Адипоцит белой жировой ткани, как правило, имеет шарообразную форму и содержит одну большую каплю нейтрального жира (такие адипоциты также называют унилокулярными), которая занимает центральную часть клетки и окружена тонким слоем цитоплазмы, в утолщённой части которого залегает уплощённое ядро. В цитоплазме адипоцитов содержатся в небольших количествах и другие липиды: холестерин, фосфолипиды, а также свободные жирные кислоты. Эти мелкие жировые включения особенно выражены у незрелых адипоцитов. 87 % массы жировой ткани взрослого человека приходится на липиды[2]. В цитоплазме, прилегающей к ядру, а также в противолежащем более тонком слое цитоплазмы присутствуют нитевидные и палочковидные митохондрии с плотно упакованными кристами, редуцированныйаппарат Гольджи и несколько цистерн шероховатого эндоплазматического ретикулума и свободные рибосомы. Тонкий субмембранный слой цитоплазмы, окружающий липидную каплю, содержит цистерны гладкого эндоплазматического ретикулума, а также многочисленные пиноцитозныепузырьки[3]. Зрелый адипоцит имеет крупные размеры, от 50 до 150 мкм. Так как липиды вымываются ксиленом и другими растворителями, использующимися при приготовлении гистологических препаратов, унилокулярные адипоциты при рассмотрении с помощью светового микроскопа выглядят пустыми[4].
Рыхлая[англ.] волокнистая соединительная ткань образует прослойки, которые делят жировую ткань на дольки разного размера и формы. В дольках адипоциты близко прилегают друг к другу, однако в жировой ткани также присутствуют клетки так называемой стромальной васкулярной фракции: преадипоциты, фибробласты, клетки эндотелия сосудов и ряд иммунных клеток, такие как макрофаги жировой ткани[1]. На клетки стромальной васкулярной фракции приходится около половины всех клеток жировой ткани[5]. Жировые клетки разделяются тонкими коллагеновыми волокнами, ориентированными во всех направлениях, а также оплетены ретикулярными волокнами[5]. Группы адипоцитов или отдельные дольки тесно охватываются кровеносными и лимфатическимикапиллярами[6].
Микрофотография белой жировой ткани
Количество жира в адипоцитах белой жировой ткани, как и их количество, подвергается значительным колебаниям. При усиленном питании могут появляться новые адипоциты из адвентициальных клеток, прилегающих к кровеносным капиллярам. При этом в цитоплазме новообразованных адипоцитов появляются мелкие капли жира, которые, разрастаясь, сливаются в одну жировую каплю. По мере увеличения жировой капли эндоплазматический ретикулум и аппарат Гольджи редуцируются, а ядро сдавливается и уплощается[7]. При голодании околопочечная и подкожная жировая ткань теряют жировые запасы, липидные капли в адипоцитах измельчаются, а сами адипоциты приобретают звёздчатую или веретеновидную форму. Однако вблизи орбиты глаз, на подошвах и ладонях жировая ткань почти не изменяется даже при длительном голодании, так как играет в основном не обменную, а механическую роль. В этих местах она подразделяется на мелкие дольки, окружённые волокнами соединительной ткани[8].
У взрослого человека белая жировая ткань располагается под кожей, особенно в нижней части брюшной стенки, на ягодицах и бёдрах (в составе подкожной ткани), вокруг внутренних органов (висцеральная жировая ткань), внутри костей (жёлтый костный мозг[англ.]), между мышечными волокнами и в молочных железах. Бурая жировая ткань, выраженная у новорождённых детей и некоторых животных (грызунов и млекопитающих, впадающих в спячку), располагается на шее, около лопаток, за грудиной, вдоль позвоночника, под кожей и между мышцами[9]. У взрослого человека бурая ткань присутствует и метаболически активна[10][11], однако она регрессирует с возрастом[12].
Висцеральный жир, также известный как абдоминальный жир, располагается в брюшной полости между внутренними органами — желудком, печенью, кишечником, почками и другими[13]. Висцеральный жир подразделяется на несколько основных скоплений: мезентерический жир, эпидимальный жир и периренальный жир[14]. Висцеральный жир, расположенный вблизи сердца, называется эпикардиальным. Он продуцирует множество биологически активных веществ, которые могут существенно влиять на работу сердца[15]. Увеличение висцерального жира наиболее выражено у мужчин, в то время как женщины накапливают жир в основном в бёдрах и на ягодицах[16][17].
