1) La beta oxidación de ácidos grasos es la vía central de aporte de energía en animales y algunas bacterias, ocurriendo en la mitocondria. 2) El proceso implica la activación del ácido graso a acil CoA, su ingreso a la matriz mitocondrial, 7 ciclos de beta oxidación por cada molécula de ácido palmítico (C16), generando energía en forma de NADH, FADH2 y acetil CoA. 3) Los productos ingresan al ciclo de Krebs para oxidación completa a CO2,

1. Beta oxidación de
Acidos Grasos

2. Generalidades
 Los ácidos grasos son fuente
importante de energía para
tejidos como corazón, músculo
esquelético, riñón e hígado.
 En 1904 Franz Knoop describe
la oxidación de los ácidos
grasos.
 En 1950 E. Kennedy y A.
Lenhinger describen la
activación de los ácidos grasos.
Albert L. Lehninger

3. Ácidos grasos
• Compuestos formados por una estructura R-COOH donde R es una
cadena alquílica de átomos de carbono e hidrógeno.
• La cadena puede ser saturada (sin dobles enlaces) e insaturada
(con algunos dobles enlaces). Hay mono y poliinsaturados.

4. Ácidos grasos
• La instauración genera isómeros cis y trans. En la naturaleza casi
todos los ácidos son cis.
• Los puntos de fusión de los ácidos grasos se elevan con la longitud
de la cadena y disminuyen con la insaturación.

6. Nomenclatura de los ácidos grasos:
ejemplos
CH3-(CH2)14-COOH
Hexadecanoico
ácido
palmítico 16:00
CH3-(CH2)5-CH=CH-(CH2)7-COOH
Hexadecenoico
ácido
palmitoleico 9-16:1 16:1^9 16:1w-7
CH3-(CH2)4-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)7-COOH
Octadecadienoico
ácido
linoleico 9,12-18:2 18:2^9,12 18:2w-6

7. Clases de ácidos grasos
insaturados
Clase Ácido graso Estructura
w-7 ácido palmitoleico 9-16:1
w-9 Ácido oleico 9-18:1
w-6 Acido linoleico 9,12-18:2
w-3 Acido linolénico 9,12,15-18:3
Los miembros de una clase pueden transformarse entre sí

8. Clases de ácidos grasos
insaturados

10. Nombre
descriptivo Nombre sistémico Carbonos Dobles enlacesPos.dob.enlaces Clase
Acético 2 0
Láurico dodecanoico 12 0
Mirístico tetradecanoico 14 0
Palmítico hexadecanoico 16 0
Palmitoleico hexadecenoico 16 1 9 w7
Esteárico octadecanoico 18 0
Oleico octadecenoico 18 1 9 w9
Linoleico octadecadienoico 18 2 9,12 w6
Linolénico octadecatrienoico 18 3 9,12,15 w3
y-homolinolénico Eicosatrienoico 20 3 8,11,14 w6
Araquidónico Eicosatetraenoico 20 4 5,8,11,14 w6
EPA Eicosapentaenoico 20 5 5,8,11,14,17 w3
DHA Docosahexaenoico 22 6 4,7,10,13,16,19 w3
Ácidos grasos importantes:

12. Generalidades
 La oxidación de ácidos grasos
es la vía central de aporte de
energía en los animales,
muchos protistas y bacterias.
El proceso ocurre en la
mitocondria.
 Las grasas proveen 9 Cal/g al
degradarse por la beta
oxidación y el ciclo de Krebs,
mientras que los carbohidratos
producen 4 Cal/g por la
glicólisis y el ciclo de Krebs.

13. Generalidades
Etapas del proceso de aprovechamiento energético de los
ácidos grasos:
1. Movilización de los ácidos grasos desde
los tejidos de reserva
2. Activación de ácidos grasos: acil CoA
3. Ingreso de los Acil CoA a la matriz mitocondrial
4. Beta oxidación
5. Aprovechamiento energético

15. 1a etapa: movilización de los
ácidos grasos
 El proceso es iniciado por una lipasa sensible a las hormonas que
remueve el primer ácido graso del C 1 o del carbono 3. Otras
lipasas se encargan de hidrolizar tanto al di como al monoglicérido.
 La lipasa sensible a las hormonas es activada por el AMPc
dependiente del glucagon o de la adrenalina.

16. LIPASA
• Cataliza la hidrólisis de
uniones éster en los
carbonos primarios
(α y α’) del glicerol de las
grasas neutras
(Triacilgliceroles)
H2C OH
HC O
H2C O
C R
H2C OH
HC O
H2C OH
O
C R
O
H2C O
HC O
H2C O
CO R
C
O
R
C R
O
C R
O
CHO
O
R
CHO
O
R
1,2-DAG
+
LIPASA
2-MAG
+
TAG
LIPASA
AG
AG
16

17. ISOMERASA
• Para la hidrólisis de 2-MAG es
necesaria la presencia de esta
enzima que traslada el grupo
acilo de la posición 2 (ó β) a la
posición 1(ó α).
• Luego la hidrólisis del
monoacilglicerol (MAG) se
completa por acción de la
Lipasa.
H2C OH
HC O
H2C OH
C R
H2C O
HC OH
H2C OH
O
C R
O
1-MAG
2-MAG
ISOMERASA
17

19. El glicerol también sale a la sangre,
pues en el tejido adiposo
no puede metabolizarse; de la sangre
es retirado por el hígado,
donde se transforma en
dihidroxiacetona fosfato gracias a
la Glicerol quinasa(enzima que no
está presente en los adipocitos)
y la glicerol-3-fosfato
deshidrogenasa.
La dihidroxiacetona fosfato suele
entrar en la gluconeogénesis a nivel
hepático, y también a la vía de la
glucolisis.

20. Movilización de los AG

21. Los ácidos grasos son movilizados
mediante su unión con la albúmina,
hasta 10 moléculas de ácido graso
por molécula de albúmina. Cerebro,
eritrocitos y médula adrenal no
usan los ácidos grasos para fines
energéticos.
El ácido graso difunde a través de la
membrana celular y es captado por
una proteína captadora de ácido
graso o FABP ( Fatty Acid Binding
Protein).
Movilización de los ácidos grasos

23. 2da etapa : Activación del ácido graso
Al igual que los carbohidratos que deben ser fosforilados
para su metabolismo, en la oxidación de los ácidos grasos estos
deben ser activados en una reacción de acilación por una
tiokinasa en presencia de ATP y unirse a la coenzima A para
formar Acil CoA.
CH3-CH2-(CH2)12-CH2-COOH
CoA ATP
Tiokinasa
o Acil CoA
sintetasa
CH3-CH2-(CH2)12-CH2-CO~S-CoA
Ácido palmítico Palmitil CoA
+ AMP + 2Pi
Gº= -34 kJ/mol

24. 2da etapa : Activación del ácido
grasoSe produce adenilación del ácido graso formando el acil adenilato,
(que permanece unido a la enzima) y el pirofosfato:

25. 2da etapa : Activación del ácido
grasoPosteriormente el ácido graso se transfiere a la molécula de CoA,
Formando el acil-CoA, liberando AMP.
Como se observa, la formación de un éster tiólico necesita mucha
energía, tanta que implica la hidrólisis de ATP a AMP; además la
Hidrolisis del pirofosfato

26. 2da etapa : Activación del ácido
graso
Membrana del RE Membrana Ext. Mitocondria
Activa ácidos grasos que
se incorporan en la
biosíntesis de lípidos
Activa ácidos grasos que
entrará al interior de la
mitocondria para su
degradación (AcilCoA)
Acil CoA sintetasa:

27. 3ra etapa: ingreso del acil CoA a
la matriz mitocondrial
 Los Acil CoA no pueden atravesar la membrana interna
mitocondrial. Para hacerlo deben ser auxiliados con dos
enzimas CAT-1 y CAT-2 Carnitina Acil Transferasas,
carnitina y un transportador de ella.
 Acil CoA y carnitina, se unen en el espacio
intermembranoso donde la enzima CAT-1, realiza la
transferencia formándose acil carnitina. Compuesto que
atraviesa la membrana interna mediante el
transportador, y una 2da. enzima, la CAT-2 en la matriz
mitocondrial libera el acil CoA y a la carnitina que
abandona la matriz mitocondrial.

