Tamno masno tkivo (TMT) ili tamna mast je masni organ, skupa sa bijelim masnim tkivom (ili bijelom masti). Tamno masno tkivo nađeno je skoro kod svih sisara.Guyton, A.C. & Hall, J.E. (2006) Textbook of Medical Physiology (11th ed.) Philadelphia: Elsevier Saunder
Klasifikacija tamne masti se odnosi na dvije različita skupine ćelije sa sličnim funkcijama. Prva dijeli zajedničko embriološko porijeklo sa mišićnim ćelijama, u većim "klasičnim" depozitima. Druga se razvija od bijelih adipocita koji su stimulirani putem simpatičkog nervnog sistema. Ovi adipociti se nalaze razbacani u bijelom masnom tkivu, pod nazivom bež ili grubo masno tkivo.
TMT je posebno rasprostranjeno kod novorođenčadi i hibernirajućih sisara. It is also present and metabolically active in adult humans, ali prevalencija kod ljudi opada sa starošću . Njegova primarna funkcija je termoregulacija. Pored toplote koja se razvija drhtanjem, TMT proizvodi toplotu nedrhtećom termogenezom.
Za razliku od bijelih adipocita, koji sadrže jedan lipidnu kapljicu, tamni adipociti sadrže brojne manje kapljice i mnogo veći broj mitohondrija sa (željezom (koje daje tamnu boju). Tamna mast sadrži više kapilara od bijele, za opskrbu tkiva kisikom i hranljivim materijama te distribuciju proizvedene topline po cijelom tijelu.
Anatomski raspored i histologija Prisustvo tamnog masnog tkiva kod odraslih ljudi je otkriveno putem FDG-PET skeniranja za otkrivanje metastatskog kancera. Korištenje ovih snimaka i podatke iz ljudskih obdukcija, identificirano je nekoliko depoa TMT. U dojenčadi, oni uključuju, ali nisu ograničeni, na: međulopatični (interskapularni), (supraklavikularni), nadbubrežni, perikardni, paraaortni i oko gušterače, bubrega i traheja. Tokom odrastanja, ovi depoi postepeno dobijaju više bijele masti. Kod odraslih, skladišta, koja su najčešće otkrivena na FDG-PET snimcima, su natkomorska (supraklavikularna), parapršljenska (paravertebralna), medijastinska, para-aortna i nadbubrežna. Ostaje da se utvrdi da li su ti depoi "klasično" TMT ili bež /grubi dio masti.
Termin tamna mast kod ljudi, u naučno-popularnoj literaturi, odnosi se na dvije skupine ćelija koje su definirane i anatomskom lokacijom i morfologijom ćelija. Ima i lipidne kapljice i brojne mitohondrije bogate željezom, koje daje taman izgled. "Klasična" tamna mast nalazi se u vrlo prokrvljenim depozitima u skladu sa anatomskom lokacijom, kao što je između lopatica, oko bubrega, vrata i u natklavikulskom (supraklavikularnom) području i duž kičmene moždine. To je manji od dva tipa, koji ima brojne male lipidne kapljice. Bež mast je adrenergijski inducibilni tip ćelija, rasutih širom masnog tkiva. Ona ima veću varijabilnost u veličini lipidnih kapljica, veći udio lipidnih kapljica na mitohondrijama dajući mu svijetlo-tamni izgled.
Razvoj Tamne masne ćelije potiču iz srednjeh embrijskog sloja, mezoderma, koji je izvor miocita (mišićnih ćelija), adipocita i hondrocita (ćelija hrskavice). Izgleda da klasična skupina ćelija tamne masti i mišićnih ćelija potiču iz iste grupe matičnih ćelija u mezodermu i paraksijalnom mezodermu. Obje imaju unutrašnju sposobnost za aktiviranje promotora miogenog faktora 5 (Myf5), osobine koja je samo povezan sa miocitima i ovom kategorijom tamne masti. Progeneratori tradicijskih bijelih masnih ćelija i adrenergijski inducirane tamne masti nemaju kapacitet za aktiviranje promotora Myf5. I adipociti i tamni adipociti mogu se izvesti iz pericita, ćelija koje okružuju krvne sudove koji prolaze kroz bijelo masno tkivo. Naime, to nije isto što i prisustvo proteina Myf5, koji je uključen u razvoj mnogih tkiva.
Pored toga, mišićne ćelije koje su uzgajane s faktorom transkripcije PRDM16, pretvorene su u tamne masne ćelije, a tamne masne ćelije bez PRDM16 u mišićne.
Funkcija Mitohondrije eukariotske ćelije koriste gorivo za proizvodnju energije u obliku adenozin-trifosfata (ATP). Ovaj proces uključuje skladištenje energije kao protonskog gradijenta, također poznatog kao sila protonskog motiva (SPM), preko mitohondrija unutrašnje membrane. Ova energija se koristi za sintezu ATP kada protoni teku kroz membranu (pad koncentracija njihovog gradijenta) putem enzima ATP-sintaze; ovo je poznato kao hemiosmoza.
U endotermnih organizama, tijelesna toplina se održava signalizacijom mitohondrija kako bi se omogućilo pokretanje protona natrag duž gradijenta bez proizvodnje ATP (protonskog curenja). To se može dogoditi, jer postoji alternativna povratna ruta za protone kroz nespojene proteine u unutrašnjoj membrani. Ovaj protein, poznat kao nespojeni protein 1 (termogenin), olakšava povratak protona, nakon što su aktivno ispumpani iz mitohondrija, putem transportnog lanca elektrona. Ovaj alternativni pravac za protone razdvaja energiju oksidacijske fosforilacije u tamnom masnom tkivu i umjesto toga otpušta toplotu.
Dojenčad Kod novorođenčadi, tamna mast čini oko 5% tjelesne mase i nalazi se na leđima, uz gornju polovinu kičme i prema ramenima. To je od velike važnosti da se izbjegne hipotermija, jer je smrtonosna hladnoća veliki rizik za prerano novorođene.
Brojni faktori čine bebe podložnijim hladnoći nego odrasle: Veći omjer površine tijela (proporcionalna gubitku topline) i volumena tijela (proporcionalan toplotnoj energiji); Veća proporcionalna površini glave; Mala količina muskulature i nemogućnost ili nespremnost za drhtanje; Nedostatak toplinske izolacije, npr. potkožnog masnog tkiva i tanka dlaka na tijelu (posebno kod prerano rođene djece); Nemogućnost da se udalji od hladnog područja, klimatizacijskog strujanja ili materijala za toplotno pražnjenje; Nemogućnost da koriste dodatni načine regulacije tople (npr. sušenje kože, oblačenje odjeće, kretanje prema toplijim područjima ili obavljanje fizičkih vježbi); Nervni sistem nije u potpunosti razvijen da brzo i/ili na odgovarajući način odgovori na hladnoću (npr. kontrakcijom krvnih sudova i neposredno ispod kože: vazokonstrikcija).
Proizvodnja topline u tamnoj masti daje novorođenčadima alternativni način regulacije topline.
Odrasli Vjerovalo se da će kod beba, nakon što odrastu, većina mitohondrija (koje su odgovorne za tamnu boju) u tamnom masnom tkivu nestati, ali to tkivo postaje slično po funkciji i ima izgled bijele masti. U rijetkim slučajevima, tamna mast i dalje raste, a ne involuira; to dovodi do tumora poznatog kao hibernom. Više nedavnih istraživanja je pokazalo da smeđa masnoća nije u vezi s bijelom masti, ali jeste sa skeletnim mišićima. Studije pomoću snimanja odraslih ljudi tomografijom emisije pozitrona pokazale su da je tamno masno tkivo i dalje prisutno kod većine odraslih, u gornjem dijelu grudi i vratu (naročito parapršljenskom području). Preostali depoziti postaju vidljivi nakon izlaganja hladnoći, a manje vidljivi ako se prije snimanja daju adrenergični beta blokatori . Ova otkrića bi mogla dovesti do novog metoda mršavljenja, jer smeđa mast uzima kalorije od normalne masti i sagorjeva je. Naučnici su mogli da stimuliraju rast tamne masti u miša.Scientists Create Energy-burning Brown Fat In Mice Science Daily, July 30, 2009 Jedna studija APOE kod nokautiranog miša pokazala je da izlaganje hladnoći izaziva aterosklerotske plakove rasta i nestabilnosti kada su proučavane jedinke izložene niskim temperaturama od 4 °C, tokom 8 sedmica. To može dovesti do stanja stresa koji pokazuje brže prisiljene promjene nego sigurna aklimatizacija, koja se može koristiti za shvatanje potencijala u odraslih ljudi, tokom malih ssmanjenja temperature ambijenta od samo 5 do 10 °C. Osim toga, nekoliko novijih studija su dokumentirale značajne prednosti izloženosti hladnoći u više vrsta uključujući i ljude. Naprimjer, istraživači su zaključili da je "aktivacija tamnog masnog tkiva snažan terapijski put za poboljšanje hiperlipidemije i zaštite od ateroskleroze" i da aktiviranje smeđe masti smanjuje plazmatske trigliceride i nivo holesterola te slabi razvoj ateroskleroze koja je izazvana dijetom.
