María, de tan sólo 12 horas de vida, estaba llorando en brazos de su padre cuando el pediatra

Transcripción

1 María, de tan sólo 12 horas de vida, estaba llorando en brazos de su padre cuando el pediatra del hospital y la enfermera neonatal entraron en la habitación. Mientras la enfermera tranquilizaba a María, el pediatra daba la noticia: los resultados de las pruebas de rutina indicaban que la niña había nacido con la enfermedad de la orina con olor a jarabe de arce (MSUD), un trastorno metabólico, y las pruebas complementarias habían confirmado el diagnóstico. El médico explicó que la MSUD se produce cuando un bebé carece de una enzima necesaria para descomponer ciertos aminoácidos. Si este trastorno no se trata, los aminoácidos que no se metabolizan se acumulan con rapidez en los tejidos del cuerpo, especialmente en el cerebro, ocasionando daños neurológicos severos y a veces fatales. Los padres de María nunca habían oído hablar de la MSUD, e inmediatamente preguntaron si su hija estaría bien. El pediatra les aseguró que cuando el trastorno se detecta durante los primeros días de vida y se inicia inmediatamente un tratamiento dietético, los niños que padecen la MSUD se desarrollan con normalidad. Les explicó que a María no se le podría dar el pecho, sino que debería ser alimentada con una fórmula especial baja en los aminoácidos leucina, isoleucina y valina. Nos está diciendo que lo único que tenemos que hacer para que María esté sana es cambiar la lactancia por una fórmula especial?, preguntó el padre. Por ahora sí, contestó el pediatra. A medida que crezca, tendrán que prestar una atención especial y constante a su dieta. A continuación, el pediatra les citó con el dietista del hospital esa misma tarde para hablar sobre las necesidades dietéticas de María. Los trastornos metabólicos como la MSUD, la fenilcetonuria (véase el apítulo 4) o la galactosemia (un error del metabolismo de los hidratos de carbono), entre otros, son poco comunes. Sin embargo, dado que interrumpen los procesos normales del metabolismo, sus consecuencias pueden ser graves e incluso mortales. Por qué el metabolismo es de vital importancia para nuestra salud y nuestra vida? Y, cómo actúa? Exploraremos estas y otras cuestiones en este capítulo. metabolismo onjunto de cambios químicos y físicos que se producen en los tejidos del cuerpo cuando los alimentos se convierten de grandes moléculas a moléculas pequeñas. calorímetro Instrumento especial en el que se puede quemar la comida y medir la cantidad de calor que libera. Este proceso determina el contenido de energía (calórica) de los alimentos. anabolismo Proceso de construcción de moléculas nuevas a partir de otras más pequeñas. Por qué el metabolismo es esencial para la vida? A pesar de que algunas personas afirman vivir para comer, en realidad tenemos que comer para vivir. Los alimentos que consumimos cada día nos proporcionan la energía y los micronutrientes que el cuerpo necesita para mantenerse con vida. El metabolismo es el conjunto de los procesos físicos y químicos con los que el organismo destruye o construye moléculas. uando los investigadores en nutrición queman la comida en un calorímetro para determinar cuánta energía contiene, se liberan dióxido de carbono, agua y energía térmica (calor). De forma similar, cuando el cuerpo utiliza comida para alimentarse, se liberan dióxido de carbono, agua y energía, tanto química como térmica. Las células del cuerpo humano necesitan energía química para crecer, reproducirse, repararse y mantener sus funciones. De hecho, toda reacción química del organismo necesita o libera energía. Además, la energía liberada como calor ayuda a mantener la temperatura corporal. uando el metabolismo celular funciona correctamente también lo hará el cuerpo. Los alimentos que ingerimos se convierten en combustible y en otras sustancias necesarias mediante el metabolismo. El anabolismo y el catabolismo necesitan energía o la liberan omo ya hemos aprendido en capítulos anteriores, los productos finales de la digestión son absorbidos en el intestino delgado y, a continuación, se dirigen a las células del cuerpo. Allí, se descomponen y producen energía. Alternativamente, las células emplean estas moléculas básicas y pequeñas como bloques de construcción, de acuerdo con las necesidades del cuerpo. El proceso de creación de moléculas más grandes y químicamente más complejas a partir de moléculas menores y simples se conoce como anabolismo (Figura 7.1a). Debido a que el proceso de anabolismo ayuda a la producción de compuestos, resulta importante para el crecimiento, pues repara y mantiene los tejidos del cuerpo, y sintetiza productos químicos esenciales para las funciones humanas. A partir de un pequeño subconjunto de bloques de construcción metabólicos, entre los que se encuentran los aminoácidos, la glucosa y los ácidos grasos, el organismo es capaz de emplear el anabolismo para sintetizar miles de sustancias químicas complejas. Las reacciones anabólicas necesitan energía. Si has estudiado física, sabrás que la energía,en líneas generales, se puede definir como la capacidad para realizar un trabajo. La energía mecánica es necesaria para el movimiento, la energía eléctrica genera impulsos nerviosos y la térmica mantiene la

