Почему бурый жир «хороший», а висцеральный - опасный для здоровья? Когда пора бить тревогу и начинать следить за питанием? Как избавиться от «плохого» жира? К чему может привести большое количество жира в организме? Вместе с диетологом-эндокринологом Натальей Фадеевой разбираемся в этих и других вопросах.
Наталья Фадеева
В организме человека нет ничего бесполезного. Жир - это в том числе важный гормональный орган. Например, во время климакса у женщин он частично берёт на себя функцию яичников и вырабатывает половые гормоны, что защищает женщину от развития остеопороза (уменьшения плотности костной ткани) и переломов. Жир вырабатывает разные гормонально активные вещества: резистин, адипонектин, лептин и другие. Их функции в организме активно изучаются учёными.
Человек не может жить, а тем более размножаться, вынашивать и кормить ребёнка без жировой ткани. Существуют генетические заболевания, при которых у человека практически нет этой ткани. Раньше такие люди едва могли выжить, но сейчас медицина поддерживает их жизнеспособность.
Белый жир
Это именно тот вид, о котором в первую очередь думают люди, когда говорят о жире. По-другому белый жир называют белыми адипоцитами - клетками, из которых в основном состоит жировая ткань. Белый жир действительно имеет белый цвет (или слегка желтоватый) - из-за низкой плотности митохондрий (постоянные компоненты клетки, источник энергии клеток) и небольшого количества кровеносных сосудов.
Главные функции белого жира - хранить энергию (он вообще самый большой источник энергии в организме) и вырабатывать гормоны. Например гормон адипонектин. Он делает печень и мышцы чувствительными к инсулину, а значит, снижает риск появления диабета и сердечных заболеваний. Если человек набирает вес, производство адипонектина замедляется или вовсе прекращается - это может спровоцировать развитие болезней. Ещё жир производит гормон лептин - он регулирует аппетит и голод. Но это не значит, что чем больше белого жира в организме, тем лучше. Слишком большое его количество ведёт к резистентности к лептину. Итог: постоянное чувство голода и лишний вес.
Это нормально, если тело мужчины на 15-25% состоит из жира, а тело женщины - на 15-30%. Если число превышает максимальный показатель, это говорит об ожирении - необходимо пересмотреть питание и задуматься о тренировках.
Наталья Фадеева
врач диетолог-эндокринолог, доктор медицинских наукБелый жир - это жир, который находится под кожей, вокруг органов. Как правило, он накапливается в одной капле в цитоплазме клетки адипоцита. Основная функция белого жира - накопление энергии на период голода.
Бурый жир
Полная противоположность белому жиру - бурый жир не накапливает энергию, а помогает тратить её. Своим свойствам и цвету этот вида жира обязан тесной связи с митохондриями. Некоторые учёные склонны относить бурый жир больше к мышце, чем к жиру как таковому. Если активировать этот жир, он начнёт сжигать белый.
Учёные выяснили, что стройные люди имеют больше бурого жира, чем люди с избыточным весом. Хотя в составе организма человека бурого жира и так немного. Например, человек весом 68 килограммов имеет 20-30 килограммов жира. Но всего 500-800 граммов из них - бурый жир. И даже такое количество способно сжигать от 300 до 500 калорий в день - этого достаточно, чтобы регулярно сбрасывать 450 граммов веса в неделю.
Учёные работают над препаратом, который бы активировал бурый жир (средство поможет в борьбе с ожирением), но всё равно призывают не считать это панацеей и не забывать о спорте и правильном питании.
Наталья Фадеева
врач диетолог-эндокринолог, доктор медицинских наукБурый жир - это жир, которые располагается в области почек, спины, плеч, шеи. Его количество в организме взрослого человека очень небольшое. В теле новорождённого его количество может быть гораздо больше и достигать 5% массы тела. Бурый жир защищает организм ребёнка от переохлаждения, так как его основная функция - термогенез (выработка тепла).
По строению бурый жир отличается от белого большим количеством сосудов и железа, что придаёт ему характерный цвет. Увеличив количество бурого жира, можно ускорить метаболизм, повысить энерготраты и поддерживать нормальную массу тела. Приумножить его количество можно только путём закаливания организма - но процесс запускается только в том случае, если делать это регулярно, причём с детства.
Именно бурый жир помогает худеть - за счёт своего термогенетического действия, траты энергии, чтобы согреться.
Бежевый жир
В ходе исследований учёные выяснили, что бежевый жир - это уникальный тип клеток. Они считают, что белый жир способен преобразоваться в бежевый, а значит, это поможет избавиться от избыточного веса. что катехоламины - гормоны, выделяемые во время стресса и простуды - помогают перейти к процессу преобразования белого жира в бежевый. . Во время физической активности мышцы выделяют специальные белки, которые и запускают этот процесс.
Наталья Фадеева
врач диетолог-эндокринолог, доктор медицинских наукБежевый жир - это фактически переходная форма жира, из которой под влиянием условий внешней среды может сформировать как белый жир, так и бурый. Последнее произойдёт, если организм находится в условиях низких температур и нуждается в дополнительном термогенезе. Бежевый жир обнаружили не так давно, и его роль в организме активно исследуется.
Подкожный жир
Подкожный жир - это слой жира, который находится прямо под кожей человека, он составляет 90% всего жира в теле. Во многих спортивных и медицинских центрах можно измерить количество этого вида жира. Уменьшить его уровень помогут давно придуманные способы - сокращение быстрых углеводов и «пустых» калорий и регулярное выполнение высокоинтенсивных упражнений.
Наталья Фадеева
врач диетолог-эндокринолог, доктор медицинских наукПодкожный жир защищает организм от переохлаждения, накапливает энергию на случай голода (клетки могут накапливать огромное количество энергии), у женщин он предусмотрен для беременности и кормления грудью, обладает амортизирующими свойствами и считается гормонально активной тканью.
Накопление подкожного жира зависит от пола (у женщин всегда больше, чем у мужчин), от возраста (увеличивается с возрастом, в старости уменьшается) и пищевых привычек (увеличивается при гиподинамии и переедании). Избыточное накопление подкожного жира в области бёдер у женщин увеличивает риски заболеваний репродуктивной системы и варикозного расширения вен.
Именно подкожный жир обвиняют в целлюлите, который представляет собой совершенно нормальное строение подкожной жировой клетчатки у женщин и зависит от количества женских половых гормонов, особенностей строения соединительной ткани у женщин. Целлюлит совершенно не нуждается в лечении с точки зрения медицины. Наличие целлюлита относится к женскому гендерному признаку, а его отсутствие говорит о преобладании мужских половых гормонов.
Висцеральный жир
Самый опасный для здоровья вид жира. Висцеральный жир - это белый жир, который находится в брюшной полости вокруг органов, печени, поджелудочной железы, сердца, кишечника. Исследователи обнаружили, что висцеральный жир выделяет ретинол-связывающий белок 4, который повышает устойчивость к инсулину. Это, в свою очередь, приводит к непереносимости глюкозы и диабету второго типа.
Большое количество висцерального жира в организме связывают с развитием рака молочной железы, колоректальным раком, сердечных заболеваний, деменции. До конца непонятно, как слабоумие связано с жиром. Возможно, дело в гормоне лептине - вырабатывается белым жиром - и его отрицательным влиянием на мозг. , кандидат медицинских наук, научный сотрудник отдела исследований в The Kaiser Permanente в Окланде (штат Калифорния) - именно она выявила связь между наличием висцерального жира и развитием деменцией в ходе исследования, где проанализировала данные больше 6 500 человек.
Чтобы оценить количество висцерального жира в организме, нужно определить соотношении талии к бёдрам. Измерьте обхват талии и бёдер в самой широкой точке. Затем разделите показатель окружности талии на показатель обхвата бёдер. Если число больше 1,0 у мужчин и 0,85 у женщин, то уровень жира слишком высокий.
Диетологи рекомендуют увеличить в рационе количество нерафинированных продуктов, белка, ненасыщенных жирных кислот, цельного зерна и клетчатки - их практика показывает, что это поможет значительно уменьшить уровень висцерального жира. А ещё важно спать по 7-9 часов в день и тренироваться. , что эффективный метод борьбы с жиром на животе - регулярно выполнять кардио.
Наталья Фадеева
врач диетолог-эндокринолог, доктор медицинских наукИзбыточное накопление висцерального жира (ожирение в области живота, андроидное ожирение) ведёт к тому, что жировые клетки не справляются с таким количеством жира (клетки висцерального жира не могут, в отличие от подкожного, накапливать жир в больших количествах) и он попадает в виде холестерина, триглицеридов и липопротеидов в кровь. Это вызывает проблемы сердечно-сосудистой системы (атеросклероз, инфаркты, инсульты), ожирение внутренних органов. А ещё жировой гепатоз, развитие метаболического синдромы, подагры и других нарушений.
От «плохого» жира можно избавиться, если соблюдать основные принципы рационального питания и ежедневно двигаться. Для женщин важно, чтобы обхват талии был не более 82 сантиметров, а для мужчин - не более 94. Значительное увеличение показателей окружности талии - плохой признак. Он говорит, что «плохого» жира в теле больше, чем надо. Профилактика ожирения по абдоминальному (верхнему) типу - поддержание нормальной массы тела на протяжении всей жизни, сбалансированное питание и регулярная физическая активность.
Жировая ткань относится к соединительным тканям со специальными свойствами. Развивается из мезенхимы. После рождения обновление идет за счет адвентициальных клеток.
Различают два вида жировой ткани: белую и бурую. Бурая жировая ткань характерна лишь для раннего детского возраста. У взрослых может находится в средостении, вдоль аорты. Белая жировая ткань встречается в подкожной жировой клетчатке, в сальниках, в строме внутренних органов, орбитах.
