Brunt fedtvæv

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 5. september 2021; checks kræver 6 redigeringer .
brunt fedtvæv
lat.  textus adiposus fuscus

PET / CT -billede , der viser en kvindes brune fedtvæv
Kataloger
 Mediefiler på Wikimedia Commons

Brunt fedtvæv  er en af ​​to typer fedtvæv hos pattedyr . Brunt fedt er veludviklet hos nyfødte og hos dyr i dvale [1] . Hos den voksne er brunt fedtvæv til stede og metabolisk aktivt [2] [3] , men det går tilbage med alderen [4] . Vævets hovedfunktion er ikke -rystende termogenese . I modsætning til hvide fedtceller ( hvide fedtvævsceller ) , som har en stor fedtdråbe , har brunvævsfedtceller flere små fedtdråber og mange mitokondrier , der indeholder jern (i cytokromer ) og forårsager vævets brune farve [5] .

Bygning

Brunt fedtvæv udtrykkes hos nyfødte og nogle dyr ( gnavere og dvaledyr ). 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 [6] ). Den brune farve leveres af jernholdige cytokrompigmenter placeret i mitokondrier. Under sult er ændringer i brunt fedtvæv mindre udtalte sammenlignet med ændringer i hvidt fedtvæv [7] .

Udtrykket "beige fedt" refererer til hvidt fedtvæv, som får nogle træk af brunt fedtvæv, for eksempel i dets fedtceller, i stedet for et stort fedtvæv, er der flere mindre indeslutninger, antallet af mitokondrier stiger, og niveauet af ekspression af UCP1 -genet, der koder for thermogenin -proteinet, stiger [8] .

Anatomi

Brunt fedtvæv, der kommer til udtryk hos nyfødte og nogle dyr (gnavere og pattedyr i dvale), er placeret på halsen , nær skulderbladene , bag brystbenet , langs rygsøjlen , under huden, mellem musklerne [7] i supraklavikularen fossa , omkring hjertet , aorta , bugspytkirtlen , binyrerne og luftrøret [9] . I lang tid blev det anset for, at det voksne menneske ikke har brunt fedt. Tilstedeværelsen af ​​brunt fedtvæv hos en voksen blev bekræftet i 2003 under positronemissionstomografi , hvis formål var at påvise metastaser [10] [11] . Hos en voksen er brunt fedt lokaliseret i den supraclavikulære fossa, langs rygsøjlen , aorta, binyrerne og i mediastinum [12] [2] . Det er stadig uklart, om disse aflejringer faktisk er brunt fedt eller refererer til beige fedt-hvide fedtceller, der har fået nogle træk ved brune fedtceller [13] [14] .

Fysiologi

Hovedfunktionen af ​​brunt fedtvæv er termogenese. Hos dyr i slutningen af ​​dvalen og nyfødte trænger noradrenalin ind i brunt fedtvæv , som 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 [15] . Thermogenin menes at være en proton- og frie fedtsyresymporter , men dets specifikke virkningsmekanisme er uklar [16] . Det er kendt, at thermogenin hæmmes af ATP, ADP og GTP [17] . Termogenese i brune adipocytter kan også aktiveres ved overspisning [18] .

Hos en voksen bliver brune fedtdepoter mere metabolisk aktive, men denne effekt afbødes, når man tager betablokkere . Det er blevet vist, at brunt fedtvæv forbedrer glukosemetabolismen [19] og øger insulinfølsomheden [20] og er involveret i at opretholde knogletætheden [ . Under påvirkning af kulde i skeletmuskulatur og brunt fedtvæv stiger niveauet af SIRT1 - phosphorylering , hvilket fører til deacetylering af PPARGC1A og en række andre proteiner , hvilket resulterer i øget termogenese og øget insulinfølsomhed [21] .

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 [22] . Når de vender tilbage til normale forhold, bliver nogle af de beige adipocytter hvide igen. Hos mus er "bruningen" af hvidt fedtvæv fuldstændig udjævnet 21 dage efter afslutningen af ​​eksponeringen for kulden, og et fald i ekspressionen af ​​UCP1 , der koder for thermogenin, sker allerede efter 24 timer [23] . Når de udsættes for kulde igen, bliver de samme hvide adipocytter til beige adipocytter hver gang [24] . Transformationen af ​​en hvid adipocyt til beige styres af flere transkriptionsfaktorer [25] : PPARγ , PRDM16 [26] , PGC-1α og EBF2 [27] [28] [29] . Brunfarvning af hvidt fedt stimuleres også af irisin udskilt af muskelvæv som reaktion på træning [30] og FGF21 udskilt af leveren [8] . Hos mus stimuleres brunfarvning af methionin , enkephalin - peptider produceret af type 2 medfødte immunlymfoide celler som reaktion på interleukin 33 (IL-33) [31] .

Udvikling

Brune adipocytter udvikler sig fra mesenkymale stamceller , men på andre steder i embryoets krop , forskellige fra dem, hvor hvid adipocytdifferentiering forekommer (i det paraaksiale mesenchym ). 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 [32] .

Klinisk betydning

Godartede tumorer dannet af brune adipocytter kaldes undertiden hibernomer [33] . Et hibernom er en velafgrænset, gul til brun, indkapslet cellemasse med en gennemsnitlig størrelse på 10 cm Hibernomer er smertefri og ligger normalt i det subkutane væv [34] .

Fedme forstås som en tilstand, hvor et overskud af fedtvæv ophobes i kroppen [35] . Omdannelsen af ​​hvidt til brunt fedtvæv betragtes som en lovende strategi til behandling af fedme [36] .

Studiehistorie

Fedtvæv (mere præcist, brunt fedtvæv) blev først beskrevet i 1551 af den schweiziske læge og encyklopædiforsker Konrad Gesner (1516-1565) [37] .

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 [38] .

Noter

  1. ↑ Gesta S. , Tseng YH , Kahn CR Udviklingsoprindelse af fedt: sporing af fedme til dets kilde.  (engelsk)  // Cell. - 2007. - 19. oktober ( bind 131 , nr. 2 ). - S. 242-256 . - doi : 10.1016/j.cell.2007.10.004 . — PMID 17956727 .
  2. ↑ 1 2 Nedergaard J. , Bengtsson T. , Cannon B. Uventede beviser for aktivt brunt fedtvæv hos voksne mennesker.  (engelsk)  // American Journal Of Physiology. Endokrinologi og stofskifte. - 2007. - August ( bd. 293 , nr. 2 ). - S. 444-452 . - doi : 10.1152/ajpendo.00691.2006 . — PMID 17473055 .
  3. ↑ Saito M. , Okamatsu-Ogura Y. , Matsushita M. , Watanabe K. , Yoneshiro T. , Nio-Kobayashi J. , Iwanaga T. , Miyagawa M. , Kameya T. , Nakada K. , Kawai Y. , Tsujisaki M. Høj forekomst af metabolisk aktivt brunt fedtvæv hos raske voksne mennesker: virkninger af kuldeeksponering og fedme.  (engelsk)  // Diabetes. - 2009. - Juli ( bd. 58 , nr. 7 ). - S. 1526-1531 . - doi : 10.2337/db09-0530 . — PMID 19401428 .
  4. ↑ Graja A. , Schulz TJ Mekanismer for aldringsrelateret svækkelse af brune adipocyters udvikling og funktion.  (engelsk)  // Gerontologi. - 2015. - Bd. 61 , nr. 3 . - S. 211-217 . - doi : 10.1159/000366557 . — PMID 25531079 .
  5. ↑ Enerbäck S. Oprindelsen af ​​brunt fedtvæv.  (engelsk)  // The New England Journal Of Medicine. - 2009. - 7. maj ( bd. 360 , nr. 19 ). - S. 2021-2023 . - doi : 10.1056/NEJMcibr0809610 . — PMID 19420373 .
  6. ↑ Mescher, 2016 , s. 126.
  7. ↑ 1 2 Afanasiev et al., 2004 , s. 231-232.
  8. ↑ 1 2 Harms M. , Seale P. Brunt og beige fedt: udvikling, funktion og terapeutisk potentiale.  (engelsk)  // Nature Medicine. - 2013. - Oktober ( bind 19 , nr. 10 ). - S. 1252-1263 . - doi : 10.1038/nm.3361 . — PMID 24100998 .
  9. ↑ Heaton JM Fordelingen af ​​brunt fedtvæv i mennesket.  (engelsk)  // Journal Of Anatomy. - 1972. - Maj ( vol. 112 , nr. Pt 1 ). - S. 35-39 . — PMID 5086212 .
  10. ↑ Cohade C. , Osman M. , Pannu HK , Wahl RL Optagelse i supraclavikulært område fedt ("USA-Fat"): beskrivelse på 18F-FDG PET/CT.  (engelsk)  // Journal Of Nuclear Medicine: Officiel publikation, Society Of Nuclear Medicine. - 2003. - Februar ( bind 44 , nr. 2 ). - S. 170-176 . — PMID 12571205 .
  11. ↑ Yeung HW , Grewal RK , Gonen M. , Schöder H. , Larson SM Mønstre for (18)F-FDG-optagelse i fedtvæv og muskler: en potentiel kilde til falske positive for PET.  (engelsk)  // Journal Of Nuclear Medicine: Officiel publikation, Society Of Nuclear Medicine. - 2003. - November ( bind 44 , nr. 11 ). - S. 1789-1796 . — PMID 14602861 .
  12. ↑ van Marken Lichtenbelt WD , Vanhommerig JW , Smulders NM , Drossaerts JM , Kemerink GJ , Bouvy ND , Schrauwen P. , Teule GJ Koldaktiveret brunt fedtvæv hos raske mænd.  (engelsk)  // The New England Journal Of Medicine. - 2009. - 9. april ( bd. 360 , nr. 15 ). - S. 1500-1508 . - doi : 10.1056/NEJMoa0808718 . — PMID 19357405 .
  13. ↑ Shinoda K. , Luijten IH , Hasegawa Y. , Hong H. , Sonne SB , Kim M. , Xue R. , Chondronikola M. , Cypess AM , Tseng YH , Nedergaard J. , Sidossis LS , Kajimura S. Genetisk og funktionel karakterisering af klonalt afledte voksne humane brune adipocytter.  (engelsk)  // Nature Medicine. - 2015. - April ( bind 21 , nr. 4 ). - S. 389-394 . - doi : 10.1038/nm.3819 . — PMID 25774848 .
