La regulación de los ácidos grasos es algo que estrictamente controlado. La degradación y síntesis de ácidos grasos obedecen fielmente a necesidades fisiológicas.
La mayor síntesis de ácidos grasos se dará en los siguientes casos:
-Abundancia de carbohidratos
-Abundante carga energética
-Escasez de ácidos grasos
El acetil CoA Carboxilasa es una enzima clave en la regulación de la degradación y síntesis de los ácidos grasos. Dicha enzima cataliza la etapa obligada en la síntesis de los ácidos grasos, la producción de malonil CoA. El Acetil CoA esta sujeto a doble regulación local y hormonal.
El ACETIL CoA CARBOXILASA SE REGULA POR LAS CONDICIONES DE LA CÉLULA
Acetil CoA Carboxilasa responde a cambios en su entorno. La Acetil CoA Carboxilasa se inactiva por fosforilación y se activa por desfosforilación.
La AMPK es un indicador del nivel de combustible, ya que se activa mediante el AMP y se inhibe con la presencia de ATP. Así la corboxilasa se inhibe cuando la carga energética es baja. Es decir no se sintetizarán grasas cuando hay demanda de energía.
Por otro lado la Acetil CoA también se se estimula mediante el citrato. Éste actúa de forma poco comun sobre la enzima cuando esta inactiva (se presenta como dímeros inactivos). El citrato facilita la polimerización de los dimeros inactivos a filamentos activos. La concentración de citrato será elevada cuando las concentraciones de Acetil-CoA y ATP sean elevadas, ya que esto indica que hay energía y materia prima para la síntesis de ácidos grasos. Por su parte el palmitil CoA contraresta el efecto estimulador del citrato sobre el Acetil CoA carboxilasa, que abunda cuando hay excesos de ácidos grasos.
La Acetil CoA carboxilasa también desempeña un papel en la regulación de la degradación de los ácidos grasos. El malonil CoA, el producto de la reacción de la carboxilasa, esta presente a concentraciones elevadas en cuando abundan las moléculas combustibles. El malonil CoA inhibe la carnitina aciltransferasa I, evitando el acceso de los ácidos grasos a la matriz mitocondrial en su plenitud.
REGULACIÓN POR GLUCAGÓN Y ADRENALINA
El glucagón y la adrenalina se encuentran presentes entre otras en el ayuno y el ejercicio y actúan como estímulo a la liberación de los ácidos grasos provenientes de los triglicéridos del tejido adiposo. Estos ácidos grasos circulan por el torrente sanguíneo hasta ser captados por el músculo para emplearlos como combustible. Dicho esto, es fácil entender como el glucagon y la adrenalina inhiben la síntesis de ácidos grasos, ya que inhiben su principal enzima reguladora, la Acetil CoA Carboxilasa.
Cuando tenemos bajos niveles de energía celular, señalizado por elevados niveles de AMP, y cuando el organismo esta falto de energía, señalizado por la presencia de glucagón, no se sintetizan ácidos grasos.
REGULACÍON MEDIANTE LA INSULINA
De forma simple. La insulina inhibe la movilización de los ácidos grasos, pero activa la acumulación de trigliceridos en el tejido adiposo y muscular y activa la síntesis de ácidos grasos , ya que activa una proteína fosfatasa que desfosforila y activa la Acetil-CoA Carboxilasa.
CADA ÓRGANO TIENE SU PERFIL METABÓLICO CARACTERÍSTICO
Yo me centraré en el músculo esquelético y el tejido adiposo.
Músculo
Los principales combustibles del músculo son la glucosa, los ácidos grasos y los cuerpos cetónicos. El músculo en reposo emplea los ácidos grasos como combustible principal, siendo el 85% de su aporte. Es decir que los ácidos grasos cubren el 85% de las necesidades energéticas del músculo en reposo.
El músculo difiere del cerebro en que este tiene un almacén de glucógeno que abarca unas 1200Kcal. Es más la mayor parte del glucógeno del cuerpo se almacena en estos depósitos.
| Provisión de combustible | Energía potencial disponible (kcal)
Glucógeno Grasas Proteínas
|
| Hígado
Tejido adiposo (grasa)
Músculo |    400 450 400
80 135000 40
1200 450 24000
|
Lo que no cabe duda es que la glucosa es el combustible preferido para el musculo durante el ejercicio.
