Adipocytten er den primære celletype , som fedtvæv hovedsageligt består af . Adipocytter er afrundede celler, der indeholder en eller flere fedtdråber i cytoplasmaet. Afhængigt af om de tilhører hvidt eller brunt fedtvæv , opdeles adipocytter i hvide og brune , som adskiller sig morfologisk og funktionelt. Hvide adipocytter er involveret i fedtstofskiftet, har evnen til at akkumulere triglycerider og andre lipider , som senere bruges af kroppen til at generere energi , producere en række hormoner ( leptin , adiponectin , resistin og andre), brune adipocytter bærer ud termogenese .
Adipocytter kan give anledning til tumorer - benigne lipomer og maligne liposarkomer . Ophobningen af fedt i adipocytter er tæt forbundet med udviklingen af fedme .
Cellerne i fedtvæv, der lagrer fedt, kaldes adipocytter. Enkelte adipocytter er sfæriske i form. Fedtvæv er normalt opdelt i hvidt og brunt efter dets farve. Adipocytten af hvidt fedtvæv indeholder en stor dråbe neutralt fedt (sådanne adipocytter kaldes også unilokulære), som optager den centrale del af cellen og er omgivet af et tyndt lag cytoplasma, i hvis fortykkede del ligger en fladtrykt kerne . Cytoplasmaet af adipocytter indeholder også små mængder af andre lipider : kolesterol , fosfolipider og frie fedtsyrer . Disse små fede indeslutninger er især udtalte i umodne adipocytter. En moden adipocyt har en stor størrelse, fra 50 til 150 mikron . Da lipider udvaskes af xylen og andre opløsningsmidler , der anvendes til fremstilling af histologiske præparater, virker unilokulære adipocytter tomme , når de ses under et lysmikroskop [1] .
Brune fedtvævsfedtceller har sammenlignet med hvide fedtvævsceller flere mitokondrier og indeholder i stedet for en stor fedtdråbe mange små fedtindeslutninger i cytoplasmaet (sådanne fedtceller kaldes multilokulære [2] ). Den brune farve er tilvejebragt af jernholdige cytokrompigmenter placeret i mitokondrier. Ændringer i brunt fedtvæv under faste er mindre udtalte end i hvidt. Brunt fedtvæv er mest udtalt hos nyfødte og overvintrende dyr [3] , men er også til stede hos voksne [4] [5] .
Hvidt fedtvæv, der har fået nogle af brune fedtvævs egenskaber, omtales som "beige fedt"; i hendes celler, beige adipocytter , i stedet for ét stort fedtvæv, er der flere mindre indeslutninger, antallet af mitokondrier stiger, og ekspressionsniveauet af UCP1 -genet, der koder for thermogenin -proteinet, stiger [6] .
En fjerde type adipocyt er for nylig blevet beskrevet i det subkutane fedtvæv hos mus under graviditet og diegivning , hvor fedtvævet i mælkekirtlerne reduceres væsentligt, mens kirteldelen tværtimod vokser. De nydannede epitelceller , der udgør kirteldelen, kaldes lyserøde adipocytter . De skyldes direkte transdifferentiering hvide adipocytter til mælkeproducerende epitelceller . Dannelsen af lyserøde adipocytter er reversibel, og ved slutningen af laktationen bliver de tilbage til hvide adipocytter, hvilket genopretter den fede del af mælkekirtlen [7] .
Fedtvæv spiller en vigtig rolle i at opretholde niveauet af frie fedtsyrer og triglycerider i blodet, og bidrager også til udviklingen af insulinresistens (især abdominalt fedt). Adipocytter kan også lagre triglycerider fra mad og cirkulerer i blodet som en del af chylomikroner , lipider syntetiseret af leveren og cirkulerer i blodbanen som meget lavdensitetslipoproteiner , derudover kan frie fedtsyrer og glycerol syntetiseres i selve adipocytterne. Chylomikroner og lipoproteiner med meget lav densitet hydrolyseres af lipoproteinlipase på den luminale overflade af blodkapillærerne , når de trænger ind i fedtvæv . Frie fedtsyrer trænger ind i adipocytter ved mekanismen med aktiv transport og diffusion . I adipocytter tilsættes fedtsyrer til glycerol-3-phosphat under esterificeringsreaktionen for at danne triglycerider, som trænger ind i fedtdråben [8] .
