4. MASNO TKIVO Masno tkivo se klasifikuje u specijalizovana vezivna tkiva premda bi se na prvi pogled moglo reći kako ono ne ispunjava neke od kriterijuma koji određuju vezivna tkiva. Naime, adipociti, diferencirane ćelije ovog tkiva, svojim izgledom ni na koji način ne podsećaju na fibroblaste, mastocite ili makrofage, ćelije koje se smatraju karakterističnim za prava vezivna tkiva. U adipocitima su uskladištene rezerve energije u vidu triglicerida. Da ovako magacioniranih jedinjenja bogatih energijom nema, skoro da bi se smelo reći kako bi najveći deo svoje aktivnosti jedinke usmeravale na stalno unošenje hrane. Masno tkivo, međutim, u organizmu ima i druge funkcije oblažući neke unutrašnje organe poput bubrega ili velikih krvnih sudova u trbušnoj duplji, na primer, ono ih pridržava i štiti. U koži, u sloju koji se naziva hipoderm, masno tkivo velikim delom obezbeđuje termičku zaštitu. Valja istaći da masno tkivo inervišu simpatički i parasimpatički neuroni ali na njegovo funkcionisanje utiče i hormonska stimulacija. Masno tkivo se u organizmu javlja u dva oblika u obliku belog, unilokulusnog masnog tkiva i u obliku mrkog, multilokulusnog masnog tkiva. Ove dve vrste masnog tkiva razlikuju se po nekim strukturnim i funkcijskim odlikama, ali i po lokalizaciji i količinskoj zastupljenosti u organizmu. Treba, međutim, istaći da adipociti mogu biti prisutni kao pojedinačne ćelije i u okviru neorganizovanog rastresitog vezivnog tkiva. BELO, UNILOKULUSNO MASNO TKIVO Premda belog masnog tkiva u organizmu ima daleko više od mrkog, njegova količina i lokalizacija zavise od pola, starosti jedinke i od načina ishrane. Osnovnu histološku i citološku odliku ovog tipa masnog tkiva predstavlja prisustvo samo jednog lipidnog tela u diferenciranim funkcionalnim ćelijama, adipocitima (Sl. 4-01 i 4-02). Zato se ono naziva i unilokulusnim masnim tkivom. Oko adipocita prisutno je retikularno vezivno tkivo tako da se između njih susreću retikularni fibrili, poneka retikularna ćelija, mastocit kao i druge ćelije koje odlikuju ovo vezivno tkivo. Prisutni su i kontinuirani kapilari, limfni kapilari i ogranci nerava simpatičkog i parasimpatičkog nervnog sistema (Sl. 4-01). Komponente retikularnog veziva obrazuju septe koje belo masno tkivo dele, doduše ne u potpunosti, na režnjeve, lobuse. Na preparatima posmatranim na svetlosnom mikroksopu adipociti izgledaju kao krupne, pretežno okruglaste ćelije. Najveći deo njihove Masno tkivo 000
Nada M. Šerban zapremine zauzima prazan loptast prostor. Sadržaj lipidnog tela smešten u tom prostoru biva, naime, uklonjen tokom postupka za pripremu preparata. Međutim, ukoliko se primene posebni metodi koji podrazumevaju očuvanje i kasnije specifično bojenje lipida sa, na primer, Sudanom IV, lipidna tela ostaju uočljiva. nervni završetak adipocit kontinuiran kapilar lipidno telo Slika 4-01. Histološke komponente belog masnog tkiva Kako je svedena na uzan polumesečast pojas potisnut na periferiju ćelije, citoplazma adipocita veoma se teško uočava na preparatima posmatranim na svetlosnom mikroksopu, ali je vidljiv spljošten nukleus. I elementi retikularnog vezivnog tkiva se ne uočavaju lako, premda se ipak mogu zapaziti nukleusi retikularnih ćelija kao i po neka eozinofilna ćelija, a eventualno i retki limfociti. Treba, međutim, istaći da su unutar belog masnog tkiva prisutne i ćelije koje