Ecuación de Henderson-Hasselbach
La Ecuación de Henderson-Hasselbach nos permite calcular el rango de pH en el cual un amortiguador específico es efectivo. Para determinar esta ecuación, partimos de la ionización de un ácido:
Ac H à Ac– + H+
Conclusiones
El pH de un amortiguador depende de:
- La naturaleza del ácido que lo compone, específicamente su pK.
- La proporción entre la sal y el ácido.
Un amortiguador será más efectivo:
- Cuanto más se aproxime su pH al valor del pK del ácido que lo forma.
- Cuanto mayor sea la concentración de ácido y su base conjugada.
Cetogénesis
La cetogénesis es el proceso metabólico por el cual se sintetizan cuerpos cetónicos. Este proceso ocurre principalmente en el hígado y se activa cuando la producción de Acetil CoA en las mitocondrias supera la capacidad del ciclo de Krebs para oxidarla.
En condiciones normales, el Acetil CoA proveniente de la degradación de ácidos grasos se combina con oxalacetato para ingresar al ciclo de Krebs. Sin embargo, en situaciones como el ayuno prolongado, la oferta de ácidos grasos es alta y la disponibilidad de glucosa es baja. Esto puede llevar a una disminución en la concentración de oxalacetato, limitando la actividad del ciclo de Krebs en el hígado.
A pesar de esta limitación, la beta oxidación de ácidos grasos continúa a un ritmo elevado para generar ATP. Como consecuencia, se acumula Acetil CoA que no puede ser utilizada para producir piruvato u otros intermediarios glucolíticos. En esta situación, el hígado utiliza el exceso de Acetil CoA para sintetizar cuerpos cetónicos, principalmente acetoacetato, que luego puede convertirse en acetona y 3-hidroxibutirato.
Los cuerpos cetónicos son utilizados como fuente de energía por el cerebro, el músculo e incluso el propio hígado a través de la beta oxidación.
Cetolisis: Oxidación de Cuerpos Cetónicos
Los cuerpos cetónicos son una fuente de energía crucial para los tejidos, especialmente durante el ayuno. Cuando los triglicéridos se descomponen en ácidos grasos en el tejido adiposo, el hígado los utiliza para sintetizar cuerpos cetónicos. Estos cuerpos cetónicos son transportados por la sangre a tejidos como el músculo y el riñón, donde son oxidados para obtener energía.
Durante el ayuno, la concentración plasmática de cuerpos cetónicos aumenta. En casos de inanición, pueden llegar al cerebro y ser utilizados como fuente de energía, reduciendo la necesidad de glucosa.
El acetoacetato puede ingresar directamente a las células o ser producido intracelularmente a partir de la oxidación del 3-hidroxibutirato. Esta reacción, catalizada por la enzima β-hidroxibutirato deshidrogenasa, produce NADH, que a su vez genera ATP a través de la fosforilación oxidativa. Por lo tanto, la oxidación del 3-hidroxibutirato produce más energía que la oxidación del acetoacetato.
La activación del acetoacetato ocurre en las mitocondrias y es catalizada por la enzima succinil CoA acetoacetato CoA transferasa. Esta enzima transfiere una molécula de CoA desde el succinil CoA, un intermediario del ciclo de Krebs, al acetoacetato, produciendo acetoacetil CoA y succinato.
Es importante destacar que, aunque el hígado produce cuerpos cetónicos, no los utiliza como fuente de energía debido a la falta de la enzima tiotransferasa.
La β-cetotiolasa, la misma enzima involucrada en la beta oxidación, cataliza la ruptura del acetoacetil CoA en dos moléculas de Acetil CoA, que luego ingresan al ciclo de Krebs para producir energía.
En resumen, durante el ayuno, los ácidos grasos liberados de los triglicéridos en el tejido adiposo se convierten en la principal fuente de energía para el organismo. Algunos tejidos oxidan completamente estos ácidos grasos a CO2 y H2O. El hígado, por otro lado, oxida parcialmente los ácidos grasos, produciendo cuerpos cetónicos que son liberados al torrente sanguíneo. Estos cuerpos cetónicos son luego utilizados por otros tejidos como combustible, incluyendo el cerebro, lo que reduce la necesidad de glucosa y la degradación de proteínas musculares para la gluconeogénesis.