Как превратить белый жир в бурый и почему это важно для тех, кто хочет похудеть. Бурый и белый жир – чем отличаются и какие функции

Рассказываем о полезности активации бурой жировой ткани

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. (Оказалось также, что мутация, вызывающая ожирение, сопровождается снижением уровня термогенина у мышей.).

Бурый жир 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. В настоящее время появились новый медикаментозный метод накопления и активации бурого жира у взрослых людей.

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 одной трети всей дополнительно образованной в организме теплоты. В активированном состоянии бурый жир может тратить до 300 Ватт (это цифра другого исследования, некоторые говорят про 400) на килограмм веса взрослого человека.

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.

Бурая жировая ткань: протокол активации

Как и для остальных аспектов здоровья, для бурого жира работают четыре правила: световое правило, температурное правило, нагрузочное (стрессовое) правило, пищевое правило. Давайте разберемся, каким образом мы можем активировать бурый жир.

Итак, вначале мы разберем эти правила, а затем обсудим, чего не следует делать, чтобы не уменьшать активность бурой жировой ткани.

Температурное правило

Самый главный триггер активации бурой жировой ткани - это снижение температуры окружающей среды (закаливание). Суть нашей биологии в том, что нет необходимости хранить жир, когда вам нужно свободное тепло, чтобы выжить)).

1. Ура контрастному душу!

Как показали недавние исследования, для этих целей достаточно снизить температуру в помещении на несколько градусов от обычной. Также, возможно, тут может быть полезна быстрая ходьба в зимнее время года. В исследовании было установлено, что количество сжигающих калории клеток бурой жировой ткани увеличивается со снижением окружающей температуры. У людей с более высоким содержанием бурого жира его активация холодом улучшает показатели энергетического метаболизма.

Так, в исследовании на 5 добровольцах, в спальных комнатах которых была установлена температура на уровне 19С, было продемонстрировано 30-40%-ное увеличение бурой жировой ткани и ее сжигающей калории активности. В то же время увеличение комнатной температуры до 26С вело к снижению содержания бурого жира. 19 градусов - это достаточно комфортная температура, можете компенсировать ее более теплым одеялом (дышать будете все равно более прохладным воздухом).

2. Спим в хорошо проветриваемом помещении при температуре 19-20 градусов.

В другом японском исследовании, в котором приняли участие 12 человек, молодых людей с низким количеством бурого жира просили на протяжении 6 недель проводить по 2 часа в день в комнате с температурой около 17C. В начале этого 6-недельного исследования молодые люди при 17С сжигали в среднем около 108 ккал дополнительно (в сравнении с количеством килокалорий, сжигаемых при нормальной окружающей температуре), а в конце исследования дополнительно сжигалось уже около 289 ккал. Обратите внимание, это всего 2 часа в день! Доктор Matthias Bluher в своих экспериментах помещал людей ежедневно на 10 минут на холод (40С), в результате чего через 4 недели они теряли в среднем по 3-4 килограмма.

3. Уменьшаем температуру в помещениях.

Принцип охлаждения работает у всех! Классическая школа закаливания предлагает множество вариантов закаливания. В качестве закаливающих процедур широко используется пребывание и занятие спортом на свежем воздухе, а также водные процедуры (обтирание, обливание, купание, контрастный душ). Одним из самых распространённых видов закаливания является хождение босиком. Холодная вода отнимает тепло тела в 32 раза быстрее, чем холодный воздух. Плавание или шагание в воде значительно увеличивает потери тепла, более чем на 50%.

При длительных перерывах в закаливании его эффект снижается или теряется совсем (не будем относить к закаливанию моржевание, особенно если человек лезет в прорубь раз в месяц). Также вы можете следить за тем, чтобы не одевать избыток одежды на улице и дома, принимать дома «воздушные ванны», которые более безопасны, чем обливание.

Пребывание ночью в прохладном помещении (при 16 градусах), что не только увеличит количество бурого жира, но и нормализует сон, что, в свою очередь, поможет справиться с проблемой лишнего веса.

Начинать закаливание (любое из предложенных видов) нужно только после посещения и проверки врача, так как закаливание — это тренировка, а не лечение, и людям с заболеванием и со слабым иммунитетом подобные процедуры могут быть противопоказаны.

Закаливание следует рассматривать как попытку приблизить образ жизни человека к естественному, не дать угаснуть врождённым адаптационным способностям организма. Безусловно, снижение комнатной температуры не станет панацей от лишнего веса, но может быть важным дополнительным шагом наряду с физической активностью и правильным питанием.

Исследования показали, что холод может быть даже эффективнее физических нагрузок! Австралийские ученые обнаружили, что дрожание от холода, подобно более длительной по времени физической нагрузке, стимулирует превращение запасающего энергию белого жира в энергосжигающий бурый жир. Клетки бурого жира могут стать новой терапевтической мишенью для борьбы с ожирением, жировым перерождением печени и сахарным диабетом.

Главный принцип безопасности! Холодовая адаптация опосредуется рецепторами на поверхности кожи, а не глубокими холодовыми рецепторами ядра. Это холодовой сенсорный афферентный цикл. Переохлаждение ядра тела очень опасно!

Нагрузочное (стрессовое правило)

Физическая нагрузка тренирует наши мышцы, делает их сильнее, одновременно сжигая калории. Собственно говоря, это касается не только мышц, а вообще любой ткани: интенсивная работа требует энергии, добываемой при расщеплении жиров. На молекулярном уровне это сопровождается активацией ряда регуляторных белков — транскрипционных факторов, которые в свою очередь «будят» гены, отвечающие за перестройку метаболизма в клетках и тканях.

Давно было известно, что при физической нагрузке затраты энергии возрастают непропорционально сильно: энергии тратится больше, чем требуется для выполнения упражнений или работы. Физическая активность активирует бурую жировую ткань, этому способствуют иризин и фактор транскрипции PGC1-α.

Недавние исследования показали, что физические упражнения влекут за собой выделение неизвестного ранее гормона иризина (ген FNDC5), который заставляет белый жир становиться бурым и препятствует ожирению. Гормон служит передатчиком информации между различными тканями организма (поэтому его и назвали в честь древнегреческой богини Ириды, или Ирис, вестницы Олимпа).

В одной из недавних работ показано, что иризин циркулирует в плазме крови всех изученных людей, а его концентрация у молодых атлетов в несколько раз выше, чем у женщин среднего возраста, страдающих ожирением. В свою очередь, это ведёт к повышению экспрессии ряда нейропротекторных генов в клетках головного мозга, в частности — повышается экспрессия мозгового нейротрофического фактора (BDNF). Видимо, тренировка мышц связана с системой, участвующей в протекции когнитивных функций, и FNDC5 (как и BDNF, а также PGC-1α) являются важными медиаторами этих процессов.

Известно было также, что при нагрузке в скелетных мышцах повышается содержание белка — фактора транскрипции PGC1-α. В то же время было известно, что, когда при физической нагрузке в мышцах возрастает количество белка PGC1, это благоприятно воздействует не только на сами мышцы, но и на весь организм. У трансгенных мышей с повышенным уровнем PGC1 под старость не развивается ожирение и диабет, и живут они дольше обычных. Сначала было установлено, что после 3 недель бегания в колесе или плавания у тех же трансгенных мышей (с повышенным уровнем PGC1) резко (в 25-65 раз) возрастает количество термогенина в подкожном белом жире, и там увеличивается число «бурых» адипоцитов.

Световое правило

Исследователи из Лейденского университета нашли совсем простой способ держать бурый жир в тонусе - оказывается, нужно просто по вечерам поменьше сидеть при искусственном свете. Известно, что стимуляция бурого жира происходит при участии β3 адренергического рецептора - при его активации клетки сжигают больше липидов и выделяют больше тепла. Патрик Ренсен (Patrick Rensen) и его коллеги обнаружили, что если мышей держать при искусственном освещении 16, а то и все 24 часа в сутки, то у них снижается активность рецептора, и соответственно, бурые жировые клетки начинают хуже работать, и липидные молекулы отправляются в запасающий белый жир. С мышами, у которых световой день длился стандартные 12 часов, ничего такого не происходило. (В скобках заметим, что мыши - животные сумеречные, то есть светлое время суток для них - как для нас ночь.)

В результате у мышей, которых долго держали на свету, накапливалось на 25-50% больше жира, хотя животных из всех групп кормили одинаково и физическая активность у них была тоже одинаковой.

Разумеется, тут дело не в самом по себе искусственном свете, а в суточном ритме, который портится из-за освещённости в неурочное время: биологические часы говорят о том, что уже давно должна быть ночь, а глаза продолжают видеть свет. Конечно, мы всё равно заснём, пусть и при искусственном освещении, но на биологических часах это всё равно отразится. Известно, что даже если ложиться спать в правильное время, то всё равно яркое освещение, которое сопровождает нас до последнего, само по себе может причинить вред.

Ну а то, что сбитый циркадный ритм связан с ожирением, давно уже подтверждено как экспериментами, так и клиническими исследованиями. По некоторым данным слишком долгий световой день провоцирует ожирение даже сильнее, чем неправильное питание. И, по-видимому, эффект здесь не в последнюю очередь обусловлен неправильной работой бурого жира. Его взаимодействие с биологическими часами в мозге осуществляется через симпатическую нервную систему: если бурую жировую ткань отключали от симпатических нервных путей, то эффект был такой же, как и при расстройстве суточного ритма - бурые клетки переставали сжигать липиды.

Есть ли такая же взаимосвязь между активностью бурого жира и суточным ритмом у человека, покажут дальнейшие исследования. Похожие результаты были получены два года назад специалистами из Университета Вандербильта, которые обнаружили, что чувствительность к инсулину у клеток зависит от времени суток, и что при нарушенном циркадном ритме клетки начинают жить на одной только глюкозе, откладывая жиры про запас. Результат - избыточный вес. Эти эксперименты тоже ставили на животных; с другой стороны, повторим, медицинская статистика говорит о том, что и у людей нарушенный суточный ритм часто сопровождается разными нехорошими физиологическими эффектами, в том числе и в обмене веществ. В общем, тем, кто хочет похудеть, можно порекомендовать не только правильно питаться, но и вовремя ложиться спать - или хотя бы не злоупотреблять перед сном всевозможными гаджетами. Про синий свет я подробно писал ранее:

Таким образом, все то, что увеличивает уровень мелатонина, увеличивает и количество бурого жира, помогая худеть. То есть первым делом для того, чтобы похудеть после 40, 50, 60 лет, надо нормализовать сон. Это поможет и бурый жир нарастить и устранить те проблемы со здоровьем, к которым приводит нехватка сна.

Пищевое правило

Постоянные подъемы инсулина или повышенный уровень инсулина подавляет работу бурой жировой ткани. Мерзливость - это одно из проявлений инсулинорезистентности. Поэтому соблюдение простых правил: отсутствие перекусов, выдерживание пауз между приемами пищи, снижение углеводов помогут вам восстановить активность бурой жировой ткани.

У кого снижен уровень бурого жира?

К сожалению, пока измерить уровень бурой жировой ткани сложно. Раньше для определения наличия клеток бурого жира исследователи брали участки жировой ткани на биопсию, но благодаря успехам визуализирующих диагностических методик стало возможно идентифицировать бурый жир и без травматизации тела человека. Для определения бурой жировой ткани в наше время применяют методику ПЭТ-КТ (позитронно-эмиссионная томография с компьютерной томографией). Сразу отметим: делать этого не нужно!

В группу риска попадают:

1. Возраст: у молодых его больше, чем у пожилых. Однако с возрастом количество бурой жировой ткани уменьшается. Поэтому у взрослых бурый жир составляет лишь небольшую часть от общего жира.

2. Люди с избыточным весом. Не ясно, причина это или следствие. Но определить почему - учёные так и не смогли. Не ясно, то ли худые люди более стройные, потому что у них больше бурой (активной) составляющей, то ли полные не так сильно «мёрзнут» из-за наличия дополнительной прослойки белого жира.

3. Нарушенная чувствительность к инсулину и расстройства регуляции глюкозы. У людей с нормальным уровнем сахара коричневого жира больше, чем у тех, у кого сахар повышен.

4. У женщин бурого жира больше, чем у мужчин.

5. Люди, принимающие бета-блокаторы, имеют меньше бурого жира, чем те, кто на этих лекарствах не сидит. Бета-блокаторы используются в лечении артериальной гипертензии.

6. Уменьшается активность бурого жира при проблемах с щитовидной железой.

Мысли на перспективу

Холодные среды вызывают давно закопанную эпигенетическую программу у всех млекопитающих, которая позволяет преобразовывать WAT в бурую жировую ткань (BAT), чтобы жечь калории как свободное тепло, одновременно не генерируя АТФ, и не увеличивая ROS (реактивные виды кислорода). Это позволяет нам более медленно стареть, в то же время увеличивая метаболизм и способность работать на меньших калориях, при этом сжигая жир, чтобы делать тепло для согрева.

Мы снижаем наши жировые запасы в организме, также улучшая композицию тела! Низкие температуры также повышают мРНК IGF-1, чрезвычайно увеличивая выброс гормона роста. Это повышает эффективность аутофагии и быстро улучшает мышечную и сердечную функцию. Холод делает всё это без упражнений!

Холод также увеличивает GnRH (гонадотропин-рилизинг-гормон) и способствует репродуктивной активности. Это важно в холоде, так как большинство млекопитающих беременны в течение зимних месяцев. Вот где для млекопитающих возникает связь с HCG. Лептин контролирует все яйцеклетки и плацентарную функцию у всех млекопитающих. Чем ниже уровни лептина, тем более "живой и здоровой" будет беременность. Врачи знают о крепкой связи лептина, инсулина с синдромом поликистозных яичников! Холодные условия могут также улучшить плодовитость, потому что холод снижает количество лептина, в то время как его рецептор становится сверх-чувствительным.

Проблема, как сбросить лишний вес, всегда стоит остро. Желающие обрести красивую фигуру, используют огромное количество диет, методик голодания. Устранение излишних килограммов позволяет не только выглядеть красиво, но и стать здоровым. Ведь основные проблемы с правильным функционированием внутренних органов возникают именно из-за лишнего веса. Учеными определен метод, при котором снизить вес можно с помощью бурой жировой ткани, которая находится в человеческом организме.

О жировой ткани: что это такое, анатомия бурого и белого жира

Жировая ткань относится к видам соединительных тканей, которые состоят из адипоцитов. В человеческом организме она выполняет множество функций:

• защита от повреждений;
• проведение энергии;
• сохранение тепла.

Основная масса отложений находится под кожей, больше всего в области живота. Толщина жировой прослойки у полных людей может достигать 20 сантиметров. Сами жировые отложения выглядят как небольшие дольки.

В области живота находится самая проблемная жировая ткань. Она есть не только под кожей, но и в брюшной полости. Большие слои жира располагаются в забрюшинном пространстве. Именно поэтому избавиться от лишних сантиметров в области талии сложнее всего.

Места скопления жировых отложений

Жировая ткань подразделяется на бурую и белую. Они отличаются друг от друга местом расположения и функциональностью. Под белым жиром понимается прослойка, расположенная под кожей. Чаще всего такой жир локализуется на талии, бедрах и ягодицах. Клетка белого жира состоит из одной жировой капли, при этом бурый жир состоит из нескольких капель. Основная функция такой прослойки - обогреть тело. Наибольшее количество коричневого жира у животных, которые впадают в спячку и не могут согревать себя из-за отсутствия движения.

Где находится бурая жировая ткань

У людей, которые страдают ожирением, бурая жировая ткань практически отсутствует. Визуально определить, какое количество коричневого жира у человека, и где он находится, невозможно. Чаще всего он может находиться в виде небольших вкраплений в белый жир. Он будет располагаться в области шеи, на груди и плечах. Для того чтобы найти его локализацию в медицине, используется компьютерная томография.

Эффективность работы бурой жировой ткани у человека

Основная функция бурового жира - поддерживать температуру тела. Максимальное количество такого слоя содержится у новорожденных. Он сосредотачивается вокруг шеи, на спине и плечах младенца. Это помогает справиться с переохлаждением, так как организм грудных детей еще не способен регулировать тепло, интенсивно расходуя его.

Серый жир способствует улучшенному обмену веществ, защищает человека от ожирения. Активируются бурые клетки как за счет снижения температуры, так и с помощью питания и физических нагрузок. В результате бурая ткань начинает сжигать белые жировые отложения в больших количествах.

Бурый жир поддерживает температуру тела

Как бурый жир помогает регулировать уровень сахара в крови

Наличие бурой жировой ткани важно для больных сахарным диабетом. Она обладает способностью повышать метаболизм сахара в крови. Большую коричневую прослойку имеют люди, у которых в организме пониженное содержание глюкозы.

Ученые проводили исследования, по результатам которых в составе коричневого жира обнаружили протеин, ускоряющий метаболизм белых клеток. Таким образом он способен избавить человека не только от ожирения, но и от повышения сахара в крови.

Дополнительная информация! Воздействие умеренного холода повышает расход энергии организмом в целом. Это увеличивает выведение глюкозы из крови человека и усиливает чувствительность к инсулину.

Направления в борьбе с ожирением с помощью бурого жира

Благодаря коричневому жиру происходит превращение в энергию липидов белого сала. По мере взросления слои бурого сала уменьшаются. В связи с этим в молодом возрасте похудеть проще, чем в более зрелом.

На толщину прослойки влияет пол и генетическая предрасположенность. Например, у мужчин коричневого жира меньше, чем у женщин.

У женщин клеток бурого жира больше чем у мужчин

Как только происходит снижение температуры тела, бурый жир начинает активно работать и замещает собой белый. Таким образом происходит выработка тепла. Такое свойство используется в качестве метода похудения. Бурый жир наращивается намеренно. Из-за холода ускоряется обмен веществ и происходит сгорание лишних отложений.

Дополнительная информация! Шведскими учеными были проведены исследования. Если человек находится в легкой одежде несколько часов в комнате при температуре не выше +15 градусов, это способствует активации бурых жировых клеток и приводит к сжиганию до 250 калорий.

Как увеличить количество бурого жира в организме

Бурый жир у человека можно наращивать, регулируя этот процесс. Для этого существует несколько методов:

• Увеличению бурой жировой ткани способствует яблочная кожура. Регулярное употребление яблок помогает избежать ожирения. Урсоловая кислота, находящаяся в составе кожуры, содержится и в клюкве, черносливе и чернике. Именно эта кислота вызывает рост тканей бурого цвета. Она содержится в нескольких видах трав: тимьяне, боярышнике, душице, лаванде, мяте перечной.
• Рекомендуется включать в рацион продукты с низким содержанием жиров и высоким процентом углеводов. Но при этом очень важно обратить внимание на то, что наращивание бурых жировых клеток опасно онкологическим больным. Тепловая энергия, вырабатываемая в процессе, активирует раковые клетки. Поэтому, для того чтобы заглушить их рост, врачи советуют переходить больным на питание с высоким содержанием жира.
• Ускорить снижение веса можно регулярными тренировками при температуре +18 °С. Во время выполнения упражнений пот будет испаряться с поверхности кожи намного быстрее. Это вызывает охлаждающий эффект и приводит к активации бурых клеток. Не рекомендуется тренироваться при высокой температуре в помещении. Это может не только снизить активность клеток, но и полностью замедлить их деятельность.
• За работу бурых жировых клеток отвечает человеческий мозг. Чтобы поддерживать активность, нужно правильное функционирование нейронов мозга, которые отвечают за чувство голода. Важно избегать перееданий и голодовок. Если человек снижает употребление калорий, это не способствует замене белой жировой ткани на коричневую. Если же суточный объем калорий превышен, запасы белого жира растут, а активность бурых клеток снижается.

На увеличение коричневых клеток влияет правильный распорядок дня. Они становятся активнее, если человек меньше времени проводит при искусственном освещении. Рекомендуется чаще гулять, проводить время на свежем воздухе. Если постоянно находиться при искусственном освещении, то у бурых жировых клеток снижается активность. При этом шансы похудеть теряются.

Важно! С возрастом увеличить количество жировой ткани коричневого цвета становится невозможно. У пожилых людей она пропадает полностью. Также проблемы с увеличением возникают у мужчин, от природы в их организме содержится небольшое количество бурых клеток.

Зная, что жировая ткань бывает белая и бурая, соблюдая простые правила, можно сохранить здоровье и красивую фигуру без изнурительных голодовок и длительных диет. Природа сама дает человеку возможность запустить естественный процесс похудения.

Что такое бурый жир? Какие функции он выполняет? На эти и другие вопросы мы ответим в статье. В теле человека имеется два вида жировой субстанции: бурая (ВАТ - за счёт обеспечивает термогенез и создаёт тепло) и белая (WAT - предназначена для запаса энергии). У людей, страдающих ожирением, как правило, бурого сала меньше, а белого - больше.

Функция

Бурый жир позволяет телу поддерживать постоянную температуру. Этот механизм называют термогенезом. Выделяют два типа термогенеза: сократительный (знобит), при котором образование тепла происходит за счёт сокращения скелетных мышц (частное явление - мышечная холодовая дрожь), и несократительный (деятельность бурого сала).

Для эффективной борьбы с некоторыми недугами тело человека самостоятельно повышает температуру. Если кто-либо страдает лихорадкой, его система терморегуляции быстро реорганизовывается, активируется и начинает действовать на более высоком уровне. Именно поэтому температуру тела до 38,5 градуса сбивать не стоит.

Анатомия

Раньше всего бурый жир нашли у зверей. У тех животных, которые впадают зимой в спячку, эта субстанция развита лучше всего, так как в данный период обмен веществ замедляется. Ввиду этого невозможно температуру тела поддерживать сокращениями мышц.

Также бурый жир важен и при пробуждении животных весной: с помощью генерируемого им тепла температура тела значительно увеличивается, из-за чего зверь просыпается.

Владельцы

Совершенно недавно стало известно, что бурое сало имеется лишь у ребятишек. Оно помогает им привыкнуть к новой среде после их появления на свет. У новорождённых это вещество размещается в районе почек, шеи, вдоль верхней части спины, на плечах, и составляет около 5 % от массы тела.

Также в организме младенцев иногда бурый жир смешан с белым. Для малышей коричневая субстанция имеет огромное значение, так как она защищает их от гипотермии, из-за которой недоношенные часто умирают. Благодаря этому компоненту новорожденные менее чувствительны к холоду, чем люди постарше.

Клетки бурых обладают уникальным качеством - в них находится огромное количество митохондрий (органелл, способствующих накоплению энергии). Благодаря им они, в сущности, и имеют свой цвет. Митохондрии содержат специфический белок UCP1, который, минуя ступень моментально трансформирует жирные кислоты в тепло.

Триглицериды (липиды), имеющиеся в составе жира, являются материалом, из которого может быть произведено тепло (АТФ). Когда младенцу необходимо много энергии (к примеру, чтобы согреться), жиры претерпевают липолиз. В итоге появляются жирные кислоты, которые UCP1 в клетках бурого сала трансформирует в тепло. В результате наблюдается уменьшение запаса жировых отложений. Сначала расходуются триглицериды в бурой субстанции, а когда запасы липидов начинают таять, то и в постылой белой.

В итоге организм снижает свой вес. Впрочем, для эффективности процесса малыш, появившийся на свет, должен хорошо питаться (для активации липолиза нужна энергия) и нормально дышать (для трансформации жирных кислот требуется кислород).

К сожалению, у взрослого этот механизм постепенно ослабевает. Уже через пару недель после рождения дрожь (реакция на переохлаждение) замещает действие бурой субстанции, особенно если малышей тепло одевают и держат их в жарком помещении.

Взрослые люди

Сегодня обнаружилось, что бурый жир у человека взрослого имеется. Долгое время считалось, что это вещество утрачивает свою значимость к концу первого года жизни людей. Однако в 2008 году специалисты определили, что бурая не просто пребывает в теле взрослых (это стало известно ещё в 1908 году), но и активируется холодом.

Это открытие сделали с помощью новой технологии визуализации активного обмена веществ в ткани. Были использованы эмиссионно-позитронная и компьютерная томографии, которые показали, что в теле взрослого индивидуума находится около 20-30 граммов (так немного) бурого функционального жира, в основном в надключичной зоне.

Известно, что PET-CT фиксирует метаболическую деятельность ткани. Физиолог Ваутер ван Маркен Лихтенбелт сообщил, что группе молодых людей (24 человека) выдали точную дозу радиоактивной глюкозы. Это было сделано для того, чтобы далее иметь возможность обнаружить активный бурый жир с помощью специфического устройства.

После этого участников исследования привели в помещение, температура в котором не превышала 16 градусов. СТ-сканирование показало, что под кожей груди, шеи и живота 23 человек расположена жировая «полезная» ткань, которая работает, согревая людей в холодной комнате.

Физиолог сказал, что специалисты очень удивились, увидев, что её так много и у такого большого числа людей. Когда же при комнатной температуре обследовали трёх участников, бурую субстанцию не обнаружили. Эксперты считают, что ткань не исчезла, а просто прекратила свою работу.

Эффективность

Итак, вы знаете, где у человека находится бурый жир. Он равен не более 1-2 % от веса тела. И всё же, когда стимулирует эту ткань у переохлаждённых млекопитающих, привыкших к холоду, она повышает её теплопродукцию. Выработанная таким образом энергия может достичь одной трети всей дополнительно созданной теплоты в организме. Когда бурый жир активирован, он тратит до 300 Ватт (некоторые называют 400 Ватт) на килограмм массы взрослого индивидуума.

Известно, что человек среднего веса в состоянии покоя сжигает примерно 1 кВт энергии. Активировав бурый жир, можно лежать на кровати и расходовать в двадцать раз больше сил, чем ранее.

Сжигание жира

Какие функции выполняет бурый жир? Он помогает ликвидировать сало. Если он активирован, жирные кислоты из белой жировой ткани перекачиваются в бурую. Белая субстанция откладывается в капсулах и сальниках внутренних органов, под кожей. Бурая, вместо накопления энергии, сжигает её в огромных количествах. В итоге выделяется тепло. Этот процесс называют термогенезом, который начинает свою работу из-за избыточного потребления еды.

Выводы

Белый и бурый жир - это две разные субстанции. Окислительная способность бурого вещества в 20 раз больше, чем у белого. В коричневой ткани при термогенезе действует белок термогенин, который способствует разобщению дыхания и окислительного фосфорилирования.

Итак, мы выяснили, что такое бурый жир. Как увеличить его количество в человеческом организме, чтобы эффективно бороться с ожирением? Для решения этой проблемы учёные применяют не только лекарственные, но и хирургические средства: с помощью липосакции они обычный белый жир извлекают, трансформируют его в бурый, и снова имплантируют человеку.

Теоретически для того, чтобы похудеть, нужно либо повысить активность коричневой субстанции при обычной температуре, либо увеличить её количество, либо выполнить и первое, и второе.

Специалисты Диабетической Ассоциации США считают, что в коричневом жире содержатся весьма важные резервы для пациентов, страдающих диабетом и ожирением. Известно также, что у полного человека активность бурого жира подавлена, а его количество снижено. Поэтому в ближайшем будущем возможно возникновение новых медикаментозных и иных методов накопления и активации этого «полезного» вещества у взрослых людей.

Жировая ткань относится к соединительным тканям со специальны­ми свойствами. Развивается из мезенхимы. После рождения обновление идет за счет адвентициальных клеток.

Различают два вида жировой ткани: белую и бурую. Бурая жировая ткань характерна лишь для раннего детского возраста. У взрослых может находится в средостении, вдоль аорты. Белая жировая ткань встречается в подкожной жировой клетчатке, в сальниках, в строме внутренних органов, орбитах.

Белая жировая ткань состоит из адипоцитов (липоцитов), содержа­щих одну крупную каплю жира. Липоциты имеют округлую форму, в цен­тре крупная капля жира, а вокруг узкий ободок цитоплазмы, содержащий митохондрии, комплекс Гольджи, ЭПС и палочковидное ядро.

Клетки бурой жировой ткани содержат мелкие капельки жировых включений, много митохондрий с пластинчатыми кристами. Митохондрии здесь отличатся мелкими размерами, плотным матриксом, расширенным межмембранным пространством. Такие митохондрии способны активно захватывать воду и набухать, при этом при помощи белка термогенина усиливается разобщение окислительного фосфорилирования и происходит выделение тепла. В центре клетки находится округлое ядро, содержащее эухроматин. Бурый цвет ткани придают железосодержащие пигменты - цитохромы митохондрий. Клетки бурой жировой ткани окружены мно­ гочисленными капиллярами.

На данной фотографии (рисунок 20) представлен фрагмент адипоцита бурой жировой ткани, содержащий участок цитоплазмы и часть ядра. Вид­но, что ядро расположено в центре клетки, имеет округлую форму, содер­жит эухроматин. В кариолемме заметны поры. Митохондрии с пластинча­тыми кристми многочисленны. Липидные включения заполнены гомоген­ным содержимым.

Бурая жировая ткань участвует в терморегуляции.

Белая жировая ткань - обеспечивает поглощение из крови, синтез и накопление нейтральных липидов. Выполняет трофическую функцию, свя­занную с обеспечением энергетического запаса к резерва воды в организме.

» 43

Рисунок 21 - Остеоцит (увеличение в 10 000 раз):

ядро; 2 - цитоплазма; 3 - плазмолемма;

4 - отросток остеоцита; 5 - лакуна

Остеоцит

Остеоциты - это зрелые, высокодифференцированные клетки кост­ной ткани. Имеют отросчатую форму, темное компактное ядро и слабоба-зофилъную цитоплазму. Некоторые остеоциты имеют развитые мембран­ные структуры, другие находятся на различных стадиях деструкции.

Остеоциты располагаются в костных полостях - лакунах. Их тонкие отростки проходят в костных канальцах, пронизывающих основное вещест­во. При помощи этих канальцев происходит обмен веществ между остеоци-тами и кровью. Остеоциты не делятся, но участвуют в процессах метабо­лизма, обновления межклеточных структур и поддержания ионного баланса. Функция остеоцитов сводится к участию в обменно-транспортных про­ цессах и регуляции минерального состава костной ткани.

На электронограмме (рисунок 21) представлены структуры костной ткани: клетка и межклеточное вещество:

1. Остеоцит лежит в ячейке (лакуне). Кроме тела остеоцита в лакуне находится аморфный компонент межклеточного вещества, который сооб­ щается с жидкостью в костных канальцах. За пределами ячейки располо­ жено сильно минерализованное электронно-плотное межклеточное веще­ ство. Клетка отросчатой формы. Отростки лежат в костных канальцах. Видны два отростка.

Ядро остеоцита повторяет форму тела клетки. В ядре не видны яд­рышки, преобладает гетерохроматин (активность считывания информации с ДНК, а значит и синтеза - низкая).

Цитоплазма остеоцита скудная. Вокруг ядра различимы единичные цистерны и пузырьки.

2. Из-за сильной минерализации межклеточное вещество не пропус­ кает электронов и выглядит абсолютно черным. Поскольку остеоцит не синтезирует межклеточное вещество, то неминерализованной костной тка­ ни на данной электронограмме нет.

Рисунок 22 - Фрагмент поперечно-полосатого мышечного волокна

(увеличение в 13 000 раз):

S - саркомер; А - анизотропный диск; I - изотропный диск;

Z - телофрагма; Н - светлая полоса в центре А-диска

в середине которой проходит М-линия (мезофрагма)

Фрагмент поперечно-полосатого мышечного волокна

На электронограмме (рисунок 22) представлен фрагмент миосимпла-ста. Мышечное волокно - это структурно-функциональная единица по­перечно-полосатой скелетной мышечной ткани, которая развивается из миотомов сомитов мезодермы.

Каждое волокно покрыто сарколеммой, состоящей из двух слоев: внутреннего - плазмолеммы и внешнего - базальной мембраны, в ко­торую вплетаются ретикулярные волокна. Многочисленные ядра занимают периферическое положение. В саркоплазме содержатся включения миог-лобина и гликогена, свободные рибосомы в виде полисом. Присутствуют лизосомы, много митохондрий, хорошо развита агранулярной ЭПС (депо Са++), клеточный центр отсутствует. Триада - это комплекс из одной инвагинации плазмолеммы (Т-трубочка) и двух цистерн агранулярной ЭПС (L-трубочки). Обеспечивает проведение возбуждения от плазмолем­мы к мембранам ЭПС.

Основной объем саркоплазмы занят сократительным аппаратом - миофибриллами, которые являются органеллами специального назначения. Миофибриллы состоят из уложенных параллельными рядами миофила-ментов. Миофиламенты - это нити сократительных белков. Тонкие фила-менты содержат актин, тропомиозин, тропонин. Толстые филаменты со­стоят из миозина. Упорядоченное расположение миофиламентов придает миофибрилле поперечную исчерченность (видны правильно чередующие­ся темные и светлые диски).

Саркомер - это структурно-функциональная единица миофибриллы, участок между телофрагмами (рисунок 23.1).

1

Рисунок 23.1 - Саркомер поперечно-полосатого мышечного волокна

(увеличение в 175 000 раз):

1 - мезофрагма; 2 - толстые миозиновые филаменты;

3 - тонкие актиновые миофиламенты; 4 - Z-телофрагма;

5 - часть 1-диска; 6 - М-линия; 7 - А-диск; 8 - саркомер

(тошшс (шлсшс

филаменты") фнламта ты)

Рисунок 23.2 - Схема строения миофиламентов

Саркомер поперечно-полосатого мышечного волокна

На электронограмме (рисунки 23.1, 23.2) представлен саркомер - структурно-функциональная единица миофибриллы поперечно-полосатой мышечной ткани.

Саркомер - это часть миофибриллы между телофрагмами (Z-линиями). Формула саркомера 1/2 I-диска + А-диск +1/2 I-диска. Линия сшивки соседних саркомеров (Z-линия) состоит из белков алъфа-актинина, десмина, виментина.

Миофибриллы состоят из уложенных параллельными рядами мио-филаментов. Миофиламенты - это нити сократительных белков. Тонкие филаменты - актин, тропомиозин, тропонин. Толстые филаменты - мио­зин. Упорядоченное расположение миофиламентов придает миофибрилле поперечную исчерченность, т. е. видны правильно чередующиеся темные и светлые диски.

В поляризованном свете темные диски обнаруживают двойное луче­преломление (анизотропные, А-диски). В середине А-диска находится светлая полоска Н-полоска. Там находятся только толстые миозиновые нити, которые прикрепляются в центре А-диска к М-линии (мезофрагма)

Светлые диски называют изотропными (I -диски). 1-диски состоят только из тонких филаментов. В центре диска видна телофрагма (Z- линия). Это место прикрепления тонких филаментов.

При сокращении тонкие актиновые нити глубоко заходят между мио-зиновыми и продвигаются к средней линии. При этом ширина I-диска и Н-полоски уменьшается, А-диска не изменяется.

Рисунок 24 - Различия в структуре и конфигурации

вставочных дисков сердечной мышцы

(увеличение в 76 000 раз):

А - вставочный диск в миокарде предсердий;

Б - вставочный диск в миокарде желудочков;

В - слоистые структуры типа десмосом вставочных дисков желудочков