stringtranslate.com

Адипоцит

Адипоциты , также известные как липоциты и жировые клетки , представляют собой клетки , которые в основном составляют жировую ткань и специализируются на хранении энергии в виде жира . [1] Адипоциты происходят из мезенхимальных стволовых клеток , которые дают начало адипоцитам посредством адипогенеза . В культуре клеток предшественники адипоцитов также могут образовывать остеобласты , миоциты и другие типы клеток.

Существует два типа жировой ткани: белая жировая ткань (WAT) и бурая жировая ткань (BAT), которые также известны как белый и бурый жир соответственно и содержат два типа жировых клеток.

Состав

Белые жировые клетки

Бурая жировая клетка.
Желтая жировая ткань в парафине.

Белые жировые клетки содержат одну большую липидную каплю, окруженную слоем цитоплазмы , и известны как однокамерные. Ядро уплощено и оттеснено к периферии. Типичная жировая клетка имеет диаметр 0,1 мм [2], причем некоторые из них в два раза больше, а другие вдвое меньше. Однако эти численные оценки размера жировых клеток во многом зависят от метода измерения и расположения жировой ткани. [2] Жир находится в полужидком состоянии и состоит в основном из триглицеридов и эфиров холестерина . Белые жировые клетки секретируют множество белков, действующих как адипокины, таких как резистин , адипонектин , лептин и апелин . Среднестатистический взрослый человек имеет 30 миллиардов жировых клеток при весе 30 фунтов или 13,5 кг. Если ребенок или подросток набирает достаточный лишний вес, абсолютное количество жировых клеток может увеличиваться до двадцати четырех лет. [3] Если взрослый человек (который никогда не страдал ожирением в детстве или подростковом возрасте) набирает лишний вес, жировые клетки обычно увеличиваются в размерах, а не в количестве, хотя есть некоторые неубедительные данные, предполагающие, что количество жировых клеток также может увеличиться, если существующие жировые клетки становятся достаточно большими (как при особо тяжелых стадиях ожирения). [3] Количество жировых клеток трудно уменьшить с помощью диетического вмешательства, хотя некоторые данные свидетельствуют о том, что количество жировых клеток может уменьшиться, если потеря веса поддерживается в течение достаточно длительного периода времени (> 1 года; хотя это чрезвычайно сложно). для людей с более крупными и многочисленными жировыми клетками, чтобы поддерживать потерю веса в течение такого длительного времени). [3]

Большой метаанализ показал, что размер клеток белой жировой ткани зависит от методов измерения, депо жировой ткани, возраста и индекса массы тела; при той же степени ожирения увеличение размера жировых клеток также было связано с нарушениями регуляции метаболизма глюкозы и липидов. [2]

Бурые жировые клетки

Бурые жировые клетки имеют многогранную форму. Бурый жир образуется из клеток дерматомиоцитов. В отличие от белых жировых клеток, эти клетки имеют обширную цитоплазму с несколькими разбросанными по ней каплями липидов и известны как многокамерные клетки. Ядро круглой формы и хотя и расположено эксцентрично, но не на периферии клетки. Коричневый цвет обусловлен большим количеством митохондрий . Бурый жир, также известный как «детский жир», используется для выработки тепла.

Жировые клетки костного мозга

Адипоциты костного мозга однокамерные, как белые жировые клетки. Депо жировой ткани костного мозга плохо изучено с точки зрения его физиологической функции и влияния на здоровье костей. Жировая ткань костного мозга увеличивается при низкой плотности костной ткани, но дополнительно увеличивается при ожирении. [4] Реакция жировой ткани костного мозга на физическую нагрузку аналогична реакции белой жировой ткани . [4] [5] [6] [7] Физические упражнения уменьшают как размер адипоцитов, так и объем костномозговой жировой ткани, что количественно определяется с помощью МРТ или микроКТ-визуализации кости, окрашенной липидосвязывающим осмием .

Разработка

Гистологические особенности липобластов , окраска H&E .

Преадипоциты представляют собой недифференцированные фибробласты , которые можно стимулировать для образования адипоцитов. Исследования пролили свет на потенциальные молекулярные механизмы определения судьбы преадипоцитов, хотя точная линия происхождения адипоцитов до сих пор неясна. [8] [9] На изменение распределения жира в организме в результате нормального роста влияет пищевой и гормональный статус, зависящий от внутренних различий в клетках, обнаруженных в каждом жировом депо. [10]

Мезенхимальные стволовые клетки могут дифференцироваться в адипоциты, соединительную ткань , мышцы или кости . [1]

Предшественник взрослой клетки называется липобластом , а опухоль этого типа клеток известна как липобластома . [11]

Функция

Обмен клеток

Было показано, что количество жировых клеток у некоторых мышей снижается из-за голодания, а при воздействии холода наблюдаются и другие свойства. [12]

Если адипоциты в организме достигают максимальной емкости жира, они могут размножаться, обеспечивая дополнительное накопление жира.

Взрослые крысы различных линий страдали ожирением, когда их кормили очень вкусной пищей в течение нескольких месяцев. Анализ морфологии их жировой ткани выявил увеличение как размера, так и количества адипоцитов в большинстве депо. Повторное введение таким животным обычного рациона питания [13] ускорило период потери веса, в течение которого только средний размер адипоцитов возвращался к норме. Число адипоцитов оставалось на повышенном уровне, достигнутом в период набора массы тела. [14]

По некоторым данным и учебникам, количество адипоцитов может увеличиваться в детском и подростковом возрасте, хотя у взрослых оно обычно остается постоянным. У людей, которые страдают ожирением во взрослом возрасте, а не в подростковом возрасте, адипоцитов становится не больше, чем было раньше. [15]

Люди, страдающие ожирением с детства, обычно имеют завышенное количество жировых клеток. Люди, которые становятся толстыми во взрослом возрасте, возможно, имеют не больше жировых клеток, чем их худощавые сверстники, но их жировые клетки больше. В целом, людям с избытком жировых клеток труднее сбросить вес и сохранить его, чем людям, страдающим ожирением, у которых просто увеличены жировые клетки. [3]

Жировые клетки тела имеют региональную реакцию на переедание, что было изучено на взрослых субъектах. В верхней части тела увеличение размера адипоцитов коррелировало с увеличением жира в верхней части тела; однако количество жировых клеток существенно не изменилось. В отличие от реакции жировых клеток верхней части тела, количество адипоцитов нижней части тела значительно увеличилось в ходе эксперимента. Примечательно, что не было никаких изменений в размере адипоцитов нижней части тела. [16]

Примерно 10% жировых клеток обновляется ежегодно во всех взрослых возрастах и ​​уровнях индекса массы тела без существенного увеличения общего количества адипоцитов во взрослом возрасте. [15]

Приспособление

Ожирение характеризуется увеличением жировой массы за счет увеличения размеров адипоцитов ( гипертрофия ) и, в меньшей степени, пролиферации клеток ( гиперплазия ). [17] [2] В жировой ткани людей с ожирением увеличивается выработка модуляторов метаболизма, таких как глицерин , гормоны , хемокины , стимулирующие макрофаги , и провоспалительные цитокины , что приводит к развитию резистентности к инсулину . [18] Производство этих модуляторов и, как следствие, патогенез резистентности к инсулину, вероятно, вызваны адипоцитами, а также макрофагами иммунной системы , которые проникают в ткани. [19]

Производство жира в адипоцитах сильно стимулируется инсулином . Контролируя активность ферментов пируватдегидрогеназы и ацетил-КоА-карбоксилазы , инсулин способствует синтезу ненасыщенных жирных кислот . Он также способствует поглощению глюкозы и индуцирует SREBF1 , который активирует транскрипцию генов, стимулирующих липогенез . [20]