po svojim morfološkim odlikama podsećaju na mezenhimske ćelije zvezdolikog su oblika, sa relativno malom količinom bledo obojene citoplazme i ovalnim nukleusom. Ove ćelije se označavaju kao intersticijske ćelije i smatra se da se pod određenom stimulacijom diferenciraju u adipocite. Adipocit belog masnog tkiva Zrela, diferencirana ćelija belog masnog tkiva loptastog je oblika, a prečnik joj se kreće između 50 i 150 µm. Na njenoj površini prisutna je lamina (Sl. 4-02), struktura koja odlikuje većinu stalno nepokretnih ćelija. U ćeliji se uočava jedno lipidno telo velikih dimenzija. U uzanom pojasu citoplazme koji naleže na lipidno telo prisutne su cisterne granuliranog i glatkog endoplazminog retikuluma, nešto slobodnih ribosoma, mitohondrije i endocitotske vezikule. Nukleus je, kao i citoplazma, potisnut na periferiju ćelije, spljošten i polumesečastog je oblika (Sl. 4-02). Nesumnjivo da lipidno telo predstavlja osnovnu morfološku odliku adipocita. Ispitivanja su pokazala da su u njegovom središnjem delu magacionirani trigliceridi i estri holesterola dok se na površini nalazi 000 Masno tkivo
Osnovi histologije fosfolipidni jednosloj čija je hidrofilna površina okrenuta ka citoplazmi. Uz fosfolipidni jednosloj naležu i sa njim uspostavljaju vezu proteini a vrsta proteina zavisi od stepena diferenciranosti adipocita i njegovog trenutnog metaboličkog stanja. Tako perilipini odlikuju diferenciranu ćeliju dok su kontinuiran kapilar endocitotsko ulegnuće lamina vimentinski filamenti lipidno telo preostalo telo vanćelijski matriks Slika 4-02. Morfološka organizacija adipocita belog masnog tkiva adipofilin i kaveolin-1 prisutni kod adipocita u diferenciranju i onih koji su metabolički veoma aktivni. Ispitivanja su pokazala da je u citoplazmi koja naleže uz površinu lipidnog tela prisutna mreža koju formiraju vimentinski filamenti. Premda citološka slika ove ćelije ne pokazuje velika variranja, adipocit je metabolički izuzetno aktivan, budući da se procesi razmene lipida između njega i kapilara neprekidno obavljaju. U krvi su, naime, prisutni lipidi koji delom potiču iz jetre, a delom iz crevne cevi. Ćelije jetre sintetišu lipoproteine veoma male gustine, VLDL*, dok apsorptivne ćelije tankog creva proizvode lipoproteine u formi hilomikrona** čiji prečnik iznosi oko 3 µm. U kapilarima belog masnog tkiva prisutna je lipoproteinska lipaza koju sintetišu adipociti. Pomoću ovog enzima lipoproteini bivaju razloženi na slobodne masne kiseline i glicerol i u toj formi ulaze u adipocit. U njemu se pak ponovo transformišu u trigliceride koji bivaju magacionirani unutar lipidnog tela. U adipocitima je prisutna jedna lipaza koja je pod kontrolom neurotransmitera i hormona a za koje adipociti poseduju brojne receptore. Kada ovu hormon-zavisnu lipazu aktivira norepinefrin koji se oslobađa iz nervnih završetaka simpatičkog nervnog sistema, trigliceridi bivaju razloženi na slobodne masne kiseline i glicerol. Oni difunduju u kapilar, masne kiseline se vezuju za albumin i tako bivaju transportovane do onog organa kome je u datom trenutku energija potrebna. Hormon insulin inhibira dejstvo hormon- -zavisne lipaze, a na njenu aktivnost utiču i glukokortikoidi, hormoni štitolike žlezde, prostaglandini kao i hormoni adenohipofize. * prema anglosaksonskom izrazu Very Low Density Lipoproteins ** o načinu na koji se formiraju hilomikroni videti u knjizi Ćelija strukture i oblici, u poglavlju posvećenom citoplazminim organelama uključenim u sintetske procese. Primećeno je da se aktivnost lipoproteinske lipaze menja tokom invazije stranih molekula. Protein kachetin, nekrozirajući faktor tumorskog porekla koji sintetišu makrofagi u slučaju invazije patogenih čestica ili endotoksina, inhibira lipoproteinsku lipazu i na taj način, posredno, dovodi do pada težine karakterističnog za hronične bolesti. Masno tkivo 000
Nada M. Šerban * videti Potporna vezivna tkiva U adipocitima se sintetiše niz proteina koji se, poput leptina i adiponektina, mogu smatrati hormonskim supstancijama, ili supstancijama koje imaju parakrino ili autokrino dejstvo. Leptin je peptidni hormon koji informiše odgovarajuće centre u hipotalamusu o lipidnoj masi i nutricionom statusu organizma. Na taj način on učestvuje u kontroli apetita i u energetskom balansu. Pokazano je da leptin direktno deluje i na imuni sistem kao i na β- -ćelije Langerhansovih ostrvaca u pankreasu a reguliše i formiranje kostiju*. Adiponektin pak reguliše metabolizam lipida i glukoze, utiče na odgovor organizma na insulin a pokazuje i antizapaljenske efekte na endotelske ćelije krvnih sudova. Sinteza leptina i adiponektina nesumnjivo pokazuje da su adipociti ne samo ćelije koje magacioniraju molekule bogate energijom već i endokrine ćelije, a masno tkivo ne predstavlja samo specijalizovano vezivno tkivo već i endokrini organ. MRKO, MULTILOKULUSNO MASNO TKIVO Mrko, multilokulusno masno tkivo razlikuje se od belog masnog tkiva po svojoj lokalizaciji u organizmu i po nekim morfološko-funkcijskim odlikama adipocita. Prisutno je samo u određenim regionima tela, a njegova, ionako mala količina, smanjuje se sa odrastanjem jedinke. Najviše ga, naime, ima, ukoliko je reč o ljudima, kod fetusa i novorođenčadi dok je kod odraslog organizma prisutno samo u veoma maloj količini. Svoje ime duguje većem broju kapilara u odnosu na njihov broj u belom masnom tkivu ali i jednom kolageno vlakno nervni završetak adipocit lipidna tela kontinuiran kapilar Slika 4-03. Histološke komponente mrkog masnog tkiva citohromu prisutnom u unutrašnjoj mitohondrijskoj membrani koji poseduje mrku obojenost. Kako se u citoplazmi adipocita, za razliku od onih u belom masnom tkivu, nalazi veliki broj lipidnih tela različitih dimenzija (Sl. 4-03 i 4-04), mrko masno tkivo se još naziva i multilokulusnim masnim tkivom. Pored elemenata vezivnog tkiva sličnih onima u belom masnom tkivu, kao i kolagenih vlakana, između adipocita zapažaju se brojni kontinuirani 000 Masno tkivo
Osnovi histologije kapilari (Sl. 4-03) u čijoj izgradnji ne učestvuju periciti. U vezivnim septama su ponekad prisutni mastociti kao i eozinofilne ćelije. Ovaj tip masnog tkiva odlikuje i daleko veći broj nervnih završetaka pa prema nekim procenama svaki adipocit biva obuhvaćen ovom inervicijom. Adipocit mrkog masnog tkiva Oblik adipocita mrkog masnog tkiva varira od višeugaonog do izduženog i zavisi od trenutnog funkcijskog stanja samih ćelija. Na površini ćelije je, kao i kod adipocita belog masnog tkiva, prisutna lamina. Veličina adipocita je nešto manja u odnosu na veličinu adipocita unilokulusnog masnog tkiva. Unutrašnja organizacija ove ćelije se, međutim, u znatnoj meri razlikuje od izgleda funkcijski aktivne ćelije belog masnog tkiva budući da