I fedtvæv er der en konstant tilførsel og produktion af frie fedtsyrer. Den resulterende bevægelsesretning af frie fedtsyrer styres af hormonerne insulin og leptin . Hvis insulin er forhøjet, overstiger indtrængen af frie fedtsyrer i fedtvæv dets produktion, og frigivelse af fedtsyrer fra fedtvæv er kun mulig, når niveauet af insulin i blodet er lavt. Insulinniveauet stiger, når kulhydratfødevarer indtages, hvilket fører til en stigning i blodsukkerkoncentrationen [9] . Insulin stimulerer også absorptionen af glucose af adipocytter og fremmer dets omdannelse til fedt [10] .
Ved neural eller humoral stimulering af adipocytter mobiliseres fedtreserver, og cellerne frigiver fedtsyrer og glycerol. Noradrenalin , udskilt af binyrerne og postganglioniske sympatiske ender , aktiverer hormonfølsom lipase , som nedbryder triglycerider på overfladen af lipiddråber. Denne lipase aktiveres også af hypofysens væksthormon . Frie fedtsyrer diffunderer gennem membranerne af adipocytter og endotelceller, kommer ind i blodbanen og binder til albuminproteinet . Den mere hydrofile glycerol flyder frit i blodet og optages af leveren. Insulin hæmmer hormonfølsom lipase [11] . Adipocytmobilisering udløses også af adrenalin [12] og adrenokortikotropt hormon [13] [14] .
Molekyler produceret af fedtvæv spiller en afgørende rolle i at opretholde metabolisk homeostase , og forstyrrelser i deres dannelse kan føre til udvikling af fedme og en række patologiske tilstande forbundet med fedme, derfor betragtes fedtvæv som et endokrint organ . Fedtvævshormoner omtales samlet som adipokiner . Adipokiner er en type cytokiner (signalproteiner). Det første adipokin, der blev opdaget, var hormonet leptin, beskrevet i 1994. Leptin spiller en rolle i at opretholde normal kropsvægt og sender et mæthedssignal til hypothalamus . Leptin kontrollerer også lipogenese i hepatocytter ved at hæmme fedtsyrebiosyntesevejen og fremmer fedtsyreoxidation i muskler. Det mest producerede adipokin er kendt som adiponectin . Det forbedrer insulinfølsomheden, og dets administration til overvægtige mus har delvist overvundet insulinresistens. Adipokiner inkluderer også tumornekrosefaktor α (TNFα), som er involveret i dannelsen af insulinresistens ved at undertrykke insulinsignalvejen . I fedtvæv produceres TNFα af makrofager og andre immunceller. Hos overvægtige mennesker og mus er ekspression af det pro- inflammatoriske cytokin interleukin 6 (IL-6) øget i fedtvæv, men dets rolle i glukosemetabolismen er uklar [7] . Adipokiner inkluderer også asprosin [15] , resistin [16] , apelin [17] , chemerin [18] , CCL2 [19] og nogle andre cytokiner. Leptin og resistin produceres overvejende af subkutant fedtvæv [20] . Derudover er fedtvæv hos både kvinder og mænd den vigtigste perifere kilde til aromatase , som er involveret i syntesen af østrogener [21] .
Hovedfunktionen af brunt fedtvæv er termogenese. Hos dyr i slutningen af dvalen og nyfødte trænger noradrenalin ind i brunt fedtvæv, der ligesom i hvidt fedtvæv stimulerer hormonfølsom lipase og udløser hydrolyse af triglycerider. Men i modsætning til hvide adipocytter frigives frie fedtsyrer i brune adipocytter ikke til blodet, men metaboliseres hurtigt, hvilket er ledsaget af et øget iltforbrug og varmeproduktion. En lokal temperaturstigning i brunt fedtvæv fører til opvarmning af blodet, der vasker det, hvilket overfører varme til hele kroppen. Øget varmeproduktion i brune adipocytter er mulig på grund af det faktum, at deres indre mitokondrielle membraner indeholder en stor mængde af det transmembrane afkoblingsprotein thermogenin eller UCP1 . I nærvær af frie fedtsyrer tillader thermogenin protoner at strømme fra intermembranrummet direkte ind i mitokondriematrixen uden at protoner passerer gennem ATP-syntase . I stedet for dannelsen af ATP bruges protonernes energi til at frigive varme [22] . Thermogenin menes at være en proton- og fri fedtsyresymporter , men dets specifikke virkningsmekanisme er uklar [23] . Det er kendt, at thermogenin hæmmes af ATP, ADP og GTP [24] . Termogenese i brune adipocytter kan også aktiveres ved overspisning [25] .
