Бурый жир (Brown Adipose Tissue) обеспечивает термогенез или продукцию тепла за счёт сжигания жира. У людей с ожирением, как правило, содержится значительно меньшее количество бурого жира по сравнению с белым.
Его клетки обладают исключительной особенностью - они содержат очень много митохондрий (органелл, отвечающих за накопление энергии в клетке). В митохондриях клеток бурого жира есть особый белок UCP1, который мгновенно превращает жирные кислоты в тепло, минуя фазу синтеза АТФ.
Agelessteam.wordpress.com
В лаборатории жировые клетки были подвержены действию ирисина. Под его воздействием возросла активность другого белка, который превращал белый жир в бурый.
Бурый жир помогает телу сжигать как можно больше калорий, а не складирует их в качестве запасов в укромных местах на талии или в области бёдер.
Кроме того, бурый жир положительно влияет и на другие аспекты метаболического процесса: чувствительность к инсулину и толерантность к глюкозе. Именно эти процессы помогают предотвратить ожирение, диабет второго типа и сердечно-сосудистые заболевания.
Впервые превращение обычного жира в бурый после физических упражнений было замечено у мышей. Во время последнего исследования этот же эффект наблюдался у людей.
На этом выгоды от выработки организмом ирисина не заканчиваются. Учёные также выяснили, что при смешивании со стволовыми клетками в жировой ткани (молодые жировые клетки, не достигшие зрелого состояния) ирисин превращает её не в стандартную жировую ткань, а в нечто иное. Под воздействием гормона стволовые клетки становятся совершенно другим видом ткани, который уплотняет структуру и делает их более крепкими.
Ещё один интересный факт. В образце жировой ткани с добавлением ирисина количество стандартного белого жира на 20–60% меньше, чем в образце без добавления гормона. Стоит отметить, что опыты производились на образцах человеческой ткани, а не на самом человеке. Следующий шаг - повторить эксперимент на людях, чтоб окончательно подтвердить воздействие ирисина в реальной жизни, а не в лабораторных условиях.
Такое воздействие ирисина на наш организм можно считать дополнительным стимулом для тренировок, пусть данные исследований и не подтверждены на 100%. И пока доктор Янг с коллегами будет трудиться над доказательствами в стенах университета, мы можем продолжать работать над своим телом в спортивном клубе.
Также следует отметить, что ученые различают два вида термогенеза:
- Сократительный - для получения тепла используются сокращения скелетных мускулов, выражающиеся в дрожи и ознобе.
- Несократительный - в этом процессе активное участие принимает бурый жир.
Бурая жировая ткань - что это?
В нашем теле существует два вида жировых тканей: бурая и белая. Хотя сегодня ученые считают, что есть и третий вид, названный бежевым жиром, но о нем мы расскажем в конце этой статьи. Тот жир, с которым постоянно борется человечество, когда пытается худеть, является белым, и он достаточно хорошо изучен. Применительно к бурой жировой ткани этого сказать нельзя и информации о ней пока не столь много.
Безусловно, в человеческом организме нет ничего плохого и хорошего и по этой причине подобное деление весьма условно. Белая жировая ткань содержит в себе запасы энергии, а бурая при необходимости их сжигает. Кстати, бурый цвет он имеет по причине наличия в ней митохондрий.
Впервые бурая жировая ткань была обнаружена у животных и весьма развита у тех видов, которые зимой погружаются в спячку. Это связано с тем, что в этот период скорость метаболизма резко снижается и сократительный термогенез в таких условиях невозможен. Кроме этого бурый жир участвую и в процессе пробуждения животных от спячки, способствуя повышению температуры тела.
Ранее ученые были уверены, что бурый жир присутствует только в теле младенцев и благодаря ему ребенок может адаптироваться к новым условиям обитания вне утробы матери. У младенцев на бурый жир приходится около пяти процентов всей массы тела. Благодаря бурой жировой ткани ребенок в первое время после рождения может избежать гипотермии, а именно она является основной причиной смерти у недоношенных детей. Ученые определили, что благодаря большему количеству бурого жира, младенцы в меньшей степени восприимчивы к холоду, чем взрослые.
Мы уже говорили, что в бурой жировой ткани содержится много митохондрий, а также особое белковое соединение UCP1, способное быстро добывать из жирных кислот тепловую энергию, не задействуя для этого АТФ. Как известно, липиды, которые содержаться в жировых клетках являются запасным материалом для производства АТФ. Если младенцу необходимо согреться или требуется большое количество энергии для других целей, то бурая жировая ткань быстро окисляет жиры до состояния жирных кислот. После этого они благодаря UCP1 быстро преобразуются в энергию.
Все это приводит к стремительному сжиганию жира, и организм начинает стремительно худеть. Чтобы этот процесс продолжался постоянно, ребенок должен дышать и питаться. С возрастом этот механизм начинает работать не так эффективно. Примерно через 14 дней с момента рождения у ребенка уже активируется процесс сократительного термогенеза.
