Taukaudi , ko sauc arī taukaudu ir saistaudi ar vaļēju tipa šūnu veidojas sauc adipocītos kopā ar starpšūnu savienojumus. Tajā ir lielākās degvielas rezerves no visiem dzīvnieku audiem.
Vidējam cilvēkam ķermeņa tauku taukaudos ir pārtikas rezerves, kas sasniedz līdz 40 dienām. Šī enerģijas rezerve tiek uzkrāta triglicerīdu veidā.
Taukaudi (Avots: OpenStax koledža, izmantojot Wikimedia Commons)
Adipocīti vai lipocīti tiek nosaukti tāpēc, ka citosolos tie satur lipīdus un taukskābes. Tiek lēsts, ka vairāk nekā 90% šo šūnu sastāv no lipīdiem, galvenokārt triglicerīdu formā.
Taukaudu galvenā fizioloģiskā funkcija ir uzturēt brīvo taukskābju līmeni asinīs, jo tas nodrošina organisma pastāvīgu piegādi ar oksidējamiem substrātiem šūnu elpošanai un citiem vielmaiņas procesiem.
Visas taukskābes, kas sintezētas aknās vai absorbētas gremošanas sistēmā, tiek asimilētas un saglabātas triglicerīdu formā tauku audos adipocītos.
Uzglabājot kalorijas triglicerīdu veidā, ķermenim ir labāka enerģijas raža nekā tad, ja tas tiktu uzglabāts olbaltumvielu un ogļhidrātu veidā.
Ogļhidrātu un olbaltumvielu oksidēšana rada aptuveni 4 Kcal / g, bet taukskābju oksidēšana rada 9 Kcal / g. Turklāt olbaltumvielu un ogļhidrātu uzglabāšanai šūnā ir nepieciešams uzkrāt intracelulāru ūdeni, savukārt triglicerīdi var aizņemt apmēram 90% no adipocītu tīrā svara.
Vispārīgais raksturojums
Taukaudus veido kopā savienoti adipocīti. Katrs adipocīts ir lieliski pielāgots taukskābju uzglabāšanai unikālu triglicerīdu pilienu veidā citosolā.
Adipocīti ir ļoti specializētas šūnas tik daudz, ka tās pilda trīs funkcijas: (1) uzkrāj enerģiju, (2) atbrīvo enerģiju un endokrīnās vielas un (3) informē centrālo nervu sistēmu, cik kaloriju tiek glabāts.
Pieauguša cilvēka vidējā auguma un svara ķermenī ir no 25 līdz 30 triljoniem adipocītu. Tomēr šis skaitlis ir jutīgs pret cilvēka svara pieaugumu, jo pēc svara pieauguma palielinās adipocītu lielums un skaits organismā.
Taukaudu histoloģiskā sadaļa (Avots: Ganymede caur Wikimedia Commons)
Visi taukaudi ir ļoti vaskulāri, tas ļauj tiem efektīvi pakļauties straujām metabolisma izmaiņām organismā. Turklāt asins plūsma ir lielāka taukaudos nekā atpūtas skeleta muskuļos.
Taukaudu izcelsme ir mezenhimāli, tas ir, tie rodas no embrija audiem. Adipocīti rodas no pluripotenciālas mezenhimālas prekursora šūnas.
Šī pluripotenciālā šūna vispirms diferencējas adipoblastā, vēlāk preadipocītos un visbeidzot adipocītos. Jaunie diferencētie adipocīti izskatās kā fibroblasti un laika gaitā nobriest un iegūst adipocītiem raksturīgo fermentatīvo aparātu.
Taukaudi dzīvnieku ķermenī ir sadalīti vairākās vietās dermā, zemādas, videnes, mezenteriskā, perigondalā, perirālā un retroperitoneālā līmenī. Zīdītājiem to var atrast divos dažādos veidos: baltajos taukaudos un brūnajos taukaudos. Abiem taukaudu veidiem ir izteiktas atšķirības starp tiem - gan morfoloģiski, gan izplatībā, kā arī ģenētiski un funkcionāli.
Iespējas
Daudzus gadus tika uzskatīts, ka vienīgā un galvenā taukaudu funkcija bija lipīdu uzkrāšana pēc pārmērīga enerģijas patēriņa; papildus ar enerģiju bagātu substrātu nodrošināšanai, kad tas nepieciešams citiem ķermeņa orgāniem.
Tomēr dažus gadus tika konstatēts, ka taukaudiem ir arī svarīga aktīva sekrēcijas funkcija dzīvnieku ķermenim. Tāpēc taukaudi tagad tiek uzskatīti arī par endokrīnajiem audiem.
Mūsdienās taukaudi tiek uzskatīti par enerģijas uzkrāšanas “kapteiņiem” lipīdu veidā, un, pateicoties olbaltumvielu faktoru, ko sauc par adipokīniem, sekrēcijai, tie ir spēcīgs daudzu citu procesu regulators.
Starp procesiem, ko regulē taukaudi, ir enerģijas metabolisms, iekaisumi un patofizioloģiskas izmaiņas, piemēram, vēzis un infekcijas slimības.
Daudzi zinātnieki saista audzēja nekrozes faktora sekrēciju ar taukaudiem ar nikno aptaukošanās un 2. tipa diabēta palielināšanos.
Taukaudu endokrīnās funkcijas ir tik svarīgas ārstiem, ka viņi domā, ka vairumā gadījumu aptaukošanās izraisa taukaudu darbības traucējumus un tas izraisa daudzas no vielmaiņas un sirds un asinsvadu slimībām, kas saistītas ar šo stāvokli.
Daudziem dzīvniekiem taukaudi ir aizsargājošs mehānisms pret mehāniskiem triecieniem un izolators pret ārkārtējiem aukstuma apstākļiem. Jūras dzīvniekiem, piemēram, roņiem, ir lieli taukaudu slāņi, lai siltinātu sevi no apkārtējās vides aukstuma.
Morfoloģija
Lielākajā daļā dzīvnieku taukaudi ir adipocītu savienojums, ko ar citiem audiem norobežo kolagēna šķiedras. Mazākā mērā tiek atrastas asinsvadu stromas šūnas.
Šajās asinsvadu stromas šūnās ietilpst fibroelastiskās saistaudu šūnas, dažas balto asins šūnas, makrofāgi un preadipocīti. Pēdējie gaida piepildījumu ar triglicerīdiem, lai pārveidotos par nobriedušiem adipocītiem.
Atkarībā no to morfoloģijas taukaudos var atšķirt divu veidu adipocītus, unilokulāros un multilokulāros adipocītus. Unilokļi satur vienu pilienu triglicerīdu, kas saspiež šūnas kodolu pret šūnas plazmas membrānu.
Šīm šūnām, ja tās novēro mikroskopā, ir gredzena forma un tās ir raksturīgas baltajiem taukaudiem, to izmērs ir no 25 līdz 200 mikroniem. Šo šūnu mitohondriji atrodas citosola robežas biezākajā daļā, netālu no kodola.
No otras puses, multikulārie adipocīti parasti atrodas brūnajos taukaudos un satur daudz mazu lipīdu pilienu, kas izkliedēti citosolā. Šīs šūnas var sasniegt ne vairāk kā 60 mikronus; savukārt lipīdu pilieni var būt lielāki par 25 mikroniem.
Sastāvs
Brūno taukaudu "brūnā" krāsa ir saistīta ar palielinātu mitohondriju vaskularizāciju un iesaiņojumu. Turpretī baltos taukaudus praktiski veido tīri lipīdi ar 90–99% triglicerīdu daudzumu.
Neliels daudzums brīvo taukskābju, piemēram, diglicerīdi, holesterīns, fosfolipīdi, kā arī neliels daudzums holesterīna esteru un monoglicerīdu ir atrodams arī adipocītos, kas veido baltos taukaudus.
Turklāt baltie taukaudi nav tik vaskulāri kā brūnie taukaudi, bet katrs baltajos taukaudos esošais adipocīts ir saskarē ar vismaz vienu asins kapilāru.
Visu adipocītu lipīdu sajaukumu veido gandrīz 90% no sešām taukskābēm, proti: miristīnskābes, palmitīnskābes, palmitoleic skābes, stearīnskābes, oleīnskābes un linolskābes.
Tomēr taukaudu taukskābju sastāvs mainās atkarībā no uztura sastāva. Atlikušo taukaudu svaru veido ūdens 5 līdz 30% un olbaltumvielas 2–3% no atlikušā sastāva līdz lipīdiem.
Veidi
Kā minēts iepriekš, pastāv divu veidu taukaudi, balti taukaudi un brūni taukaudi.
Balti taukaudi
Tas ir ķermeņa enerģijas rezervuārs par excellence, tas ir atrodams daudz lielākā daudzumā nekā brūnie taukaudi, un tas zem ādas tiek izplatīts gandrīz visā dzīvnieku ķermenī.
Balti taukaudi attēlo ļoti dinamiskus audus. Tas, atkarībā no indivīda enerģijas vajadzībām, spēj noārdīt vai uzglabāt triglicerīdus lipīdu pilienu veidā.
