Бурый жир, митохондрии

У человека, так же как и у многих животных, особенно тех, которые впадают в спячку, имеется специализированный тип жировой ткани, называемый бурым жиром (рис. 24-17). Наличие такой ткани особенно характерно для новорожденных, у которых она раполагается на шее, в верхней части груди и спины. Цвет бурого жира обусловлен присутствием большого числа митохондрий, богатых цитохромами (разд. 17.17). Бурый жир специализирован для выработки тепла, а не АТР при окислении жирных кислот. Внутренние мембраны митохондрий в бурой жировой ткани содержат специфические поры, через которые осуществляется перенос ионов Н" , причем их способность переносить ионы Н регулируется. Через эти поры ионы Н , выкачиваемые из митохондрий во время транспорта электронов (разд. 17.15,е), могут возвращаться в дышащие митохондрии в итоге наблюдается холостая циркуляция ионов Н и вместо образования АТР происходит выделение энергии в виде тепла (разд. 17.17). Если организм не нуждается в тепле, то Н" - [c.762]

Митохондрии бурого жира. У новорожденных детей в области шеи и в верхней части спины имеется особая жировая ткань, которая у взрослых практически отсутствует,-так называемый бурый жир. Бурую окраску придают этой ткани митохондрии, которых в ней чрезвычайно много. У некоторых животных, впадающих в зимнюю спячку или приспособленных к обитанию в холодных местностях, тоже имеется бурый жир. В то время как в митохондриях печени при окислении NADH на каждый атом поглощенного кислорода образуются обычно три молекулы АТР, в митохондриях бурого жира [c.549]

Своим цветом бурый жир обязан митохондриям, содержащимся в огромных количествах в клетках этой ткани. Митохондрии бурого жира оказались хорошо оснащенными именно для образования теплоты. Содержание дыхательных ферментов в них намного превышает таковое Н+-АТФ-синтазы. Но, пожалуй, важнее всего то, что в их внутренней мембране содержится описанный выше особый [c.183]

Бурая жировая ткань становится зоной активного метаболизма в первую очередь в тех случаях, когда организму необходимо генерировать тепло. Эта ткань характеризуется высоким уровнем метаболизма при пробуждении от зимней спячки (у некоторых видов животных), при охлаждении (термогенез без озноба), а также у новорожденных животных. У человека эта ткань играет менее важную роль, но, как показали исследования, у здоровых людей бурая жировая ткань достаточно активна и, по-видимому, осуществляет термогенез, индуцированный приемом пищи это позволяет объяснить, почему некоторые люди не полнеют, хотя потребляют много пищи. Следует отметить, что у людей, страдающих ожирением, бурая жировая ткань либо выражена очень незначительно, либо вообще отсутствует. Бурая жировая ткань хорошо снабжается кровью, в ее клетках сравнительно высокое содержание митохондрий и цитохромов, а активность АТР-синтазы весьма незначительна. Бурая жировая ткань эффективно окисляет как глюкозу, так и жирные кислоты. [c.272]

Рис. 49. Индуцированный холодом термогенез в митохондриях бурого жира

Митохондрии бурого жира [c.452]

Митохондрии бурого жира содержат почти в 10 раз меньше синтезирующего АТФ фермента по сравнению с митохондриями других тканей. В то же время количество ферментов дыхания находится на обычном уровне. Тем самым система, ответственная за освобождение энергии, оказывается в огромном избытке по сравнению с системой запасания энергии. Уже сам но себе этот факт свидетельствует, что не синтез АТФ, а образование тепла — главная функция митохондрий бурого жира. Такое предяоложеиие было подтверждено прямыми опытами, когда исследовали животных, подвергнутых охлаждению. В митохондриях бурого жира наблю- [c.28]

Протонный цикл в митохондриях бурого жира имеет утечку, которую могут ликвидировать такие нуклеотиды, как GDP. Это является частью механизма теплопродукции, использующего энергию окисления жирных кислот до ацетата. Проводимость ионов С1- остается пока загадкой (разд. 4.5). [c.67]

Природные разобщители превращают митохондрии бурой жировой ткани в генераторы тепла [24] [c.458]

Бурый жир. Многие черты терморегуляторного разобщения жирными кислотами, впервые описанного в митохондриях скелетных мышц, были затем прослежены применительно к митохондриям бурого жира, особой ткани млекопитающих, специализированной на выработке добавочной теплоты при снижении окружающей температуры. [c.183]

