Без вины виноватая жировая ткань

Избыточная масса тела и ожирение – это наиболее распространенные заболевания в современном мире, возникающие в результате нарушения обмена веществ. При любом из этих состояний имеет место избыточное отложение жировой ткани в организме человека, что негативно отражается на состоянии здоровья. Но на самом ли деле жировая ткань несет только негативные явления для нашего организма?

В организме жир располагается в подкожно-жировой клетчатке (подкожный жир), основная функция которого – защита от холода и ударов. Вокруг внутренних органов располагается висцеральный жир, который подобно покрывалу окутывает органы, обеспечивая их теплом и энергией (рисунок 1).

Рисунок 1 – Подкожно-жировая и висцеральная ткань

У человека на долю жировой ткани (ЖТ) приходится от 3% (у профессиональных спортсменов) до 70% (при тяжелой форме ожирения) массы тела. Функции ЖТ определяются составом клеток, особенностями их цвета (структуры) и локализации. В зависимости от оттенков в настоящее время выделяют 5 типов жировых клеток (адипоцитов). Белые адипоциты – преобладающие жировые клетки, которые располагаются в подкожных и висцеральных депо и их количество увеличивается при ожирении. Бурые адипоциты в виде небольших скоплений располагаются преимущественно в верхних отделах грудной клетки. Самое большое количество бурых адипоцитов встречается у новорожденных детей. Бежевые адипоциты сосредоточены в подкожной белой жировой ткани. Желтые адипоциты присутствуют в костном мозге длинных костей и позвоночника. Розовые адипоциты формируются в ткани молочной железы в период беременности и лактации (рисунок 2).

Рисунок 2 – Виды жировой ткани в организме человека

Белая жировая ткань

Белая ЖТ на 55-80% состоит из зрелых адипоцитов, оставшаяся часть представлена клетками сосудов. Свыше 80% объема ЖТ сосредоточено подкожно. На долю висцеральных депо приходится до 10-20% жировой ткани у мужчин, до 5-10% – у женщин. У женщин характерно отложение жира в области ягодиц и бедер, у мужчин – в области живота, что предопределяется генетическими особенностями и содержанием половых гормонов.  Учитывая доминирующую роль в процессе запасания и обеспечения организма энергией, ЖТ нуждается в доставке должного количества кислорода и нутриентов (питательных веществ). Соответственно, ее функции напрямую зависят от состояния сосудов.

Уникальным свойством белой ЖТ является ее пластичность, которая проявляется не только возможностью многократного изменения объема адипоцитов (гипертрофия), но и при ряде заболеваний зрелые адипоциты способны превращаться в иной тип клеток. Например, адипоциты кожи могут преобразовываться в миофибробласты и участвовать в процессах заживления ран.

Важнейшая функция зрелого белого адипоцита – запасание липидов в виде липидных капель для энергоснабжения организма (рисунок 2). У взрослого человека с нормальной массой тела липидные капли адипоцитов содержат в среднем 500000 кДЖ энергии, этот ресурс достаточен для пробега 30 марафонов либо поддержания обычного энергетического баланса в течение 2 месяцев. Белая ЖТ осуществляет термальную защиту, а также выполняет роль амортизатора для ряда органов: от наиболее хрупких структур (например, орбита глаз окружена жиром наподобие чашки) до испытывающих постоянный механическую нагрузку отделов тела (пятки и пальцы ног).

Белая ЖТ является самым большим эндокринным органом, вырабатывая множество биологически активных веществ (адипокинов), при помощи которых осуществляется взаимодействие с центральной нервной системой, сердцем, мышечной тканью, сосудами, поджелудочной железой, другими органами и тканями.  

