Beta ossidazione

La Beta ossidazione è la demolizione di un acido grasso a numero pari di carboni, viene dopo la lipolisi.

Quando l’acido grasso è finalmente entrato nel mitocondrio del miocita, aiutato dalla Carnitina, si riaggancia al Coenzima A per venir demolito in 4 mosse.

  1. Prima deidrogenazione, cioè perdita di due idrogeni, e formazione di un legame doppio trans, i 2 H vengono portati via dal FAD che diventa FADH2.
  2. Aggiunta di una molecola d’acqua sul legame trans.
  3. Seconda deidrogenazione, cioè perdita di due idrogeni, che vengono portati via dal NAD che diventa NADH + 1 H+ libero, per semplicità da ora diremo NADH2.
  4. Aggiunta di una seconda molecola di Coenzima A.

Un nuovo Coenzima A stacca strappa un gruppo Acetil, si forma l’Acetil-CoA.

L’acido grasso di partenza si ritrova più corto, con 2 carboni in meno.

Per cui se all’inizio introduciamo l’acido palmitico a 16 carboni, alla fine avremo l’acido miristilico a 14 carboni, anzi miristil-CoA.

Vediamo la trasformazione dell’acido grasso:

Beta ossidazione

Gli enzimi in gioco:

Ora vediamo la liberazione energetica che entra nella catena respiratoria

Beta ossidazione
Il FADH2 e il NADH2 cedono 4 elettroni (2+2) che entrano nella catena respiratoria.

La reazione continua finchè la demolizione non si è completata, da 1 acido palmitico a 16 carboni si ottengono 8 Acetil a 2 atomi di carbonio, anzi 8 Acetil-CoA.

Risultato energetico della beta ossidazione

Ogni ciclo ossidativo che libera un Acetil-CoA, viene idrogenato un FAD che diventa un FADH2 e un NAD che diventa NADH2.

Dal FADH2 si ottengono 1,5 molecole di ATP, dal NADH2 si ottengono 2,5 molecole di ATP, totale 4 ATP.

La degradazione dell’acido palmitico a 16 atomi di carbonio produce 8 Acetil-CoA, sono necessari sette passaggi nella Beta ossidazione, per cui 7 x 4 = produce 28 ATP.

Risultato energetico del Ciclo di Krebs

Le 8 molecole di Aceti-CoA prodotte entrano nel ciclo di Krebs.

Nel ciclo di Krebs ogni molecola di Acetil-CoA produce 3 NADH2, 1 FADH2 e 1 GTP = 3 x 2,5 + 1 x 1,5 + 1 x 1 = 10 ATP.

Totale 10 x 8 = 80 ATP.

Risultato energetico complessivo della demolizione dell’acido a 16 carboni

Il palmitato ci dà dalla Beta ossidazione 28 ATP e dal ciclo di Krebs 80 ATP, risultato 108 ATP.

Formula energetica acidi grassi pari

ATP = 7 x (n°carboni -2 ) + 8

Resta da vedere la Beta ossidazione degli acidi grassi monoinsaturi, e degli acidi grassi dispari.

Beta ossidazione acidi grassi monoinsaturi

Quando la demolizione incontra il doppio legame Cis, occorre che questo sia convertito in Trans, perchè l’enzima enoil coa idratasi non riesce a lavorare su un legame Cis, ma solo su un legame Trans. La trasformazione in Trans è operata da un altro enzima: enoil coa isomerasi. 

Ora entra il gioco l’enoil CoA idratasi.

Attenzione questo passaggio fa saltare la possibilità di produrre un FADH2, quindi avremo 2 ATP in meno per ogni doppio legame presente.

Quindi la beta ossidazione di una acido grasso monoinsaturo di 16 carboni produrrà non 10 ma 8 ATP.

Beta ossidazione acidi grassi dispari

L’ultimo ciclo di β-ossidazione inizia da una molecola composta da 3 carboni il propionil-CoA:

Beta ossidazione acidi grassi molto lunghi

Gli acidi grassi molto lunghi non riescono ad entrare nei mitocondri, per cui entrano nei perossisomi dove avviene la beta ossidazione. Quando sono stati accorciati a soli 8 carboni, abbandonano i perossisomi ed entrano nei mitocondri.

Regolazione della Betaossidazione

La Beta ossidazione viene bloccata se la concentrazione di Malonil-CoA è alta:

si blocca l’azione della Carnitina-aciltransferasi e così permette la costruzione, cioè la sintesi dei lipidi.

Se nella cellula c’è un alto rapporto NADH2/NAD+.

Un’alta concentrazione di Acetil-CoA inibisce l’enzima tiolasi.

NAD/NADH2 e FAD/FADH2