Tkanka tłuszczowa: budowa i funkcje

Tkanka tłuszczowa to zbiór komórek organizmu, które służą przede wszystkim do magazynowania energii w postaci tłuszczu. Tkanka tłuszczowa odpowiada także za termoizolację organizmu oraz mechaniczną ochronę narządów (pokrycie ich poduszką tłuszczową). Ponadto tkanka tłuszczowa pełni również funkcję hormonalną: uwalnia do krwi niektóre niezbędne substancje.

Tkanka tłuszczowa dzieli się na dwa typy: białą i brunatną. Pierwszy typ może być biały lub żółtawy; drugi gatunek ma charakterystyczną brązowo-brązową barwę. Ten kolor warstwy tłuszczowej wynika z obecności dużej ilości cytochromu, pigmentu zawierającego żelazo.

Brązowa tkanka tłuszczowa rozgrzewa organizm ludzki, ponieważ wytwarza ciepło. Osoba dorosła ma niewielką ilość brązowej tkanki tłuszczowej, która znajduje się w pobliżu nerek i tarczycy; u dzieci występuje go znacznie więcej i zanika wraz z wiekiem.

Rozmieszczenie brązowej tkanki tłuszczowej u noworodka

Rozmieszczenie brunatnej tkanki tłuszczowej w organizmie dorosłego człowieka

Oprócz białej i brązowej istnieje tzw. mieszana tkanka tłuszczowa, na którą składają się dwa wymienione powyżej typy. Znajduje się między łopatkami, na klatce piersiowej i ramionach osoby.

Komórka tłuszczowa jest oznaczona terminem „adipocyt”. Nazwa ta ma mieszane pochodzenie greckie i łacińskie: łaciński element „adeps” oznacza „gruby”, greckie słowo „kytos” oznacza „pustą bańkę”.

Skaningowy mikroskop elektronowy pozwala przyjrzeć się komórkom tkanki tłuszczowej i przekonać się, że wyglądają jak kulki otoczone włóknami kolagenowymi i naczyniami włosowatymi z krwią.

Zdjęcie komórek tkanki tłuszczowej.
1 - Komórki tkanki tłuszczowej; 2 - Włókna kolagenowe; 3 - Kapilara

Większość komórek tłuszczowych to obszerna bańka tłuszczu zamknięta w błonie; jądro komórkowe i mitochondria są wypychane na obrzeża, a jądro przyjmuje spłaszczony kształt.

Komórka tkanki tłuszczowej.
1 - pęcherzyk tłuszczowy; 2 - Jądro komórkowe; 3 - Mitochondria; 4 - Błona komórkowa

Tkanka tłuszczowa powstaje podczas rozwoju zarodka z tkanki łącznej – mezenchymy, która jest podstawą wszystkich rodzajów tkanki łącznej w organizmie.

Dzieje się to w następujący sposób: komórka mezenchymalna przekształca się w lipoblast, a ten z kolei staje się dojrzałą komórką tłuszczową – adipocytem.

Ciekawostką jest to, że człowiek jako jeden z nielicznych ssaków rodzi się z gotowymi złogami tłuszczu, które powstają już po 30 tygodniach od rozpoczęcia rozwoju wewnątrzmacicznego.

Wcześniej lekarze uważali, że liczba gotowych komórek tłuszczowych u człowieka nie zmienia się przez całe życie. Teraz ten punkt widzenia uważa się za błędny, ponieważ chociaż dojrzałe komórki nie dzielą się, zachowują się komórki będące prekursorami komórek tłuszczowych, które są dokładnie zdolne do podziału.

Istnieją dwa okresy w życiu człowieka, podczas których komórki progenitorowe tłuszczu aktywnie się namnażają, zwiększając w ten sposób liczbę adipocytów:

• rozwój zarodkowy
• dojrzewanie.

Z reguły w pozostałych okresach komórki prekursorowe nie rozmnażają się, a dalszy przyrost masy ciała jest możliwy jedynie poprzez zwiększenie rozmiaru tych komórek tłuszczowych, które już istnieją. Ta zmiana w tkance tłuszczowej nazywa się wzrostem przerostowym.

Dla porównania: 35 miliardów i 125 miliardów komórek tłuszczowych

Żadna komórka nie może jednak powiększać się w nieskończoność. Dlatego też, jeśli ilość tłuszczu w komórce zbliża się do krytycznego limitu, komórkom progenitorowym wysyłany jest sygnał, który uruchamia mechanizm proliferacji, tworząc nowe komórki tłuszczowe. Ich liczba może znacznie wzrosnąć: na przykład szczupły dorosły ma około 35 miliardów komórek tłuszczowych; ich liczba u osób cierpiących na ciężką otyłość może sięgać 125 miliardów.

Ta zmiana w tkance tłuszczowej nazywana jest hiperplastyczną (hiperkomórkową) i może wystąpić w każdym wieku.

Jeśli utworzyły się już nowe komórki tłuszczowe, to wraz z utratą wagi nie znikają, a jedynie zmniejszają się.

Większość złogów tłuszczu znajduje się pod skórą i w okolicy brzucha. Warstwa tłuszczu u osób z nadwagą może osiągnąć grubość 15-20 cm.

Warstwy te nie są jednorodne, są to „plastry” o grubości 5-10 mm.

Tkanka tłuszczowa dzieli się na dwie warstwy: powierzchowną i głęboką. Z kolei warstwy te składają się z trzech warstw tkanki tłuszczowej, zwanych wierzchołkową, płaszczową i głęboką.

Najwyższa, wierzchołkowa warstwa tkanki przylega do skóry i stanowi swego rodzaju „osłonę” dla gruczołów potowych, mieszków włosowych i naczyń krwionośnych. Kolejna warstwa, płaszczowa, złożona z perełek tłuszczowych, znajduje się pośrodku i stanowi najbardziej obszerną część tkanki tłuszczowej. Najcieńsza warstwa to ta głęboka, która pokrywa tkankę mięśniową.

Komórki tłuszczowe organizmu charakteryzują się ścisłą sekwencją i hierarchiczną strukturą. Warstwa tkanki tłuszczowej składa się z segmentów utworzonych z „perełek”, które z kolei powstają z płatków – grup lipocytów (komórek tłuszczowych).

Odkładanie tłuszczu w okolicy brzucha może zachodzić nie tylko w przestrzeni podskórnej, ale także w specjalnym narządzie jamy brzusznej zwanym siecią. Komórki tłuszczowe w tym narządzie mogą gromadzić i zatrzymywać znaczne ilości tłuszczu.

Duże złogi tłuszczu znajdują się również w przestrzeni zaotrzewnowej, miejscu, w którym znajdują się ważne narządy: nerki, trzustka, aorta itp.

Złogi tłuszczu rozmieszczone nierównomiernie w naszym organizmie.

Nadwaga charakteryzuje się dwoma rodzajami odkładania tłuszczu: centralnym i obwodowym. W zależności od rodzaju złóż, w literaturze popularnej czasami wyróżnia się takie typy figur, jak „jabłko” i „gruszka”.

Otyłość ośrodkowa charakteryzuje się odkładaniem się tłuszczu głównie w jamie brzusznej (dlatego nazywana jest otyłością brzuszną).

Otyłości obwodowej towarzyszy odkładanie się tłuszczu głównie pod skórą.

Jak okazało się w wyniku badań, te dwa rodzaje złogów tłuszczu różnią się swoją rolą. Centralnemu typowi otyłości towarzyszy odkładanie się metabolicznie aktywnego brązowego tłuszczu wokół narządów wewnętrznych. Otyłość obwodowa powoduje odkładanie się metabolicznie nieaktywnego białego tłuszczu.

Główne funkcje tłuszczu w organizmie

Magazynowanie energii

Tłuszcz zajmuje 65-85% całkowitej masy adipocytów (komórek tłuszczowych) i występuje w postaci trójglicerydów (zwanych także triacyloglicerolami). Ich główną funkcją w organizmie jest rozkład, w wyniku którego uwalniane są duże ilości energii. Osoby z nadwagą mają ogromną ilość energii w postaci trójglicerydów. Wystarczyłoby zapewnić podstawowy metabolizm na kilka miesięcy.

Tłuszcze są najbardziej „korzystną” substancją do magazynowania energii. Tłuszcze w przeliczeniu na jednostkę masy zawierają dwukrotnie więcej energii niż węglowodany, ponieważ mogą występować w organizmie w czystej postaci i w dużych ilościach.

Oblicza się, że jeden kilogram tłuszczu zawiera energię równą 8750 kilokaloriom.

Izolacja cieplna

Niektóre zwierzęta magazynują tłuszcz pod skórą w dwóch celach jednocześnie: po pierwsze, służy jako warstwa termoizolacyjna chroniąca organizm podczas zimnej pogody, a po drugie, tłuszcz służy jako „magazyn energii”. Grube warstwy trójglicerydów są charakterystyczną cechą fok, morsów, pingwinów i innych stałocieplnych zwierząt Arktyki i Antarktyki.

Pieczęć harfy. Bardzo gruba warstwa tłuszczu podskórnego tego zwierzęcia służy nie tylko jako magazyn tłuszczu, ale także pełni rolę niezawodnej ciepłej „pianki”.

Ochrona mechaniczna

Tkanki tłuszczowe organizmu nie tylko chronią narządy wewnętrzne przed uszkodzeniami mechanicznymi, ale także kontrolują ich umiejscowienie w organizmie. Wiadomo na przykład, że nerka ma „grubą poduszkę”, która utrzymuje ją na miejscu, dlatego wypadanie nerki zagraża tylko osobom bardzo szczupłym.

Tkanka tłuszczowa znajdująca się wokół gałki ocznej również utrzymuje ją na miejscu i chroni przed bezpośrednim kontaktem oka z kośćmi oczodołowymi.

1 - Tłuszcz wewnątrzoczodołowy - część środkowa; 2 - Przegroda dzieląca; 3 - Tłuszcz wewnątrzoczodołowy - część wewnętrzna; 4 - Kąt wewnętrzny; 5 - Tłuszcz wewnątrzoczodołowy - część wewnętrzna; 6 - Tłuszcz wewnątrzoczodołowy - część środkowa; 7 - więzadła; 8 - Tłuszcz wewnątrzoczodołowy - część zewnętrzna; 9 - Kąt zewnętrzny; 10 - Tłuszcz wewnątrzoczodołowy - część zewnętrzna; 11 - Gruczoł łzowy

Funkcja endokrynologiczna

Współczesne badania sugerują, że tkanka tłuszczowa to nie tylko miejsce magazynowania rezerw energii. Biorą czynny udział w produkcji hormonów, tj. można zaliczyć do narządów wydzielania wewnętrznego. Dokładnie zbadano już dwa hormony wydzielane przez komórki tłuszczowe – leptynę i estrogeny.

Leptynę wyizolowano po raz pierwszy w 1994 r. i okrzyknięto ją potencjalnym lekiem przeciw otyłości. Jak przypuszczali lekarze, uwalniana przez komórki tłuszczowe leptyna przedostaje się do mózgu, powodując uczucie sytości. Jednak, jak wykazały dalsze eksperymenty, podawanie leptyny podczas posiłków nie wywoływało uczucia sytości.

Jak się później okazało, leptyna jest regulatorem odpowiedzialnym za czas upływający pomiędzy posiłkami. Zatem im wyższy poziom leptyny, tym rzadziej dana osoba je. Ponieważ jednak osoby z nadwagą mają we krwi więcej leptyny niż powinny, stosowanie jej jako leku nie ma sensu.

Estrogeny. Tkanka tłuszczowa wykazuje aktywność aromatazy, ponieważ zawiera enzym aromatazę P450, który przekształca testosteron, męski hormon płciowy, w żeńskie hormony płciowe zwane estrogenami. Szybkość konwersji wzrasta wraz z wiekiem, a także ze wzrostem gromadzenia się tłuszczu.

Komórki tłuszczowe pobierają testosteron z krwi i uwalniają do niej estrogeny. Tłuszcz zgromadzony w jamie brzusznej wykazuje szczególną aktywność aromatazy. Staje się zatem jasne, dlaczego u mężczyzn, gdy pojawia się „piwny brzuch”, pojawiają się niemal „kobiece” piersi i dlaczego otyłość prowadzi do spadku potencji i płodności.