Regulación De La Oxidación De lípidos

‘’Beta oxidación, un proceso regulado indirectamente’’

¿Cómo saben las células cuándo oxidar ácidos grasos? ¿Cómo censan el estado metabólico? ¿Cómo saben que no deben llevar a cabo otros procesos?

Éstas son las preguntas que me surgen al analizar la vía metabólica de los lípidos y más específicamente su degradación, la oxidación de éstos. Me inquieta conocer cómo se controlan estos procesos y cómo los regulan para que actúen conforme al estado metabólico predominante

Antes de responder las interrogantes, es importante explicar brevemente el proceso de beta oxidación. Cuando los ácidos grasos llegan a la célula (del músculo estriado e hígado principalmente) deben ser activados para que ingresen a la mitocondria, que es el lugar donde ocurrirá el proceso de beta oxidación. La activación se lleva a cabo por la enzima Acil-CoA sintasa, la cual tomará este ácido graso y Coenzima A para formar Acil-CoA.

Una vez activado el ácido graso se dirigirá a la mitocondria difundiendo fácilmente por la membrana externa de ésta, pero encontrando dificultades en atravesar la membrana interna, por lo cual requerirá de una lanzadera, que es la enzima Carnitina Palmitoiltransferasa I. Esta enzima unirá solamente el Acilo (ácido graso de cadena larga) a Carnitina, así logra difundir a través de la membrana interna por unas proteínas transportadoras de Acilcarnitina. Ya dentro de la matriz, el Acilo se disgrega de la Carnitina y se une nuevamente a CoA y así logra entrar al proceso mismo de Beta-Oxidación. Éste es un proceso catalítico donde se oxidan los ácidos grasos que consta de 4 reacciones y que tendrá como producto final Acetil-CoA, NAD y FADH2. Cabe mencionar que la Acetil CoA se dirigirá para entrar al ciclo de Krebs y el NAD y FADH2 irán a la cadena transportadora de electrones lo que conllevará la producción de ATP.

Una vez explicado brevemente el mecanismo de la oxidación de los ácidos grasos podemos dirigirnos a responder las preguntas antes expuestas.

Suena lógico que la regulación metabólica de este proceso va a surgir en respuesta a las necesidades energéticas del animal, lo que traerá como consecuencia todos los procesos celulares que son necesarios para mantener el buen funcionamiento.

Cuando el animal siente una necesidad energética, es decir, cuando la glucosa, combustible de rápido acceso, se acaba, las células alfa del páncreas responden a esto secretando la hormona glucagón, que en los hepatocitos produce como efecto la degradación de su glicógeno a glucosa, no obstante estas reservas son escasas.

En respuesta a lo antes mencionado, las membranas celulares de los adipocitos también tienen receptores de glucagón y actuando por medio de la Adenilato Ciclasa, que produce AMPc a partir de ATP, lo que va hacer es generar una cascada de señalización.

El AMPc se unirá a las subunidades regulatorias de la Proteína Kinasa A (PKA), y por un cambio conformacional (producto de la unión del AMPc) se desprenderán las subunidades catalíticas de la PKA (activas) y a través de una fosforilación (modificación covalente) activará la enzima triacilglicerol lipasa, la cual se va a dirigir a la gotita de grasa y va a exponer sub unidades que le permitirán hidrolizar los triacilgliceroles, produciendo ácidos grasos libres y glicerol.

El proceso antes explicado, correspondería a un primer mecanismo de regulación más ‘’amplio’’ por así decirlo, en donde sólo se regula la liberación de grasas, lo que se traduciría en una regulación por disponibilidad de sustratos. Pero a nivel de la oxidación misma de los ácidos grasos, es un proceso que ocurre por defecto, si es que están presentes los sustratos necesarios para llevarlo acabo, es decir, tiene que haber abundancia de Acil coenzima A, NAD+ y FAD.

No obstante, el paso limitante de la vía corresponde a una enzima que no actúa en el proceso de la beta oxidación, sino la proteína lanzadera mencionada anteriormente, la Carnitina Aciltransferasa I, esta enzima va a controlar la entrada del Acil-CoA a la matriz mitocondrial, por los mecanismos ya explicados, y es inhibida alostéricamente por el metabolito Malonil-CoA. Esto quiere decir que el Malonil-CoA generará un cambio conformacional en la enzima que producirá la reducción

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