Бурая жировая ткань, бурый жир (англ. Brown adipose tissue, BAT ) — один из двух видов жировой ткани у млекопитающих. Хорошо развита у новорожденных и у животных, впадающих в спячку. [1] Основной функцией ткани является несократительный термогенез (часть механизма терморегуляции). В отличие от белых адипоцитов (клеток белой жировой ткани), имеющих одну крупную жировую каплю, в адипоцитах бурой ткани имеется несколько небольших жировых капель и множество митохондрий, содержащих железо (в цитохромах) и обуславливающих бурый цвет ткани. [2] Бурая жировая ткань также содержит больше капилляров, чем белая жировая ткань, так как у нее выше потребность в кислороде.
Окислительная способность митохондрий бурого жира в 20 раз выше, чем у белого жира. [источник не указан 332 дня] При термогенезе в бурой ткани задействован белок термогенин, который разобщает окислительное фосфорилирование и дыхание.
Небольшое количество бурой жировой ткани имеется и у взрослых людей. [3] В клетках обнаруженной ткани было показано наличие мРНК, соответствующей термогенину. [4]
Отложение и мобилизация липидов
Когда липиды из кишечника поступают в жировую ткань, липаза гидролизирует эти липиды до жирных кислот, которые запасаются в жировых капельках бурых адипоцитов в виде триглицеридов. Помимо этого, бурые адипоциты способны синтезировать жирные кислоты с помощью инсулина, который стимулирует синтез липазы (которая гидролзирует липиды до жирных кислот, запасающихся в адипоците) и поглощение глюкозы адипоцитами, а также замедляет мобилизацию жира из адипоцитов. Если жир необходимо мобилизировать из адипоцита, то липаза гидролизирует триглицериды из жировых капелек. В результате расщепления образуются жирные кислоты. Образующиеся жирные кислоты поступают в просвет капилляров [5] .
Роль бурой жировой ткани в организме животных
Среди животных бурая жировая ткань лучше всего развита у тех, которые зимой впадают в спячку. Во время спячки метаболизм замедляется, из-за чего поддерживать температуру тела сокращениями скелетных мышц невозможно. Поэтому у животных, впадающих в зимнюю спячку, хорошо развита бурая жировая ткань, которая и поддерживает температуру тела животного. Также бурая жировая ткань важна и при пробуждении животных от спячки: с помощью генерируемого ею тепла повышается температура тела, особенно тех его участков, где расположена бурая жировая ткань, из-за чего животное может выйти из спячки.
Роль бурой жировой ткани в организме человека
У человека бурая жировая ткань хорошо развита только у новорожденных (примерно 5 % от массы тела) и находится в районе шеи, почек, вдоль верхней части спины, на плечах. Также в организме младенцев бурая жировая ткань часто встречается в смешанном с белой жировой тканью виде. Для новорожденных бурая жировая ткань имеет очень большое значение, так как помогает избежать гипотермии, которая является частой причиной смерти недоношенных новорождённых. Из-за бурой жировой ткани младенцы менее восприимчивы к холоду, чем взрослые.
Раньше считалось, что у человека со временем митохондрии бурых жировых клеток исчезают, и эти клетки становятся похожими по функциям и строению на клетки белой жировой ткани [5] . Но выяснилось, что у взрослых людей она тоже есть и расположена там же, где и у новорожденных, но в значительно меньших количествах. Также выяснилось, что активна бурая жировая ткань не постоянно, а только при низкой температуре окружающей среды. При повышении температуры окружающей среды она перестаёт активно работать [3] .
Недавние исследования показали, что что физические упражнения влекут за собой выделение неизвестного ранее гормона ирисина, который заставляет белый жир становиться бурым и препятствует ожирению. [6] [7]
Читайте также: Как обшить обруч тканью мастер класс
Бурая жировая ткань анатомия
Такой оттенок жировой ткани придают окончания симпатических нервных волокон, а также многочисленные митохондрии, содержащиеся в клетках этой ткани. Поэтому бурый жир легко мобилизуется для обеспечения энергетических потребностей организма. Он располагается в межлопаточной области, вдоль крупных сосудов грудной и брюшной полостей, в затылочной области шеи.
Масса бурой жировой ткани достигает у взрослого 0,1 % массы тела. В митохондриях жировых клеток имеется полипептид молекулярной массой 32 000, способный разобщать идущие здесь процессы окисления и образования АТФ. Результатом такого разобщения является образование в бурой жировой ткани в ходе метаболизма жира значительно большего количества тепла, чем в белой жировой ткани. Бурая жировая ткань участвует в теплопродукции.
Липиды плазмы крови
Липидные молекулы, обладая гидрофобными свойствами, не могут растворяться в водной среде или образовывать молекулярную взвесь. Попадая в значительных количествах в кровь при переломе крупных трубчатых костей или при переливании неустойчивых жировых эмульсий, они формируют липидные капельки и могут вызвать закупорку сосудов — жировую эмболию.
