Tukové tkanivo: štruktúra a funkcie
Tukové tkanivo je súbor telesných buniek, ktoré primárne slúžia na ukladanie energie vo forme tuku. Tukové tkanivo je tiež zodpovedné za tepelnú izoláciu tela, mechanickú ochranu orgánov (pokrytie tukovým vankúšikom). Okrem toho tukové tkanivo plní aj endokrinnú funkciu: uvoľňuje niektoré potrebné látky do krvi.
Tukové tkanivo sa delí na dva typy: biele a hnedé. Prvý typ môže byť buď biely alebo žltkastý; druhý druh má charakteristickú hnedohnedú farbu. Táto farba tukovej vrstvy vzniká v dôsledku prítomnosti veľkého množstva cytochrómu, pigmentu obsahujúceho železo.
Hnedé tukové tkanivo ohrieva ľudské telo, pretože produkuje teplo. Dospelý má malé množstvo hnedého tukového tkaniva, ktoré sa nachádza v blízkosti obličiek a štítnej žľazy; deti ho majú oveľa viac a s pribúdajúcim vekom to zmizne.
Distribúcia hnedého tukového tkaniva u novorodenca
Distribúcia hnedého tukového tkaniva v tele dospelého človeka
Okrem bielej a hnedej existuje takzvané zmiešané tukové tkanivo, pozostávajúce z dvoch vyššie uvedených typov. Nachádza sa medzi lopatkami, na hrudi a ramenách človeka.
Tuková bunka je označená výrazom "adipocyt". Toto meno je zmiešaného gréckeho a latinského pôvodu: latinský prvok „adeps“ znamená „tuk“, grécke slovo „kytos“ znamená „dutá bublina“.
Skenovací elektrónový mikroskop vám umožňuje pozrieť sa na bunky tukového tkaniva a vidieť, že vyzerajú ako guľôčky obklopené kolagénovými vláknami a kapilárami s krvou.
Fotografia buniek tukového tkaniva.
1 - Bunky tukového tkaniva; 2 - Kolagénové vlákna; 3 - Kapilárna
Väčšina tukových buniek je objemná bublina tuku uzavretá v membráne; bunkové jadro a mitochondrie sú vytlačené na perifériu a jadro nadobúda sploštený tvar.
Bunka tukového tkaniva.
1 - Tuková vezikula; 2 - Bunkové jadro; 3 - mitochondrie; 4 - Bunková membrána
Tukové tkanivo vzniká pri vývoji embrya z väziva – mezenchýmu, ktorý je základom pre všetky typy väzivových tkanív v organizme.
Deje sa to nasledovne: mezenchymálna bunka sa premení na lipoblast a ten sa zase stane zrelou tukovou bunkou – adipocytom.
Zaujímavosťou je, že človek je jedným z mála cicavcov, ktorí sa rodia s hotovými tukovými zásobami, ktoré sa tvoria po 30 týždňoch od začiatku vnútromaternicového vývoja.
Predtým lekári verili, že počet pripravených tukových buniek sa u človeka počas života nemení. Teraz je tento názor považovaný za chybný, pretože hoci sa zrelé bunky nedelia, bunky, ktoré sú prekurzormi tukových buniek, ktoré sú presne schopné deliť sa, sú zachované.
V živote človeka existujú dve obdobia, počas ktorých sa tukové progenitorové bunky aktívne množia a tým zvyšujú počet adipocytov:
- embryonálny vývoj
- puberta.
V iných obdobiach sa prekurzorové bunky spravidla nemnožia a ďalšie priberanie na váhe je možné len zväčšením veľkosti tých tukových buniek, ktoré už existujú. Táto zmena v tukovom tkanive sa nazýva hypertrofický rast.
Pre porovnanie: 35 miliárd a 125 miliárd tukových buniek
Ale žiadna bunka sa nemôže zväčšovať donekonečna. Preto, ak sa množstvo tuku v bunke priblíži ku kritickej hranici, dostane signál progenitorové bunky, ktoré spustia mechanizmus proliferácie a vytvoria nové tukové bunky. Ich počet sa môže výrazne zvýšiť: napríklad štíhly dospelý človek má približne 35 miliárd tukových buniek; ich počet u niekoho, kto trpí ťažkou obezitou, môže dosiahnuť 125 miliárd.
Táto zmena v tukovom tkanive sa nazýva hyperplastická (hypercelulárna) a môže sa vyskytnúť v akomkoľvek veku.
Ak sa už vytvorili nové tukové bunky, potom s úbytkom hmotnosti nezmiznú, ale iba sa zmenšia.
Väčšina tukových zásob sa nachádza pod kožou a v oblasti brucha. Tuková vrstva u tých, ktorí majú nadváhu, môže dosiahnuť hrúbku 15-20 cm.
Tieto vrstvy nie sú homogénne, sú to „plátky“ s rozmermi 5-10 mm.
Tukové tkanivo je rozdelené do dvoch vrstiev: povrchové a hlboké. Tieto vrstvy zase pozostávajú z troch vrstiev tukového tkaniva, ktoré sa nazývajú apikálne, plášťové a hlboké.
Najvyššia, apikálna vrstva tkaniva prilieha ku koži a slúži ako druh „krytu“ potných žliaz, vlasových folikulov a krvných ciev. Ďalšia vrstva, plášťová vrstva, pozostávajúca z mastných perál, sa nachádza v strede a tvorí najobjemnejšiu časť tukového tkaniva. Najtenšia vrstva je hlboká, ktorá pokrýva svalové tkanivo.
Tukové bunky tela sa vyznačujú prísnou postupnosťou a hierarchickou štruktúrou. Vrstva tukového tkaniva pozostáva zo segmentov vytvorených z „perličiek“, ktoré sú zase tvorené lalôčikmi - skupinami lipocytov (tukových buniek).
Ukladanie tuku v brušnej oblasti môže nastať nielen v podkožnom priestore, ale aj v špeciálnom brušnom orgáne nazývanom omentum. Tukové bunky v tomto orgáne môžu zhromažďovať a zadržiavať značné množstvo tuku.
Veľké tukové zásoby sa nachádzajú aj v retroperitoneu, v mieste, kde sa nachádzajú dôležité orgány: obličky, pankreas, aorta atď.
Tukové usadeniny nerovnomerne rozložené v našom tele.
Nadváha je charakterizovaná dvoma typmi ukladania tuku: centrálnym a periférnym. V závislosti od typu vkladov sa v populárnej literatúre niekedy rozlišujú také typy postáv ako „jablko“ a „hruška“.
Centrálny typ obezity sa vyznačuje tvorbou tukových usadenín najmä v brušnej dutine (preto sa nazýva brušná).
Periférna obezita je sprevádzaná ukladaním tuku prevažne pod kožou.
Ako sa ukázalo ako výsledok výskumu, tieto dva typy tukových zásob sa líšia vo svojich úlohách. Centrálny typ obezity je sprevádzaný ukladaním metabolicky aktívneho hnedého tuku okolo vnútorných orgánov. Periférna obezita vyvoláva ukladanie metabolicky neaktívneho bieleho tuku.
Hlavné funkcie tuku v tele
Skladovanie energie
Tuk zaberá 65 – 85 % celkovej hmotnosti adipocytu (tukovej bunky), vo forme triglyceridov (nazývaných aj triacylglyceroly). Ich hlavnou funkciou v tele je rozklad, uvoľňovanie veľkého množstva energie. Ľudia s nadváhou majú v rezerve obrovské množstvo energie vo forme triglyceridov. Základný metabolizmus by stačilo zabezpečiť na niekoľko mesiacov.
Tuky sú „najprospešnejšou“ látkou na ukladanie energie. Na jednotku hmotnosti obsahujú tuky dvakrát toľko energie ako sacharidy, pretože môžu byť v tele prítomné v čistej forme a vo veľkých množstvách.
Jeden kilogram tuku podľa výpočtov obsahuje energiu rovnajúcu sa 8750 kilokalóriám.
Tepelná izolácia
Niektoré zvieratá ukladajú tuk pod kožu na dva účely naraz: po prvé slúži ako tepelnoizolačná vrstva, ktorá chráni telo počas chladného počasia, a po druhé, tuk slúži ako „zásobník energie“. Hrubé vrstvy triglyceridov sú charakteristickým znakom tuleňov, mrožov, tučniakov a iných teplokrvných živočíchov Arktídy a Antarktídy.
Tuleň grónsky. Veľmi hrubá vrstva podkožného tuku tohto zvieraťa slúži nielen ako zásobáreň tuku, ale zohráva aj úlohu spoľahlivého teplého „neoprénu“.
Mechanická ochrana
Tukové tkanivá tela nielen chránia vnútorné orgány pred mechanickým poškodením, ale kontrolujú aj ich umiestnenie v tele. Napríklad je známe, že oblička má „tukový vankúš“, ktorý ju drží na mieste, takže prolaps obličiek ohrozuje len veľmi chudých ľudí.
Tukové tkanivo prítomné okolo očnej gule ju tiež drží na mieste a chráni ju pred priamym kontaktom medzi okom a očnicovými kosťami.
1 - Intraorbitálny tuk - centrálna časť; 2 - Deliaca priečka; 3 - Intraorbitálny tuk - vnútorná časť; 4 - Vnútorný kútik; 5 - Intraorbitálny tuk - vnútorná časť; 6 - Intraorbitálny tuk - centrálna časť; 7 - väzy; 8 - Intraorbitálny tuk - vonkajšia časť; 9 - Vonkajší kútik; 10 - Intraorbitálny tuk - vonkajšia časť; 11 - Slzná žľaza
Endokrinná funkcia
Moderný výskum naznačuje, že tukové tkanivo nie je len miestom, kde sa ukladajú energetické zásoby. Aktívne sa podieľajú na tvorbe hormónov, t.j. možno klasifikovať ako endokrinné orgány. Dva hormóny, ktoré vylučujú tukové bunky, už boli dôkladne preštudované – leptín a estrogény.
Leptín bol prvýkrát izolovaný v roku 1994 a bol oslavovaný ako potenciálny liek proti obezite. Ako lekári predpokladali, keď sa leptín uvoľní tukovými bunkami, dostane sa do mozgu a spôsobí pocit plnosti. Ako však ukázali ďalšie experimenty, podávanie leptínu človeku počas jedla nevyvolalo pocit sýtosti.
Ako sa neskôr ukázalo, leptín je regulátor zodpovedný za čas, ktorý uplynie medzi jedlami. Čím vyššia je hladina leptínu, tým menej často človek jedáva. No keďže ľudia s nadváhou majú v krvi viac leptínu, ako by mali, jeho užívanie ako lieku nemá zmysel.
Estrogény. Tukové tkanivo má aromatázovú aktivitu, pretože obsahuje enzým aromatázu P450, ktorý premieňa testosterón, mužský pohlavný hormón, na ženské pohlavné hormóny nazývané estrogény. Rýchlosť konverzie sa zvyšuje s vekom, ako aj s rastom akumulácie tuku.
Tukové bunky vychytávajú testosterón z krvi a uvoľňujú do nej estrogény. Tuk nahromadený v bruchu má zvláštnu aktivitu aromatázy. Je teda jasné, prečo sa u mužov, keď sa objaví „pivné brucho“, objavia takmer „ženské“ prsia a prečo obezita vedie k zníženiu potencie a plodnosti.
