Почему организм стремится запасать жир? Что делать с этими запасами, когда их становится слишком много? Откуда вообще он берется, этот жир?
На эти и другие вопросы ищите ответ в статье MedAboutMe.
Жировые запасы: основные сведения
Те отложения, которые округляют бока и лишают талию стройности, которые превращают живот в самую заметную часть организма, состоят из рыхлой соединительной ткани, наполненной жировыми клетками адипоцитами. А те, в свою очередь, содержат в себе жировые капли.
Располагаются эти «запасы на черный день» в разных местах, но преимущественно под кожей, в меньшей степени вокруг внутренних органов в брюшной полости, а также между мышцами и в желтом костном мозге.
Почему это именно «запасы на черный день»? Потому что жир — концентрат энергии. В обычное время организм расходует на свою жизнедеятельность энергию, легче всего высвобождаемую: из углеводов, затем — из белков. А если не остается ни того, ни другого, в дело идут жировые запасы. Это, конечно, очень упрощенная схема, но общую картину отражает.
Запасы жира создаются потому, что так сложилось в процессе эволюции. На протяжении всей своей истории человек жил впроголодь. Чтобы добыть себе еду, нужно было очень постараться — тяжело поработать, побегать, подраться за кусок пищи, которой почти всегда не хватало. Понятно, что если вдруг случался «праздник желудка», когда еды было вдоволь, экономный организм стремился запастись энергией на грядущие голодные времена, которые обязательно придут на смену сегодняшней сытости.
Так было на протяжении тысяч лет. И только совсем недавно (по историческим меркам) у части человечества еды стало хватать не только на то, чтобы выжить, но и на гораздо большее. Одновременно стала отпадать необходимость тяжелого труда и больших физических затрат на обеспечение жизнедеятельности. Человек стал потреблять больше калорий, чем тратит. И организм, тысячелетней историей эволюции приученный создавать запасы жира, продолжает это делать даже тогда, когда в столь объёмных запасах нет никакой необходимости. Больше того: чрезмерное количество жира вредит здоровью.
Потому что, помимо запаса энергии, в жировой ткани происходит еще много всего.
В частности, жировая ткань является важной частью эндокринной системы: в ней вырабатываются гормоны, влияющие на различные жизненно важные процессы, происходящие в теле, так и регулирующие активность самих адипоцитов.
Среди наиболее важных процессов, регулируемых гормонами, которые вырабатываются в жировой ткани, можно отметить следующие:
- регуляция кровяного давления;
- метаболизм половых гормонов;
- регуляция чувствительности клеток к инсулину;
- свертывание крови;
- передача сигналов клетками и т. д.
Что касается активности самих адипоцитов, то она регулируется гормоном адипонектином, вырабатываемым жировой тканью. Воздействие этого гормона на мозг может «разгонять» метаболизм, усиливая интенсивность расщепления жира и увеличивая энергопотребление мышечной тканью. То есть, жировая ткань сама регулирует процессы, связанные с накоплением и сжиганием жира.
Белый, бежевый, бурый
Жировая ткань не однородна по составу.
Большую ее часть составляют адипоциты — хранители капелек жира. В небольшом количестве присутствуют также нервные и эндотелиальные клетки, фибробласты и лейкоциты.
Адипоциты образуют три типа ткани:
- белый жир, представляющий основной объём;
- бурый, или коричневый;
- небольшое количество бежевого жира, который иногда называют также розовым.
Главная функция белого жира — запас энергии и сохранение тепла. Адипоциты этого типа образуются из так называемых клеток-предшественников соединительной ткани.
Задача бурой жировой ткани противоположная: вырабатывать тепло, сжигая энергию. По происхождению бурые адипоциты отличаются от белых: они образуются из клеток-предшественников скелетной мускулатуры.
Бежевый жир вообще стоит особняком, и не только потому, что о его существовании стало известно совсем недавно. Генетически бежевая ткань отличается и от коричневой, и от белой. По функциям ближе к коричневому жиру, так как тоже обладает способностью сжигать калории.
Цвет коричневой и бежевой ткани придают как кровеносные сосуды, так и содержащиеся в ее клетках в изобилии митохондрии.
Митохондрии — клеточные органеллы, выполняющие роль «энергетических станций». Именно эти стрктурные элементы снабжают клетки энергий в доступной форме. В обычных клетках митохондрии, окисляя молекулы липидов, создают молекулы аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), которые и являются источником энергии. Митохондрии бурого жира работают иначе, и на первый взгляд может показаться, что неправильно. В них почти не образуется молекул АТФ, зато вырабатывается много тепла, то есть энергия липидов «сжигается» в самом прямом смысле.
Белая ткань может превращаться в бежевую и бурую.
