Rozkład kwasów tłuszczowych - opis

Pozyskiwanie energii z tłuszczy, a konkretniej z kwasów tłuszczowych przebiega na 3 etapach: β-oksydacji, utlenienie grup acetylowych oraz przeniesienia uwolnionych elektronów na tlen na drodze łańcucha oddechowego w mitochondrium.

β-oksydacja rozpoczyna się od konwersji kwasów tłuszczowych do ich aktywnych form, tj. kwasów tłuszczowych związanych z cząsteczką koenzymu A (acylo-CoA). Ten etap wymaga jednej cząsteczki ATP, która jest używana do fosforylacji kwasu tłuszczowego.

Aktywowane kwasy tłuszczowe (acylo-CoA) przenikają do mitochondriów, gdzie rozpoczyna się właściwa β-oksydacja. Transport aktywowanych kwasów tłuszczowych przez błonę mitochondrialną jest możliwe, dzięki utworzeniu kompleksu z karnityną. 

Kolejne acetylo-CoA, które powstały w procesie β-oksydacji, są poddawane cyklowi Krebsa, w którym są utleniane, a zgromadzona w nich energia jest uwalniana.

Każdy cykl β-oksydacji polega na odcięciu grupy acylowej od acylo-CoA, co prowadzi do powstania acetylo-CoA skróconego o dwa węgle i po jednej cząsteczce NADH oraz FADH₂. Pojedynczy cykl β-oksydacji składa się z 4 reakcji enzymatycznych — dehydrogenacji acylo-CoA przez dehydrogenazę acylo-CoA (na tym etapie powstaje jedna cząsteczka FADH₂), hydratacji przez hydratazę enoilo-CoA, kolejnej dehydrogenacji przez β-hydroksyacylo-CoA (na tym etapie powstaje NADH) oraz odszczepieniu acetylo-CoA (dwuwęglowy fragment) przez tiolazę od acylo-CoA, który zostaje skrócony o dwa węgle. Cykl β-oksydacji jest powtarzany, aż do całkowitego rozszczepienia acylo-CoA na pojedyncze cząsteczki acetylo-CoA.

W przypadku oksydacji jednonienasyconych kwasów tłuszczowych wymagana jest obecność izomerazy enoilo-CoA, która izomeryzuje wiązanie podwójne. Oksydacja wielonienasyconych kwasów tłuszczowych wymaga dodatkowo reduktazy dienoilo-CoA, natomiast kwasy tłuszczowe o nieparzystej liczbie atomów węgla wymagają przemiany propionylo-CoA w bursztynylo-CoA, który może wejść bezpośrednio do cyklu kwasu cytrynowego.

Proces beta-oksydacji kwasów tłuszczowych jest ważnym źródłem energii dla organizmu. Przebiega on w mitochondriach, a jego efektem jest produkcja acetylo-CoA, który może być dalej wykorzystywany w cyklu Krebsa do produkcji energii lub do syntezy innych związków biochemicznych.