Большая часть невисцерального жира залегает под кожей в гиподерме и входит в состав подкожной ткани[18]. Подкожная жировая ткань в области ягодиц и бёдер наиболее выражена у женщин. После наступления менопаузы существенная часть жировых отложений в организме женщины переходит в область талии[19], и позднее жир накапливается преимущественно в области живота[20]. Подкожная жировая ткань, помимо метаболической функции, играет механическую роль и выступает как теплоизолирующий слой[21][22]. Хотя морфологически адипоциты висцерального жира и подкожной жировой ткани идентичны, они существенно различаются по профилям экспрессии генов[23].
Жёлтый костный мозг представлен жировыми клетками, перемежающимися с гемопоэтическими клетками и костными элементами. Объём жёлтого костного мозга увеличивается при ограничении калорийности питания и даже при анорексии, что принципиально отличает его от других жировых отложений[24][25][26], однако он увеличивается и при ожирении[27]. Физические упражнения уменьшают объём жёлтого костного мозга и приводят к уменьшению размеров адипоцитов костного мозга[27][28][29]. Адипоциты костного мозга имеют ряд отличий как от адипоцитов белого жира, так и от адипоцитов бурого жира. При рождении большая часть костного мозга приходится на кроветворный красный костный мозг, однако в течение жизни он постепенно преобразуется в жёлтый костный мозг, поэтому объём жёлтого костного мозга растёт с возрастом у обоих полов. Адипоциты костного мозга являются локальным источником энергии. Есть сведения, что жёлтый костный мозг отрицательно влияет на формирование костного материала, и его избыточное увеличение коррелирует с развитием остеопороза и остеопении[англ.], однако неизвестно, связан ли этот эффект напрямую с деятельностью адипоцитов или он обусловлен изменениями микросреды костного мозга[30].
Эктопический жир — это хранилище триглицеридов, не относящееся к собственно жировой ткани и накапливающее относительно небольшое количество жира. Эктопический жир присутствует в печени, скелетных мышцах, сердце и поджелудочной железе[31]. Причины, лежащие в основе избыточного накопления эктопического жира, неизвестны. Снижение массы тела также приводит к сокращению эктопических жировых запасов[32].
Жировая ткань играет важную роль в поддержании уровня свободных жирных кислот и триглицеридов в крови, а также вносит вклад в развитие инсулинорезистентности (особенно абдоминальный жир). Адипоциты также могут запасать триглицериды, поступающие с пищей и циркулирующие в крови в составе хиломикронов, липиды, синтезируемые печенью и циркулирующие в кровотоке в виде липопротеинов очень низкой плотности, кроме того, свободные жирные кислоты и глицерин могут синтезироваться в самих адипоцитах. Хиломикроны и липопротеины очень низкой плотности при поступлении в жировую ткань гидролизуютсялипопротеинлипазой на люминальной поверхности кровеносных капилляров. Свободные жирные кислоты поступают в адипоциты по механизму активного транспорта и диффузии. В адипоцитах жирные кислоты в ходе реакцииэтерификации присоединяются к глицеринфосфату с образованием триглицеридов, которые поступают в жировую каплю[33].
В жировой ткани идёт постоянное поступление и выход свободных жирных кислот. Результирующее направление движения свободных жирных кислот контролируются гормонами инсулином и лептином. Если инсулин повышен, то вход свободных жирных кислот в жировую ткань превышает её выход, и выход жирных кислот из жировой ткани возможен только при низком уровне инсулина в крови. Уровень инсулина повышается при поступлении в организм углеводной пищи, которое приводит к росту концентрации сахара в крови[34]. Инсулин также стимулирует поглощение глюкозы адипоцитами и способствует её преобразованию в жир[35].
Структура лептина — пептидного гормона, продуцируемого адипоцитами
Молекулы, продуцируемые жировой тканью, играют важнейшую роль в поддержании метаболического гомеостаза, и нарушения в их образовании могут приводить к развитию ожирения и ряда патологических состояний, связанных с ожирением, поэтому жировую ткань рассматривают как эндокринный орган. Гормоны жировой ткани в совокупности называют адипокинами. Адипокины представляют собой разновидность цитокинов (сигнальных белков). Первым открытым адипокином стал гормон лептин, описанный в 1994 году. Лептин играет роль в поддержании нормальной массы тела и передаёт сигнал, свидетельствующий о насыщении, в гипоталамус. Лептин также контролирует липогенез в гепатоцитах, подавляя путь биосинтеза жирных кислот, и способствует окислению жирных кислот в мышцах. Наиболее обильно продуцируется адипокин, известный как адипонектин. Он повышает чувствительность к инсулину, и его введение мышам, страдающим ожирением, позволило частично преодолеть инсулинорезистентность. К числу адипокинов также относится фактор некроза опухоли α (TNFα), который вовлечён в формирование инсулинорезистентности за счёт подавления сигнального пути инсулина[англ.]. В жировой ткани TNFα продуцируют макрофаги и другие иммунные клетки. У людей и мышей, страдающих ожирением, в жировой ткани возрастает экспрессия провоспалительного цитокина[англ.]интерлейкина 6 (IL-6), однако его роль в метаболизме глюкозы неясна[30]. Также к числу адипокинов относят аспросин[40], резистин[англ.][41], апелин[42], хемерин[англ.][43], CCL2[44] и некоторые другие цитокины. Лептин и резистин продуцируются преимущественно подкожной жировой тканью[18]. Кроме того, и у женщин, и у мужчин жировая ткань является главным периферическим источником ароматазы, которая участвует в синтезе эстрогенов[45].
Как и другие клетки соединительной ткани, адипоциты происходят от мезенхимальных стволовых клеток[англ.]. Мезенхимальные стволовые клетки дают начало преадипоцитам, которые похожи на крупные фибробласты с цитоплазматическими липидными включениями. Первоначально липидные капли молодого белого адипоцита изолированы друг от друга, но вскоре они сливаются с образованием единой большой жировой капли. Белые адипоциты развиваются вместе с меньшей популяцией бежевых адипоцитов, которые присутствуют в зрелой белой жировой ткани. При адаптации к низким температурам белые адипоциты частично обратимо превращаются в бежевые, приобретают большое количество мелких липидных капель вместо одной крупной, их профиль экспрессии генов становится близок к таковому у бурых адипоцитов (в частности, возрастает экспрессия гена UCP1, кодирующего термогенин), и бежевые адипоциты приступают к термогенезу[23]. При возвращении к нормальным условиям часть бежевых адипоцитов вновь становятся белыми. У мышей «побурение» белой жировой ткани полностью нивелируется за 21 день после окончания пребывания на холоде, а снижение экспрессии UCP1, кодирующего термогенин, наступает уже через 24 часа[46]. При повторном попадании на холод в бежевые адипоциты превращаются каждый раз одни и те же белые адипоциты[47]. Превращение белого адипоцита в бежевый контролируется несколькими транскрипционными факторами[48]: PPARγ[англ.], PRDM16[англ.][49], PGC-1α[англ.] и EBF2[50][51][52]. «Побурение» белого жира также стимулируют иризин, секретируемый мышечной тканью в ответ на физическую нагрузку[53], и FGF21[англ.], выделяемый печенью[54]. У мышей «побурение» стимулируют метионин-энкефалиновыепептиды, продуцируемые лимфоидными клетками врождённого иммунитета 2 типа в ответ на действие интерлейкина 33 (IL-33)[55].
Формирование запасов белой жировой ткани у человека начинается на 14-й неделе внутриутробного развития. До рождения у плода уже имеется развитая подкожная и висцеральная жировая ткань. На поздних сроках беременности пролиферация клеток-предшественников адипоцитов замедляется, и до возраста 10 лет рост жировой ткани достигается за счёт увеличения объёма отдельных адипоцитов, а в подростковом возрасте начинается новая волна дифференцировки адипоцитов[23].
Нормальная мышь (справа) и мышь, страдающая ожирением (слева)
Под ожирением понимают состояние, при котором в организме накапливается избыток жировой ткани[56]. Ожирение повышает риск возникновения многих заболеваний и патологических состояний: сердечно-сосудистых, сахарного диабета 2-го типа, обструктивного апноэ во сне[англ.], некоторых видов рака, а также остеоартрита[57]. Избыточное разрастание висцерального жира, в особенности вокруг желудка называют центральным, или висцеральным ожирением, а чрезмерно увеличенный, выдающийся живот при этом состоянии известен как «пивной живот». Поскольку жировая ткань продуцирует множество цитокинов, в том числе, и провоспалительных, ожирение часто сопровождается умеренным хроническим воспалением. Сахарный диабет и болезни сердца относят к воспалительным заболеваниям, связанным с ожирением[23]. Избыток жировой ткани, особенно висцерального жира, может приводить к появлению инсулинорезистентности[58]. У большинства пациентов, страдающих ожирением, адипоциты производят нормальное или повышенное количество лептина, однако иногда его клетки-мишени имеют недостаточно рецепторов лептина или несут дефектные рецепторы, поэтому эффект насыщения, опосредуемый лептином, не наступает[23]. Однако мутации в гене, кодирующем лептин, могут объяснить лишь небольшую долю случаев ожирения[59]. Весьма частой причиной развития ожирения у взрослых являются возрастные метаболические нарушения, при которых снижается активность гормончувствительной липазы. Повышенное количество адипоцитов, сформированных при детском ожирении, повышает риск ожирения у человека в старшем возрасте[60]. Конвертацию белой жировой ткани в бурую рассматривают как перспективную стратегию терапии ожирения[61].
