Țesutul adipos, tipuri și funcții

Farmacist Anca Ungurianu,

Asistent Universitar, Catedra de Biochimie,

Facultatea de Farmacie, UMF „Carol Davila” București

Rezumat:

La nivel global se înregistrează o adevărată epidemie de obezitate, din ce în ce mai expuși fiind copiii și adolescenții. Indivizii supraponderali și obezi prezintă un risc crescut de dezvoltare a maladiilor cronice, precum și a celor cardiovasculare, a diabetului zaharat de tip 2, osteoartritei sau diferitelor tipuri de cancer. În general, țesutul adipos este văzut ca simplu depozit energetic, însă în funcție de tipul și localizarea sa are importante implicații metabolice. Rolurile de protector, atât termic, cât și mecanic, și secretor sunt îndeplinite de către țesutul adipos alb, acesta având implicații majore în apariția și dezvoltarea afecțiunilor cardiometabolice. Pe de altă parte, țesutul adipos brun contribuie la menținerea temperaturii corporale normale, consumând depozitele lipidice adipocitare pentru termogeneză. Înțelegerea mecanismelor ce stau la baza dezvoltării și funcționării normale a țesutului adipos este importantă pentru stabilirea unor strategii de prevenire și tratare a obezității.

Cuvinte-cheie: obezitate, țesut adipos, afecțiuni cardiometabolice

Abstract:

Globally, there is a real epidemic of obesity, with increasing numbers among children and teenagers. Overweight and obese individuals are at risk of developing chronic illnesses, such as cardiovascular diseases, type 2 diabetes mellitus, osteoarthritis or various types of cancer. Generally, adipose tissue is seen as an energy deposit, but according to type and body positioning it has different metabolic implications. Its protective and secretive roles are characteristic to white adipose tissue, contributing to the development of cardiometabolic diseases. On the other hand, brown adipose tissue is involved in maintaining normal body temperature using lipid deposits for thermogenesis. Understanding the mechanisms involved in the normal development and functioning of adipose tissue is important for establishing obesity prevention and treatment strategies.

Keywords: obesity, adipose tissue, cardiometabolic diseases

Potrivit Organizației Mondiale a Sănătății, epidemia globală de obezitate este în creștere, aceasta fiind considerată factor de risc pentru alte afecțiuni metabolice precum dislipidemia, hipertensiunea arterială, diabetul zaharat de tip 2, infarctul de miocard, diverse tipuri de cancer. Mai mult, un număr tot mai mare de copii și adolescenți sunt supraponderali sau obezi, cu consecințe importante în viața adultă, întrucât indivizii cu un istoric de obezitate în copilărie prezintă un risc crescut de dezvoltare a maladiilor cardiometabolice [1-5].

Obezitatea este o stare a organismului rezultată din apariția unui dezechilibru între aportul de energie și consumul acesteia prin metabolism bazal, activitate fizică și termogeneză. Aportul alimentar excesiv conduce la hipertrofia țesutului adipos, adesea însoțită de instalarea rezistenței la insulină și alte modificări metabolice importante [1,3].

Distribuția țesutului adipos diferă între cele două sexe. Bărbații prezintă o acumulare a acestuia, preponderent la nivelul trunchiului – distribuție tip android, așa numita formă „măr”, pe când femeile prezintă o dispunere a țesutului adipos în partea inferioară a corpului – distribuție tip ginoid, forma „pară”. Cu toate acestea, în funcție de predispoziția genetică, se pot întâlni distribuția de tip ginoid la bărbați sau android la femei [4,6].

Dezvoltarea țesutului adipos are loc la nivelul zonelor de țesut conjuctiv lax, precum straturile subcutanate dintre derm și mușchi, însă există și depozite specifice la nivelul cordului, rinichilor sau altor organe interne. Este cunoscut faptul că țesutul adipos nu este omogen, conturându-se diferite particularități metabolice în funcție de localizarea acestuia [2,5].

Tipurile de țesut adipos

Țesutul adipos este eterogen și se pot distinge două tipuri: țesutul adipos alb (white adipose tissue – WAT) și țesutul adipos brun (brown adipose tissue – BAT), cu funcții diferite, al căror echilibru este esențial pentru menținerea homeostaziei energetice [1,2,6].

Țesutul adipos alb (WAT) este principalul depozit de stocare al organismului, funcțiile sale fiind lipogeneza și lipoliza, controlând depozitarea carbohidraților și acizilor grași sub formă de trigliceride și degradarea acestora cu eliberarea acizilor grași în circulația sangvină. Adipocitele WAT au aproape tot volumul celular ocupat de lipide, cu nucleul și restul organitelor dispuse periferic, prezentând un număr redus de mitocondrii. De asemenea, el acționează drept izolator termic, conferă protecție mecanică și secretă molecule implicate în reglarea mai multor procese metabolice și inflamatorii [1-3,5,6].

Acest țesut este format din mai multe tipuri de celule, peste 90% fiind adipocite, restul fiind celule endoteliale, fibroblaști, macrofage, monocite, pre-adipocite sau celule stem. Afectarea funcționării normale a țesutului adipos, întâlnită în stări precum obezitatea, poate conduce la modificarea compoziției acestuia, celulele non-adipocitare ajungând să aibă o proporție de până la 50%. Numărul de adipocite mature format în copilărie și adolescență rămâne constant, variația ulterioară a volumului țesutului adipos este dată de creșterea sau scăderea depozitelor de trigliceride de la acest nivel [5].

În mod normal, WAT se găsește la nivelul trunchiului și subcutanat, însă și intramuscular, periarticular, retroorbital sau perivascular. Adipozitatea viscerală este strâns legată de inflamație, rezistență la insulină și diabet zaharat de tip 2, însă cea de la nivel subcutanat este mai puțin implicată în procesele inflamatorii, având o susceptibilitate mai mare la „brunificare”. De asemenea, țesutul adipos perivascular prezintă același profil proinflamator similar celui visceral [1,4,6].

Spre deosebire de adipocitele WAT, cele ale țesutului adipos brun (BAT) sunt bogate în mitocondrii, fiind implicate în menținerea temperaturii normale a corpului prin termogeneză, consumând acizii grași pentru a produce căldură [1-2,5,6]. La naștere, BAT se găsește la nivelul gâtului, supraclavicular, paravertebral și în jurul vaselor de sânge, treptat fiind înlocuit cu WAT [2,5]. Termogeneza determinată de acesta este esențială pentru nou-născuți, însă organismele adulte prezintă mai multe modalități prin care își mențin temperatura corpului [1,2].

Cu toate acestea, s-a demonstrat existența BAT și la adulți, fiind evidențiată în regiunea cervicală, supraclaviculară, periaortică sau perirenală, iar funcția termogenică a acestuia ar putea fi utilizată în terapia obezității [3,7]. Însă scăderea depozitelor adipoase au drept consecință scăderea nivelurilor serice de leptină, adipokină implicată în homeostazia țesutului gras. Acest lucru determină o scădere a activității tiroidiene și simpatice, atrăgând după sine o scădere a ratei metabolice și o tendință la recâștigare a greutății pierdute. Deși s-a demonstrat că activitatea BAT poate fi influențată farmacologic sau comportamental, există semne de întrebare privind utilitatea sa pentru scăderea greutății. Creșterea activității acestuia pare a fi mai potrivită pentru menținerea greutății atinse prin intermediul altor metode de scădere în greutate, farmacologice sau de modificare a stilului de viață, contracarând adaptarea metabolică ce survine în urma pierderii în greutate marcate [3].

Recent, a fost descris și țesutul adipos bej, care nu are o localizare specifică, spre deosebire de WAT sau BAT, deoarece formarea sa este inductibilă. Acesta provine din WAT sub influența mai multor stimuli, proces numit „brunificarea” țesutului adipos alb [5]. În studiile pe șobolani, s-a arătat că adipocitele suferă modificări în funcție de nevoile fiziologice ale organismului, transformarea fiind mediată de sistemul nervos simpatic. Astfel, adipocitele albe pot fi transformate în adipocite brune prin expunerea la frig, transformarea inversă fiind de asemenea posibilă, evidențiată în cazul animalelor hrănite cu o dietă bogată în grăsimi [1,3,5]. La oameni, expunerea la frig este legată de o creștere a țesutului adipos brun, însă lunile de vară, sexul masculin, perturbarea activității tiroidiene, indicele de masă corporală crescut și diabetul zaharat sunt factori asociați cu o scădere a acestuia. Promovarea „brunificării” țesutului adipos alb este asociată cu sporirea consumului de energie și cu protejarea împotriva obezității. Mai mult, s-a găsit o legătură între expresia unei proteine cheie implicate în termogeneza din BAT și nivelurile serice ale trigliceridelor și HDL-colesterolului, indicând influența țesutului adipos brun asupra lipdelor serice [1,3,8,9].

Nivelul țesutului adipos brun scade cu vârsta, găsindu-se peste 50% dintre participanții unui studiu cu vârste între 20 și 30 de ani BAT-pozitivi, procentul scăzând sub 10% la indivizii peste 50 de ani. Mai mult, parametrii utilizați pentru caracterizarea adipozității, precum indicele de masă corporală, adipozitatea totală sau viscerală nu au suferit modificări semnificative odată cu înaintarea în vârstă la indivizii BAT-pozitivi, spre deosebire de cei BAT-negativi, la care s-au înregistrat creșteri semnificative ale acestor markeri [3,10].

Funcțiile și dinamica țesutului adipos

Funcțiile clasice ale țesutului adipos sunt cele de protecție mecanică, izolare termică și de depozitare a rezervelor energetice ale organismului [2]. În timpul perioadelor de alimentare, excesul este depozitat în adipocite sub formă de trigliceride, iar în timpul perioadelor de post sau de reducere a alimentării, rezervele de lipide sunt mobilizate, ajungând la ficat, mușchi sau la țesutul adipos brun [1,2,6].

Pe lângă rolurile clasice, țesutul adipos prezintă și o importantă funcție endocrină, fiind sediul sintezei mai multor molecule biologic active precum hormonii steroizi (estrogeni, testosteron, progesteron) sau adipokinele (leptina, adiponectina, rezistina etc.) [2,5]. Cantitatea de hormoni steroizi produsă este neglijabilă având în vedere nivelurile serice normale ale acestora, însă ei induc efecte paracrine, acționând asupra celulelor apropiate. Mai mult decât atât, în cazul indivizilor obezi sau postmenopauză/andropauză, sinteza hormonilor steroizi la nivel adipocitar poate determina și efecte endocrine, influențând semnificativ concentrațiile sangvine ale acestora [5].

Adipokinele sunt molecule sintetizate la nivelul țesutului adipos cu rol reglator asupra proceselor metabolice. Prin adipokine, țesutul adipos interacționează cu diverse organe, precum ficatul, creierul sau cu sistemul imunitar [2,6]. Dintre acestea, leptina este numită „hormonul sațietății” și grelina „hormonul foamei”, fiind implicate în reglarea apetitului, iar adiponectina este implicată în reglarea sensibilătății la glucoză și oxidarea acizilor grași, pe când visfatina prezintă o activitate de tip insulină (Tabel I) [5].

Creșterea aportului alimentar determină și o modificare a secreției de adipokine, sinteza acestora diferă la indivizii normoponderali față de cei supraponderali sau obezi, stabilindu-se o legătură între adipozitatea în exces și dezvoltarea maladiilor metabolice ce includ dislipidemia, rezistența la insulină, diabetul de tip 2 sau sindromul metabolic [2,5].