2 Energía Energía ompuestos menores y más simples Reacciones anabólicas ompuestos mayores y más complejos Reacciones catabólicas ompuestos menores y más simples Energía Energía etc etc. Glucosa Anabolismo Glucógeno atabolismo Glucosa Energía Energía + + Glicerol Ácidos grasos Anabolismo Triglicéridos atabolismo Glicerol Ácidos grasos etc. Energía Energía etc. Aminoácidos Anabolismo Proteína atabolismo Aminoácidos Figura 7.1 Las reacciones anabólicas utilizan energía para convertir compuestos químicos simples en otras estructuras mayores y más complejas. Las reacciones catabólicas degradan compuestos complejos y producen energía. temperatura corporal. La energía que se alimenta de reacciones anabólicas es la energía química. Pero, cómo genera el cuerpo esta energía química exactamente? El catabolismo es la ruptura o degradación de moléculas más grandes y complejas en otras menores y más básicas (Figura 7.1b). En contraposición al anabolismo, el catabolismo libera energía química. El catabolismo de los alimentos comienza con la digestión, cuando las reacciones químicas descomponen proteínas, lípidos e hidratos de carbono procedentes de la dieta. Los miles de proteínas, lípidos e hidratos de carbono diferentes de la dieta humana se descomponen en los mismos pequeños grupos de productos finales: aminoácidos, ácidos grasos, glicerol y monosacáridos (normalmente glucosa). Tras la absorción, estos componentes básicos se transportan a las células del cuerpo. uando una célula necesita energía, puede catabolizar estos componentes en moléculas más pequeñas. La energía se libera como resultado de este catabolismo intracelular. El catabolismo se usa también para descomponer células o tejidos viejos que necesitan ser reparados o reemplazados. La energía conseguida a través de las reacciones catabólicas se emplea no sólo para alimentar el trabajo corporal sino también para crear nuevos compuestos, células y tejidos a través del anabolismo. De este modo, como respuesta a la pregunta anterior, la energía usada para alimentar reacciones anabólicas proviene de las reacciones catabólicas del cuerpo. En términos generales, el equilibrio entre el anabolismo y el catabolismo mantiene la salud y el funcionamiento de nuestro organismo. Sin embargo, a veces uno de los dos procesos predomina. Por ejemplo, el crecimiento fetal e infantil representa un estado anabólico neto porque se forman más tejidos de los que se descomponen. Sin embargo, el catabolismo predomina a menudo en la enfermedad, con más tejidos destruidos que reparados. No hay duda de que uno de los objetivos del tratamiento es frenar o minimizar esos procesos catabólicos y permitir a la fase anabólica de recuperación comenzar de nuevo. catabolismo Ruptura o degradación de moléculas grandes en otras menores. La energía acumulada en el adenosín trifosfato se transfiere a las células corporales uando las células catabolizan nutrientes tales como la glucosa, almacenan la energía que se libera durante la reacción en forma de un compuesto llamado adenosín trifosfato (ATP). omo podrás deducir de su nombre, una molécula de ATP contiene un compuesto orgánico llamado adenosina y adenosín trifosfato (ATP) ompuesto de alta energía formado por la purina adenina, el azúcar simple ribosa y tres unidades de fosfato. Es utilizado por las células como fuente de energía metabólica.

3 Adenosina 3 grupos fosfato N N 2 N Enlaces fosfatos de alta energía N N 2 P P P Adenosín monofosfato (AMP) Adenosín difosfato (ADP) (a) Estructura del ATP Adenosín trifosfato (ATP) P i P i P i P i ATP ADP AMP AMP ADP ATP (b) onversión del ATP a ADP y AMP (c) Regeneración del ATP Figura 7.2 (a) Estructura del adenosín trifosfato (ATP). (b) uando un grupo fosfato de alta energía se elimina, se produce adenosín trifosfato (ADP); cuando dos grupos fosfato de alta energía se eliminan, se produce adenosín monofosfato (AMP). (c) El ATP puede ser regenerado añadiendo de nuevo grupos fosfato al AMP y al ADP a través del proceso de fosforilación. adenosín difosfato (ADP) Intermediario metabólico que resulta de la eliminación de un grupo fosfato del ATP. adenosín monofosfato (AMP) ompuesto de baja energía resultante de la eliminación de dos grupos fosfato del ATP. tres grupos fosfato (Figura 7.2a). Los enlaces entre los grupos fosfato almacenan una cantidad significativa de energía potencial y a veces se denominan enlaces fosfato de alta energía 1. uando estos enlaces se rompen, su energía se libera y puede usarse para hacer el trabajo de la célula. Esto explica por qué el ATP se denomina a menudo moneda molecular de la célula: sus enlaces fosfato almacenan energía para formar nuevas moléculas, descomponer las viejas y mantener un óptimo funcionamiento de la célula. uando se rompe un enlace fosfato de alta energía y se libera un único grupo fosfato, se produce adenosín difosfato (ADP) (véase la Figura 7.2b). uando se eliminan dos fosfatos se produce adenosín monofosfato (AMP). El ATP se puede regenerar añadiendo de nuevo grupos fosfato a esas moléculas (véase la Figura 7.2c). Una pequeña cantidad de ATP se almacena en cada célula para su uso inmediato. uando las células necesitan más ATP, pueden generarlo a través del catabolismo de la glucosa, del glicerol, de los ácidos grasos y de los aminoácidos. De este modo, los alimentos que consumimos cada día continúan ayudando al organismo a regenerar el ATP que necesitan las células. Resumen Todas las formas de vida dependen de vías metabólicas para sobrevivir. El equilibrio entre las reacciones anabólicas y las catabólicas ayuda al cuerpo a crecer y repararse, a mantenerse sano y a funcionar. El organismo utiliza y produce energía en forma de ATP.

4 Qué reacciones químicas son fundamentales para el metabolismo? Las vías metabólicas son grupos de reacciones químicas que se producen de forma secuencial y alcanzan un objetivo particular, como la descomposición de glucosa para producir energía. omo se ha comentado anteriormente, las células utilizan vías metabólicas para liberar la energía de cada uno de los nutrientes más importantes que contienen energía (glucosa, glicerol, ácidos grasos y aminoácidos). Normalmente, estas vías se producen en una parte específica de la célula, puesto que muchas enzimas metabólicas están restringidas a una o varias partes del interior de la célula. Un ejemplo es el proceso de glucólisis, que se produce en el citosol (parte líquida del citoplasma) porque en él se pueden encontrar todas las enzimas necesarias para este proceso. La Figura 7.3 muestra la estructura general de una célula y sus componentes. Las mitocondrias de una célula, que podríamos relacionar con el horno de casa, son el lugar donde se producen muchas otras reacciones metabólicas. Las mitocondrias contienen un gran número de enzimas metabólicas y son sitios primarios de producción de energía química en forma de ATP. Las células que carecen de mitocondrias, como las de los glóbulos rojos, están limitadas en cuanto a su capacidad para producir energía. Estas células deben confiar en procesos de producción de energía menos eficientes que puedan producirse en su citoplasma. Las vías metabólicas no sólo están limitadas a ciertos tipos de células o estructuras, sino que también están limitadas a ciertos órganos o tejidos específicos del cuerpo. El glucógeno almacenado en el hígado puede ser catabolizado, y la glucosa resultante liberarse al torrente sanguíneo; sin embargo, el catabolismo del glucógeno muscular no permite transferir glucosa a la sangre. A qué se debe esta diferencia? A que el músculo carece de una enzima que cataliza un paso simple en la vía metabólica que se encuentra en el hígado. Aunque todas las células son activas metabólicamente, muchos nutricionistas consideran el hígado, los músculos y las células adiposas lugares clave para la integración de vías metabólicas. A lo largo de este capítulo podremos visualizar la interconexión de las vías metabólicas que se producen entre éstos y otros órganos del cuerpo. Antes de describir cada una de las vías metabólicas únicas que implican a los hidratos de carbono, a las grasas y a las proteínas, revisaremos algunas reacciones químicas simples comunes. Membrana celular Ribosomas Núcleo Retículo endoplasmático itoplasma (interior celular) Mitocondria Figura 7.3 Estructura típica de una célula. La membrana plasmática separa la célula del líquido extracelular. El núcleo contiene información genética. El citoplasma contiene orgánulos rodeados de un fluido llamado citosol. Los orgánulos contienen las mitocondrias, el retículo endoplasmático y los ribosomas.

