Biosíntesis de Ácidos Grasos y Triglicéridos

La biosíntesis de ácidos grasos es un proceso vital que ocurre en el hígado, tejido adiposo y glándula mamaria, variando entre especies. Los sustratos como la glucosa en no rumiantes y el ácido acético en rumiantes son fundamentales para la lipogénesis. El mecanismo de síntesis de novo implica el complejo enzimático ácido graso sintasa y el uso de acetil CoA y malonil CoA. Los ácidos grasos resultantes pueden convertirse en triacilglicéridos o ser degradados por beta-oxidación para la producción de energía.

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Ubicación y Sustratos para la Biosíntesis de Ácidos Grasos

La biosíntesis de ácidos grasos y triglicéridos se lleva a cabo principalmente en el hígado, el tejido adiposo y la glándula mamaria, aunque la actividad de estos procesos varía según la especie animal. En las aves, el hígado es el principal órgano de síntesis de lípidos, mientras que en los cerdos, es el tejido adiposo el que predomina en esta función. En los rumiantes, la actividad es similar en ambos tejidos. Los sustratos para la síntesis de ácidos grasos también varían: en animales no rumiantes, la glucosa es el precursor principal, mientras que en los rumiantes, el ácido acético, producto de la fermentación bacteriana en el rumen, es el sustrato clave. Un exceso de estos sustratos puede estimular la lipogénesis.

Tubos de ensayo con líquidos de colores en gradiente de amarillo a naranja en soporte metálico y plato de Petri con sustancia blanca en laboratorio.

Mecanismo de la Síntesis de Novo de Ácidos Grasos

La síntesis de novo de ácidos grasos se realiza en el citosol de las células. El proceso comienza con el acetil CoA, que se forma en las mitocondrias a partir de la glucosa. Sin embargo, el acetil CoA no puede atravesar la membrana mitocondrial directamente, por lo que se convierte en citrato para su transporte al citosol, donde se regenera en acetil CoA. Este compuesto es crucial tanto como iniciador de la cadena de ácidos grasos como para la formación de malonil CoA, que proporciona las unidades de dos carbonos necesarias para el alargamiento de la cadena grasa. La enzima acetil CoA carboxilasa, que requiere biotina como cofactor, cataliza la conversión de acetil CoA a malonil CoA, siendo esta reacción un punto de control regulador fundamental en la síntesis de ácidos grasos.

El Complejo Enzimático de la Síntesis de Ácidos Grasos

La síntesis de ácidos grasos es catalizada por un complejo enzimático multifuncional llamado ácido graso sintasa, que consta de múltiples dominios enzimáticos y una proteína transportadora de acilos. Este complejo enzimático opera como una ensambladora molecular, donde la cadena de ácido graso en crecimiento se transfiere entre un grupo prostético 4´-fosfopanteteína y un grupo cisteinil sulfhidrilo activo. A través de una serie de reacciones cíclicas, se añaden sucesivamente unidades de dos carbonos derivadas del malonil CoA, hasta sintetizar ácidos grasos saturados de cadena larga, típicamente de 16 carbonos, como el ácido palmítico.

Fases de la Síntesis de Ácidos Grasos

La síntesis de ácidos grasos inicia con la transferencia del grupo acetil del acetil CoA al grupo sulfhidrilo de la fosfopanteteína, seguida por la transferencia al grupo cisteinil de la β-ceto sintetasa. Posteriormente, el grupo malonil de la malonil CoA se une al grupo sulfhidrilo que ha quedado libre, y se condensa con el grupo acetil, liberando CO2 y formando una cadena de cuatro carbonos. Este ciclo de reacciones se repite, extendiendo la cadena acílica en incrementos de dos carbonos, con la reducción de NADPH a NADP+ y la asistencia de enzimas específicas, hasta alcanzar la longitud de cadena deseada, generalmente 16 carbonos para el ácido palmítico.

Formación de Triacilglicéridos y Beta-Oxidación

Una vez sintetizados, los ácidos grasos pueden ser esterificados con glicerol-3-fosfato, derivado de la glucólisis, para formar triacilglicéridos, que son almacenados en el tejido adiposo. Por otro lado, la beta-oxidación es el proceso catabólico por el cual los ácidos grasos son descompuestos en las mitocondrias. Este proceso comienza con la activación del ácido graso y su transporte al interior mitocondrial. A continuación, se suceden cuatro reacciones enzimáticas que eliminan sucesivamente unidades de dos carbonos en forma de acetil CoA, comenzando por el extremo carboxílico. Durante la beta-oxidación se generan FADH2 y NADH, que se oxidan en la cadena respiratoria, y acetil CoA, que ingresa al ciclo de Krebs, contribuyendo a la producción de ATP.

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