Белая жировая ткань состоит из адипоцитов (липоцитов), содержащих одну крупную каплю жира. Липоциты имеют округлую форму, в центре крупная капля жира, а вокруг узкий ободок цитоплазмы, содержащий митохондрии, комплекс Гольджи, ЭПС и палочковидное ядро.
Клетки бурой жировой ткани содержат мелкие капельки жировых включений, много митохондрий с пластинчатыми кристами. Митохондрии здесь отличатся мелкими размерами, плотным матриксом, расширенным межмембранным пространством. Такие митохондрии способны активно захватывать воду и набухать, при этом при помощи белка термогенина усиливается разобщение окислительного фосфорилирования и происходит выделение тепла. В центре клетки находится округлое ядро, содержащее эухроматин. Бурый цвет ткани придают железосодержащие пигменты - цитохромы митохондрий. Клетки бурой жировой ткани окружены мно гочисленными капиллярами.
На данной фотографии (рисунок 20) представлен фрагмент адипоцита бурой жировой ткани, содержащий участок цитоплазмы и часть ядра. Видно, что ядро расположено в центре клетки, имеет округлую форму, содержит эухроматин. В кариолемме заметны поры. Митохондрии с пластинчатыми кристми многочисленны. Липидные включения заполнены гомогенным содержимым.
Бурая жировая ткань участвует в терморегуляции.
Белая жировая ткань - обеспечивает поглощение из крови, синтез и накопление нейтральных липидов. Выполняет трофическую функцию, связанную с обеспечением энергетического запаса к резерва воды в организме.
» 43
Рисунок 21 - Остеоцит (увеличение в 10 000 раз):
ядро; 2 - цитоплазма; 3 - плазмолемма;
4 - отросток остеоцита; 5 - лакуна
Остеоцит
Остеоциты - это зрелые, высокодифференцированные клетки костной ткани. Имеют отросчатую форму, темное компактное ядро и слабоба-зофилъную цитоплазму. Некоторые остеоциты имеют развитые мембранные структуры, другие находятся на различных стадиях деструкции.
Остеоциты располагаются в костных полостях - лакунах. Их тонкие отростки проходят в костных канальцах, пронизывающих основное вещество. При помощи этих канальцев происходит обмен веществ между остеоци-тами и кровью. Остеоциты не делятся, но участвуют в процессах метаболизма, обновления межклеточных структур и поддержания ионного баланса. Функция остеоцитов сводится к участию в обменно-транспортных про цессах и регуляции минерального состава костной ткани.
На электронограмме (рисунок 21) представлены структуры костной ткани: клетка и межклеточное вещество:
1. Остеоцит лежит в ячейке (лакуне). Кроме тела остеоцита в лакуне находится аморфный компонент межклеточного вещества, который сооб щается с жидкостью в костных канальцах. За пределами ячейки располо жено сильно минерализованное электронно-плотное межклеточное веще ство. Клетка отросчатой формы. Отростки лежат в костных канальцах. Видны два отростка.
Ядро остеоцита повторяет форму тела клетки. В ядре не видны ядрышки, преобладает гетерохроматин (активность считывания информации с ДНК, а значит и синтеза - низкая).
Цитоплазма остеоцита скудная. Вокруг ядра различимы единичные цистерны и пузырьки.
2. Из-за сильной минерализации межклеточное вещество не пропус кает электронов и выглядит абсолютно черным. Поскольку остеоцит не синтезирует межклеточное вещество, то неминерализованной костной тка ни на данной электронограмме нет.
Рисунок 22 - Фрагмент поперечно-полосатого мышечного волокна
(увеличение в 13 000 раз):
S - саркомер; А - анизотропный диск; I - изотропный диск;
Z - телофрагма; Н - светлая полоса в центре А-диска
в середине которой проходит М-линия (мезофрагма)
Фрагмент поперечно-полосатого мышечного волокна
На электронограмме (рисунок 22) представлен фрагмент миосимпла-ста. Мышечное волокно - это структурно-функциональная единица поперечно-полосатой скелетной мышечной ткани, которая развивается из миотомов сомитов мезодермы.
Каждое волокно покрыто сарколеммой, состоящей из двух слоев: внутреннего - плазмолеммы и внешнего - базальной мембраны, в которую вплетаются ретикулярные волокна. Многочисленные ядра занимают периферическое положение. В саркоплазме содержатся включения миог-лобина и гликогена, свободные рибосомы в виде полисом. Присутствуют лизосомы, много митохондрий, хорошо развита агранулярной ЭПС (депо Са++), клеточный центр отсутствует. Триада - это комплекс из одной инвагинации плазмолеммы (Т-трубочка) и двух цистерн агранулярной ЭПС (L-трубочки). Обеспечивает проведение возбуждения от плазмолеммы к мембранам ЭПС.