В настоящее время белую жировую ткань можно использовать в качестве источника стволовых клеток у взрослых[англ.]. Стволовые клетки жировой ткани можно легко перепрограммировать в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки[62]. Получение стволовых клеток из клеточного материала самого организма пациента снижает риск отторжения трансплантата и позволяет избежать многих этических проблем, связанных с использованием эмбриональных стволовых клеток[63]. Имеются сведения, что стволовые клетки из разных локаций жировой ткани (абдоминального жира, эпикардиального жира и других) имеют разные свойства[63][64]: скорость пролиферации, иммунофенотип, потенциал дифференцировки и устойчивость к гипоксии[65].
Белые адипоциты, или «жировые везикулы», а также их вклад в рост жировых отложений впервые были описаны в XIX веке. Активное исследование жировой ткани началось лишь в 1940-х годах. В 1940 году было показано, что жировая ткань иннервируется и снабжается кровью. В 1950-х годах была прояснена роль белых адипоцитов в метаболизме липидов, и дальнейшее изучение регуляции работы жировой ткани продолжалось во всей второй половине XX века[66]. Первые данные, свидетельствующие об эндокринной функции белой жировой ткани, появились в 1980-х годах[67].
↑[lowfatcooking.about.com/od/healthandfitness/a/bodyfat.htm Fat on the Inside: Looking Thin is Not Enough, By Fiona Haynes, About.com] (неопр.). Дата обращения: 10 октября 2020. Архивировано 17 ноября 2016 года.
↑Reduce Abdominal Fat (неопр.). — «Estrogen causes fat to be stored around the pelvic region, hips, butt and thighs (pelvic region)». Дата обращения: 10 апреля 2009. Архивировано 28 сентября 2011 года.
↑ 12Katja Hoehn, Elaine N. Marieb. Anatomy & Physiology. — 3rd. — San Francisco, Calif. : Pearson/Benjamin Cummings, 2008. — ISBN 978-0-8053-0094-9.
↑Andrews, Michelle.A Matter of Fat (неопр.). Yahoo Health. Women's Health (1 декабря 2006). Архивировано 15 марта 2007 года.
↑Abdominal fat and what to do about it (неопр.). President & Fellows of Harvard College (сентябрь 2005). — «Visceral fat more of a health concern than subcutaneous fat». Дата обращения: 10 октября 2020. Архивировано 27 сентября 2023 года.
↑The hypodermis (неопр.). An Organ Revealed. L'Oréal. Дата обращения: 4 июня 2013. Архивировано из оригинала 10 декабря 2005 года.
↑Saladin Kenneth. Human Anatomy. — Rex Bookstore, Inc., 2007. — P. 135, 478, 602. — ISBN 0071259716.
↑Romere C., Duerrschmid C., Bournat J., Constable P., Jain M., Xia F., Saha P. K., Del Solar M., Zhu B., York B., Sarkar P., Rendon D. A., Gaber M. W., LeMaire S. A., Coselli J. S., Milewicz D. M., Sutton V. R., Butte N. F., Moore D. D., Chopra A. R.Asprosin, a Fasting-Induced Glucogenic Protein Hormone. (англ.) // Cell. — 2016. — 21 April (vol. 165, no. 3). — P. 566—579. — doi:10.1016/j.cell.2016.02.063. — PMID27087445. [исправить]
Афанасьев Ю. И., Кузнецов С. Л., Юрина Н. А., Котовский Е. Ф. и др. Гистология, цитология и эмбриология. — 6-е изд., перераб. и доп.. — М.: Медицина, 2004. — 768 с. — ISBN 5-225-04858-7.
Эта статья входит в число хороших статей русскоязычного раздела Википедии.
Некоторые внешние ссылки в этой статье ведут на сайты, занесённые в спам-лист.
Эти сайты могут нарушать авторские права, быть признаны неавторитетными источниками или по другим причинам быть запрещены в Википедии. Редакторам следует заменить такие ссылки ссылками на соответствующие правилам сайты или библиографическими ссылками на печатные источники либо удалить их (возможно, вместе с подтверждаемым ими содержимым).