Balto taukaudu izplatība cilvēka ķermenī (Avots: Cook, A. un Cowan, C., Adipose (2009. gada 31. marts), StemBook, ed. Cilmes šūnu pētniecības kopiena, StemBook, doi / 10.3824 / stembook.1.40. 1, http://www.stembook.org. Izmantojot Wikimedia Commons)
Turklāt balti taukaudi ir svarīgs mehānisks atbalsts tādu orgānu kā nieres un acis novietošanai. Tas darbojas arī kā elastīgs amortizators vietās, kas pakļautas lielam mehāniskai slodzei, piemēram, pēdu zolēm un plaukstām.
Var redzēt, ka baltie taukaudi ir sadalīti divās daļās, nobriedušos taukaudos un stomātos taukaudos. Pēdējā ir daudz imūno šūnu, piemēram, makrofāgi un limfocīti, endotēlija šūnas un fibroblasti.
Baltie taukaudi nav vienmērīgi izkliedēti visā ķermenī, katra tauku depozīta sastāvs, mikrovaskularizācija, nervu inervācija, vielmaiņas īpašības, ārpusšūnu sastāvs un izdalīto adipokīnu daudzums atšķiras.
Tieši baltajos taukaudos tiek sintezēti vairāki hormoni, kuriem ir svarīga loma metabolismā un endokrīnajā sistēmā. Daži no šiem hormoniem ir adiponektīns, leptins un rezistīns, kas visi ir iesaistīti enerģijas metabolismā.
Brūnie taukaudi
Brūnie taukaudi ir specializējušies tādu dzīvnieku termoģenēzē, kuri spēj uzturēt sava iekšējā ķermeņa temperatūru vairāk vai mazāk nemainīgu (homeotermas), veicot taukskābju hidrolīzi un oksidāciju adipocītu iekšienē.
Šie audi biežāk sastopami jaundzimušajiem dzīvniekiem, un tā vietā, lai uzkrātu enerģiju, tie tos patērē siltuma radīšanai. Cilvēkiem, zīdaiņiem kļūstot vecākiem, brūno taukaudu procentuālais daudzums organismā samazinās.
Tomēr dažiem dzīvniekiem, it īpaši dzīvniekiem, kuri dzīves laikā iziet ziemošanu, brūnie taukaudi ir sastopami pieaugušos organismos, un tiem ir liela nozīme viņu izdzīvošanā.
Brūnie taukaudi (Avots: Lucasmcorso, izmantojot Wikimedia Commons)
Šo dzīvnieku piemērs ir brūnie un melnie lāči, kuri pirms ziemas ēd liekos taukus, lai lipīdus uzkrātu brūnajos taukaudos. Hibernācijas laikā ķermeņa temperatūra pazeminās un vielmaiņa palēninās.
Lai pamostos no šī stāvokļa, brūnie taukaudi sāk patērēt lipīdus un izdalīt siltumu. Šī siltuma izdalīšanās liek indivīdam pamosties un izkļūt no miega stāvokļa.
Brūniem taukaudiem ir sarkana vai brūna krāsa, tas ir, tie ir vairāk vai mazāk brūni. Tas ir saistīts ar bagātīgo vaskularizāciju un palielinātu mitohondriju klātbūtni adipocītos. Šīs mitohondrijas var atšķirties pēc lieluma un formas.
Atsauces
- Coelho, M., Oliveira, T., un Fernandes, R. (2013). Taukaudu bioķīmija: endokrīns orgāns. Medicīnas zinātnes arhīvs: AMS, 9 (2), 191.
- Lī, YH, Mottillo, EP, un Granneman, JG (2014). Taukaudu plastika no WAT līdz BAT un starp tām. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - slimības molekulārais pamats, 1842 (3), 358-369.
- Marcela, RJ (2012). Taukaudu bioloģiskās īpašības: adipocīts kā endokrīnā šūna. Las Condes klīniskais medicīnas žurnāls, 23. (2), 136–144
- Ščere, PE (2006). Taukaudi: no lipīdu uzkrāšanas nodalījuma līdz endokrīnajam orgānam. Diabēts, 55 (6), 1537-1545.
- Trayhurn, P. (2007). Adipocītu bioloģija. Aptaukošanās apskati, 8, 41-44.
- Villarroya, F., Cereijo, R., Villarroya, J., & Giralt, M. (2017). Brūnie taukaudi kā sekrēcijas orgāns. Dabas apskats Endokrinoloģija, 13 (1), 26.