Основной объем саркоплазмы занят сократительным аппаратом - миофибриллами, которые являются органеллами специального назначения. Миофибриллы состоят из уложенных параллельными рядами миофила-ментов. Миофиламенты - это нити сократительных белков. Тонкие фила-менты содержат актин, тропомиозин, тропонин. Толстые филаменты состоят из миозина. Упорядоченное расположение миофиламентов придает миофибрилле поперечную исчерченность (видны правильно чередующиеся темные и светлые диски).
Саркомер - это структурно-функциональная единица миофибриллы, участок между телофрагмами (рисунок 23.1).
1
Рисунок 23.1 - Саркомер поперечно-полосатого мышечного волокна
(увеличение в 175 000 раз):
1 - мезофрагма; 2 - толстые миозиновые филаменты;
3 - тонкие актиновые миофиламенты; 4 - Z-телофрагма;
5 - часть 1-диска; 6 - М-линия; 7 - А-диск; 8 - саркомер
(тошшс (шлсшс
филаменты") фнламта ты)
Рисунок 23.2 - Схема строения миофиламентов
Саркомер поперечно-полосатого мышечного волокна
На электронограмме (рисунки 23.1, 23.2) представлен саркомер - структурно-функциональная единица миофибриллы поперечно-полосатой мышечной ткани.
Саркомер - это часть миофибриллы между телофрагмами (Z-линиями). Формула саркомера 1/2 I-диска + А-диск +1/2 I-диска. Линия сшивки соседних саркомеров (Z-линия) состоит из белков алъфа-актинина, десмина, виментина.
Миофибриллы состоят из уложенных параллельными рядами мио-филаментов. Миофиламенты - это нити сократительных белков. Тонкие филаменты - актин, тропомиозин, тропонин. Толстые филаменты - миозин. Упорядоченное расположение миофиламентов придает миофибрилле поперечную исчерченность, т. е. видны правильно чередующиеся темные и светлые диски.
В поляризованном свете темные диски обнаруживают двойное лучепреломление (анизотропные, А-диски). В середине А-диска находится светлая полоска Н-полоска. Там находятся только толстые миозиновые нити, которые прикрепляются в центре А-диска к М-линии (мезофрагма)
Светлые диски называют изотропными (I -диски). 1-диски состоят только из тонких филаментов. В центре диска видна телофрагма (Z- линия). Это место прикрепления тонких филаментов.
При сокращении тонкие актиновые нити глубоко заходят между мио-зиновыми и продвигаются к средней линии. При этом ширина I-диска и Н-полоски уменьшается, А-диска не изменяется.
Рисунок 24 - Различия в структуре и конфигурации
вставочных дисков сердечной мышцы
(увеличение в 76 000 раз):
А - вставочный диск в миокарде предсердий;
Б - вставочный диск в миокарде желудочков;
В - слоистые структуры типа десмосом вставочных дисков желудочков
Также следует отметить, что ученые различают два вида термогенеза:
- Сократительный - для получения тепла используются сокращения скелетных мускулов, выражающиеся в дрожи и ознобе.
- Несократительный - в этом процессе активное участие принимает бурый жир.
Бурая жировая ткань - что это?
В нашем теле существует два вида жировых тканей: бурая и белая. Хотя сегодня ученые считают, что есть и третий вид, названный бежевым жиром, но о нем мы расскажем в конце этой статьи. Тот жир, с которым постоянно борется человечество, когда пытается худеть, является белым, и он достаточно хорошо изучен. Применительно к бурой жировой ткани этого сказать нельзя и информации о ней пока не столь много.
Безусловно, в человеческом организме нет ничего плохого и хорошего и по этой причине подобное деление весьма условно. Белая жировая ткань содержит в себе запасы энергии, а бурая при необходимости их сжигает. Кстати, бурый цвет он имеет по причине наличия в ней митохондрий.
Впервые бурая жировая ткань была обнаружена у животных и весьма развита у тех видов, которые зимой погружаются в спячку. Это связано с тем, что в этот период скорость метаболизма резко снижается и сократительный термогенез в таких условиях невозможен. Кроме этого бурый жир участвую и в процессе пробуждения животных от спячки, способствуя повышению температуры тела.
Ранее ученые были уверены, что бурый жир присутствует только в теле младенцев и благодаря ему ребенок может адаптироваться к новым условиям обитания вне утробы матери. У младенцев на бурый жир приходится около пяти процентов всей массы тела. Благодаря бурой жировой ткани ребенок в первое время после рождения может избежать гипотермии, а именно она является основной причиной смерти у недоношенных детей. Ученые определили, что благодаря большему количеству бурого жира, младенцы в меньшей степени восприимчивы к холоду, чем взрослые.
Мы уже говорили, что в бурой жировой ткани содержится много митохондрий, а также особое белковое соединение UCP1, способное быстро добывать из жирных кислот тепловую энергию, не задействуя для этого АТФ. Как известно, липиды, которые содержаться в жировых клетках являются запасным материалом для производства АТФ. Если младенцу необходимо согреться или требуется большое количество энергии для других целей, то бурая жировая ткань быстро окисляет жиры до состояния жирных кислот. После этого они благодаря UCP1 быстро преобразуются в энергию.
Все это приводит к стремительному сжиганию жира, и организм начинает стремительно худеть. Чтобы этот процесс продолжался постоянно, ребенок должен дышать и питаться. С возрастом этот механизм начинает работать не так эффективно. Примерно через 14 дней с момента рождения у ребенка уже активируется процесс сократительного термогенеза.
Однако бурый жир есть у взрослых людей, и при этом может быть активирован с помощью холода.
Эффективность бурого жира у взрослых людей
В организме взрослого человека содержится не более двух процентов бурого жира. В ходе экспериментов с участием животных было установлено, что при стимуляции симпатической нервной системой усиливается работоспособность жировой бурой ткани. Правда, для этого необходимо, чтобы соблюдалось два дополнительных условия. Во-первых, житные должны быть адаптированы к холоду, а во-вторых, необходимо воздействие на организм холода.
В ходе одного эксперимента было установлено, что бурый жир при активации способен тратить около 300 ватт энергии на каждый кило массы тела. Применительно к человеку весом в 80 кило, расход энергии составит 24 киловатта. Для сравнения, в состоянии покоя расходуется в среднем около одного киловатта.
Бурая жировая ткань способна очень активно сжигать жиры и во время этого процесса происходит окисление белых жировых клеток, после чего полученных жирные кислоты транспортируются в бурую жировую ткань. Ученые обнаружили, что термогенез, вызываемый бурым жиром обусловлен употреблением избыточной пищи.
В ходе исследования одна группы подопытных крыс питалась простым кормом, а второй давали вкусную пищу. В результате у представителей второй группы при потреблении на 80 процентов большего количества пищи, масса тела увеличилась примерно на четверть, что можно считать слабым показателем. Зато этих животных резко увеличилось потребление кислорода, а также примерно в три раза увеличились запасы бурого жира.
Сейчас ученые предполагают, что бурый жир обладает большим потенциалом и может стать весьма полезным для людей, страдающих диабетом и ожирением. В активном состоянии бурый жир способен сжигать большое количество жировых запасов организма увеличить потребление глюкозы, находящейся в крови. Также следует сказать, что у полных людей количество бурого жира меньше в сравнении с нормальным состоянием и его активность значительно ниже.
И в заключение несколько слов следует сказать о бежевом жире. Бежевая жировая ткань обладает теми же термогенными свойствами, что и бежевая. Ученые предполагают, что по своей функциональности бежевый жир располагается между белым и бурым. Вполне возможно, что взрослый человек обладает большим запасом бежевого жира, а не бурого. Вероятно, именно по этой причине на людей не действуют те стимуляторы, которые вызывают активацию бурой жировой ткани у животных.
Ученые продолжают исследования в этой области и возможно, что бурый жир, имеющийся в организме младенцев, с возрастом превращается в бежевый и необходимы особые стимуляторы, чтобы активировать рецепторы этой ткани.
Больше познавательной информации о бурой жировой ткани узнаете из этого видео:
Кирилл Стасевич
У врачей есть все основания считать, что избыточный вес до добра не доводит. Как правило, с повышенной массой тела связан целый комплекс расстройств: от сердечно-сосудистых до обмена веществ. А число людей с той или иной формой ожирения постоянно растёт.
Как можно удержать вес в пределах нормы? Ответ, казалось бы, проще некуда - меньше ешьте, больше двигайтесь. В действенности этих средств никто не сомневается, однако помогают они далеко не всем. У некоторых людей особенности обмена веществ таковы, что жир накапливается при любой диете. Порой мы просто не можем противиться чувству голода: мозг требует калорий без оглядки на избыточный вес. Выполнять предписания насчёт физической нагрузки тоже не всегда удаётся, особенно жителям городов.
Поэтому ожирение стало одной из самых изучаемых тем в современной медицине, и усилия многих исследователей направлены на поиск средства, которое помогло бы предотвратить накопление жира. Можно, например, попытаться изменить пищевое поведение через мозг и нейроэндокринную систему. Другой путь помешать накоплению жира - воздействие на кишечную микрофлору, поскольку именно от неё во многом зависит, что из пищи будет всасываться в кровь, а что нет. Наконец, избыток липидов можно просто сжечь, то есть расщепить их в каких-нибудь обменных процессах.
Между тем жир жиру рознь. То, что откладывается на ягодицах и на талии, это белая жировая ткань, состоящая преимущественно из белых адипоцитов (жировых клеток). Их функция - запасать разнообразные липиды, и выглядят они как огромная жировая капля. Цитоплазма, ядро и другие компоненты клетки в них есть, но они ютятся где-то между липидной массой и мембраной. Иначе выглядят клетки бурого жира: в них жировых капель несколько, и в цитоплазме очень много митохондрий, которые благодаря железосодержащим белкам придают клеткам более тёмный, бурый цвет.
С биохимической точки зрения клетки бурого жира устроены на первый взгляд бессмысленно. В их митохондриях разорвана связь между окислением органических молекул (то есть липидов) и синтезом энергетических молекул АТФ. Как известно, в ходе окисления молекул в митохондриях на их внутренних мембранах создаётся градиент протонов: по одну сторону мембраны протонов больше, чем по другую. Этот градиент нужен для того, чтобы работал встроенный в мембрану фермент для синтеза АТФ: энергия, запасённая в химических связях АТФ, легко высвобождается и используется в подавляющем большинстве молекулярных процессов в клетке. А вот в буром жире энергия от окисляемых продуктов в АТФ почти не запасается. Но и впустую она не тратится, а уходит в тепло.
Все клетки в той или иной степени позволяют какой-то доле получаемой энергии утекать в тепло, однако клетки бурого жира специализированы именно на этой функции - создавать тепло из запасённых липидов. Легко догадаться, что бурые адипоциты служат важным элементом системы терморегуляции у теплокровных животных. На самом деле зоологи давно заметили, что бурый жир особенно развит у зверей, впадающих в зимнюю спячку. Поддерживать температуру тела с помощью других механизмов, например дрожанием, «спящие» звери не могут, и бурый жир приходится весьма кстати.
Бурый жир защищает от переохлаждения и младенцев, - у них он составляет до 5% от массы тела. У взрослых людей, как полагали до недавнего времени, бурые адипоциты перестают выполнять свою функцию, теряют митохондрии и превращаются в подобие обычных белых жировых клеток.
Однако несколько лет назад бурый жир нашли и у взрослых. Оказалось, какая-то его часть остаётся в районе шеи, плеч и верхней части грудной клетки. Более того, выяснилось, что количество бурого жира у взрослых увеличивается на холоде, что понятно, ведь бурый жир нужен именно для обогрева.
И поскольку «топка» бурого жира работает на липидах, сама собой возникла идея: нельзя ли использовать его для избавления от избыточного веса? Но тогда нужен некий «рубильник», который активировал бы бурую жировую ткань, когда это нужно. Чтобы реализовать эту идею, требуется, во-первых, понять молекулярные и клеточные механизмы, которые обеспечивают появление бурого жира в организме, а во-вторых, убедиться, что он действительно помогает от ожирения и сопутствующих проблем с обменом веществ.
Хотя клетки бурого жира находили не только в специальных «депо», но и в толще белого жира, считалось, что у них всё равно существуют свои особые предшественники, которые потом развиваются в бурые адипоциты. Однако исследователи из Швейцарской высшей технической школы Цюриха выяснили, что белый жир и бурый жир могут непосредственно превращаться друг в друга. Эксперименты ставили на мышах, у которых следили за отдельными клетками белого жира: при понижении температуры эти клетки «бурели», а при повышении «белели». Получается, что бурый жир может образовываться непосредственно из жира белого.
Бурая жировая ткань густо пронизана кровеносными сосудами; они не только приносят ей топливо, но и забирают с собой тепло. Удалось даже найти нервные клетки, которые дают сигнал к расщеплению жиров, - ими оказались некоторые нейроны гипоталамуса. Они контролировали именно метаболическую активность клеток бурого жира. То есть аппетит и потребление пищи оставались прежними, но зато в бурожировой «топке» сжигалось большее количество калорий.
Мозг может управлять бурым жиром не только с помощью собственно нейронных сигналов, но и с помощью гормонов-нейропептидов, называемых орексинами. Эти нейропептиды синтезируются опять же в гипоталамусе, участвуют в регуляции циклов сна - бодрствования и влияют на энергетический обмен и аппетит. Оказалось, что орексины напрямую действуют на клетки белого жира, способствуя их превращению в бурые адипоциты. (Возможно, что одним лишь прямым влиянием дело не ограничивается, поскольку орексины включены в сложную систему нескольких нейропептидов, контролирующих метаболизм, и могут действовать на бурый жир через своих «агентов влияния».) Если у мышей гены орексинов отключали, животные набирали вес даже при умеренном питании.
Не стоит, однако, думать, что бурый жир находится под опекой всего лишь пары-тройки нейропептидов и группы нервных клеток. Самое деятельное участие в превращении одной жировой ткани в другую принимает иммунная система. Несколько лет назад исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Франциско (США) обнаружили, что макрофаги, присутствующие в белом жире, понуждают жировые клетки при понижении температуры стать бурыми. Обычно о макрофагах говорят как о клетках-«уборщиках», которые ликвидируют последствия «иммунных войн», и их активная роль в метаболизме выяснилась лишь недавно. Под действием особых сигнальных белков макрофаги понуждают жировую ткань к сжиганию своих запасов. А буквально недавно удалось связать иммунные сигналы, управляющие макрофагами, с работой мышц. При физических упражнениях и опять-таки при понижении окружающей температуры из мышц высвобождается особый гормон (называемый метеорин-подобным гормоном), который через иммунные сигнальные белки интерлейкины действует на макрофаги, находящиеся в жировой ткани, а дальше всё разворачивается по вышеописанному сценарию.
