Țesutul adipos este un tip de țesut conjunctiv al animalelor , format din mezenchim și format din celule specializate care acumulează grăsimi - adipocite . Aproape întregul adipocit este umplut cu o picătură de grăsime înconjurată de o margine de citoplasmă cu nucleul celular împins la periferie . Pe lângă adipocite, țesutul adipos include celule din așa-numita fracție vasculară stromală: preadipocite, fibroblaste , celule endoteliale vasculare și o serie de celule imunitare , cum ar fi macrofagele țesutului adipos [1].
Funcția principală a țesutului adipos este stocarea lipidelor , în plus, asigură izolarea termică a corpului. Țesutul adipos produce o serie de hormoni ( estrogen , leptina , rezistină , precum și citokine , precum factorul de necroză tumorală α) și a fost recunoscut în ultimii ani ca o parte importantă a sistemului endocrin . La adult , țesutul adipos este situat sub piele , în jurul organelor interne (țesutul adipos visceral), în interiorul oaselor ( măduva osoasă galbenă ), între fibrele musculare și în glandele mamare [1] .
Țesutul adipos este împărțit în alb și maro . Țesutul adipos alb stochează lipide, iar principala funcție a țesutului adipos maro este termogeneza . Țesutul adipos brun este cel mai dezvoltat la nou-născuți , precum și la animalele care hibernează [2] . La adult, țesutul brun este prezent și activ metabolic , dar regresează odată cu vârsta.
Celulele țesutului adipos care stochează grăsime se numesc adipocite. Adipocitele unice au formă sferică. Țesutul adipos este de obicei împărțit în alb și maro în funcție de culoare. Adipocitul de țesut adipos alb conține o picătură mare de grăsime neutră (astfel de adipocite sunt numite și uniloculare), care ocupă partea centrală a celulei și este înconjurată de un strat subțire de citoplasmă, în a cărui parte îngroșată se află un nucleu aplatizat. . Citoplasma adipocitelor conține, de asemenea, cantități mici de alte lipide: colesterol , fosfolipide și acizi grași liberi . Aceste mici incluziuni grase sunt deosebit de pronunțate în adipocitele imature. Un adipocit matur are o dimensiune mare, de la 50 la 150 de microni . Deoarece lipidele sunt spălate de xilen și alți solvenți utilizați la prepararea preparatelor histologice , adipocitele uniloculare par goale când sunt privite la microscop cu lumină [3] .
Țesutul conjunctiv fibros formează straturi care împart țesutul adipos în lobuli de diferite dimensiuni și forme. În lobuli, adipocitele sunt strâns adiacente între ele, totuși, celulele așa-numitei fracțiuni vasculare stromale sunt prezente și în țesutul adipos: preadipocite, fibroblaste, celule endoteliale vasculare și o serie de celule imune, cum ar fi macrofagele țesutului adipos . 1] . Celulele fracției vasculare stromale reprezintă aproximativ jumătate din toate celulele țesutului adipos [4] . Celulele adipoase sunt separate prin fibre subțiri de colagen orientate în toate direcțiile, și sunt, de asemenea, împletite cu fibre reticulare [4] . Grupurile de adipocite sau lobuli individuali sunt strâns acoperite de capilare sanguine și limfatice [5] .
La nou-născuți și la unele animale ( rozătoare și animale hibernante), țesutul adipos maro este exprimat. Adipocitele maro ale țesutului adipos, în comparație cu celulele albe ale țesutului adipos, au mai multe mitocondrii și în loc de o picătură mare de grăsime conțin multe incluziuni grase mici în citoplasmă (astfel de adipocite sunt numite multiloculare [6] ). Culoarea maro este asigurată de pigmenții citocromi cu conținut de fier, localizați în mitocondrii. Modificările țesutului adipos maro în timpul postului sunt mai puțin pronunțate decât la alb [7] .
Termenul „grăsime bej” se referă la țesutul adipos alb, care capătă unele caracteristici ale țesutului adipos maro, de exemplu, în adipocitele sale, în loc de un țesut adipos mare, există mai multe incluziuni mai mici, numărul de mitocondrii crește și nivelul de expresie a genei UCP1 care codifică proteina termogenină crește [8] .
Un al patrulea tip de adipocite a fost descris recent în țesutul adipos subcutanat al șoarecilor în timpul sarcinii și alăptării , când țesutul adipos din glandele mamare este semnificativ redus, în timp ce partea glandulară, dimpotrivă, crește. Celulele epiteliale nou formate care alcătuiesc partea glandulară se numesc adipocite roz. Acestea rezultă din transdiferențierea directă adipocitelor albe în celule epiteliale producătoare de lapte . Formarea adipocitelor roz este reversibilă, iar la sfârșitul lactației acestea se transformă din nou în adipocite albe, refacend porțiunea grasă a glandei mamare [9] .
Densitatea țesutului adipos este de aproximativ 0,9 g/ml față de 1,06 g/ml pentru țesutul muscular, astfel încât o persoană cu mai multă grăsime va pluti mai ușor decât o persoană de aceeași greutate, dar cu mai multă masă musculară [10] [11] .
La un adult, țesutul adipos alb este situat sub piele, în special în partea inferioară a peretelui abdominal , pe fese și coapse (ca parte a țesutului subcutanat ), în jurul organelor interne (țesut adipos visceral), în interiorul oaselor. ( măduva osoasă galbenă ), între fibrele musculare și glandele mamare. Țesutul adipos brun, exprimat la nou-născuți și la unele animale (rozătoare și mamifere hibernante ), este situat pe gât , în apropierea omoplaților , în spatele sternului , de-a lungul coloanei vertebrale , sub piele și între mușchi [7] . La adult, țesutul brun este prezent și activ metabolic [12] [13] , dar regresează odată cu vârsta [14] . La om, țesutul adipos maro tipic se găsește între omoplați, în jurul rinichilor , în gât, în regiunea supraclaviculară și de-a lungul coloanei vertebrale . În plus, așa-numitele adipocite bej se găsesc în tot țesutul adipos alb - adipocite albe care au dobândit unele caracteristici ale adipocitelor brune [15] .
Țesutul adipos joacă un rol important în menținerea nivelului de acizi grași liberi și trigliceride din sânge și, de asemenea, contribuie la dezvoltarea rezistenței la insulină (în special grăsimea abdominală). Adipocitele pot stoca, de asemenea, trigliceride din alimente și care circulă în sânge ca parte a chilomicronilor , lipide sintetizate de ficat și care circulă în sânge ca lipoproteine cu densitate foarte mică , în plus, acizii grași liberi și glicerolul pot fi sintetizați chiar în adipocitele. Chilomicronii și lipoproteinele cu densitate foarte mică sunt hidrolizate de lipoprotein lipaza de pe suprafața luminală a capilarelor sanguine atunci când intră în țesutul adipos . Acizii grași liberi pătrund în adipocite prin mecanismul de transport activ și difuzie . În adipocite, acizii grași sunt adăugați la fosfatul de glicerol în timpul reacției de esterificare pentru a forma trigliceride, care intră în picătura de grăsime [16] .
În țesutul adipos, există o aprovizionare și o producție constantă de acizi grași liberi. Direcția rezultată de mișcare a acizilor grași liberi este controlată de hormonii insulină și leptina . Dacă insulina este crescută, atunci intrarea acizilor grași liberi în țesutul adipos depășește producția, iar eliberarea acizilor grași din țesutul adipos este posibilă numai atunci când nivelul de insulină din sânge este scăzut. Nivelul de insulină crește atunci când sunt ingerate alimente cu carbohidrați , ceea ce duce la creșterea concentrației de zahăr din sânge [17] . Insulina stimulează, de asemenea, absorbția glucozei de către adipocite și promovează conversia acesteia în grăsime [18] .
La stimularea neuronală sau umorală a adipocitelor, rezervele de grăsime sunt mobilizate, iar celulele eliberează acizi grași și glicerol. Noradrenalina , secretată de glandele suprarenale și de terminațiile simpatice postganglionare , activează lipaza hormono-sensibilă , care descompune trigliceridele de pe suprafața picăturilor de lipide. Această lipază este activată și de hormonul de creștere hipofizar . Acizii grași liberi difuzează prin membranele adipocitelor și celulelor endoteliale, intră în fluxul sanguin și se leagă de proteina albumină . Cu cât glicerolul mai hidrofil plutește liber în sânge și este absorbit de ficat. Insulina inhibă lipaza sensibilă la hormoni [19] . Mobilizarea adipocitelor este declanșată și de adrenalină [20] și hormonul adrenocorticotrop [21] [22] .