Расположение жировой ткани
Как уже сообщалось, белый жир может располагаться в разных местах, при избыточном накоплении буквально заполнять собой весь организм. Расположение бурой жировой ткани более четко ограничено: некоторое ее количество находится в области плеч и верхней части спины, по бокам шеи, и вдоль позвоночного столба. Причем у маленьких детей процентное содержание бурого и бежевого жира больше, чем у взрослых.
У грудничков бурая и бежевая жировая ткань расположена и в других частях тела, в частности, в пухлых щечках, подмышками, в средостении и на передней поверхности груди, возле почек. С возрастом количество бурых адипоцитов сиановится меньше. У взрослого соотношение адипоцитов бурой и белой жировой ткани примерно равно 1:150. При ожирении это соотношение изменяется в сторону уменьшения содержания бурого жира, иногда до полного его исчезновения.
У животных, впадающих в спячку, содержание бурого жира в организме намного выше, так как именно он позволяет поддерживать температуру тела.
Бежевая жировая ткань сочетает в себе свойства и белой, и бурой. Бежевые адипоциты способны реагировать на воздействия подобно бурым клеткам — активируя специальные белки термогенины, благодаря которым вырабатывается тепловая энергия. При этом изначально в бежевых клетках термогенинов существенно меньше, чем в бурых.
Белые адипоциты способны превращаться в бежевые. Схема этого превращения описывается в упрощенном виде следующим образом:
- В мышечной ткани во время работы образуется полипептид ирисин, способный выступать в качестве «посредника» между бурой и белой жировыми тканями.
- С током крови из работающих мышц ирисин попадает в белую жировую ткань, где вызывает процессы превращения белых адипоцитов в бурые.
Ирисин вырабатывается также под воздействием холода, когда озябший организм начинает дрожать. 15 минут дрожи дают такое количество ирисина, которое эквивалентно езде на велосипеде в течении часа. Можно кататься, можно мерзнуть. Кататься, наверное, все-таки лучше.
А воздействие холода окажется полезным при проведении процедур закаливания, обливаниях холодной водой, плавании, и даже во время сна в прохладной спальне.
На запуск превращения белых клеток в бурые влияют также нейропептиды орексины, вырабатывающиеся в гипоталамусе. Орексины, или гипокретины, играют также важную роль в регуляции уровня аппетита и циркадных ритмов. Подробнее об орексинах можно прочитать в статье о нарколепсии.
А еще в процессах превращения белых адипоцитов в бурые играет важную роль иммунная система, используя для этого клетки-макрофаги. При понижении окружающей температуры и физических нагрузках иммунная система передает через сигнальные белки интерлейкины команду макрофагам, и те начинают буквально понуждать белые адипоциты «буреть».
Попутно сделано еще одно наблюдение: чем больше в организме бурого жира, тем лучше реакция клеток на инсулин, и тем ближе к норме показатели уровня глюкозы в крови. У больных диабетом симптомы уменьшаются по мере увеличения количества бурых жировых клеток. Об этом сообщили в своей работе, опубликованной в журнале Diabetes ученые из Техасского университета.
Капля дегтя
Бурый жир не так прост, как может показаться, и не безусловно хорош. При проведении экспериментов в некоторых случаях отмечалось следующее явление: увеличение количества бурого жира в организме сопровождалось повышением уровня липопротеинов низкой плотности в крови, то есть «плохого» холестерина. Который, собственно, связан с повышением риска развития атеросклероза.
В связи с пандемией ожирения отношение к жировым отложениям стало скорее негативным. Хотя это больше свойственно так называемым «цивилизованным» странам, а в странах «третьего мира» до сих пор порой тучность считается красивой и престижной. На самом деле обе стороны этой медали далеки от идеала.
Ожирение является самым распространенным нарушением обмена веществ в промышленно развитых странах. С этой проблемой связаны повышенные риски развития сахарного диабета 2 типа, рака, атеросклероза и связанных с ним заболеваний сердечно-сосудистой системы. Для лечения метаболических заболеваний критически важно найти понимание происхождения, развития и роли жировых клеток в организме.
Уже сегодня совершенно ясно, что прежнее отношение к адипоцитам как к инертным клеткам, единственной функцией которых является хранение «запасных липидов», не отвечает действительности. Адипоциты выполняют важнейшие функции, важнейшей из которых является продукция эндокринных гормонов, регулирующих энергетический гомеостаз. Адипоциты выполняют функцию регуляторов метаболизма в организме. С этим связана и их роль в патогенезе метаболических заболеваний.
И здесь возникает парадокс, так как просто блокировать образование и развитие адипоцитов нельзя. Это ухудшает метаболическое здоровье человека. Вредно и избыточное накопление жира, и его нехватка. Этой проблеме мы и пытаемся найти решение.
