Rozkład kwasów tłuszczowych następuje, gdy kwasy tłuszczowe są rozdzielane w celu wytworzenia energii. Proces ostatecznie tworzy acetylo-coA i wprowadza go do cyklu kwasu cytrynowego. Cały proces podzielony jest na trzy etapy: lipolizę, aktywację i beta-oksydację. Kwas tłuszczowy jest rozkładany na swoje metabolity w celu wytworzenia energii i trójfosforanu adenozyny (ATP).
Istnieją zarówno nasycone, jak i nienasycone kwasy tłuszczowe. Nienasycony kwas ma jedno lub więcej podwójnych lub potrójnych wiązań między atomami węgla. Kwas nasycony ma tylko pojedyncze wiązania między atomami węgla.
Kwasy tłuszczowe należą do grupy kwasów karboksylowych i są magazynowane w tkance tłuszczowej. Dostają się do organizmu przez naczynia włosowate lub kosmki jelitowe. Glukoza i kwasy tłuszczowe to dwa główne źródła energii w organizmie, chociaż mózg nie jest w stanie przetwarzać kwasów tłuszczowych.
Pierwszy etap degradacji kwasów tłuszczowych to lipoliza. Kwasy tłuszczowe są przechowywane w komórkach zwanych adipocytami i są najpierw rozkładane na wolne kwasy tłuszczowe, dzięki czemu mogą dostać się do krwiobiegu. Lipolizę wywołuje szereg hormonów, w tym noradrenalina i testosteron. Oprócz wolnych kwasów tłuszczowych jako produkt uboczny powstaje glicerol.
Aktywacja następuje zanim kwas tłuszczowy zostanie wprowadzony do mitochondriów komórki. Po pierwsze, enzym zwany Syntetazą Acylo-CoA indukuje atak nukleofilowy na alfa-fosforan ATP, który tworzy łańcuch acylowy połączony z monofosforanem adenozyny (AMP) i pirofosforanem. Enzym następnie tworzy aktywowane wiązanie tioestrowe między koenzymem A a łańcuchem acylowym. Kwas tłuszczowy jest następnie transportowany do mitochondrium za pomocą systemu nośników carnitie.
Beta-oksydacja jest ostatnią fazą rozkładu kwasów tłuszczowych i przebiega w czterech etapach. Najpierw kwas tłuszczowy jest odwadniany za pomocą dinukleotydu flawinoadeninowego (FAD). Po drugie, wiązania między drugim a trzecim węglem są uwodnione. Po trzecie, do utlenienia cząsteczki stosuje się dinukleotyd nikotynamidoadeninowy (NAD). W ostatnim etapie beta-keroacyl jest dodawany podczas tiolizy do drugiej cząsteczki CoA umieszczonej między drugim a trzecim węglem.
Produktem końcowym trzech etapów degradacji kwasów tłuszczowych jest Acetyl-CoA. Jest to cząsteczka metabolizmu używana do przenoszenia atomów węgla. Cząsteczka jest następnie wprowadzana do cyklu kwasu cytrynowego, niezbędnego elementu zaopatrzenia w energię.
Cykl kwasu cytrynowego to szereg reakcji chemicznych z udziałem tlenu lub produktów degradacji kwasów tłuszczowych. Cały cykl odbywa się w mitochondrium komórek eukariotycznych lub w cytoplazmie prokariotów. Dwutlenek węgla jest produktem ubocznym procesu wytwarzania energii. Kwasy tłuszczowe przechodzą przez system raz, ale glukoza musi być przetwarzana dwa razy, aby zebrać całą swoją energię.