Moleculele produse de țesutul adipos joacă un rol crucial în menținerea homeostaziei metabolice , iar tulburările în formarea lor pot duce la dezvoltarea obezității și a unui număr de afecțiuni patologice asociate cu obezitatea, prin urmare, țesutul adipos este considerat un organ endocrin . Hormonii din țesutul adipos sunt denumiți în mod colectiv adipokine . Adipokinele sunt un tip de citokine (proteine de semnalizare). Prima adipokină descoperită a fost hormonul leptina, descris în 1994. Leptina joacă un rol în menținerea greutății corporale normale și transmite un semnal de sațietate către hipotalamus . De asemenea, leptina controlează lipogeneza în hepatocite prin inhibarea căii de biosinteză a acizilor grași .și contribuie laoxidareaacizilor grași din mușchi. Cea mai abundentă adipokină produsă este cunoscută sub numele deadiponectină. Îmbunătățește sensibilitatea la insulină, iar administrarea sa la șoareci obezi a depășit parțial rezistența la insulină. Adipokinele includ, de asemenea, factorul de necroză tumorală α (TNFα), care este implicat în formarea rezistenței la insulină prin suprimareacăii de semnalizare a insulinei . În țesutul adipos, TNFα este produs de macrofage și alte celule ale sistemului imunitar. La oamenii obezi și la șoareci, expresiacitokinei proinflamatorii interleukinei 6(IL-6) este crescută în țesutul adipos, dar rolul său înmetabolismul glucozei esteneclar[9]. Alte adipokine includasprosin[23],resistin [24],apelin[25],chemerin [26],CCL2[27]și alte citokine. Leptina și rezistina sunt produse predominant de țesutul adipos subcutanat[28]. În plus, atât la femei, cât și la bărbați, țesutul adipos este principala sursă periferică dearomatază, care este implicată în sintezaestrogenilor[29].
Funcția principală a țesutului adipos brun este termogeneza. La animalele aflate la sfârșitul hibernarii și la nou-născuți, norepinefrina pătrunde în țesutul adipos maro, care, ca și în țesutul adipos alb, stimulează lipaza sensibilă la hormoni și declanșează hidroliza trigliceridelor. Totuși, spre deosebire de adipocitele albe, în adipocitele brune, acizii grași liberi nu sunt eliberați în sânge, ci sunt metabolizați rapid, ceea ce este însoțit de o creștere a consumului de oxigen și a producției de căldură. O creștere locală a temperaturii în țesutul adipos maro duce la încălzirea sângelui care îl spală, care transferă căldură întregului corp. Producția de căldură îmbunătățită în adipocitele maro este posibilă deoarece membranele mitocondriale interioare ale acestora conțin cantități mari de proteina de decuplare transmembranară termogenină sau UCP1. În prezența acizilor grași liberi, termogenina permite protonilor să curgă din spațiul intermembranar direct în matricea mitocondrială, fără ca protonii să treacă prin ATP sintaza . În loc de formarea de ATP , energia protonilor este folosită pentru a elibera căldură [30] . Se crede că termogenina este un simportor de protoni și acizi grași liberi , dar mecanismul său specific de acțiune nu este clar [31] . Se știe că termogenina este inhibată de ATP, ADP și GTP [32] . Termogeneza în adipocitele brune poate fi activată și prin supraalimentare [33] .
Ca și alte celule de țesut conjunctiv, adipocitele sunt derivate din celule stem mezenchimale . Celulele stem mezenchimale dau naștere preadipocitelor, care arată ca fibroblaste mari cu incluziuni lipidice citoplasmatice. Inițial, picăturile de lipide ale unui adipocit alb tânăr sunt izolate unele de altele, dar în curând se unesc pentru a forma o singură picătură mare de grăsime. Adipocitele albe se dezvoltă împreună cu o populație mai mică de adipocite bej care sunt prezente în țesutul adipos alb matur. Atunci când sunt adaptate la temperaturi scăzute, adipocitele albe devin parțial reversibile maronii, dobândesc un număr mare de picături de lipide mici în loc de una mare, profilul lor de expresie genică devine apropiat de cel al adipocitelor maro (în special, expresia genei UCP1 care codifică termogenina) . crește), iar așa-numitele adipocite bej încep termogeneza [34] . La revenirea la condiții normale, unele dintre adipocitele bej devin din nou albe. La șoareci, „brunirea” țesutului adipos alb este complet nivelată la 21 de zile după încheierea expunerii la frig, iar o scădere a expresiei termogeninei care codifică UCP1 are loc deja după 24 de ore [35] . La expunerea repetată la frig, aceleași adipocite albe se transformă de fiecare dată în adipocite bej [36] . Transformarea unui adipocite alb în bej este controlată de mai mulți factori de transcripție [37] : PPARγ , PRDM16 [38] , PGC-1α și EBF2 [39] [40] [41] . Rumenirea grăsimii albe este, de asemenea, stimulată de irisina secretată de țesutul muscular ca răspuns la efort [42] și de FGF21 secretat de ficat [8] . La șoareci, rumenirea este stimulată de metionină , peptide encefaline produse de celulele limfoide imune înnăscute de tip 2 ca răspuns la interleukina 33 (IL-33) 43] .