Cuando el músculo esquéletico está en contracción activa la velocidad de la glucólisis excede d ela velocidad del ciclo del ácido cítrico. Gran parte del piruvato creado así se reduce a lactato, que sera transportado al hígado para convertirse en glucosa (Ciclo de Cori).
Las concentraciones de alanina en el músculo activo son mas elevadas por la transaminación del piruvato. El músculo es capaz de absorber y transaminar aminoácidos de cadena ramificada para usar sus esqueletos carbonados como combustible, pero no es capaz de crear urea. Por lo tanto el nitrógeno se libera a la sangre en forma de alanina (en el hígado se transformará en urea).
Tejido adiposo
Solo decir que el nivel de glucosa en las células adiposas es el principal determinante de la liberación de ácidos grasos a la sangre.
USO DE LOS COMBUSTIBLES DURANTE EL EJERCICIO
El cuerpo humano es casi una maquina perfecta. Sabe en cada momento que combustible usar, para intentar reservar la máxima energía y que dicha energía sea obtenida de la forma mas fácil y efectiva posible.
La selección del combustible que se empleará durante el ejercicio físico viene determinado por la intensidad y duración de dicha actividad. Por eso mismo el organismo no empleará el mismo combustible cuando este realizando ejercicio aeróbico y anaeróbico.
El ATP proporciona energía directamente a la miosina, proteína que se encarga de convertir la energía química en movimiento. La concentración de ATP muscular es relativamente baja, entonces la producción de energía y velocidad para mover nuestros músculos depende del ritmo de obtención de ATP a partir de otros combustibles.
La creatina fosfato (fosfocreatina) transfiere su grupo fosforilo de elevado potencial al ADP, generando ATP. Al igual que el ATP, la concentración de fosfocreatina es limitada. Nuestras reservas de dichas moléculas solo son capaces de proporcionarnos energía máxima durante 5-6 segundos. Por ejemplo en un sprint ganará el corredor que mas tarde en reducir su velocidad máxima. En una carrera de 100m nuestros combustibles serán el ATO, la fosfocreatina y la glicolisis anaeróbica del glucógeno muscular. Durante la conversión del glucógeno muscular el lactato puede generar mucho mas ATP que la transferencia de fosforilos de la fosfocreatina pero mucho mas lentamente.
En un esfuerzo corto en tiempo, pongamos un sprint de 100m, los parámetros de ATP, creatina fosfato y lactato cambiaran:
ATP 5,2------->3,7mM
Creatina fosfato 9.1------->2.1mM
Lactato 1,6------>8,3mM (importancia de la glicólisis anaerobica)
Además de dichos parámetros, la actividad intensa liberará una cantidad de protones, tal que el pH descenderá de 7,42 a 7,24.
Las concentraciones de ATP y lactato y el valor de pH en 7,24 no se mantiene durante un periodo largo de tiempo; ya que la creatina se consume rápido y altas concentraciones de lactato nos provocaría acidosis. Dicho esto, el cuerpo buscara otros combustibles.
La glicolisis completa, es decir desde el glucógeno muscular hasta el CO2, nos proporciona grandes cantidades de ATP, pero de una forma muy lenta comparada con la fosforilación oxidativa. A medida que aumentamos el tiempo de esfuerzo la respiración aerobica (fosforilación oxidativa) . En una maratón en cambio la energía vendrá de la cooperación e integración del metabolismo en el musculo, hígado y tejido adiposo.
Mediante la oxidación de la grasa, proceso esencial en los largos periodos de tiempo, obtendremos grandes cantidades de ATP, pero de una forma lenta también. Bajos niveles de azúcar sanguíneos hace elevar la relación insulina/glucógeno lo cual moviliza los ácidos grasos. Estos ácidos grasos se emplearan en los músculos en la beta oxidación obteniendo acetil-CoA y de aquí CO2.
Cuando se eleva la cantidad de acetil-CoA la actividad de PDH (piruvato deshidrogenasa) desciende, lo cual nos lleva a un bloque de la síntesis de piruvato en acetil-CoA. La oxidación de ácidos grasos reduce la combustión de azucares por medio del ciclo de ácido cítrico y la fosforilación oxidativa. Al final se ahorra glucosa.
FUENTES
-Rasmussen, B. B y Wolfe, R. R., 1999. Regulation of fatty acid oxidation in skeletal muscle.
-Semenkovich, C.F., 1997. Regulation of fatty acid synthase (FAS)
-Munday, M.R. 2002. Regulation of acetyl CoA carboxylase
-Bioquímica Berg, Tymoczko y Stryer
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