28. Metabolismo de las cuatro clases de ácidos grasos
CLASIFICACION
POR TAMAÑO
NUMERO DE
CARBONOS
LUGAR DE
CATABOLISMO
TRANSPORTE DE
MEMBRANA
Cadena corta 2 -4 Mitocondria Difusión
Cadena media 4 – 12 Mitocondria Difusión
Cadena larga 12 – 20 Mitocondria Ciclo de la
carnitina
Cadena muy larga  20 Peroxisomas Desconocido

29. Harper Bioquímica Ilustrada 29ª Edición

32. ¿Porqué se llama β-
Oxidación?En este proceso el carbono β del ác. Graso se oxida a
una cetona y luego a un tioéster.
32

38. Alteraciones patológicas de la β-Oxidación

40. La oxidacion del acido palmitico involucra
7 vueltas de b-oxidacion lo cual produce:
7FADH2,7NADH y 8AcetilCo.A2

41. INTERRELACION
CON EL CICLO DE
KREBS
41
•Los acetilos formados en la β-
OXIDACIÓN ingresan al CICLO
DE KREBS para su oxidación
total a CO2.
•Los NADH y FADH2 producidos
en el CICLO DE KREBS forman
ATP en la mitocondria
(FOSFORILACIÓN
OXIDATIVA)

42. 42
•En cada ciclo se pierden 2 átomos de C en forma de Acetil-
CoA.
•Para degradar completamente un ac. Graso de 16 C hacen
faltan 7 ciclos de β-Oxidación.
Nº de ciclos = (nº de C) – 1
2
•En cada ciclo se produce 1 molécula
de FADH2 y otra de NADH:
FADH2= 1.5ATP
NADH= 2.5 ATP
2

43. 5ta etapa:
aprovechamiento energético
 Desde palmítico(C16 PM 256) hasta 8 acetil CoA:
7 NADH que ingresan a la cadena respiratoria : 17,5 ATP
7 FADH2 que ingresan a la cadena respiratoria : 10,5 ATP
 Los 8 acetil CoA ingresan al ciclo de Krebs, por 10 ATP
cada uno : 80 ATP
Total de energía por 1 MOL de ácido palmítico: 108ATP
Esto es aproximadamente 0,42 ATP por g de grasa
108 /256 = 0,42 ATP por g de grasa

45. Balance neto de Energía
Ácido Caprilico
(8 carbonos)
Ácido Palmítico
(16 carbonos)
Uniones
~P
Uniones
~P
Cantidad de ciclos 7
Consumo para activación inicial -2
ATP producidos en la β-
Oxidación (4/ ciclo)
+28
ATP producidos en Ciclo de
Krebs (10/ acetil CoA)
+80
ATP Totales 50 106
45

46. Regulación de la Oxidación de
Ácidos Grasos de cadena larga en el
hígado
• La Regulación esta dada sobre la enzima
carnitina palmitoiltransferasa-I
• En estado pospandrial, la actividad de la CPT I es
baja  disminuye la oxidación de ácidos grasos
• En estados de inanición, la actividad de la CPT I
es alta  aumenta la oxidación de ácidos grasos

47. Regulación de la Oxidación de
Ácidos Grasos de cadena larga en el
hígado

48. • En estado pospandrial, la malonilCoA intermediario inicial
de la biosíntesis de ácidos grasos  inhibe a la CPT I 
disminuye el ingreso de AGL a la célula hepática  se
esterifican en Acilgliceroles y salen del hígado formando
VLDL
• En estado de inanición, aumenta la concentración de AGL
 Los AcilCoA inhiben a la acetilCoA carboxilasa 
disminuye la malonil CoA  se libera la inhibición de la
CPT I  por lo tanto mas Acil CoA se oxidarán
Regulación de la Oxidación de
Ácidos Grasos de cadena larga en el
hígado

49. Regulación de la Oxidación de
Ácidos Grasos de cadena larga en el
hígado

50. ωω-OXIDACION DE ACIDOS GRASOS-OXIDACION DE ACIDOS GRASOS
Los ácidos grasos a través de la ω-oxidación son oxidados
a nivel de su grupo metilo, formándose un grupo
carboxilo.
Este proceso es generalmente minoritario y afecta en
especial a ácidos grasos de mediana longitud (C10-12), pero
puede ser importante cuando la β-oxidación está alterada
Este proceso se realiza en el retículo endoplásmico.
Las reacciones de β-oxidación que ocurren en la
mitocondria podrían formar ácidos dicarboxílicos.