SREBF1 ( фактор транскрипции , связывающий регуляторный элемент стерола 1) представляет собой фактор транскрипции, синтезируемый в виде неактивного белка-предшественника , встраиваемого в мембрану эндоплазматического ретикулума (ЭР) с помощью двух трансмембранных спиралей . В мембране ЭР также закреплен SCAP (белок, активирующий расщепление SREBF), который связывает SREBF1. Комплекс SREBF1-SCAP удерживается в мембране ЭР с помощью INSIG1 (белок гена 1, индуцируемый инсулином). Когда уровень стеринов истощается, INSIG1 высвобождает SCAP, и комплекс SREBF1-SCAP может быть рассортирован в транспортные пузырьки , покрытые коатомером COPII , которые экспортируются в аппарат Гольджи . В аппарате Гольджи SREBF1 расщепляется и высвобождается в виде транскрипционно активного зрелого белка. Затем он может свободно перемещаться в ядро ​​и активировать экспрессию генов-мишеней. [21]

Протеолитическая активация SREBF-контролируемого биосинтеза липидов.

Клинические исследования неоднократно показывали, что, хотя резистентность к инсулину обычно связана с ожирением, мембранные фосфолипиды адипоцитов пациентов с ожирением, как правило, все еще демонстрируют повышенную степень ненасыщенности жирных кислот. [22] Это, по-видимому, указывает на адаптивный механизм, который позволяет адипоцитам сохранять свою функциональность, несмотря на повышенные потребности в хранении, связанные с ожирением и резистентностью к инсулину.

Исследование, проведенное в 2013 году [22], показало, что, хотя экспрессия мРНК INSIG1 и SREBF1 была снижена в жировой ткани мышей и людей с ожирением, количество активного SREBF1 было увеличено по сравнению с нормальными мышами и пациентами, не страдающими ожирением. Это снижение экспрессии INSIG1 в сочетании с увеличением зрелого SREBF1 также коррелировало с поддержанием экспрессии гена-мишени SREBF1. Следовательно, похоже, что при подавлении INSIG1 происходит сброс петли INSIG1/SREBF1, что позволяет поддерживать активные уровни SREBF1. Это, по-видимому, помогает компенсировать антилипогенные эффекты резистентности к инсулину и, таким образом, сохранять способность адипоцитов накапливать жир и доступность соответствующих уровней ненасыщенности жирных кислот перед лицом алиментарного давления ожирения.