Однако бурый жир есть у взрослых людей, и при этом может быть активирован с помощью холода.
Эффективность бурого жира у взрослых людей
В организме взрослого человека содержится не более двух процентов бурого жира. В ходе экспериментов с участием животных было установлено, что при стимуляции симпатической нервной системой усиливается работоспособность жировой бурой ткани. Правда, для этого необходимо, чтобы соблюдалось два дополнительных условия. Во-первых, житные должны быть адаптированы к холоду, а во-вторых, необходимо воздействие на организм холода.
В ходе одного эксперимента было установлено, что бурый жир при активации способен тратить около 300 ватт энергии на каждый кило массы тела. Применительно к человеку весом в 80 кило, расход энергии составит 24 киловатта. Для сравнения, в состоянии покоя расходуется в среднем около одного киловатта.
Бурая жировая ткань способна очень активно сжигать жиры и во время этого процесса происходит окисление белых жировых клеток, после чего полученных жирные кислоты транспортируются в бурую жировую ткань. Ученые обнаружили, что термогенез, вызываемый бурым жиром обусловлен употреблением избыточной пищи.
В ходе исследования одна группы подопытных крыс питалась простым кормом, а второй давали вкусную пищу. В результате у представителей второй группы при потреблении на 80 процентов большего количества пищи, масса тела увеличилась примерно на четверть, что можно считать слабым показателем. Зато этих животных резко увеличилось потребление кислорода, а также примерно в три раза увеличились запасы бурого жира.
Сейчас ученые предполагают, что бурый жир обладает большим потенциалом и может стать весьма полезным для людей, страдающих диабетом и ожирением. В активном состоянии бурый жир способен сжигать большое количество жировых запасов организма увеличить потребление глюкозы, находящейся в крови. Также следует сказать, что у полных людей количество бурого жира меньше в сравнении с нормальным состоянием и его активность значительно ниже.
И в заключение несколько слов следует сказать о бежевом жире. Бежевая жировая ткань обладает теми же термогенными свойствами, что и бежевая. Ученые предполагают, что по своей функциональности бежевый жир располагается между белым и бурым. Вполне возможно, что взрослый человек обладает большим запасом бежевого жира, а не бурого. Вероятно, именно по этой причине на людей не действуют те стимуляторы, которые вызывают активацию бурой жировой ткани у животных.
Ученые продолжают исследования в этой области и возможно, что бурый жир, имеющийся в организме младенцев, с возрастом превращается в бежевый и необходимы особые стимуляторы, чтобы активировать рецепторы этой ткани.
Больше познавательной информации о бурой жировой ткани узнаете из этого видео:
Рассказываем о полезности активации бурой жировой ткани
Бурый жир позволяет сжигать жиры, при его активации происходит перекачка жирных кислот из белой жировой ткани в бурую. В отличие от более распространенного собрата, откладывающегося под кожей, в сальниках и капсулах внутренних органов, бурый жир вместо запасания энергии сжигает ее в больших количествах, выделяя тепло.
Это термогенез, обусловленный избыточным потреблением пищи. Н. Ротуел и М. Сток поставили следующий опыт. Взрослым крысам скармливали ресторанную диету, т. е. разнообразную и вкусную пищу. Потребление животными этой пищи оказалось на 80% большим, чем в контрольной группе, получавшей обычный корм. При этом масса животных за три недели увеличилась только на 27%. Измерение газообмена показало, что хорошо питавшиеся крысы потребляли на 25% больше кислорода, чем в контроле. Эта надбавка исчезала после введения животным пропанолола — антагониста норадреналина. Масса бурого жира за те же три недели опыта возросла более чем втрое в митохондриях увеличилось количество термогенина. (Оказалось также, что мутация, вызывающая ожирение, сопровождается снижением уровня термогенина у мышей.).
Бурый жир улучшает обмен веществ, защищая от ожирения и диабета, улучшает чувствительность к инсулину.
Специалисты Американской Диабетической Ассоциации полагают что бурый жир содержит в себе очень важный потенциал для пациентов, страдающих ожирением и диабетом. Ткань активированного бурого жира действительно может сжечь огромное количество глюкозы и жиров и помочь контролировать уровень сахара в крови. Примечательно и то, что у людей, имеющих лишний вес, количество бурого жира снижено, а его активность подавлена. В настоящее время появились новый медикаментозный метод накопления и активации бурого жира у взрослых людей.
Эффективность работы бурой жировой ткани у человека
Бурый жир составляет не более 1—2% массы тела. Тем не менее, стимуляция этой ткани симпатической нервной системой при охлаждении животных, предварительно адаптированных к холоду, повышает теплопродукцию бурого жира в такой степени, что она может достигать одной трети всей дополнительно образованной в организме теплоты. В активированном состоянии бурый жир может тратить до 300 Ватт (это цифра другого исследования, некоторые говорят про 400) на килограмм веса взрослого человека.