51. R( (RETICULO
ENDOPLASMATICO)
(CITOSOL)
(CITOSOL)

52. OXIDACION EN LOS PEROXISOMASOXIDACION EN LOS PEROXISOMAS
Este proceso se realiza utilizando ácidos grasos de elevado peso
molecular.
Estas reacciones requieren oxígeno molecular.
Se forma peróxido de hidrógeno y no se genera ATP, ni acetil CoA.
Las cadenas más cortas que se forman, se dirigen a la mitocondria
donde sufren el proceso de β-oxidación y generan ATP.

54. ACIDOS GRASOS
INSATURADOS

55. OXIDACION DE ACIDOS
GRASOS INSATURADOS
 La mayoría de las reacciones son las mismas que para los
ácidos grasos saturados
 Son necesarias un par de enzimas adicionales:
isomerasa y una reductasa
 La isomerasa: es necesaria para manipular los dobles enlaces
situadas en posiciones impares
 En el proceso de degradación de los ac. grasos insaturados se
forman un doble enlace entre los C 3 y 4 que impedirían la
oxidación (no puede formarse el doble enlace entre los C 2 y
3)
 Cis-delta-3 enoil Co.A isomerasa, isomeriza este enlace doble
entre los C 3 y 4, produciendo trans-delta enoil Co.A que
puede seguir siendo oxidado .

56. OXIDACION DE LOS ACIDOS
GRASOS
MONOINSATURADOS

57. • Isomerasa y reductasa son necesarias para manipular los dobles
enlaces situados en posiciones pares.
• Se puede presentar un intermediario con un doble enlace entre los
C,4 y 5, cuya oxidación en el primer paso de la beta-oxidación da lugar
a un intermediario 2-4 dienoil, que no es un buen sustrato para la
enoil Co A hidratasa
OXIDACION DE UN ACIDO GRASO POLI-
INSATURADO

58. OXIDACION DE UN ACIDO
GRASO POLI-
INSATURADO

59. OXIDACION DE UN ACIDO
GRASO POLI-
INSATURADO El problema se soluciona mediante una 2-4 dienoil.co.A
reductasa que utiliza NADPH para reducir este dienoil
intermediario y formar trans-delta enoil Co A (sustituye la
pareja de dobles enlaces en un doble enlace entre los C,3-4)
que puede ser isomerizado por la isomerasa anterior,
produciendo trans-delta2-enoil-Co.A y continuar la beta-
oxidación

61. OXIDACION DE ACIDOS GRASOS
DE CADENA IMPAR
 Los ac.grasos de cadena impar son especies poco abundantes
 Se oxidan de la misma forma que los ac.grasos de cadena par
y solo se diferencian en que al final se produce propionil.Co.A
y Acetil.Co.A
 Estas unidad activada de tres carbonos del propionil-Co.A
entra en el ciclo de Krebs mediante su conversion a succinil-
Co.A

63. CONVERSION DE PROPIONIL
Co.A EN SUCCINIL Co.A
Se efectua en tres etapas:
 Carboxilacion del propionil.Co.A.
Catalizado por la propionil Co.A carboxilasa,enzima dependiente de
Biotina.Se realiza a expensas de la hidrólisis del ATP y se forma el
isomero D-metilmalonil Co.A
 Racemizacion del D-metilmalonil-Co.A,catalizado por la
metilmalonil.Co.A racemasa,produciendo el isomero L
 Reordenamiento intramolecular del L-metilmalonil-Co.A catalizado
por la metilmalonil-Co.A mutasa ,que contiene como coenzima a un
derivado de la cobalamina

64. OXIDACION DE LOS
ACIDOS GRASOS DE
CADENA IMPAR

65. OXIDACION DE LA
SUCCINIL Co.A
 El residuo propionilo de un acido graso de cadena impar es la única
parte de un acido graso que es glucogénica.
 RENDIMIENTO DE ATP:
 SuccinilCoA a Succinato y GTP 1.0 ATP
 Succinato a Fumarato y FADH2 1.5
 Malato a piruvato, CO2, NADH 2.5
 Piruvato a sus productos 12.5
 Rendimiento Neto 17.5moles/
 Por/mol de succinil-Co.A

67. CUERPOS CETONICOS

68. CUERPOS CETONICOS
 El hígado de muchos mamíferos poseen la capacidad enzimática
de desviar parte del acetil.Co.A procedente de la beta-oxidación y
piruvato para formar C.C
 Los C.C son transportados a los tejidos periféricos para oxidarse
por el ciclo ATC: cerebro, musculo esquelético, corazón
 Normalmente la concentración de C.C en sangre es baja
 CETOSIS: cuando la velocidad de formación de CC por el hígado
rebasa la capacidad de los tejidos periféricos para utilizarlos.
 CETOACIDOSIS: es producida por la acidez que produce las altas
concentraciones de los C.C

