Dalam catatan blog ini, kami akan meneroka mekanisme fisiologi di mana bayi baru lahir menggunakan tisu adiposa coklat untuk mengekalkan suhu badan mereka, serta potensi perubatannya.
Apabila orang dewasa berasa sejuk, mereka menjana haba melalui tindakan seperti menggigil untuk mengekalkan suhu badan mereka. Ini adalah tindak balas semula jadi badan. Apabila suhu luaran menurun, sistem saraf mengecutkan otot untuk menyebabkan menggigil, yang menghasilkan haba untuk mengekalkan suhu badan. Mitokondria, yang merupakan blok bangunan sel, memainkan peranan penting dalam proses ini. Mitokondria menukarkan glukosa yang diperoleh daripada makanan kepada adenosin trifosfat (ATP) dan menyimpannya. Apabila suhu badan menurun, ATP dipecahkan melalui otot yang menggigil, menghasilkan haba.
Walau bagaimanapun, bayi yang baru lahir tidak mempunyai otot yang berkembang seperti orang dewasa, jadi mereka tidak boleh menggigil cukup untuk mengekalkan suhu badan mereka. Sebaliknya, bayi baru lahir mengekalkan suhu badan mereka melalui tisu adiposa coklat yang diedarkan di sekitar tulang belakang dan buah pinggang. Tidak seperti tisu adiposa yang lain, tisu adiposa coklat mempunyai keupayaan yang sangat baik untuk menjana haba. Ini kerana adiposit coklat terdiri daripada titisan minyak yang mengandungi asid lemak dan sejumlah besar mitokondria.
Mitokondria dalam sel normal terdiri daripada matriks, membran dalam, membran luar, dan ruang antara membran dalam dan luar. Mitokondria dalam sel lemak perang mempunyai struktur yang sama, tetapi mereka berbeza kerana protein tertentu dalam membran dalam memainkan peranan dalam penjanaan haba. Proses di mana protein ini membantu bayi baru lahir mengekalkan suhu badan mereka adalah seperti berikut.
Apabila suhu badan bayi yang baru lahir turun, isyarat dihantar dari hipotalamus di otak, menyebabkan noradrenalin dirembeskan dari terminal saraf simpatik. Ini merangsang reseptor β dalam membran sel sel adipos perang, menyebabkan asid lemak yang terdapat dalam sel adipos perang diangkut melalui membran luar dan dalam mitokondria ke matriks. Elektron yang dihasilkan oleh pemecahan asid lemak kemudian dipindahkan oleh koenzim kepada protein terikat membran dalam membran dalam. Protein terikat membran ini bertindak sebagai saluran, mengangkut ion hidrogen (H+) yang sedia ada dalam matriks ke dalam ruang antara membran.
Apabila ion hidrogen bergerak dari matriks ke ruang antara membran, kecerunan kepekatan ion hidrogen antara ruang antara membran dan matriks tercipta. Perbezaan kepekatan ini menghasilkan tenaga yang dipanggil motilitas proton, dan daya ini menyebabkan ion hidrogen kembali ke substrat di mana kepekatannya lebih rendah. Walau bagaimanapun, oleh kerana membran dalam tidak telap kepada proton seperti ion hidrogen, ia mesti melalui saluran protein tertentu dalam membran dalam dengan cara yang sama seperti apabila ia bergerak ke ruang antara membran.
Perkara penting di sini ialah ion hidrogen melalui saluran protein yang dipanggil 'thermogenin,' yang hanya terdapat dalam mitokondria sel lemak perang. Dalam mitokondria sel normal, ion hidrogen melalui ATP sintase apabila ia kembali ke substrat, dan daya motif proton digunakan untuk sintesis ATP. Sebaliknya, dalam sel lemak perang, thermogenin tidak menggunakan daya motif proton untuk sintesis ATP. Oleh itu, ion hidrogen dipercepatkan oleh pengangkutan proton dan berlanggar dengan air dalam substrat, menghasilkan haba.
Melalui proses ini, bayi baru lahir dapat mengekalkan suhu badan mereka dengan cara yang berbeza daripada orang dewasa. Terima kasih kepada mekanisme penjanaan haba unik sel lemak perang, bayi baru lahir dapat mengekalkan suhu badan yang agak stabil walaupun persekitaran luaran berubah, yang memainkan peranan yang sangat penting dalam kelangsungan hidup mereka. Mekanisme pengawalan suhu badan ini bukan sahaja diperhatikan pada bayi baru lahir, tetapi juga pada haiwan yang hibernate. Haiwan ini menggunakan tisu adiposa perang untuk menghasilkan haba yang diperlukan untuk terus hidup bagi mengekalkan suhu badan mereka semasa musim sejuk.
Fungsi tisu adiposa coklat bukan sahaja mengawal suhu badan, tetapi juga mempunyai kesan penting pada metabolisme tenaga dalam badan. Kajian terbaru menunjukkan bahawa tisu adiposa coklat berpotensi menyumbang kepada pencegahan penyakit metabolik seperti obesiti dan diabetes. Ini kerana tisu adiposa perang dengan cekap menggunakan lemak dalam proses penjanaan haba. Oleh itu, pengaktifan tisu adiposa coklat boleh memberi kesan positif terhadap kawalan berat badan dan kesihatan metabolik, dan kemungkinan untuk membangunkan rawatan baru menggunakan ini telah dicadangkan.
Kesimpulannya, mekanisme penyelenggaraan suhu badan pada bayi baru lahir dicapai melalui proses penjanaan haba unik tisu adipos coklat. Proses ini memainkan peranan penting dalam kelangsungan hidup bayi baru lahir dan mempunyai kesan penting pada metabolisme tenaga dalam badan. Kajian lanjut mengenai fungsi dan peranan tisu adiposa coklat dijangka membawa kepada pelbagai aplikasi perubatan.