Митохондрии (бурый жир) Протонный канал открыт Протонный канал блокирован Распределение изотопов 1 С-метиламина и Н-ацетата (фильтрование) 79 134 -25 +95 54 229 [c.75]

Рис. 17-21. Поперечный разрез через митохондрию из бурого жира крысы. В этой митохондрии много длинных плотно упакованных крист с высоким содержанием цитохромов, а потому ее дыхательная активность очень велика. Почти вся энергия, генерируемая переносом электронов в митохондриях бурого жира, переходит в тепло, потому что выведенные наружу ионы Н" возвращаются в матрикс не через АТР-сиктетазу, а через открытые поры для Нойонов.

Важнейшая роль переноса электронов-это, конечно, обеспечение энергией синтеза АТР в процессе окислительного фосфорилирования. Однако энергия переноса электронов может использоваться и для других биологических целей (рис. 17-20), например для выработки тепла. У новорожденных детей, у детенышей тех млекопитающих, которые рождаются голыми, и у некоторых вотных, впадающих в зимнюю спячку, имеется в области шеи и в верхней части спины особая жировая ткань, называемая бурым жиром. Ее назначение состоит в том, чтобы вырабатывать тепло в процессе окисления жиров. Эта жировая ткань действительно окрашена в бурый цвет, потому что в ней имеется очень много митохондрий, в которых содержится большое количество красноватобурых пигментов-цитохромов. Специализированные митохондрии бурого жира (рис. 17-21) обычно не синтезируют АТР. Свободная энергия переноса электронов рассеивается ими в виде тепла, благодаря чему и поддерживается на должном уровне температура тела молодых животных. Внутренние мембраны митохондрий бурого жира имеют специальные поры для ионов Н . Ионы Н , выведенные из митохондрий в результате переноса электронов, возвращаются в митохондрии через эти поры, минуя Р р1-АТРазу. Вследствие этого свободная энергия переноса электронов используется не для синтеза АТР, а для выработки тепла. [c.534]

В некоторых специализированных жировых клетках митохондриальное дыхание естественным путем отделено от синтеза АТР. В таких клетках, находящихся в бурой жировой ткани, энергия окисления полностью рассеивается в виде тепла, а не превращается в энергию АТР. Внутренняя мембрана крупных митохондрий этих клеток содержет особый транспортный белок, позволяющий протонам свободно перемещаться по их электрохимическому градиенту, что освобождает перенос электронов от дыхательного контроля. В результате клетки окисляют запасы жиров с высокой скоростью, но образуют не АТР, а тепло. Таким образом, эта ткань служит своего рода печкой, которая в нужный момент согревает и пробуждает животных, погруженных в зимнюю спячку, а также защищает от переох.паждения наиболее чувствипгельные части тела новорожденных детей. [c.34]

В этой связи стала понятной своеобразная локализация бурого жира в организме он согревает кровь, притекающую к мозгу. Благодаря открытию эффекта разобщения в митохондриях бурого жира удалось заполнить недостающее звено в цепи событий, совершающихся при пробуждении животного от спячки. [c.29]

В норме поток электронов в дыхательной цепи митохондрий служит для образования АТФ, и потому разобщение этих двух процессов расоматривается как вредное явление. Но некоторые виды тканей млекопитающих, а именно бурая жИ ровая ткань, приспособились для функционирования в качестве отопителей (так называемая термогенная ткань). Такие ткани имеются, например, у новорожденных млекопитающих, а также у взрослых грызунов. Производство тепла на единицу веса за счет бурой жировой ткани может в 20 и более раз превышать производство тепла в 01бычн0Й жировой ткани. Как показали эксперименты с изолированными митохондриями жировой ткани, в обычных физиологических условиях теплопродукция регулируется посредством слабосопряженного состояния и на нее не влияют биохимические стимулы [296,. 376, 590, 591, 850, 928, 1149, 1483, 1724]. [c.225]

М. В клетках бурого жира дыхание митохондрий обычно не сопряжено с синтезом АТР, и энергия окисления выделяется в виде тепла. [c.79]

Известно, что в бурой жировой ткани имеются специфические белки-термогенины, которые могут разобщать дыхание и фосфорилирование, участвуя в переносе протонов в матрикс митохондрий. [c.371]

Природные разобщители превращают митохондрии бурой жировой ткани в генераторы тепла 458 Все бактерии используют хемиосмотические механизмы 458 [c.514]

Норадреналин, высвобождаемый из окончаний симпатических нервных волокон, стимулирует липолиз в бурой жировой ткани. В митохондриях клеток этой ткани окисление и фосфорилирование не являются сопряженными процессами, на что указывает отсутствие эффекта действия динитрофенола, а также дыхательного контроля со стороны ADP. В клетках бурой жировой ткани фосфорилирование протекает на субстратном уровне, например на стадии, катализируемой сукцинат-тиокиназой, и при гликолизе. Таким образом, при окислении образуется много тепла и лишь незначительная часть свободной энергии запасается в виде АТР. С позиций хемиосмотической теории следует, что протонный градиент, существующий в норме на внутренней мембране митохондрий, в бурой ткани рассеивается эту функцию выполняет термогенин—белок, который осуществляет перенос протонов через мембрану. Эти представления позволяют объяснить кажущееся отсутствие влияния разобщителей (рис. 26.10). [c.272]

Для ультраструктуры клеток бурой жировой ткани характерно обилие округлых митохондрий с кристами усложненной конфигурации. В период акклимации к холоду митохондрии бывают окружены жировыми капельками. Таким образом, эта ткань содержит как топливо , так и аппаратуру для осуществления интенсивного окислительного обмена. [c.241]

В некоторых специализированных клетках - клетках бурой жировой ткани - митохондриальное дыхание может естественным путем отделяться от синтеза АТР, и тогда большая часть энергии окисления рассеивается в виде тепла, а не превращается в энергию АТР. Внутренняя мембрана крупных митохондрий этих клеток содержит особый гранспортный белок, позволяющий протонам перемещаться по их электрохимическому градиенту без активации АТР-синтетазы. В результате клетки окисляют запасы жира с большой скоростью и образуют много тепла, но мало АТР. Таким образом, бурая жировая ткань служит своего рода печкой, которая в нужный момент пробуждает животное, погруженное в зимнюю спячку, а у новорожденного ребенка защищает наиболее чувствительные части тела от переохлаждения. [c.458]

Как уже говорилось в гл. 1, прокариотический характер генетической системы органелл, особенно ярко выраженный у хлоропластов, позволяет предполагать, что митохондрии и хлоропласты произошли от бактерий, некогда поглощенных путем эндоцитоза Согласно этой эндосимбиотической гипотезе, клетки эукариот в начале своего эволюционного пути были анаэробными организмами без митохондрий и хлоропластов, а затем вступили в прочный симбиоз с бактериями и приспособили их систему окислительного фосфорилирования для своих нужд (рис. 7-74) Полагают, что событие, приведшее к появлению митохондрий, произошло 1,5 млрд. лет назад, когда в атмосферу поступило значительное количество кислорода, еще до разделения линий животных и растений (см. рис. 7-61). Вероятно, хлоропласты растений и водорослей появились позднее в результате другого эндосимбиоза, когда клеткой были захвачены фотосинтезирующие бактерии, выделяющие молекулярный кислород. Обычно предполагают, что произошло по меньшей мере три независимых события этого рода, так как тогда можно было бы объяснить различие пигментов и других особенностей у современных высших растений и у зеленых, бурых и красных водорослей (см. рис. 7-62). [c.499]

Интересно, что не только охлаждение, но и по крайней мере еще два состояния организма, связанные с повышением поглощения кислорода и выделения тепла, сопровождаются разобщением в бурой жировой ткани. Одно из таких состояний — пробуждение животного от зимней спячки. Показано, что бурый жир не атрофируется у зимоспящих животных, адаптированных к термонейтральным условиям. Холодовая акклиматизация повышает количество термогенина в митохондриях бурого жира зимоспящих животных, но не в такой степени, как, например, у крыс или кроликов. Пробуждение хомяков от спячки сопровождается разобщением, которое, по-видимому, особенно важно для разогрева крови, притекающей к мозгу. Из-за локализации бурого жира в области сосудов, идущих к голове, теплопродукция в этой ткани прежде всего вызывает повышение температуры мозга, который переходит в активное состояние сразу же вслед за разогревом бурого жира. [c.186]

