Строение, свойства и иннервация адипоцита

перманентным физическим или психическим со­стоянием организма или манипуляциями с психи­кой человека.

- При заболеваниях или длительном нахожде­нии организма в неестественных условиях (основ­ное из которых - гипокинезия) может нарушиться механизм регуляции баланса анаболических или катаболических процессов, так же как механиз­мов, ограничивающих отложение жиров в депо. Это приводит к недостаточному или избыточному накоплению энергетических субстратов. В том числе и в жировых депо.

Жировые клетки (адипоциты) имеют все ос­новные структурные и функциональные элементы (клеточные органеллы), присущие живому орга­низму: ядро, митохондрии, эндоплазматический ретикулум, рибосомы, лизосомы и микротельца, клеточную мембрану. На внешней мембране кле­ток находятся рецепторы, воспринимающие элек­трические и гуморальные сигналы из окружающей клетку среды. Особенность адипоцита — значи­тельно увеличенные в объеме капельки запасен­ного жира, которые могут составлять практически всю массу и объем жировой клетки.

Жировые клетки иннервируются симпатиче­ской нервной системой. Основным медиатором симпатических синапсов является норадреналин, т.е. это адренергические синапсы. Норадреналин синтезируется в основном в периферических отде­лах аксона и накапливается в гранулах, откуда он мобилизуется в суставную щель при передаче воз­буждения. Существует механизм обратного захва­та выделившегося норадреналина, который воз­вращает назад в синаптическую везикулу (конце­вую пластинку) до 50% норадреналина. Часть ос­тавшегося медиатора разрушается в синаптиче-ской щели, другая часть захватывается рецептора­ми пост- и пресинаптических мембран и/или диф­фундирует в кровоток, откуда активно захватыва-

203

ется клетками многих тканей. Однако норадрена-лин чаще действует по паракринному типу, т.е. диффундирует только до ближайших тканей (в ра­диусе приблизительно 1 мм).

Норадреналин — медиатор как симпатических, так и соматических клеток, поэтому при работе мышц он выделяется как из первых, так и - вто­рых нервных окончаний.

На своей поверхности адипоциты имеют как Ы, так и а2 — адренорецепторы, регулирующие процесс высвобождения норадреналина в синаптическую щель. Связывание норадреналина в синаптической щели рецептором а2 играет роль отрицательной об­ратной связи и угнетает высвобождение медиатора, т.е. выполняет антилиполитическое действие. Свя­зывание норадреналина с пресинаптическими Ы-адренорецепторами усиливает его освобождение — вызывает липолитический эффект. В общем случае если порции высвобождаемого норадреналина не­большие, то он взаимодействует с Ы-рецепторами, что повышает выход медиатора. При высоких кон­центрациях норадреналин связывается с а2-рецеп-торами, что подавляет его дальнейшее освобожде­ние. Однако отношение Ы/а2 варьирует от одного жирового депо к другому. Соотношение этих рецеп­торов на адипоците может меняться (в частности, при беременности) и вместе с ним меняется локаль­ное распределение жира на теле.

На уровне постсинаптической мембраны ади-поцита может функционировать механизм регуля­ции эффективности синаптической передачи: адипоцит регулирует количество синтезируемых им мембранных рецепторов в зависимости от ин­тенсивности работы синапса — выделения в нем медиатора. Снижение активности синапса (на­пример, при низком тонусе симпатической нерв­ной системы) будет увеличивать чувствительность иннервируемой ткани за счет увеличения числа мембранных рецепторов. При высокой концент-

рации гормона ткань постепенно снижает свою чувствительность к нему.

Взаимодействие медиаторов с рецепторами
смыкается с действием гормонов и медиаторов,
приносимых к адипоциту кровью. Действие пос­
ледних может носить как липолитический эффект,
так и наоборот - ускорять липогенез в адипоците.
Поступление          Жиры запасаются в жировых депо главным об-

и транспорт         разом в виде триацилглицеридов (ТАГ). Послед-

жиров               ние могут синтезироваться из жиров и углеводов,

поступающих в организм с пищей.

Жиры, попадающие в желудочно-кишечный тракт с пищей, во рту и желудке подвергаются ми­нимальной обработке. Основное место их эмуль­гирования и всасывания — двенадцатиперстная кишка и первая половина тонкой кишки.

В двенадцатиперстной кишке липиды подвер­гаются действию желчных кислот, которые эмуль­гируют жиры, т.е., расщепляют крупные капли жира на более мелкие. Такие частицы способны всасываться без предварительного гидролиза (рас­щепления). Кроме того, эмульгирование увеличи­вает контакт с липолитическими ферментами; обеспечивает всасывание нерастворимых в воде высших жирных кислот, холестерина, жирорас­творимых витаминов; способствует ресинтезу триглицеридов в клетках кишечника.

В тонком кишечнике выделяются липолити-ческие ферменты, которые расщепляют нейтраль­ные жиры до жирных кислот и моноглицеридов, а фосфолипиды до жирных кислот.

После взаимодействия продуктов гидролиза жиров с желчными кислотами происходит их за­хват мембранами клеток кишечника.

В клетках кишечника жирные кислоты и мо-ноглицериды участвуют в ресинтезе ТАГ. Образо­вавшиеся ТАГ вместе с холестеридом и фосфоли-пидами объединяются в большие образования — глобулы (хиломикроны), которые выходят в меж-

205

клеточное пространство, а оттуда в лимфу. В таком виде через грудной лимфатический проток в кровь попадает 80-90% всех жиров.

10-20% жирных кислот с короткими цепочка­ми всасывается непосредственно в портальную кровь. Такие свободные жирные кислоты (СЖК) переносятся кровью в виде комплексов с альбуми­нами; именно в этой форме они поступают из ки­шечника к адипоцитам, печени и другим тканям для окисления или накопления.

Холестерол, фосфолипиды и ТАГ транспорти­руются в форме специализированных комплексов — липопротеидов, которые подразделяются на клас­сы в зависимости от размеров, плотности и др. Хи-ломикроны и липопротеины очень низкой плот­ности (ЛПОНП) - самые крупные, в них больше всего ТАГ. Липопротеины высокой плотности (ЛПВП) — самые мелкие, большую часть их объе­ма занимают белки.

ЛПОНП синтезируются в печени из СЖК и являются совместно с хиломикронами основным переносчиком жиров. В печени в зависимости от "гормонального фона" могут также синтезировать­ся дополнительные жирные кислоты. Например, печень преобразует жирные кислоты с короткой цепью в высшие жирные кислоты, в ней жирные кислоты синтезируются из глюкозы.

Для того чтобы триацилглицеролы, заключен­ные в хиломикронах, ЛПОНП и ЛПВП могли по­пасть в клетки различных тканей, последние должны быть расщеплены до СЖК и глицерина. Эту функцию выполняет липопротеинлипаза (ЛПЛ) (осветляющий фактор).

ЛПЛ синтезируется и секретируется адипоци-тами, клетками сердечной и скелетной мышц, мо­лочных желез. Секретируемый фермент прикреп­ляется к мембране клеток капилляров тех тканей, где он вырабатывается. То есть СЖК и глицерол, непосредственно всасываемые в клетки, освобож-

206

даются при омывании кровью именно тех тканей, где они используются.

Активность ЛПЛ, так же как и активность ли-
погенеза в печени и адипоцитов, зависит от соот­
ношения концентраций инсулина и глюкагона.
Поступление          Переваривание углеводов в ЖКТ - это процесс

и транспорт         постепенного превращения полисахаридов (крах-

углеводов         мал и гликоген пищи) в моносахариды (глюкозу,

фруктозу, галактозу), которые, вместе с простыми углеводами пищи, всасываются в кишечнике.

В ротовой полости расщепляются только поли­сахариды, ди- и моносахариды проходят дальше.

В желудке (в соляной кислоте) расщепление углеводов прекращается.

Окончательное переваривание и всасывание происходит в тонком кишечнике. Наиболее быст­ро всасывается галактоза, затем — глюкоза.

Из кишечной стенки моносахариды поступа­ют в портальную вену, печень и разносятся по все­му организму.

В печени все моносахариды превращаются в глюкозу, которую и потребляют ткани организма, в том числе и жировая.

Механизмы накопления и освобождения триа-
цилглицеролов (ТАГ) в адипоцитах подкожных
жировых депо.
Система                  На процессы внутри адипоцита влияют нейро-

гормонов,         медиаторы симпатической нервной системы, име-

регулирующих  ющие местный липолитический эффект; а также

метаболизм       гормоны, секретируемые железами внутренней се-

жиров, и их       креции.

влияние на             Эффект липогенеза (синтеза триацилглицеро-

процессы внутри лов — анаболический эффект) вызывает только
адипоцита      один гормон — инсулин.

Основными катаболическими гормонами, ак­тивизирующими липолиз являются АКТГ, ТТГ, катехоламины, глюкагон, тироксин, триодтиро-нин, соматотропин, глюкокортикоиды. Это гор­моны контринсулярные.

207

Анаболические и катаболические в отноше­нии триацилглицеролов гормоны, как правило, находятся в антагонистическом взаимодействии:

—       на уровне секреции;

— на уровне взаимодействия с рецепторами
адипоцитов;

—       внутри адипоцитов.

Инсулин                Глюкоза, манноза и лейцин — мощные стиму-

(анаболический  ляторы синтеза проинсулина (предшественника
эффект)              инсулина) и секреции инсулина - гормона Ь-кле-

ток поджелудочной железы.

Секреция инсулина усиливается глюкозой, ионами кальция, а также аминокислотами - арге-нином и лейцином. Из гормонов — соматотропи-ном. Для стимуляции синтеза проинсулина необ­ходима концентрация глюкозы в 2-3 ммоль. Поро­говая концентрация глюкозы для секреции инсу­лина вдвое выше - 4-6 ммоль. Сенсором концент­рации глюкозы в крови является b-клетка подже­лудочной железы.

Секреция инсулина активизирует анаболиче­ские процессы в печени, жировой ткани и мыш­цах. В частности, он способствует синтезу гликоге­на, белков, жирных кислот и триацилглицеролов. Основные эффекты инсулина:

—          активация липопротеинлипазы, приводя­
щей к освобождению СЖК и глицерина из хило-
микронов и ЛПОНП и их транспорту в адипоцит;

—           инсулин гиперполяризует мембрану, увели­
чивая поступление глюкозы внутрь путем дейст­
вия специальных переносчиков;

— инсулин одновременно влияет на многие
биохимические процессы, облегчающие липоге-
нез.

Инсулин в крови бывает в свободной и связан­ной форме. Инсулин в свободной форме действу­ет на все клетки, а в связанной — только на жиро­вые. Нарушение соотношения свободного и свя­занного инсулина — одна из форм диабета.

208

Катаболические      СЖК из жирового депо мобилизуют несколь-

гормоны          ко контринсулярных гормонов.

а) Глюкагон стимулирует липолиз, вызывая ак­
тивацию гормон-чувствительной триацилглице-
роллипазы. Он же тормозит липогенез.

б) Повышенная секреция гормонов щитовид­
ной железы увеличивает пищевой термогенез, не­
достаточная — определяет низкое потребление кис­
лорода в покое и "сверхэффективный" тип обмена.

в) Катехоламйны - важнейшие липолиз-сти-
мулирующие гормоны. Адреналин секретируется
мозговым слоем надпочечников, тогда как норад-
реналин в организме — это в основном нейромеди-
атор центральной и автономной нервной системы.

Симпатическая нервная система и мозговой слой надпочечников реагируют не всегда парал­лельно: симпатическая нервная система играет особенно важную роль в реакциях на охлаждение и физическую нагрузку. Секрецию же адреналина вызывают тревожные состояния или психические нагрузки, гипоксия, гипогликемия. Более того, при голодании секреторная активность мозгового слоя надпочечников возрастает, а активность сим­патической нервной системы снижается.

В общем случае местно выделяемый норадре-
налин, играет более существенную липолитиче-
скую роль, чем адреналин надпочечников. Однако
адреналин играет свою липолитическую роль, сти­
мулируя секрецию глюкагона, но ингибируя син­
тез проинсулина и секрецию инсулина.
Процессы              Взаимодействие медиаторов или гормонов с

внутри              рецепторами на поверхности адипоцита приводит

адипоцита        к активизации определенных веществ, называе-

мых вторыми посредниками. Их роль — активизи­ровать определенные ключевые ферменты, ката­лизирующие синтетические или липолитические реакции в отношении триацилглицеролов.

Взаимодействие рецепторов Ы, например с норадреналином или адреналином, приводит к

209

Окисление глицерина иСЖК