Бурый жир: что это такое?
В организме человека существует два типа жировой ткани: белая жировая ткань (WAT — доминирующий тип в организме для хранения энергии) и бурая жировая ткань (BAT — обеспечивает термогенез, то есть выработку тепла путем сжигания жира). У людей, страдающих ожирением, как правило, гораздо меньше коричневой жировой ткани, чем белой.
Функция бурого жира Править
Одним из механизмов, позволявших им доминировать, был развитый термогенез — способность организма поддерживать постоянную температуру, в немалой степени обязанная коричневой жировой ткани.
Термогенез проявляется во многих формах. Существует два типа: сократительный термогенез (дрожь, трепет, "зуб на зуб не попадает"), при котором выработка тепла происходит за счет сокращений скелетных мышц (холодовая мышечная дрожь — особый случай), и несократительный термогенез (работа бурой жировой ткани). При некоторых заболеваниях организм самостоятельно повышает температуру, чтобы эффективнее бороться с источниками болезни. При возникновении лихорадки терморегуляторная система организма динамично перестраивается, активизируется и работает на более высоком функциональном уровне, поэтому если температура тела не превышает 37,5 в течение первых нескольких часов, ее вообще не следует снижать.
Анатомия белого и бурого жира Править
Коричневая жировая ткань является самой ранней у животных. Коричневая жировая ткань лучше всего развивается у животных, которые впадают в зимнюю спячку, поскольку во время спячки метаболизм замедляется и температура тела не может поддерживаться сокращениями скелетных мышц. Бурая жировая ткань также важна для пробуждения животных от спячки: выделяемое ею тепло значительно повышает температуру тела, позволяя животному выйти из спячки.
У кого есть бурый жир? Править
Раньше считалось, что бурый жир есть только у младенцев. Это позволяет им адаптироваться к новому миру после выхода из утробы матери. У новорожденных коричневая жировая ткань составляет около 5% от массы тела и располагается вокруг шеи, почек, вдоль верхней части спины и на руках. Также у младенцев часто встречается коричневая жировая ткань, смешанная с белой жировой тканью. Для новорожденных коричневая жировая ткань очень важна, поскольку она помогает избежать гипотермии, которая является распространенной причиной смерти недоношенных детей. Коричневая жировая ткань делает младенцев менее восприимчивыми к холоду, чем взрослых (родителям стоит прочитать это предложение дважды).
Клетки бурого жира имеют уникальную особенность — они содержат много митохондрий (органелл, отвечающих за хранение энергии в клетке). Именно они являются причиной того, что она "коричневая". В митохондриях клеток бурого жира есть специальный белок под названием UCP1, который сразу же преобразует жирные кислоты в тепло, минуя фазу синтеза АТФ.
Липиды (триглицериды), содержащиеся в жировой ткани, являются запасом материала, из которого может быть извлечена энергия (АТФ).
Когда новорожденному требуется много энергии (например, для поддержания тепла) — жиры подвергаются липолизу, в результате которого образуются жирные кислоты.
UCP1 в клетках бурого жира преобразует жирные кислоты в тепло, что приводит к таянию жировых запасов. В первую очередь расходуются триглицериды, содержащиеся в самой бурой жировой ткани, а после ее истощения начинает таять и ненавистный белый жир, окружающий клетки бурой жировой ткани (BRITE — brown in white).
В результате "тело теряет вес". Однако, чтобы этот процесс проходил гладко, новорожденный должен нормально дышать (для преобразования жирных кислот необходим кислород) и есть! (ему также необходима энергия для запуска липолиза).
К сожалению, у взрослых этот механизм нарушен. Уже через 2 недели после рождения дрожь как реакция на холод начинает замещать бурый жир, особенно если младенцев плотно укутывают и держат в тепле.
Бурая жировая ткань есть и у взрослого человека Править
Теперь выяснилось, что "здоровый" жир встречается (и работает) и у взрослых. Долгое время считалось, что бурый жир теряется к концу первого года жизни. Однако относительно недавно (в 2008 году!) было обнаружено, что коричневая жировая ткань не только встречается у взрослых (об этом было известно еще в 1908 году), но и может активироваться под воздействием холода.
