Brunatna tkanka tłuszczowa – jakie pełni funkcje?

W jaki sposób schudnąć bez uczucia głodu i efektu jojo? Jaką rolę w procesie odchudzania pełni tkanka tłuszczowa i czy jej rodzaj ma znaczenie? Zapewnij sobie niezbędną wiedzę o odchudzaniu.

Pomocna tkanka tłuszczowa

Dosyć powszechnym problemem jest stałe odczuwanie zimna, szczególnie stóp i dłoni. Mimo optymalnej temperatury pomieszczeń, w których przebywamy ciągle czujemy się zmarznięci i wychłodzeni, brakuje nam energii. Doszukujemy się wielu przyczyn: osłabione krążenie, czy niska masa ciała. Bez wątpienia tkanka tłuszczowa pomaga w utrzymaniu temperatury ciała. Obecnie wiele osób dba o redukcję tkanki tłuszczowej, której nadmiar zdecydowanie nie jest wskazany dla zdrowia. Jak więc połączyć te dwa aspekty? Otóż istnieje rozwiązanie – brunatna tkanka tłuszczowa. Jest szczególnie ważna dla organizmu. Zapewnia nie tylko odpowiednią temperaturę ciała, ale jest też pomocna w redukcji wagi.

Wysportowana sylwetka z jak najmniejszą ilością tkanki tłuszczowej stała się symbolem mody i statusu społecznego. Jednak komórki tłuszczowe nie istnieją w organizmie bez powodu. Do czego właściwie są nam potrzebne? Tkanka tłuszczowa jest magazynem tłuszczu oraz narządem wydzielania wewnętrznego. Ponadto jeden z jej rodzajów – brunatna tkanka tłuszczowa odpowiada za utrzymanie ciepła.

Biała tkanka tłuszczowa

Każdy z nas posiada dwa rodzaje tkanki tłuszczowej: białą (white adipose tissue – WAT) i brunatną (brown adipose tissue – BAT). Głównym zadaniem białej tkanki tłuszczowej jest magazynowanie energii w postaci tłuszczu, który pochodzi z nadmiarów składników odżywczych. Dodatkowo chroni organy wewnętrzne przed urazami. Składa się przede wszystkim z komórek tłuszczowych – adipocytów, a 95% objętości komórek stanowią lipidy – trójglicerydy. Ponadto zawiera subpopulację komórek macierzystych, zwanych komórkami SVF (stromal vascular fraction), które wydzielają cytokiny o właściwościach prozapalnych1, dlatego nadmiar tej tkanki tłuszczowej niesie ryzyko rozwoju otyłości i chorób metabolicznych. Poza tym ma znaczenie endokrynne i metabolizuje steroidy płciowe.

Brunatna tkanka tłuszczowa

Zlokalizowana jest głównie na karku oraz wzdłuż dużych naczyń krwionośnych. Najwięcej brunatnej tkanki występuje u noworodków, aby mogły utrzymać ciepło po przyjściu na świat. Główną funkcją brunatnej tkanki jest utrzymanie temperatury ciała oraz rozprowadzanie jej po organizmie. Ten proces nazywany jest termogenezą, podczas której BAT utylizuje lipidy z wytworzeniem energii w postaci ciepła1.

Komórki tej tkanki wyróżnia mniejsza zawartość lipidów, które stanowią tylko 30–50% objętości komórek, ponieważ resztę objętości stanowią liczne mitochondria. Dzięki obecności mitochondriów brunatna tkanka tłuszczowa charakteryzuje się większą aktywnością komórek, dzięki czemu dba o termoregulację ciała.

Mechanizm działania BAT

BAT pomaga zachować nam optymalną temperaturę, dzięki utrzymaniu odpowiedniej ilości energii, czujemy się witalnie lepiej, a nasze stopy i dłonie są ciepłe. Jednak, aby tkanka ta funkcjonowała prawidłowo, obecne w niej mitochondria muszą być sprawne, ponieważ biorą one udział w mechanizmie termoregulacyjnym. Dbając o produkcję energii w mitochondriach zminimalizujemy stale męczące nas odczucie marznięcia.

Tkanka ta posiada bogatszy skład enzymatyczny niż biała tkanka. Dzięki temu może wykorzystywać tłuszcze jako źródło energii. Jak to się dzieje? Otóż w naszej tkance tłuszczowej zarówno białej, jak i brunatnej zmagazynowane są trójglicerydy, kwasy tłuszczowe, które ulegają rozłożeniu w mitochondriach uwalniając glicerynę. Substancja ta ulega przekształceniu do glukozy i staje się źródłem energii. W ten sposób nasz organizm korzysta z rezerw tkanki tłuszczowej, a spalając ją pozyskuje energię. Jednak aby proces ten był możliwy konieczna jest obecność brunatnej tkanki tłuszczowej, która cechuje się wysoką aktywnością enzymu kinazy glicerolowej. To dzięki niemu gliceryna zostaje uwolniona i wykorzystana jako źródło energii. Powstają protony, które mogą zostać zamienione w energię.

Dodatkowo jedynie w brunatnej tkance odkryto występowanie specyficznego systemu mitochondrialnego, w którym uczestniczy kluczowe białko termogenina UCP-1 (uncoupling protein-1). Białko to pełni rolę specyficznego przenośnika protonów, które powstają w wyniku spalania tłuszczy i glukozy. UPC-1 przenosi protony do wnętrza mitochondriów, gdzie mogą zostać użyte do produkcji energii ATP w łańcuchu oddechowym. Co ciekawe, obecność tego białka jest niezwykle wydajna dla pozyskiwania energii, ponieważ pozwala ominąć szlak fosforylacji oksydacyjnej.

Działanie brunatnej tkanki zależy od sprawnego działania zawartych w niej mitochondriów. W wyniku ich uszkodzeń tkanka traci swoja zdolność ogrzewającą, a my odczuwamy ciągłe marznięcie, zimne stopy i dłonie. Osoby, w takiej sytuacji silnie reagują na niskie temperatury i przeciągi nieżytami nosa, sztywnością karku lub zapaleniem pęcherza4.

Pomocne funkcje BAT

Tkanka tłuszczowa jest związana także z naszą gospodarką hormonalną. Brunatna tkanka tłuszczowa pełni funkcję endokrynną. Komórki tkanki tłuszczowej wydzielają: hormony (leptyna, adiponektyna), interleukiny, czynniki wzrostu, białko CRP i inne. BAT jest wrażliwa na działanie także innych hormonów takich jak: insulina i katecholaminy. Zaburzenie metabolizmu insuliny prowadzi do otyłości.

Ponadto brunatna tkanka tłuszczowa jest pomocna w utrzymaniu prawidłowego metabolizmu. Dowiedziono, że u osób z nadwagą występowały znaczne dysfunkcje mitochondrialne, skutkiem czego organizm, zamiast przekształcać cukier w energię, zamieniał go na tkankę tłuszczową. Postuluje się, że może ona również pomagać w walce z otyłością czy cukrzycą. U osób z nieco wyższą ilością brunatnej tkanki tłuszczowej występują mniejsze problemy z nadwagą i podniesionym poziomem glukozy we krwi. Aktywacja i stymulacja BAT może okazać się kluczowa w zapobieganiu chorobom metabolicznym tj. otyłości, insulinooporności i cukrzycy.

Jak zwiększyć ilość brunatnej tkanki tłuszczowej?

Z biegiem lat ilość tej brunatnej tkanki tłuszczowej maleje. Mimo że przybieramy na wadze to gromadzimy białą tkankę tłuszczową, która nie służy naszemu zdrowiu. Jednak nasz organizm jest wyjątkowy i potrafi zamienić biała tkankę na brunatną, jeżeli stworzymy mu ku temu odpowiednie warunki: aktywność fizyczna, zdrowa dieta, czy ekspozycja na zimno.

Ekspozycja na zimno

Istnieje kilka bodźców, pod wpływem których możemy stymulować wytwarzanie brunatnej tkanki. Pierwszym z nich jest wystawianie ciała na działanie niskich temperatur. Przykładem jest naturalne zachowanie dzieci, które zimą spędzają całe dnie bawiąc się na dworze i nie marznąc. Za termoregulację odpowiada u nich właściwie funkcjonująca tkanka brunatna. Natomiast my dorośli spędzamy większość dnia w ciepłych domach i biurach, przez co nasza brunatna tkanka zanika. Możemy to zmienić. Podobnie jak tkanka kostna, również nasza tkanka tłuszczowa ulega stałej przebudowie. Wykazano, że obniżona temperatura otoczenia powoduje przemianę dojrzałych komórek białej tkanki tłuszczowej w komórki tkanki brunatnej1. Ponadto sama brunatna tkanka zwiększa swoją masę w wyniku ekspozycji na zimno. Po 2 godzinach w temperaturze 16°C znacząco zwiększa się ilość brunatnego tłuszczu4. W badaniach wykazano, że nawet krótkookresowe przebywanie w niższej temperaturze niż normalnie zwiększa nie tylko obecność i aktywność BAT, ale także poprawia profil metaboliczny mięśni szkieletowych, zwiększając możliwość wychwytu glukozy u pacjentów z cukrzycą typu 22.

Aktywność fizyczna a tkanka tłuszczowa

Aktywność fizyczna nie tylko pomaga w redukcji nadmiernej tkanki tłuszczowej. Wiemy, że chroni nas przed ryzykiem otyłości i związanych z nią chorób. A jaki jest wpływ aktywności fizycznej na pomocną brunatną tkankę? Otóż podczas ćwiczeń biała tkanka tłuszczowa ulega przemianie w cenną tkankę brunatną. Mechanizm polega na tym, że podczas ćwiczeń zwiększana jest produkcja tlenku azotu, który rozszerza naczynia krwionośne i poprawia ukrwienie mięśni. Aktywowane zostają odpowiednie receptory (PPAR-γ-1α), które prowadzą do wydzielenia anabolicznego hormonu o nazwie iryzyna (tzw. czynnik Goldsteina). Związek ten ma wyjątkową zdolność przekształcania białej tkanki tłuszczowej w brunatną3. Dodatkowo poprawia wrażliwość na insulinę łagodząc insulinooporność3.

Wpływ diety na tkankę tłuszczową

Również dieta ma wpływ na to, jaka tkanka tłuszczowa powstanie w naszym organizmie. Ważne jest dostarczanie odpowiednich kwasów tłuszczowych oraz witamin w nich rozpuszczalnych.

Spożywanie niezbędnych kwasów tłuszczowych omega–3 zapewnia elastyczność tkanki tłuszczowej. Co więcej, są one kluczowe dla utrzymania sprawności łańcucha oddechowego w błonach mitochondriów.

Ponadto kwasy omega-3 zapobiegają nadmiernemu wytwarzaniu hormonu leptyny, który odpowiada za pobudzanie apetytu, oraz przyspieszają spalanie tkanki tłuszczowej. Dodatkowo ich obecność jest niezbędna dla zdrowego układu nerwowego. Lipidy są składnikiem osłonek mielinowych, które umożliwiają przewodzenie impulsów i chronią komórki nerwowe. Bardzo cenne są także witaminy rozpuszczalne w tłuszczach w tym witamina A oraz D3. Badania wykazały, że witamina A – kwas retinowy wpływa na ekspresję genów. Umożliwia przemianę komórek białej tkanki tłuszczowej w brunatną. [7,8] Jednak do prawidłowego działania receptorów kwasu retinowego konieczna jest obecność witaminy D3.

Redukcja wagi

W tkance tłuszczowej zachodzi uwalnianie oraz wychwyt wolnych kwasów tłuszczowych. Podczas nadmiaru kalorii komórki tkanki tłuszczowej gromadzą kwasy tłuszczowe pod postacią trójglicerydów, chroniąc inne tkanki przed ich nadmiarem. Podczas zbyt niskiej podaży kalorii – na diecie lub głodówce lub w wyniku dużej aktywności tkanka tłuszczowa uwalnia kwasy tłuszczowe, które mogą być użyte jako źródło energii.

Za rozkładanie tłuszczy odpowiada lipaza triglicerydowa – enzym obecny w komórkach tkanki tłuszczowej trzewnej i podskórnej7. Jego aktywność wzrasta się w okresie deficytów pokarmu np. podczas głodówki. To jak szybko tłuszcze będą rozkładane zależy od dostępności wewnątrzkomórkowego ATP – czyli od pracy naszych mitochondriów! Z tego powodu redukcję wagi, powinniśmy zacząć od zadbania o właściwy metabolizm mitochondrialny i wytwarzanie energii. Gdy reakcje wracają na właściwe tory zapewniają powrót do prawidłowej wagi, a ponadto pozytywnym skutkami jest poprawa termoregulacji, oraz zachowanie ciepłych stóp i dłoni.

Paulina Żurek

  1. Siemińska. L.: Adipose tissue. Pathophysiology, distribution, sex differences and the role in inflammation and cancerogenesis. Endokrynol Pol 2007; 58 (4): 330–342.
  2. Mark J.W. Hanssen, Anouk A.J.J. van der Lans, Boudewijn Brans, et. all.: Short-term Cold Acclimation Recruits Brown Adipose Tissue in Obese Humans. Diabetes 2016 May.
  3. Pontus Boström, Jun Wu, Mark P. Jedrychowski, et. al.:A PGC1α-dependent myokine thet drives brown fat-like development of white fat and thermogenesis. Nature 481, 2012, 463-458.
  4. Kukliński. B.: Mitochondria. Diagnostyka uszkodzeń mitochondrialnych i skuteczne metody terapii. Mito-pharma, Gorzów Wielkopolski, 2017.
  5. Wójcik. B, Górski. J.: Brown adipose tissue in adult humans: distribution and function. Endocrinology, Obesity and Metabolic Disorders 2011, vol. 7, No 1, 34–40.
  6. Taller, H. Mercader, J., Ribot, J., Murano, I. et al.: Remodeling of white adipose tissue after retinoic acid administration in mice. Endocrinol. 147. 2006.
  7. Unami, A., Shinohara, Y., Kajimoto, K. et.al: Comparison of gene expression profiles between white and brown adipose tissues of rat by microarray analysis. Biochem. Pharmacol. 67, 2004.