Catabolismo y Cuerpos Cetónicos Flashcards
β-oxidación
• AG son oxidados hasta acetil CoA en beta oxidación. • Energía en forma de FADH2 y NADH (oxidados en CTE). • El Acetil-CoA se oxida en el ciclo de Krebs o se convierte en Cuerpos Cetónicos.
La espiral de la β-oxidación
- Formación de doble enlace en configuración trans entre los Cα y Cβ
- Por medio de la Acil-CoA deshidrogenasa
- Transfiere los electrones al FAD. - Se agrega –OH del agua al Cβ y un –H del agua al carbono α
- Por medio de Enoíl CoA hidratasa. - El grupo hidroxilo del Cβ se oxida a cetona por la Hidroxiacil CoA deshidrogenasa.
- Los electrones se transfieren a NAD+. - El enlace entre los Cα y Cβ es roto al unir CoASH al Cβ y se libera el Acetil CoA,
- Por medio de la enzima β-cetotiolasa.
° La liberación de dos carbonos del extremo carboxílico del Acil-CoA produce
- Acetil CoA y un Acil-CoA 2 carbonos más corto que el original.
Rendimiento Energético
° AG de cadena par, palmitoíl CoA (16C)
- Divide 7 veces
- Última vuelta produce 2 molec Acetil CoA:
- 7 FADH2
- 7 NADH
- 8 Acetil CoA
Rendimiento energético de la β-oxidación
• 1 molécula de palmitoíl CoA de 16C.
8 Acetil CoA entran a C. Krebs y:
—8 ATPs.
—8 FADH2 = 81,51= 12 ATPs.
—24 NADH = 82,53= 60 ATPs.
7 FADH2 (1,5 ATP por cada uno)à 10,5 ATPs en CTE.
7 NADH (2,5 ATP por cada uno)à 17,5 ATPs en CTE.
+______________________________________
Total= 108 - 2 ATP que se gastan al inicio de la β-oxidación = 106 ATPs.
Especificidad de la longitud de la
cadena en la β-oxidación
• Las enzimas son específicas dependiendo de la longitud del AG.
• A medida que se acorta el AG, las enzimas varían porque la longitud varía.
• AG de cadena media y corta de la dieta entran a la espiral por medio de la
enzima más activa para su longitud.
Oxidación de AG insaturados
• Linoleato y oleato, tienen dobles enlaces en cis. • Por ser AG esenciales no toda la molécula se oxida. • Isomerasa convierte de cis a trans y pasa los dobles enlaces a las posiciones de Cα y β para entrar en la espiral. • Una reductasa dependiente de NADPH reduce los dobles enlaces conjugados a uno solo en trans, - La isomerasa lo coloca en la posición C α y β.
Oxidación de AG de cadena impar
• Luego de la β-oxidación completa queda un Acyl CoA de 5 carbonos que es cortado por la tiolasa
- Genera un Acetyl CoA y un Acyl CoA de 3C (Propionil coenzima A).
• La carboxilación del Propionil CoA
- Genera un Metilmalonil CoA que finalmente es convertido en Succinil CoA (dependiente de Vit B12).
• Esta vía genera productos del ciclo de Krebs.
• En el hígado esta vía produce precursores del Oxalacetato, que se convierte en glucosa.
Cuerpo Cetónicos
• En hígado el AcetilCoA de la boxidación forma cuerpos cetónicos: - Acetoacetato - B-hidroxibutirato. • En músculo los cuerpos cetónicos forman Acetil CoA para formar ATP en C. Krebs. • El acetoacetato forma Acetil-CoA en el citosol.
Síntesis de Cuerpos Cetónicos
• En el hígado los CC se sintetizan en la
matriz mitocondrial a partir del AcetilCoA.
• La reacción de Acetoacetil CoA a 2 Acetil
CoA es reversible.
• Cuando la concentración de AcetilCoA es
elevada puede producir Acetoacetil CoA
para sintetizar CC, el Acetoacetil reacciona
con el AcetilCoA y produce HMGCoA por
la HMGCoA sintetasa, posteriormente la
HMGCoA liasa divide la HMGCoA en AcetilCoA y acetoacetato.
• El acetoacetato puede reducirse a bhidroxibutirato por la b-hidroxibutirato
deshidrogenasa para entrar en sangre.
• Una reacción alternativa del Acetoacetato
es la descarboxilación que produce CO2 y
Acetona.
• La Acetona se elimina por respiración y
una pequeña parte se metaboliza.
Oxidación de cuerpos cetónicos como
sustratos energéticos
• Los CC pueden oxidarse como fuente de energía en la mayoría de los tejidos:
- músculo esquelético
- cerebro
- riñones
- mucosa intestinal.
• El b-hidroxibutirato se oxida a acetoacetato por la bhidroxibutirato deshidrogenasa.
- Se produce NADH.
• En las mitocondrias el acetoacetato se activa hasta acetoacetil CoA por
- SuccinilCoA: AcetoacetatoCoA transferasa,
- CoA se transfiere del Succinil CoA al
acetoacetato.
• El hígado produce CC pero no los usa porque no existe suficiente enzima tiotransferasa.
• La AcetoacetilCoA tiolasa divide el AcetoacetilCoA en
- 2 AcetilCoA que se oxidan en C. Krebs.
Rendimiento Energético Oxidación CC
20 ATPs del acetoacetato
2,5 del NADH
+__________________
22,5 ATPs-1 ATP de activación del acetoacetato= 21,5 ATPs
Vías alternativas de Cuerpos Cetónicos
• Aminoácidos cetogénicos:
- leucina
- isoleucina
- lisina
- triptófano
- fenilalanina
- tirosina.
• Producen Acetil CoA o AcetoacetilCoA que ingresan en el hígado a la vía de cuerpos cetónicos.
• El Acetoacetato puede activarse en AcetoacetilCoA en el citosol por la enzima Acil-CoA sintetasa.
- Síntesis del colesterol y acetilcolina para neuronas.
Importancia en la Homeostasis
Energética
• Durante ayuno, inanición, ejercicio prolongado de intensidad baja o intermedia, cuando se consume una dieta alta en grasas y baja en CHO
- AG son la principal fuente de energía.
• El descenso de insulina y aumento de glucagón, adrenalina y otras hormonas
- Estimulan la lipólisis en el tejido adiposo.
• Los AG aumentan en sangre unas 3-4h post-ingesta,
- Aumentan con el tiempo de ayuno hasta por 2-3 días.
• En hígado la síntesis de CC aumenta con el suministro de AG.
• Luego de 2-3 días de inanición, la concentración de CC en sangre aumenta
hasta un nivel que les permite llegar al cerebro donde ayudan a producir la energía que el cerebro necesita.
Uso preferencial de AG
• Si aumentan los AG en sangre:
- Músculo esquelético y otros tejidos prefieren usar los AG antes que la glucosa.
—–La oxidación de AG produce altos niveles de NADH, FADH2, ATP y
AcetilCoA—-
• En M. esquelético la AMPK regula la concentración de malonilCoA
- Para que CAT1 y la b-oxidación operen a un ritmo que mantenga la homeostasis del ATP.
• Si hay alto ATP de la oxidación de AG o CC, la glicólisis disminuye.
• Sino hay oxígeno o en ejercicio la glucólisis aumenta porque sensa alto ADP o AMP.
Tejidos que utilizan Cuerpos Cetónicos
- Músculo esquelético, corazón, hígado durante el ayuno o cualquier condición que aumente los AG en sangre.
- Cerebro.
- Las células de la mucosa intestinal en la inanición.
- Adipocitos usan CC durante el ayuno.
- El hígado y los eritrocitos no usan los CC.
