Fettgewebe

Aufbau und Terminologie 

Als Fette (Lipide) gelten in apolaren Lösungsmitteln lösliche Stoffe, die hydrolysierbar oder nicht hydrolysierbar sind.

Wichtig ist die Unterscheidung zwischen Speicher-und Membranlipiden:

Speicherlipide sind Triacylglyceride, die aus Glycerin und drei Fettsäuren bestehen. In Pflanzen ist Wachs (ein langkettiger Alkohol mit Fettsäure) eine häufige Speicherform.

Die am Glycerin angehangenen Fettsäuren sind dabei gesättigt (nur Einfachbindungen) oder ungesättigt (Mehrfachbindungen). Speicherlipide sind bezüglich ihres Reaktionsverhaltens neutral, daher der Begriff Neutralfette.

Membranlipide sind Glycerophospholipide (Glycerin mit zwei Fettsäuren und einem Phosphat mit Alkohol) sowie Sphingolipide (Moleküle, die von Sphingosin abgeleitet sind). Beide sind bezüglich ihres Reaktionsverhaltens polar.

Vorkommen und Bedeutung 

Speicherfett ist vermehrt subkutan, im Omentum majus und um den Dickdarm herum zu finden. Es ist einer der wichtigsten Energiespeicher des Organismus. Bei einem Überangebot an Nährstoffen, vor allem Fetten und Kohlenhydraten wird vermehrt Speicherfett in Adipozyten eingelagert und es kommt zur Volumenzunahme des Fettgewebes.

Dies ist möglich, da alle Kohlenhydrate zu Fettsäuren umgebaut werden können. Im Dünndarm werden Kohlenhydrate verschiedener Längen aufgenommen, sie werden zu Glucose heruntergebrochen, die dann in der Glykolyse bis zum Pyruvat abgebaut wird. Über weitere Wege entsteht als energiereicher Metabolit Acetyl-Coenzym A, das zu einer Fettsäure aufgebaut werden kann. Diese Fettsäuren werden an Glycerin angehangen, was zur Entstehung eines Triacylglycerin, einem Speicherfett, führt.

Bei Hungerzuständen werden gespeicherte Triacylglyceride in Glycerin und Fettsäuren gespalten. Fettsäuren werden in der β-Oxidation weiterverarbeitet, Glycerin geht in die Gluconeogenese ein.

Weißes Fettgewebe ist nicht nur ein Energiespeicher, sondern findet sich auch als Baufett an den Fußsohlen, in der Wangenregion, retrobulbär und um die Nieren herum, wo es der mechanischen Dämpfung sowie dem Kälteschutz dient. Dieses Baufett wird selbst bei mittelfristigen Hungerzuständen nahezu nicht abgebaut. Der Abbau von Baufett ist deshalb ein mittelbarer Hinweis auf eine Auszehrung (Kachexie), die sich morphologisch unter anderem durch eingefallene Wangen zeigt.

Aufbau und Histologie 

Adipozyten sind einzeln oder in Gruppen in lockerem Bindegewebe eingelagert und bilden dabei läppchenartige Zellverbände. Jede Zelle ist von einer Basallamina umgeben, an der ein Netz retikulärer Fasern anhaftet, welches durch eine Versilberung sichtbar gemacht werden kann. Parazellulär liegen periadipozytäre Blutgefäße und – hauptsächlich sympathische – Nervenfasern.

Lichtmikroskopisch besitzen Adipozyten eine runde bis polygonale Form und der gesamte Zellleib wird im Wesentlichen von einem großen Fetttropfen ausgefüllt, sodass der Zellkern abgeplattet an den Rand gedrängt wird. Das eigentliche Zytoplasma ist nur ein kleiner schmaler Saum. Eine einzelne Zelle hat im Schnitt einen Durchmesser von rund 70 bis 120 μm. Noch nicht gereifte Zellen enthalten mehrere Fetttropfen, die im weiteren Verlauf zu einem einzelnen verschmelzen. Daher werden diese Zellen auch als univakuoläres Fettgewebe bezeichnet. 

