Los triglicéridos proceden de tres fuentes principales: a) la dieta, b) biosíntesis de novo en el hígado, y c) reservas existentes en los adipocitos.
Los ácidos grasos de cadena corta no pueden atravesar la membrana mitocondrial interna como tales, sino que es necesario que sufran una activación en el citoplasma.
Una vez en la mitocondria los ácidos grasos se van a oxidar en una ruta metabólica denominada beta-oxidación o espiral de Lynen, en la que se van liberando secuencialmente unidades de dos átomos de carbono en forma de acetil-CoA, comenzando por el extremo amino.
Los ácidos grasos del citoplasma son activados por un enzima de la membrana mitocondrial externa, la acil-CoA-sintasa, que une una molécula de coenzima A (CoA-SH) al ácido graso generándose el correspondiente acil-CoA. En este proceso se gasta energía en forma de ATP, la rotura pirofosfolítica del mismo, con la subsiguiente hidrólisis del PPi resultante, favorece el proceso.
El acil-CoA de cadena larga debe entrar en la mitocondria, pero para atravesar la membrana mitocondrial interna necesita un sistema de transporte denominado lanzadera de la carnitina.
La primera de la secuencia de reacciones de la beta-oxidación consiste en la deshidrogenación de los átomos de C alfa y beta del acil-CoA formando un doble enlace en posición trans.
La La enzima hidroxi-acil-CoA-deshidrogenasa, que participa en la beta-oxidación de los ácidos grasos, es específica del isómero D y utiliza como coenzima la molécula de NAD+.
Durante el proceso de la beta-oxidación de los ácidos grasos, y durante la reacción catalizada por la beta-tiolasa (beta-cetotiolasa), se origina un éster del CoA con un ácido graso que tiene dos carbonos menos que el de partida.
El conjunto de reacciones de la beta-oxidación se repetirá de forma secuencial, de manera que en cada actuación sobre la molécula de acil-CoA, se irá generando de forma neta una molécula de propionil-CoA y un acil-CoA con dos carbonos menos.
La beta-oxidación de los ácidos grasos de número impar de átomos de carbono, a diferencia de la de los ácidos grasos de número par de átomos de carbono, genera, además de acetil-CoA, propionil-CoA.
El conjunto de reacciones que conforman el proceso de síntesis de los ácidos grasos, catalizado por el sistema de la ácido graso sintasa, difiere en procariotas y eucariotas.
La fuente de C para la biosíntesis de ácidos grasos es el acetil-CoA citosólico ya que el proceso de biosíntesis de los ácidos grasos tiene lugar en el citosol.
A partir de los ácidos grasos saturados se pueden formar ácidos grasos insaturados tanto en animales como en plantas, aunque en los primeros sólo se pueden introducir dobles enlaces en las posiciones 4, 5, 6 y 9, pero no más atrás (los mamíferos no pueden sintetizar linoleico (18:2 dobles enlaces en 9,12) ni linolénico (18:3 dobles enlaces en 9,12,15) que son ácidos grasos esenciales.
Parte del acetil-CoA no metabolizado por el ciclo de los ácios tricarboxílicos se transforman en cuerpos cetónicos, que pueden ser utilizados por el cerebro, el corazón y los músculos como fuente energética.
Los ácidos grasos sintetizados pueden ser esterificados a triglicéridos, fosfolípidos o ésteres de colesterol.