 |
Гипертрофия и гиперплазия жировой ткани
|
|
|
|
Объем жировой ткани зависит от числа и размера адипоцитов. Гиперпластический рост жировой ткани обеспечивается митотической активностью клеток-предшественников (преадипоцитов, зрелые адипоциты уже не делятся). Взрослый адипоцит может принять на хранение определенное количество жира, в результате чего объем жировой ткани увеличивается за счет гипертрофического роста. Очень подробно изучен процесс роста жировой ткани у крыс. Первые четыре недели жизни жировая ткань растет за счет деления клеток. Перекармливаемые в этот период, крысы очень сильно прибавляют в весе за счет увеличения числа жировых клеток. От 4 до 14 недель рост жировой ткани определяется увеличением как количества жировых клеток, так и их размера. В дальнейшем жир накапливается по гипертрофическому типу.
ее человека сложно выделить такие четкие периоды роста жировой ткани, но все же есть некоторые закономерности, которые необходимо учитывать. В отличие от большинства новорожденных животных, человеческие детеныши рождаются довольно упитанными за счет гиперпластического роста жировой ткани в третьем триместре беременности. Перекармливая ребенка в этот период, мать создает предпосылку для его будующей предрасположенности к полноте, так как количество адипоцитов в течение жизни прктически не меняется, и все они при каждом удобном случае будут стремиться заполнить свои вакуоли. Следующий период гиперпластического роста жировой ткани у человека приходится на препубертат и пупертат,когда человек становится по-взрослому красивым,а красота,какизвестно, «не более чем удачное распределение подкожного жира». Перекармливание подростков в этот период очень значимо для дальнейшего статуса жировой ткани. Гиперплазия жировой ткани у взрослых людей имеет плохой прогноз в отношении редукции массы тела, так как свидетельствует о серьезных эндокринных и церебральных нарушениях, выражающихся, в том числе, и в неконтролируемой полифагии.
|
|
|
При заполнении жиром всех существующих адипоцитов до критической отметки клетки-предшественники начинают делиться, чтобы деть куда-нибудь все поступающий жир. Причем риск нарушения обмена веществ нарастает с увеличением размера адипоцитов (иногда серьезные осложнения наблюдаются при отсутствии избыточного веса или при его незначительном превышении по сравнению с нормой). В книге «Нарушения липидного
108
обмена» упоминается эксперимент, проведенный на уголовных заключенных, у которых ожирение и гиперинсулинемия были вызваны сверхкалорийным питанием, причем повышение уровня инсулина авторы объясняют именно гипертрофией жировых клеток. Гипертрофия на фоне патологически низкого количества адипоцитов встречаются у диабетиков и у лиц с гипертриглицеридемией.
При сохраненном уровне потребления отложившийся жир превращается из «запасов на черный день» в место «захоронения отходов». Причем повышенный уровень свободных жирных кислот (СЖК), наблюдающийся при ожирении и связанном с ним метаболическом синдроме (синдром Х), способствует нарушению структуры мембраны адипоцита. В результате происходит не только увеличение размера клеток, но и активный рост соединительной ткани.
Метаболизм жировой ткани
Жировая ткань представляет собой главное хранилище жира в форме триглицеридов, причем у взрослого здорового человека количество ее составляет примерно 15% (10 кг у 70-ти килограммового мужчины – не так уж мало). А, например, в работе Filozof с соавторами, в которой исследовалась скорость окисления жиров у сбросивших вес пациентов, имеющих ранее высокие степени ожирения, по сравнению с людьми, никогда не имеющими избыточного веса, за нормальное количество жира в теле взята средняя величина – 33 + 6 % (!) при ИМТ 24,5 кг/м2.
|
|
|
Жировые клетки метаболически чрезвычайно активны. В периоды изобилия они, как и клетки печени, способны синтезировать жирные кислоты (ЖК) из углеводов, а в период лишений – поставлять их организму, освобождая от триглицеридов. Адипоциты активно накапливают триглицериды, поступающие из ЖКТ в виде хиломиеронов. Процесс отщепления ЖК от триглицеридов, входящих в состав хиломикронов, осуществляется свободной липопртеидлипазой, циркулирующей в крови и активирующейся гепарином, и липопротеидлипазой, локализованной в клетках кровеносных капиляров и также активирующейся гепарином. В принципе, любая ткань может потреблять жирные кислоты липидов хиломикронов, если она имеет соответствующую ферментную систему. Скорость высвобождения ЖК из апидоцитов резко возрастает под влиянием адреналина, в то время как
связывание инсулина жировыми клетками снимает эффект адреналина и понижает активность липазы адипоцитов. При инсулинорезистентности такого торможения инсулином высвобождения ЖК из депо не происходит, что приводит к существенному повышению их концентрации в крови после приема пищи. Нарушение липидного обмена затрудняет работу мембранных рецепторов за счет изменения структуры клеточных мембран, что усугубляет состояние инсулинорезистентности. И порочный круг замыкается.
Липогенез
В жир могут быть превращены и углеводы, и белки, если они поступают в количестве, превышающем в данный момент потребности организма. Жировая клетка не настолько хорошо обеспечена ферментными системами для синтеза жира de novo, как клетка печени, поэтому липогенез в жировой ткани в значительно большей степени зависит от обеспеченности предшественниками, а также промежуточными продуктами и кофакторами. Синтез жиров регулируется реакциями углеводного обмена и, что очень важно, количество запасаемых липидов определяется количеством содержащихся в рационе углеводов, а не жиров. Реакция гликолиза (более 80% глюкозы в жировых клетках вступает в реакцию гликолитического расщепления с образованием ацетил-КоА, АТФ и т.д.) поставляет для синтеза жиров и альфа-глицерофосфат, поскольку жировая ткань, в отличие от печени, не обладает способностью использовать глицерин из-за отсутствия гликокиназы (глицерин возвращается в печень или другие ткани). Помимо синтеза жиров из глюкозы крови, жировая
|
|
|
109
ткань может использовать жирные кислоты, входящие в состав хиломикронов, либо в состав липопротеидов, синтезируемых в печени. Жировые клетки также синтезируют липопротеидлипазу, освобождающую ЖК из липопротеидов крови. Однако жировая клетка не может синтезировать липопротеиды и в таком виде экспортировать жиры наружу и далее в кровоток. Синтезируемые в ней триглицериды секретируются в жировую вакуоль. Богатый углеводами и бедный жирами рацион способствует усилению синтеза ферментов, участвующих в липогенезе, что приводит к усиленному образованию жиров в жировых депо. Одним из эффектов инсулина является стимуляция захвата глюкозы жировыми клетками, что также способствует резкому усилению липогенеза. При голодании происходит избирательное блокирование ферментов, например, липопротеидлипазы, для предотвращения неуместного в этом случае запасания жира.
Липолиз
в данном случае нас интересуют липолитические процессы, происходящие в адипоците при получении гормонального сигнала, который, как правило, ассоциируется с повышенной потребностью других тканей в энергии. Жировая клетка имеет внутриклеточную липазную систему, предназначенную для депонированных липидов – жировой капли. Это полиферментный комплекс, называющийся гормон-чувствительной липазой, гидролизует триглицериды до жирных кислот и глицерина. Далее СЖК могут быть подвергнуты реэтерификации, бета-окислению или поступить в общий пул циркулирующих в крови ЖК в виде комплекса с альбуминами. Быстрое освобождение и использование этих связанных с альбуминами ЖК покрывает до 70% общих энергетических затрат при голодании, а весь фонд находящихся в кровообращении ЖК обновляется каждые несколько минут.
|
|
|
Гормональная регуляция липолиза
На первой стадии внутриклеточного липолиза происходит гидролиз триглицеридов до диглицеридов, и эта медленная стадия лимитирует скорость всего процесса. Стимулирует его цАМФ, образующийся аденилатциклазой в ответ на гормональную стимуляцию, поэтому весь ферментный комплекс и называют гормон-чувствительным.
Мембрана жировой клетки обладает двумя типами рецепторов гормонов. С первыми взаимодействуют катехоламины (адреналин или норадреналин), усиливающие образование цАМФ, а значит, и липолиз, со вторыми взаимодействует инсулин, который снижает концентрацию цАМФ, противодействуя активации аденилатциклазы стимулирующими гормонами, и угнетает таким образом, липолиз. При сахарном диабете инсулиновая недостаточность приводит к бесконтрольной стимуляции внутриклеточной липазы и высвобождению большого количества ЖК из депо. Снижение концентрации глюкозы в крови при голодании подавляет выработку инсулина поджелудочной железой, что вносит свой вклад
и усиление липолиза. Мозг постоянно нуждается в глюкозе, которая должна поступать с кровью. При снижении концентрации глюкозы в крови ниже критического уровня могут возникнуть тяжелые необратимые нарушения мозговых функций. При продолжительном голодании (запаса гликогена хватает ненадолго) мозг вынужден переключаться на использование бета-гидроксибутирата, образующегося в печени из жирных кислот. Тем самым запасы жира в организме позволяют сохранить в организме белки мышц, которые используются как последний источник глюкозы при голодании.)
Воздействие стресса (охлаждение, эмоции, нагрузки) мобилизует СЖК из депо либо за счет усиления секреции адреналина надпочечниками, либо способствуя высвобождению норадпреналина при стимуляции симпатических нервов, иннервирующих жировую ткань. Аденилатциклазную активность также повышают: глюкагон, адренокортикотропный гормон (АКТГ), гормон роста, гормоны щитовидной железы, вазопрессин. Тормозят липолиз: салицилаты, никотиновая кислота, РНК.
110
Такова биохимия углеводно-жирового обмена, эволюционно приспособленная для оптимального использования любых пищевых ресурсов. Преобдодание тех или иных процессов зависит от состава пищи, состояния и потребностей индивидуума и качественного и количественного характера запасов.
|
|
|