Im üblichen histologischen Präparat, das durch Paraffinschnitte entsteht, werden Neutralfette durch Lösungsmittel herausgelöst. Es bleibt nur noch die Membran, der platte, an den Rand gedrängte Zellkern und der Zytoplasmasaum zurück. An der Stelle des einstigen Fetttropfens befindet sich ein leerer Raum (Vakuole). 

Im Elektronenmikroskop zeigt sich, dass der Zytoplasmasaum gerade einmal ca. 1/100 des Zelldurchmessers (etwa 1 - 2 μm) dick ist. Mitochondrien, Ribosomen, endoplasmatisches Retikulum und Golgi-Apparat liegen allesamt perinukleär, in einem Bereich mit dem meisten Zytoplasma. Diese dicht gedrängte Lage der Zellorganellen zueinander scheint deren Funktion nicht zu beeinflussen. Die äußere Zellmembran der Adipozyten enthält Caveolae, sackförmige Einbuchtungen, die für eine erhebliche Vergrößerung der Oberfläche sorgen und somit Platz für transmembranäre Proteine und Rezeptoren schaffen.

Physiologie 

Unter dem Einfluss von Hormonen erfolgt ein geregelter Auf- und Abbau von Triacylglyceriden in weißen Fettzellen. Schlüsselelemente sind dabei Insulin, Glukagon und Noradrenalin sowie Cortisol. Die Freisetzung von Insulin bzw. Glukagon erfolgt durch das Pankreas, in Abhängigkeit von der Glucosekonzentration im Serum.

Vorkommen

Braunes Fettgewebes kommt nur in geringem Umfang im Körper vor und macht rund 5 -10% der Körperfettmasse aus. 

Aufbau und Histologie

Das Bindegewebe zwischen den einzelnen Fettzellen ist faserarm und sehr reich an Kapillaren.

In der histologischen Darstellung zeigen sich die Zellen des braunen Fettgewebes im Vergleich mit den Zellen des weißen Fettgewebes als deutlich kleiner. Sie haben lediglich einen Durchmesser von etwa 30 μm. Der Zellkern ist rund, zentral gelegen und von einer größeren Zahl Fetttropfen umgeben.

Nach Herauslösen des Fettes für die histologische Aufarbeitung verbleiben viele kleine Hohlräume (Vakuolen), deswegen wird es auch als plurivakuoläres Fettgewebe bezeichnet. Zwischen den Vakuolen befindet sich Zytoplasma, das insgesamt recht spärlich verteilt und azidophil ist. Die Verteilung der Vakuolen im Fettgewebe verleiht den Zellen in der Hämatoxylin-Eosin-Färbung eine "schaumiges" Aussehen.

Die Zellen sind reich an Mitochondrien und die mitochondrialen Cytochrome geben dem Gewebe ihre bräunliche Färbung. Der Reichtum an Mitochondrien hat auch mit der wärmeabgebenden Funktion des braunen Fettgewebes zu tun.

Physiologie

Zellen braunen Fettgewebes besitzen β3-Adrenorezeptoren, die sich anderweitig nur in ganz wenigen Geweben des Körpers befinden. Durch sympathische Noradrenalin-Freisetzung kommt es zur Aktivierung des Rezeptors, was zur Lipolyse und dem Fettsäureabbau in den Mitochondrien führt.

Jedoch werden die entstehenden energiereichen Verbindungen nur zum Teil für die Synthese von Adenosintriphosphat (ATP) verwendet, was normalerweise der Fall ist. Stattdessen wird dieser Mechanismus ausgehebelt (Entkopplung der oxidativen Phosphorylierung) und die Energie wird in Wärme umgewandelt. Diese Entkopplung geschieht mit Hilfe des uncoupling protein 1 (UCP-1,Thermogenin). Die entstandene Wärme wird an die benachbarten Blutgefäße abgegeben und so verteilt.

Für Neugeborene ist dieser Mechanismus überlebensnotwendig, da sie über ein sehr ungünstiges Oberflächen-Volumen-Verhältnis verfügen und sehr schnell auskühlen. 

Fettgewebe existiert an mehreren Stellen im Körper. Neben dem Fettgewebe gibt es aber noch weitere Gewebearten. Das folgende Lernmaterial erklärt dir die Unterschiede: