Barna zsírszövet

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2021. szeptember 5-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 6 szerkesztést igényelnek .
barna zsírszövet
lat.  textus adiposus fuscus

PET / CT kép , amely egy nő barna zsírszövetét mutatja
Katalógusok
 Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon

A barna zsírszövet az emlősökben  előforduló kétféle zsírszövet egyike . A barna zsír jól fejlett újszülöttekben és hibernált állatokban [1 ] . Felnőttekben barna zsírszövet van jelen és metabolikusan aktív [2] [3] , de az életkorral visszafejlődik [4] . A szövet fő funkciója a hidegrázás nélküli termogenezis . Ellentétben a fehér zsírsejtekkel ( fehér zsírszöveti sejtekkel ) , amelyeknek egy nagy zsírcseppje van , a barna szöveti zsírsejtekben számos kis zsírcsepp és sok mitokondrium található, amelyek vasat tartalmaznak ( citokrómokban ), amelyek a szövet barna színét okozzák [5] .

Épület

A barna zsírszövet újszülöttekben és egyes állatokban ( rágcsálókban és hibernált állatokban ) expresszálódik. A barna zsírszövet adipocitái a fehér zsírszövet sejtjeihez képest több mitokondriummal rendelkeznek, és egy nagy zsírcsepp helyett sok kis zsírzárványt tartalmaznak a citoplazmában ( az ilyen zsírsejteket multilokulárisnak nevezik [6] ). A barna színt a mitokondriumokban elhelyezkedő vastartalmú citokróm pigmentek biztosítják. Az éhezés során a barna zsírszövet változásai kevésbé kifejezettek , mint a fehér zsírszövetben [7] .

A "bézs zsír" kifejezés a fehér zsírszövetre utal, amely a barna zsírszövet bizonyos jellemzőit sajátítja el, például zsírsejtekben egy nagy zsírszövet helyett több kisebb zárvány található, a mitokondriumok száma nő, és a szint növekszik a termogenin fehérjét kódoló UCP1 gén expressziója [8] .

Anatómia

Az újszülöttekben és egyes állatokban ( hibernált rágcsálók és emlősök ) kifejeződő barna zsírszövet a nyakon , a lapockák közelében, a szegycsont mögött , a gerinc mentén , a bőr alatt, az izmok között [7] , a supraclavicularisban található. fossa , a szív , az aorta , a hasnyálmirigy , a mellékvesék és a légcső körül [9] . Sokáig úgy tartották, hogy a felnőtt embernek nincs barna zsírja. A barna zsírszövet jelenlétét egy felnőttben 2003-ban igazolták pozitronemissziós tomográfia során , melynek célja az áttétek kimutatása volt [10] [11] . Felnőtteknél a barna zsír a supraclavicularis üregben, a gerinc mentén , az aortában, a mellékvesékben és a mediastinumban található [12] [2] . Továbbra is tisztázatlan, hogy ezek a lerakódások valójában barna zsírok-e, vagy bézs zsír-fehér zsírsejtekre utalnak, amelyek a barna zsírsejtek néhány jellemzőjét felvették [13] [14] .

Fiziológia

A barna zsírszövet fő funkciója a termogenezis. Az állatokban a hibernáció végén és az újszülötteknél a noradrenalin bejut a barna zsírszövetbe , amely a fehér zsírszövethez hasonlóan serkenti a hormonérzékeny lipázt, és beindítja a trigliceridek hidrolízisét. A fehér zsírsejtekkel ellentétben azonban a barna zsírsejtekben a szabad zsírsavak nem kerülnek a vérbe, hanem gyorsan metabolizálódnak, ami az oxigénfogyasztás és a hőtermelés növekedésével jár együtt. A barna zsírszövet helyi hőmérséklet-emelkedése az azt mosó vér felmelegedéséhez vezet, ami hőt ad át az egész testnek. A barna zsírsejtek fokozott hőtermelése annak köszönhető, hogy belső mitokondriális membránjaik nagy mennyiségben tartalmazzák a transzmembrán szétkapcsoló fehérjét , a termogenint , vagyis az UCP1-et. Szabad zsírsavak jelenlétében a termogenin lehetővé teszi, hogy a protonok az intermembrán térből közvetlenül a mitokondriális mátrixba áramoljanak anélkül, hogy a protonok áthaladnának az ATP-szintázon . Az ATP képződése helyett a protonok energiáját használják fel hőleadásra [15] . A termogenint proton és szabad zsírsav szimporternek tartják , de konkrét hatásmechanizmusa nem tisztázott [16] . Ismeretes, hogy a termogenint az ATP, az ADP és a GTP gátolja [17] . A barna zsírsejtek termogenezisét túlevés is aktiválhatja [18] .