Для набухания обычно необходимо, чтобы оба иона проникали через мембрану по единому механизму — либо электрогенно-му, либо электронейтральному. Можно, однако, вызвать набухание и в том случае, если это условие не выполняется. Для этого нужно индуцировать электрогенный перенос протонов с помощью переносчика типа РССР (рис. 2.7). Тот факт, что классические разобщители окислительного фосфорилирования (разд. 1.4) действовали согласно предсказаниям хемиосмотической теории в недышащих митохондриях (где не могло быть гипотетических высокоэнергетических интермедиатов), явился важным свидетельством в пользу этой теории (разд. 1.4). Митохондрии бурого жира имеют природный переносчик, вызывающий короткое замыкание протонного тока (разд. 4.5) во внутренней мембране. Он был впервые обнаружен с помощью той же техники набухания. [c.43]

Рис. 4.12. Термодинамические соотношения между внемитохондриальным фосфатным потенциалом н Д хн+. Митохондрии бурого жира инкубировали в среде, содержащей в качестве субстрата а-глицерол-З-фосфат GDP, который блокирует протонную утечку в этих митохондриях (разд. 4.5) валиномицин,

Решение этой проблемы было найдено после открытия независимых механизмов выброса в митохондриях печени (Puskin et al., 1976) и сердца ( rompton, arafoli, 1976). В случае митохондрий сердца, мозга и бурого жира ионы Са + выбрасываются в обмен на Na+, а в случае печени они обмени- [c.168]

Следует отметить, что термогенин — белок, специализированный на трансмембранном проведении протонов в митохондриях бурого жира, во многом подобен по аминокислотной последовательности и доменному строению АТФ/АДФ-антипортеру. Перенос Н+ термо-генином также активируется жирными кислотами и тормозится пуриновыми нуклеотидами (см. ниже). Поэтому можно полагать, что как в мышцах, так и в буром жире жирные кислоты служат медиа торами терморегуляторного разобщения в митохондриях, однако в первом случае мишенью жирных кислот оказывается АТФ/АДФ-антипортер, а во втором — специальный белок, представляющий собой, видимо, особую модификацию антипортера. 1 [c.182]

Эксперименты, проведенные на животных in vivo, ткани бурого жира in situ, адипоцитах и митохондриях in vitro, позволили выявить следующую цепь событий, включенных в термогенный ответ этой ткани на понижение температуры среды. [c.184]

Другая модель — термогенез, обусловленный избыточным потреблением пищи. Н. Ротуел и М. Сток поставили следующий опыт. Взрослым крысам скармливали ресторанную диету , т. е. разнообразную и вкусную пищу. Потребление животными этой пищи оказалось на 80% большим, чем в контрольной группе, получавшей обычный корм. При этом масса животных за три недели увеличилась только на 27%. Измерение газообмена показало, что хорошо питавшиеся крысы потребляли на 25% больше кислорода, чем в контроле. Эта надбавка исчезала после введения животным пропанолола — антагониста норадреналина. Масса бурого жира за те же три недели опыта возросла более чем втрое в митохондриях увеличилось количество термогенина. (Оказалось также, что мутация, вызывающая ожирение, сопровождается снижением уровня термогенина у мышей.) [c.186]

Согласно данным Д. Никольса, митохондрии периферической ткани бурого жира людей в юношеском возрасте по степени разобщения находятся в промежуточном положении между митохондриями той же ткани тепло- и холодоадаптированных морских свинок. Как и у животных, митохондрии бурого жира людей чувствительны к низким концентрациям жирных кислот. [c.186]

Печень. Митохондрии печени отличаются от митохондрий быстрых скелетных мышц и бурого жира, в частности тем, что в их внешней мембране существует очень активный путь свободного окисления НАДН — цитохром Ьъ. Процесс катализируется флави-новой НАДН-цитохром Ьб-редуктазой (синонимы флавопротеин-5 Ръ). [c.186]

Так вот, выяснилось, что коричневый цвет необычной жировой ткани обусловлен митохондриями, которыми буквально забиты ее клетки. Физиологи давно уже подозревали участие буро<го жира в терморегуляции. Когда же стало ясно, что он богат митохондриями, а митохондрии такой ткани, как мышца, способны при охлаждении переводить свое дыхание на холостой ход, возникла мысль посмотреть, как там у бурого жира с энергетикой. Работы велись в основном в трех лабораториях Р. Смитом в США, О. Линдбергом в Швеции и 3. Драхотой в Чехословакии. И вот что обнаружилось. [c.28]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология