volné mastné kyseliny (FFAs) se uvolňují z lipoproteinů lipoproteinovou lipázou (LPL) a vstupují do adipocytů, kde se znovu sestavují na triglyceridy esterifikací na glycerol. Lidská tuková tkáň obsahuje asi 87% lipidů.

existuje konstantní tok FFAs vstupujících a opouštějících tukovou tkáň. Čistý směr tohoto toku je řízen inzulínem a leptinem—pokud je inzulín zvýšený, pak je čistý tok FFA dovnitř a pouze v případě, že je inzulín nízký, může FFA opustit tukovou tkáň. Sekrece inzulínu je stimulována vysokou hladinou cukru v krvi, která je výsledkem konzumace sacharidů.

u lidí je lipolýza (hydrolýza triglyceridů na volné mastné kyseliny) řízena vyváženou kontrolou lipolytických b-adrenergních receptorů a antilipolýzy zprostředkované A2A-adrenergními receptory.

tukové buňky mají důležitou fyziologickou roli při udržování hladin triglyceridů a volných mastných kyselin, stejně jako při určování inzulínové rezistence. Břišní tuk má jiný metabolický profil-je náchylnější k indukci inzulínové rezistence. To do značné míry vysvětluje, proč je centrální obezita markerem zhoršené glukózové tolerance a je nezávislým rizikovým faktorem kardiovaskulárních onemocnění (i při absenci diabetes mellitus a hypertenze). Studie samic opic na Wake Forest University (2009) zjistily, že jedinci trpící vyšším stresem mají v těle vyšší hladiny viscerálního tuku. To naznačuje možnou příčinnou souvislost mezi těmito dvěma, kde stres podporuje akumulaci viscerálního tuku, což zase způsobuje hormonální a metabolické změny, které přispívají k srdečním onemocněním a dalším zdravotním problémům.

Nedávné pokroky v oblasti biotechnologie umožnily sklizeň dospělých kmenových buněk z tukové tkáně, což umožňuje stimulaci opětovný růst tkáně pomocí vlastních buněk pacienta. Kromě toho lze údajně účinně přeprogramovat tukové kmenové buňky od lidí i zvířat na indukované pluripotentní kmenové buňky bez potřeby krmných buněk. Použití vlastních buněk pacienta snižuje pravděpodobnost odmítnutí tkáně a vyhýbá se etickým problémům spojeným s použitím lidských embryonálních kmenových buněk. Rostoucí množství důkazů také naznačuje, že různá tuková depa (tj. břišní, omentální, perikardiální) poskytují kmenové buňky odvozené od tuku s různými charakteristikami. Tyto Depot-dependentní rysy zahrnují rychlost proliferace, imunofenotyp, diferenciační potenciál, genovou expresi, stejně jako citlivost na hypoxické kultivační podmínky. Zdá se, že hladiny kyslíku hrají důležitou roli v metabolismu a obecně funkci kmenových buněk odvozených od tuku.

tuková tkáň je hlavním periferním zdrojem aromatázy u mužů i žen, což přispívá k produkci estradiolu.

hormony odvozené od tuku zahrnují:

• Adiponektinu
• kladení odporu při
• Plazminogen aktivátor inhibitoru-1 (PAI-1)
• TNFa
• IL-6
• Leptin
• Estradiol (E2)

Tukové tkáně také vylučují typ cytokinů (cell-na-buněčné signalizace proteiny) zvané adipokines (tukové cytokiny), které hrají roli v obezity-související komplikace. Perivaskulární tuková tkáň uvolňuje adipokiny, jako je adiponektin, které ovlivňují kontraktilní funkci cév, které obklopují.

Hnědá fatEdit

Hnědé tukové buňky

Hnědý tuk nebo hnědá tuková tkáň (BAT) je speciální forma tukové tkáně důležité pro adaptivní termogeneze u lidí a jiných savců. BAT mohou generovat teplo „odpojení“ dýchací řetězec oxidativní fosforylace v mitochondriích prostřednictvím tkáňově specifické exprese uncoupling protein 1 (UCP1). BAT je primárně umístěn kolem krku a velkých krevních cév hrudníku, kde může účinně působit při výměně tepla. BAT je robustně aktivován při vystavení chladu uvolněním katecholaminů ze sympatických nervů, což má za následek aktivaci UCP1. Aktivace BAT může také nastat v reakci na překrmování. Aktivita UCP1 je stimulována mastnými kyselinami s dlouhým řetězcem, které jsou produkovány po aktivaci β-adrenergního receptoru. UCP1 je navržen tak, aby fungoval jako symporter protonů mastných kyselin, ačkoli přesný mechanismus ještě nebyl objasněn. Naproti tomu UCP1 je inhibován ATP, ADP a GTP.

pokusy o farmakologickou simulaci tohoto procesu byly dosud neúspěšné. Techniky pro manipulaci diferenciace „hnědý tuk“ by se mohl stát mechanismus pro hubnutí terapie v budoucnu, podporuje růst tkání s tímto specializovaného metabolismu, aniž by to vyvolalo to v jiných orgánech.

až donedávna se předpokládalo, že hnědá tuková tkáň je primárně omezena na kojence u lidí, ale nové důkazy nyní tuto víru převrátily. Metabolicky aktivní tkáně s teplotou reakce podobné hnědé tukové byla poprvé zaznamenána v krku a trupu některých lidských dospělých v roce 2007, a přítomnost hnědá tuková u dospělých lidí byla později ověřena histologicky ve stejné anatomické oblasti.

béžový tuk a WAT browningEdit

zhnědnutí WAT, také označované jako „beiging“, nastává, když adipocyty ve skladech WAT vyvinou rysy BAT. Béžové adipocyty nabývají multilokulárního vzhledu (obsahují několik lipidových kapiček) a zvyšují expresi odpojovacího proteinu 1 (UCP1). Přitom se tyto adipocyty, které normálně ukládají energii, stávají adipocyty uvolňujícími energii.

kapacita spalování kalorií hnědého a béžového tuku byla rozsáhle studována, protože výzkumné úsilí se zaměřuje na terapie zaměřené na léčbu obezity a diabetu. Lék 2,4-dinitrofenol, který také působí jako chemický uncoupler podobně jako UCP1, byl použit pro hubnutí v roce 1930. Nicméně, to bylo rychle přerušeno, když nadměrné dávkování vedlo k nežádoucí vedlejší účinky, včetně hypertermie a smrti. β3 agonisté, jako CL316, 243, byly také vyvinuty a testovány na lidech. Použití takových léků se však ukázalo jako do značné míry neúspěšné kvůli několika výzvám, včetně specifičnosti receptorů různých druhů a špatné orální biologické dostupnosti.

chlad je primárním regulátorem BAT procesů a indukuje WAT browning. Browning v reakci na chronickou expozici nachlazení byl dobře zdokumentován a je reverzibilním procesem. Studie na myších prokázala, že za studena indukované zhnědnutí lze zcela zvrátit za 21 dní, s měřitelným poklesem UCP1 pozorovaným během 24 hodin. Studie Rosenwald et al. ukázal, že když jsou zvířata vystavena znovu do studeného prostředí, stejné adipocyty přijme béžová fenotyp, což naznačuje, že béžové adipocyty jsou zachovány.

Transkripční regulátory, stejně jako rostoucí počet dalších faktorů, regulují indukci béžového tuku. Čtyři regulátory transkripce jsou centrální WAT browning a slouží jako cíle pro mnoho molekul je známo, že ovlivňují tento proces. Mezi ně patří peroxisome tiazolidindionom-activated receptor gamma (PPARy), PR domény obsahující 16 (PRDM16), peroxisome tiazolidindionom-activated receptor gamma coactivator 1 alfa (PGC-1α), a Brzy B-Cell Faktor-2 (EBF2).

seznam molekul, které ovlivňují zhnědnutí, rostl přímo úměrně popularitě tohoto tématu a neustále se vyvíjí, jak se získává více znalostí. Mezi tyto molekuly jsou irisin a fibroblastový růstový faktor 21 (FGF21), které byly dobře studoval a jsou považovány za důležité regulátory browning. Irisin je vylučován ze svalu v reakci na cvičení a bylo prokázáno, že zvyšuje zhnědnutí působením na béžové preadipocyty. FGF21, hormon vylučovaný hlavně játry, si získal velký zájem poté, co byl identifikován jako silný stimulátor vychytávání glukózy a browning regulátor prostřednictvím účinků na PGC-1α. Je zvýšená v BAT během studené expozice a je myšlenka k pomoci v odporu k dietou indukované obezity FGF21 může také být vylučován v reakci na cvičení a stravě málo bílkovin, i když toto nebyl důkladně prošetřen. Údaje z těchto studií naznačují, že faktory prostředí, jako je strava a cvičení, mohou být důležitými mediátory zhnědnutí. U myší bylo zjištěno, že k beigingu může dojít produkcí methionin-enkefalinových peptidů vrozenými lymfoidními buňkami typu 2 v reakci na interleukin 33.

Genomika a bioinformatika nástroje ke studiu browningEdit

Vzhledem k složité povaze tukové tkáně a rostoucí seznam browning regulační molekuly, velký potenciál existuje pro používání bioinformatických nástrojů pro zlepšení studie v této oblasti. Studie WAT browning velmi těží z pokroku v těchto technikách, protože béžový tuk rychle získává popularitu jako terapeutický cíl pro léčbu obezity a diabetu.

DNA microarray je bioinformatika nástroj používaný ke kvantifikaci úrovních exprese různých genů současně, a byl používán značně ve studiu tukové tkáně. Jedna taková studie použita microarray analýzy ve spojení s Vynalézavostí IPA software se podívat na změny v WAT a BAT genové exprese, kdy myši byly vystaveny teplotě 28 a 6 °C. Nejvýznamnější up-a downregulované geny byly poté identifikovány a použity pro analýzu diferencovaně exprimovaných cest. Bylo zjištěno, že mnoho z cest upregulated v WAT po studené expozice jsou také vysoce exprimován v BAT, jako například oxidativní fosforylace, mastné kyseliny metabolismus, a pyruvát metabolismus. To naznačuje, že některé adipocyty přešly na béžový fenotyp při 6 °C. Mössenböck et al. také se používá analýza microarray prokázat, že nedostatek inzulínu inhibuje diferenciaci béžových adipocytů, ale nenarušuje jejich schopnost zhnědnutí. Tyto dvě studie prokazují potenciál použití přípravku microarray ve studii WAT browning.

sekvenování RNA (RNA-Seq) je výkonný výpočetní nástroj, který umožňuje kvantifikaci exprese RNA pro všechny geny ve vzorku. Obsahující RNA-Seq do zhnědnutí studie je velkou hodnotu, protože nabízí lepší přesnost, citlivost, a další komplexní přehled genové exprese než jiné metody. RNA-Seq byl použit jak v lidské a myší studií ve snaze charakterizovat béžové adipocyty v závislosti na jejich expresních profilů a identifikovat potenciální terapeutické molekuly, které mohou vyvolat béžová fenotyp. Jedna taková studie použita RNA-Seq porovnat genovou expresi profily WAT z wild-type (WT) myši a ty se zvýšenou expresí Časných B-Cell Faktor-2 (EBF2). WAT z transgenních zvířat vykazoval program genu hnědého tuku a měl sníženou expresi specifického genu WAT ve srovnání s myší WT. EBF2 byl tedy identifikován jako potenciální terapeutická molekula pro indukci beigingu.

chromatinová imunoprecipitace se sekvenováním (ChIP-seq) je metoda používaná k identifikaci vazebných míst na proteinu na DNA a hodnocení modifikací histonu. Tento nástroj umožnil zkoumání epigenetické regulace Browningu a pomáhá objasnit mechanismy, kterými interakce protein-DNA stimulují diferenciaci béžových adipocytů. Studie pozorování chromatinu krajiny béžové adipocyty zjistili, že adipogenesis těchto buněk výsledky od vzniku buňky specifické chromatinu krajiny, které regulují transkripční program a, nakonec, řízení diferenciace. Použití ChIP-seq ve spojení s dalšími nástroji, nedávné studie identifikovaly více než 30 transkripční a epigenetické faktory, které ovlivňují vývoj béžových adipocytů.

GeneticsEdit

thrifty gene hypotéza (také volal hladomor hypotéza) uvádí, že v některých populacích tělo by být více efektivní v udržení tuku v dobách hojnosti, čímž dotovat větší odolnost vůči hladovění v dobách nedostatku potravin. Tato hypotéza, původně pokročilé v rámci metabolismu glukózy a inzulínové rezistence, byla zdiskreditována tím, že fyzické antropology, fyziologové, a původní zastánce myšlenky se s ohledem na to, že kontext, i když podle jeho vývojáře zůstává „jako životaschopné jako při prvním advanced“ v jiných kontextech.

v roce 1995 Jeffrey Friedman ve své rezidenci na Rockefellerově univerzitě spolu s Rudolphem Leibelem, Douglasem Colemanem a kol. objevil protein leptin, který geneticky obézní myš postrádala. Leptin je produkován v bílé tukové tkáni a signalizuje hypotalamu. Když hladiny leptinu klesají, tělo to interpretuje jako ztrátu energie a hlad se zvyšuje. Myši, které postrádají tento protein, jedí, dokud nedosáhnou čtyřnásobku své normální velikosti.

Leptin však hraje jinou roli v obezitě vyvolané dietou u hlodavců a lidí. Protože adipocyty produkují leptin, hladiny leptinu jsou u obézních zvýšené. Hlad však zůstává a—když hladiny leptinu klesají kvůli úbytku hmotnosti-hlad se zvyšuje. Kapka leptinu je lépe vnímána jako signál hladovění než vzestup leptinu jako signál sytosti. Zvýšený leptin v obezitě je však znám jako rezistence na leptin. Změny, ke kterým dochází v hypotalamu, které vedou k rezistenci na leptin při obezitě, jsou v současné době předmětem výzkumu obezity.

defekty genu v leptinovém genu (ob) jsou u lidské obezity vzácné. Jak července 2010, pouze 14 jedinců z pěti rodin byly identifikovány po celém světě, kteří nesou mutovaný ob genu (jeden z nich byl vůbec první zjištěné příčiny genetické obezity u lidí)—dvě rodiny z Pákistánského původu žijící ve velké BRITÁNII, jedna rodina žije v Turecku, v Egyptě a jeden v Rakousku a dalších dvou rodin bylo zjištěno, že nesou mutovaný receptor ob. Jiné byly identifikovány jako geneticky částečně nedostatečné v leptinu a u těchto jedinců mohou hladiny leptinu na dolním konci normálního rozmezí předpovídat obezitu.

několik mutací genů zahrnujících melanokortiny (používané v mozkové signalizaci spojené s chutí k jídlu) a jejich receptory bylo také identifikováno jako způsobující obezitu ve větší části populace než mutace leptinu.

fyzikální vlastnostiEditovat

tuková tkáň má hustotu ~0,9 g / ml. Takže osoba s více tukovou tkání bude plavat snadněji než osoba stejné hmotnosti s více svalovou tkání, protože svalová tkáň má hustotu 1,06 g / ml.