Мастната тъкан като ендокринна жлеза

[makebulgar]

Мастната тъкан (телесните мазнини) е активен ендокринен орган, който регулира енергията, метаболизма и имунитета. Вместо просто да съхранява енергия, тя синтезира и секретира жизненоважни химически посланици, наречени адипокини, които сигнализират на мозъка, черния дроб, мускулите и панкреаса за поддържане на метаболитна хомеостаза.

Основни адипокини и техните функции

Мастната тъкан комуникира чрез множество хормони, всеки от които има различна системна роля:

• Лептин: „Хормонът на ситостта“. Той се освобождава пропорционално на телесните мазнини и сигнализира на мозъка да потиска апетита и да увеличава разхода на енергия. Той също така играе ключова роля в регулирането на пубертета и имунната функция.
• Адипонектин: Инсулин-сенсибилизиращ хормон. За разлика от повечето други адипокини, нивата на адипонектин намаляват с увеличаване на мастната маса. Той предпазва от диабет тип 2, като намалява възпалението, помага на черния дроб да преработва глюкозата и насърчава разграждането на мастни киселини в мускулите.
• Резистин: Свързан с инсулинова резистентност. Този хормон се произвежда в големи количества във висцералната мазнина и е свързан с развитието на глюкозна непоносимост и възпаление.
• Цитокини (TNF-алфа и IL-6): Трансмисионери на имунната система, произвеждани от мастната тъкан. При здравословно тегло те подпомагат локалното ремоделиране, но прекомерното производство (често срещано при затлъстяване) създава хронично, нискостепенно възпаление, което води до инсулинова резистентност.

Стероидна и съдова регулация

Освен пептидите, мастната тъкан активно променя системните хормони и кръвното налягане:

• Метаболизъм на половите хормони: Мастната тъкан съдържа ензима ароматаза, който превръща андрогените (като тестостерона) в естрогени. Това е основен източник на естроген при жени в постменопауза и може да повлияе на мъжкия фертилитет и телесния състав.
• Ангиотензиноген: Мастната тъкан отделя компоненти на ренин-ангиотензиновата система, която директно регулира кръвното налягане и баланса на течностите.

Защо ендокринната роля е важна

Тъй като мастната тъкан диктува ситостта, инсулиновата чувствителност и възпалението, тя е от основно значение за състояния като метаболитен синдром, сърдечно-съдови заболявания и диабет тип 2. Когато мастната тъкан се разраства прекомерно (както при затлъстяване), тя претърпява структурни промени, които нарушават нормалното производство на хормони – състояние, известно като адипокинова дисрегулация. Това създава порочен кръг, при който излишните мазнини произвеждат повече възпалителни сигнали и по-малко адипонектин, което в крайна сметка допринася за по-нататъшно наддаване на тегло и метаболитни заболявания.

---

https://encyclopedia.pub/entry/52924

Мастна тъкан и физически упражнения

Изследването на мастната тъкан е получило значително внимание поради нейното значение не само за поддържане на енергийната хомеостаза на тялото, но и за ролята ѝ в редица други физиологични процеси. Освен съхранението на енергия, мастната тъкан е важна за ендокринните, имунологичните и невромодулиращите функции, секретирайки хормони, които участват в регулирането на енергийната хомеостаза. 

1. Мастна тъкан
Освен съхранението на енергия, мастната тъкан е важна в няколко процеса, като например модулирането на енергийната хомеостаза, метаболизма и регулирането на имунната система. Мастната тъкан се счита за ендокринен орган, тъй като произвежда и секретира молекули, които могат да упражняват действието си в околните или отдалечени тъкани. Мастната тъкан е съставена от адипоцити, преадипоцити, ендотелни клетки, фибробласти и някои имунни клетки като макрофаги, дендритни клетки и Т-клетки, които допринасят за освобождаването на метаболити, липиди, цитокини и адипоцитокини. Хормоните и адипоцитокините, произвеждани от адипоцитите, влияят на централната нервна система, скелетните мускули, черния дроб, костите и други тъкани, които са били обстойно изследвани през последните две десетилетия, като е установено, че тези фактори играят преобладаваща роля в хомеостазата на телесната глюкоза чрез ендокринни, автокринни и паракринни механизми. Адипоцитокините са от съществено значение за баланса между апетита и ситостта, запасите от телесни мазнини и разхода на енергия, глюкозния толеранс, освобождаването и чувствителността към инсулин, клетъчния растеж, възпалението, ангиогенезата и репродукцията.