Расшифровка механизмов управления бурым жиром обычно сопряжена с поиском молекулярных «волшебных кнопок» - регуляторных белков, с помощью которых можно активировать появление новых бурых клеток или усилить их активность. Так, недавно исследователи из университета Содружества Виргинии (США) опубликовали статью, в которой предлагали на роль включателя бурого жира фермент киназу Tyk2. До сих пор этот фермент изучали как один из перспективных противораковых белков. (Здесь можно вспомнить о том, что ожирение часто развивается вместе с онкологическими заболеваниями.) Таких примеров много, сообщения о белках-активаторах бурого жира появляются регулярно. Естественно, в каждой подобной работе проверяется их влияние на избыточный вес. Пока что всё, что активирует бурый жир, помогает от лишнего веса избавиться. Но помогает ли бурый жир избавиться от метаболических проблем, сопровождающих ожирение?
Исследователи из Онкологического института Даны - Фарбера (США) ответили на этот вопрос утвердительно. Они нашли белок, связывающий тепловое сжигание калорий с воспалительными процессами, которые начинаются в чрезмерно разросшейся жировой ткани. Именно воспаление, как считается, провоцирует устойчивость тканей и органов к инсулину, что есть прямая дорога к диабету второго типа. Оказалось же, что белок TRPV4, содержащийся в белых адипоцитах, мешает сжиганию жира и способствует воспалительным процессам в жировой ткани. Если синтез TRPV4 подавляли, то ни ожирения, ни воспаления у подопытных животных не было, хотя питались они высококалорийной жирной пищей. На самом деле в других работах тоже отмечалась связь между активацией бурого жира и исчезновением признаков диабета, однако нужно было найти именно конкретное молекулярное связующее звено. Им оказался TRPV4. Правда, надо учитывать, что исследования такого рода лишь одним звеном не ограничиваются и обычно молекулярные биологи достают за пойманное звено целую сигнальную цепочку, каждый член которой может стать мишенью для лекарств.
В основном подобные эксперименты ставятся на мышах, так что резонно было бы задать вопрос, насколько полученные результаты можно экстраполировать на человека. Но буквально в июле этого года в журнале «Diabetes» вышла статья, в которой сотрудники медицинского отделения Техасского университета в Галвестоне (США) пишут об однозначной связи между количеством бурого жира у человека, уровнем глюкозы в крови и реакцией клеток на инсулин. Чем активней был бурый жир, чем больше его было, тем больше калорий сгорало и тем активней глюкоза всасывалась из крови в клетки тканей. Так что бурый жир действительно мог бы стать хорошим медицинским инструментом в борьбе с ожирением и диабетом, и учёные не зря ищут средство, с помощью которого можно было бы быстро и эффективно активировать бурую жировую ткань.
Большая часть таких поисков нацелена на молекулы-мишени, вовлечённые в управление бурым жиром. Различные подходы отличаются тут по эффективности и вероятности побочных эффектов. Например, сотрудники биотехнологической компании «Genetech» утверждают, что могут активировать бурые адипоциты и нормализовать обмен веществ всего одной инъекцией антител, активирующих клеточные рецепторы к гормону FGF21 (фактору роста фибробластов 21). У мышей с диабетом, получивших инъекцию, уровень глюкозы целый месяц держался в норме, а сами мыши похудели на 10%. Однако антитела эти испытаны пока что только на животных. С другой стороны, исследователи из Кембриджа (Великобритания) полагают, что предпочтение нужно отдать «их» белку под названием BMP8B, который не просто активирует бурый жир, но делает это очень специфично - то есть, подействовав каким-то препаратом на BMP8B, мы почти не рискуем задеть другой молекулярно-клеточный процесс. Стоит также упомянуть недавно открытый гормон ирисин, - он спасает от ожирения и диабета, превращая белый жир в бурый, и при этом способствует нарастанию мышечной ткани. То есть действие этого гормона сходно с походом в тренажёрный зал: минус жир, плюс мышцы.
Среди разных советов, как активировать бурый жир, оригинально выглядит предложение использовать виагру. О том, что этот легендарный препарат ещё и от ожирения помогает, сообщили исследователи из Боннского университета (Германия), опубликовавшие в прошлом году статью в «The Journal of the Federation of American Societies for Experimental Biology». Виагра, или силденафил, увеличивала количество бурого жира у мышей, а кроме того, подавляла воспалительные процессы в белой жировой ткани.
Ну а может ли человек сам поспособствовать увеличению в организме доли бурого жира, не дожидаясь появления лекарственных препаратов? Такой способ есть, и это - спорт и физкультура. Выше мы уже упоминали про метеорин-подобный гормон, высвобождающийся из мышц при физическом напряжении. Также мышечные нагрузки увеличивают синтез в мышцах транскрипционного фактора PGC-1α, который включает в клетках белого жира гены, превращающие их в бурые адипоциты. (Белковый фактор PGC-1α работает в сигнальной цепочке, связанной с белком TRPV4, с помощью которого удалось «связать» бурый жир с диабетом.)
