En la entrada de hoy vamos a calcular el rendimiento energético de un ácido graso.
Primero explicaremos, a grandes rasgos, qué es un ácido graso y cuál es su estructura, esto nos ayudará posteriormente con el cálculo.
Un ácido graso es una biomolécula orgánica perteneciente al grupo de los lípidos. Están formados por una cadena hidrocarbonatada con un grupo funcional carboxilo en un extremo. El número de carbonos siempre es par. En la naturaleza son más habituales los ácidos grasos de entre 16 y 22 carbonos.
Son insolubles en agua debido a su carácter anfipático. El extremo con el grupo carbonilo presenta polaridad y puede mantener contacto con el agua mientras que el resto de la molécula es apolar.
Se dividen en dos grupos: los ácidos grasos saturados y los instaurados.
Los saturados tienen enlaces simples y entre ellos se unen mediante fuerzas de van der Waals. A temperatura ambiente se encuentran en estado sólido. Se encuentran en los embutidos, la yema del huevo, la mayonesa...
Los instaurados, en cambio, pueden tener enlaces dobles o triples entre los carbonos de la cadena, dando así un ángulo mayor, por ello, las fuerzas de van der Waals son más difíciles de efectuarse entre estas moléculas. A temperatura ambiente están en estado líquido. Los podemos encontrar en los anacardos, pipas de girasol, avellanas, almendras...
Los ácidos grasos son oxidados para obtener energía. Se encuentran en nuestros tejidos adiposos, donde se almacenan en forma de triglicéridos. Las lipasas son las enzimas encargadas de catalizar la hidrólisis de los triglicéridos en glicerol y ácidos grasos. Entonces los ácidos grasos pasan al torrente sanguíneo y se transportan a los tejidos para ser utilizados como fuente de energía. El glicerol es transportado al hígado donde se transformara en glucosa. Primero deben de activarse, esto se efectúa en la membrana mitocondrial externa donde con un ATP se une con la CoA y originan acil-CoA, produciendo AMP + PPi. Entonces son transportados a la membrana mitocondrial interna para realizar la beta-oxidación.
La beta-oxidación es el proceso catabólico mediante el cual los ácidos grasos se reducen en un par de carbonos por cada ciclo hasta descomponerse totalmente. En cada vuelta, además, se crea una molécula de acetil-CoA que entrará en el Ciclo de Krebs posteriormente.
Ahora que ya tenemos una base, procedamos a calcular el rendimiento energético de, por poner un ejemplo, el ácido palmítico:
El acido palmítico es acido graso saturado de 16 carbonos:
El ácido palmítico es activado en la membrana mitocondrial externa:
El acil-CoA obtenido es transportado a la matriz mitocondrial para llevar a cabo la beta-oxidación:
- La primera es la oxidación con la que la coenzima FAD se reduce.
- En la segunda hay una hidratación con la incorporación de una molécula de agua.
- La tercera es otra oxidación con la que la coenzima NAD, en este caso, se reduce.
- Y la cuarta y última fase es la rotura del grupo Acetil-CoA dejando a la molécula inicial con dos átomos de carbono menos (tiólisis). El ciclo sigue hasta la degradación total del Acil-CoA a Acetil-CoA.
Como nuestro ácido graso tiene 16 carbonos, el ciclo se efectuará 7 veces. En la primera vuelta se obtendrá: 1 FAD, 1 NADH, 1 acetil-CoA y una cadena de 14 carbonos. En la segunda vuelta: 1 FAD, 1 NADH, 1 acetil-CoA y una cadena de 12 carbonos... Así sucesivamente hasta la séptima vuelta donde quedarán solo dos carbonos.
Por lo tanto la reacción global de la oxidación completa de una molécula de palmitil-CoA(acido graso de 16 carbonos) es:
Palmitil-CoA + 7 FAD + 7 NAD+ + 7H2O + 7 CoA --> 8 Acetil-CoA + 7 FADH2 + 7 NADH + 7 H+
El Acetil-CoA una vez liberado se oxida en el ciclo de Krebs y
el NADH y FADH se oxidan en la cadena de tranporte de electrones.
La oxidación del acetil CoA en el cilo de krebs produce 12 ATP mientras que por cada NADH oxidado se producen 3 ATP y por cada FADH 2 ATP.
Ahora amigos ya sabéis cómo calcular el rendimiento energético de cualquier ácido graso, a ver si la "operación bikini" de este año tiene más éxito. ¡Suerte!