При физиологични условия мастната тъкан играе централна роля в поддържането на хомеостазата на цялото тяло, служейки като основно хранилище за излишната енергия; а именно енергията, която се използва по време на гладуване, като по този начин се запазват протеините, регулира се метаболизмът, ситостта, размножаването и се засилва имунният отговор при патогенна инвазия.

Адипоцитите с голяма капка липиди, наречени еднолокуларни мастни клетки, образуват част от бялата мастна тъкан, а клетките с множество малки капки липиди, наречени мултилокуларни мастни клетки, съставляват кафявата мастна тъкан. Бялата мастна тъкан е най-разпространената и е разпределена в цялото тяло, главно като периваскуларна и висцерална мазнина. Тя произвежда и секретира адипоцитокини, глюкокортикоиди и полови хормони. Кафявата мастна тъкан се счита за термогенна и цветът ѝ отразява многобройните митохондрии. Разделящият протеин UCP1 е отговорен за модифицирането на оксидативното фосфорилиране в митохондриите, причинявайки намаляване на производството на АТФ и увеличаване на производството на топлина от тази тъкан. Кафявата мастна тъкан има регулаторна функция по отношение на телесната температура чрез адаптивна термогенеза, регулирайки концентрацията на циркулиращи триглицериди, съхранявайки глюкоза и секретирайки простагландини, азотен оксид, адипсин и други адипоцитокини.

Бежовата мастна тъкан има междинен диаметър между бялата и кафявата мастна тъкан. Първоначално е била наблюдавана главно в отговор на студ. Фактори като диета, физическа, пре- и пробиотична активност, както и лекарства, наред с други, обаче са способни да индуцират трансдиференциацията (в бежова или кафява) на бялата мастна тъкан. Тази тъкан има функция за съхранение или разход на енергия, според физиологичните нужди.

Прекомерното затлъстяване, което се наблюдава при затлъстяване (излишък на бяла мастна тъкан), нарушава метаболитния баланс на мастната тъкан, което оказва отрицателно въздействие върху хомеостазата на човешкото тяло. Следователно, затлъстяването е причина за група хронични и сложни заболявания като сърдечно-съдови заболявания, метаболитен синдром, диабет тип 2 и дори някои видове рак.

2. Мастната тъкан като ендокринен орган
Мастната тъкан, освен че е резервоар на енергия, е важен ендокринен орган, тъй като произвежда няколко хормона, които участват в регулирането на хомеостазата. Положителният дисбаланс на мастната тъкан (натрупване на мастни киселини над ИТМ 24,9 kg/m2) генерира структурни и функционални промени в тази тъкан, благоприятствайки секрецията на вредни адипоцитокини, свързани с инсулиновата сигнализация, и такива, които благоприятстват провъзпалително състояние, което би могло да насърчи развитието на метаболитни и сърдечно-съдови заболявания. Един от първите открити от тези хормони е лептинът, който потиска приема на храна, като предизвиква чувство на ситост, заедно с увеличаване на разхода на енергия. Нивата на лептин са положително корелирани с количеството мастна тъкан и се секретира главно от висцералната (вътрешна, околоорганна) бяла мастна тъкан. Адипонектинът е хормон, секретиран от подкожната бяла мастна тъкан, който има противовъзпалителни и инсулиносенсибилизиращи функции. При хора с наднормено тегло или затлъстяване с инсулинова резистентност, плазмените нива на адипонектин са ниски. Резистинът е друг хормон, секретиран от мастната тъкан и има тясна връзка със затлъстяването и диабета, като допринася за инсулиновата резистентност и съдовото възпаление. Фибробластният растежен фактор 21 (FGF21) е протеин, произвеждан от мастна и други тъкани, с термогенни ефекти, които насърчават трансдиференциацията от бежова към кафява мастна тъкан. Подобно на адипонектина, той има инсулино-сенсибилизиращи ефекти и при пациенти с наднормено тегло или затлъстяване, плазмените концентрации са повишени. Васпин (също серпин А12) е инхибитор на сериновата протеаза, който действа като инсулино-сенсибилизиращ адипоцитокин, чието ниво е повишено при пациенти със затлъстяване, насърчавайки инсулиновата резистентност и намалявайки глюкозния толеранс. Висфатинът е друг хормон, участващ в глюкозната хомеостаза и подобно на ацилиращ-стимулиращия протеин (ASP), участва предимно в съхранението на мазнини.

Мастната тъкан секретира възпалителни цитокини като интерлевкин-6 (IL-6), IL-8, интерферон-γ (INF-γ) и инхибитор-1 на плазминогенния активатор (PAI-1). Други молекули, секретирани от мастната тъкан, включват ретинол-свързващ протеин 4 (RBP4), оментин, ангиотензиноген, инхибиторен фактор на миграцията на макрофаги (MIF), липопротеин липаза (LPL), простагландини, естрогени и глюкокортикоиди. Всички тези молекули влияят върху хомеостатичните процеси, като влияят положително или отрицателно на здравето и водят до развитието на редица заболявания, като захарен диабет тип 2 (ЗД2), метаболитен синдром и няколко вида рак (на гърдата, на шийката на матката, на ендометриума, на бъбреците и на стомашно-чревния тракт). Нещо повече, дисфункцията на мастната тъкан може да доведе до психиатрични разстройства, като депресия, деменция, безсъние и много други.

3. Определение и честота на наднорменото тегло и затлъстяването
Индексът на телесна маса [ИТМ (kg/m², тегло на човека, разделено на квадрата на височината му)] се използва за дефиниране и диагностициране на затлъстяването съгласно клиничните насоки на Световната здравна организация (СЗО). При възрастни СЗО определя наднорменото тегло като ИТМ от 25,0 до 29,9 kg/m², а затлъстяването като ИТМ > 30,0 kg/m². Освен това, затлъстяването се класифицира в три нива на тежест: клас I (ИТМ 30,0–34,9 kg/m²), клас II (ИТМ 35,0–39,9 kg/m²) и клас III (ИТМ > 40,0 kg/m²). За всяко увеличение с 5 единици на ИТМ над 25,0 kg/m², общата смъртност се увеличава с 29%, съдовата смъртност с 41%, а смъртността, свързана с диабет, с 210%.

Затлъстяването често е стигматизирано и свързано с погрешното схващане, че е причинено предимно от липса на воля, което води до неподходящи хранителни избори и физическа неактивност. Съществуват обаче изобилие от литературни доказателства, представящи затлъстяването като сложно хронично медицинско състояние, причинено от множество генетични, екологични, метаболитни и поведенчески фактори.

Затлъстяването увеличава вероятността от развитие на редица други заболявания и патологични състояния, свързани с повишена смъртност, като например захарен диабет тип 2 (ЗД2), сърдечно-съдови заболявания (ССЗ), метаболитен синдром (МС), хронично бъбречно заболяване (ХБЗ), хиперлипидемия, хипертония, неалкохолна мастна чернодробна болест (НАМБЧ), някои видове рак, обструктивна сънна апнея, остеоартрит, депресия и невродегенеративни заболявания.

Патогенезата на затлъстяването е сложна, като екологични, социално-културни, физиологични, медицински, генетични, епигенетични и многобройни други фактори допринасят за причиняването и персистирането на това състояние.

