Жир белый, бурый, бежевый
Кирилл Стасевич
«Наука и жизнь» №11, 2014
У врачей есть все основания считать, что избыточный вес до добра не доводит. Как правило, с повышенной массой тела связан целый комплекс расстройств: от сердечно-сосудистых до обмена веществ. А число людей с той или иной формой ожирения постоянно растёт.
Как можно удержать вес в пределах нормы? Ответ, казалось бы, проще некуда — меньше ешьте, больше двигайтесь. В действенности этих средств никто не сомневается, однако помогают они далеко не всем. У некоторых людей особенности обмена веществ таковы, что жир накапливается при любой диете. Порой мы просто не можем противиться чувству голода: мозг требует калорий без оглядки на избыточный вес. Выполнять предписания насчёт физической нагрузки тоже не всегда удаётся, особенно жителям городов.
Поэтому ожирение стало одной из самых изучаемых тем в современной медицине, и усилия многих исследователей направлены на поиск средства, которое помогло бы предотвратить накопление жира.
Можно, например, попытаться изменить пищевое поведение через мозг и нейроэндокринную систему. Другой путь помешать накоплению жира — воздействие на кишечную микрофлору, поскольку именно от неё во многом зависит, что из пищи будет всасываться в кровь, а что нет. Наконец, избыток липидов можно просто сжечь, то есть расщепить их в каких-нибудь обменных процессах.
Между тем жир жиру рознь. То, что откладывается на ягодицах и на талии, это белая жировая ткань, состоящая преимущественно из белых адипоцитов (жировых клеток). Их функция — запасать разнообразные липиды, и выглядят они как огромная жировая капля. Цитоплазма, ядро и другие компоненты клетки в них есть, но они ютятся где-то между липидной массой и мембраной. Иначе выглядят клетки бурого жира: в них жировых капель несколько, и в цитоплазме очень много митохондрий, которые благодаря железосодержащим белкам придают клеткам более тёмный, бурый цвет.
С биохимической точки зрения клетки бурого жира устроены на первый взгляд бессмысленно.
В их митохондриях разорвана связь между окислением органических молекул (то есть липидов) и синтезом энергетических молекул АТФ. Как известно, в ходе окисления молекул в митохондриях на их внутренних мембранах создаётся градиент протонов: по одну сторону мембраны протонов больше, чем по другую. Этот градиент нужен для того, чтобы работал встроенный в мембрану фермент для синтеза АТФ: энергия, запасённая в химических связях АТФ, легко высвобождается и используется в подавляющем большинстве молекулярных процессов в клетке. А вот в буром жире энергия от окисляемых продуктов в АТФ почти не запасается. Но и впустую она не тратится, а уходит в тепло.
Все клетки в той или иной степени позволяют какой-то доле получаемой энергии утекать в тепло, однако клетки бурого жира специализированы именно на этой функции — создавать тепло из запасённых липидов. Легко догадаться, что бурые адипоциты служат важным элементом системы терморегуляции у теплокровных животных. На самом деле зоологи давно заметили, что бурый жир особенно развит у зверей, впадающих в зимнюю спячку.
Поддерживать температуру тела с помощью других механизмов, например дрожанием, «спящие» звери не могут, и бурый жир приходится весьма кстати.
Бурый жир защищает от переохлаждения и младенцев, — у них он составляет до 5% от массы тела. У взрослых людей, как полагали до недавнего времени, бурые адипоциты перестают выполнять свою функцию, теряют митохондрии и превращаются в подобие обычных белых жировых клеток.
Однако несколько лет назад бурый жир нашли и у взрослых. Оказалось, какая-то его часть остаётся в районе шеи, плеч и верхней части грудной клетки. Более того, выяснилось, что количество бурого жира у взрослых увеличивается на холоде, что понятно, ведь бурый жир нужен именно для обогрева.
И поскольку «топка» бурого жира работает на липидах, сама собой возникла идея: нельзя ли использовать его для избавления от избыточного веса? Но тогда нужен некий «рубильник», который активировал бы бурую жировую ткань, когда это нужно. Чтобы реализовать эту идею, требуется, во-первых, понять молекулярные и клеточные механизмы, которые обеспечивают появление бурого жира в организме, а во-вторых, убедиться, что он действительно помогает от ожирения и сопутствующих проблем с обменом веществ.
Хотя клетки бурого жира находили не только в специальных «депо», но и в толще белого жира, считалось, что у них всё равно существуют свои особые предшественники, которые потом развиваются в бурые адипоциты. Однако исследователи из Швейцарской высшей технической школы Цюриха выяснили, что белый жир и бурый жир могут непосредственно превращаться друг в друга. Эксперименты ставили на мышах, у которых следили за отдельными клетками белого жира: при понижении температуры эти клетки «бурели», а при повышении «белели». Получается, что бурый жир может образовываться непосредственно из жира белого.
Бурая жировая ткань густо пронизана кровеносными сосудами; они не только приносят ей топливо, но и забирают с собой тепло. Удалось даже найти нервные клетки, которые дают сигнал к расщеплению жиров, — ими оказались некоторые нейроны гипоталамуса. Они контролировали именно метаболическую активность клеток бурого жира. То есть аппетит и потребление пищи оставались прежними, но зато в бурожировой «топке» сжигалось большее количество калорий.
Мозг может управлять бурым жиром не только с помощью собственно нейронных сигналов, но и с помощью гормонов-нейропептидов, называемых орексинами. Эти нейропептиды синтезируются опять же в гипоталамусе, участвуют в регуляции циклов сна–бодрствования и влияют на энергетический обмен и аппетит. Оказалось, что орексины напрямую действуют на клетки белого жира, способствуя их превращению в бурые адипоциты. (Возможно, что одним лишь прямым влиянием дело не ограничивается, поскольку орексины включены в сложную систему нескольких нейропептидов, контролирующих метаболизм, и могут действовать на бурый жир через своих «агентов влияния».) Если у мышей гены орексинов отключали, животные набирали вес даже при умеренном питании.
Не стоит, однако, думать, что бурый жир находится под опекой всего лишь пары-тройки нейропептидов и группы нервных клеток. Самое деятельное участие в превращении одной жировой ткани в другую принимает иммунная система. Несколько лет назад исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Франциско (США) обнаружили, что макрофаги, присутствующие в белом жире, понуждают жировые клетки при понижении температуры стать бурыми.
Обычно о макрофагах говорят как о клетках-«уборщиках», которые ликвидируют последствия «иммунных войн», и их активная роль в метаболизме выяснилась лишь недавно. Под действием особых сигнальных белков макрофаги понуждают жировую ткань к сжиганию своих запасов. А буквально недавно удалось связать иммунные сигналы, управляющие макрофагами, с работой мышц. При физических упражнениях и опять-таки при понижении окружающей температуры из мышц высвобождается особый гормон (называемый метеорин-подобным гормоном), который через иммунные сигнальные белки интерлейкины действует на макрофаги, находящиеся в жировой ткани, а дальше всё разворачивается по вышеописанному сценарию.
Расшифровка механизмов управления бурым жиром обычно сопряжена с поиском молекулярных «волшебных кнопок» — регуляторных белков, с помощью которых можно активировать появление новых бурых клеток или усилить их активность. Так, недавно исследователи из университета Содружества Виргинии (США) опубликовали статью, в которой предлагали на роль включателя бурого жира фермент киназу Tyk2.
До сих пор этот фермент изучали как один из перспективных противораковых белков. (Здесь можно вспомнить о том, что ожирение часто развивается вместе с онкологическими заболеваниями.) Таких примеров много, сообщения о белках-активаторах бурого жира появляются регулярно. Естественно, в каждой подобной работе проверяется их влияние на избыточный вес. Пока что всё, что активирует бурый жир, помогает от лишнего веса избавиться. Но помогает ли бурый жир избавиться от метаболических проблем, сопровождающих ожирение?
Исследователи из Онкологического института Даны—Фарбера (США) ответили на этот вопрос утвердительно. Они нашли белок, связывающий тепловое сжигание калорий с воспалительными процессами, которые начинаются в чрезмерно разросшейся жировой ткани. Именно воспаление, как считается, провоцирует устойчивость тканей и органов к инсулину, что есть прямая дорога к диабету второго типа. Оказалось же, что белок TRPV4, содержащийся в белых адипоцитах, мешает сжиганию жира и способствует воспалительным процессам в жировой ткани.
Если синтез TRPV4 подавляли, то ни ожирения, ни воспаления у подопытных животных не было, хотя питались они высококалорийной жирной пищей. На самом деле в других работах тоже отмечалась связь между активацией бурого жира и исчезновением признаков диабета, однако нужно было найти именно конкретное молекулярное связующее звено. Им оказался TRPV4. Правда, надо учитывать, что исследования такого рода лишь одним звеном не ограничиваются и обычно молекулярные биологи достают за пойманное звено целую сигнальную цепочку, каждый член которой может стать мишенью для лекарств.
В основном подобные эксперименты ставятся на мышах, так что резонно было бы задать вопрос, насколько полученные результаты можно экстраполировать на человека. Но буквально в июле этого года в журнале Diabetes вышла статья, в которой сотрудники медицинского отделения Техасского университета в Галвестоне (США) пишут об однозначной связи между количеством бурого жира у человека, уровнем глюкозы в крови и реакцией клеток на инсулин.
Чем активней был бурый жир, чем больше его было, тем больше калорий сгорало и тем активней глюкоза всасывалась из крови в клетки тканей. Так что бурый жир действительно мог бы стать хорошим медицинским инструментом в борьбе с ожирением и диабетом, и учёные не зря ищут средство, с помощью которого можно было бы быстро и эффективно активировать бурую жировую ткань.
Большая часть таких поисков нацелена на молекулы-мишени, вовлечённые в управление бурым жиром. Различные подходы отличаются тут по эффективности и вероятности побочных эффектов. Например, сотрудники биотехнологической компании «Genetech» утверждают, что могут активировать бурые адипоциты и нормализовать обмен веществ всего одной инъекцией антител, активирующих клеточные рецепторы к гормону FGF21 (фактору роста фибробластов 21). У мышей с диабетом, получивших инъекцию, уровень глюкозы целый месяц держался в норме, а сами мыши похудели на 10%. Однако антитела эти испытаны пока что только на животных. С другой стороны, исследователи из Кембриджа (Великобритания) полагают, что предпочтение нужно отдать «их» белку под названием BMP8B, который не просто активирует бурый жир, но делает это очень специфично — то есть подействовав каким-то препаратом на BMP8B, мы почти не рискуем задеть другой молекулярно-клеточный процесс.
Стоит также упомянуть недавно открытый гормон ирисин, — он спасает от ожирения и диабета, превращая белый жир в бурый, и при этом способствует нарастанию мышечной ткани. То есть действие этого гормона сходно с походом в тренажёрный зал: минус жир, плюс мышцы.
Среди разных советов, как активировать бурый жир, оригинально выглядит предложение использовать виагру. О том, что этот легендарный препарат ещё и от ожирения помогает, сообщили исследователи из Боннского университета (Германия), опубликовавшие в прошлом году статью в The Journal of the Federation of American Societies for Experimental Biology. Виагра, или силденафил, увеличивала количество бурого жира у мышей, а кроме того, подавляла воспалительные процессы в белой жировой ткани.
Ну а может ли человек сам поспособствовать увеличению в организме доли бурого жира, не дожидаясь появления лекарственных препаратов? Такой способ есть, и это — спорт и физкультура. Выше мы уже упоминали про метеорин-подобный гормон, высвобождающийся из мышц при физическом напряжении.
Также мышечные нагрузки увеличивают синтез в мышцах транскрипционного фактора PGC-1α, который включает в клетках белого жира гены, превращающие их в бурые адипоциты. (Белковый фактор PGC-1α работает в сигнальной цепочке, связанной с белком TRPV4, с помощью которого удалось «связать» бурый жир с диабетом.)
Если же вы не хотите тратить время на физические упражнения, похудеть вам помогут друзья. В 2011 году исследователи из университета Огайо (США) выяснили, что повышенная социальная активность помогает толстым мышам сбросить вес, а худых защищает от ожирения, даже если кормить их жирной пищей. Общение с другими мышами увеличивало в организме животных долю бурого жира, а связующим молекулярным звеном был довольно известный белок под названием «нейротрофический фактор мозга» (BDNF), уровень которого повышался в нервных клетках во время интенсивной социальной жизни.
Наконец, ещё один способ активации бурого жира, который сам собой напрашивается, это холод. Действительно, если активность бурых жировых клеток увеличивается от холода, то почему бы тем, кто страдает от избыточного веса, не помёрзнуть в терапевтических целях? Оценить эффективность такого способа попытались сотрудники университета Маастрихта (Нидерланды).
В течение 10 дней они заставляли добровольцев по шесть часов каждый день сидеть в помещении с температурой воздуха 15°C. Бурый жир у участников эксперимента действительно активировался, они переставали мёрзнуть, а их энергетические расходы возрастали на 30%. Правда, пока всё равно непонятно, достаточно ли такой активации для действительно значимого похудания.
Но если не хватит одного бурого жира, поможет белый, — он, как оказалось, тоже может расщеплять жир с выделением тепла, если вокруг холодает. Исследователи из Гарварда (США) выяснили, что белые адипоциты сами, без вмешательства нервной системы и независимо от бурого жира, могут чувствовать холод и участвовать в терморегуляции.
Справедливости ради нужно сказать, что с бурым жиром связаны некоторые данные, которые могут охладить энтузиазм по его поводу. Например, он, как ни странно, увеличивал в отдельных экспериментах риск атеросклероза, провоцируя увеличение доли «плохих» жиров — липопротеинов низкой плотности — в крови.
Впрочем, эти результаты нужно ещё подтвердить в клинических исследованиях.
Не исключено, что разнообразие липидных тканей не ограничивается белым и бурым жиром. Два года назад сотрудники Онкологического института Даны—Фарбера (США) обнаружили, что в организме человека есть ещё и бежевый жир. Его клетки похожи на клетки бурого жира и также сжигают избыток липидов с образованием тепла, но отличаются по некоторым существенным биохимическим и генетическим характеристикам. Возможно, что те адипоциты, которые у человека считаются бурыми, на самом деле бежевые. Впрочем, даже если взрослый бурый жир действительно ненастоящий, исследователям просто нужно переключиться на бежевый, который тоже можно использовать для регуляции метаболизма и предотвращения ожирения.
Бурая жировая ткань у человека.
Бурая жировая ткань у человека. Часть 1: бурый жир у детей и у взрослых. Около 65 миллионов лет назад в районе полуострова Юкатан упал огромный метеорит. Его падение подняло в воздух множество пыли, которая не оседала годами (“ядерная зима”).
Это привело к вымиранию динозавров и быстрой эволюции наших предков млекопитающих. Одним из механизмов, который позволил нашим предкам доминировать был развитый термогенез (теплообразование) – способность тела поддерживать постоянную температуру. Одним из механизмов термогенеза является работа бурой жировой ткани.
| Бурая жировая ткань у человека. |
Это начало. Вот продолжение: Бурая жировая ткань: протокол активации.
Да, термогенез бывает разный. Выделяют два способа теплообразования: сократительный термогенез (знобит, дрожит, «зуб на зуб не попадает»), при котором теплообразование обусловлено сокращениями скелетных мышц (частный случай — холодовая мышечная дрожь), и несократительный термогенез (работа бурой жировой ткани). При заболевании организм сам повышает температуру, чтобы эффективнее бороться с болезнью. При развитии лихорадки система терморегуляции организма не расстраивается.
Что такое бурая жировая ткань?
В человеческом организме существует два типа жировой ткани: белый жир (white adipose tissue; WAT). Это его все ненавидят и отчаянно с ним борютсяи бурый жир (brown adipose tissue; BAT). О нем известно намного меньше.
Несомненно, в организме нет ничего лишнего, и деление на «полезную» и «неполезную» в данном случае весьма условно. И всё же жировая ткань делится на два вида: белую и бурую. Первая составляющая лишь запасает и хранит неизрасходованные организмом жиры. Вторая (которая кажется бурой из-за наполняющих её митохондрий) активно сжигает накопившийся жир в случае необходимости.
| Анатомия белого и бурого жира. |
У кого есть бурый жир?
Раньше всего бурую жировую ткань нашли у животных.
Среди животных бурая жировая ткань лучше всего развита у тех, которые зимой впадают в спячку. Во время спячки обмен веществ замедляется, из-за чего поддерживать температуру тела сокращениями скелетных мышц невозможно. Поэтому у животных, впадающих в зимнюю спячку, хорошо развита бурая жировая ткань, которая и поддерживает температуру тела животного. Также бурая жировая ткань важна и при пробуждении животных от спячки: с помощью генерируемого ею тепла повышается температура тела, особенно тех его участков, где расположена бурая жировая ткань, из-за чего животное может выйти из спячки.
| Бурая жировая ткань у человека. Часть 1: бурый жир у детей и у взрослых. |
Раньше считалось, что бурая составляющая есть только у детей. Она позволяет им адаптироваться к новому миру после выхода из утробы матери. У человека бурая жировая ткань хорошо развита только у новорожденных (примерно 5 % от массы тела) и находится в районе шеи, почек, вдоль верхней части спины, на плечах.
Также в организме младенцев бурая жировая ткань часто встречается в смешанном с белой жировой тканью виде. Для новорожденных бурая жировая ткань имеет очень большое значение, так как помогает избежать гипотермии, которая является частой причиной смерти недоношенных новорождённых. Из-за бурой жировой ткани младенцы менее восприимчивы к холоду, чем взрослые (родителям полезно прочитать эту фразу дважды).
Бурый жир – это специальный инструмент новорожденных у живородящих млекопитающих, подаренный им эволюцией. Дело в том, что только что появившиеся на свет детеныши млекопитающих не умеют дрожать от холода, как это обычно происходит со взрослыми. Этот механизм у них еще не созрел.
Казалось бы, ерунда, но ситуация чревата для них смертью. Даже незначительное охлаждение таких жизненно-важных органов, как сердце и легкие, для малышей крайне опасно. Поэтому, пока они растут, их согревает уникальный процесс. По-английски он называется non-shivering thermogenesis, то есть продукция тепла без дрожи.
Примерно 2%-4% от общей массы новорожденного составляет тот самый бурый жир, расположенный преимущественно между лопатками и ключицами, то есть как раз вокруг главных органов, а также вокруг сонных артерий и яремных вен.
Клетки бурого жира обладают исключительной особенностью – они содержат очень много митохондрий (органелл, отвечающих за накопление энергии в клетке). Из-за них он, собственно, и «бурый». В митохондриях клеток бурого жира есть особый белок UCP1, который мгновенно превращает жирные кислоты в тепло, минуя фазу синтеза АТФ.
Липиды (триглицериды), содержащиеся в жировой ткани – это запас материала, из которого может быть получена энергия (АТФ).
Когда новорожденному нужно много энергии (например, чтобы согреться) – жиры подвергаются липолизу, в результате которого получаются жирные кислоты.
UCP1 в клетках бурого жира превращают жирные кислоты в тепло, в результате чего запасы жира тают. Сначала расходуются триглецириды в самом буром жире, а когда они на исходе – начинают таять запасы липидов и в ненавистном белом жире, окружающим клетки бурого жира (BRITE – brown in white).
В результате, «организм худеет». Однако, для того, чтобы этот процесс протекал эффективно – новорожденный должен нормально дышать(превращение жирных кислот требует кислород) и есть! (для запуска липолиза нужна энергия).
Увы, у взрослых этот механизм ослабевает. Уже через 2 недели после рождения дрожь, как реакция на холод (shivering), начинает замещать работу бурого жира(non-shivering thermogenesis), особенно если детей сильно кутают и держат в жаре.
Бурая жировая ткань есть и у взрослого человека.
Теперь выясняется, что «полезный» жир также присутствует (и работает) в организме взрослых. Долгое время считалось, что бурый жир утрачивает свою значение уже в конце первого года жизни. Однако, относительно недавно (в 2008 году!) выяснилось, что бурый жир не только присутствует организме взрослого человека (это стало известно еще в 1908 году), но и может быть активирован холодом.
Этим открытием мы обязаны появлению нового метода визуализации активного метаболизма в ткани – позитронно-эмиссионной томографии, объединенной с компьютерной томографией (fused PET-CT), показавшей, что взрослый человек имеет около 20-30 граммов (так мало) функционального бурого жира, преимущественно в надключичной области.
PET-CT регистрирует метаболическую активность ткани, и на правом рисунке мы видим, как нарастает активность бурого жира в ответ на холодовой стресс у взрослого человека.
«Мы выдали 24 молодым людям определённую дозу радиоактивной глюкозы, – рассказывает физиолог Ваутер ван Маркен Лихтенбелт . – Это было сделано для того, чтобы потом иметь возможность обнаружить активную бурую жировую ткань с помощью специальной аппаратуры». Затем участников исследования привели в комнату, температура в которой не превышала 16 °С. PET- и CT-сканирование показало, что под кожей шеи, груди и живота 23 человек присутствует «полезная» жировая ткань, которая работала, согревая людей в холодном помещении.
«Мы очень удивились, когда обнаружили её так много и у такого большого количества людей!» — восклицает ван Маркен Лихтенбелт. Когда же троих участников обследовали при комнатной температуре, то не нашли никаких следов бурого жира.
Это не значит, что ткань исчезла, просто она перестала активно работать, считают эксперты.
Эффективность работы бурой жировой ткани у человека.
Бурый жир составляет не более 1—2% массы тела. Тем не менее стимуляция этой ткани симпатической нервной системой при охлаждении животных, предварительно адаптированных к холоду, повышает теплопродукцию бурого жира в такой степени, что она может достигать
Это 21 Киловатт на
70-килограммового человека. Для сравнения – человек в покое сжигает
около 1 Киловатта энергии в
человеке среднего веса. Улавливаете суть? Активировав бурый жир вы можете лежать
на диване и сжигать в двадцать раз больше энергии, чем раньше. Об этом
подробнее в следующих статьях (выйдет завтра и послезавтра).
Сжигание жира.
Бурый жир позволяет сжигать жиры, при его активации происходит перекачка жирных кислот из белой жировой ткани в бурую. В отличие от более распространенного собрата, откладывающегося под кожей, в сальниках и капсулах внутренних органов, бурый жир вместо запасания энергии сжигает ее в больших количествах, выделяя тепло.
Это термогенез, обусловленный избыточным потреблением пищи. Н. Ротуел и М. Сток поставили следующий опыт. Взрослым крысам скармливали ресторанную диету , т. е. разнообразную и вкусную пищу. Потребление животными этой пищи оказалось на 80% большим, чем в контрольной группе, получавшей обычный корм. При этом масса животных за три недели увеличилась только на 27%. Измерение газообмена показало, что хорошо питавшиеся крысы потребляли на 25% больше кислорода, чем в контроле. Эта надбавка исчезала после введения животным пропанолола — антагониста норадреналина. Масса бурого жира за те же три недели опыта возросла более чем втрое в митохондриях увеличилось количество термогенина.