Зачем нужен белый и бурый жир l Вебинар
Это открытие связано с новым методом визуализации активного метаболизма в тканях — позитронно-эмиссионной томографией в сочетании с компьютерной томографией (fused PET-CT), который показал, что у взрослого человека имеется около 20-30 граммов (так мало) функциональной коричневой жировой ткани, в основном в надключичной области.
ПЭТ-КТ регистрирует метаболическую активность ткани, и на правом рисунке мы видим, как активность коричневой жировой ткани увеличивается в ответ на холодовой стресс у взрослого человека.
"Мы дали 24 молодым людям дозу радиоактивной глюкозы". — говорит физиолог Воутер ван Маркен Лихтенбельт. — Это было сделано для того, чтобы впоследствии мы могли обнаружить активную коричневую жировую ткань с помощью специального оборудования. Затем участников исследования привели в комнату, температура в которой не превышала 16°C. ПЭТ и КТ-сканирование показали, что под кожей шеи, груди и живота 23 участников присутствовала "здоровая" жировая ткань, которая действовала, согревая их в холодной комнате.
"Мы были очень удивлены, обнаружив его в таком количестве и у стольких людей!" — говорит ван Маркен Лихтенбельт. Однако, когда три участника были обследованы при комнатной температуре, они не обнаружили никаких следов бурого жира. Это не означает, что ткань исчезла, просто она больше не активна, говорят эксперты.
Бурый жир составляет не более 1-2% от массы тела. Тем не менее, стимуляция этой ткани симпатической нервной системой во время охлаждения животных, предварительно адаптированных к холоду, увеличивает теплопродукцию коричневой жировой ткани до такой степени, что она может достигать одной трети всего дополнительного тепла, вырабатываемого в организме. При активации бурый жир может расходовать до 300 Вт (это данные другого исследования, некоторые говорят о 400) на килограмм веса взрослого человека.
Это 21 киловатт на 70-килограммового человека. Для сравнения, человек среднего веса в состоянии покоя сжигает около 1 киловатта энергии. Активизируя бурый жир, вы можете лежать на диване и сжигать в двадцать раз больше энергии, чем раньше. Подробнее об этом в следующих статьях (выйдут завтра и послезавтра).
Сжигание жира Править
Бурый жир обеспечивает сжигание жира путем переноса жирных кислот из белой жировой ткани в бурую жировую ткань. В отличие от своего более распространенного аналога, который откладывается под кожей, в толстом кишечнике и в капсулах внутренних органов, бурый жир, вместо того чтобы накапливать энергию, сжигает ее в больших количествах, выделяя тепло. Это термогенез, вызванный чрезмерным потреблением пищи.
Н. Ротуэл и М. Сток поставили следующий эксперимент. Взрослых крыс кормили ресторанной диетой, то есть разнообразной вкусной пищей. Потребление этого корма животными было на 80% выше, чем в контрольной группе, которая получала обычный рацион. Однако за три недели вес животных увеличился всего на 27%. Измерение газообмена показало, что крысы, которых хорошо кормили, потребляли на 25% больше кислорода, чем контрольные. Это увеличение исчезало, когда животным давали пропанолол, антагонист норадреналина. За те же три недели эксперимента масса коричневой жировой ткани увеличилась более чем в три раза, а количество термогенина в митохондриях возросло.
Выводы Править
Американская диабетическая ассоциация считает, что бурый жир обладает очень важным потенциалом для пациентов с ожирением и диабетом. Активированная коричневая жировая ткань действительно может сжигать огромное количество глюкозы и жиров и помогает контролировать уровень сахара в крови. Стоит также отметить, что у людей с избыточным весом уменьшается количество коричневой жировой ткани и подавляется ее активность. Поэтому в ближайшем будущем, с появлением новых методов визуализации активной коричневой жировой ткани, могут появиться новые фармакологические и другие способы накопления и активации коричневой жировой ткани у взрослых.