5 condensación Proceso anabólico por el cual compuestos pequeños y químicamente simples se unen mediante la eliminación de agua. hidrólisis Proceso catabólico por el cual un compuesto grande y químicamente complejo se descompone mediante la adición de agua. En las reacciones de condensación e hidrólisis, el agua reacciona con las moléculas La condensación y la hidrólisis son reacciones químicas que necesitan agua. La condensación es un proceso anabólico. Se produce cuando unidades pequeñas y químicamente simples se combinan para producir una molécula mayor y más compleja. En el proceso, el agua se libera como resultado. Dado que el agua producida se elimina de las moléculas originales, esta reacción también se conoce con el nombre de síntesis por deshidratación. La fórmula general para las reacciones de condensación es la siguiente: A B A B 2 Los disacáridos son sintetizados a partir de monosacáridos individuales a través de la condensación. omo ya se comentó en el apítulo 4, la formación de un enlace químico entre dos azúcares simples se produce cuando un monosacárido cede un grupo hidróxilo () y el otro cede un hidrógeno (). La condensación de la glucosa y la fructosa se muestra en la Figura 7.4a. La condensación es un proceso generalmente anabólico. Su opuesto, llamado hidrólisis, suele ser catabólico. En la hidrólisis, una molécula grande y químicamente compleja se descompone al añadir agua. Dado que la molécula original se hidrata, esta reacción también se conoce con el nombre de reacción de hidratación. Debemos tener en cuenta que la fórmula general para las reacciones de hidrólisis es la contraria a la de las reacciones de condensación: A B 2 A B El disacárido sacarosa, por ejemplo, se descompone a través de la hidrólisis en componentes menores y químicamente simples (glucosa y fructosa). Este proceso se ilustra en la Figura 7.4b. En las reacciones de fosforilación, las moléculas intercambian fosfatos omo se ha dicho anteriormente, el ATP es una reserva de energía en la célula porque contiene dos enlaces fosfato de alta energía. uando estos enlaces se hidrolizan, la energía se libera y el fosfato inorgánico (P i ) puede ser transferido a otras moléculas. El proceso a través del cual se transfiere el ondensación Glucosa Fructosa Sacarosa (a) ondensación de la glucosa y la fructosa idrólisis Sacarosa Glucosa Fructosa (b) idrólisis de la sacarosa Figura 7.4 (a) ondensación de la glucosa y la fructosa. La glucosa y la fructosa reaccionan y, con la liberación de agua, se combinan a través de la condensación para formar sacarosa. (b) idrólisis de la sacarosa. La sacarosa experimenta hidrólisis al añadir agua, para formar glucosa y fructosa.

6 A P P P P A P P Glucosa ATP Glucosa fosfato ADP Una vez que la glucosa se fosforila, puede almacenarse como glucógeno u oxidarse para obtener energía de inmediato (como ya se ha comentado brevemente). tro ejemplo de fosforilación es la síntesis de ATP a partir de ADP más un grupo fosfato (véase la Figura 7.2c). La energía necesaria para esta reacción proviene de la oxidación de sustratos que contienen energía, como la glucosa. omo se puede adivinar, la eliminación de grupos fosfato, como en la ruptura de ATP (véase la Figura 7.2b), se llama defosforilación. fosfato se llama fosforilación. Por ejemplo, la glucosa experimenta una fosforilación cuando entra por fosforilación Adición de uno o más primera vez en una célula: grupos fosfato a un compuesto químico. En las reacciones de oxidación-reducción, las moléculas intercambian electrones Las moléculas implicadas en las reacciones de oxidación-reducción intercambian electrones, a menudo en forma de hidrógeno. Estas reacciones siempre se producen a la vez, pues cuando unos electrones son adquiridos por una molécula, tienen que haber sido cedidos por otra. Se dice que la molécula que cede un electrón está oxidada porque, por lo general, su electrón es eliminado por un átomo de oxígeno. La molécula que ha adquirido un electrón se dice que está reducida, porque al ganar un electrón (e ), tiene una carga negativa mayor. En el cuerpo humano, el oxígeno necesario para las reacciones de oxidación se obtiene a partir del aire que respiramos. Debido a que estas reacciones implican un intercambio de electrones, las reacciones de oxidación-reducción (o redox) se clasifican como reacciones de intercambio. Un ejemplo de reacción redox importante para el metabolismo implica a la FAD (flavinadenina dinucleótido) y al FAD 2, dos formas de riboflavina, una de las vitaminas B involucradas en el metabolismo energético. Estos compuestos son necesarios para que las enzimas funcionen en las reacciones energéticas, por ello son conocidos como coenzimas. La coenzima FAD 2 se oxida fácilmente, perdiendo electrones en forma de hidrógeno, y formando FAD (Figura 7.5). Sin embargo, la coenzima FAD se convierte de nuevo fácilmente en FAD 2 simplemente añadiendo hidrógeno. La producción de energía a través de nutrientes que contienen energía se produce mediante una serie de reacciones de oxidación-reducción que finalmente producen dióxido de carbono ( 2 ) y agua ( 2 ). La oxidación de un ácido graso a través de este proceso se ilustrará más adelante en este capítulo. reacciones de oxidación-reducción Reacciones en las cuales un compuesto pierde electrones (se oxida) y simultáneamente otro compuesto los gana (se reduce). FAD (flavinadenina dinucleótido) oenzima derivada de la vitamina B (riboflavina). La FAD acepta fácilmente electrones (hidrógeno) de diferentes donantes. Las enzimas median en las reacciones metabólicas omo ya sabemos, las enzimas actúan generalmente como mediadores en las reacciones químicas que se producen en las células vivas. Durante el proceso metabólico, una de las funciones de las enzimas es enviar nutrientes que contienen energía a vías útiles. Por ejemplo, aumentando o disminuyendo la actividad de una enzima, el organismo puede descomponer ácidos grasos para crear energía o acumularlos formando el tejido adiposo. Por ello, las enzimas son esenciales para el metabolismo de los nutrientes que contienen energía e, 2 + 2e, 2 + N N 3 N N 3 N N xidación Reducción N N 3 N N 3 N N R R R FAD 2 FAD FAD 2 Figura 7.5 xidación y reducción de FAD y FAD 2. La FAD 2 se oxida fácilmente en FAD, y ésta puede reducirse de nuevo a FAD 2.