Это 21 Киловатт на 70-килограммового человека. Для сравнения - человек в покое сжигает около 1 Киловатта энергии в человеке среднего веса. Улавливаете суть? Активировав бурый жир вы можете лежать на диване и сжигать в двадцать раз больше энергии, чем раньше.
Бурая жировая ткань: протокол активации
Как и для остальных аспектов здоровья, для бурого жира работают четыре правила: световое правило, температурное правило, нагрузочное (стрессовое) правило, пищевое правило. Давайте разберемся, каким образом мы можем активировать бурый жир.
Итак, вначале мы разберем эти правила, а затем обсудим, чего не следует делать, чтобы не уменьшать активность бурой жировой ткани.
Температурное правило
Самый главный триггер активации бурой жировой ткани - это снижение температуры окружающей среды (закаливание). Суть нашей биологии в том, что нет необходимости хранить жир, когда вам нужно свободное тепло, чтобы выжить)).
1. Ура контрастному душу!
Как показали недавние исследования, для этих целей достаточно снизить температуру в помещении на несколько градусов от обычной. Также, возможно, тут может быть полезна быстрая ходьба в зимнее время года. В исследовании было установлено, что количество сжигающих калории клеток бурой жировой ткани увеличивается со снижением окружающей температуры. У людей с более высоким содержанием бурого жира его активация холодом улучшает показатели энергетического метаболизма.
Так, в исследовании на 5 добровольцах, в спальных комнатах которых была установлена температура на уровне 19С, было продемонстрировано 30-40%-ное увеличение бурой жировой ткани и ее сжигающей калории активности. В то же время увеличение комнатной температуры до 26С вело к снижению содержания бурого жира. 19 градусов - это достаточно комфортная температура, можете компенсировать ее более теплым одеялом (дышать будете все равно более прохладным воздухом).
2. Спим в хорошо проветриваемом помещении при температуре 19-20 градусов.
В другом японском исследовании, в котором приняли участие 12 человек, молодых людей с низким количеством бурого жира просили на протяжении 6 недель проводить по 2 часа в день в комнате с температурой около 17C. В начале этого 6-недельного исследования молодые люди при 17С сжигали в среднем около 108 ккал дополнительно (в сравнении с количеством килокалорий, сжигаемых при нормальной окружающей температуре), а в конце исследования дополнительно сжигалось уже около 289 ккал. Обратите внимание, это всего 2 часа в день! Доктор Matthias Bluher в своих экспериментах помещал людей ежедневно на 10 минут на холод (40С), в результате чего через 4 недели они теряли в среднем по 3-4 килограмма.
3. Уменьшаем температуру в помещениях.
Принцип охлаждения работает у всех! Классическая школа закаливания предлагает множество вариантов закаливания. В качестве закаливающих процедур широко используется пребывание и занятие спортом на свежем воздухе, а также водные процедуры (обтирание, обливание, купание, контрастный душ). Одним из самых распространённых видов закаливания является хождение босиком. Холодная вода отнимает тепло тела в 32 раза быстрее, чем холодный воздух. Плавание или шагание в воде значительно увеличивает потери тепла, более чем на 50%.
При длительных перерывах в закаливании его эффект снижается или теряется совсем (не будем относить к закаливанию моржевание, особенно если человек лезет в прорубь раз в месяц). Также вы можете следить за тем, чтобы не одевать избыток одежды на улице и дома, принимать дома «воздушные ванны», которые более безопасны, чем обливание.
Пребывание ночью в прохладном помещении (при 16 градусах), что не только увеличит количество бурого жира, но и нормализует сон, что, в свою очередь, поможет справиться с проблемой лишнего веса.
Начинать закаливание (любое из предложенных видов) нужно только после посещения и проверки врача, так как закаливание — это тренировка, а не лечение, и людям с заболеванием и со слабым иммунитетом подобные процедуры могут быть противопоказаны.
Закаливание следует рассматривать как попытку приблизить образ жизни человека к естественному, не дать угаснуть врождённым адаптационным способностям организма. Безусловно, снижение комнатной температуры не станет панацей от лишнего веса, но может быть важным дополнительным шагом наряду с физической активностью и правильным питанием.
Исследования показали, что холод может быть даже эффективнее физических нагрузок! Австралийские ученые обнаружили, что дрожание от холода, подобно более длительной по времени физической нагрузке, стимулирует превращение запасающего энергию белого жира в энергосжигающий бурый жир. Клетки бурого жира могут стать новой терапевтической мишенью для борьбы с ожирением, жировым перерождением печени и сахарным диабетом.
Главный принцип безопасности! Холодовая адаптация опосредуется рецепторами на поверхности кожи, а не глубокими холодовыми рецепторами ядра. Это холодовой сенсорный афферентный цикл. Переохлаждение ядра тела очень опасно!
Нагрузочное (стрессовое правило)
Физическая нагрузка тренирует наши мышцы, делает их сильнее, одновременно сжигая калории. Собственно говоря, это касается не только мышц, а вообще любой ткани: интенсивная работа требует энергии, добываемой при расщеплении жиров. На молекулярном уровне это сопровождается активацией ряда регуляторных белков — транскрипционных факторов, которые в свою очередь «будят» гены, отвечающие за перестройку метаболизма в клетках и тканях.
