ce ATP. La conversion en el éster de camitina compro- ‘mete la porcidn acilo aso a un destino oxidstivo, El proceso de entrada en el que inverviene fa carnitina es punto de regulacion. Una vez en et interior de la mitocondria, 1 acl graso-CoA es processdo rapidamente par parte sie un ‘grupo de ensimas de la mtr. RESUMEN 17.1 Digestion, movilizacion y transporte de grasas 12 Losdeidos grasos de los tiacilgiccroles proporcionan una fraecicn importante de la energia oxidativa en los anima Jes. Los triacilglieroles ingerirns con la deta se emulso- nan ene intestino delgado con las sales illares, som ‘sdrolizados por las ipasas intestinaes, absorbs por las células epiteliles del intestino, reconvertidos en triacilil- cerales a continuseson incorporados en los qilomiero- nes al eombinarse con apolipoprotetnas especticas. 12 Los quilomicraes aportan triacigliceroles alos tejidos, donde la lipoproteins lipasa Ubera ls dca grasoe para que eniren en las células. Los triaclgtceroles abmacens: dos en ¢l:tejidoadiposo se movilizan por aceiin de una luiaciglicerot lipasa sensible a hormonas. Los Seidos gra- sos hbersdes se une a Ia allsimina séricay son transpor- (dos. través de la sangre al eorazén, al mvigculo esque Jstico y a ofras tees que utiizan los dekdos grasos como ‘combustible. aque emma alexpacointerembana wlizando! mismo vaniunad La setae | ex iehibida poral mand. CoA, a primer intermedia de Sines de cio paso eco Ua Fig. 21-1) Ea bib eis ney gyal sme ie Sido pases, f= Unavez en et interior de ls-céluls, los icicos grasos se acdvan en la membrana nitoconsiral externa por conver sid a loésteres acil grase-Co, Los acl graso-Co que ‘sehan de oxidar entran en la mitocondlria en tres pasos pporla wa de la lanzadera de carnitina, 17.2. Oxidacion de los acidos grasos ‘Tal como se ha sehalado anteriormente, la oxidackin mitocon- drial de los Scidos grasos se produce en Lzes faves (Ply. 17-7). Ela primera fase —Ia B-oxidacion—los dcidos grasas experi ‘mentan Ia aliminacién oxidative de unidudes sucesivas cle dos ‘Atomos de carbone en forma de acetilCoA, a partir del ex: lremo carboxilo de la cadena de deido graso. Por ejemplo, el ‘acido patmitico, de 16 tomas de carbono Cpalmitato a pH 7), se somete sieve veces a esia sectiencia oxidativa, perdiendo en radia unto de ls pasos dos carhonas en forma de acetil-CoA. Al Final de los siete ciclos, las dos ultimos dtoros de carbone cel palmitato (originalmente C-16 y C-18) quedan en forma de acetiLCoA El resuliado global es ls conversin de la caddena de 16 carbonos del palmitate on ocho gmipos acetilo de dos carbi- nos de las moléeulas de acetl-CoA. La formacisn de eada ace- UI-CoA requlere la eliminacién de cuatro dtomos de hidrégene (dos pares. de electromes y cuatro H") de Iu parte acito graso [por parte cle deshicroyenasas ‘En la segunda fase de la OXRICIORTCENGROBEENABS fos ‘Arup acetilo del acetl-Cod se oxida a CO. través del cicio del deido citrico, que también tiene higar en la maérke mitocon- ‘con acetil-CoA procedente de la cosa via glucdlisis y oxids- ‘i6n del piruvato (véase la Fig. 16-1). Las dos primeras fases de [a eRe ARB prociucer bos trunsportadores eleetrénicos reducidos NADH y ADH, que en Ia tercera fase ‘danarin sus electrones ala cadena respiratoria mitocondrial, a Uuavés eta cual se transportan los elactranes hacia el oxigeno,AGUA 17-7 Fase es EUSESIOSRER Fox Un cid paso decade lang se xi para generar resduos ation fora de acet-Ca fst race se deromina faded ise 2: Los upon actos cin a ‘CO; ene! ciclo del Sido cco. ave 3: La eecrnesabtenids ens aida ‘cones de aes | y 2 se ration a O;» tanks de cadens esptons ‘mitocondik,proporciorando ls eng necesaria paral ssi de ATP me ‘ante oral audi. ‘on