В физиологических условиях в эпителиальных клетках тонкого кишечника и клетках печени из белковых молекул (апопротеинов), фосфолипидов, холестерина, эфиров холестерина и триглицеридов формируются транспортные частицы, называемые липопротеинами.
По показателям молекулярной массы, размеров и плотности липопротеины крови подразделяют на классы: хиломикроны, липопротеины очень низкой плотности — ЛПОНП, липопротеины низкой плотности ( ЛПНП ) и липопротеины высокой плотности ( ЛПВП ).
Липидные молекулы, поступившие из кишечника в эпителиоциты, упаковываются в транспортные частицы экзогенных липидов, главным образом в хиломикроны. Хиломикроны через лимфатические сосуды и протоки поступают в кровоток. Под действием липопротеидлипазы эндотелия капилляров главный компонент хиломикронов — нейтральные триглицериды — расщепляются до глицерина и свободных жирных кислот. Часть жирных кислот может связываться с альбумином, а глицерин и свободные жирные кислоты поступают в жировые клетки и реэстерифицируются в триглицериды. Остатки хиломикронов крови захватываются гепатоцитами по механизму экзоцитоза и разрушаются в лизосомах.
В печени формируются липопротеины для транспорта синтезированных в ней липидных молекул. Это липопротеины очень низкой и липопротеины низкой плотности, которые транспортируются из печени к другим тканям.
Как простые, так и сложные липидные молекулы могут синтезироваться в организме. Исключением являются полиненасыщенные линолевая, линоленовая и арахидоновая жирные кислоты, синтез которых в организме не осуществляется, и они должны поступать с пищей. Эти кислоты, получившие название незаменимых, входят в состав молекул фосфолипидов. Из арахидоновой кислоты, отщепляемой от молекулы мембранных фосфолипидов, образуются простагландины, простациклины, тромбоксаны, лей-котриены. Отсутствие в пищевых продуктах или недостаточное поступление в организм незаменимых жирных кислот приводит к задержке роста, нарушению функции почек, заболеваниям кожи, бесплодию.
Бурый жир
Бурый жир [ править | править код ]
В человеческом организме существует два типа жировой ткани: белый жир (white adipose tissue; WAT — преобладает в организме и предназначен для запаса энергии) и бурый жир (brown adipose tissue; BAT — обеспечивает термогенез или продукцию тепла за счет сжигания жира). У людей с ожирением, как правило, содержится значительно меньшее количество бурого жира по сравнению с белым.
Функция бурого жира [ править | править код ]
Одним из механизмов, который позволил им доминировать, был развитый термогенез – способность тела поддерживать постоянную температуру, что не в последнюю очередь — заслуга бурой жировой ткани.
Термогенез бывает разный. Выделяют два типа: сократительный термогенез (знобит, дрожит, «зуб на зуб не попадает»), при котором теплообразование обусловлено сокращениями скелетных мышц (частный случай — холодовая мышечная дрожь), и несократительный термогенез (работа бурой жировой ткани). При некоторых заболеваниях организм сам повышает температуру, чтобы эффективнее бороться с источниками болезни. При развитии лихорадки система терморегуляции организма динамично перестраивается, активируется и работает на более высоком функциональном уровне, поэтому, если первые пару часов температура тела не выше 37,5 — её вообще не стоит сбивать.
Читайте также: Ткани гатчинская режим работы
Анатомия белого и бурого жира [ править | править код ]
Раньше всего бурую жировую ткань нашли у животных. Среди животных бурая жировая ткань лучше всего развита у тех, которые зимой впадают в спячку, так как во время спячки обмен веществ замедляется, из-за чего поддерживать температуру тела сокращениями скелетных мышц невозможно. Также бурая жировая ткань важна и при пробуждении животных от спячки: с помощью генерируемого ею тепла значительно повышается температура тела, из-за чего животное может выйти из спячки.
У кого есть бурый жир? [ править | править код ]
Раньше считалось, что бурая составляющая есть только у детей. Она позволяет им адаптироваться к новому миру после выхода из утробы матери. У новорожденных бурая жировая ткань составляет примерно 5 % от массы тела и находится в районе шеи, почек, вдоль верхней части спины, на плечах. Также в организме младенцев бурая жировая ткань часто встречается в смешанном с белой жировой тканью виде. Для новорожденных бурая жировая ткань имеет очень большое значение, так как помогает избежать гипотермии, которая является частой причиной смерти у недоношенных. Из-за бурой жировой ткани младенцы менее восприимчивы к холоду, чем взрослые (родителям полезно прочитать эту фразу дважды).
Клетки бурого жира обладают исключительной особенностью – они содержат очень много митохондрий (органелл, отвечающих за накопление энергии в клетке). Из-за них он, собственно, и «бурый». В митохондриях клеток бурого жира есть особый белок UCP1, который мгновенно превращает жирные кислоты в тепло, минуя фазу синтеза АТФ.
Липиды (триглицериды), содержащиеся в жировой ткани – это запас материала, из которого может быть получена энергия (АТФ).
Когда новорожденному нужно много энергии (например, чтобы согреться) – жиры подвергаются липолизу, в результате которого получаются жирные кислоты.