Эндокринная роль

Адипоциты могут синтезировать эстрогены из андрогенов [23] , что потенциально является причиной того, что недостаточный или избыточный вес является фактором риска бесплодия . [24] Кроме того, адипоциты отвечают за выработку гормона лептина . Лептин играет важную роль в регуляции аппетита и действует как фактор насыщения. [25]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ ab Бирбрайр А, Чжан Т, Ван ЗМ, Месси МЛ, Ениколопов Г.Н., Минц А, Дельбоно О (август 2013 г.). «Роль перицитов в регенерации скелетных мышц и накоплении жира». Стволовые клетки и развитие . 22 (16): 2298–2314. дои : 10.1089/scd.2012.0647. ПМЦ  3730538 . ПМИД  23517218.
  2. ^ abcd Ye RZ, Ричард Дж., Жеври Н., Черноф А., Карпентье AC (январь 2022 г.). «Размер жировых клеток: методы измерения, патофизиологические причины и связь с метаболическими нарушениями». Эндокринные обзоры . 43 (1): 35–60. doi : 10.1210/endrev/bnab018. ПМЦ 8755996 . ПМИД  34100954. 
  3. ^ abcd Pool R (2001). Жир: борьба с эпидемией ожирения . Оксфорд [Оксфордшир]: Издательство Оксфордского университета. стр. 68. ISBN 978-0-19-511853-7.
  4. ^ ab Стайнер М., Паньотти Г.М., МакГрат С., Ву X, Сен Б., Узер Г. и др. (август 2017 г.). «Упражнения уменьшают количество жировой ткани костного мозга за счет β-окисления у бегающих мышей, страдающих ожирением». Журнал исследований костей и минералов . 32 (8): 1692–1702. дои : 10.1002/jbmr.3159. ПМК 5550355 . ПМИД  28436105. 
  5. ^ Пагнотти GM, Стайнер М (2016). «Регуляция упражнений костномозговой жировой ткани». Границы эндокринологии . 7:94 . дои : 10.3389/fendo.2016.00094 . ПМЦ 4943947 . ПМИД  27471493. 
  6. ^ Стайнер М., Паньотти Г.М., Галиор К., Ву X, Томпсон В.Р., Юзер Г. и др. (август 2015 г.). «Регуляция костного жира в условиях лечения агонистами PPARγ у самок мышей C57BL/6». Эндокринология . 156 (8): 2753–2761. дои : 10.1210/en.2015-1213. ПМК 4511140 . ПМИД  26052898. 
  7. ^ Стайнер М., Томпсон В.Р., Галиор К., Узер Г., Ву X, Кадари С. и др. (июль 2014 г.). «Накопление жира в костном мозге, ускоренное диетой с высоким содержанием жиров, подавляется физическими упражнениями». Кость . 64 : 39–46. дои : 10.1016/j.bone.2014.03.044. ПМК 4041821 . ПМИД  24709686. 
  8. ^ Коскун Х., Саммерфилд Т.Л., Книсс Д.А., Фридман А. (июль 2010 г.). «Математическое моделирование определения судьбы преадипоцитов». Журнал теоретической биологии . 265 (1): 87–94. Бибкод : 2010JThBi.265...87C. дои : 10.1016/j.jtbi.2010.03.047. ПМИД  20385145.
    • Краткое содержание: «Ученые приблизились к выяснению того, что вызывает рождение жировой клетки». ScienceDaily . 18 августа 2010 г.
  9. ^ Коскун Х., Саммерфилд Т.Л., Книсс Д.А., Фридман А. (июль 2010 г.). «Математическое моделирование определения судьбы преадипоцитов». Журнал теоретической биологии . 265 (1): 87–94. Бибкод : 2010JThBi.265...87C. дои : 10.1016/j.jtbi.2010.03.047. ПМИД  20385145.
  10. ^ Фрид С.К., Ли М.Дж., Карастергиу К. (июль 2015 г.). «Формирование распределения жира: новое понимание молекулярных детерминант биологии жира, зависящей от депо и пола». Ожирение (обзор). 23 (7): 1345–1352. дои :10.1002/oby.21133. ПМЦ 4687449 . ПМИД  26054752. 
  11. ^ Хонг Р., Чой Д.Ю., До Нью-Йорк, Лим СК (июль 2008 г.). «Тонкоигольная аспирационная цитология липобластомы: клинический случай». Диагностическая цитопатология . 36 (7): 508–511. дои : 10.1002/dc.20826. PMID  18528880. S2CID  22668394.
  12. ^ Дин Х., Чжэн С., Гарсия-Руис Д., Хоу Д., Вэй З., Ляо З. и др. (май 2016 г.). «Голодание вызывает переключение подкожного жира на висцеральный, опосредованный микроРНК-149-3p, и подавление PRDM16». Природные коммуникации . 7 : 11533. Бибкод : 2016NatCo...711533D. doi : 10.1038/ncomms11533. ПМК 4895052 . ПМИД  27240637. 
