A oxidação final dos ácidos graxos é realizada nas mitocôndrias, iniciando-se pela sua hidrólise procedida na luz jejunal, pela atuação de diversas lipases, sendo o glicerol e os ácidos graxos daí resultantes absorvidos e transportados pela via linfática e sangüínea ligados à albumina sérica a diferentes células do organismo, chegando ao citosol, após atravessarem a membrana celular.
A membrana mitocondrial constitui uma barreira antes dos ácidos graxos atingirem a matriz mitocondrial, onde são oxidados, devendo os ácidos graxos passar por três reações enzimáticas para atravessarem a referida barrei ra, chegando então à forma de uma acil-coenzima A graxo intramitocondrial. A realização dessas três reações enzimáticas sucessivas é devida ao fato de que as funções desempenhadas pela acilcoenzima graxo intramitocondrial serem bastante diferentes daquelas da mesma natureza existentes no citosol das células, pois enquanto uma é aplicada na biossíntese dos ácidos graxos, outra é destinada basicamente à degradação oxidativa do piruvato, dos ácidos graxos e de alguns aminoácidos.
Através da atuação de diversas enzimas, a molécula de ácido graxo sofre sucessivas amputações, partindo da extremidade carboxílica de sua molécula, de cada vez perdendo dois átomos de carbono que são destinados à formação de ácido acético, sendo o último resíduo representado pela acetil-coenzima A que finalmente é degradada pela sua participação no ciclo do ácido cítrico. Esse esquema é observado estritamente no catabolismo dos ácidos graxos saturados, devendo ser salientado que a maioria das moléculas desses ácidos encontrada nos triacilgliceróis animais é insaturada, apresentando uma ou mais duplas ligações em suas moléculas. Torna-se, assim, necessária para a degradação desses ácidos graxos a atividade de uma isomerase e de uma epimerase que atuam de modo específico no processo de degradação da cadeia molecular do ácido graxo quando este esbarra numa dupla ligação, realizando-se o restante do processo de modo idêntico até a formação da acetil coenzima A, participante do ciclo do ácido cítrico.
Os ácidos graxos com número ímpar de átomos de carbono apresentam processo degradativo idêntico, havendo, porém, modificação quando a molécula residual encerra cinco carbonos, sendo que nesta etapa a degradação produz mais uma acetil coenzima A que entra no ciclo do ácido cítrico, ao lado de uma propionilcoenzima A com três átomos de carbono, que sofre carboxilação pela ação enzimática da propionil CoA. Forma-se, então, a metilmalonilcoenzima A que representa um intermediário ativo; a via é sempre considerada como sendo a via da malonil-CoA, que, por sua vez, através de um rearranjo intramolecular, origina a succinilcoenzima A, uma das enzimas intermediárias do ciclo do ácido cítrico.
A maioria dos ácidos graxos contém um número par de carbonos, fornecendo assim só acetil-CoA, como resultado da beta-oxidação. A acetil-CoA, que é o composto-chave que canaliza os carbonos da glicose, aminoácidos e ácidos graxos para o ciclo do ácido cítrico (CAC) formado pela degradação dos ácidos graxos, pode seguir outra via no fígado que não a oxidação, através do ácido cítrico, pela formação do grupo dos corpos cetônicos, formação de cetoacetato e do beta-butirato em conjunto com a acetina.
A síntese dos ácidos graxos da acetil-CoA é estimulada por uma alta ingestão calórica e representa um dos principais passos na conversão do excesso de energia em triglicerídios no tecido adiposo. A dessaturação dos ácidos graxos, formação de uma dupla ligação, constitui outro meio de alterar os ácidos graxos disponíveis para atender às necessidades do organismo. Essa transformação é caracterizada por fornecer aos tecidos um tipo de combustível, pois tais substâncias podem ser oxidadas através da via ácido cítrico nas células dos tecidos periféricos.
A formação de corpos cetônicos ocorre geralmente na superalimentação, apresentando-se anormalmente aumentada no diabete e no jejum, acarretando o quadro de cetose, pois, nesses estados, o fígado, pelas modificações metabólicas causadas pelo jejum ou falta de insulina, ocasiona aumento de corpos cetônicos que excede os processos de captação e oxidação que essas substâncias sofrem nos tecidos periféricos. Os processos que intervêm na degradação dos glicídios, proteínas e lipídios conduzem a uma via comum, a do ciclo do ácido cítrico, que completa o processo catabólico daqueles princípios imediatos, formando água e gás carbônico, assim como liberando energia química que elas acumulam, pois o referido ciclo é comandado por um sistema enzimático que funciona de maneira circular. Seu início é representado pelo encontro do oxaloacetato (que contém quatro átomos de carbono na molécula) com o aceti 1CoA que, por sua vez, cede dois átomos de cloro no do grupo acetil, originando o citrato, que encerra seis átomos de carbono, sofrendo desidrogenação, perdendo C02, o que resulta na formação de um cetoglutarato com cinco átomos de carbono. Diversas transformações enzimáticas são realizadas e o succinato regenera o oxaloacetato, passando por duas fases: a de fumarato e a de malato.