β-oxidación mitocondrial

Los ácidos grasos de cadena larga no atraviesan libremente la membrana mitocondrial interna: requieren la lanzadera de carnitina. La enzima CPT1 (carnitina palmitoiltransferasa 1), situada en la membrana externa, transfiere el grupo acilo a la carnitina formando acilcarnitina; una translocasa la introduce en la matriz y CPT2 regenera el acil-CoA para su oxidación. CPT1 es el paso limitante de velocidad de toda la vía y está inhibido por el malonil-CoA, producto de la acetil-CoA carboxilasa (ACC). Cuando la energía es abundante, el malonil-CoA sube y frena la quema de grasa; cuando AMPK se activa (ayuno, ejercicio, restricción calórica), el malonil-CoA cae y la β-oxidación se acelera.

Cada vuelta del ciclo produce un FADH₂, un NADH y una molécula de acetil-CoA, acortando la cadena en dos carbonos hasta consumirla por completo. El acetil-CoA entra al ciclo de Krebs y los equivalentes reductores alimentan la fosforilación oxidativa. Una β-oxidación eficiente reduce la acumulación de lípidos ectópicos asociada a resistencia a la insulina y grasa visceral. Su declive con la edad y la disfunción mitocondrial contribuyen a la fatiga metabólica; por ello es un objetivo central de las intervenciones de longevidad que optimizan la función mitocondrial.