  14. ↑ Lidell ME , Betz MJ , Enerbäck S. To typer brunt fedtvæv hos mennesker.  (engelsk)  // Adipocyte. - 2014. - 1. januar ( bind 3 , nr. 1 ). - S. 63-66 . - doi : 10.4161/adip.26896 . — PMID 24575372 .
  15. ↑ Mescher, 2016 , s. 126-127.
  16. ↑ Fedorenko A. , Lishko PV , Kirichok Y. Mechanism of fatty-syre-dependent UCP1 uncoupling in brown fat mitochondria.  (engelsk)  // Cell. - 2012. - 12. oktober ( bd. 151 , nr. 2 ). - S. 400-413 . - doi : 10.1016/j.cell.2012.09.010 . — PMID 23063128 .
  17. ↑ Azzu V. , Brand MD Tænd -sluk-knapperne for de mitokondrielle afkoblingsproteiner.  (engelsk)  // Trends In Biochemical Sciences. - 2010. - Maj ( bind 35 , nr. 5 ). - S. 298-307 . - doi : 10.1016/j.tibs.2009.11.001 . — PMID 20006514 .
  18. ↑ Busiello RA , Savarese S. , Lombardi A. Mitokondrielle afkoblingsproteiner og energimetabolisme.  (engelsk)  // Frontiers In Physiology. - 2015. - Bd. 6 . - S. 36-36 . - doi : 10.3389/fphys.2015.00036 . — PMID 25713540 .
  19. ↑ Stanford KI , Middelbeek RJ , Townsend KL , An D. , Nygaard EB , Hitchcox KM , Markan KR , Nakano K. , Hirshman MF , Tseng YH , Goodyear LJ . Brunt fedtvæv regulerer glucosehomeostase og insulinfølsomhed.  (engelsk)  // The Journal Of Clinical Investigation. - 2013. - Januar ( bind 123 , nr. 1 ). - S. 215-223 . - doi : 10.1172/JCI62308 . — PMID 23221344 .
  20. ↑ Chondronikola M. , Volpi E. , Børsheim E. , Porter C. , Annamalai P. , Enerbäck S. , Lidell ME , Saraf MK , Labbe SM , Hurren NM , Yfanti C. , Chao T. , Andersen CR , Cesani F . , Hawkins H. , Sidossis LS Brunt fedtvæv forbedrer hele kroppens glukosehomeostase og insulinfølsomhed hos mennesker.  (engelsk)  // Diabetes. - 2014. - December ( bd. 63 , nr. 12 ). - S. 4089-4099 . doi : 10.2337 /db14-0746 . — PMID 25056438 .
  21. ↑ Gerhart-Hines Z. , Dominy Jr. JE , Blättler SM , Jedrychowski MP , Banks AS , Lim JH , Chim H. , Gygi SP , Puigserver P. cAMP/PKA-vejen aktiverer hurtigt SIRT1 for at fremme fedtsyreoxidation uafhængigt af ændringer i NAD(+).  (engelsk)  // Molecular Cell. - 2011. - 23. december ( bind 44 , nr. 6 ). - s. 851-863 . - doi : 10.1016/j.molcel.2011.12.005 . — PMID 22195961 .
  22. ↑ Mescher, 2016 , s. 125.
  23. ↑ Gospodarska E. , Nowialis P. , Kozak LP Mitokondriel omsætning: en fænotype, der adskiller brune adipocytter fra interscapular brunt fedtvæv og hvidt fedtvæv.  (engelsk)  // The Journal Of Biological Chemistry. - 2015. - 27. marts ( bd. 290 , nr. 13 ). - P. 8243-8255 . - doi : 10.1074/jbc.M115.637785 . — PMID 25645913 .
  24. ↑ Rosenwald M. , Perdikari A. , Rülicke T. , Wolfrum C. Tovejs interkonversion af brite og hvide adipocytter.  (engelsk)  // Nature Cell Biology. - 2013. - Juni ( bind 15 , nr. 6 ). - s. 659-667 . - doi : 10.1038/ncb2740 . — PMID 23624403 .
  25. ↑ Lo KA , Sun L. Turning WAT into BAT: a review on regulators controling browning of white adipocytes.  (engelsk)  // Bioscience Reports. - 2013. - 6. september ( bind 33 , nr. 5 ). - doi : 10.1042/BSR20130046 . — PMID 23895241 .