Давно было известно, что при физической нагрузке затраты энергии возрастают непропорционально сильно: энергии тратится больше, чем требуется для выполнения упражнений или работы. Физическая активность активирует бурую жировую ткань, этому способствуют иризин и фактор транскрипции PGC1-α.
Недавние исследования показали, что физические упражнения влекут за собой выделение неизвестного ранее гормона иризина (ген FNDC5), который заставляет белый жир становиться бурым и препятствует ожирению. Гормон служит передатчиком информации между различными тканями организма (поэтому его и назвали в честь древнегреческой богини Ириды, или Ирис, вестницы Олимпа).
В одной из недавних работ показано, что иризин циркулирует в плазме крови всех изученных людей, а его концентрация у молодых атлетов в несколько раз выше, чем у женщин среднего возраста, страдающих ожирением. В свою очередь, это ведёт к повышению экспрессии ряда нейропротекторных генов в клетках головного мозга, в частности — повышается экспрессия мозгового нейротрофического фактора (BDNF). Видимо, тренировка мышц связана с системой, участвующей в протекции когнитивных функций, и FNDC5 (как и BDNF, а также PGC-1α) являются важными медиаторами этих процессов.
Известно было также, что при нагрузке в скелетных мышцах повышается содержание белка — фактора транскрипции PGC1-α. В то же время было известно, что, когда при физической нагрузке в мышцах возрастает количество белка PGC1, это благоприятно воздействует не только на сами мышцы, но и на весь организм. У трансгенных мышей с повышенным уровнем PGC1 под старость не развивается ожирение и диабет, и живут они дольше обычных. Сначала было установлено, что после 3 недель бегания в колесе или плавания у тех же трансгенных мышей (с повышенным уровнем PGC1) резко (в 25-65 раз) возрастает количество термогенина в подкожном белом жире, и там увеличивается число «бурых» адипоцитов.
Световое правило
Исследователи из Лейденского университета нашли совсем простой способ держать бурый жир в тонусе - оказывается, нужно просто по вечерам поменьше сидеть при искусственном свете. Известно, что стимуляция бурого жира происходит при участии β3 адренергического рецептора - при его активации клетки сжигают больше липидов и выделяют больше тепла. Патрик Ренсен (Patrick Rensen) и его коллеги обнаружили, что если мышей держать при искусственном освещении 16, а то и все 24 часа в сутки, то у них снижается активность рецептора, и соответственно, бурые жировые клетки начинают хуже работать, и липидные молекулы отправляются в запасающий белый жир. С мышами, у которых световой день длился стандартные 12 часов, ничего такого не происходило. (В скобках заметим, что мыши - животные сумеречные, то есть светлое время суток для них - как для нас ночь.)
В результате у мышей, которых долго держали на свету, накапливалось на 25-50% больше жира, хотя животных из всех групп кормили одинаково и физическая активность у них была тоже одинаковой.
Разумеется, тут дело не в самом по себе искусственном свете, а в суточном ритме, который портится из-за освещённости в неурочное время: биологические часы говорят о том, что уже давно должна быть ночь, а глаза продолжают видеть свет. Конечно, мы всё равно заснём, пусть и при искусственном освещении, но на биологических часах это всё равно отразится. Известно, что даже если ложиться спать в правильное время, то всё равно яркое освещение, которое сопровождает нас до последнего, само по себе может причинить вред.
Ну а то, что сбитый циркадный ритм связан с ожирением, давно уже подтверждено как экспериментами, так и клиническими исследованиями. По некоторым данным слишком долгий световой день провоцирует ожирение даже сильнее, чем неправильное питание. И, по-видимому, эффект здесь не в последнюю очередь обусловлен неправильной работой бурого жира. Его взаимодействие с биологическими часами в мозге осуществляется через симпатическую нервную систему: если бурую жировую ткань отключали от симпатических нервных путей, то эффект был такой же, как и при расстройстве суточного ритма - бурые клетки переставали сжигать липиды.
Есть ли такая же взаимосвязь между активностью бурого жира и суточным ритмом у человека, покажут дальнейшие исследования. Похожие результаты были получены два года назад специалистами из Университета Вандербильта, которые обнаружили, что чувствительность к инсулину у клеток зависит от времени суток, и что при нарушенном циркадном ритме клетки начинают жить на одной только глюкозе, откладывая жиры про запас. Результат - избыточный вес. Эти эксперименты тоже ставили на животных; с другой стороны, повторим, медицинская статистика говорит о том, что и у людей нарушенный суточный ритм часто сопровождается разными нехорошими физиологическими эффектами, в том числе и в обмене веществ. В общем, тем, кто хочет похудеть, можно порекомендовать не только правильно питаться, но и вовремя ложиться спать - или хотя бы не злоупотреблять перед сном всевозможными гаджетами. Про синий свет я подробно писал ранее:
Таким образом, все то, что увеличивает уровень мелатонина, увеличивает и количество бурого жира, помогая худеть. То есть первым делом для того, чтобы похудеть после 40, 50, 60 лет, надо нормализовать сон. Это поможет и бурый жир нарастить и устранить те проблемы со здоровьем, к которым приводит нехватка сна.
Пищевое правило
Постоянные подъемы инсулина или повышенный уровень инсулина подавляет работу бурой жировой ткани. Мерзливость - это одно из проявлений инсулинорезистентности. Поэтому соблюдение простых правил: отсутствие перекусов, выдерживание пауз между приемами пищи, снижение углеводов помогут вам восстановить активность бурой жировой ткани.
У кого снижен уровень бурого жира?
К сожалению, пока измерить уровень бурой жировой ткани сложно. Раньше для определения наличия клеток бурого жира исследователи брали участки жировой ткани на биопсию, но благодаря успехам визуализирующих диагностических методик стало возможно идентифицировать бурый жир и без травматизации тела человека. Для определения бурой жировой ткани в наше время применяют методику ПЭТ-КТ (позитронно-эмиссионная томография с компьютерной томографией). Сразу отметим: делать этого не нужно!
В группу риска попадают:
1. Возраст: у молодых его больше, чем у пожилых. Однако с возрастом количество бурой жировой ткани уменьшается. Поэтому у взрослых бурый жир составляет лишь небольшую часть от общего жира.
2. Люди с избыточным весом. Не ясно, причина это или следствие. Но определить почему - учёные так и не смогли. Не ясно, то ли худые люди более стройные, потому что у них больше бурой (активной) составляющей, то ли полные не так сильно «мёрзнут» из-за наличия дополнительной прослойки белого жира.
3. Нарушенная чувствительность к инсулину и расстройства регуляции глюкозы. У людей с нормальным уровнем сахара коричневого жира больше, чем у тех, у кого сахар повышен.
4. У женщин бурого жира больше, чем у мужчин.
5. Люди, принимающие бета-блокаторы, имеют меньше бурого жира, чем те, кто на этих лекарствах не сидит. Бета-блокаторы используются в лечении артериальной гипертензии.
6. Уменьшается активность бурого жира при проблемах с щитовидной железой.
Мысли на перспективу
Холодные среды вызывают давно закопанную эпигенетическую программу у всех млекопитающих, которая позволяет преобразовывать WAT в бурую жировую ткань (BAT), чтобы жечь калории как свободное тепло, одновременно не генерируя АТФ, и не увеличивая ROS (реактивные виды кислорода). Это позволяет нам более медленно стареть, в то же время увеличивая метаболизм и способность работать на меньших калориях, при этом сжигая жир, чтобы делать тепло для согрева.
Мы снижаем наши жировые запасы в организме, также улучшая композицию тела! Низкие температуры также повышают мРНК IGF-1, чрезвычайно увеличивая выброс гормона роста. Это повышает эффективность аутофагии и быстро улучшает мышечную и сердечную функцию. Холод делает всё это без упражнений!
Холод также увеличивает GnRH (гонадотропин-рилизинг-гормон) и способствует репродуктивной активности. Это важно в холоде, так как большинство млекопитающих беременны в течение зимних месяцев. Вот где для млекопитающих возникает связь с HCG. Лептин контролирует все яйцеклетки и плацентарную функцию у всех млекопитающих. Чем ниже уровни лептина, тем более "живой и здоровой" будет беременность. Врачи знают о крепкой связи лептина, инсулина с синдромом поликистозных яичников! Холодные условия могут также улучшить плодовитость, потому что холод снижает количество лептина, в то время как его рецептор становится сверх-чувствительным.
В оргазме человека есть два вида жира: бурый и белый. Бурого жира больше всего у новорожденных детей. Он помогает им сохранять тепло. Собственно говоря, это – основная функция бурых жировых отложений: генерировать тепло, сжигая калории. Очевидно, что для процесса похудения такая работа бурого жира крайне важна.
Любопытно, что места скопления бурого жира у разных людей разные. Существует те области организма, где коричневый жир может быть обнаружен с наибольшей вероятностью (шея и плечи). Однако у некоторых индивидов жировые отложения этого типа можно обнаружить на груди и внизу позвоночника.
Люди с высоким содержанием бурого жира демонстрируют более высокую скорость метаболизма, более правильный уровень сахара в крови, более высокую чувствительность к инсулину по сравнению с теми, у кого коричневого жира недостаточно.
Схему похудения при помощи бурого жира вы можете видеть на рисунке.
К набору лишнего веса и ожирению приводит длительный период положительного энергетического баланса. Потребление пищи ведет к накоплению энергии, а физическая активность и процесс метаболизма – к ее расходу.
Бурый жир, присутствующий в организме, преобразует избыток энергии в тепло, не давая ему накапливаться в виде белого жира. Безусловно, процесс этого преобразования идет тем эффективнее, чем больше физическая активность. Поэтому сбросу лишнего веса отлично помогает холод. Когда человек дрожит, бурый жир крайне активен, он превращает энергию в тепло, и похудение движется вперед семимильными шагами.
К сожалению, с возрастом количество бурого жира уменьшается. И именно нехватку жировых отложений этого типа многие ученые считают основной причиной того, почему с возрастом худеть становится все сложнее и сложнее.
Но не у всех взрослых количество бурого жира мало. В настоящий момент установлены группы людей, у которых коричневого жира больше, чем у других:
- у стройных бурого жира больше, чем у полных
- у молодых его больше, чем у пожилых
- у людей с нормальным уровнем сахара коричневого жира больше, чем у тех, у кого сахар повышен
- у женщин больше, чем у мужчин
- люди, принимающие бета-блокаторы, имеют меньше бурого жира, чем те, кто на этих лекарствах не сидит.
Как увеличить количество бурого жира и похудеть?
Так как бурый жир у человека с возрастом исчезает, чтобы похудеть после 40, 50, 60 лет женщине или мужчине, необходимо увеличить его количество. Сделать это непросто, так как его уменьшение носит естественный характер. Однако есть способы, которые все-таки дают возможность немного увеличить количество жира, помогающего худеть.
Холод увеличивает количество бурого жира
Пребываете в холодном помещении хоть и дискомфортно, может помочь нарастить коричневый жирок. Конечно, с охлаждением организма надо быть очень острожным. Но польза от него явно есть. Некоторые ученые даже предлагают открывать специальные «холодные спа», которые будут полезны в первую очередь людям с ожирением.
А пока такие спа не открыты, можно попробовать охлаждаться и наращивать бурый жир следующими методами:
- положить упаковку со льдом (не обжигающее холодную, конечно) на верхнюю часть спины и груди на 30 минут (хорошо делать вечером незадолго перед отходом ко сну)
- выпить 500 мл холодной воды утром перед завтраком (а еще лучше вместо завтрака)
- прохладный душ или просто ополаскивание холодной водой до пояса.
- пребывание ночью в прохладном помещении (при 16 градусах), что не только увеличит количество бурого жира, но и нормализует сон, что, в свою очередь, поможет справиться с проблемой лишнего веса.
Нормализация уровня мелатонина
Замечено, что применение БАД, содержащих мелатонин, положительно сказывается на формировании бурых жировых отложений.
И в этом нет ничего удивительного, так как прекрасно известно, что недостаток сна ведет к ожирению. А недостаток сна всегда связан с нехваткой мелатонина. Ибо мелатонин — гормон эпифиза и регулятор циркадных ритмов. Недаром его нередко называют «гормоном сна».
Так что, все то, что увеличивает уровень мелатонина, увеличивает и количество бурого жира, помогая худеть. То есть первым делом для того, чтобы похудеть после 40, 50, 60 лет, надо нормализовать сон. Это поможет и бурый жир нарастить и устранить те проблемы со здоровьем, к которым приводит нехватка сна.
Начну с цитаты учебника биохимии под редакцией Северина : “Молекулы жиров в адипоцитах объединяются в крупные жировые капли, не содержащие воды, и поэтому являются наиболее компактной формой хранения топливных молекул. Подсчитано, что, если бы энергия, запасаемая в жирах, хранилась в форме сильно гидратированных молекул гликогена, то масса тела человека увеличилась бы на 14-15 кг.”
Еще одна вводная цитата: «Механизм переключения режима хранения энергии на режим траты может быть терапевтической целью в борьбе с ожирением» .
Термогенез и термогенин
Жир – эффективный способ запасать энергию. Чтобы от жира избавиться, нам нужен способ тратить/рассеивать эту лишнюю энергию. Млекопитающим везет в том, что гомойотермия (постоянная температура тела) дает нам механизм, необходимый для выживания в холодных условиях , благодаря которому наши митохондрии могут рассеивать энергию преимущественно из жиров в виде тепла. Так называемый «холодный термогенез» или non-shivering thermogenesis.
Рассеивать энергию может uncoupling protein 1 (UCP1), он же термогенин.
Термогенез бурого жира связывают с термогенином (UCP1), белком внутренней мембраны митохондрий.
UCP1 улучшает проводимость внутренней мембраны для Н+, что рассеивает митохондриальный Н+ градиент. Это означает, что даже при избытке АТФ жиры продолжат «гореть» в митохондриях, при этом полученная энергия будет рассеиваться в виде тепла.
Путь получается примерно таким:
Стресс холода
Норадреналин
Адренергическая стимуляция жировых капель в клетках бурой жировой ткани
Длинноцепочные кислоты из жировой капли клетки стимулируют термогенин
Термогенин (UCP1) рассеивает Н+- градиент
Жиры перерабатываются (даже при избытке АТФ) в тепло.
UCP1 впоследствии ингибируется цитозольными пуриновыми нуклеотидами. Механизм, благодаря которому жирные кислоты это преодолевают, остается неизвестным.