citoplazma i nukleus nisu potisnuti na periferiju ćelije. Za nukleus se može reći kako u ćeliji zauzima skoro središnji položaj dok se citoplazma nalazi između veoma brojnih lipidnih tela (Sl. 4-03 i 4-04). Njihova veličina varira, ali ipak nervni završetak lamina kontinuiran kapilar lipidno telo endocitotsko ulegnuće glikogenske čestice vanćelijski matriks kolageno vlakno Slika 4-04. Morfološka organizacija adipocita mrkog masnog tkiva nikada ne dostiže dimenzije koje imaju u belom masnom tkivu. U citoplazmi se ne uočava mnogo cisterni endoplazminog retikuluma. Mitohondrije su, za uzvrat, izuzetno brojne i odlikuju se velikim brojem dugačkih mitohondrijskih grebena, a zapažaju se glikogenske čestice (Sl. 4-04). Za razliku od belog masnog tkiva u kome je uskladištena najveća rezerva energije u organizmu, mrko masno tkivo je specijalizovano za rasipanje energije u obliku toplote. Zato se ono sa punim pravom može smatrati termogenim tkivom. Kod prezimara u hibernaciji, na primer, noprepinefrin u adipocitima aktivira lipazu čijim radom trigliceridi bivaju transformisani u glicerol i slobodne masne kiseline. Energija proistekla iz njihove oksidacije biva oslobođena u vidu toplote. Ona povećava temperaturu krvi koja cirkuliše kroz brojne kapilare mrkog masnog tkiva i tako održava temperaturu Masno tkivo 000
Nada M. Šerban prema anglosaksonskom izrazu Un- Coupling Protein-1 organizma na nivou koji obezbeđuje osnovne metaboličke procese premda je jedinka u zimskom snu. Ovaj fenomen obezbeđuje jedan protein unutrašnje mitohondrijske membrane, UCP-1 protein* ili, prema staroj terminologiji termogenin. On je sposoban da raskine veze između dva inače udružena procesa koji se odvijaju na unutrašnjoj mitohondrijskoj membrani, pa oksidacija nije praćena obnavljanjem ATP-a a energija, oslobođena transportom elektrona, rastura se u vidu toplote. Pored norepinefrina, na metabolizam adipocita utiču i hormoni poput peptidnih hormona, adrenokortikotropnog hormona kao i drugih glukagona i hormona rasta koji u različitom stepenu pokazuju lipolitičke sposobnosti. Lipogenesa Poput svih ćelija vezivnih tkiva, i adipociti nastaju od mezenhimskih ćelija koje se diferenciraju u lipoblaste, ćelije na čijoj površini je prisutna lamina. Oni se, međutim, razlikuju u zavisnosti od toga da li je reč o lipogenesi belog ili mrkog masnog tkiva. Lipoblasti belog masnog tkiva su ćelije vretenaste forme u čijoj citoplazmi počinju da se nagomilavaju sve brojnija lipidna tela malog prečnika. Ona se postepeno sjedinjuju u jedno jedino lipidno telo a u tom procesu svoj doprinos pružaju vimentinski filamenti. Pored nagomilavanja lipidnih tela, lipoblaste odlikuje i pojava brojnih enzima koji učestvuju u akumulaciji masnih kiselina, kao i njihovom razlaganju. Paralelno sa povećanjem broja lipidnih tela i njihovim ujedinjavanjem dolazi do promene oblika nukleusa od jajolikog on postaje srpast i biva potisnut na periferiju ćelije. Paralelno sa ovim promenama dolazi i do izmene oblika ćelije ona postaje loptasta. Treba istaći da ima istraživača koji smatraju kako lipoblasti belog masnog tkiva mogu nastati i od fibroblasta, koji se takođe diferenciraju od mezenhimskih ćelija. Ukoliko je organizam duže vreme izložen dijeti, adipocit unilokolusnog masnog tkiva može se delimično dediferencirati. Ovaj proces, koliko se danas zna, ne dovodi do povratka