Potrebne su dugoročne studije odraslih osoba, da bi se uspostavila ravnoteža koristi i rizika, u kombinaciji sa historijskim istraživanjima uslova života nedavnih ljudskih generacija, prije današnjeg porasta lošeg zdravstvenog stanja koje je u vezi sa prekomjernom akumulacijom bijele masti. Farmakološki pristupi pomoću β3-adrenergičkih agonista, pokazali su poboljšanje metaboličke aktivnosti glukoze iz smeđeg masnog tkiva u glodara.
Osim toga, istraživanja su pokazala da: Aktiviranje tamnog masnog tkiva poboljšava homeostazu glukoze, i osjetljivost na insulin kod ljudi ukazujući da svako ko ima poremećaj funkcije insulina može imati koristi od aktivacije tamne masti. Međutim, tu je neophodna šira primjena, s obzirom istraživanja pokazuju da je čak i blago povećanje nivoa glukoza u krvi kod zdravih ljudi bez dijabetesa povezano sa starosnim oštećenjem mnogih organa, kao što su oči, mozak, tetive i endotelni/ kardiovaskularni sistem, i rezultira u višoj razini oštećenja krajnjeg proizvod napredne glikacije. Aktivacija tamnog masnog tkiva može imati važnu ulogu u zdravlju kostiju i gustoći kostiju. Aktiviranje tamne masti putem izlaganja hladnoći pomaže porastu razine adiponectina, a samo dvosatno izlaganje hladnoći rezultira 70%-tnim porastom cirkulirajućeg adiponectina kod odraslih ljudi. Utvrđeno je da stogodišnjaci (i muškarci i žene) i njihovi potomci imaju genetičke predispozicije za povećanje adiponektina u opticaju, što ukazuje na vezu između dugovječnosti i proizvodnje adiponektina Osim toga, visoke koncentracije adiponektina u plazmi stogodišnjaka bile su povezane sa povoljnim metaboličkim pokazateljima i sa nižim nivoima C-reaktivnog proteina i E-selektina. Proizvodnja fibroblastnog faktor rasta 21 (FGF-21) je dokumentirana kao put ka dugovječnosti. Misli se da aktivacija tamnog masnog tkiva putem izlaganja hladnoći podiže regulaciju raktora rasta 21 cirkulirajućih fibroblasta (FGF21) kod ljudi za 37%. FGF21 poboljšava osjetljivost na insulin i metanolizam glukoze, što može djelimično objasniti njegov pozitivni uticaj na dugovječnost. Izlaganje hladnoći povećava cirkulaciju irizina. Irizin poboljšava osjetljivost na insulin, kvalitet i kvantitet kostiju, a uključen je i u građu mišićne mase i pomaže u smanjenju gojaznosti konverzijom bijele masnoće u tamnu mast. To obezbjeđuje mnoge koristi od vježbanja. Zdrave stogodišnjake karakterizira povećanje nivoa serumskog irizina, a nije pronađeno da nivo ovog hormona može biti znatno niži u mladih bolesnika s infarktom miokarda. Ovi rezultati traže dalja istraživanja o ulozi irizina, ne samo u vaskularnim poremećajima, nego i u modulaciji životnog vijeka. Izlaganje hladnoći povećava aktivnost fosforilacije SIRT1 i u skeletnim mišićima i tamnom masnom tkivu, povećavajući termogenezu i osjetljivost na insulin. Porast razine SIRT1 kd ljudi je vezan sa povećanom dugovječnošću. SIRT1 (i ostali sirtuini) ima mnoge metaboličke efekte, ali je najznačajnije poboljšanje zdravlja i dugovječnosti i činjenica da iSIRT1 povećava osjetljivost na insulin i kontrolu glukoze u skeletnim mišićima, kao okidač pretvaranjabijele masti u tamnu i porest aktivnosti tamne.
Ostale životinje Međulopatično tamno masno tkivo se obično i neprimjereno naziva hibernacijska žlijezda. Dotle mnogi vjeruju da je taj tip žlijezde, zapravo brkanje sa masnim tkivom koje leži između lopatica kod glodarskih sisara. Sastoji se od smeđeg masnog tkiva, podijeljenog u dva režnja, a liči na primitivne žlijezde, regulirajući ispuštanje različitih hormona. Funkcija ovog tkiva je u skladištenju srednjih i malih lipida lancima potrošnje tokom hibernacije. Manje lipidne strukture omogućavaju brži put za proizvodnju energije putem glikolize.
U studijama gdje je razgrađeno interskapularno smeđe masno tkivo pacova, pokazalo seda su životinje imale problema sa regulacijom normalne tijelesne težine.