La respuesta a la pregunta nos dice algo sobre las desventajas de oxidar grasa en lugar de carbohidratos.
En primer lugar, ayuda a rastrear los pasos en la oxidación de ácidos grasos para tener una mejor idea de lo que está sucediendo. Para aquellos lectores que no se sienten cómodos con la bioquímica, al final habrá un breve resumen no técnico.
Aquí está la bioquímica (detalles aburridos):
Esta discusión solo describe lo que sucede con los ácidos grasos de cadena larga, el tipo habitual. Las grasas de cadena media y corta se comportan de manera diferente.
Comienza con ácidos grasos no esterificados (diagrama NEFA) en la sangre que pasa a través de la barrera hematoencefálica (BBB en el diagrama) y luego ingresa en las neuronas. El siguiente paso consiste en unir Coenzima A (CoASH) al ácido graso al ácido graso para obtener Fatty-acyl-CoA (RCOSCOA en el diagrama).
La coenzima A es luego reemplazada por carnitina para que el complejo pueda ingresar a las mitocondrias. La carnitina se elimina y se vuelve a poner CoA para que el ácido graso se pueda oxidar ( http://slideplayer.com/slide/581 …).
La oxidación procede a través de un proceso que produce FADH y NADH que pueden usarse para producir ATP ( β-oxidación) . Este proceso también produce Acetil Coenzima A que puede ingresar en el ciclo de TCA (Krebs) (Oxidación de Ácidos Grasos a través de la Beta-Oxidación | Biochemistry Notes | PharmaXChange.info).
Un punto clave es que la β- oxidación produce mucho, lo que los bioquímicos llaman, reduciendo equivalentes, FADH2 y NADH.
Reanudando la historia principal:
La vieja ciencia se volcó:
Desde una vista convencional, todo lo que tiene que hacer en este punto es identificar qué paso se reduce en el cerebro y tiene la respuesta a la pregunta.
En el siglo XX, cuando estudié el metabolismo graso, la respuesta estándar fue que la barrera hematoencefálica impedía la entrada de los ácidos grasos. Eso parecía razonable porque eran moléculas grandes. Eso parecía ser consistente con la idea de que un pequeño conjunto de moléculas parecidas a las grasas, cetonas, podría entrar al cerebro y oxidarse allí.
Hubo un pequeño problema con esa teoría. El cerebro tiene una buena cantidad de ácidos grasos; la mielina, en particular, es grasa.
En los últimos años, estudios más cuidadosos han demostrado que los ácidos grasos pueden cruzar la barrera hematoencefálica, por lo que la historia es incorrecta.
Respuesta preliminar:
Las mitocondrias de las neuronas oxidan los ácidos grasos lentamente. Ahora se piensa que esto se debe a una baja tasa de translocación de la cadena de ácido graso-CoA a través de la membrana mitocondrial interna y debido a una baja actividad enzimática de los pasos en la vía de β- oxidación.
Pero saber que ciertas enzimas en el cerebro están en niveles bajos obliga a uno a preguntarse por qué debería ser así.
El lado oscuro de la oxidación de grasas
Esta ilustración resume los efectos dañinos directos de los ácidos grasos en las mitocondrias. Éstas incluyen:
- Despolarización parcial de la membrana mitocondrial interna que desacopla la fosforilación oxidativa (oxhoshos) y reduce la capacidad de retención de calcio (CRC).
- Producción de superóxido (una sustancia nociva), y
- Aumento de la permeabilidad de la membrana mitocondrial interna que los hace funcionar de manera menos eficiente.
Pero hay más.
Los ácidos grasos requieren más oxígeno para generar una cantidad dada de energía que la quema de carbohidratos. El cerebro usa mucho oxígeno y el suministro en la sangre es limitado. Tiene sentido evitar todo lo que aumente el consumo de oxígeno.
Lo que es más “La unión de NEFA a complejos del ETC interfiere con el transporte de electrones del NADH al oxígeno. Este deterioro del transporte de electrones reduce no solo la generación oxidativa de ATP, sino que también estimula la generación de superóxido … “El superóxido es nocivo para los tejidos.
La oxidación de grasa cambia la proporción de FADH2 a NADH. Se cree que esto aumenta la producción de superóxido.
Incapacidad para acelerar la producción de energía rápidamente:
El cerebro tiene una necesidad inusualmente alta de generar energía rápidamente y cerrar rápidamente. Muchas de las tecnologías modernas utilizadas para controlar la actividad cerebral se basan en el hecho de que el flujo sanguíneo aumenta rápidamente cuando una determinada región cerebral está activa y disminuye igualmente rápidamente cuando esa región cerebral ya no está activa. Ese tipo de aumento y disminución rápidos de la oxidación es posible con la glucosa pero no tanto con las grasas.
Los carbohidratos soportan una mayor tasa de generación de ATP que las grasas. En algunas pruebas de laboratorio, la diferencia entre los dos combustibles es de 2 a 3 veces.
Resumen
El cerebro no oxida mucha grasa porque hacerlo es perjudicial, en parte debido al aumento de la producción de superóxido, una sustancia que daña las células. Las mitocondrias no funcionan tan eficientemente cuando contienen grandes cantidades de ácidos grasos.
El cerebro es especialmente susceptible a problemas de este tipo porque tiene una tasa muy alta de actividad metabólica y no puede permitir que las neuronas mueran en el proceso. Esta alta tasa de actividad metabólica también significa que no es una buena idea quemar una sustancia, grasa, que aumenta la demanda de oxígeno.
Algunos de estos puntos pueden sonar familiares para las personas que han estudiado la fisiología del ejercicio. Los músculos prefieren usar glucosa y solo cambiar a los ácidos grasos cuando disminuye el suministro de glucosa. Los atletas a veces intentan aumentar los carbohidratos en su cuerpo inmediatamente antes de un evento con el fin de tratar de aumentar su rendimiento.
Puede obtener todos los detalles en este magnífico artículo:
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc …
Nota personal
Hace muchos años, publiqué un artículo que documenta la capacidad de los niveles moderados de ácidos grasos para dañar el duodeno.
