Entonces, la respuesta simplista es “Porque lo hacen”. El proceso de oxidación normal produce aproximadamente 9 kcal por gramo de grasa, y aproximadamente 4 kcal por gramo de carbohidratos. El cuerpo es bastante eficiente para recuperar casi toda esta energía a través del metabolismo oxidativo, de modo que el cuerpo casi obtiene la misma cantidad de energía que quema el material en un horno (calorímetro de calor). Por supuesto, dado que las células generalmente no pueden funcionar como un “horno”, se esperan algunas pérdidas de energía (transporte de productos intermedios cargados de energía a través de las membranas, a veces a través del gradiente electroquímico, etc.), pero para fines comparativos, supongamos que estos son obstáculos iguales en términos de respiración celular de los diversos tipos de compuestos bajo revisión.
Una pista para esto es que la mayoría de los compuestos que contienen carbono e hidrógeno se sintetizan en última instancia a partir de dióxido de carbono y agua en los sistemas vivos. Por supuesto, la introducción de nitrógeno, que es un componente central de la proteína, introduce una arruga oxidativa, pero tráiganme este análisis de la servilleta. Los lípidos son generalmente más “completamente reducidos” desde una perspectiva química: la energía almacenada se encuentra entre los enlaces CC y CH del material. En un proceso de oxidación normal, estos enlaces se rompen en presencia de oxígeno para producir dióxido de carbono, agua y una liberación de energía (reacción exotérmica). Tanto las proteínas como los carbohidratos están “parcialmente oxidados” ya que los átomos de oxígeno ya están presentes en la estructura de estas moléculas (grupos hidroxilo, grupos aldehído, cetonas, grupos carboxilo, etc.) Como aceptor de electrones del punto final (agente oxidante) en el proceso metabólico oxidativo generalmente es oxígeno, se puede suponer que estos enlaces CO y OH existentes son esencialmente “neutros” con el fin de examinar las fuentes de energía liberada. En otras palabras, para estos propósitos, uno puede mirar solamente a la ruptura de los enlaces CC y CH a favor de la creación de enlaces CO y OH como “la” fuente de energía almacenada. En general, mientras más “O” s vea en la estructura química, menos energía esperaría derivar oxidativamente (sí, hay excepciones, esta es una generalización). La forma en que funciona es que los carbohidratos y las proteínas esencialmente producen un poco menos de la mitad de la energía por unidad de peso que los lípidos.
Los enlaces de nitrógeno comparables (CN, NH) que se encuentran en las moléculas orgánicas son ligeramente más bajos en rendimiento por energía de enlace que sus equivalentes de carbono, pero oxidativamente para estos tipos de compuestos termina siendo básicamente un lavado.
Podría involucrarme más en la explicación, pero si tuviera que hacerlo, preferiría referirme a los temas de la respiración celular, el catabolismo de los ácidos grasos y el catabolismo proteico (incluidos los puntos de inserción de ciertos residuos aa en el ciclo de la urea, Krebs ciclo y oxidación de cetonas), todos los cuales se pueden encontrar (cubiertos en detalle) en cualquier libro de texto de bioquímica.
