Otužovanie a hnedý tuk

préjsť na článok >> moja účasť na výskume hnedého tuku

Hnedý tuk v anglickom jazyku Brown Fat, alebo odborne Brown Adipose Tissue BAT je druh tukového tkaniva. Delí sa na dva druhy a to na Hnedý tuk a Béžový tuk, alebo v angličtine Brite/Beige fat bAT. Rozdiel medzi BAT a bAT je v tom že zatiaľ čo BAT sa začal vyvíjať už v embriálnom štádiu z tej istej bunky ako svaly, bAT sa nachádza roztrúsený v bielom tuku z ktorého aj vzniká. Predpokladá sa, že u dospelého človeka sa nachádza skôr bAT ako BAT.  BAT sa  nachádza u novorodencov a počas dospievania sa vytráca. Farbu hnedému tuku dáva obsah železa v mitochondriách. Na rozdiel od bieleho tuku, ktorý obsahuje iba málo mitochondrií a jednu tukovú kvapku, hnedý tuk obsahuje viacej mitochondrií a viac tukových kvapiek. Hnedý tuk obsahuje aj viac krvných vlásočníc, ktoré BAT zásobujú kyslíkom a živinami a prenášajú teplo vytvorené tukom po tele.


bAT - béžový tuk - je rozmiestnený všade v oblastiach kde sa nachádza klasický biely tuk WAT.

BAT - hnedý tuk - bol objavený na miestach v tele medzi lopatkami, okolo obličiek, na krku, v oblasti nad kľúčnou kosťou a pozdĺž miechy.

Hnedý tuk sa dá zistiť pomocou PET-CT a PET-MRI vyšetreniach.  viac info v článku >> moja účasť na výskume hnedého tuku

Hnedý tuk má v podstate každý človek, niekto ho má veľmi málo a niekto veľa. Aj keď nie je viditeľný pri vyšetrení, BAT bunky určite človek má. BAT je aktivovaný chladom a takisto sa dá chladom aj rozmnožiť. Majú ho ale skôr ľudia s nižším BMI.

Funkcia v tele

Hnedý tuk sa špecializuje na uvoľňovanie chemickej energie vo forme tepla ako obrana proti chladu a nadmerný príjem potravy. Jednoducho mení potravu na teplo. Hnedý tuk vytvára takzvanú netriaškovú termogenézu. Na rozdiel od svalov ktoré vytvárajú energiu za pomoci triašky a takto pomáhajú udržiavať telesnú teplotu organizmu pri podchladení. Najnovšie výskumy ukazujú že hnedý tuk hrá aj dôležitú úlohu pri kontrole biologického procesu udržiavania rovnováhy príjmu a výdaja energie v ľudskom organizme.  Hnedý tuk je aktivovaný chladom. Dlhotrvajúci chlad naše telo berie ako nebezpečie. Takéto nebezpečie potom vyvoláva odpoveď organizmu nazvanú "bojuj alebo uteč" (v anglickom jazyku "fight or flight") riadenú hypotalamom a sympatetickým nervovým systémom SNS.

Proces akým hnedý tuk vytvára teplo je veľmi zložitý. Mitchondrie v BAT bunke vytvárajú teplo za pomoci UCP1 bielkoviny - termogenínu. UCP1 funguje ako protónový kanál alebo prenášač protónov a tým uvoľňuje teplo.

BAT je aktivovaný hypotalamom cez sympatický nervový systém. Proces vytvárania tepla vo vnútri bunky je spustený  keď terminál sympatického nervového systému uvoľní hormón noradrenalín ktorý aktivuje β3-adrenergický receptor v membráne bunky. Nastanú vnutrobunečné procesy ktoré vedú k rozštiepeniu triacylglycerolov /triglycerolov/ na mastné kyseliny.

Vnútrobunečné procesy sú nasledovné: G proteín aktivuje adenylátcyklázu, ktorá katalyzuje premenu adenozíntrifosfát (ATP) na cyklický adenozínmonofosfát (cAMP). cAMP aktivuje proteinkinázu, ktorá aktivuje lipázu a tá konvertuje triacylglzcerol na voľné mastné kyseliny.

Voľné mastné kyseliny potom aktivujú  dýchací reťazec :

Dýchací reťazec sa skladá z dvoch na seba nadväzujúcich procesov a to

1. elektrónový transportný reťazec - vytváranie protónového gradientu a

2. jeho využívanie na tvorbu

        a) chemickej ATP energie pre ďalšie využitie- ATP syntáza alebo

        b) priameho tepla - UCP1 termogenéza.



Elektróny zbierané z oxidovaných foriem sú podávané cez transportný reťazec v procese ktorý poháňa pumpu protónov cez respiračné komplexy I,II,III a IV. Tento reťazec prebieha na vnútornej membráne mitochondrie.

Mastné kyseliny vstupujúce do matrixu mitochondrie sú rozložené cez β-oxidáciu ( alebo pomocou iných dehydrogenačných reakcií v prípade glukózy - glykolýza atď. ) na koenzýmy NADH a FADH2. Tieto potom ďalej v transportnom reťazci odovzdajú vodíky (reoxidácia) a stávajú sa z nich oxidované formy koenzýmov NAD+ a FAD.  Na konci tohoto radu procesov je premena kyslíka na vodu.

Výsledný elektrochemický protónový gradient na vnútornej membráne môže byť uvoľnený dvomi spôsobmi:

1) oxidatívna fosforilácia ako proces tvorby ATP adenozíntrifosfátu využitím protónového gradientu na vnútornej mitochondriálnej membráne.

2) termogenéza pomocou rozpojovacieho proteínu UCP1, ide o tkzvn pretečenie protónov počas ktorého sa uvoľní teplo.