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| 脂肪細胞 | |
|---|---|
 白色脂肪細胞を描いたイラスト。 | |
 3つの異なるクラスの脂肪細胞の形態 | |
| 詳細 | |
| 識別子 | |
| ラテン | アディポサイトス |
| メッシュ | D017667 |
| TH | H2.00.03.0.01005 |
| ＦＭＡ | 63880 |
| 微細解剖学の解剖学用語 [Wikidataで編集] | |
脂肪細胞は、脂肪細胞や脂肪細胞とも呼ばれ、主に脂肪組織を構成する細胞で、エネルギーを脂肪として蓄えることに特化しています。[1]脂肪細胞は、脂肪形成によって脂肪細胞を生み出す間葉系幹細胞に由来します。細胞培養では、脂肪細胞前駆細胞は骨芽細胞、筋細胞、その他の細胞型 を形成することもできます。
脂肪組織には、白色脂肪組織(WAT) と褐色脂肪組織(BAT)の 2 種類があり、それぞれ白色脂肪と褐色脂肪とも呼ばれ、2 種類の脂肪細胞で構成されています。
構造
白色脂肪細胞
白色脂肪細胞は、細胞質層に囲まれた 単一の大きな脂肪滴を含んでおり、単房性として知られています。核は平らで周辺に押しやられています。典型的な脂肪細胞の直径は0.1μmで[2]、その2倍の大きさのものもあれば、その半分の大きさのものもあります。しかし、脂肪細胞の大きさのこれらの数値的推定は、測定方法と脂肪組織の場所に大きく依存します。[2]蓄えられた脂肪は半液体の状態で、主にトリグリセリドとコレステロールエステルで構成されています。白色脂肪細胞は、レジスチン、アディポネクチン、レプチン、アペリンなど、アディポカインとして機能する多くのタンパク質を分泌します。平均的な成人の脂肪細胞は300億個で、重さは30ポンド（13.5kg）です。子供や青年が十分に体重を増やすと、脂肪細胞の絶対数は24歳まで増加する可能性があります。[3]成人（子供や青年期に肥満ではなかった人）が過剰体重になると、脂肪細胞は一般的に数ではなく大きさが増加するが、既存の脂肪細胞が十分に大きくなると（特に重度の肥満の場合など）脂肪細胞の数も増加する可能性があることを示唆する決定的ではない証拠もある。 [3]脂肪細胞の数は食事介入によって減らすことは難しいが、十分な期間（1年以上。ただし、脂肪細胞が大きく数が多い人がそれほど長期間にわたって減量を維持することは極めて困難）にわたって脂肪細胞の数を減らせることを示唆する証拠もある。[3]
大規模なメタアナリシスでは、白色脂肪組織細胞の大きさは測定方法、脂肪組織の蓄積、年齢、およびBMIに依存していることが示されています。同じ程度の肥満の場合、脂肪細胞の大きさの増加は、グルコースおよび脂質代謝の調節不全とも関連しています。[2]
褐色脂肪細胞
褐色脂肪細胞は多面体の形をしています。褐色脂肪は皮膚筋細胞に由来します。白色脂肪細胞とは異なり、これらの細胞は細胞質がかなりあり、いくつかの脂肪滴が全体に散在しており、多房細胞として知られています。核は丸く、偏心した位置にありますが、細胞の周辺ではありません。茶色は大量のミトコンドリアに由来します。褐色脂肪は「ベビーファット」とも呼ばれ、熱を生成するために使用されます。
骨髄脂肪細胞
骨髄脂肪細胞は白色脂肪細胞と同様に単房性である。骨髄脂肪組織の貯蔵庫については、その生理学的機能および骨の健康への関連性についてはほとんど解明されていない。骨髄脂肪組織は骨密度が低い状態で拡大するが、肥満の状況でもさらに拡大する。[4]運動に対する骨髄脂肪組織の反応は、白色脂肪組織の反応に近似している。[4] [5] [6] [7]運動は脂肪細胞の大きさと骨髄脂肪組織の体積の両方を減少させ、これは脂質結合剤オスミウムで染色した骨のMRIまたはμCT画像によって定量化される。
発達
前脂肪細胞は未分化線維芽細胞であり、刺激を受けると脂肪細胞を形成する。脂肪細胞の正確な系統はまだ不明であるが、研究により前脂肪細胞の運命決定における潜在的な分子メカニズムが明らかになってきた。[8] [9]正常な成長に伴う体脂肪分布の変化は、各脂肪貯蔵庫に見られる細胞の本質的な違いに依存する栄養状態とホルモン状態の影響を受ける。[10]
間葉系幹細胞は脂肪細胞、結合組織、筋肉、骨に分化することができる。[1]
成体細胞の前駆細胞は脂肪芽細胞と呼ばれ、この細胞型の腫瘍は脂肪芽細胞腫として知られています。[11]
関数
細胞のターンオーバー
一部のマウスでは、断食により脂肪細胞の数が減少することが示されており、寒さにさらされると他の特性も観察された。[12]
体内の脂肪細胞が脂肪の最大容量に達すると、脂肪細胞は複製されてさらに脂肪を蓄えることができるようになります。
様々な系統の成体ラットに数か月間、非常においしい食事を与えられたところ、肥満になった。脂肪組織の形態を分析すると、ほとんどの脂肪細胞で脂肪細胞の大きさと数が増加していることが明らかになった。このような動物に通常の飼料[13]を再導入すると、体重減少の期間が早まり、その間に平均脂肪細胞の大きさだけが正常に戻った。脂肪細胞の数は、体重増加期間中に達成された高いレベルを維持した。[14]