Tabel I. Adipokine secretate de către țesutul adipos alb și principalele lor funcții [2,6]

Moleculă secretată Implicații metabolice
Lipoprotein lipază Metabolism lipidic
Proteina de tranfer a esterilor colesterolului (cholesterol ester transfer protein – CETP)
Lipaza hormon-senzitivă
Apolipoproteina E
Estronă Sistemul hormonal
Estradiol
Testosteron
Adiponectină Reglarea sensibilității la insulină și a proceselor inflamatorii
Rezistină
TNFα
Visfatină
Omentină Reglarea sensibilității la insulină
Vaspină
Leptină Controlul apetitului și a dezvoltării țesutului adipos
Neuropeptid Y Proliferarea pre-adipocitelor
Angiotensinogen Homeostazie vasculară
Angiotensină II
Enzima de conversie a angiotensinei
Moleculă inhibitoare a activatorului plasminogenului (plasminogen activator inhibitor – PAI 1)
Peptid natriuretic
Factor B Componente ale sistemului complement
Factor C
Factor D
Eicosanoizi (prostaglandinele E2 și I2) Homeostazie vasculară, inflamație
Proteina C reactivă Reglarea proceselor inflamatorii
Interleukine (IL-1β, IL-4, IL-6, IL-10)
Factorul de creștere endotelială Angiogeneză
Factorul de creștere a fibroblaștilor

Pe lângă efectele lor endocrine, adipokinele prezintă și efecte para/autocrine, influențând dezvoltarea adipocitară. Acestea pot influența distribuția grăsimilor, funcțiile adipocitare și extinderea țesutului adipos alb. Mai mult, moleculele sintetizate de adipocite sau de alte celule din țesutul adipos, cum ar fi macrofagele, pot influența tensiunea arterială, sistemul imunitar, metabolismul lipoproteinelor serice, homeostazia vasculară, angiogeneza sau metabolismul carbohidraților [2,4].

Dezvoltarea țesutul adipos este controlată de mai mulți factori genetici, de mediu sau farmacologici, fiind un proces bine reglat ce nu depinde strict numai de comportamentul alimentar. Cu toate acestea, este sensibil la modificările nutriționale, nivelurile insulinei influențându-i activitatea, și la cele nervoase, răspunzând stimulării adrenale. Astfel, țesutul adipos intervine în reglarea comportamentului alimentar și a consumului de energie, fiind implicat în menținerea homeostaziei energetice [1,2,6].

Depășirea capacității de stocare adipocitare determină stocarea nutrienților la nivelul altor organe (ficat, mușchi, inimă sau pancreas). În mod fiziologic, acestea nu sunt pregătite pentru stocarea lipidelor și astfel pot să apară reacții toxice. Afectarea organului depinde de durata excesului alimentar și de capacitatea de adaptare a acestuia privind transportul și stocarea grăsimilor. Dintre tipurile de lipide, trigliceridele sunt considerate a avea lipotoxicitatea cea mai mare. Nivelul seric al acestora este un bun indicator al excesului de lipide ce trebuie procesat și stocat la nivelul ficatului. Acumularea acestora la nivel hepatic și muscular este corelată cu apariția rezistenței la insulină. Astfel, pe lângă rolul de depozitare a lipidelor, țesutul adipos joacă un rol important și în metabolismul glucozei. Scăderea preluării glucozei de către adipocite sub influența insulinei și modificare a producției de adipokine ca efect al supraalimentării, pot conduce la scăderea sensibilității la glucoză și instalarea rezistenței la insulină [2].

Rezistența la insulină este un factor cheie în dezvoltarea patologiilor metabolice la indivizii obezi, întrucât aceasta este implicată în dezvoltarea dislipidemiei, cu apariția unui profil protrombotic și proinflamator. Relația dintre obezitate și maladiile cardiometabolice este una complexă, 10-40% dintre pacienții obezi sunt în limite normale din punct de vedere al valorilor tensiunii arteriale, sensibilității la insulină și profilului lipidic, iar multe modificări metabolice legate de obezitate sunt întâlnite și la indivizii cu un indice de masă corporală normal. Astfel, adipozitatea, și nu indicele de masă corporală, poate fi un parametru mai fidel de apreciere a riscului metabolic. Mai mult decât atât, distribuția țesutului adipos este foarte importantă [5].

Țesutul adipos poate fi împărțit în trei tipuri, în funcție de localizare sa. Astfel, există un țesut gras visceral (intraperitoneal) și două tipuri de țesut adipos subcutanat, distribuit în partea superioară sau în partea inferioară a corpului [11].

Țesutul gras de la nivel abdominal se găsește în mare parte la nivel visceral în cazul bărbaților și subcutanat în cazul femeilor. Cel mai adesea, grăsimea viscerală are consecințe metabolice nefaste [11]. Cu toate acestea, disfuncția țesutului adipos subcutanat de la nivel abdominal este corelată cu dezvoltarea rezistenței la insulină și cu dezechilibrele metabolice [4]. Adipocitele subcutanate disfuncționale sunt caracterizate de inflamație, hipertrofie indusă de supraalimentare alături de o diminuare a adipogenezei și de o capacitate angiogenică scăzută. Astfel, țesutul devine incapabil să se dezvolte normal și să își îndeplinească funcția de stocare, lipidele fiind trimise către alte țesuturi (ficat, mușchi, inimă), determinînd o scădere a preluării de glucoză și perturbând procese metabolice normale [4,5]. Pe de altă parte, țesutul adipos subcutanat din partea inferioară a corpului prezintă un efect protector, existând diferențe funcționale semnificative față de grăsimea de la nivel abdominal. Depozitele adipoase crescute la acest nivel fiind asociate cu un profil cardiometabolic pozitiv și cu un risc scăzut de dezvoltare a afecțiunilor metabolice asociate obezității [4,11].

În concluzie, țesutul adipos este mult mai complex decât este considerat în mod obișnuit, acesta având implicații metabolice importante. Dezvoltarea tipurilor de țesut adipos și distribuția acestora la nivelul organismului sunt controlate de factori genetici, farmacologici și mai ales de stilul de viață, iar perturbarea funcției adipocitare normale duce la o creștere a riscului de dezvoltare a afecțiunilor metabolice cronice.

Bibliografie:

1. Fenzl A, Kiefer FW. Brown adipose tissue and thermogenesis. Horm Mol Biol Clin Investig. Jul;19(1):25-37.

2. Sethi JK, Vidal-Puig AJ. Thematic review series: adipocyte biology. Adipose tissue function and plasticity orchestrate nutritional adaptation. J Lipid Res. 2007 Jun;48(6):1253-62.

3. Chechi K, Nedergaard J, Richard D. Brown adipose tissue as an anti-obesity tissue in humans. Obes Rev. Feb;15(2):92-106.

4. Patel P, Abate N. Body fat distribution and insulin resistance. Nutrients. Jun 05;5(6):2019-27.

5. Lapeire L, Denys H, Cocquyt V, De Wever O. When fat becomes an ally of the enemy: adipose tissue as collaborator in human breast cancer. Horm Mol Biol Clin Investig. Jul;23(1):21-38.

6. Esteve Rafols M. Adipose tissue: cell heterogeneity and functional diversity. Endocrinol Nutr. Feb;61(2):100-12.

7. Ouellet V, Labbe SM, Blondin DP, Phoenix S, Guerin B, Haman F, et al. Brown adipose tissue oxidative metabolism contributes to energy expenditure during acute cold exposure in humans. J Clin Invest. Feb;122(2):545-52.

8. Ouellet V, Routhier-Labadie A, Bellemare W, Lakhal-Chaieb L, Turcotte E, Carpentier AC, et al. Outdoor temperature, age, sex, body mass index, and diabetic status determine the prevalence, mass, and glucose-uptake activity of 18F-FDG-detected BAT in humans. J Clin Endocrinol Metab. Jan;96(1):192-9.

9. Orava J, Nuutila P, Lidell ME, Oikonen V, Noponen T, Viljanen T, et al. Different metabolic responses of human brown adipose tissue to activation by cold and insulin. Cell Metab. Aug 03;14(2):272-9.

10. Yoneshiro T, Aita S, Matsushita M, Okamatsu-Ogura Y, Kameya T, Kawai Y, et al. Age-related decrease in cold-activated brown adipose tissue and accumulation of body fat in healthy humans. Obesity (Silver Spring). Sep;19(9):1755-60.

11. Grundy SM. Adipose tissue and metabolic syndrome: too much, too little or neither. Eur J Clin Invest. Nov;45(11):1209-17.

Cuvinte-cheie: , , ,