Механизм активации термогенина, естественно, более комплексный. Другие факторы рассмотрим немного позже. Роль свободных жирных кислот в прямой активации (присоединяются) UCP1 показал Андрий Федоренко с коллегами .
Рисунок 1. Свободная жирная кислота из жировой капли активирует термогенин (UCP1) , который приводит рассеиванию энергии в виде тепла.
Возникновение бурого жира в процессе эволюции и его роль
Эндогенная выработка тепла дает млекопитающим ряд эволюционных преимуществ, но значительная часть энергии вынуждена расходоваться на поддержание температуры тела в более холодной среде. Большинство термо-сенсоров в нашем организме реагируют на холод.
Существуют 2 основных механизма реагирования на холод – shivering и non-shivering. Через дрожь, когда холодный стимул заставляет мышцы быстро сокращаться, преобразуя механическую энергию в тепло. И термогенез без сокращений мышц, обусловленной сжиганием жира ради тепла. Этот механизм является более энергоэффективным. В нем участвуют бурый жир и термогенин.
Самые древние следы термогенина относятся к 400 млн лет до н.э. Около 170 млн лет назад однопроходные отделились от ветви развития млекопитающих. В них есть следы UCP1, но UCP1-положительный адипоцитов в них по сей день не обнаружили. У южноамериканского сумчатого обнаружили начальную стадию развития UCP1 мРНК. У астралийской жирнохвостной сумчатой мыши обнаружили подобие бурой жировой ткани, но в ней не было адаптивной функции холод-норадреналировный_стресс-активация_UCP1. У афротерий обнаруживают термогенный бурый жир при низких температурах окружающей среды. У готтентотского златокрота термогенез бурого жира считается основным адаптивным механизмом к холоду. Схематически путь эволюции термогенного бурого жира отражен на рисунке ниже.
Рисунок 2. Появление термогенного бурого жира, активирующегося на холоде, в процессе эволюции млекопитающих.
Типы жировой ткани
Рисунок 3. Типы жировой ткани и ее пластичность в ответе на температурные изменения. A) Основные морфологические и функциональные различия между бурыми, бежевыми и белыми адипоцитами. В) Анатомической расположение основных отложений жировой ткани. Бурый: iBAT – межлопаточный бурый; sBAT – подлопаточный бурый; cBAT – шейный; Подкожный белый: asWAT – передний подкожный белый; ingWAT – паховый; висцеральный жир: mWAT – брыжеечный; rWAT – забрюшинный; pgWAT — perigonadal. Пунктир – брюшина. С) Модель бурого/белого жира в C57 BL6 мышах-самцах возраста 13 недель. В термонейтральной зоне (30 градусов, 4 недели) бурые адипоциты стали напоминать белый. С 22 градусов бурый жир стал активным. При прогрессивном понижении температуры с 22 до 6 градусов подкожный белый жир изменяется и начинает напоминать бурый. Висцеральный жир в целом устойчив к температурным воздействиям.
Бурая жировая ткань (BAT )
Бурую жировую ткань отличает большое количество митохондрий, большое количество небольших жировых капель и большая выраженность разобщающего белка 1 (UCP1). Без внешней стимуляции бурый жир менее активен из-за пуриновых нуклеотидов. Холодный стресс приводит как к активации UCP1, так и к липолизу, предоставляющему топливо для нужд термогенеза. Активный бурый жир импортирует глюкозу и жирные кислоты, чтобы предоставить дополнительное топливо для поддержания термогенеза.
У людей и мышей бурые адипоциты концентрируются в местах большого притока крови. Самые большие отложения в межлопаточной, подлопаточной и шейной зонах. Небольшие запасы в районе почечного рубчика, аорты. Посмертный анализ людей показал, что отложения бурого жира есть вокруг сонной артерии. До 2007 года наука отрицала наличие бурого жира у взрослого человека. Есть обратная корреляция между количеством/активностью бурого жира и индексом массы тела (BMI).
BAT (brown adipose tissue) можем расширяться за счет числа клеток (гиперплазия) и за счет размера клеток (гипертрофия). Гипертрофия во многом зависит от среды. Без температурного стресса бурый жир менее метаболически активен и собирает жиры в одной жировой капле. Но даже при небольшом понижении температуры имеет более привычную многокамерную морфологию жировых капель. Холод уменьшает размер BAT за счет липолиза и бета-оксидации, но продолжительное воздействие холода может увеличить массу бурого жира за счет активации механизмов пролиферации и дифференциации прекурсоров адипоцитов, то есть увеличивая число адипоцитов.
Рисунок 4. Распределение бурой жировой ткани у взрослых (слева) и младенцев (справа)
Белая жировая ткань (WAT )
Белый жир – самый распространенный тип адипоцитов, содержащий одну большую жировую каплю. Основная функция белых адипоцитов – запасать «топливо» и высвобождать адипокины (такие как лептин, адипонектин) для регуляции энергетического гомеостаза. Расширение белого жира (в том числе при ожирении) предохраняет органы и мышцы от липотоксичности. WAT обычно делят на подкожный и висцеральный. Переизбыток последнего связывают связывают с метаболическими болезнями, в том время как избыток подкожного считают защитным. Белый жир может расширяться как в размере клеток, так и в количестве. Основные места отложения подкожного и висцерального белого жира отмечены на рисунке 3.
Бежевый жир (brite, brown-in-white)
Есть некая дискуссия о происхождении бежевого жира. Является ли это формой белого жира или это совершенного другая форма жира, активирующаяся при внешнем стимуле – это важно с фармацевтической точки зрения, но не с практической.
«Коричневение» происходит во время энергетического стресса. Наш самый очевидный пример – закаливание, когда энергии от сокращения мышц (дрожи) не хватает для поддержки температуры тела. Но коричневение происходит также и при других внешних стрессах: раковая кахексия, серьезные ожоги, физические упражнения и так далее.
По указанной выше цепочке активируется термогенин (UCP1). Клетки начинают запасать жир и сжигать его для производства тепла. Появляется больше митохондрий и становится больше жировых капель. Висцеральный жир гораздо хуже подвергается «коричневению», чем подкожный белый.
Круговорот жиров
Важно понимать, что именно при воздействии стресса (допустим, холода) бурый жир становится термогенным, белый жир превращается в бежевый (брайт). В отсутствии стимула бурый и бежевый жир начинают напоминать белый.
Рисунки 5. Конверсии видов жира друг в друга при наличии/отсутствии внешнего стимула (в частности холода).
Факторы, влияющие на активацию бурого и бежевого жира
Эндогенные факторы, связанные непосредственного с холодом
Рисунок 6. Эндогенные факторы, влияющие на активацию бурого/бежевого жира. Нейроны и макрофаги выделяют ноадреналин; сердце выделяют натрийуретические пептиды; печень и буржый жир выделяют FGF21; мышцы выделяют ирисин; щитовидка Т4, который конвертируется в Т3; бурый жир выделяет bmp8 b и vegf, который усиливает термогенную функцию в автокринной манере. Орексин и Bmp7 способствуют образованию бурого жира, хотя их клеточный источник неизвестен;
Эти и другие факторы важны скорее для исследователей, ищущих способы фармацевтической активации бурого жира. Испытания β3-AR агонистов пока не принесли ожидаемого результата на людях. Для нас важнейшим активатором остается холод, который кроме всего прочего способствует росту кровяных сосудов в жировой ткани, что способствует доставке кислорода и термообмену.
Для дальнейшей работы с литературой неплохо запомнить транскрипторный коактиватор PCG-1α, который напрямую связан с биогенезом митохондрий и является центральным транскрипторным эффектором адренергической (стрессовой) активации термогенных адипоцитов.
PPAR-γ рецепторы, которые играют роль в адипогенном механизме.
FGF21 фактор будет встречаться в литературе по метаболическому здоровью (в частности по диабету), этот фактор влияет на улучшение чувствительности инсулину, поглощение глюкозы периферийными клетками, снижает вес.
Найтрийуретические пептиды снижают объем крови, давление, способствуют выделению натрия почками, способствуют липолизу. Логично предположить, что между кардиомиоцитами и жировой тканью должен быть диалог для защиты сердечной мышцы во время холода.
Сильно озабоченным стоит погуглить факторы KLF11, PRDM16, EBF2, ось EWS/YBX1/BMP7, IRF4, ZFP516 или почитать о них по ссылке ниже .
Все вышеописанные факторы модулируются холодом, а также фармакологическим вмешательством. Поэтому с практической точки зрения на них не стоит тратить слишком много времени.
Экзогенные факторы, хорошо дополняющие холод
Симпатическая стимуляция β3-адренергических рецепторов больше важна для преобразования белого жира в бежевый (или активации бежевого), чем для бурого.
- Капсаицин (жгучий перец) – стимуляция β3-AR;
- Рыбий жир (омега-3);
- Физические нагрузки;
- Высокожировая диета.
Острый перец и нагрузки – это дополнительный стресс, с этим на уровне формальной логики все ясно.
Ким и коллеги пишут, что рыбий жир активирует симпатическую нервную систему, увеличивает потребление кислорода (читайте оксидацию жиров) и ректальную температуру с активацией β3-AR и термогенина (UCP1). Как любитель мяса хочу заметить, что жиры говядины травяного (читайте ДГК, омега-3) откорма и зернового (омега-6, ненасыщенные жирные кислоты) очень сильно отличаются не только на вкус, но и цвет. При травяном откорме жир бурый, при этом от текстурно хоть и не такой нежный, как его менее здоровый собрат, но значительно вкуснее. Жир же зернового откорма белый.
Фармакологические экзогенные средства я не хочу рассматривать по двум причинам: научная сторона пока не пришла к гарантированно рабочим решениям и есть проверенные и действенные средства, не требующие фарм-поддержки.
Кетогенная диета и бурый жир
Загрузка...