Adipocitele brune se dezvoltă, de asemenea, din celulele stem mezenchimale, dar în locații diferite în corpul embrionar decât acolo unde are loc diferențierea adipocitelor albe. Adipocitele brune în cursul dezvoltării embrionare apar mai devreme decât cele albe. La om, volumul țesutului adipos brun în raport cu greutatea corporală este maxim la naștere, când nevoia de termogeneză este cea mai mare, și dispare aproape complet în copilărie prin involuția și apoptoza adipocitelor. La adulți, grăsimea brună este cea mai activă la persoanele slabe. Atunci când se adaptează la frig, adipocitele bej se pot transforma în maro, în plus, adipocitele maro pot prolifera și se pot diferenția de celulele progenitoare mezenchimale. Nervii autonomi nu numai că stimulează activitatea termogenică a adipocitelor brune, dar și promovează diferențierea acestora și previne apoptoza adipocitelor brune mature [44] .
Adipocitele albe pot da naștere la formațiuni benigne comune - lipoame . Tumorile maligne provenite din tesutul adipos - liposarcoamele - sunt relativ rare. Tumorile benigne formate din adipocite brune sunt uneori numite hibernoame [3] .
Obezitatea este înțeleasă ca o afecțiune în care un exces de țesut adipos se acumulează în organism [45] . Obezitatea crește riscul apariției multor boli și afecțiuni: boli cardiovasculare , diabet de tip 2 , apnee obstructivă în somn , unele tipuri de cancer și osteoartrita [46] . Creșterea excesivă a grăsimii viscerale, în special în jurul stomacului, se numește obezitate centrală sau viscerală, iar abdomenul prea mărit și proeminent în această afecțiune este cunoscut sub numele de „ burta de bere ”. Deoarece țesutul adipos produce multe citokine, inclusiv cele proinflamatorii, obezitatea este adesea însoțită de o inflamație cronică ușoară . Diabetul zaharat și bolile de inimă se numără printre bolile inflamatorii asociate cu obezitatea [34] . Excesul de țesut adipos, în special grăsimea viscerală, poate duce la rezistența la insulină [47] . La majoritatea pacienților obezi, adipocitele produc cantități normale sau crescute de leptină, totuși, uneori, celulele sale țintă au receptori de leptină insuficienți sau poartă receptori defecte , astfel încât efectul de sațietate mediat de leptină nu apare [34] . Cu toate acestea, mutațiile în gena care codifică leptina pot explica doar o mică parte din cazurile de obezitate [48] . O cauză foarte frecventă a obezității la adulți este tulburările metabolice legate de vârstă , în care activitatea lipazei sensibile la hormoni scade. Un număr crescut de adipocite formate în obezitatea infantilă crește riscul de obezitate la o persoană în vârstă [6] . Conversia țesutului adipos alb în maro este considerată o strategie promițătoare pentru tratamentul obezității [49] .
În prezent, țesutul adipos poate fi folosit ca sursă de celule stem la adulți . Celulele stem din țesut adipos pot fi ușor reprogramate în celule stem pluripotente induse [50] . Obținerea celulelor stem din materialul celular al propriului corp al pacientului reduce riscul de respingere a transplantului și evită multe dintre problemele etice asociate cu utilizarea celulelor stem embrionare [51] . Există dovezi că celulele stem din diferite locații ale țesutului adipos (grăsimea abdominală, grăsimea epicardică și altele) au proprietăți diferite [51] [52] : rata de proliferare, imunofenotipul , potențialul de diferențiere și rezistența la hipoxie [53] .
Țesutul adipos (mai precis, țesutul adipos brun) a fost descris pentru prima dată în 1551 de naturalistul elvețian Conrad Gesner [54] . În 1902, au fost observate asemănări între depozitele de grăsime cervicală la nou-născuții și mamiferele care hibernan. Cercetările active asupra țesutului adipos brun au fost reluate în anii 1960 (în 1964, Silverman și colegii săi au arătat că la om, grăsimea brună este, de asemenea, responsabilă pentru termogeneza), iar prin anii 1980 s-a stabilit că țesutul adipos brun nu exista la adulți. Această viziune a fost revizuită la sfârșitul anilor 2000 [55] .
Adipocitele albe sau „veziculele de grăsime” și contribuția lor la creșterea grăsimii au fost descrise pentru prima dată în secolul al XIX-lea. Cercetările active asupra țesutului adipos au început abia în anii 1940. În 1940, s-a demonstrat că țesutul adipos este inervat și alimentat cu sânge. În anii 1950, rolul adipocitelor albe în metabolismul lipidelor a fost clarificat , iar studiile suplimentare ale reglării țesutului adipos au continuat în a doua jumătate a secolului al XX-lea [56] . Primele dovezi ale funcției endocrine a țesutului adipos alb au apărut în anii 1980 [57] .
| tesuturi biologice | |
|---|---|
| Celulă | |
| Animale | |
| Plante | |
| Vezi si | |