|
När temperaturen i omgivningen sjunker alltför mycket måste jämnvarma djur producera värme för att deras kroppstemperatur skall förbli konstant. Ett sätt att göra detta är att bryta ned fett i så kallad brun fettvävnad. Ett annat är att huttra, då värme produceras genom skelettmuskelkontraktioner. Alla däggdjur kan huttra, men alla har inte brunt fett. Brunt fett finns bara hos däggdjur.
Vilka djur har brun fettvävnad?
Små och medelstora däggdjur, som är aktiva i ett kallt och vintrigt klimat, har ofta brun fettvävnad. Däggdjur som överlever vintermånaderna i dvala med kraftigt sänkt kroppstemperatur kan använda brun fettvävnad för att producera värme, när de ska vakna upp. Bilden ovan visar ett sådant djur, en nordamerikansk jordekorre ("chipmunk").
Brun fettvävnad finns också hos många nyfödda däggdjur, även spädbarn. Det är ännu ej känt varför nyfödda däggdjur i större utsträckning än vuxna använder sig av brun fettvävnad för att producera värme. Nyfödda människobarn har en begränsad förmåga att isolera sig från värmeförluster genom att dra ihop blodkärlen i huden. Detta skulle kunna vara en anledning till att de använder brunt fett. Brun fettvävnad finns faktiskt även hos vuxna människor, men dess funktion är fortfarande oklar, mer om detta nedan.
Var i djuret sitter den bruna fettvävnaden?
Fettvävnaden är koncentrerad till vissa speciella områden, till exempel runt nacke, axlar och skulderblad. Ofta sitter det i nära kontakt med viktiga organ. Då kommer värmen att spridas till dessa organ först. Det finns ofta rikligt med brunt fett i området kring hjärtat. Detta fett värmer upp blodet i hjärtat. Hjärtat fungerar sedan som en värmepanna som pumpar ut varmt blod till andra delar av kroppen.
Hur skiljer sig brun från vanligt vit fettvävnad?
Den bruna fettvävnaden innehåller fler och större mitokondrier i cellerna, ett stort antal blodkärl samt många nervtrådar från det sympatiska nervsystemet.
Mitokondrierna är de strukturer i cellen som omsätter kemisk energi både från födan och från kroppens energiförråd i form av glykogen och, framför allt, fett. Vid fasta omsätts också muskelproteiner. Den kemiska energin omsätts till den energirika molekylen ATP, som användes som energikälla vid en rad processer i kroppen, till exempel vid muskelarbete och vid nervsystemets aktiviteter. Det är förekomsten av mycket blod och många mitokondrier som gör att fettvävnaden ser brun ut. Bruna fettceller skiljer sig från vanliga vita fettceller genom att de innehåller flera fettdroppar, i stället för en enda stor fettdroppe.
Vad kan fördelen vara med att använda brunt fett i stället för att huttra?
Vinteraktiva djur skulle inte kunna röra sig normalt och samla föda om de huttrade. Huttrande muskler kan ju inte arbeta på vanligt sätt. En ekorre som en kall vinterdag skalar en kotte skulle hela tiden tappa kotten, om den huttrade. I stället använder den brunt fett för att hålla värmen. Den har naturligtvis också stor nytta av sin tjocka vinterpäls.
Vilken betydelse har brun fettvävnad hos vuxna människor?
Man har nyligen påvisat en ökad värmeproduktion i det bruna fettet vid kyla även hos vuxna människor. Det finns också studier som antyder att brunt fett kan bidra till att reglera kroppsvikten genom att aktiveras vid ökat födointag. Därmed skulle det bidra till att förhindra en viktuppgång.
Det har hävdats att människor bara har så kallade beigefärgade fettceller. Dessa celler finns i vit fettvävnad och är omvandlade vita fettceller. Vita fettceller kan omvandlas till beigefärgade vid kyla eller nervstimulering. Det står emellertid nu klart att både spädbarn och vuxna människor har såväl beigefärgade som äkta bruna fettceller. De nyvunna kunskaperna om brunt fett hos människan kan så småningom leda till nya behandlingsmetoder för fetma och diabetes av typ 2.
Hur bildas värme ur det "bruna fettet"?
Som nämnts ovan, innehåller brun fettvävnad många nervtrådar från det sympatiska nervsystemet. Från dessa nervtrådar frigörs transmittorsubstansen noradrenalin som verkar på så kallade β3-receptorer. Detta sker efter impulser från högre centra i centrala nervsystemet. Noradrenalin stimulerar vävnaden att öka nedbrytningen av sitt fett. Vid denna nedbrytning frigörs värme. I vanlig fettvävnad produceras vid fettnedbrytningen främst
lättillgänglig kemisk energi i form av ATP, men även en del värmeenergi. I den bruna fettvävnaden däremot, frigörs merparten av energin i form av värme och mycket lite ATP bildas. Kanske bildas också en del extra värme genom en ökad förbrukning av ATP.
Nervstimuleringen aktiverar ett så kallat frikopplingsprotein (UCMP1) som förhindrar bildning av ATP när fettets fettsyror oxideras till koldioxid och vatten av mitokondrierna. I stället för ATP bildas värme. Frikopplingsproteinet stimulerar också aktiviteten hos ett lipas. Lipaset är ett enzym som bryter ner fettcellernas fett till bland annat de fettsyror mitokondrierna bryter ner.
Användning av brunt fett är ett exempel på hur de jämnvarma djuren kan reglera sin kroppstemperatur. Det finns åtskilliga andra sätt att lösa problemet med att bibehålla en konstant kroppstemperatur. Läs mer om temperaturreglering under rubriken "Hur djur klarar värme och kyla" på en annan sida. Läs mer om vinterdvala och brunt fett på sidan "Kroppstemperatur hos jämnvarma djur i v”rme och kyla".
Referenser
Texten har uppdaterats och utökats år 2013 av Anders Lundquist.
R.W. Hill, G.A. Wyse, and M. Anderson: Animal Physiology (3rd ed, Sinauer, 2012).
A.M. Cypess et al: Anatomical localization, gene expression profiling and functional characterization of adult human neck brown fat (Nature Medicine 19:635-9, 2013).
Till början på sidan
Till "Artiklar om djur"
|