При ожирении ЖТ подвергается патологическому изменению. В процессе набора массы тела (липогенез) адипоцит захватывает свободные жирные кислоты, источником которых являются триглицериды (жиры) кровяного русла и накапливает их, увеличиваясь в объеме. Помогает этому процессу гормон поджелудочной железы – инсулин (стимулирует набор массы тела).  Адипоциты становятся крупными, т.е. гипертофируются (гипертрофическое ожирение). Гипертрофия адипоцитов способствует сдавлению органов и тканей и развитию выраженной гипоксии тканей (кислородное голодание), которая приводит к гибели адипоцитов и других клеток в окружении. На место гибели клеток направляются макрофаги («клетки-пожиратели») и резко возрастает количество провоспалительных цитокинов (сигнальные молекулы, которые вырабатываются иммунными клетками, основная функция которых направлена на разрушение бактерий и вирусов), нарушается проведение сигналов инсулина. В итоге в ЖТ развивается хроническое воспаление, ткань становится менее эластичной (фиброз ткани). Гипертрофическое ожирение предопределяет развитие множества заболеваний (сахарный диабет второго типа, артериальная гипертензия, сердечно-сосудистые заболевания, остеопороз и т.д.).

Бурая и бежевая жировые ткани

Открытие бурой жировой ткани, состоявшееся в 1551 году, принадлежит шведскому натуралисту Конраду Гесснеру, обнаружившему ее присутствие в межлопаточной области у сурков и описавшему ее структуру как «ни плоть, ни жир, а нечто среднее»; тогда же было высказано предположение о значимости бурой ЖТ для процесса гибернации (зимней спячки).  Лишь в 1961 году была окончательно подтверждена важнейшая роль бурой ЖТ в обеспечении несократительного термогенеза (согревание организма без помощи сокращения мышц). Интерес к бурой ЖТ возрос в начале 2000-х годов после доказательства ее присутствия не только у ребенка, но и у взрослого человека. Позднее был открыт еще один вид термогенных жировых клеток – бежевые адипоциты.

Бурая ЖТ в основном присутствует у новорожденных детей и составляет до 5% массы тела, начинает она формироваться во II триместре беременности. Она является важнейшим регулятором температуры у детей в период новорожденности, когда мышцы и, соответственно, сократительный термогенез еще недостаточно развиты. Исходно бурый жир накапливается в области головы и шеи с последующим охватом грудных отделов тела, верхних и нижних конечностей. Холод стимулирует терморецепторы кожи, что, в свою очередь, активирует нервные клетки гипоталамуса, регулирующие температуру тела. В ответ на это происходит выработка норадреналина, который связывается с рецепторами, расположенными на адипоцитах. В результате образуются свободные жирные кислоты, служащие основным источником энергии, идущей на согревание организма.

В небольшом количестве бурая ЖТ присутствует у 6-8% взрослых здоровых людей и в основном локализована в надключичной (≈67% от всего объема бурой ЖТ), шейной областях. Небольшие скопления висцеральной бурой ЖТ локализованы вблизи сосудов (аорта, общая сонная артерия, коронарная артерия и сердечные вены, внутренняя грудная артерия, межреберные артерии и вены), вокруг полых мышечных структур (трахея, пищевод, сердце, бронхи, диафрагма).  На долю этих депо приходится 1,5% общей массы тела (4,3% общей массы жира). Бежевые адипоциты располагаются в белой ЖТ (brite – акроним от «brown in white»), преимущественно в ее подкожных депо. 

Бурые адипоциты имеют полигональную форму, их размер вдвое меньше размера белых адипоцитов. Округлое ядро располагается в центре клетки. Цитоплазматические липиды содержатся в нескольких небольших вакуолях. Бурый цвет клеток обусловлен высоким содержанием цитохромов в митохондриях (рисунок 1). Фенотип бежевых адипоцитов определяется их функциональным состоянием. В покое они представляют собой схожие с белыми адипоцитами бледные клетки. При активации их морфология приобретает сходство с бурыми адипоцитами (браунинг, от англ. «browning»), включая обилие митохондрий, но липидные капли внутри более мелкие.

Бурые и бежевые адипоциты секретируют множество биологически активных веществ. По аналогии с адипокинами, вырабатывающимися в белой ЖТ, эти вещества получили название батокины (brown adipose tissue, BAT – batokines). К числу батокинов, относятся жирные кислоты, аденозин, оксид азота.

Желтая жировая ткань (костно-мозговая)

Условно выделяют два вида костного мозга: активно участвующий в кровотворении красный мозг и насыщенный адипоцитами желтый мозг. О наличии желтого жира в костях скелета было известно свыше 150 лет назад, первые представления появились в связи с расследованиями случаев отравления мышьяком. Многие годы адипоцитам костного мозга отводилась инертная роль, считалось, что они заполняют костные полости при низком содержании костной массы. Сведения о взаимосвязи желтой ЖТ с остеопорозом, старением, ожирением, нервной анорексией, онкологическими заболеваниями и рядом других состояний и заболеваний накопились к началу 70-х годов прошлого столетия. С этого времени в литературных источниках начал использоваться термин «костномозговая жировая ткань» (КМЖТ).  Наибольшее количество КМЖТ определяется в длинных трубчатых костях; в меньшем количестве она присутствует в позвоночнике, грудине, ребрах, костях таза (от 1% до 30% от всей массы жировой ткани здорового взрослого человека). 

Внутриутробно и у новорожденных костный мозг практически полностью представлен тканью, окрашенной в красный цвет (цвет обусловлен накоплением гемоглобина). Постепенное накопление КМЖТ приводит к изменению цвета, он становится желтым. Увеличение объема КМЖТ зачастую ассоциировано со снижением минеральной плотности костной ткани и повышением риска переломов у людей пожилого возраста.  Важнейшими адипокинами, вырабатываемыми КМЖТ, являются лептин и адипонектин. Снижение массы тела на фоне ограничения калоража сопровождается повышением уровня адипонектина в крови.

Розовая жировая ткань (жировая ткань молочной железы)

Молочная железа (МЖ) вне лактации представлена в основном белой ЖТ. Розовые адипоциты были обнаружены в 2004 году группой итальянских исследователей, возглавляемой S. Cinti. Данные клетки, формирующиеся в ткани МЖ во время беременности и лактации, служат примером уникальной пластичности ЖТ, способной кардинально менять свойства и функции в зависимости от потребностей организма. Розовая окраска отражает особенности цвета молочной железы, насыщенной в этот период кровеносными сосудами. Розовые адипоциты участвуют в синтезе и секреции компонентов грудного молока, вырабатывают адипокины. С прекращением лактации розовые адипоциты приобретают исходный фенотип белых жировых клеток.

Жировая ткань осуществляет опорную, механическую функцию для МЖ. Помимо этого, адипоциты МЖ играют важнейшую роль в ее развитии в препубертате, пубертатном периоде и взрослом возрасте. Как и другие жировые депо, адипоциты МЖ синтезируют и секретируют гормоны, ферменты, факторы роста. Адипоциты являются основным источником липидов грудного молока. Наряду с другими компонентами, адипокины и липиды, присутствующие в грудном молоке, оказывают регуляторное действие на здоровье потомства.

До сих пор существует мнение, что жир – это плохо. Но на самом деле жир – главный источник энергии для нашего организма. Жировая ткань – своего рода банк, где все съеденное нами хранится в виде специальных клеток, адипоцитов. Помимо энергии жировая ткань запасает жирорастворимые витамины (A, E и D), участвует в синтезе гормонов, таких как эстрогены, а ее дефицит ведет к быстрому старению. Жировая ткань отвечает за терморегуляцию и выполняет функции амортизации. Если человек падает, жир выполняет функцию подушки, поэтому у людей старшего возраста, которые зачастую живут с дефицитом жировой ткани, риск переломов выше. А еще эта ткань защищает нас от перепадов температур внешней среды. В самом жире нет ничего плохого, но его переизбыток ведет к ожирению, которое, в свою очередь, влечет за собой  риск сердечно-сосудистых заболеваний, злокачественных новообразований и сахарного диабета. Более того, жировые клетки продуцируют антимикробные и противовоспалительные молекулы, которые помогают бороться с инфекцией и поддерживают сохранение стабильного уровня обмена веществ.

Статью подготовила: Станкевич С.С. – заведующий отделом – врач-педиатр отдела рационального питания

Изображение: от vectorjuice на Freepik.com