  26. ↑ Harms MJ , Ishibashi J. , Wang W. , Lim HW , Goyama S. , Sato T. , Kurokawa M. , Won KJ , Seale P. Prdm16 er påkrævet til opretholdelse af brun adipocyt identitet og funktion i voksne mus.  (engelsk)  // Cellemetabolisme. - 2014. - 1. april ( bd. 19 , nr. 4 ). - S. 593-604 . - doi : 10.1016/j.cmet.2014.03.007 . — PMID 24703692 .
  27. ↑ Wang W. , Kissig M. , Rajakumari S. , Huang L. , Lim HW , Won KJ , Seale P. Ebf2 er en selektiv markør for brune og beige adipogene precursorceller.  (engelsk)  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States Of America. - 2014. - 7. oktober ( bd. 111 , nr. 40 ). - P. 14466-14471 . - doi : 10.1073/pnas.1412685111 . — PMID 25197048 .
  28. ↑ Kissig M. , Shapira S.N. , Seale P. SnapShot: Brown and Beige Adipose Thermogenesis.  (engelsk)  // Cell. - 2016. - 30. juni ( bind 166 , nr. 1 ). - S. 258-258 . - doi : 10.1016/j.cell.2016.06.038 . — PMID 27368105 .
  29. ↑ Shapira SN , Lim HW , Rajakumari S. , Sakers AP , Ishibashi J. , Harms MJ , Won KJ , Seale P. EBF2 regulerer transkriptionelt brun adipogenese via histonlæseren DPF3 og BAF-kromatinombygningskomplekset.  (engelsk)  // Gener & Development. - 2017. - 1. april ( bd. 31 , nr. 7 ). - s. 660-673 . - doi : 10.1101/gad.294405.116 . — PMID 28428261 .
  30. ↑ Boström P. , Wu J. , Jedrychowski MP , Korde A. , Ye L. , Lo JC , Rasbach KA , Boström EA , Choi JH , Long JZ , Kajimura S. , Zingaretti MC , Vind BF , Tu H. , Cinti S. , Højlund K. , Gygi SP , Spiegelman BM En PGC1-α-afhængig myokin, der driver brun-fedt-lignende udvikling af hvidt fedt og termogenese.  (engelsk)  // Nature. - 2012. - 11. januar ( bd. 481 , nr. 7382 ). - S. 463-468 . - doi : 10.1038/nature10777 . — PMID 22237023 .
  31. ↑ Brestoff JR , Kim BS , Saenz SA , Stine RR , Monticelli LA , Sonnenberg GF , Thome JJ , Farber DL , Lutfy K. , Seale P. , Artis D. Gruppe 2 medfødte lymfoide celler fremmer at være af hvidt fedtvæv og begrænser fedme .  (engelsk)  // Nature. - 2015. - 12. marts ( bd. 519 , nr. 7542 ). - S. 242-246 . - doi : 10.1038/nature14115 . — PMID 25533952 .
  32. ↑ Mescher, 2016 , s. 127.
  33. ↑ Mescher, 2016 , s. 122.
  34. ↑ Furlong MA , Fenburg-Smith JC , Miettinen M. Det morfologiske spektrum af hibernom: en klinisk patologisk undersøgelse af 170 tilfælde.  (engelsk)  // The American Journal Of Surgical Pathology. - 2001. - Juni ( bind 25 , nr. 6 ). - S. 809-814 . - doi : 10.1097/00000478-200106000-00014 . — PMID 11395560 .
  35. ↑ Fedme og overvægt Faktablad N°311 . WHO (januar 2015). Hentet 2. februar 2016. Arkiveret fra originalen 22. april 2018.
  36. ↑ Giordano Antonio , Frontini Andrea , Cinti Saverio. Konvertibelt visceralt fedt som et terapeutisk mål for at bremse fedme  //  Nature Reviews Drug Discovery. - 2016. - 11. marts ( bind 15 , nr. 6 ). - S. 405-424 . — ISSN 1474-1776 . - doi : 10.1038/nrd.2016.31 .
  37. ↑ Cannon B. , Nedergaard J. Udviklingsbiologi: Hverken fedt eller kød.  (engelsk)  // Nature. - 2008. - 21. august ( bd. 454 , nr. 7207 ). - S. 947-948 . - doi : 10.1038/454947a . — PMID 18719573 .
  38. ↑ Lee Paul , Swarbrick Michael M. , Ho Ken KY Brown Adipose Tissue in Adult Humans: A Metabolic Renaissance  //  Endokrine anmeldelser. - 2013. - 1. juni ( bind 34 , nr. 3 ). - S. 413-438 . — ISSN 0163-769X . - doi : 10.1210/er.2012-1081 .

Litteratur