7 coenzimas omponentes no proteínicos de las enzimas; muchas coenzimas pertenecen al grupo de las vitaminas B. cofactores Sustancias pequeñas y químicamente simples, orgánicas o inorgánicas, necesarias para la actividad de las enzimas; minerales traza como el hierro, el cinc o el cobre actúan como cofactores. glucocinasa Enzima que añade un grupo fosfato a una molécula de glucosa. Para funcionar, las enzimas suelen necesitar sustancias denominadas coenzimas y cofactores. Las coenzimas son sustancias no proteicas que proporcionan un grupo funcional que resulta necesario, o al menos de ayuda, para que la enzima actúe, a pesar de que éste es más pequeño que la enzima. Muchas vitaminas, como la riboflavina, la niacina y la vitamina B 6, funcionan como coenzimas 1,2.Los cofactores suelen ser minerales, como el hierro, el magnesio o el cinc, necesarios para la actividad enzimática. Por ejemplo, pueden ayudar a que diferentes partes de una enzima, incluso sustratos o intermediarios de la reacción, se unan; por eso ayudan a que la reacción se acelere 1. Por ejemplo, el hierro es un cofactor que ayuda a unir un grupo hemo, y el grupo hemo, a su vez, resulta necesario para la síntesis de la hemoglobina. En resumen, esos micronutrientes que no contienen energía son esenciales para garantizar que ésta pueda extraerse de los alimentos. Un ejemplo de reacción metabólica enzimática es la fosforilación de la glucosa, ya mencionada antes. La enzima que activa este proceso es la glucocinasa. uando las concentraciones de glucosa en el hígado se elevan tras una comida, la actividad de esta enzima aumenta para controlar el incremento de glucosa, lo que permite un metabolismo eficiente de la misma. Sin embargo, no todas las enzimas hepáticas son igual de sensibles. omo discutiremos brevemente, las enzimas del hígado que típicamente oxidan el alcohol no aumentan como respuesta a este repentino incremento en el consumo de alcohol. Resumen La condensación y la hidrólisis son reacciones químicas que necesitan agua. La reacción en la que se transfiere fosfato se denomina fosforilación. En las reacciones de oxidaciónreducción, las moléculas intercambian electrones. Las enzimas, las coenzimas y los cofactores aumentan la eficacia del metabolismo. ómo se extrae energía de los hidratos de carbono? omo ya hemos aprendido en el apítulo 3, la mayoría de los hidratos de carbono obtenidos a partir de la dieta se digieren y absorben en forma de glucosa. A continuación, la glucosa se transporta al hígado, donde existen diversos destinos metabólicos: La mayor parte de los hidratos de carbono procedentes de la dieta se digieren y absorben como glucosa. La glucosa puede fosforilarse, como se ha explicado con anterioridad, y almacenarse en el hígado como glucógeno. La glucosa puede fosforilarse y después metabolizarse en el hígado para crear energía, o emplearse para crear otros compuestos que contienen glucosa. La glucosa puede liberarse a la circulación para ser absorbida y usada como alimento por otras células del cuerpo, o bien para almacenarse como glucógeno en el caso del tejido muscular. La glucosa, si se consume más de las necesidades energéticas totales, se puede convertir en ácidos grasos y almacenarse en forma de triglicéridos, principalmente en el tejido adiposo. Qué ocurre con los demás monosacáridos procedentes de la dieta, como la fructosa o la galactosa? Aunque existen otras muchas opciones metabólicas para cada uno, ambos pueden: a) convertirse en glucosa a través de una serie de reacciones, o b) ser enviados a la vía de la glucólisis para producir energía (de lo cual ya se ha hablado brevemente). Por esta razón, y debido a que la glucosa es el azúcar predominante en la dieta humana, a continuación exploraremos cómo el cuerpo utiliza glucosa como fuente de energía. La oxidación de la glucosa para generar energía se desarrolla en tres pasos distintos, cada uno de los cuales se produce en un lugar diferente de la célula. Estos tres pasos son 1) glucólisis, 2) ciclo del ácido tricarboxólico (TA), también conocido como ciclo de Krebs, y 3) fosforilación oxidativa. Paso a paso, repasaremos estas vías metabólicas. glucólisis Sucesión de reacciones químicas que convierte la glucosa en piruvato. En la glucólisis, la glucosa se descompone en piruvato La vía metabólica que usan las células para producir energía a partir de la glucosa comienza con una sucesión de reacciones denominada glucólisis (Figura 7.6). Las células sin mitocondrias también pueden extraer energía de esta vía porque la glucólisis se produce en el citosol. Además, esta vía corta

8 Glucosa ATP ADP Glucosa-6-fosfato ATP Inversión en energía (se usan 2 ATP) ADP Gluconeogénesis Gliceraldehído-3-fosfato 2 NAD + 2 NAD ADP 2 ATP 2 ADP 2 ATP Generación de energía (se ganan 4 ATP) 2 piruvatos Figura 7.6 Revisión de la glucólisis. En el primer paso de la oxidación de la glucosa, ésta se convierte en piruvato. Una vía separada proviene de la regeneración de la glucosa a través de la gluconeogénesis, que necesita la contribución de ATP. La producción neta de la glucólisis son dos moléculas de piruvato, dos de ATP y dos NAD. se puede completar cuando los tejidos están en un estado de falta de oxígeno, puesto que estas reacciones de glucólisis son anaeróbicas (no necesitan oxígeno). Durante la glucólisis, la glucosa de 6 carbonos se convierte en dos moléculas de piruvato de 3 carbonos. El primer paso de la glucólisis es la fosforilación de la glucosa, la cual, como se ha descrito anteriormente, proporciona glucosa fosfato y ADP. El ATP que proporciona esta reacción se almacena en la célula. Después, varias reacciones enzimáticas derivan en la formación de piruvato (estas reacciones se omiten en la Figura 7.6 pero están incluidas en la figura completa del apéndice B). Inicialmente, el proceso de glucólisis necesita dos ATP para la fosforilación de la glucosa, pero a veces esta vía produce una pequeña cantidad (cuatro moléculas) de ATP. De este modo, se proporciona un total de dos ATP, que se usan como energía para la célula. omo se muestra en la Figura 7.6, el proceso de glucólisis es un ejemplo de vía oxidativa porque se liberan dos átomos de hidrógeno (con sus electrones). Estos átomos de hidrógeno son recogidos por la coenzima NAD (nicotinamida-adenín dinucleótido), derivada de la vitamina B niacina, para formar NAD, la forma reducida de NAD. El destino metabólico del recién formado NAD se explicará más adelante. NAD (nicotinamida-adenín dinucleótido) oenzima de la vitamina B 3 o niacina; el NAD acepta electrones (hidrógeno) de varios donantes.