a fosfaruacién concomitante de ADP a ATP (Fig. 17-7). De este mado la energiatiberada por Ia oxidaciin de los acids ‘grasos se conserva en forma de ATP ‘Deseribiremas a continuacién con mayor detalle la primera {sede la exci de los sci grasos, empezando por el «x30 sencilla de una cadena dle dido grate saturaca con numero par de éomos de carbone, ¥ a continuacidn el caso ligramente més complicado ce caclenas no saturadasy de nimero impar. Veremos 2 continuacién Ie requlaciin ce 1s CSPI, boc procescs B-axidativos que se dan en otros orginulas que no sor 1a mutoconsria firaimente dos formas menos generals del ca- tabolismno de los cides grass, Is ce oxidacion y la c oxidaciin. La B-oxidacién de los dcidos grasos saturados se produce en cuatro pasos basicos Cuatro reacciones catalizadas por enzimas constituyen la pri- mera fase de la SRiGAERRTECVEMONERENS (Fis, 17-80), En primer lugay, la deshidrogenacion del acil graso-CoA genera lun doble entace entre los tomas de earbono a y B (C2 y C2), dando agar an trane-A®-enoll-CoA (el slinbolo A® designs 4a pasicién del doble enlace; puede ser de utllied revisar la hhomenclatura de dcidos grasoa, p- 943). Observe que el nuevo doble enlace tiene confiuracion tras, mientras que los dcidos ‘grisos insaturados naturales tienen mormalmente sus enlaces sdobles en configurscién cis, Més tarde veremos el significado do esta diferencia, milah mr CoASH seta Co tie fe + _ (2 atgicae ® FIGURATT-B Rate dels B-osdacin. (En ends we de ospases a travisde 2 secuenia de cto pasos, un grupo ae smbreado en aa es ein ‘ado en foma de aceti-CoA del extrero caboxioceacadon del cid ara- sen este ejemplo alia (Ca, eer corn litho. Spe isa ravés eave geoeran site rues mokcula le acetl-CoA a tins ‘te as ovalr proce de es ds hts tomas de catbano dela ada de \écrhonos Entotal se fman echo moléalas deacetl-CahEste primer paso est eatalizade por tres isozimas de la ‘acil-GoA deshidrogenasa cada uno especiico para un inter- valo de longitudes de la cadena del ido graso: ba aca de ca- dena muy larga dleshidrogenasa (VLGAD, very long-chain acyl-CoA-deteydrogenase) acta sobre acidos grasos de 12 a 18 carbones, y los socimas especiicas para acids grasos de ‘cadena media (MCAD, medium-chain acyl-Coa-dehyetroge ‘nase) y Scidos grasos de cadena corta (SCAD, short-chain acyl Ca-dehydragenase) actin, respectivamente, sobre dct dos grasos de 4 a 14 y de 4 0 8 carbonos. Los tes isozimas son Aavoproteinas con PAD (véasela Fig. 13-27) como grupo pros- téllco. Loe electrones eliminados del acil graso-Ca se trans- ‘ieren al FAD, y la forma reduckda de la deshidrogenasa cede inmediatamente sus electrones a un transportador electrénico: dea cadena respiratoria murocorcir, ls avoproteina trans- feridora de electrones (ETF) (was la Fg, 19-8). La oxida #6n eatalizada por una ae-CoA deshicrogenasa es analoga ala deshidrogenaciin del succinato en el cklo del cdo cftrico (p. (26); en ambas reactiones el eruama esté undo a la membrana Interna, xe introduce un doble enlace en un Scido carboxiico en= trelos tomes de carbonoay 8, el FAD actia de aceptor de elec tones y los clectrones de la reaccion entran finalmente en Ja cadena respiratoria y pasan al Op, produciéndose la sintesis concomitante de alrededor de 1,6 molgculas de ATP por par le ectzones, [En el segundo paso del cielo dela -onidacion (Fig, 17-8), ze adiciona agua al doble enlace del trais-A-enoll-CoA para formar elestereoisémera\-del f-hidroxiacll-Cod. (también de- nominado $-hidroxiaell-CoA). Esta reacciin, catalicada por la enoil-CoA hidratasa, os formalmente andloga a la reaceién de Ja furnarase del ciclo del cido eftrico, en la que se adicona HO un doble enlace af (p. 628). Bn el tercer paso, se