β-oxidación y balance energético comparado

El currículo de Biología de 2º de Bachillerato incluye la β-oxidación de los ácidos grasos entre los procesos de la respiración aerobia y pide calcular y comparar los rendimientos energéticos del metabolismo aerobio y anaerobio. Son preguntas de razonamiento y de cálculo que se resuelven bien con método, y eso es lo que entrena este material. La descripción general de la glucólisis, el ciclo de Krebs y la cadena respiratoria se trabaja en otro material de la categoría.

El recorrido empieza con la lipólisis: las lipasas separan los triacilglicéridos en glicerina y ácidos grasos, y la glicerina se incorpora a la glucólisis como dihidroxiacetona fosfato. Después verás la activación del ácido graso a acil-CoA en el citosol, con su coste energético, la entrada en la mitocondria gracias a la carnitina y la β-oxidación en la matriz mitocondrial: en cada vuelta se separa un acetil-CoA y se forman un NADH y un FADH₂. Aprenderás a calcular, para un ácido graso de cualquier número par de carbonos, el número de vueltas, de acetil-CoA y de coenzimas reducidas, y a obtener el balance neto de ATP sumando la β-oxidación, el ciclo de Krebs y la cadena respiratoria y restando la activación.

Todos los cálculos usan el convenio clásico de 3 ATP por NADH y 2 ATP por FADH₂, que se indica en cada pregunta, y se comenta qué cambia con los valores actuales de 2,5 y 1,5. Con ese método compararás el rendimiento de una glucosa en la respiración aerobia y en la fermentación, y el de una glucosa frente a un ácido graso por átomo de carbono, para justificar por qué las grasas son la reserva energética más eficiente y por qué la fermentación rinde tan poco: el NADH no llega a la cadena respiratoria y el carbono queda sin oxidar en el lactato o el etanol.

La última parte trata situaciones metabólicas concretas: la formación de cuerpos cetónicos en el ayuno prolongado o en la diabetes no controlada y la razón por la que los animales no pueden fabricar glucosa neta a partir de los ácidos grasos.

Puedes practicar con un cuestionario de doce preguntas con la resolución explicada paso a paso, con tarjetas de memoria para los datos que conviene saber, con un examen oral en el que un examinador te plantea cálculos y preguntas de razonamiento de uno en uno, y con una ficha de trabajo escrito de ocho preguntas de desarrollo para responder a mano, del tipo de un balance completo de ATP razonado.

• Describir la lipólisis, la activación de los ácidos grasos y su entrada en la mitocondria.
• Explicar las reacciones de una vuelta de β-oxidación y su localización.
• Calcular vueltas, acetil-CoA, coenzimas reducidas y ATP netos de la oxidación de un ácido graso.
• Comparar el rendimiento energético de la respiración aerobia y la fermentación, y de glúcidos frente a lípidos.
• Explicar la formación de cuerpos cetónicos y por qué los animales no sintetizan glucosa neta a partir de ácidos grasos.

Material de práctica elaborado por Zestly a partir de los saberes básicos del bloque D de Biología de 2º de Bachillerato (β-oxidación de los ácidos grasos; cálculo comparativo de los rendimientos energéticos de los metabolismos aerobio y anaerobio), Real Decreto 243/2022. Los cálculos usan el convenio clásico de 3 ATP por NADH y 2 ATP por FADH₂.