9 Si las moléculas de piruvato generadas por la glucólisis van a participar en la producción de energía, deben seguir un determinado número de pasos metabólicos posteriores que varían en función de la presencia de oxígeno (ambiente aeróbico) o de su ausencia (ambiente anaeróbico). Si la energía no es inmediatamente necesaria para la célula, el piruvato se puede usar para resintetizar la glucosa, dando marcha atrás en esta etapa de la vía metabólica a través de una serie de reacciones aparte (véase la Figura 7.6). Este proceso inverso se conoce con el nombre de gluconeogénesis y se hablará de él más adelante en este capítulo. lactato (o ácido láctico) ompuesto de tres carbonos producido a partir del piruvato en condiciones de escasez de oxígeno. En ausencia de oxígeno, el piruvato se convierte en ácido láctico A causa de la falta de oxígeno, el piruvato producido en la glucólisis se convierte de forma anaeróbica en lactato (o ácido láctico). Esta reacción de un único paso implica una simple transferencia de hidrógeno. Tanto el piruvato como el lactato son compuestos de 3 carbonos, por lo que no hay pérdida ni ganancia de átomos de carbono. En la transferencia inversa de hidrógeno que sucede durante la glucólisis (cuando NAD acepta 2e para formar NAD ), la conversión de piruvato en lactato implica la transferencia de 2e desde el NAD al lactato, dejando NAD (Figura 7.7a). Además, la producción de lactato regenera el NAD necesario para el funcionamiento continuo de la vía de la glucólisis. 3 NAD + + Piruvato NAD + 3 Lactato (a) Transformación anaeróbica del piruvato en lactato Lactato El lactato es transportado al hígado a través del torrente sanguíneo Piruvato Músculo Lactato ígado Glucosa Piruvato La glucosa es transportada al músculo a través del torrente sanguíneo Glucosa (b) Interconversión de lactato y glucosa Figura 7.7 (a) onversión anaeróbica del piruvato en lactato: en ausencia de oxígeno, el cuerpo transforma el piruvato en lactato. (b) Interconversión de lactato y glucosa: tras la producción anaeróbica y la liberación de lactato por el músculo, el hígado transforma de nuevo el lactato en glucosa cuando el oxígeno está disponible. Este proceso se conoce con el nombre de ciclo de ori.

10 La conversión anaeróbica de piruvato en lactato se produce en las células con pocas mitocondrias o ninguna, como los glóbulos rojos o las células del cristalino y la córnea del ojo. También se produce en las células musculares durante un ejercicio muy intenso, cuando el oxígeno que llega al músculo es limitado. En comparación con la oxidación total de la glucosa en tres pasos, la producción de energía no es muy eficiente en esta fase de glucólisis anaeróbica. La vía corta entre el piruvato y el lactato no proporciona ningún ATP. Además, cuando una molécula de glucosa se convierte en lactato, el único ATP producido son las dos unidades (netas) de ATP que se generaron cuando la glucosa fue convertida inicialmente en piruvato (véase la Figura 7.6). Sin embargo, la producción anaeróbica de lactato es una manera de producir al menos una pequeña cantidad de energía cuando existe una falta de oxígeno o una ausencia de mitocondrias en las células. La producción de lactato permite también la regeneración de NAD + para que la glucólisis pueda continuar. Durante el ejercicio intenso, el lactato y otros ácidos y derivados metabólicos pueden formarse en los tejidos, especialmente en los musculares, lo cual contribuye a que aparezcan fatiga y dolor. Esta es una de las muchas razones por las que las personas no pueden realizar ejercicios muy intensos durante un largo periodo de tiempo. Tras el ejercicio, el lactato puede pasar de las células musculares a la sangre, que lo transporta de nuevo al hígado. A continuación, cuando el oxígeno está disponible, se reconvierte en piruvato, que puede emplearse para sintetizar glucosa (Figura 7.7b). En el apítulo 14 se hablará con más detalle de este ciclo de transformación de glucosa en lactato (cuando el oxígeno no está disponible) seguido de su transformación inversa, es decir, de lactato en glucosa (cuando el oxígeno está disponible). acetil oa (o acetil coenzima A) La coenzima A se deriva de la vitamina B ácido pantoténico; reacciona enseguida con el acetato bicarbónico para formar el intermediario metabólico acetil oa. 2 oa 2 piruvatos 2 NAD + 2 NAD + + En presencia del oxígeno, el piruvato se convierte en acetil oa En un ambiente aeróbico donde el oxígeno es abundante, el piruvato se convierte en un compuesto de 2 carbonos llamado acetil oa (Figura 7.8). Esta reacción se produce en las mitocondrias y, por lo tanto, no puede darse en los glóbulos rojos o en otras células que no tienen mitocondrias. oa es la forma abreviada de coenzima A, una coenzima derivada de la vitamina B ácido pantoténico. Al igual que en la transformación de glucosa en piruvato, la vía metabólica que transforma el piruvato en acetil oa genera NAD + + a partir de la coenzima NAD +,derivada de la niacina. El piruvato es un compuesto de 3 carbonos, mientras que el acetil oa es un metabolito de 2 carbonos. Qué sucede con el otro carbono? Éste termina en el dióxido de carbono ( 2 ) que los pulmones exhalan como producto de desecho. Al contrario que la opción metabólica de convertir el lactato en glucosa, una vez que el piruvato se metaboliza en acetil oa no hay vuelta atrás a la síntesis de glucosa. En otras palabras, no existe una opción metabólica para convertir el acetil oa en glucosa. Una vez que se produce el acetil oa, éste se puede metabolizar para producir energía (ATP) o, cuando el cuerpo tiene suficiente ATP, se puede redirigir a la síntesis de ácidos grasos (como ya comentamos antes). La transformación de piruvato en acetil oa es un paso importante en la oxidación de la glucosa porque une el paso 1 (glucólisis) con el paso 2 (ciclo del TA). Además, esta reacción marca la transición entre las vías llevadas a cabo en el citosol y las vías llevadas a cabo en la mitocondria. Para comenzar este paso, el piruvato se mueve del citosol a la mitocondria, donde se transforma en acetil oa. Una vez que el acetil oa se produce en la mitocondria, no puede ser transferido de nuevo a través de la membrana mitocondrial sin su previa conversión a otro compuesto llamado citrato. Por eso, el acetil oa se dirige al ciclo del TA, para producir energía, o a la conversión en citrato, en cuya forma puede retirarse de nuevo fuera de la mitocondria para la síntesis de las grasas. A lo largo de este capítulo se aclarará que el acetil oa se genera no sólo gracias a la oxidación de la glucosa, sino también a partir del catabolismo de los ácidos grasos y los aminoácidos (Figura 7.9). Seguramente esta frase le resultará familiar: Todos los caminos llevan a Roma. En el metabolismo, la mayoría de los caminos (vías metabólicas) llevan al acetil oa. El ciclo del ácido tricarboxílico comienza con la entrada del acetil oa El proceso de glucólisis tiene un principio (glucosa) y un punto final (piruvato) claros. El paso de unión (de piruvato a acetil oa) también tiene un principio y un final definidos. Sin embargo, el ciclo del TA es un ciclo continuo de 8 reacciones metabólicas (Figura 7.10). 2 acetil oa 2 2 oa oa Figura 7.8 Transformación aeróbica del piruvato en acetil oa. En presencia de oxígeno, el cuerpo transforma el piruvato en acetil oa. Esta reacción une el primer y el segundo paso de la oxidación de la glucosa. Las dos moléculas de piruvato se generan a partir de la glucosa mediante la glucólisis. Aminoácidos glucogénicos Aminoácidos cetogénicos Ácidos grasos Glucosa Piruvato Acetil oa 2 oa Alcohol Figura 7.9 ruces metabólicos. El acetil oa se genera como resultado del metabolismo de los hidratos de carbono, de los ácidos grasos, de los aminoácidos y del alcohol.