  13. ^ Warden CH, Fisler JS (апрель 2008 г.). «Сравнение диет, используемых в моделях кормления животных с высоким содержанием жиров». Клеточный метаболизм . 7 (4): 277. doi :10.1016/j.cmet.2008.03.014. ПМК 2394560 . PMID  18396128. Обычный корм состоит из побочных продуктов сельского хозяйства, таких как измельченная пшеница, кукуруза или овес, люцерна и соевые бобы, источника белка, такого как рыба, и растительного масла, а также дополнен минералами и витаминами. Таким образом, чау — это диета с высоким содержанием клетчатки, содержащая сложные углеводы и жиры из различных растительных источников. Чау-чау недорог в производстве и вкусен для грызунов. 
  14. ^ Фауст И.М., Джонсон PR, Стерн Дж.С., Хирш Дж. (сентябрь 1978 г.). «Увеличение количества адипоцитов, вызванное диетой, у взрослых крыс: новая модель ожирения». Американский журнал физиологии . 235 (3): E279–E286. дои : 10.1152/ajpendo.1978.235.3.E279. PMID  696822. S2CID  7744250.
  15. ^ ab Спалдинг К.Л., Арнер Э., Вестермарк П.О., Бернард С., Бухгольц Б.А., Бергманн О. и др. (июнь 2008 г.). «Динамика обмена жировых клеток у человека». Природа . 453 (7196): 783–787. Бибкод : 2008Natur.453..783S. дои : 10.1038/nature06902. PMID  18454136. S2CID  4431237.
  16. ^ Чукалова Ю.Д., Вотруба С.Б., Чкония Т., Гиоргадзе Н., Киркланд Дж.Л., Дженсен М.Д. (октябрь 2010 г.). «Региональные различия в клеточных механизмах увеличения жировой ткани при перекармливании». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 107 (42): 18226–18231. дои : 10.1073/pnas.1005259107 . ПМК 2964201 . ПМИД  20921416. 
  17. ^ Блюхер М (июнь 2009 г.). «Дисфункция жировой ткани при ожирении». Экспериментальная и клиническая эндокринология и диабет . 117 (6): 241–250. дои : 10.1055/s-0029-1192044. ПМИД  19358089.
  18. ^ Кан С.Э. , Халл Р.Л., Утцшнейдер К.М. (декабрь 2006 г.). «Механизмы, связывающие ожирение с резистентностью к инсулину и диабетом 2 типа». Природа . 444 (7121): 840–846. Бибкод : 2006Natur.444..840K. дои : 10.1038/nature05482. PMID  17167471. S2CID  120626.
  19. ^ Бастард Дж.П., Маачи М., Лагату С., Ким М.Дж., Кэрон М., Видал Х. и др. (март 2006 г.). «Последние достижения во взаимосвязи между ожирением, воспалением и резистентностью к инсулину». Европейская цитокиновая сеть . 17 (1): 4–12. PMID  16613757. Несколько факторов, происходящих не только от адипоцитов, но и от инфильтрированных макрофагов, вероятно, способствуют патогенезу резистентности к инсулину.
  20. ^ Кан Б.Б., Флиер Дж.С. (август 2000 г.). «Ожирение и инсулинорезистентность». Журнал клинических исследований . 106 (4): 473–481. дои : 10.1172/JCI10842. ПМК 380258 . ПМИД  10953022. 
  21. ^ Роусон Р.Б. (август 2003 г.). «Путь SREBP - идеи от Insigs и насекомых». Обзоры природы. Молекулярно-клеточная биология . 4 (8): 631–640. дои : 10.1038/nrm1174. PMID  12923525. S2CID  20818196.
  22. ^ ab Кароббио С., Хаген Р.М., Леллиотт С.Дж., Славик М., Медина-Гомез Г., Тан С.И. и др. (Ноябрь 2013). «Адаптивные изменения заданного значения Insig1/SREBP1/SCD1 помогают жировой ткани справиться с повышенными потребностями в хранении при ожирении». Диабет . 62 (11): 3697–3708. дои : 10.2337/db12-1748. ПМК 3806615 . ПМИД  23919961. 
  23. ^ Нельсон Л.Р., Булун С.Е. (сентябрь 2001 г.). «Производство и действие эстрогена». Журнал Американской академии дерматологии . 45 (3 дополнения): S116–S124. дои : 10.1067/mjd.2001.117432. ПМИД  11511861.
  24. ^ «ФАКТ О РОДИМОСТИ: Женские риски» . Американское общество репродуктивной медицины (ASRM). Архивировано из оригинала 22 сентября 2007 года.
  25. ^ Клок, доктор медицинских наук, Якобсдоттир С., Дрент М.Л. (январь 2007 г.). «Роль лептина и грелина в регуляции потребления пищи и массы тела у человека: обзор». Обзоры ожирения . 8 (1): 21–34. дои : 10.1111/j.1467-789X.2006.00270.x . PMID  17212793. S2CID  24266123.

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы по теме адипоцитов .