Бурый жир у человека: описание, функции и особенности
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 сжигания жира 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 жировых отложений 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 синтеза АТФ, 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 жировая ткань 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 симпатическая нервная система 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.