11 Glucosa Glucólisis 2 piruvatos NAD + 2 NAD + + oa oa 2 acetil oa oa 2 Ácido oxaloacético NAD + + NAD + itrato 2 2 Malato Isocitrato NAD + 2 NAD FAD 2 Fumarato FAD Succinato α-cetoglutarato NAD + 2 NAD Succinil oa GDP+P i oa 2 GTP Figura 7.10 Visión general del ciclo del TA. En el segundo paso de la oxidación de la glucosa, el acetil oa entra en el ciclo del TA, dando lugar a la liberación de dióxido de carbono, GTP (ATP), y las coenzimas reducidas NAD y FAD 2. El ciclo completo del TA se ilustra en el apéndice B. Aquí usaremos una versión más resumida para simplificar. El ciclo del TA se lleva a cabo en la mitocondria de la célula, donde se encuentran todas las enzimas metabólicas necesarias. Las mitocondrias también son el lugar donde se localiza el paso 3 de la oxidación de la glucosa (que incluye la cadena transportadora de electrones) y la síntesis de ATP; por lo tanto, la transición entre los pasos 2 y 3 es muy eficiente. reemos que los ciclos se regeneran por sí mismos, pero no lo hacen ni el ciclo del TA ni el del acetil oa. omo se verá, los dos carbonos que forman el acetil oa se convertirán en dos moléculas de dióxido de carbono. Sin embargo, el compuesto de 4 carbonos ácido oxalacético muestra claramente la naturaleza cíclica de la oxidación de la glucosa en este paso: se agota en el primer paso del ciclo del TA y se regenera en el paso final. El ácido oxalacético y otros intermediarios metabólicos del ciclo del TA son necesarios para que el ciclo del TA continúe funcionando. uando estos compuestos se limitan, el ciclo del TA disminuye su actividad y la energía producida también disminuye bruscamente 1. Sin embargo, el ácido oxalacético puede formarse a partir de algunos aminoácidos, los hidratos de carbono alimentarios son la fuente primaria. La glucosa que deriva de los hidratos de carbono alimentarios se convierte en piruvato (primer paso, Figura 7.10), que puede convertirse

12 en ácido oxalacético. Por el contrario, el ácido oxalacético no puede sintetizarse a partir de ácidos grasos. Si una persona sigue una dieta baja en hidratos de carbono, como la dieta de Atkins, su capacidad para producir ácido oxalacético se verá limitada, lo que producirá una lentificación del ciclo del TA. El primer paso del ciclo del TA comienza con la entrada de acetil oa en el mismo. omo se ha explicado previamente, el piruvato llega desde el citosol al interior de la mitocondria y se convierte en acetil oa. El acetil oa de 2 carbonos reacciona con el ácido oxalacético de 4 carbonos formando citrato de 6 carbonos (de ahí el término ciclo del ácido cítrico), que da comienzo al ciclo metabólico. uando se completan los 8 pasos metabólicos, el ciclo ha producido dos moléculas de dióxido de carbono; además, esto se une al único dióxido de carbono producido en el paso "de unión" más temprano. Además de la liberación de dióxido de carbono, se produce un compuesto de alta energía llamado GTP (guanosín trifosfato), equivalente a un ATP. Finalmente, se transfieren un total de ocho hidrógenos con sus electrones a dos coenzimas: NAD + y FAD, produciéndose NAD y FAD 2. Esta nueva formación de coenzimas ricas en hidrógeno sirve de transición para el paso 3, al transportar el hidrógeno y sus electrones a la cadena transportadora de electrones. Por cada molécula de glucosa que participa en la glucólisis, se generan dos moléculas de piruvato que darán lugar a 2 moléculas de acetil oa. De este modo, el ciclo del TA debe completar 2 rotaciones para cada molécula de glucosa. Desde la glucólisis y a través del ciclo del TA, una molécula de glucosa produce seis moléculas de dióxido de carbono (entre las que se encuentran las que se producen en el "paso de unión ), dos ATP, dos GTP y 10 coenzimas reducidas (entre ellas el NAD del paso de unión). Debemos tener en cuenta la baja liberación de energía: esta pequeña cantidad no servirá de mucho para las actividades de nuestro cuerpo. En el paso final de la oxidación de la glucosa es donde la producción de energía en forma de ATP desempeña un papel principal. La fosforilación oxidativa captura energía en forma de ATP El tercer y último paso de la oxidación de la glucosa, denominado fosforilación oxidativa, también implica a la cadena transportadora de electrones y tiene lugar en la membrana interna de la mitocondria (Figura 7.11). La cadena transportadora de electrones consiste en una sucesión de reacciones o acoplamientos dirigidos por enzimas; varias proteínas, denominadas transportadores de electrones, aceptan y ceden electrones alternativamente. Los electrones proceden del NAD y el FAD 2 generados durante la glucólisis, el paso de unión, y el ciclo del TA. Tal como se resume en la Figura 7.11, la energía se libera cuando los electrones pasan de un transportador al siguiente. En este proceso, el NAD y el FAD 2 se oxidan y sus electrones se ceden al 2, que se reduce a 2 (agua). La energía liberada durante la reducción de 2 en agua se usa para fosforilar el ADP mitocondrial en ATP, así se recoge la energía metabólica en los enlaces fosfato de alta energía del ATP. Una vez formado, el ATP puede salir de la mitocondria para ser usado por todos los componentes de la célula. omo se ha mencionado antes, el paso final de la cadena transportadora de electrones se produce cuando el oxígeno acepta los electrones de baja energía, reacciona con el hidrógeno y forma agua. Si la célula carece de cantidades de oxígeno adecuadas para el paso final, la cadena transportadora de electrones se interrumpe en su totalidad. El oxígeno es esencial para la producción de energía celular. Sin el oxígeno, el metabolismo celular se detiene. Esto cierra el proceso de oxidación de la glucosa (Figura 7.12). El proceso completo comienza con la glucosa y termina con la producción de dióxido de carbono, agua y ATP. El dióxido de carbono se produce en el paso de unión (de piruvato a acetil oa) y en el ciclo del TA. El agua se produce en el último paso de la cadena transportadora de electrones y el ATP en distintas cantidades durante los siguientes tres pasos: Glucólisis: la transformación de una molécula de glucosa en dos moléculas de piruvato da lugar a cuatro APT y dos NAD, lo que ocasionará seis ATP una vez que el NAD atraviese la cadena transportadora de electrones (en la que se producen de dos a tres ATP por NAD). Por lo tanto, la energía total producida en la glucólisis, incluida la cantidad producida por el NAD, es de 10 ATP. Dado que en este proceso se agotan dos ATP, el total de ATP es de ocho (véase la Figura 7.6). iclo del TA: una molécula de glucosa produce dos moléculas de piruvato, que pueden atravesar el ciclo del TA. La transformación del piruvato en acetil oa produce un cadena transportadora de electrones Sucesión de reacciones metabólicas que transportan electrones de NAD o de FAD 2 mediante una serie de transportadores, lo cual resulta en la producción de ATP.