69. Se produce cuando hay un índice elevado de oxidación de
ácidos grasos en el hígado
El aumento de AGL: que se produce en el ayuno, ejercicio
severo, DM, dieta rica en grasas C.C.
Formación de Cuerpos Cetónicos
(Cetogénesis)

70. Formación de Cuerpos Cetónicos
(Cetogénesis)
 Después de la degradación de los ac. Grasos, el Acetil-CoA es
oxidado en el Ciclo de Krebs.
 Para esto es necesaria la presencia de oxalacetato (1er
intermediario del ciclo de Krebs). Si la cantidad de este es
insuficiente, las unidades de acetil-CoA son utilizadas mediante una
vía alternativa en la que se producen “Cuerpos Cetónicos”
 Estos compuestos se forman principalmente en el hígado, a partir
de acetil-CoA mediante una serie de etapas.
H3C C
O
CH3
acetona
H3C C
O
CH2 C
O
O-
acetoacetato
H3C CH
OH
CH2 C
O
O-
3-OH-butirato 70

71. CETOGENESIS
1. El 1er paso es la inversa de la
última etapa de la β-
oxidación.
2. El acetoacetatil-CoA se
condensa con otro acetil-CoA
para dar HMG-CoA.
3. El HMG-CoA se rompe
formando acetoacetato y Ac-
CoA.
4. El Acetoacetato puede
originar los otros cuerpos
cetónicos.
71
Ocurre en HÍGADO

72. Síntesis: Cuerpos CetónicosSíntesis: Cuerpos Cetónicos

73. Utilización de los cuerpos cetónicos
• El Hígado es el principal productor ya que posee todas las
enzimas necesarias. Es incapaz de usarlos como combustible.
• Los órganos que los usan son: cerebro, músculo esquelético,
corazón y otros.
• Solo se usan como fuente de energía en situaciones
metabólicas especiales. Ej: Diabetes, ayuno prolongado.
• El aumento de estos provoca Acidosis Metabólica.
73

74. UTILIZACIÓN DE LOS
CUERPOS
CETÓNICOS
• Los tejidos extrahepáticos
utilizan cuerpos cetónicos
como fuente de energía.
• El acetil CoA adentro de la
célula, ingresa al ciclo de Krebs
para obtener energía.
74
Ocurre en tejidos EXTRAHEPÁTICOS

75. Catabolismo: Cuerpos CetónicosCatabolismo: Cuerpos Cetónicos

76. CUERPOS CETONICOS
FORMACION EXCRECION
UTILIZACION

77. METABOLISMO DE LOS CUERPOS
CETONICOS
Tejido adiposo
Acidos grasos
Acidos grasos
HIGADO
Cuerpos cetónicos
CEREBRO CORAZON RIÑONES
TEJIDO MUSCULAR
Orina

78. Formación y exportación de cuerpos
cetónicos (hígado)
78
Los cuerpos cetónicos se forman
y exportan desde el Hígado.
En condiciones energéticamente
desfavorables, el oxalacetato se
deriva hacia la Gluconeogénesis,
para liberar glucosa a la sangre.
El ciclo de Krebs trabaja muy
lentamente en el Hígado.
Gotas de lípidos
Hepatocito
Acetoacetato y β-
hidroxibutirato
exportados como
energía para:
corazón, músculo,
riñón y cerebro.
Glucosa exportada
como combustible
para cerebro y
otros tejidos.

79. Regulación de la cetogénesis

80. NIVELES DE SUSTRATOS Y HORMONAS EN
SANGRE EN ESTADOS: NUTRIDO, AYUNO E
INANICION
Hormona o Muy bien 12 hs después Ayuno de Inanición
sustrato alimentado de absorción 3 días 5 semanas
Insulina (µU/mL) 40 15 8 6
Glucagon (pg/mL) 80 100 120 150
Glucosa (mM) 6.1 4.8 3.8 3.6
Acidos grasos (mM) 0.14 0.6 1.2 1.4
Acetoacetato (mM) 0.04 0.05 0.4 1.3
β-OH-butirato (mM) 0.03 0.10 1.4 6.0