3.1. Oxidación de los ácidos grasos

Los ácidos grasos son la principal fuente de energía para muchos tejidos, en particular el cardiaco. La oxidación de las grasas suele ser cuantitativamente más importante que la de la glucosa como fuente de ATP, debido a que estas moléculas están a la vez reducidas y deshidratadas.

El proceso de degradación de los ácidos grasos, descrito inicialmente en 1904 por el científico alemán Georg Franz Knoop (1875-1946), consta de las siguientes etapas:

• Activación del ácido graso. Antes de su oxidación, el ácido graso debe ligarse a la coenzima A para formar el acil-CoA correspondiente. Este proceso consume gran cantidad de energía, más de la que puede suministrar la hidrólisis ordinaria de una molécula de ATP. De hecho, el ATP se hidroliza, tal y como se muestra en la parte superior izquierda de la ilustración siguiente (véase más abajo en este apartado); pero lo hace separando una molécula de pirofosfato o PPi (con dos átomos de fósforo) y dejando una molécula de monofosfato de adenosina (AMP). Posteriormente, el PPi se hidrolizará en dos moléculas de fosfato (Pi), proceso que también libera energía; a su vez, otra molécula de ATP transfiere su grupo fosforilo al AMP, formándose dos moléculas de ADP. En conjunto, todo transcurre como si se hubieran hidrolizado dos moléculas de ATP por la vía ordinaria.
• β-oxidación. Seguidamente, el acil-CoA experimenta un ciclo tras otro de β-oxidación (representados mediante recuadros en la ilustración siguiente) durante el cual los ácidos grasos se degradan a base de separar fragmentos de dos carbonos; esta ruptura tiene lugar tras la oxidación del carbono β (esto es, el segundo carbono tras el del grupo carboxilato). En cada paso se acorta por eliminación de un acetil-CoA, a la vez que dos electrones se transfieren al NAD⁺ para dar NADH y otros dos a la ubiquinona o coenzima Q —a través de las llamadas flavoproteínas transferidoras de electrones (ETF), que contienen FAD como grupo prostético— para dar ubiquinol (QH₂). Al final, si el ácido graso de partida tenía n átomos de carbono, se habrá transformado en ⁿ/₂ moléculas de acetil-CoA.

Esquema de la β-oxidación de un ácido graso, el ácido palmítico. El conjunto de reacciones representado en el recuadro de la izquierda se repite en cada recuadro de la derecha (fuente: ASH).