CETOGENESIS

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El AcilCoA es un ácido graso activado.
Ejemplo: El palmitato activado es PalmitoilCoA
βOxidación
1. Se utiliza Acil-CoA deshidrogenasa (Existen diferentes tipos dependiendo del tipo de ácido graso) para
deshidrogenar al Acil-CoA en los hidrógenos β y α con el aceptor de hidrógeno FAD pues es un sustrato
que está altamente reducido, es decir no hay presencia de oxígeno. Se produce el Trans- α, β enoil CoA.
2. Se utiliza Trans- α, β enoil CoA hidratasa, para agregar los elementos del agua rompiendo el enlace
doble y de esta manera formar β OH Acil CoA.
3. Se utiliza β OH Acil CoA deshidrogenesa, para deshidrogenar al β OH Acil CoA con la ayuda del aceptor
de hidrógeno NAD pues está parcialmente oxidado. De esta manera se forma β ceto Acil CoA, ya que
se forma un enlace de tipo carbonilo de tipo cetona. Se produce NADH+H+
4. Se da una ruptura tiolítica, y esto porque no se da con la entrada del agua sino con la entrada de la
Coenzima A. Se hace necesario esto para que el ácido graso (Más corto que el orignal) quede activado.
El resultado por lo tanto seria AcetilCoA y un AG activado o AcilCoA, el cual está listo para otro ciclo de
βOxidación. Esto se da gracias a la β-cetoacil-CoA tiolasa.
El resultado de βoxidación de ácidos grasos de cadena par y saturado es AcetilCoA. Para determinar cuántos
ciclos de βOxidación resiste un ácido graso de cadena par y saturado es:# = 2 − 1 # = 2
Si el ácido graso es de cadena impar, el resultado de la βOxidación seria AcetilCoA y una molécula de
PropionilCoA, el cual se produce en el último ciclo de βOxidación. Para determinar cuántos ciclos de
βOxidación resiste un ácido graso de cadena impar y saturado es:# = # é = − 32
Por cada ciclo de βOxidación se produce NADH+H+.
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Oxidación de ácidos grasos insaturados.
El organismo tiene la capacidad de oxidar ácidos grasos
insaturados, como es el caso del Ácido Oleico, el cual tiene
18 átomos de carbono, en los cuales entre el carbono 9 y 10
tiene un doble enlace. La βOxidación empieza totalmente
igual como si fuera un AG saturado:
1. Hasta el punto donde se encuentra el doble enlace, se
requieren dos enzimas auxiliares como la EnoilCoA
isomerasa, la cual transforma un isómero cis en un
isómero trans.
2. La EnoilCoA hidratasa, añade los elementos del agua
para formar el correspondiente βOH AcilCoA y
continuar con la βOxidación.
Existe un proceso de βOxidación que se da a nivel peroxisomal y tomará importancia en la βOxidación de
AG de cadenas muy largas (Más de 30 carbonos). Este proceso en el peroxisoma, produce peróxido de
hidrógeno, entonces cuando esos ácidos grasos de cadenas muy largas, son acortados sus grupos de
cadenas, a OctanoilCoA, abandonan los peroxisomas y llegan a las mitocondrias donde terminan de ser
βOxidados.
αOxidación
El ser humano también ingiere AG metilados, como es el Fitánico, el cual deriva del Fitol de la Clorofila (Fitol
es el alcohol de la clorofila). El ácido fitánico tiene 20 carbonos, de los cuales 16 carbonos están en la cadena
principal y los otros 4 como grupos metilos. En el carbono β o 3 hay un grupo metilo, impidiendo que se
ácido graso sea βOxidación, por eso se recurre a la αOxidación. La αOxidación es la oxidación de ácidos
grasos metilados.
El primer paso es la oxidación en el carbono α de AG.
Luego se procede con la deshidrogenación ayudada por el
NAD que sale como NADH+H+. Después se procede con
una descarboxilación oxidativa, entonces lo que antes era
carbono β, se transforma en carbono α y este es activado
con la Coenzima A. El producto de la βOxidación de ácido
fitánico es el ácido Pristánico. En el proceso el carboxilo se
eliminó en forma de CO2. Después de esto se puede dar la
βOxidación. En el proceso de oxidación de ácido fitánico
se produce 3 moléculas AcetilCoA, y una 3 moleculas de
PropionilCoA, además una molécula de IsobutirilCoA.
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ΩOxidación
La ΩOxidación consiste en la oxidación del carbono Ω o grupo metilo terminal
del ácido graso. El producto de la ΩOxidación es ácido Ω Carboxílicos, por eso
es que después de terminado este proceso, la βOxidación, puede iniciar desde
cualquier extremo de ese AG.
1. Existen Monooxigenasas que permiten convertir el grupo metilo en un
alcohol primario.
2. Luego el alcohol primario se transforma en aldehído.
3. Finalmente el aldehído termina convertido en un ácido carboxílico.
4. CETOGENESIS
El producto de la βOxidación hepática de ácidos grasos es AcetilCoA, el cual inicialmente es sustrato para
la cetogénesis (Sintesis de los cuerpos cetónicos), por esta reacción se dice que hay una estrecha relación
entre la βOxidación de ácidos grasos y la síntesis de cuerpos cetónicos. Es claro que se pueden sintetizar
también cuerpos cetónicos a partir de aminoácidos cetogénicos como la Lisina y la Leucina, los cuales en su
catabolia, producen AcetilCoA. Pero el principal origen del AcetilCoA, utilizado para la cetogénesis es
producido por la βOxidación. Este proceso se da dentro de la Mitocondria.