Som andre bindevævsceller er adipocytter afledt af mesenkymale stamceller . Mesenkymale stamceller giver anledning til præadipocytter, som ligner store fibroblaster med cytoplasmatiske lipidinklusioner. Til at begynde med er lipiddråberne fra en ung hvid adipocyt isoleret fra hinanden, men de smelter hurtigt sammen og danner en enkelt stor fedtdråbe. Hvide adipocytter udvikler sig sammen med en mindre population af beige adipocytter, der er til stede i modent hvidt fedtvæv. Når de er tilpasset lave temperaturer, bliver hvide adipocytter delvist reversibelt brune, får et stort antal små lipiddråber i stedet for en stor, deres genekspressionsprofil bliver tæt på den for brune adipocytter (især ekspressionen af UCP1 -genet, der koder for thermogenin stiger), og de såkaldte beige adipocytter begynder termogenese [26] .
Brune adipocytter udvikler sig også fra mesenchymale stamceller , men på andre steder i den embryonale krop, end hvor hvid adipocytdifferentiering forekommer. Brune adipocytter i løbet af embryonal udvikling forekommer tidligere end hvide. Hos mennesker er volumen af brunt fedtvæv i forhold til kropsvægt maksimalt ved fødslen, når behovet for termogenese er størst, og forsvinder næsten fuldstændigt i barndommen gennem involution og apoptose af adipocytter. Hos voksne er brunt fedt mest aktivt hos tynde mennesker. Ved tilpasning til kulde kan beige adipocytter blive til brune, derudover kan brune adipocytter proliferere og differentiere sig fra mesenkymale progenitorceller. Autonome nerver stimulerer ikke kun den termogene aktivitet af brune adipocytter, men fremmer også deres differentiering og forhindrer apoptose af modne brune adipocytter [27] .
Hvide adipocytter kan give anledning til almindelige godartede formationer - lipomer . Ondartede tumorer, der stammer fra fedtvæv - liposarkomer - er relativt sjældne. Godartede tumorer dannet af brune adipocytter kaldes undertiden hibernomer [1] .
Fedme forstås som en tilstand, hvor et overskud af fedtvæv ophobes i kroppen [28] . Fedme øger risikoen for mange sygdomme og patologiske tilstande: hjerte-kar-sygdomme , type 2-diabetes mellitus , obstruktiv søvnapnø , nogle typer kræft og slidgigt [29] . Omdannelsen af hvidt til brunt fedtvæv betragtes som en lovende strategi til behandling af fedme [30] .
I øjeblikket kan fedtvæv bruges som en kilde til stamceller hos voksne . Fedtvævsstamceller kan let omprogrammeres til inducerede pluripotente stamceller [31] . Indhentning af stamceller fra cellematerialet i patientens egen krop reducerer risikoen for transplantatafstødning og undgår mange af de etiske problemer forbundet med brugen af embryonale stamceller [32] . Der er evidens for, at stamceller fra forskellige steder af fedtvæv (abdominalt fedt, epikardiefedt og andre) har forskellige egenskaber [32] [33] : spredningshastighed, immunfænotype , differentieringspotentiale og resistens over for hypoxi [34] .
Fedtvæv (mere præcist, brunt fedtvæv) blev først beskrevet i 1551 af den schweiziske læge og encyklopædiforsker Konrad Gesner (1516-1565) [35] . I 1902 blev der bemærket ligheder mellem cervikale fedtdepoter hos nyfødte babyer og dvalepattedyr. Aktiv forskning i brunt fedtvæv blev genoptaget i 1960'erne (i 1964 beviste William Silverman og hans kolleger, at brunt fedt også er ansvarligt for termogenese hos mennesker), og i 1980'erne blev det fastslået, at brunt fedtvæv var fraværende hos voksne. . Denne opfattelse blev revideret i slutningen af 2000'erne [36] .
Hvide adipocytter eller "fedtvesikler" og deres bidrag til fedtvækst blev først beskrevet i det 19. århundrede. Aktiv forskning i fedtvæv begyndte først i 1940'erne. I 1940 blev det vist, at fedtvæv er innerveret og forsynet med blod. I 1950'erne blev hvide fedtcellers rolle i lipidmetabolismen klarlagt , og yderligere undersøgelse af reguleringen af fedtvæv fortsatte gennem anden halvdel af det 20. århundrede [37] . Det første bevis på den endokrine funktion af hvidt fedtvæv dukkede op i 1980'erne [38] .
| biologiske væv | |
|---|---|
| Celle | |
| Dyr | |
| Planter | |
| se også | |