Улучшает обмен веществ, защищая от ожирения и диабета, улучшает чувствительность к инсулину.
Специалисты Американской Диабетической Ассоциации полагают что бурый жир содержит в себе очень важный потенциал для пациентов, страдающих ожирением и диабетом. Ткань активированного бурого жира действительно может сжечь огромное количество глюкозы и жиров и помочь контролировать уровень сахара в крови. Примечательно и то, что у людей, имеющих лишний вес, количество бурого жира снижено, а его активность подавлена. Поэтому в ближайшее время, благодаря появлению новых методов визуализации активного бурого жира, возможно появление новых медикаментозных и других методов накопления и активации бурого жира у взрослых людей.
Продолжение Бурая жировая ткань: протокол активации.Источники:
http://vvk.pp.ru/2013/01/08/cold-thermogenesis-6-the-ancient-pathway/
http://medicalplanet.
su/Patfiz/150.html
http://kibriyo.doctornet.ru/article/myshcy-vydelyayut-gormon-prevrashhayushhij-belyj-zhir-v-buryj
http://slipups.ru/?p=80
https://ru.wikipedia.org/wiki/%C1%F3%F0%E0%FF_%E6%E8%F0%EE%E2%E0%FF_%F2%EA%E0%ED%FC
http://www.membrana.ru/particle/12520
Как увеличить вес, термогенез и многое другое
Возможно, вы удивитесь, узнав, что жир в вашем теле состоит из разных цветов. Ученые выделили как белый, так и бурый жир. Коричневый цвет также иногда называют индуцируемой коричневой жировой тканью (BAT).
Каждый вид жира служит разным целям.
Белый жир
Белая жировая ткань (WAT) — это стандартный жир, о котором вы, вероятно, знали всю свою жизнь. Он хранит вашу энергию в больших каплях жира, которые накапливаются по всему телу. Накопление жира помогает сохранять тепло, буквально обеспечивая изоляцию для ваших органов.
Слишком большое количество белого жира у людей может вызвать ожирение.
Слишком много белого жира в средней части тела также может привести к повышенному риску сердечных заболеваний, диабета и других заболеваний.
Бурый жир
Летучая мышь хранит энергию в меньшем объеме, чем белый жир. Он наполнен богатыми железом митохондриями, благодаря которым он приобретает свой цвет. Когда бурый жир горит, он выделяет тепло без дрожи. Этот процесс называется термогенезом. Во время этого процесса бурый жир также сжигает калории.
Бурый жир высоко ценится как возможное средство для лечения ожирения и некоторых метаболических синдромов.
Раньше ученые считали, что бурый жир есть только у младенцев. Они также думали, что этот жир исчезает к тому времени, когда большинство людей достигают совершеннолетия.
Исследователи теперь знают, что даже у взрослых есть небольшие запасы бурого жира. Обычно он хранится в виде небольших отложений на плечах и шее.
У всех людей есть «основной» бурый жир, с которым вы рождаетесь. Есть еще одна форма, которую можно нанять.
Это означает, что при определенных обстоятельствах он может превратиться в бурый жир. Этот рекрутируемый тип содержится в мышцах и белом жире по всему телу.
Некоторые лекарства могут вызывать потемнение белого жира. Тиазолидиндионы (TZD), тип лекарств, используемых для лечения резистентности к инсулину, могут помочь при накоплении бурого жира. Но препараты TZD назначаются людям с диагнозом диабет и недоступны для других.
TZD также связаны с увеличением веса, задержкой жидкости и другими побочными эффектами. Таким образом, их нельзя использовать в качестве быстрого решения для людей, которые хотят набрать больше бурого жира.
Возможные варианты:
Снизьте температуру
Прохладные и даже холодные температуры тела могут способствовать рекрутированию большего количества клеток бурого жира. Некоторые исследования показывают, что всего 2 часа ежедневного воздействия температуры около 66°F (19°C) может быть достаточно, чтобы рекрутируемый жир стал коричневым.
Вы можете принять холодный душ или ванну со льдом. Поворот термостата на несколько градусов в вашем доме или выход на улицу в холодную погоду — это другие способы охладить свое тело и, возможно, создать больше бурого жира.
Упражнение
Другие исследования на мышах показывают, что белок под названием иризин может способствовать превращению белого жира в бурый. Люди также производят этот белок.
Одно исследование, проведенное в 2016 году, показало, что у людей, ведущих малоподвижный образ жизни, вырабатывается меньше иризина, чем у тех, кто чаще занимается спортом. В частности, уровни увеличиваются, когда люди выполняют более интенсивные аэробные интервальные тренировки.
Врачи настоятельно рекомендуют упражнения для здоровья сердца и контроля веса. Текущие рекомендации по физической активности для взрослых включают еженедельное выполнение одного из следующих действий:
- 150 минут (около 20 минут в день) умеренной активности, такой как ходьба или игра в теннис
- 75 минут (около 11 минут в день) активной деятельности, такой как бег трусцой или плавание
Недостаточно исследований, чтобы знать конечно, если упражнения создают больше бурого жира.
Но упражнения по-прежнему имеют много преимуществ для здоровья.
Важно отметить, что до недавнего времени большинство исследований бурого жира проводились в середине 2000-х или начале 2010-х годов и проводились на животных, особенно на мышах. Необходимы дополнительные исследования на людях.
Исследователи все еще пытаются понять гены, контролирующие развитие белого и бурого жира. В одном исследовании 2013 года ученые сконструировали мышей, чтобы они рождались с очень небольшим количеством бурого жира, путем ограничения белка, называемого BMP-рецептором типа 1A.
При воздействии холода мыши все равно образовывали бурый жир из своего белого жира и мышц, демонстрируя силу рекрутирования.
