Oxidación de ácidos grasos

Qué es la oxidación de ácidos grasos

Cuando la disponibilidad de glucosa es limitada, el organismo recurre a las reservas de grasa almacenadas en el tejido adiposo. Esas grasas, liberadas en forma de ácidos grasos libres, se transforman mediante sucesivos cortes bioquímicos en unidades cada vez más pequeñas hasta obtener acetil coenzima A, molécula que entra en el ciclo de Krebs para generar energía utilizable por la célula.

Este catabolismo no ocurre en un único compartimento celular. Según la longitud y la estructura de la cadena de carbonos, el ácido graso se procesa en la mitocondria, en el peroxisoma o, con menor protagonismo, en el retículo endoplásmico. Cada localización alberga una vía distinta, con enzimas propias y una función que no siempre es equivalente.

Las tres vías de degradación

La ruta principal, y con diferencia la más estudiada, es la beta-oxidación, que tiene lugar sobre todo en la matriz mitocondrial y que constituye la fuente energética predominante para el músculo cardíaco y esquelético. Al ser el mecanismo mejor caracterizado, dispone de una entrada propia en este diccionario dedicada por completo a su funcionamiento.

Existe también una vía secundaria, la alfa-oxidación, reservada a un tipo particular de ácidos grasos ramificados que la maquinaria de la beta-oxidación no puede procesar directamente. Su ejemplo más conocido es el ácido fitánico, un componente de la dieta que requiere un primer corte peroxisomal, dependiente de la enzima fitanoil-CoA hidroxilasa, antes de poder degradarse por vías convencionales. Cuando esa enzima falla, el ácido fitánico se acumula en los tejidos, algo que ocurre en la enfermedad de Refsum.

La tercera vía, la omega-oxidación, actúa como mecanismo de reserva cuando las otras dos están saturadas o resultan insuficientes. Localizada en el retículo endoplásmico y dependiente de enzimas de la familia del citocromo P450, transforma el extremo opuesto de la cadena del ácido graso en un grupo carboxilo adicional, dando lugar a ácidos dicarboxílicos que después sí pueden acortarse mediante beta-oxidación, típicamente en el peroxisoma.

El paso previo: entrada del ácido graso en la célula

Antes de que cualquiera de estas vías pueda actuar, el ácido graso debe alcanzar el compartimento adecuado. Los ácidos grasos de cadena larga no atraviesan la membrana mitocondrial por sí solos: necesitan unirse a la carnitina, un transportador que forma con ellos los llamados ésteres de acilcarnitina y que permite su paso al interior de la mitocondria. Los ácidos grasos de cadena corta y media, en cambio, entran sin necesidad de este transportador.

Ese requisito de transporte explica por qué determinadas alteraciones del sistema de la carnitina afectan de forma tan directa a la capacidad del organismo para obtener energía a partir de las grasas, un aspecto que corresponde estudiar en profundidad a las entradas dedicadas a cada proteína transportadora concreta.

Diferenciación con la beta-oxidación

Conviene no confundir el proceso general, que engloba las tres vías descritas, con la beta-oxidación en particular, que es solo una de ellas, aunque la de mayor peso cuantitativo. Quien busque el mecanismo bioquímico paso a paso de la ruta mitocondrial principal encontrará ese detalle en la entrada dedicada a la beta-oxidación; esta página se ocupa, en cambio, del reparto de tareas entre las tres rutas y de cómo se articulan entre sí.

Preguntas frecuentes

¿Cuántas vías existen para oxidar los ácidos grasos?

Tres: la beta-oxidación, mayoritaria y mitocondrial; la alfa-oxidación, peroxisomal y limitada a ácidos grasos ramificados como el fitánico; y la omega-oxidación, microsomal y de carácter secundario. No todas tienen el mismo peso cuantitativo en el metabolismo energético.

¿Es lo mismo "oxidación de ácidos grasos" que "beta-oxidación"?

No. La beta-oxidación es la vía principal, pero solo una de las tres. Emplear ambos términos como sinónimos, algo frecuente en el lenguaje divulgativo, ignora la existencia de las otras dos rutas.

¿Por qué necesitan los ácidos grasos un transportador para entrar en la mitocondria?

Porque las cadenas largas de carbono no atraviesan la doble membrana mitocondrial libremente. La carnitina actúa como lanzadera: se une al ácido graso en el exterior, cruza con él ambas membranas y lo libera en la matriz mitocondrial, donde queda disponible para la beta-oxidación. Los ácidos grasos de cadena corta y media prescinden de este paso.

¿Qué ocurre cuando falla la alfa-oxidación?

El sustrato que esa vía debería procesar, el ácido fitánico, se acumula progresivamente en el organismo. Es lo que sucede en la enfermedad de Refsum, un trastorno hereditario poco frecuente causado por mutaciones en el gen que codifica la fitanoil-CoA hidroxilasa.

Referencias

1. Deficiencia de carnitina-acilcarnitina translocasa. Centro de Información de Enfermedades Genéticas y Raras (GARD), NIH.
2. Peroxisomes, Refsum's disease and the alpha- and omega-oxidation of phytanic acid. Biochemical Society Transactions, PubMed.
3. Refsum's disease: a peroxisomal disorder affecting phytanic acid alpha-oxidation. Journal of Neurochemistry, PubMed.
4. Mechanisms Mediating the Regulation of Peroxisomal Fatty Acid Beta-Oxidation by PPARα. PMC, National Library of Medicine.