4. Причини или механизми на затлъстяване
4.1. Генетични фактори
Данните показват, че около 40 до 70% от вариациите в затлъстяването при хората са резултат от генетични фактори. Въпреки че промените в околната среда са увеличили честотата на затлъстяване, генетичните фактори играят ключова роля в развитието на това състояние, като близо 100 гена са свързани със затлъстяването и разпределението на мазнините. Ясно е, че в една и съща среда някои хора развиват затлъстяване, а други не.

Генетичните причини за затлъстяване могат да бъдат класифицирани като (А) моногенни причини, които водят до единична мутация, локализирана главно в лептин-меланокортиновия път. Много от гените, като AgRP (пептид, свързан с Агути), PYY (пептид тирозин тирозин и орексигенен) или MC4R (меланокортин-4 рецептор), са идентифицирани като причиняващи моногенно затлъстяване и дерегулиращи апетита и системите за контрол на телесното тегло, където хормоналната сигнализация (грелин, лептин и инсулин) се усеща от рецептори, разположени в хипоталамуса (дъгообразно ядро). (Б) Синдромно затлъстяване, в резултат на тежко затлъстяване, дължащо се на неврологични аномалии и други малформации на органи/системи. Това може да бъде причинено от мутации в един ген или хромозомна област, която обхваща множество гени. (В) Полигенно затлъстяване, причинено от кумулативния принос на няколко генетични промени. Наличието на тези видове промени води до увеличаване на приема на калории, повишаване на апетита, намален контрол на ситостта и по-висока склонност към натрупване на телесни мазнини и към заседнал начин на живот.

Съществуват и няколко генетични, невроендокринни и хромозомни синдрома, които причиняват затлъстяване, като синдром на Прадер-Уили (PWS), който е невроразвойно разстройство, включващо хипоталамична дисфункция и водещо до нарушена секреция на няколко хормона, и синдром на поликистозни яйчници , ендокринно разстройство, което води до увеличена телесна мастна маса, свързано с делеции като 16p11.2, 2q37 (синдром на брахидактилна умствена изостаналост), 1p36 (синдром на монозомия 1p36), 9q34 (синдром на Клифстра), 6q16 (синдром, подобен на PWS), 17p11.2 (синдром на Смит-Магенис) и 11p13 ( синдром на WAGR ). Всички тези състояния показват енергиен дисбаланс между приема и разхода на калории като основна причина за затлъстяване.

4.2. Мастните клетки
Излишъкът от калории от приема на храна води до натрупване на мазнини в адипоцитите. Това уголемяване и/или увеличаване на броя на мастните клетки, за да се адаптират към увеличеното съхранение на мазнини, установява първоначалната патологична лезия при затлъстяване. Натрупването на ектопична мазнина, като висцерална, сърдечна и мускулна мазнина, е свързано с няколко фактора, когато адипоцитите вече са достигнали максималния си капацитет за съхранение. Въпреки това, както показа групата на Шерер, пълното премахване на мастната тъкан, участваща във възпалението, е свързано с няколко неблагоприятни метаболитни показания. С други думи, възпалението в здравословна доза е важно по време на разширяването на мастната тъкан. Увеличаването на размера на адипоцита в крайна сметка генерира възпалителна микросреда поради промяна в хомеостазата между адипоцита и околните клетки, главно резидентни макрофаги. Промяната в здравословното увеличение на размера на адипоцитите води до увеличаване на секрецията на няколко възпалителни адипоцитокини, като лептин, IL-6, TNF -α, ангиотензиноген, адипсин, свободни мастни киселини и лактат, докато нивата на секретирани противовъзпалителни молекули, като адипонектин, намаляват.

4.3. Дисрегулация на енергийния баланс
Гените и околната среда взаимодействат по сложен начин във физиологичните процеси, които регулират енергийния баланс и телесното тегло. Две групи неврони, разположени в дъговидното ядро на хипоталамуса, се инхибират или стимулират от грелин и лептин, следователно те са хормони, които контролират енергийния баланс чрез регулиране на приема на храна и разхода на енергия, а именно AgRP и POMC неврони. Мозъчни области, външни за хипоталамуса, също допринасят за регулирането на енергийния баланс чрез сензорни сигнали, когнитивни процеси, памет и внимание.