13 Glucosa Glucólisis Piruvato Acetil oa NAD + + iclo del TA 2e NAD + ADP + P i ATP 2e 2 + FAD 2 FAD ADP + P i ATP ADP + P i ATP 2e 2 + 1/2 2 2 Figura 7.11 Visión general de la cadena transportadora de electrones. En el tercer y último paso de la oxidación de la glucosa se producen agua y ATP adicional mientras los electrones de NAD y FAD 2 pasan de un transportador al siguiente. NAD (véase la Figura 7.8). ada rotación del ciclo del TA con una molécula de acetil oa producirá aproximadamente tres NAD, un FAD 2, y un GTP. Puesto que dos moléculas de piruvato se insertan en este ciclo, la cantidad es doble: ocho NAD, dos FAD 2 y dos GTP, lo cual es parecido al ATP (la Figura 7.10 muestra dos GTP que se están transformando en dos ATP. El GTP no se utiliza en el sistema transportador de electrones pero se parece al ATP en que gana y pierde un grupo fosfato de alta energía). Fosforilación oxidativa: cada molécula de NAD del ciclo del TA producirá aproximadamente de dos a tres ATP, y cada FAD 2 producirá aproximadamente dos ATP. El GTP producirá sólo un ATP. Por lo tanto, el número total de ATP producidos durante la fosforilación oxidativa oscila entre 22 y 30, aproximadamente. Para más detalles, véase el apéndice B. De nuevo, la cantidad de ATP producida por NAD y FAD 2 no es exacta (entre dos y tres APT por NAD y uno o dos por cada FAD 2 ). Por eso, no todos los investigadores calculan los mismos valores. Si calculamos la cantidad total de ATP producido por la oxidación completa de una molécula de glucosa a través de todos los pasos mostrados en la Figura 7.12, el total estará aproximadamente entre

14 Glucosa NAD + NAD + + Primer paso ADP + P i Glucólisis ATP 2 piruvatos Paso de unión NAD + NAD acetil oa NAD + NAD + + Segundo paso FAD FAD 2 iclo del TA 2 2 ADP + P i ATP Tercer paso 2 ADP + P i adena transportadora de electrones NAD + FAD 2 ATP Figura 7.12 Esquema de los tres pasos de la oxidación de la glucosa. 38 y 40 ATP, dependiendo de la cantidad exacta de ATP producida por cada NAD y FAD 2.Sin embargo, en la glucólisis se utilizan dos ATP; de este modo, la cantidad total de ATP producida por una molécula de glucosa se encuentra entre 36 y 38 (véase el Apéndice B). Resumen La oxidación de la glucosa se produce en tres pasos perfectamente diferenciados: la glucólisis, el ciclo del TA y la fosforilación oxidativa. La transformación del piruvato en acetil oa es una unión fundamental entre la glucólisis y el ciclo del TA. En ausencia de oxígeno, el piruvato se transforma en lactato, que se puede reciclar de nuevo y convertirse en glucosa en las células del hígado. Los productos finales de la oxidación de la glucosa son dióxido de carbono, agua y ATP.

15 ómo se extrae energía de los lípidos? La lipólisis es el primer paso para descomponer grasas como las de la carne o el queso de un taco mexicano. lipólisis atabolismo, dirigido por enzimas, de los triglicéridos en ácidos grasos libres y glicerol. lipoproteín lipasa Enzima que descompone los triglicéridos de los quilomicrones, las lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL) y otras lipoproteínas. lipasa sensible a hormonas Enzima que descompone los triglicéridos almacenados en el tejido adiposo. albúmina Seroproteína fabricada en el hígado que transporta los ácidos grasos libres de un tejido corporal a otro. Tras leer los apítulos 4 y 5, sabemos que los lípidos contienen más energía por gramo (9 kcal/g) que los hidratos de carbono (4 kcal/g). De este modo, el potencial de energía de los lípidos es muy alto. Dado que la molécula de los triglicéridos es más compleja que la de la glucosa, existen más pasos para la transformación de los lípidos en energía. El primer paso necesita que cada ácido graso se elimine de la cadena de glicerol a través de un proceso llamado lipólisis. Los productos finales de la lipólisis, el glicerol y los ácidos grasos, tienen diferentes destinos metabólicos y se metabolizan en vías separadas. Los ácidos grasos que se utilizan para producir energía celular pueden proceder de los triglicéridos que circulan en las lipoproteínas séricas, entre las que se encuentran las grasas alimentarias de los quilomicrones, o de los triglicéridos almacenados en los tejidos corporales, entre ellos el tejido adiposo, uno de los lugares más importantes de almacenamiento de grasas. Los triglicéridos procedentes de la dieta y de los adipocitos son descompuestos por las lipasas para producir glicerol y tres ácidos grasos (Figura 7.13). Los triglicéridos se descomponen en las lipoproteínas gracias a la acción de la lipoproteín lipasa, que da lugar a la liberación de tres ácidos grasos y de glicerol. Una opción metabólica para esta liberación de ácidos grasos es usarlos directamente para obtener energía en las células corporales. Además, éstos se pueden almacenar en las células adiposas como triglicéridos. En las células adiposas, la enzima lipasa sensible a hormonas elimina sistemáticamente los ácidos grasos de la cadena de glicerol de los triglicéridos. Estos ácidos grasos libres pueden eliminarse del tejido adiposo y pasar a la sangre, donde la albúmina, una proteína transportadora presente en la sangre, los transporta a las células del cuerpo para el metabolismo energético. Tanto si los ácidos grasos y el glicerol proceden de la grasa dietética como si provienen de la almacenada en el cuerpo, se introducen en las mismas vías metabólicas. Triglicérido Lipasa Glicerol Ácido graso Ácido graso Ácido graso Figura 7.13 Lipólisis de un triglicérido. Los triglicéridos se hidrolizan gracias a las enzimas lipasas para producir glicerol y tres ácidos grasos.