deshidrogena el L-B-hidroxiacil CoA para formar B-cetaaeil-CoA.por aceiGn de la f-hidroxinell- (CoA deshidrogenasa; el NAD* es el acoptor de clectrones ‘@ enzima es absalutamente especthco para el estereoisome- 1011 del hidroxiael-Co, El NADH formado en esta reaccidn. dona sus electrones a la NADH deshidrogenasa, un trans~ Dortador electrémico de la cadena respiratoria y se forma ATP. 4 partir de ADP al pasar los electrones al Op La reacciém cata- lizada por la tidroxiac-CoA deshidrogenasa es andloga a la reaccién de la malate deshidrogenasa del ciclo de! dco citrioo (p. 625) asa, mas cominmente denominada tiolass, que promueve ls reacciGn entre el -cetoaci-CoA y une moléouta de coenai- aA libre para dar Inga a la separaciin del fragmento carbo silo terminal de dos carboros de la cadena original de deido agraso en forma de aceti0oA. Bl otro producto es el tioéster de coenzima A del deido graso con dos earbonos menos (Fig. 17-8). Esta reaccion se conoce esi tibisis, por analo- ‘icon ol proceso de hirlisis, dado que el B-cetoae.-CaA se rompe por reaeeidn con el grupo til del coenaima A ‘os tres fitimas pasos de esta secuencia de cuatro pasos estin catalizados por uno de dos eonjuntos de enaimas,segtin sea la lorgitud de la cadena de acilo graso, Para cadenas de aco graso de 12.0 més carbons, ls reaciones estan cataizae das por un complejo muitienrimatico asociado a la membrana ritocondrial interna, proteina trifuneional (TFP), La ‘TPP es un heteroockamero de subunidades a8, Cacia subuni- dad a contiene dos actividades, la enoll-CoA Mdratasa y la ‘PAludroxiscil-CoA deshidrogenasa; las subunidades fl contie= ‘nen la actividad tiolasa, Bsta estrecha asociacion de tres enzi- ‘mas puede permutir la canalizaci6n eficeite del sustrato de un sitio activo al siguiente sin difusin de los intermedios desde la superficie enzimtica. Cuando la TFP ha acortade la cadena de ‘2cilo graso 2 12-0 menos carbonos, las siguientes oxidaciones ‘son catalizadas por un conjunto de cuatro enzimas solubkes de 1a mati, "Tal como se ha sefialado anteriormente, el enlace simple ‘entre los grupos metileno (—CH,—) de Ins deidos grasos es relativamente estable. La secuencia de la B-oxidaeién const. tuye un mecaniemo elegante para desestabiizar y romper es- tos enlaces. Las primeras tres reacciones de la f-oxidacién ‘erean un enlace C—C mucho menos estable, en el que el rar- bbono-a (C-2) esté undo a dos earbonos earboniticas Cl inter- medio f-cetoacilCoA). La funcién cetona de! carbono 8 (C3) Jo convierte un una buena diana para el ataque nucleoilico a ‘eargo del —SH del coensima A, eatalizado por la tiolasa. La ‘acide del hidrogeno ay la estabilizacin. por resonancia det ‘carbanién generado por la pérdida de este hidrégeno convier- ‘ten al grupo —CHy—CO—S-God en un buen grupo sallente, lo-que facia la rotura del enlace a-B. Los cuatro pasos de a 2-oxidacién se repiten para generar acetil-CoAy ATP Bn un paso & través dela secuencla dela peice, seis nan una molécula de acai-CoA, dos pares de elesteones y cuateo protanes (H") del cil graso-CoA de cadena largs, scortindlo en das dtomos de earbono. La eeuacién cores. pondiente aun solo paso, comenaando con el ester de coen- 2ima A de nuestro ejemplo, el paimitato, es Palmitil-CoA + CoA + FAD + NAD* +0 —> ‘mirist-CoA + ncetil-Co& + FADHs + NADH + ata) Después de la eliminacion de una unidad de aceil-CoA del palmiti-CoA, queda el titster de coenaima A del co graso de cadena acoriada (en este caso miristato de 14 carbo 198). ELmiristl-CoA puede volver a entrar ahora en otra serle de cuatro reacciones de P-oxidacin, exactamente andlogas a las primeras, para generar una segunda molécu de aect-CaA y laail-GoA, el todster det cocraima