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recurrir a un sistema de lanzadera (véase el Cap. 13) para
conseguir que pasen, por el procedimiento de transferir su
grupo acilo desde acilCoA hasta carnitina, una molécula pre-
sente en tejidos de mamífero que posee un hidroxilo esterifi-
cable por acilos, y para la que, tanto libre como esterificada,
existe un transportador en la membrana interna mitocondrial.
El sistema de lanzadera, pues, consta de dos isoenzimas, una
citoplasmática y otra mitocondrial, de una enzima capaz de
efectuar tal transferencia, palmitoilo carnitina transferasa, y
del citado transportador de carnitina. El funcionamiento de la
misma se esquematiza en la Figura 15-8. Las isoenzimas,
palmitoilo carnitina transferasa I, citoplasmática, y palmi-
toilo carnitina transferasa II, mitocondrial, catalizan la
misma reacción, aunque funcionalmente operen en sentido
contrario.
Una vez lograda la entrada de los acilos a la mitocondria,
comienza su β-oxidación. Como es fácil deducir, la carencia
de carnitina, o la disfunción de las transferasas, puede supo-
ner un grave problema patológico, especialmente en el tejido
muscular. Las personas carentes de carnitina tienen tendencia
a sufrir la acumulación de triacilgliceroles en el músculo, lo
que acarrea problemas que van desde simples dolores mus-
culares a posible colapso y muerte. En la medicina del depor-
te, a veces se emplean fármacos con carnitina para acelerar la
degradación de los ácidos grasos en deportistas de élite, aun-
que la utilidad de esta práctica sea discutible. En otras oca-
siones se ha propuesto el uso de carnitina en regímenes de
adelgazamiento.
En la matriz mitocondrial, las acilCoA sufren la conse-
cutiva y repetida acción de cuatro enzimas (con dos enzimas
adicionales, si se trata de ácidos grasos insaturados), que
efectúan el ataque oxidativo al carbono β del grupo acilo. Así
se puede conseguir la escisión total de cualquier acilo en uni-
dades bicarbonadas de acetilCoA, con la producción acopla-
da de coenzimas reducidas (Figura 15-9).
Las dos enzimas fundamentales del proceso son dos des-
hidrogenasas: la primera se ubica en la propia membrana
interna mitocondrial y se puede acoplar directamente a la
cadena transportadora de electrones (véase el Cap. 13),
siendo FAD su grupo prostético; la otra, presente en la matriz
mitocondrial, tiene como coenzima NAD+. Cuando las enzi-
mas actúan, producen coenzimas reducidas (FADH2 y
NADH + H+, respectivamente), que pueden reoxidarse
cediendo sus equivalentes de reducción. FADH2 lo hace
directamente al complejo II de la cadena transportadora de
electrones, pues forma parte de él, mientras que NADH + H+,
el sustrato de una enzima del complejo I, NADH-ubiquinona
oxidorreductasa, lo hace a éste. Dichas reoxidaciones impli-
can la fabricación neta de 4 moléculas de ATP (1.5 de FADH2
y 2.5 de NADH + H+; véase el Cap. 13), incluso antes de que
se haya desgajado la primera unidad de acetilCoA. La enzi-
ma 2 hace aparecer un doble enlace trans sobre los carbonos
2 y 3, originando un compuesto insaturado, ideal para sufrir
reacciones de adición como la que cataliza la enzima 3, una
hidratasa, que añade una molécula de agua, yendo el H+ a C2
y el OH– a C3. Con ello se crea un nuevo carbono asimétri-
co, con la posibilidad de que aparezcan dos enantiómeros,
pero la especificidad de la enzima es tal que si, como en este
caso, el doble enlace es trans, produce el enantiómero L,
mientras que si se enfrenta a un isómero cis, el enantiómero
producido es el D. Al actuar la enzima 4, que sólo puede
hacerlo sobre el enantiómero L, aparece un nuevo grupo car-
bonilo en β. Finalmente, la reacción catalizada por la tiolasa
5 origina la escisión de los dos primeros carbonos del ácido
graso como acetilCoA y se crea otra acilCoA, de dos carbo-
nos menos, que puede ser sustrato de la enzima 2, reinicián-
dose así todo el proceso. Tras una primera vuelta a esta ruta
de la β-oxidación, puede escribirse el siguiente balance de
materia:
R—(CH2)n—CH2—CO~SCoA + FAD + NAD
+ + HSCoA →
R—(CH2)n–2—CH2—CO~SCoA + CH3-CO~SCoA + FADH2 + NADH + H
+
256 | Metabol ismo energét ico
Figura 15-8. Estructura de la carnitina y su papel en la trans-
ferencia de los ácidos grasos.
Ácido graso
HSCoAATP
AMP + PPi AcilCoA
AcilCarnitina Carnitina
AcilCarnitina
AcilCoA
 n AcetilCoA
HSCoA
Mitocondria
CO2+ H2O ATP
Hidroxilo esterificable
HO CH CH2 COO-
CH2 N(CH3)3
+
1
2
2
3
4
5
Detalles
1. AcilCoA sintetasa
2. Palmitoilo carnitina transferasa
3. Translocasa
4. β-oxidación
5. Ciclo de Krebs, cadena respiratoria
 y fosforilación oxidativa
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