Исследователи также обнаружили, что определенный белок, называемый фактором ранних В-клеток-2 (Ebf2), может играть ключевую роль в формировании бурого жира.
Когда искусственные мыши подвергались воздействию высоких уровней Ebf2, он превращал белый жир в бурый. Эти клетки потребляли больше кислорода, что показывает, что бурый жир действительно выделял тепло и сжигал калории.
Может ли бурый жир помочь в лечении или профилактике таких заболеваний, как диабет?
Обзор различных исследований, проведенный в 2015 году, показал, что бурый жир сжигает калории и может помочь контролировать уровень сахара в крови и повысить уровень инсулина, снижая риск развития диабета 2 типа. Это также может помочь в удалении жиров из крови, снижая риск гиперлипидемии. Другие исследования показывают многообещающую роль бурого жира в лечении ожирения.
Необходимы дополнительные исследования, прежде чем врачи смогут выдать таблетку или другое быстродействующее средство для преобразования белого жира в коричневый. Прежде чем вы начнете принимать ледяные ванны, больше есть или выключать термостат, начните с небольших изменений в своем рационе и попробуйте выполнять упражнения с низкой нагрузкой.
Полное руководство по бурому жиру: что это такое, почему это важно и можно ли использовать его для улучшения метаболизма0073 27 июля 2022 г.
Медицинский обзор
Раскрытие секретов бурого жира может помочь в потере веса.
Шаттерсток; Everyday Health Учитывая все, что он делает для нас, жировые отложения имеют довольно плохую репутацию. По данным UC Davis Health, жир или жировая ткань имеет решающее значение для хранения энергии, обеспечения безопасности наших внутренних органов, помогает регулировать температуру тела и способствует выработке многих гормонов.
Однако не все жировые отложения одинаковы. Наиболее распространенный вид называется белым жиром или белой жировой тканью, и его основная функция заключается в хранении калорий для получения энергии. Но есть также второй вид жира, называемый бурым жиром, или коричневой жировой тканью (БЖТ), который присутствует в небольших количествах у всех взрослых и служит простой цели — согревать нас, когда нам становится холодно. Белый жир может иногда превращаться в бурый жир, и на этом этапе его иногда называют бежевым жиром.
В последние годы ученые обнаружили, что BAT может служить еще более важной цели для здоровья с точки зрения потери веса, диабета и даже здоровья сердца.
Это руководство расскажет вам все, что вам нужно знать о том, что такое бурый жир, что он делает и как он влияет на ваше здоровье.
Что такое бурый жир?
Исследователи в области здравоохранения заинтересовались коричневым жиром из-за его очевидной роли в сжигании калорий и термогенезе, или процессе, посредством которого тело вырабатывает тепло. По данным клиники Майо, по сравнению с белым жиром, бурый жир содержит значительно больше митохондрий — части клетки, ответственной за выработку энергии. Возможно, именно поэтому бурого жира больше всего у младенцев и млекопитающих, впадающих в спячку. У взрослых его гораздо меньше, обычно он располагается на шее, вокруг лопаток и почек, а также вдоль спинного мозга, говорит Кристен Смит, представитель Американской академии диетологии. Из-за способности бурого жира сжигать калории исследователи изучают его роль в борьбе с ожирением.
Общие вопросы и ответы
Почему бурый жир так важен?
Бурый жир отвечает за термогенез, регулируя температуру тела в холодных условиях у животных и человека.
Ученые исследуют, как использовать его способность сжигать калории для снижения веса и других преимуществ для здоровья.
В чем разница между бурым и белым жиром?
Белый жир состоит из липидов и накапливает энергию из калорий, которые, если их не использовать, могут привести к ожирению. Бурый жир состоит из митохондрий и согревает тело при низких температурах.
Помогает ли бурый жир похудеть?
При активации для запуска термогенеза бурый жир может привести к сжиганию калорий и потере веса.
Как увеличить количество бурого жира?
Количество бурого жира у человека врожденное и не может быть изменено. Однако его можно активировать, и некоторые исследования показывают, что белый жир может быть окислен в бурый жир с помощью физических упражнений.
Какие продукты активируют бурый жир?
Исследования показали, что острая пища, зеленый чай и ресвератрол активируют бурый жир у мышей, но у людей такой эффективности не наблюдалось.
Бурый жир и белый жир: в чем разница?
Белый жир знаком большинству из нас — это вид, который тело хранит для энергии, но он может привести к ожирению, если он не используется. «Большая часть жира во взрослом организме — это белый жир», — объясняет Смит. Бурый жир содержится в основном у младенцев и млекопитающих, впадающих в спячку, и помогает регулировать температуру.
Эти два жира отличаются не только функцией и цветом, но и структурой. По данным Johns Hopkins Medicine, белые жировые клетки содержат большие капли липидов для хранения энергии, в то время как бурый жир имеет более мелкие капли и тонны митохондрий. Митохондрии, которые часто называют «электростанциями» клетки, вырабатывают энергию, и воздействие холода сигнализирует о сжигании калорий и запуске термогенеза, говорит зарегистрированный диетолог Дженнифер Менг, основательница Chelsea Nutrition в Нью-Йорке. Согласно отчету Мичиганского университета, митохондрии также богаты железом, что придает бурому жиру его цвет.
Какая потенциальная польза для здоровья от бурого жира?
Исследования бурого жира являются относительно новыми, и многие из них являются предварительными или касаются животных или только небольших групп людей (менее 50), поэтому они требуют дальнейшего изучения. Вот что мы в настоящее время знаем о буром жире и следующих состояниях:
Потеря веса и метаболизм Считается, что когда бурый жир активируется (другими словами, когда его митохондрии получают сигнал сжигать калории и производить тепло) , он может поглощать и использовать соединения, называемые аминокислотами с разветвленной цепью (BCAA). Прошлые исследования с участием грызунов и людей связывают высокие уровни BCAA с ожирением, резистентностью к инсулину и диабетом 2 типа, что предполагает, что более низкие уровни могут улучшить эти состояния. Хотя необходимы дополнительные исследования, чтобы определить взаимосвязь между активацией бурого жира под воздействием холода и уровнями BCAA у людей, одно небольшое исследование, опубликованное в Nature в 2019 году изучили его влияние на уровень BCAA у 33 здоровых молодых мужчин и обнаружили, что два часа воздействия холода привели к снижению уровня BCAA у тех, у кого уже была высокая активность бурого жира.
Другое исследование, опубликованное в том же году в журнале Autophagy , показало, что гормоны щитовидной железы тироксин (Т4) и трийодтиронин (Т3) активируют бурый жир и термогенез у мышей, не требуя холодового воздействия. «Это многообещающее направление исследований в будущем, чтобы связать лечение ожирения и метаболических заболеваний с прямым влиянием Т3 на активацию бурого жира», — говорит Менг. «Когда бурый жир активируется, больше калорий сжигается для получения энергии, что приводит к лучшей чувствительности к инсулину и регулированию аппетита».
В отличие от белого жира бурый жир является метаболически активной тканью: он сжигает глюкозу в качестве топлива. И есть ранние доказательства того, что бурый жир может значительно влиять на метаболическое здоровье. В небольшом исследовании, опубликованном в апреле 2022 года в The Journal of Nuclear Medicine , приняли участие 34 студента, которые активировали свой бурый жир, снизив внутреннюю температуру тела.
Была обнаружена корреляция между бурым жиром и нарушениями обмена веществ, такими как диабет. Исследователи считают, что высокий уровень активации бурого жира может быть ранним признаком того, что у человека может развиться диабет, хотя необходимы более тщательные исследования.
Исследование, опубликованное в журнале Nature Medicine в 2021 году, выявило корреляцию между наличием бурого жира в организме человека и риском кардиометаболических заболеваний. В частности, было обнаружено, что у людей с более обнаруживаемым бурым жиром (с помощью ПЭТ-сканирования) был более низкий риск аномального уровня холестерина, ишемической болезни сердца, гипертонии и застойной сердечной недостаточности.
Как активировать бурый жир
У людей, как правило, больше всего бурого жира в младенчестве, и мы теряем большую его часть с возрастом. Но если бурый жир полезен для здоровья, есть ли способ увеличить его количество?
«Принято считать, что взрослый человек не может активно увеличивать количество коричневого жира, которое у него есть, — говорит Маенг.
Но хотя коричневый жир не может быть создан, есть некоторые свидетельства того, что имеющийся у нас бурый жир можно активировать, а белый жир потенциально может быть окислен. Опять же, исследование все еще находится на ранней стадии, но похоже, что определенные условия могут активировать бурый жир, сигнализируя его митохондриям о сжигании калорий и выработке тепла. Вот что на данный момент известно о том, как следующие факторы способствуют активации бурого жира:
В обзоре исследований, опубликованных в Frontiers in Physiology в 2019 году, изучалось влияние определенных продуктов на термогенез — процесс нагревания, который активирует бурый жир. Обзор в основном включал исследования, проведенные на крысах, но было обнаружено, что специи с куркумой и куркумином, продукты с ресвератролом (например, вино), зеленый чай и острые продукты с капсаицином могут активировать термогенез и/или запускать окисление жиров, что приводит к потемнению белого цвета.
толстый. Необходимы дальнейшие исследования для проверки эффективности этих ингредиентов в отношении НЖТ у людей, особенно потому, что дозы, необходимые для некоторых (например, ресвератрола), чтобы увидеть результаты, могут быть нереально высокими.
Кроме того, обзор, опубликованный в Frontiers in Neuroscience в 2021 году, показал, что кофеин вызывает термогенез BAT у грызунов, но его влияние на термогенез BAT человека остается неясным. Как зарегистрированный диетолог, Смит не чувствует себя комфортно, рекомендуя диетические изменения как верный способ активировать бурый жир. «Было бы феноменально, если бы мы могли», — говорит она. «Но необходимы дополнительные исследования, прежде чем мы сможем дать совет».
Добавки Различные прошлые исследования, проведенные на грызунах, выявили определенные травяные добавки, в том числе масло цветов кудзу, женьшень, кверцетин (растительный флавоноид, содержащийся во многих фруктах и овощах), прополис и олеуропеин (соединение, содержащееся в зеленых оливках).
) для активации термогенеза или окисления белого жира у грызунов. Однако результаты не применимы напрямую к людям, и требуются дополнительные исследования. Кроме того, добавки, содержащие эти травы, не регулируются Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США. Итак, если вы заинтересованы в том, чтобы сделать укол, сначала проконсультируйтесь с врачом.
Увеличение количества тренировок не приведет к увеличению количества бурого жира, но оно может окислить имеющийся белый жир в то, что исследователи называют бежевым жиром. «Существует корреляция между уровнем вашей физической активности и лучшим общим распределением жира в организме, включая количество бурого жира», — говорит Менг. «Управление общим жиром тела путем достижения целей в отношении здорового веса улучшит общее распределение жира. Недавно были проведены исследования, демонстрирующие, как физические упражнения переключают тело с хранения белого жира на бежевый, хотя неясно, полезен ли бежевый жир непосредственно для метаболизма или это адаптивная реакция», — говорит она.
Погружение в ледяную ванну или камеру для криотерапии может активировать бурый жир, вызывая термогенез, согласно исследованию, опубликованному в Journal of Obesity в 2018 году. Но Менг говорит, что быстрая прогулка зимой может работать так же хорошо. «Может помочь приспособить свое тело к низким температурам, выйдя на прогулку на свежем воздухе или приняв холодный душ», — добавляет она.
Лекарства В небольшом исследовании, опубликованном в The Journal of Clinical Investigation в 2020 году, препарат под названием мирабегрон, обычно назначаемый для контроля мочевого пузыря, давали 14 здоровым женщинам, чтобы узнать, активирует ли он бурый жир. Исследователи полагали, что это возможно, потому что препарат связывается с белком на поверхности клеток, который, как считается, также стимулирует BAT. После четырех недель лечения метаболизм женщин в состоянии покоя был почти на 6 процентов выше, хотя их вес или общий состав тела — соотношение жира и мышц — не изменились.
Активность бурого жира, измеренная с помощью ПЭТ, также увеличилась во время исследования. Наибольшие изменения были обнаружены у женщин, у которых изначально было меньше активности бурого жира. Учитывая чрезвычайно небольшой размер исследования, эти результаты вовсе не являются окончательными, а другое исследование показало, что тот же препарат неэффективен.
Кроме того, исследование, опубликованное в журнале Autophagy в 2019 году , показало, что синтетические гормоны щитовидной железы тироксин и трийодтиронин активируют бурый жир и термогенез у мышей. Опять же, необходимы испытания на людях, чтобы определить какую-либо пользу.
Резюме
Хотя способность использовать силу бурого жира в организме человека для снижения веса и других преимуществ для здоровья является многообещающей, ученые еще не до конца разобрались в этом. Большинство исследований, которые существуют по этой теме, были проведены на животных, и необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить, как эффективно активировать бурый жир у людей.
Редакционные источники и проверка фактов
- Как бурый жир улучшает обмен веществ. Национальные институты здоровья. 10 сентября 2019 г.
- Йонеширо Т., Ван К., Тадзима К. и др. Катаболизм BCAA в буром жире контролирует энергетический гомеостаз посредством SLC25A44. Природа . Август 2019 г.
- Яу В.В., Сингх Б.К., Лесмана Р. и др. Гормон щитовидной железы (T3) стимулирует активацию бурой жировой ткани посредством митохондриального биогенеза и MTOR-опосредованной митофагии. Аутофагия . 2019.
- Becher T, Palanisamy S, Kramer D, et al. Бурая жировая ткань связана с кардиометаболическим здоровьем. Природная медицина . Январь 2021 г.
- Хади Х., Ди Винченцо А., Веттор Р. и др. Пищевые ингредиенты, участвующие в превращении белой жировой ткани в коричневую и в сжигании калорий. Границы физиологии . Январь 2019 г.
- Ван Шайк Л., Кеттл С., Грин Р. и др. Влияние кофеина на термогенез бурой жировой ткани и метаболический гомеостаз: обзор.
Границы нейронауки . , февраль 2021 г. - Hong Y, Lin Y, Si Q, et al. Гинзенозид Rb2 уменьшает ожирение за счет активации бурого жира и индукции потемнения белого жира. Границы эндокринологии . Март 2019 г.
- Хорват С., Вольфрум С. Кормление бурым жиром: диетические фитохимические вещества, нацеленные на термогенез без дрожи для контроля массы тела. Труды Общества питания . Август 2020 г.
- Камия Т., Нагамин Р., Самешима-Камия М. и др. Богатая изофлавонами фракция сырого экстракта цветков пуэрарии увеличивает потребление кислорода и экспрессию BAT UCP1 у мышей, получавших диету с высоким содержанием жиров. Глобальный журнал медицинских наук . Сентябрь 2012 г.
- Ариас Н., Пико С., Макарулла М.Т. и др. Комбинация ресвератрола и кверцетина вызывает потемнение белой жировой ткани крыс, получавших диету, способствующую ожирению. Ожирение . Ноябрь 2016 г.
- Pei Y, Otieno D, Gu I, et al. Влияние кверцетина на недрожательный термогенез бурой жировой ткани у мышей с ожирением, индуцированных диетой с высоким содержанием жиров. Журнал пищевой биохимии . Февраль 2021 г.
- Китамура Х., Ющак Л. Влияние экстракта прополиса и производных прополиса соединений на ожирение и диабет: знания из клеточных и животных моделей. Молекулы . Декабрь 2019 г.
- Ой-Кано Ю., Ивасаки Ю., Накамура Т. и др. Олеуропеин агликон усиливает экспрессию UCP1 в коричневой жировой ткани у крыс с ожирением, вызванным диетой с высоким содержанием жиров, путем активации β-адренергической передачи сигналов. Журнал пищевой биохимии . Февраль 2017 г.
- Aldiss P, Betts J, Sale C, et al. Вызванное физическими упражнениями «потемнение» жировых тканей. Метаболизм . Апрель 2018 г.
- Loap S, Lathe R. Механизм, лежащий в основе криотерапии тканей для борьбы с ожирением/избыточным весом: запуск термогенеза. Журнал ожирения . Май 2018 г.
- О’Мара А., Джонсон Дж. В., Линдерман Дж. и др. Хроническое лечение мирабегроном увеличивает человеческий бурый жир, уровень холестерина ЛПВП и чувствительность к инсулину. Журнал клинических исследований . Январь 2020 г.
- Что такое бурый жир? Чем он отличается от других жировых отложений? Клиника Майо. 5 ноября 2020 г.
- Белый жир, бурый жир, плохой жир, хороший жир. Медицина Джона Хопкинса. 16 мая 2016 г.
- Малкольм К. Раскрывая секреты бурого жира. Лаборатория здоровья M в Мичиганском университете. 30 марта 2020 г.
- Крэндалл Дж., Фраум Т.Дж., Валь Р.Л. Бурая жировая ткань: защитный механизм при «преддиабете»? Журнал ядерной медицины . Апрель 2022 г.
Границы нейронауки . , февраль 2021 г.
Влияние кверцетина на недрожательный термогенез бурой жировой ткани у мышей с ожирением, индуцированных диетой с высоким содержанием жиров. Журнал пищевой биохимии . Февраль 2021 г.
Показать меньше
Подписываясь, вы соглашаетесь с Условиями использования и Политикой конфиденциальности.