Felnőtteknél a barna zsírlerakódások metabolikusan aktívabbá válnak, de ez a hatás béta-blokkolók szedése esetén mérséklődik . Kimutatták, hogy a barna zsírszövet javítja a glükóz anyagcserét [19] és növeli az inzulinérzékenységet [20] , és részt vesz a csontsűrűség fenntartásában . A hideg hatására a vázizomban és a barna zsírszövetben megnő a SIRT1 foszforiláció szintje , ami a PPARGC1A és számos más fehérje dezacetilezéséhez vezet , ami fokozott termogenezist és fokozott inzulinérzékenységet eredményez [21] .

Alacsony hőmérséklethez alkalmazkodva a fehér zsírsejtek részben reverzibilisen megbarnulnak, egy nagy helyett sok kis lipidcseppet vesznek fel, génexpressziós profiljuk a barna zsírsejtekéhez közelít (különösen a termogenint kódoló UCP1 gén expressziója) növekszik), és az úgynevezett bézs zsírsejtek megkezdik a termogenezist [22] . A normál állapotba való visszatéréskor a bézs zsírsejtek egy része ismét kifehéredik. Egerekben a fehér zsírszövet „barnulása” a hidegnek való kitettség befejezése után 21 nappal teljesen kiegyenlítődik, a termogenint kódoló UCP1 expressziója pedig már 24 óra elteltével csökken [23] . Ha ismét hidegnek tesszük ki, ugyanazok a fehér zsírsejtek minden alkalommal bézs színű zsírsejtekké alakulnak [24] . A fehér zsírsejtek bézs színűvé történő átalakulását számos transzkripciós faktor szabályozza [25] : PPARγ , PRDM16 [26] , PGC-1α és EBF2 [27] [28] [29] . A fehér zsír barnulását serkenti az izomszövet által az edzés hatására kiválasztott irisin [30] és a máj által kiválasztott FGF21 is [8] . Egerekben a barnulást a 2-es típusú veleszületett immun limfoid sejtek által termelt metionin , enkefalin peptidek stimulálják az interleukin 33 -ra (IL-33) válaszul [31] .

Fejlesztés

A barna zsírsejtek a mezenchimális őssejtekből fejlődnek ki , de az embrió testének más helyein , eltérően azoktól, ahol a fehér zsírsejtek differenciálódása történik (a paraxiális ) . Az embrionális fejlődés során a barna zsírsejtek korábban jelennek meg, mint a fehérek. Emberben a barna zsírszövet testtömeghez viszonyított térfogata születéskor a legnagyobb, amikor a termogenezis szükségessége a legnagyobb, és gyermekkorban szinte teljesen eltűnik a zsírsejtek involúciója és apoptózisa révén. Felnőtteknél a barna zsír a vékony embereknél a legaktívabb. A hideghez való alkalmazkodás során a bézs zsírsejtek barnává válhatnak, emellett a barna zsírsejtek szaporodhatnak és differenciálódhatnak a mesenchymális progenitor sejtektől. Az autonóm idegek nemcsak a barna zsírsejtek termogén aktivitását serkentik, hanem elősegítik differenciálódását és megakadályozzák az érett barna zsírsejtek apoptózisát [32] .

Klinikai jelentősége

A barna zsírsejtek által alkotott jóindulatú daganatokat néha hibernómáknak is nevezik 33] . A hibernóma jól körülhatárolt, sárgától barnáig terjedő, kapszulázott sejttömeg, átlagosan 10 cm. A hibernómák fájdalommentesek és általában a bőr alatti szövetben helyezkednek el [34] .

Az elhízás alatt azt az állapotot értjük, amelyben a zsírszövet feleslege halmozódik fel a szervezetben [35] . A fehér zsírszövet barna szövetté alakítását ígéretes stratégiának tartják az elhízás kezelésében [36] .

Tanulmánytörténet

A zsírszövetet (pontosabban barna zsírszövetet) Konrad Gesner (1516-1565) svájci orvos és enciklopédikus tudós írta le először 1551-ben [37] .

1902-ben hasonlóságokat figyeltek meg az újszülöttek és a hibernált emlősök nyaki zsírlerakódásai között. A barna zsírszövettel kapcsolatos aktív kutatás az 1960-as években folytatódott (1964-ben William Silverman és munkatársai bebizonyították, hogy a barna zsír felelős az ember termogeneziséért is), és az 1980-as évekre megállapították, hogy a barna zsírszövet hiányzik a felnőtteknél. Ezt a nézetet a 2000-es évek végén felülvizsgálták [38] .

Jegyzetek

  1. ↑ Gesta S. , Tseng YH , Kahn CR A zsír fejlődési eredete: az elhízás nyomon követése a forrásig.  (angol)  // Cell. - 2007. - október 19. ( 131. évf. , 2. sz.). - P. 242-256 . - doi : 10.1016/j.cell.2007.10.004 . — PMID 17956727 .
  2. ↑ 1 2 Nedergaard J. , Bengtsson T. , Cannon B. Váratlan bizonyítékok aktív barna zsírszövetre felnőtt emberekben.  (angol)  // American Journal Of Physiology. Endokrinológia és anyagcsere. - 2007. - augusztus ( 293. évf . , 2. sz.). - P. 444-452 . - doi : 10.1152/ajpendo.00691.2006 . — PMID 17473055 .
  3. ↑ Saito M. , Okamatsu-Ogura Y. , Matsushita M. , Watanabe K. , Yoneshiro T. , Nio-Kobayashi J. , Iwanaga T. , Miyagawa M. , Kameya T. , Nakada K. , Kawai Y. , Tsujisaki M. A metabolikusan aktív barna zsírszövet magas előfordulása egészséges felnőtt emberekben: a hideg expozíció és a zsírosodás hatásai.  (angol)  // Cukorbetegség. - 2009. - július ( 58. évf. , 7. sz.). - P. 1526-1531 . - doi : 10.2337/db09-0530 . — PMID 19401428 .
  4. ↑ Graja A. , Schulz TJ A barna zsírsejtek fejlődésének és működésének öregedéssel kapcsolatos károsodásának mechanizmusai.  (angol)  // Gerontológia. - 2015. - Kt. 61 , sz. 3 . - P. 211-217 . - doi : 10.1159/000366557 . — PMID 25531079 .
  5. ↑ Enerbäck S. A barna zsírszövet eredete.  (angol)  // The New England Journal Of Medicine. - 2009. - május 7. ( 360. évf. , 19. sz.). - P. 2021-2023 . - doi : 10.1056/NEJMcibr0809610 . — PMID 19420373 .
  6. ↑ Mescher, 2016 , p. 126.
  7. ↑ 1 2 Afanasiev et al., 2004 , p. 231-232.
  8. ↑ 1 2 Harms M. , Seale P. Barna és bézs zsír: fejlődés, működés és terápiás potenciál.  (angol)  // Természetgyógyászat. - 2013. - október ( 19. évf. , 10. sz.). - P. 1252-1263 . - doi : 10.1038/nm.3361 . — PMID 24100998 .
  9. ↑ Heaton JM A barna zsírszövet eloszlása ​​az emberben.  (angol)  // Journal Of Anaatomy. - 1972. - május ( 112. köt. , 1. sz.). - 35-39 . o . — PMID 5086212 .
  10. ↑ Cohade C. , Osman M. , Pannu HK , Wahl RL Felvétel supraclavicularis terület zsírjában ("USA-Fat"): leírás a 18F-FDG PET/CT-n.  (angol)  // Journal Of Nuclear Medicine : Hivatalos kiadvány, Society Of Nuclear Medicine. - 2003. - február ( 44. évf. , 2. sz.). - 170-176 . o . — PMID 12571205 .
  11. ↑ Yeung HW , Grewal RK , Gonen M. , Schöder H. , Larson SM A (18)F-FDG felvételének mintázatai zsírszövetben és izomban: a PET álpozitív eredményeinek potenciális forrása.  (angol)  // Journal Of Nuclear Medicine : Hivatalos kiadvány, Society Of Nuclear Medicine. - 2003. - november ( 44. évf. , 11. sz.). - P. 1789-1796 . — PMID 14602861 .
  12. ↑ van Marken Lichtenbelt WD , Vanhommerig JW , Smulders NM , Drossaerts JM , Kemerink GJ , Bouvy ND , Schrauwen P. , Teule GJ Hidegen aktivált barna zsírszövet egészséges férfiakban.  (angol)  // The New England Journal Of Medicine. - 2009. - április 9. ( 360. évf. , 15. sz.). - P. 1500-1508 . - doi : 10.1056/NEJMoa0808718 . — PMID 19357405 .
  13. ↑ Shinoda K. , Luijten IH , Hasegawa Y. , Hong H. , Sonne SB , Kim M. , Xue R. , Chondronikola M. , Cypess AM , Tseng YH , Nedergaard J. , Sidossis LS , jimu Kadra S. Genetic andfunctional Klón eredetű felnőtt humán barna zsírsejtek jellemzése.  (angol)  // Természetgyógyászat. - 2015. - április ( 21. évf. , 4. sz.). - P. 389-394 . - doi : 10.1038/nm.3819 . — PMID 25774848 .
  14. ↑ Lidell ME , Betz MJ , Enerbäck S. Kétféle barna zsírszövet emberben.  (angol)  // Zsírsejtek. - 2014. - január 1. ( 3. köt . 1. sz .). - 63-66 . o . - doi : 10.4161/adip.26896 . — PMID 24575372 .
  15. ↑ Mescher, 2016 , p. 126-127.
  16. ↑ Fedorenko A. , Lishko PV , Kirichok Y. Mechanism of fatty-acid-dependent UCP1 uncoupling in brown fat mitochondria.  (angol)  // Cell. - 2012. - október 12. ( 151. évf. , 2. sz.). - P. 400-413 . - doi : 10.1016/j.cell.2012.09.010 . — PMID 23063128 .
  17. ↑ Azzu V. , Brand MD A mitokondriális uncoupling proteins on-off kapcsolói.  (angol)  // Trends In Biochemical Sciences. - 2010. - május ( 35. évf. , 5. sz.). - P. 298-307 . - doi : 10.1016/j.tibs.2009.11.001 . — PMID 20006514 .
  18. ↑ Busiello RA , Savarese S. , Lombardi A. Mitochondrial uncoupling proteins and energy metabolism.  (angol)  // Frontiers In Physiology. - 2015. - Kt. 6 . - P. 36-36 . - doi : 10.3389/fphys.2015.00036 . — PMID 25713540 .
  19. ↑ Stanford KI , Middelbeek RJ , Townsend KL , An D. , Nygaard EB , Hitchcox KM , Markan KR , Nakano K. , Hirshman MF , Tseng YH , Goodyear LJ Brown zsírszövet szabályozza a glükóz homeosztázist és az inzulinérzékenységet.  (angol)  // The Journal Of Clinical Investigation. - 2013. - január ( 123. évf. , 1. sz.). - P. 215-223 . - doi : 10.1172/JCI62308 . — PMID 23221344 .
  20. ↑ Chondronikola M. , Volpi E. , Børsheim E. , Porter C. , Annamalai P. , Enerbäck S. , Lidell ME , Saraf MK , Labbe SM , Hurren NM , Yfanti C. , Chao T. , Andersen FCR , Cesani . , Hawkins H. , Sidossis LS Brown zsírszövet javítja az egész test glükóz homeosztázist és az inzulinérzékenységet emberekben.  (angol)  // Cukorbetegség. - 2014. - December ( 63. évf. , 12. sz.). - P. 4089-4099 . doi : 10.2337 /db14-0746 . — PMID 25056438 .
  21. ↑ Gerhart-Hines Z. , Dominy Jr. JE , Blättler SM , Jedrychowski MP , Banks AS , Lim JH , Chim H. , Gygi SP , Puigserver P. A cAMP/PKA útvonal gyorsan aktiválja a SIRT1-et, hogy a NAD(+) változásaitól függetlenül elősegítse a zsírsav-oxidációt.  (angol)  // Molecular Cell. - 2011. - december 23. ( 44. évf. , 6. sz.). - P. 851-863 . - doi : 10.1016/j.molcel.2011.12.005 . — PMID 22195961 .
  22. ↑ Mescher, 2016 , p. 125.
  23. ↑ Gospodarska E. , Nowialis P. , Kozak LP Mitokondriális forgalom: a barna zsírsejteket az interscapuláris barna zsírszövettől és a fehér zsírszövettől megkülönböztető fenotípus.  (angol)  // The Journal Of Biological Chemistry. - 2015. - március 27. ( 290. évf. , 13. sz.). - P. 8243-8255 . - doi : 10.1074/jbc.M115.637785 . — PMID 25645913 .
  24. ↑ Rosenwald M. , Perdikari A. , Rülicke T. , Wolfrum C. Brite and white adipocytes bi-directional interconversion.  (angol)  // Nature Cell Biology. - 2013. - június ( 15. évf. , 6. sz.). - P. 659-667 . - doi : 10.1038/ncb2740 . — PMID 23624403 .
  25. ↑ Lo KA , Sun L. A WAT-ból BAT-vé alakítás: áttekintés a fehér zsírsejtek barnulását szabályozó szabályozókról.  (angol)  // Bioscience Reports. - 2013. - szeptember 6. ( 33. évf. , 5. sz.). - doi : 10.1042/BSR20130046 . — PMID 23895241 .
  26. ↑ Harms MJ , Ishibashi J. , Wang W. , Lim HW , Goyama S. , Sato T. , Kurokawa M. , Won KJ , Seale P. A prdm16 szükséges a barna zsírsejtek azonosságának és működésének fenntartásához felnőtt egerekben.  (angol)  // Sejtanyagcsere. - 2014. - április 1. ( 19. évf. , 4. sz.). - P. 593-604 . - doi : 10.1016/j.cmet.2014.03.007 . — PMID 24703692 .
  27. ↑ Wang W. , Kissig M. , Rajakumari S. , Huang L. , Lim HW , Won KJ , Seale P. Az Ebf2 barna és bézs adipogén prekurzor sejtek szelektív markere.  (angol)  // Az Amerikai Egyesült Államok Nemzeti Tudományos Akadémiájának közleménye. - 2014. - október 7. ( 111. évf. , 40. sz.). - P. 14466-14471 . - doi : 10.1073/pnas.1412685111 . — PMID 25197048 .
  28. ↑ Kissig M. , Shapira S.N. , Seale P. SnapShot: Brown and Beige Adipose Thermogenesis.  (angol)  // Cell. - 2016. - június 30. ( 166. évf. , 1. sz.). - P. 258-258 . - doi : 10.1016/j.cell.2016.06.038 . — PMID 27368105 .
  29. ↑ Shapira SN , Lim HW , Rajakumari S. , Sakers AP , Ishibashi J. , Harms MJ , Won KJ , Seale P. Az EBF2 transzkripciósan szabályozza a barna adipogenezist a hisztonolvasón, a DPF3-on és a BAF kromatin-remodeling komplexen keresztül.  (angol)  // Gének és fejlődés. - 2017. - április 1. ( 31. évf. , 7. sz.). - P. 660-673 . - doi : 10.1101/gad.294405.116 . — PMID 28428261 .
  30. ↑ Boström P. , Wu J. , Jedrychowski MP , Korde A. , Ye L. , Lo JC , Rasbach KA , Boström EA , Choi JH , Long JZ , Kajimura S. , Zingaretti MC , Vind BF , Tu H. , Cinti S. , Højlund K. , Gygi SP , Spiegelman BM A PGC1-α-függő miokin, amely a fehér zsír barna zsírszerű fejlődését és a termogenezist indítja el.  (angol)  // Természet. - 2012. - január 11. ( 481. köt. , 7382. sz.). - P. 463-468 . - doi : 10.1038/nature10777 . — PMID 22237023 .
  31. ↑ Brestoff JR , Kim BS , Saenz SA , Stine RR , Monticelli LA , Sonnenberg GF , Thome JJ , Farber DL , Lutfy K. , Seale P. , Artis D. A 2. csoportba tartozó veleszületett limfoid sejtek elősegítik a fehér zsírszövetet és korlátozzák az elhízást .  (angol)  // Természet. - 2015. - március 12. ( 519. évf. , 7542. sz.). - P. 242-246 . - doi : 10.1038/természet14115 . — PMID 25533952 .
  32. ↑ Mescher, 2016 , p. 127.
  33. ↑ Mescher, 2016 , p. 122.
  34. ↑ Furlong MA , Fanburg-Smith JC , Miettinen M. The morphologic spectrum of hibernoma: a clinicopathologic study of 170 case.  (angol)  // The American Journal Of Surgical Pathology. - 2001. - június ( 25. évf. , 6. sz.). - P. 809-814 . - doi : 10.1097/00000478-200106000-00014 . — PMID 11395560 .
  35. ↑ Elhízás és túlsúly 311. számú adatlap . WHO (2015. január). Letöltve: 2016. február 2. Az eredetiből archiválva : 2018. április 22..
  36. ↑ Giordano Antonio , Frontini Andrea , Cinti Saverio. Konvertálható zsigeri zsír, mint terápiás cél az elhízás visszaszorítására  //  Nature Reviews Drug Discovery. - 2016. - március 11. ( 15. évf. , 6. sz.). - P. 405-424 . — ISSN 1474-1776 . - doi : 10.1038/nrd.2016.31 .
  37. ↑ Cannon B. , Nedergaard J. Fejlődésbiológia: Se nem kövér, se nem hús.  (angol)  // Természet. - 2008. - augusztus 21. ( 454. köt. , 7207. sz.). - P. 947-948 . - doi : 10.1038/454947a . — PMID 18719573 .
  38. ↑ Lee Paul , Swarbrick Michael M. , Ho Ken KY Brown zsírszövet felnőtt emberekben: Metabolikus reneszánsz  //  Endokrin vélemények. - 2013. - június 1. ( 34. évf. , 3. sz.). - P. 413-438 . — ISSN 0163-769X . - doi : 10.1210/er.2012-1081 .

Irodalom