1. Dos moléculas AcetilCoA se condensaran por la
acción e AcetoAcetilCoA tiolasa, produciendo el
AcetoAcetil CoA.
2. El AcetoAcetilCoA se condensa con AcetilCoA,
produciendo el βHidroxi βmetilglutarilCoA, por la
acción de la HMG-CoA sintasa. El compuesto
producido es el la consecuencia de la
condensación de tres moléculas de AcetilCoA.
El βHidroxi βmetilglutarilCoA, está siendo
sintetizado por la matriz mitocondrial en este
caso, pero también se puede producir a nivel del
citosol pero esta vez como metabolito de la
síntesis de Colesterol.
3. La HMG-CoA liasa rompe el βHidroxi
βmetilglutarilCoA, produciendo Acetoacetato y AcetilCoA. El Acetoacetato es el primer cuerpo cetónico.
4. Dependiendo de la disponibilidad que ese hepatocito tenga de NADH+H+, se convertirá en
βHidroxibutirato, por la acción de la βHidroxibutirato deshidrogenasa. El βHidroxibutirato es otro
cuerpo cetónico, el cual es mal llamado ‘cuerpo cetónico’ pues no es una cetona. Paradójicamente en
los seres humanos, el principal cuerpo cetónico es el βHidroxibutirato.
5. Parte del Acetoacetato, espontáneamente se descarboxila, produciendo Acetona, el cual es otro
cuerpo cetónico. La Acetona no tiene alguna importancia fisiológica, pues se expulsan por el aliento.
Hay que tener en cuenta que el βHidroxibutirato y el Acetoacetato, principales cuerpos cetónicos, son
ácidos. La relación βHidroxibutirato/ Acetoacetato es de 3/1. Los cuerpos cetónicos son hidrosolubles, esto
quiere decir que son secretados al plasma, pues el hígado no utiliza cuerpos cetónicos. Aquellos cuerpos
cetónicos viajan a los tejidos extrahepáticos para que sean captados y utilizados como sustratos
energéticos.
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Cuando se sacan ácidos grasos del tejido adiposo, y estos son llevados para que se oxiden, aumentando la
disponibilidad de AcetilCoA, se dispara la cetogénesis, para que los cuerpos cetónicos sean llevados a los
tejidos extrahepáticos. Por lo tanto este proceso se trataría de ahorro de glucosa y proteína muscular y
epidérmica, pues no hay necesidad de su utilización en la gluconeogénesis. Esto funciona como ahorro de
glucosa para el cerebro y los tejidos anaeróbicos que viven exclusivamente de glucosa.
Una de las razones por la cual el cerebro no puede utilizar los ácidos grasos para producir energía es porque,
cuando ellos están en el plasma unidos a la albúmina, no es permeable a la barrea hematoencefálica.
Mientras que los cuerpos cetónicos si son más solubles y pueden ser utilizados por el cerebro.
Aproximadamente el 25% de la demanda de energía del cerebro tras 3 o 4 días de ayuno es suplida por los
cuerpos cetónicos, el resto es por oxidación de glucosa.
Utilización de cuerpos cetónicos por los tejidos.
En la mitocondria del tejido extrahepático:
1. El βHidroxibutirato se oxida a Acetoacetato gracias a la
βHidroxibutirato deshidrogenasa.
2. El Acetoacetato se tiene que activar con la extracción de
SuccinilCoA (Metabolito del Ciclo de Krebs), para ponerlo a
reaccionar con el Acetoacetato y conseguir el AcetoacetilCoA,
graciasa la βCetoacetil CoA transferasa. El SuccicinilCoA se
convierte en Succinato, el cual entra al Ciclo de Krebs.
3. El AcetoAcetilCoA resultante, se divide con la entrada de la
Coenzima A y produce entonces dos moléculas de AcetilCoA,
gracias a la AcetoacetilCoA tiolasa.
El AcetilCoA resultante, reaccionará con el Oxaloacetato,
producido por el Succinato que entró al Ciclo de Krebs, y ahí los grupos Acetilo se oxidan a CO2 generando
coenzimas reducidas del tipo NADH+H+ y FADH2, las cuales se dirigen a la Cadena respiratoria donde serán
oxidados produciendo energía libre de Gibbs y parte de esa energía es utilizado por la fosforilación oxidativa
y sintetizar ATP para el tejido. Alguna parte del requerimiento energético tisular se cubre por la acción de
los cuerpos cetónicos. Los grupos acetilos no son permeables a la matriz mitocondrial.
Regulación de la velocidad de cetogénesis.
 Aporte sanguíneo al hígado: Se estuvo discutiendo que la cetogénesis está ligada a la βOxidación
hepática de los AG que le llegan al hígado.
APLICACIÓN: CETOSIS POST EJERCICIO
Un atleta que practique la maratón (Correr 42km), el cual es un ejercicio de
potencia moderada pero de larga duración, el musculo esquelético prefiere
como sustrato energético, a los ácidos grasos, y para eso el maratonista tiene
que movilizar sus AG desde el tejido adiposo hacia el músculo, en este momento
el aporte sanguíneo cae de la parte visceral y aumenta hacia el musculo porque
él necesita sustratos energéticos para poderlos metabolizar y producir ATP para
la consecuente contracción. Mientras el individuo esté haciendo el ejercicio y
como el flujo sanguíneo está desviado hacia el musculo el nivel sérico de
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