UCP1 в клетках бурого жира превращают жирные кислоты в тепло, в результате чего запасы жира тают. Сначала расходуются триглецириды в самом буром жире, а когда они на исходе – начинают таять запасы липидов и в ненавистном белом жире, окружающим клетки бурого жира (BRITE – brown in white).
В результате, «организм худеет». Однако, для того, чтобы этот процесс протекал эффективно – новорожденный должен нормально дышать(превращение жирных кислот требует кислород) и кушать! (для запуска липолиза также нужна энергия).
Увы, у взрослых этот механизм ослабевает. Уже через 2 недели после рождения дрожь, как реакция на холод , начинает замещать работу бурого жира, особенно если детей сильно кутают и держат в жаре.
Бурая жировая ткань есть и у взрослого человека [ править | править код ]
Теперь выясняется, что «полезный» жир также присутствует (и работает) в организме взрослых. Долгое время считалось, что бурый жир утрачивает свою значение уже в конце первого года жизни. Однако, относительно недавно (в 2008 году!) выяснилось, что бурый жир не только присутствует организме взрослого человека (это стало известно еще в 1908 году), но и может быть активирован холодом.
Этим открытием мы обязаны появлению нового метода визуализации активного метаболизма в ткани – позитронно-эмиссионной томографии, объединенной с компьютерной томографией (fused PET-CT), показавшей, что взрослый человек имеет около 20-30 граммов (так мало) функционального бурого жира, преимущественно в надключичной области.
Читайте также: Ткань бархат лимонный цвет
PET-CT регистрирует метаболическую активность ткани, и на правом рисунке мы видим, как нарастает активность бурого жира в ответ на холодовой стресс у взрослого человека.
«Мы выдали 24 молодым людям определённую дозу радиоактивной глюкозы, – рассказывает физиолог Ваутер ван Маркен Лихтенбелт . – Это было сделано для того, чтобы потом иметь возможность обнаружить активную бурую жировую ткань с помощью специальной аппаратуры». Затем участников исследования привели в комнату, температура в которой не превышала 16 °С. PET- и CT-сканирование показало, что под кожей шеи, груди и живота 23 человек присутствует «полезная» жировая ткань, которая работала, согревая людей в холодном помещении.
«Мы очень удивились, когда обнаружили её так много и у такого большого количества людей!» — восклицает ван Маркен Лихтенбелт. Когда же троих участников обследовали при комнатной температуре, то не нашли никаких следов бурого жира. Это не значит, что ткань исчезла, просто она перестала активно работать, считают эксперты.
Эффективность работы бурой жировой ткани у человека [ править | править код ]
Бурый жир составляет не более 1—2% массы тела. Тем не менее стимуляция этой ткани симпатической нервной системой при охлаждении животных, предварительно адаптированных к холоду, повышает теплопродукцию бурого жира в такой степени, что она может достигать одной трети всей дополнительно образованной в организме теплоты. В активированном состоянии бурый жир может тратить до 300 Ватт (это цифра другого исследования, некоторые говорят про 400) на килограмм веса взрослого человека.
Это 21 Киловатт на 70-килограммового человека. Для сравнения – человек в покое сжигает около 1 Киловатта энергии в человеке среднего веса. Активировав бурый жир вы можете лежать на диване и сжигать в двадцать раз больше энергии, чем раньше. Об этом подробнее в следующих статьях (выйдет завтра и послезавтра).
Сжигание жира [ править | править код ]
Бурый жир позволяет сжигать жиры, при его активации происходит перекачка жирных кислот из белой жировой ткани в бурую. В отличие от более распространенного собрата, откладывающегося под кожей, в сальниках и капсулах внутренних органов, бурый жир вместо запасания энергии сжигает ее в больших количествах, выделяя тепло. Это термогенез, обусловленный избыточным потреблением пищи.
Н. Ротуел и М. Сток поставили следующий опыт. Взрослым крысам скармливали ресторанную диету, т. е. разнообразную и вкусную пищу. Потребление животными этой пищи оказалось на 80% большим, чем в контрольной группе, получавшей обычный корм. При этом масса животных за три недели увеличилась только на 27%. Измерение газообмена показало, что хорошо питавшиеся крысы потребляли на 25% больше кислорода, чем в контроле. Эта надбавка исчезала после введения животным пропанолола — антагониста норадреналина. Масса бурого жира за те же три недели опыта возросла более чем втрое, а в митохондриях увеличилось количество термогенина.
Выводы [ править | править код ]
Специалисты Американской Диабетической Ассоциации полагают, что бурый жир содержит в себе очень важный потенциал для пациентов, страдающих ожирением и диабетом. Ткань активированного бурого жира действительно может сжечь огромное количество глюкозы и жиров и помочь контролировать уровень сахара в крови. Примечательно и то, что у людей, имеющих лишний вес, количество бурого жира снижено, а его активность подавлена. Поэтому в ближайшее время, благодаря появлению новых методов визуализации активного бурого жира, возможно появление новых медикаментозных и других методов накопления и активации бурого жира у взрослых людей.
- Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом