Introducción
La β-oxidación es un proceso catabólico de los ácidos grasos en el cual sufren degradación mediante la oxidación, de un par de átomos de carbono sucesivamente en cada ciclo del proceso, hasta que el ácido graso se descomponga por completo en forma de moléculas acil-CoA, oxidados en la mitocondria para generar energía (ATP). La β-oxidación de ácidos grasos consta de cuatro reacciones recurrentes: Oxidación por FAD, Hidratación, OxidaciónporNAD+ y Tiólisis.
El resultado de dichas reacciones son unidades de dos carbonos en forma de acetil-CoA, molécula que pueden ingresar en el ciclo de Krebs, y coenzimas reducidos (NADH y FADH2) que pueden ingresar en la cadena respiratoria y así obtener energía disponible para el organismo.
Balance Energetico Negativo
En el ganado lechero durante las 2-3 últimas semanas de gestación se produce un aumento de las necesidades energéticas debido al desarrollo fetal y a las necesidades de síntesis de calostro. En el momento del parto, sí el consumo de materia seca no es el óptimo, el inicio de la síntesis de leche y el rápido aumento de su producción, incrementa la demanda de glucosa para la síntesis de lactosa. Pero la energía que se produce en la leche es mayor que la energía que se consume en el alimento, por lo que ocurre un balance negativo de energía por un determinado período de tiempo.
Los rumiantes dependen en su mayoría de la gluconeogénesis (síntesis de glucosa) a partir del propionato en el hígado para satisfacer los requerimientos de glucosa. Cuando existe un bajo consumo de materia seca en el periparto, se limita la cantidad de propionato siendo este factor uno de los determinantes para que se de un estado de balance energético negativo en el animal, proceso que inicia unas semanas antes del parto.
Inmediatamente después del parto las necesidades nutritivas vienen impuestas por la glándula mamaria que se convierte en prioritaria en ciertos nutrientes, sobre todo en aquellos que son necesarios para la síntesis de lactosa, grasa y proteínas lácteas. Arista (1998) establece que una vaca adulta productora de 30kg de leche por día, requiere 2300g de glucosa, donde 1500 g son para producir lactosa. Una vaca lechera no absorbe más de 600 g por día de glucosa, por lo tanto, el balance energético negativo conduce a una primera fase tipificada por una hipoglucemia.
Este déficit de glucosa sanguínea provoca que la mayor parte de esta deba ser sintetizada en el hígado. Por lo que, la vaca debe depender de otras fuentes que suplan moléculas de carbono para la síntesis de glucosa, como son los aminoácidos de la dieta o de la degradación del tejido corporal y los carbonos del glicerol, provenientes de la movilización de los ácidos grasos que circulan en la sangre que están en forma de ácidos grasos no esterificados, de la grasa del tejido corporal que representa la principal fuente de energía.
Lipomovilización
En el inicio de la lactación el balance energético negativo es el resultado de una alta relación entre la hormona del crecimiento y la insulina en la sangre, que promueve la movilización de ácidos grasos de cadena larga del tejido adiposo (Drackley, 1998). Aunado a un desequilibrio hormonal, fundamentalmente el descenso de la relación entre insulina y glucagón. A esta circunstancia primaria se suma el incremento circulante de la concentración de catecolaminas y somatostatina.
La acción hormonal activa las lipasas, que actúan sobre las grasas de reserva provocando la liberación de ácidos grasos libres y glicerol, provocando un aumento en los ácidos grasos no esterificados (AGNE) 17 días antes del parto y 2 días después del parto en la sangre que son utilizados por el hígado, como fuente de energía (oxidación), pero cuando la movilización de los AGNE es excesiva, se saturan las vías de metabolización y exportación de lípidos, y se generan vías hepáticas alternativas, entre ellas la formación y exportación de cuerpos cetónicos, y la formación y almacenamiento hepático de triglicéridos, (Grummer, 1995).
Aunque parte de esta movilización se debe al estado endocrino del animal, la reducción en la ingestión de materia seca es el factor más importante, (Grummer et al. 1995). Lo que lleva a concluir que la hipoglucemia es la causa próxima responsable de la lipomovilización a partir de los depósitos de reserva, circunstancia que puede llevar a la esteatosis hepática.
Catabolismo de las Grasas
En su mayoría los ácidos grasos producidos por la lipomovilización se encuentran en enlace Éster formando acilgliceroles, fosfoacilgliceroles y esfingolipidos. Esos lípidos dejan libres sus ácidos grasos por acción de hidrolasas llamadas lipasas. Una vez roto el enlace Éster, los ácidos grasos libres pueden ser degradados para obtener carbono, energía o ambas cosas, o bien ser reutilizados en la biosíntesis de diversos lípidos. Sea para su reutilización o para su degradación los ácidos libres se convierten primero en: tioésteres de la CoASH los cuales son las formas activas de alta energía del grupo acilo.