いくつかの報告や教科書によると、脂肪細胞の数は小児期や青年期に増加する可能性があるが、成人では通常その量は一定である。青年期ではなく成人期に肥満になる人は、以前よりも脂肪細胞が増えているわけではない。[15]
子供の頃から太っている人は、一般的に脂肪細胞の数が膨れ上がっています。大人になってから太る人は、痩せている人より脂肪細胞の数が多くないかもしれませんが、脂肪細胞は大きくなります。一般的に、脂肪細胞が過剰にある人は、単に脂肪細胞が肥大しているだけの肥満者よりも、体重を減らして維持するのが困難です。[3]
体脂肪細胞は、成人被験者で研究された過食に対して局所的な反応を示す。上半身では、脂肪細胞のサイズの増加は上半身の脂肪増加と相関していたが、脂肪細胞の数は有意に変化しなかった。上半身の脂肪細胞の反応とは対照的に、下半身の脂肪細胞の数は実験中に有意に増加した。注目すべきことに、下半身の脂肪細胞のサイズには変化がなかった。[16]
成人期の脂肪細胞の総数は大幅に増加することなく、成人年齢やBMIのレベルを問わず、毎年約10％の脂肪細胞が再生されます。[15]
適応
肥満は、脂肪細胞のサイズの増加（肥大）と、程度は低いが細胞増殖（過形成）による脂肪量の拡大を特徴とする。 [17] [2]肥満者の脂肪組織では、グリセロール、ホルモン、マクロファージ刺激ケモカイン、炎症性サイトカインなどの代謝調節因子の産生が増加し、インスリン抵抗性の発症につながる。[18]これらの調節因子の産生と、その結果生じるインスリン抵抗性の病因は、おそらく脂肪細胞と組織に浸潤する免疫系マクロファージによって引き起こされる。 [19]
脂肪細胞における脂肪生成はインスリンによって強く刺激される。インスリンはピルビン酸脱水素酵素とアセチルCoAカルボキシラーゼ酵素の活性を制御することで不飽和脂肪酸の合成を促進する。また、ブドウ糖の取り込みを促進し、脂肪生成を刺激する遺伝子の転写を活性化するSREBF1を誘導する。[20]
SREBF1（ステロール調節エレメント結合転写因子1）は、 2つの膜貫通ヘリックスによって小胞体（ER）膜に挿入された不活性な前駆タンパク質として合成される転写因子です。また、ER膜にはSREBF1に結合するSCAP（SREBF切断活性化タンパク質）が固定されています。SREBF1-SCAP複合体は、INSIG1（インスリン誘導遺伝子1タンパク質）によってER膜に保持されます。ステロールレベルが枯渇すると、INSIG1はSCAPを放出し、SREBF1-SCAP複合体は、コートマーCOPIIでコーティングされた輸送小胞に分類され、ゴルジ体に輸出されます。ゴルジ体では、SREBF1は切断され、転写活性のある成熟タンパク質として放出されます。その後、自由に核に移行し、標的遺伝子の発現を活性化します。[21]
臨床研究では、インスリン抵抗性は通常肥満と関連しているにもかかわらず、肥満患者の脂肪細胞の膜リン脂質は一般に脂肪酸不飽和度の上昇を示していることが繰り返し示されています。 [22]これは、肥満とインスリン抵抗性に関連する貯蔵需要の増加にもかかわらず、脂肪細胞がその機能を維持できるようにする適応メカニズムを示しているようです。
2013年に実施された研究[22]では、肥満マウスおよびヒトの脂肪組織ではINSIG1およびSREBF1 mRNAの発現が減少している一方で、活性SREBF1の量は正常マウスおよび非肥満患者と比較して増加していることがわかりました。成熟SREBF1の増加と相まって、このINSIG1発現のダウンレギュレーションは、SREBF1標的遺伝子発現の維持とも相関していました。したがって、INSIG1をダウンレギュレーションすることで、INSIG1/SREBF1ループがリセットされ、活性SREBF1レベルが維持されるようです。これは、インスリン抵抗性の抗脂肪生成効果を補い、肥満の栄養圧力に直面しても脂肪細胞の脂肪貯蔵能力と適切なレベルの脂肪酸不飽和度を維持するのに役立つようです。
内分泌の役割
脂肪細胞はアンドロゲンからエストロゲンを合成することができ、[23]痩せすぎや太りすぎが不妊の危険因子となる理由である可能性があります。[24]さらに、脂肪細胞はホルモンレプチンの生成に関与しています。レプチンは食欲の調節に重要であり、満腹因子として機能します。[25]
参照
参考文献
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の飼料は、挽いた小麦、トウモロコシ、オート麦、アルファルファ、大豆ミールなどの農業副産物、魚などのタンパク質源、植物油で構成され、ミネラルとビタミンが補充されています。したがって、飼料は、さまざまな植物源からの脂肪を含む複合炭水化物を含む高繊維食です。飼料は製造コストが安く、げっ歯類の口に合います。
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外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、脂肪細胞に関連するメディアがあります。
- 組織学画像: 08201loa – ボストン大学の組織学学習システム – 「結合組織: 単房性 (白色) 脂肪細胞」
- 組織学画像: 04901lob – ボストン大学の組織学学習システム – 「結合組織: 多房性 (褐色) 脂肪細胞」