Бурая жировая ткань

Бу́рая жирова́я ткань — один из двух видов жировой ткани у млекопитающих. Бурый жир хорошо развит у новорождённых и у животных, впадающих в спячку. У взрослого человека бурая жировая ткань присутствует и метаболически активна, однако она регрессирует с возрастом. Основной функцией ткани является несократительный термогенез. 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 обусловливающих бурый цвет ткани.

Строение 

Бурая жировая ткань выражена у новорождённых детей и некоторых животных (грызунов и животных, впадающих в спячку). Адипоциты бурой жировой ткани, по сравнению с клетками белой жировой ткани, имеют больше митохондрий и вместо одной крупной жировой капли содержат множество мелких жировых включений в цитоплазме (такие адипоциты называют мультилокулярными). Бурый цвет обеспечивается железосодержащими пигментами цитохромами, расположенными в митохондриях. При голодании изменения бурой жировой ткани по сравнению с изменениями белой жировой ткани выражены меньше.

Термином «бежевый жир» называют белую жировую ткань, которая приобретает некоторые черты бурой жировой ткани, например, в её адипоцитах вместо одной крупной жировой ткани имеется несколько включений меньшего размера, увеличивается количество митохондрий и повышается уровень экспрессии гена UCP1, кодирующего белок термогенин.

Анатомия 
Бурая жировая ткань, выраженная у новорождённых детей и некоторых животных (грызунов и млекопитающих, впадающих в спячку), располагается на шее, около лопаток, за грудиной, вдоль позвоночника, под кожей, между мышцами, в , вокруг сердца, аорты, поджелудочной железы, надпочечников и трахеи. Долгое время было принято считать, что у взрослого человека бурый жир отсутствует. Наличие у взрослого человека бурой жировой ткани было подтверждено в 2003 году в ходе позитронно-эмиссионной томографии, целью которой было обнаружение метастазов. У взрослого человека бурый жир локализован в надключичной ямке, вдоль позвоночника, аорты, надпочечников, в средостении. Остаётся пока неясным, являются ли эти отложения собственно бурым жиром или относятся к бежевому жиру — белым адипоцитам, приобретшим некоторые черты бурых адипоцитов.

Физиология 

Основная функция бурой жировой ткани — термогенез. У животных в конце спячки и новорождённых детей в бурую жировую ткань поступает норадреналин, который, как и в белой жировой ткани, стимулирует гормоночувствительную липазу и запускает гидролиз триглицеридов. Однако, в отличие от белых адипоцитов, в бурых адипоцитах свободные жирные кислоты не высвобождаются в кровь, а быстро метаболизируются, что сопровождается повышением потребления кислорода и продуцированием тепла. Локальное повышение температуры в бурой жировой ткани приводит к нагреванию омывающей её крови, которая передаёт тепло на весь организм. Усиленная продукция тепла в бурых адипоцитах возможна благодаря тому, что в их внутренних митохондриальных мембранах в большом количестве содержится трансмембранный разобщающий белок термогенин, или UCP1. В присутствии свободных жирных кислот термогенин позволяет протонам поступать из межмембранного пространства непосредственно в матрикс митохондрии без прохождения протонов через АТФ-синтазу. Вместо образования АТФ энергия протонов идёт на выделение тепла. Считается, что термогенин является симпортером протонов и свободных жирных кислот, но конкретный механизм его действия неясен. Известно, что термогенин ингибируют АТФ, АДФ и ГТФ. Термогенез в бурых адипоцитах также может активироваться при переедании.

У взрослого человека отложения бурого жира становятся более метаболически активными, однако этот эффект смягчается при приёме бета-адреноблокаторов. Показано, что бурая жировая ткань улучшает метаболизм глюкозы и повышает чувствительность к инсулину, участвует в поддержании  костной ткани. Под действием холода в скелетных мышцах и бурой жировой ткани повышается уровень фосфорилирования SIRT1, что приводит к деацетилированию  и ряда других белков, в результате чего усиливается термогенез и повышается чувствительность к инсулину.

При адаптации к низким температурам белые адипоциты частично обратимо превращаются в бурые, приобретают большое количество мелких липидных капель вместо одной крупной, их профиль экспрессии генов становится близок к таковому у бурых адипоцитов (в частности, возрастает экспрессия гена UCP1, кодирующего термогенин), и так называемые бежевые адипоциты приступают к термогенезу. При возвращении к нормальным условиям часть бежевых адипоцитов вновь становятся белыми. У мышей «побурение» белой жировой ткани полностью нивелируется за 21 день после окончания пребывания на холоде, а снижение экспрессии UCP1, кодирующего термогенин, наступает уже через 24 часа. При повторном попадании на холод в бежевые адипоциты превращаются каждый раз одни и те же белые адипоциты. Превращение белого адипоцита в бежевый контролируется несколькими транскрипционными факторами: , ,  и EBF2. «Побурение» белого жира также стимулируют иризин, секретируемый мышечной тканью в ответ на физическую нагрузку, и , выделяемый печенью. У мышей «побурение» стимулируют метионин-энкефалиновые пептиды, продуцируемые лимфоидными клетками врождённого иммунитета второго типа в ответ на действие интерлейкина 33 (IL-33).

Развитие 
Бурые адипоциты развиваются от , но в других локациях тела эмбриона, отличных от тех, где происходит дифференцировка белых адипоцитов (в параксиальной мезенхиме). Бурые адипоциты в ходе эмбрионального развития возникают раньше белых. У человека объём бурой жировой ткани относительно массы тела максимален при рождении, когда наиболее высока потребность в термогенезе, и в детстве почти полностью исчезает через инволюцию и апоптоз адипоцитов. У взрослых бурый жир наиболее активен у людей худощавого телосложения. При адаптации к холоду бежевые адипоциты могут превращаться в бурые, кроме того, возможна пролиферация и дифференцировка бурых адипоцитов от мезенхимальных клеток-предшественников. Автономные нервы не только стимулируют термогенную активность бурых адипоцитов, но также способствуют их дифференцировке и предотвращают апоптоз зрелых бурых адипоцитов.

Клиническое значение 
Доброкачественные опухоли, образованные бурыми адипоцитами, иногда называют . Гибернома представляет собой хорошо очерченную инкапсулированную клеточную массу от жёлтого до бурого цвета со средним размером 10 см. Гиберномы безболезненны и, как правило, залегают в подкожной ткани.

Под ожирением понимают состояние, при котором в организме накапливается избыток жировой ткани. Конвертацию белой жировой ткани в бурую рассматривают как перспективную стратегию терапии ожирения.

История изучения 

Жировая ткань (точнее, бурая жировая ткань) впервые была описана в 1551 году швейцарским медиком и учёным-энциклопедистом Конрадом Геснером (1516—1565).

В 1902 году было отмечено сходство между шейными жировыми отложениями у новорождённых младенцев и млекопитающих, впадающих в спячку. Активное исследование бурой жировой ткани возобновилось в 1960-х годах (в 1964 году  и его коллеги доказали, что у человека бурый жир также отвечает за термогенез), и к 1980-м годам установилось мнение, что у взрослых людей бурой жировой ткани нет. Это представление было пересмотрено в конце 2000-х годов.

Примечания

Литература 
 
 

Терморегуляция
Жировая ткань