Las enzimas que participan en la degradación del grupo acilo se localizan en la mitocondria y esta compartimentación exige el paso de acil-SCoA desde el citoplasma hasta la mitocondria. Aunque puede cruzar la membrana mitocondrial externa, la sustancia acil-SCoA no puede cruzar la membrana interna, esta barrera de impermeabilidad puede superarse con la participación de carnitina, la cual funciona como portador del grupo acilo. También intervienen dos proteínas localizadas en la membrana mitocondrial interna: aciltransferasa de la carnitina y traslocasa de carnitina.
Después de ingresar en la matriz mitocondrial, la acil-SCoA es degradada por la acción secuencial de cuatro enzimas en ciclos sucesivos (β-oxidación). Los ciclos de la β-oxidación de un ácido graso producen varios fragmentos de acetil-SCoA, el destino metabólico subsecuente es entrar al ciclo de acido cítrico.
En muchos organismos, otro destino de la acetoacetil-SCoA derivada del catabolismo de los acidos grasos es su condensación con acetil-SCoA para formar β-hidroxi-β-metil-glutaril-SCoA (HMG-SCoA). Cuando las condiciones son normales, en el hígado de los animales una pequeña cantidad de HMG-SCoA también se convierte en acetil- SCoA y el acido libre acetoacetato, el cual puede ser reducido enzimáticamente a β-hidroxibutirato.
En ciertas condiciones como la diabetes, la inanición y las dietas ricas en lípidos, provocan un cambio hacia el catabolismo exagerado de ácidos grasos. El resultado es la producción de un exceso de acetil-SCoA que no puede entrar al ciclo de acido cítrico por una deficiencia de oxalacetato al acumularse este exceso es convertido en HMG-SCoA, lo que a su vez se traduce en una mayor producción de acetoacetato y betahidroxibutirato, dos sustancias también llamadas cuerpos cetónicos. Las concentraciones anormalmente altas de estos materiales en la sangre dan por efecto una condición que en sus primeras fases se llaman acidosis y en las ultimas cetosis.
Cuerpos Cetonicos
Los cuerpos cetónicos derivan de un compuesto primario y esencial: el acido acetato, y se sintetizan en las mitocondrias de las células hepáticas del epitelio ruminal, la glándula mamaria, tejido muscular y riñones.
El acetoacetato se origina por la unión de dos moléculas de acetil-SCoA procedentes de la β-oxidación de los ácidos grasos libres originarios de la lipomovilización. La interreacción de dos moléculas de acetil-SCoA por la acción de la enzima cetotiolasa forma aceto-acetil-SCoA, que posteriormente se transforma en aceto-acetato. El aceto-acetato a través de una decarboxilación oxidativa da lugar a la acetona o a través de una vía oxidativa se transforma en β-hidroxibutirato.
En condiciones normales, sin lipomovilizacion y sin una oferta excesiva de acido acético, una molécula de acetil-SCoA reacciona con otra de oxalacetato, para formar acido cítrico, que es oxidado en la vía común de los ácidos tricarboxílicos. Esto ocurre cuando las disponibilidades moleculares del oxalacetato son idénticas a la oferta de las de acido acético. Cuando se produce una desproporción entre las dos moléculas, oxalacetato y acetato, a favor de este último, se originan los cuerpos cetónicos. Por tanto las dos causas próximas de la cetosis son el exceso de acético o el déficit de oxalacetato. En la mayoría de los casos, se dan ambas circunstancias etiológicas.
El exceso de acético se explica por la lipomovilización y en algunos casos, por el tipo de alimentación. La falta de oxalacetato se debe a la ausencia de sus precursores (propio- nato, piruvato, glucosa y aminoácidos glucoformadores).
Higado Graso
Finalmente la patología de hígado graso es el resultado de un balance energético negativo no resuelto, que trae como consecuencia una movilización de grasa excesiva (catabolismo exagerado de las grasas), que no puede ser metabolizado a la transformación de energía y estos ácidos grasos libres se acumulan en el hepatocito provocando el síndrome del hígado graso, que ocasiona una disminución de la producción láctea, con la aparición de problemas patológicos pre y posparto, con disminución de la eficacia reproductiva y de la capacidad inmunitaria del animal (Goff y Horst, 1997).
Conclusión
En conclusión al existir una cantidad insuficiente de carbohidratos en el hígado durante los primeros días posparto con la demanda energética alta, se produce una oxidación incompleta de los ácidos grasos de cadena larga, incrementándose la producción de cuerpos cetónicos, que resultan en la enfermedad metabólica denominada cetosis e hígado graso. Esto nos demuestra que el suministro adecuado de glucosa para la síntesis de leche es considerado como el mayor reto metabólico para las vacas recién paridas.
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Artículo publicado en Entorno Ganadero 2010