na stupanj lipoblasta. Lipoblasti mrkog masnog tkiva se, međutim, razlikuju od lipoblasta belog masnog tkiva. Odlikuje ih polihedrična forma i, budući da su skoncentrisani jedan uz drugi, obrazuju grupacije koje imaju epiteloidni izgled. U njima dolazi do postupnog nagomilavanja lipidnih tela koja se ne ujedinjuju u jedno velikih dimenzija. Do skora se smatralo kako se mezenhimske ćelije, od kojih nastaju adipociti mrkog masnog tkiva, moraju razlikovati od onih od kojih nastaju adipociti belog masnog tkiva budući da postoji različita lokalizacija ovih dveju formi masnog tkiva. Međutim, pokazalo se da tako naglašena razdvojenost između njih izgleda da ne postoji. Kod miševa i pacova gajenih na temperaturama nižim od uobičajenih u masi belog masnog tkiva, naime, konstatovano je postojanje ne malog broja ćelija koje po morfološkim odlikama i biohemijskim parametrima odgovaraju adipocitima mrkog masnog tkiva. Ove ćelije, naime, poseduju veći broj lipidnih tela, a u nivou unutrašnje mitohondrijske membrane prisutan je UCP-1 protein. Sličan fenomen je konstatovan i u ljudi u patološkim uslovima. Zanimljivo je da se u mrkom masnom tkivu 000 Masno tkivo
Osnovi histologije nekih jedinki Primata koje su dobro hranjene, privremeno i povratno može uočiti pojava adipocita koji po svojim moprfološkim odlikama podsećaju na adipocite belog masnog tkiva lipidna tela se postepeno ujedinjuju u jedno jedino koje potiskuje nukleus na periferiju ćelije. mezenhimska ćelija lipoblast mrkog masnog tkiva lipoblast belog masnog tkiva vanćelijski matriks lipidna tela adipocit mrkog masnog tkiva lamina?? adipocit belog masnog tkiva lipidno telo lamina Slika 4-05. Nastanak i moguća povezanost adipocita belog i mrkog masnog tkiva Ovim se otvara pitanje redefinisanja dveju formi masnog tkiva. Verovatno da ih i ne treba razmatrati kao razdvojene forme već kao krajnje tačke spektra obrazovanog od niza međuformi. Morfološko-funkcijsko iskazivanje adipocita belog ili adipocita mrkog masnog tkiva izgleda da zavisi od fizioloških, patoloških ili eksperimentalnih uslova. To, s jedne strane, pokazuje da ovo specijalizovano vezivno tkivo u značajnoj meri poseduje fenotipsku plastičnost, a sa druge, ukazuje na verovatno postojanje jedne, zajedničke predačke ćelije masnih tkiva. Ona, u skladu sa odgovarajućim Masno tkivo 000
Nada M. Šerban uticajem nervnog sistema dobija morfološko-funkcijske odlike adipocita koji se uobičajeno razmatraju kao adipociti belog masnog tkiva ili pak adipociti mrkog masnog tkiva. Još uvek je, međutim, otvoreno pitanje da li pojava ćelija koje poseduju veći broj lipidnih tela unutar belog masnog tkiva znači da pored diferenciranih adipocita ove forme masnog tkiva postoje i predačke ćelije koje u određenim uslovima mogu da se diferenciraju u pravcu adipocita mrkog masnog tkiva ili se, pak, neki od adipocita mogu smatrati mirujućim, maskiranim adipocitima mrkog masnog tkiva i pored morfološkog privida koji ih približava adipocitima belog masnog tkiva. Odgovori na ovo pitanja nemaju samo teorijski nego i praktičan značaj. Problemu gojaznosti bi se, na primer, moglo prići u svetlu plastičnosti masnog tkiva, a podsticanje predačkih ćelija ili/ i mirujućih adipocita mrkog masnog tkiva odgovarajućom stimulacijom unutar unilokulusnog masnog tkiva omogućilo bi smanjenje suvišne mase belog masnog tkiva. 000 Masno tkivo