Намаляването на приема на храна или увеличаването на физическата активност генерира отрицателен енергиен баланс, активирайки адаптивни компенсаторни механизми, които запазват жизнените функции. Обратно, в покой има относително намаление на разхода на енергия, търсенето на храна и метаболитните процеси, които зависят от величината и продължителността на калорийното ограничение. Увеличаването на стимулацията на орексигенния център би могло да обясни финото и често неподходящо повишаване на апетита и приема на храна, ограничавайки загубата на тегло, свързано с интервенции като програми за физически упражнения. Важно е винаги да се разглежда затлъстяването като хронично заболяване, което изисква дългосрочно наблюдение и контрол на теглото, тъй като има висок процент на рецидив при хората, които са успели да отслабнат.

4.4. Метаболитни и физиологични ефекти
Както бе споменато, адипоцитите синтезират сигнални молекули (адипоцитокини) и хормони, а тяхната секреция и ефекти се влияят от разпределението и количеството на мастната тъкан в тялото. Прекомерната секреция на провъзпалителни адипоцитокини от адипоцитите и макрофагите в мастната тъкан води до нискостепенно системно възпаление при хора със затлъстяване.

Разграждането на триглицеридите в адипоцитите води до освобождаване на свободни мастни киселини, които след това се транспортират в плазмата до места, където могат да бъдат метаболизирани. При хора с наднормено тегло и в по-голяма степен при хора със затлъстяване, нивата на свободни мастни киселини често са повишени, което отразява увеличената маса на мастната тъкан.

Липидите не се съхраняват само в мастната тъкан; те се съхраняват и в други видове клетки в органели, наречени липозоми, разположени близо до митохондриите. Например, липозомите в хепатоцитите се увеличават по размер, образувайки големи вакуоли, които се наблюдават при редица патологични състояния като неалкохолно мастно чернодробно заболяване, стеатохепатит и цироза, генерирайки клетъчна дисфункция и апоптоза.

Повишените нива на свободни мастни киселини, провъзпалителни цитокини и междинни липиди, като керамиди, в не-мастни тъкани допринасят за нарушена инсулинова сигнализация и състояние на инсулинова резистентност. Всички тези метаболитни и анатомични находки са някои от патофизиологичните механизми, причинени от дислипидемия при затлъстяване, диабет тип 2, свързано със затлъстяването чернодробно заболяване и остеоартрит; те също са замесени в развитието на някои видове рак, вероятно поради връзката с повишени нива на тумор-промотиращи молекули.

Съществуват кумулативни доказателства, показващи сложно взаимодействие между затлъстяването и както централната, така и периферната нервна система. Тези асоциации са доста сложни, защото включват не само така наречените органокини (адипокини, миокини и хепатокини), действащи върху нервната система, но и хормони и фактори, секретирани от нервната тъкан, действащи върху други органи. Освен това има и доказателства, които свързват затлъстяването, свързано с възпаление, с синдром на пропускливите черва, с промени в чревната микробиота , през която непокътнати Грам (−) бактерии или разградени продукти от нейната стена преминават през чревния епител и достигат до кръвния поток. Стената на Грам (−) бактериите е богата на липополизахариди, наричани още ендотоксин, който е патоген-асоцииран молекулярен модел (PAMP), разпознаван от Toll-подобния рецептор 4, член на семейството Toll рецептори, участващ в задействането на провъзпалителна сигнализация чрез NF-капа B транскрипционен фактор, който активира експресията на няколко гена, свързани с възпалението, като цитокини и хемокини. Трябва да се отбележи, че хората са значително по-чувствителни към LPS, отколкото други видове. И накрая, хиперактивността на симпатиковата нервна система при някои хора с наднормено тегло или затлъстяване може да доведе до множество патофизиологични процеси, като артериална хипертония, сърдечни заболявания, инфаркт и хронично бъбречно заболяване, всички свързани с инсулинова резистентност, дислипидемия и диабет тип 2.

Редактирано Преди 50 минути от makebulgar