Если же вы не хотите тратить время на физические упражнения, похудеть вам помогут друзья. В 2011 году исследователи из университета Огайо (США) выяснили, что повышенная социальная активность помогает толстым мышам сбросить вес, а худых защищает от ожирения, даже если кормить их жирной пищей. Общение с другими мышами увеличивало в организме животных долю бурого жира, а связующим молекулярным звеном был довольно известный белок под названием «нейротрофический фактор мозга» (BDNF), уровень которого повышался в нервных клетках во время интенсивной социальной жизни.
Наконец, ещё один способ активации бурого жира, который сам собой напрашивается, это холод. Действительно, если активность бурых жировых клеток увеличивается от холода, то почему бы тем, кто страдает от избыточного веса, не помёрзнуть в терапевтических целях? Оценить эффективность такого способа попытались сотрудники университета Маастрихта (Нидерланды). В течение 10 дней они заставляли добровольцев по шесть часов каждый день сидеть в помещении с температурой воздуха 15 о C. Бурый жир у участников эксперимента действительно активировался, они переставали мёрзнуть, а их энергетические расходы возрастали на 30%. Правда, пока всё равно непонятно, достаточно ли такой активации для действительно значимого похудания.
Но если не хватит одного бурого жира, поможет белый, - он, как оказалось, тоже может расщеплять жир с выделением тепла, если вокруг холодает. Исследователи из Гарварда (США) выяснили, что белые адипоциты сами, без вмешательства нервной системы и независимо от бурого жира, могут чувствовать холод и участвовать в терморегуляции.
Справедливости ради нужно сказать, что с бурым жиром связаны некоторые данные, которые могут охладить энтузиазм по его поводу. Например, он, как ни странно, увеличивал в отдельных экспериментах риск атеросклероза, провоцируя увеличение доли «плохих» жиров - липопротеинов низкой плотности - в крови. Впрочем, эти результаты нужно ещё подтвердить в клинических исследованиях.
Не исключено, что разнообразие липидных тканей не ограничивается белым и бурым жиром. Два года назад сотрудники Онкологического института Даны - Фарбера (США) обнаружили, что в организме человека есть ещё и бежевый жир. Его клетки похожи на клетки бурого жира и также сжигают избыток липидов с образованием тепла, но отличаются по некоторым существенным биохимическим и генетическим характеристикам. Возможно, что те адипоциты, которые у человека считаются бурыми, на самом деле бежевые. Впрочем, даже если взрослый бурый жир действительно ненастоящий, исследователям просто нужно переключиться на бежевый», который тоже можно использовать для регуляции метаболизма и предотвращения ожирения.
Бурый жир (Brown Adipose Tissue) обеспечивает термогенез или продукцию тепла за счёт сжигания жира. У людей с ожирением, как правило, содержится значительно меньшее количество бурого жира по сравнению с белым.
Его клетки обладают исключительной особенностью - они содержат очень много митохондрий (органелл, отвечающих за накопление энергии в клетке). В митохондриях клеток бурого жира есть особый белок UCP1, который мгновенно превращает жирные кислоты в тепло, минуя фазу синтеза АТФ.
Agelessteam.wordpress.com
В лаборатории жировые клетки были подвержены действию ирисина. Под его воздействием возросла активность другого белка, который превращал белый жир в бурый.
Бурый жир помогает телу сжигать как можно больше калорий, а не складирует их в качестве запасов в укромных местах на талии или в области бёдер.
Кроме того, бурый жир положительно влияет и на другие аспекты метаболического процесса: чувствительность к инсулину и толерантность к глюкозе. Именно эти процессы помогают предотвратить ожирение, диабет второго типа и сердечно-сосудистые заболевания.
Впервые превращение обычного жира в бурый после физических упражнений было замечено у мышей. Во время последнего исследования этот же эффект наблюдался у людей.
На этом выгоды от выработки организмом ирисина не заканчиваются. Учёные также выяснили, что при смешивании со стволовыми клетками в жировой ткани (молодые жировые клетки, не достигшие зрелого состояния) ирисин превращает её не в стандартную жировую ткань, а в нечто иное. Под воздействием гормона стволовые клетки становятся совершенно другим видом ткани, который уплотняет структуру и делает их более крепкими.
Ещё один интересный факт. В образце жировой ткани с добавлением ирисина количество стандартного белого жира на 20–60% меньше, чем в образце без добавления гормона. Стоит отметить, что опыты производились на образцах человеческой ткани, а не на самом человеке. Следующий шаг - повторить эксперимент на людях, чтоб окончательно подтвердить воздействие ирисина в реальной жизни, а не в лабораторных условиях.
Такое воздействие ирисина на наш организм можно считать дополнительным стимулом для тренировок, пусть данные исследований и не подтверждены на 100%. И пока доктор Янг с коллегами будет трудиться над доказательствами в стенах университета, мы можем продолжать работать над своим телом в спортивном клубе.