A y el laurato de 12 ca- bem Bn otal se requieen sete pasos a través deka secuencia de la P-oxidacidn para oxidar una molécula de palit CoA a ocho moléculas de aceti-CoA (Fig 17-80). La reaceidn lobal es PaliitiLCaA + 7CaA + 7RAD + ?NAD* + THO —+ SncetiLCoA + TRADH, + INADH + 7H" (17-2) Cada motéeula de FADH formada durante la oxiacicn del {cio graso dona un par de electrones a la ETF de la cadens, respiratoriay se generan arededar de 1,5 moléculas de ATP NAD* + Hy0. En losanimales: hubernan, I @REAlERBRMORETAN proparciora cuer ‘a metabolica, calor y agua, todos ellos esenciales paca la su peravencia de un arama que no come ni bebe crate largos Deriodos de tiernpo (Recusdro 17-1). Los carellos obi agua para suplemntar ol exeaso suministr disponible en st roedio natural através dela oxidacion de grasas almacenaelas enus jorobas La ecuaciGn global de a oxidacin del palmitl-CoA a moideulas de aeetil-CoA, inchayendo ls transferencia elect. lea y la fasforlacion oxidatvu, e8 Palmitil-CoA +1CoA +70, + 28P, + 28ADP —> Bacetil-CoA + 28ATP + 7H,O (17-4) Eacetil-CoA puede continuar oxidandose via ciclo del dcido citrico Bl acell-Coa producide et la oxidaciéa de lee dcidos grasos puede oxidarsea COs: La siguiente ecuacién representa H,O a través del ciclo del Seido itrico, balance dela segunda fase ‘de Is oxidacién del palmisl-Cod, juntamente con las fosforila cones acoplacas de la vercera fase 8 Acetil-CoA + 160, + 80P, + BOADP —> CoA + BOATP + 16CO, +1610 (17-5) Muchos arumales depenlen de sus depdisitos de grasa para obte ner energia durante la hibernacién, durante los periods migr torios y en otras situaciones en las que se produzcan ajustes retabilicns radicales.Uoo-de las ajustes mis promunciadon del rmetabolieme lipldico ve produce durante la hibemacién del oso pordo, Estos animales permanecen ev un letargo continue que ‘puede durar hasta siete meses, A diferencia dela mayoria de es [Pecies hibernadoras, el-eso mantiene su temperatura corporal cenire 32 ¥ 85°C, cercans.a la narra! (sin hibemar}. A pesar de ‘que consume aproximadamente 25.000 kata (6.000 keavia), 0 come, bebe, ort ni clefeca durante meses seguidos studing experimentales han demostrado que el oso gris cen hibernacién utiliza inieamente grasa corporal como com bus: hibie. La oxidaeion de grasas proporciona energla suficiente para mantener la temperatura corporal, la sintesis activa de arinodsdos y provetras y otras acuvidadles que-requieren ener sie, come por cjemplo a transporte a través de membranas, La oxidacién de grasas también libera grandes cantidades de agua, lal como se describe en el texto, lo que reper el agua perl on lk respiracin, El glicerol Bberado en ls degradaciin de lor triacliglceroles se convierte en ghicosa sanguinea a través dela hvconeogenesis. La urea formada durante la degradacién de aminodciclos es reabsorbida en los rifiones y recielads, siendo utlzacoe los grupos amino para formar nuevos aminodcis pa- ramanwener las proveinas composes, [Los oso almacenan una cantidad enorme de grasa corpo ral en preparacidn para su largo suefo. tin osa pardo adulto ‘consume unos 38.000 kifdia durante el fal de a primavera y el verano, pera al aproximurse el invierno los osos se alimentam sdurance 20 horas a diay consumien hasta 84,000 ki diariamen- ‘be sve cambio en la alentaciin es una respuesta aun cambio restacional ent la secreci6n hormoral. A partir ce la enorme ‘datl de ghicidos consumidox curante el pertodo de almenta ‘idn intensiva se formnan grandes eantidades de triaciigliceroes. ‘Otras especies hibernadoras, entre las que se cuerta el lirén, También scurmuilan grandes eantidades de grasa corporal Un ot par prepara said de hiberacicn, cerca del fo McNeil en Canad