Từ quan điểm định lượng, chuyển hóa đường có tầm quan trọng khiêm tốn, trên thực tế, chỉ có 1% nhu cầu năng lượng của một cá nhân được thu nhận từ đường. Phần lớn nó thu được từ quá trình chuyển hóa lipid (hay phổ biến hơn là chất béo); Mặt khác, trong cơ thể sinh vật có khoảng 10kg lipid dự trữ (dự trữ chủ yếu ở mô mỡ nhưng cũng có thể ở dạng giọt ở tất cả các tế bào).
Đối tượng sử dụng axit béo chính là: cơ tim, cơ xương (lúc nghỉ ngơi), gan và thận.
Năng lượng dự trữ của một người đàn ông khoảng 70 kg:
Tuy nhiên, chuyển hóa đường là cần thiết vì hai lý do:
- Bộ não hầu như chỉ sử dụng đường;
- Quá trình trao đổi chất này có thể được kích hoạt hoặc giảm bớt tùy theo nhu cầu.
Axit béo có thể tồn tại trong tuần hoàn trong một thời gian dài, ngay cả khi không còn nhu cầu năng lượng nữa: đây là nguyên nhân gây ra các vấn đề về tim mạch (đột quỵ hoặc đau tim).
Các axit béo thu được từ quá trình sinh tổng hợp (ví dụ do tế bào gan sản xuất), được este hóa bởi glycerol (hoặc cholesterol) và được vận chuyển vào cơ thể dưới dạng các hạt lipoprotein nhờ các protein đặc biệt được gọi là VLDL.
VLDL đại diện cho hệ thống phân phối lipid từ gan đến các mô mỡ, mô dự trữ hoặc ngoại vi, nơi chúng được sử dụng cho mục đích năng lượng.
VLDL là những protein có tỷ trọng rất thấp (có nhiều lipid liên kết với chúng): sau khi chúng giải phóng các axit béo đã được ester hóa, chúng trở thành LDL (protein tỷ trọng thấp) và IDL (protein tỷ trọng trung gian) và đi theo hướng khác.
Trong các mô, axit béo và glycerol được giải phóng; sau đó được phosphoryl hóa, chuyển đổi thành dihydroxy acetone phosphate và được gửi đến quá trình đường phân.
Để được chuyển hóa, các axit béo (RCOO-) phải được kích hoạt: sự hoạt hóa xảy ra trong tế bào chất (cũng có một sự hoạt hóa không phải tế bào chất cụ thể).
Các enzym chuyển hóa axit béo đều là ti thể, trong khi quá trình hoạt hóa của chúng diễn ra trong tế bào chất: do đó cần vận chuyển các axit béo đã hoạt hóa vào ty thể. Trong ti thể có thể có các axit béo thu được từ sự luân chuyển của các lipoprotein màng: đối với chúng thì cần phải có sự kích hoạt trong tế bào (sự kích hoạt này được sử dụng để xác nhận rằng ti thể là sự tiến hóa của vi khuẩn mà về nguyên tắc, nó đã lây nhiễm các tế bào của bộ máy chịu trách nhiệm cho quá trình trao đổi chất hiếu khí; ti thể, trên thực tế, có di sản di truyền của riêng chúng và hầu như đầy đủ, ngay cả cho quá trình sinh sản của chúng).
Sự hoạt hóa tế bào chất cần sử dụng các enzym thiokinase (hoặc acyl coenzyme A synthetase); các enzym này được nhóm lại thành các phân họ khác nhau vì chúng chuyên hoạt hóa các axit béo có độ dài khác nhau.Sự hoạt hóa tế bào chất đòi hỏi sự tiêu thụ của hai liên kết có hàm lượng năng lượng cao (ATP) dẫn đến sự hình thành acyl coenzyme A (được gọi là axit béo hoạt hóa): cacboxyl của axit béo, tấn công phosphoryl α của ATP và (như phản ứng trung gian) acyl adenylat (hoặc acyl AMP) và pyrophosphat; pyrophosphat được chuyển thành orthophosphat (bằng cách làm như vậy, nó chuyển trạng thái cân bằng của phản ứng sang bên phải). Acyl adenylate sau đó phản ứng với coenzyme A để tạo ra axit béo hoạt hóa, tức là acyl coenzyme A, giải phóng AMP.
Hàm lượng năng lượng của acyl hoạt hóa xấp xỉ bằng năng lượng của ATP.
Do đó, trong hoạt hóa tế bào chất, hai liên kết năng lượng cao bị thủy phân trong khi trong ti thể, phản ứng chỉ tiến triển nếu nồng độ GDP được giữ ở mức thấp (phản ứng liên quan đến việc sử dụng GTP chứ không phải ATP); cơ chế dự đoán rằng axit béo tấn công phosphoryl γ của GTP và acyl phosphate và GDP được hình thành. Sau đó acyl phosphate phản ứng với coenzyme A và acyl coenzyme A sẽ thu được; với cơ chế này GTP đến từ chu trình krebs.
Ở vi khuẩn, sự hoạt hóa các axit béo dành cho quá trình dị hóa xảy ra với cơ chế hoàn toàn tương tự như quá trình hoạt hóa trong tế bào, nhưng ATP chứ không phải GTP được sử dụng (ở vi khuẩn, enzyme acyl coenzyme A synthetase phụ thuộc ATP).
Acyl coenzyme A bị ngăn, tức là acyl coenzyme A trong tế bào chất không trộn lẫn với acyl của ty thể và không có khả năng vượt qua màng trong của ty thể. Để đưa các axit béo đã hoạt hóa vào ty thể, một hệ thống bao gồm một loại enzyme được sử dụng sự chuyển vị nằm trên màng trong ty thể và hai enzym transferase (chúng có hoạt động acyl transferase), một ty thể và một tế bào chất sử dụng carnitine để thực hiện hành động của chúng. Enzyme acyl transferase trong tế bào chất (tên đầy đủ của acyl transferase là acyl coenzyme A-carnitine transferase) xúc tác phản ứng giữa carnitine và acid béo hoạt hóa: acyl carnitine được tạo thành. Acyl carnitine liên kết với enzyme acyl translocase vận chuyển nó vào bên trong ty thể, nơi enzyme acyl transferase của ty thể giải phóng carnitine và tái tạo axit béo đã hoạt hóa. Carnitine sau đó được vận chuyển trở lại tế bào chất từ "acyl translocase.
Lưu ý: nồng độ carnitine càng cao và lượng acyl carnitine được hình thành càng lớn, do đó, hoạt động của translocase càng nhanh. Đi vào ty thể acyl carnitine và thải ra carnitine.
Acyl transferase tế bào chất được điều chế tích cực bởi acyl coenzyme A trong tế bào chất và âm tính bởi malonyl-coenzyme A (nó là một chất chuyển hóa của quá trình đồng hóa axit béo) Acyl transferase rất quan trọng để kiểm soát cả quá trình đồng hóa và dị hóa của axit béo.
