脂肪酸氧化，fatty acid oxidation，是指油脂水解产生的甘油和脂肪酸在供氧充足的条件下，可氧化分解生成二氧化碳和水，并释放出大量能量供机体利用，在体内脂肪酸氧化以肝和肌肉最为活跃，而在神经组织中极为低下。 脂肪酸氧化的方式有β-氧化和特殊氧化方式。特殊氧化方式有：丙酸氧化、α-氧化、ω-氧化、不饱和脂肪酸氧化。
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