Tuk je možná jednou z nejvíce podceňovaných tkání v těle. Skládá se ze zralých adipocytů s obsahem lipidů a prekurzorových kmenových buněk spolu s dalšími specializovanými typy buněk, které jsou propleteny sítí extracelulární matrix, cév a nervů. Tuková tkáň tedy není taková hrouda inertního tuku, jak by se mohlo zdát. Zásadní role, kterou tuková tkáň hraje pro lidské zdraví, je totiž stále často přehlížena. Místo toho může být přehlížena jako nepodstatná věc, kosmetická nedokonalost nebo se předpokládá, že je „špatná“, zatímco ve skutečnosti plní (nebo by měla plnit) řadu pozoruhodných a komplexních funkcí.

ADIPOCITY JAKO ROZŠÍŘENÉ SKLADIŠTĚ

Důležitost vhodně fungující tukové tkáně nejzřetelněji ilustrují vzácní jedinci trpící generalizovaným nedostatkem tuku neboli lipodystrofií, která vede k četným endokrinním a metabolickým problémům.

Proti tomu mechanismy, které jsou základem těchto problémů, jsou pravděpodobně společné i obézním jedincům. Poprvé to pravděpodobně formuloval RD Lawrence již v roce 1946.1 Když popisoval pacienta s lipodystrofií, ztučnělými játry a diabetem, poznamenal, že „žádný tuk se nemohl ukládat do obvyklých depotů, a tak cirkuloval v nadbytku a vytvářel lipémii“. Dále se zabýval diabetem u obezity a vyslovil hypotézu, že vzniká z „takového přeplnění tukových dep, že již nemohou přijímat a vstřebávat nadbytek cukru z potravy“. Jako takový elegantně identifikoval, že nedostatek dostupné skladovací kapacity je mechanismus, kterým může nedostatečný vývoj tuku nebo nadměrná expanze tukové tkáně způsobit podobné zdravotní problémy.

Prvním a téměř jistě nejkritičtějším úkolem tukové tkáně je tedy fungovat jako bezpečné úložiště lipidů. Ztráta této schopnosti vede k nevhodnému hromadění lipidů a poruchám funkce ostatních tkání.

Tuková tkáň také poskytuje v případě potřeby snadno mobilizovatelný zdroj energie. To vyžaduje komplexní koordinovanou reakci na endokrinní a neuronální signály, která přesně reguluje příjem, zpracování, ukládání, odbourávání a uvolňování živin.2 Typický bílý adipocyt může mít průměr přes 0,1 mm. Nejméně 90 % jeho objemu zabírá jediná obrovská kapička lipidů. Vše ostatní, co musí tato buňka dělat, se odehrává v tenké okolní „slupce“ cytoplazmy. Vzhledem k rozsahu jejích schopností je to pozoruhodný výkon.

Jednou z dalších klíčových rolí adipocytu je vylučování lokálních a systémově působících endokrinních faktorů.3 Asi nejznámějšími z nich jsou centrálně působící faktor sytosti leptin a protein adiponektin, jehož hladiny úzce korelují s citlivostí na inzulín. Bylo však popsáno mnoho dalších s nepřebernou škálou účinků, z nichž některé jsou pro metabolické zdraví jedince prospěšné a jiné škodlivé. Kromě těchto rolí může tuková tkáň působit jako mechanická bariéra proti zranění a poskytovat izolaci před chladem.

3D vykreslení 100 µm silného řezu myší tukové tkáně v ledvině. Imunofluorescenční barvení na protein perilipin z lipidových kapének je vyznačeno modře. Lineárně sledovaný Cre indukovaný fluorescenční protein tdTomato označuje podskupinu adipocytů červeně. Uprostřed je zeleně označeno jádro rezidentní tukové kmenové buňky. ©J. Rochford

LOKALITA, LOKALITA, LOKALITA

Kde se tuk v těle hromadí, může mít výrazně odlišný vliv na zdraví. Podkožní bílá tuková tkáň je obecně prospěšná, zatímco expanze viscerální bílé tukové tkáně při obezitě silně koreluje s metabolickým onemocněním. Za tímto obecným tvrzením se však skrývá skutečnost, že různá tuková depa jsou vysoce specializovaná a funkčně různorodá.

Například na rozdíl od ostatního tuku se tuková tkáň kostní dřeně při kalorické restrikci zvětšuje.4 Tuk kostní dřeně lze totiž rozdělit na nejméně dva anatomicky a funkčně odlišné typy. Existuje několik depotů termogenní hnědé tukové tkáně a také buňky, které sdílejí některé rysy bílých i hnědých adipocytů (tzv. brite nebo beige adipocyty). Jejich přítomnost u dospělých lidí vedla k intenzivnímu zájmu o využití jejich schopnosti „spalovat“ uložené lipidy a následně tuto energii rozptýlit jako léčbu proti obezitě.5 Celkově lze říci, že cílené ovlivnění vývoje nebo funkce definovaných typů tukové tkáně by mohlo zvýhodnit metabolicky zdravou tukovou tkáň s potenciálem významného zlepšení zdravotního stavu při obezitě.

ZÁKLADNÍ TUKOVÁ TĚLESA:

Kromě systémových účinků může tuková tkáň také specifičtěji ovlivňovat úzce související tkáně. Perivaskulární tuková tkáň může lokálně ovlivňovat funkci cév. Tuková tkáň v kloubech hraje klíčovou roli při jejich udržování, přičemž změny její funkce přispívají k poruchám kloubů, jako je osteoartróza. Malá ložiska adipocytů se nacházejí v srdci, ledvinách, očích i jinde nebo v jejich blízkosti. Rozlišení toho, co každý z nich dělá na svém specifickém místě, pravděpodobně odhalí nové poznatky o funkci adipocytů, které byly přehlédnuty při obecnějších analýzách dobře prozkoumaných tukových dep.

Adipocyty, které tvoří různá depa, se mohou vyvinout z několika odlišných populací kmenových buněk, jejichž povaha může diktovat celkovou funkci tkání, které vytvářejí.6 Pochopení jejich identity a potenciálu má význam i mimo funkci tuku, protože kmenové buňky izolované z tukové tkáně se terapeuticky využívají k tvorbě různých buněčných typů.

Tak složitý je původ a funkce adipocytů mezi jednotlivými depoty a v rámci nich. Některé jsou určeny k dlouhodobému skladování, jiné poskytují zdroj paliva na místě, zatímco jiné uvolňují endokrinní signály nebo generují teplo. Rozsah schopností je pozoruhodný. Na skromnou tukovou buňku to není špatné.

Justin Rochford, Reader in Metabolic Health, Rowett Institute, University of Aberdeen, UK

1. Lawrence RD 1946 Lancet 247 773-775.
2. Morigny P et al. 2016 Biochimie 125 259-266.
3. Choi CHJ & Cohen P 2017 Experimental Cell Research doi:10.1016/ j.yexcr.2017.04.022.
4. Scheller EL et al. 2016 Trends in Endocrinology and Metabolism 27 392-403.
5. Kajimura S et al. 2015 Cell Metabolism 22 546-559.
6. Sanchez-Gurmaches J & Guertin DA 2014 Biochimica et Biophysica Acta 1842 340-351.