16 El glicerol se transforma en piruvato El glicerol, la pequeña cadena de 3 carbonos de los triglicéridos, no produce mucha energía pero sí sirve para otras funciones metabólicas importantes. El hígado transforma rápidamente el glicerol en piruvato, otro compuesto de 3 carbonos (Figura 7.14). omo se ha dicho anteriormente, el piruvato se puede transformar en acetil oa al entrar en el ciclo del TA (véase la Figura 7.8) o bien se usa para la regeneración de glucosa (véase la Figura 7.6). Los ácidos grasos se transforman en acetil oa Los ácidos grasos están unidos a la albúmina, una proteína de la sangre, y se transportan a las células que están trabajando y necesitan energía, como las células musculares o hepáticas. Éstos se catabolizan en energía a través de un proceso conocido como -oxidación u oxidación de los ácidos grasos. Esta vía metabólica tiene lugar en la mitocondria, lo que significa que los ácidos grasos deben moverse desde el citosol a través de la membrana mitocondrial. Sin embargo, antes de que los ácidos grasos puedan ser transportados, tienen que ser activados mediante la adición de la coenzima A (oa), la misma usada en la síntesis del acetil oa a partir de piruvato. Esta reacción necesita una inversión de energía a partir del ATP. Los ácidos grasos activados se transportan posteriormente a la membrana mitocondrial a través de un compuesto llamado carnitina. Una vez en la mitocondria, la -oxidación continúa descomponiendo de forma sistemática los ácidos grasos de cadena larga en segmentos de 2 carbonos que dan lugar a la formación de unidades de acetil oa (Figura 7.15). Al mismo tiempo que un segmento de 2 carbonos se separa, otra coenzima A se une al ácido graso restante y el proceso continúa. De este modo, un ácido graso de 16 carbonos se convierte en 8 unidades de acetil oa. Mientras los segmentos de 2 carbonos se separan del ácido graso, electrones de alta energía son transferidos a las coenzimas NAD + y FAD, lo que da lugar a la formación de NAD + + y FAD 2. omo en la oxidación de la glucosa, el acetil oa generado a partir de la oxidación del ácido graso se introduce en el ciclo del TA para producir ATP. Las coenzimas ricas en electrones producidas en el ciclo del TA se introducen en la cadena transportadora de electrones y producen ATP. En la Figura 7.15 se muestra un resumen de la -oxidación, que se encuentra de forma más detallada en el Apéndice B. omo se ha descrito anteriormente, el componente glicerol de los triglicéridos también se introduce en el ciclo del TA tras su transformación en piruvato y acetil oa. En resumen, el proceso de extracción de energía desde los triglicéridos comienza con los ácidos grasos y el glicerol, y termina con la producción de dióxido de carbono, agua y ATP (Figura 7.16, página 279). Se trata de los mismos tres compuestos producidos durante la oxidación de la glucosa. omo se ha indicado unas líneas antes, dado que los ácidos grasos casi siempre tienen más carbonos que los seis de la glucosa, se produce más acetil oa y más ATP durante la -oxidación que durante el catabolismo de la glucosa. Un solo ácido graso de 18 carbonos produce aproximadamente 3,5 veces más ATP que el derivado de una molécula de 6 carbonos de glucosa. Además, los ácidos grasos tienen relativamente menos átomos de oxígeno en comparación con la glucosa, que es rica en el mismo (Figura 7.17, página 279). Los carbonos que forman la glucosa están ya unidos al oxígeno y existe una pequeña posibilidad de oxidación, por lo que también una menor probabilidad de generar NAD y FAD 2 (debemos recordar que la oxidación está siempre emparejada con una reacción de reducción; en este ejemplo, el NAD y el FAD 2 representan el lado reducido de la pareja de reacciones). Los ácidos grasos ofrecen múltiples oportunidades de oxidación, lo que da lugar a una alta producción de NAD y FAD 2 y también a una mayor producción de ATP a través de la cadena transportadora de electrones. omo resultado, los ácidos grasos tienen un potencial energético mucho mayor que los hidratos de carbono, aproximadamente 9 kcal/g frente a 4 kcal/g. En el hígado Acetil oa Triglicéridos (desde los lugares de almacenamiento o desde las lipoproteínas de la sangre) Glicerol Piruvato Glucosa Ácidos grasos (liberados en el torrente sanguíneo) Figura 7.14 Transformación del glicerol en piruvato. El glicerol derivado del catabolismo de los ácidos grasos se transforma fácilmente en piruvato, que puede usarse para la síntesis de glucosa o convertirse en acetil oa. -oxidación (u oxidación de los ácidos grasos) Serie de reacciones metabólicas que oxidan los ácidos grasos libres hasta descomponerlos en los productos finales agua, dióxido de carbono y ATP. carnitina Pequeño compuesto orgánico que transporta los ácidos grasos libres desde el citosol hasta la mitocondria para su oxidación. Los ácidos grasos no se pueden transformar en glucosa Anteriormente se ha mostrado cómo el hígado puede transformar el piruvato en glucosa (véanse las Figuras 7.6 y 7.7) y cómo el glicerol puede introducirse en la producción de glucosa a través del piruvato (véase la Figura 7.14). Dado que no existe una vía metabólica que convierta el acetil