Karakteristiske endotelceller, struktur, typer, funktioner

744
Anthony Golden
Karakteristiske endotelceller, struktur, typer, funktioner

Det endotelceller De er metabolisk aktive celler, der hører til endotelet, den indre encellede linje af blodkar. Dette cellelag har vigtige fysiologiske funktioner i kroppen, især med hensyn til kredsløbssystemet..

Udtrykket "endotel" blev opfundet af den schweiziske anatom Wilhelm His i 1865 for at skelne mellem det indre lag af kropshulrummene og epitelet (som er det ydre lag)..

Diagram over en blodkarvæg, der viser endotelceller (Kilde: Bruger: VS6507, via Wikimedia Commons)

Den oprindelige definition, der blev brugt af His, omfattede ikke kun det indre cellelag af blodkar, men også lymfekar og mesothelialhulrum. Kort tid senere blev denne definition imidlertid kun reduceret til blod- og lymfekar.

Den strategiske placering af disse celler giver dem mulighed for at fungere som en direkte grænseflade mellem komponenterne i blodet (eller lymfe) og vævene, hvilket gør dem essentielle for regulering af adskillige fysiologiske processer relateret til det vaskulære system..

Blandt disse processer er vedligeholdelse af blodfluiditet og forebyggelse af trombedannelse samt regulering af transport af væsker og opløste stoffer såsom hormoner, proteinfaktorer og andre makromolekyler..

Det faktum, at endotelet udfører komplekse funktioner i dyrenes krop, antyder, at dets celler er modtagelige for forskellige sygdomme, som er af stor interesse for forskellige forskere..

Artikelindeks

  • 1 Funktioner
    • 1.1 Signalering
  • 2. generation
    • 2.1 Differentiering af stamceller
    • 2.2 Spredning 
  • 3 Apoptose
  • 4 Hvor er de??
  • 5 Struktur
    • 5.1 Subcellulær struktur
  • 6 typer
  • 7 funktioner
    • 7.1 Celletrafik og permeabilitetsfunktioner
    • 7.2 Funktioner i hæmostase 
  • 8 Referencer

Egenskaber

Overfladearealet optaget af endotelceller i et voksent menneskes krop kan dække mere end 3.000 kvadratmeter og veje mere end 700 g.

Dette cellelag, der betragtes som et "organ", der er bredt fordelt i kroppen, er ansvarligt for at modtage og oversætte de molekylære signaler, der transporteres i blodet til vævene, og orkestrere et stort antal væsentlige fænomener for hele organismenes funktion..

Et kendetegn ved endotelceller er, at de og deres kerner er indrettet på en sådan måde, at de "ser" rettet i samme retning som blodgennemstrømningen, der passerer gennem kanalerne, hvor de findes..

Endotelceller er meget heterogene, og det har at gøre med det faktum, at blod og lymfekar er fordelt i hele kroppen, udsat for en lang række forskellige mikromiljøer, som pålægger hvert enkelt endotel betingelser..

Disse vaskulære mikromiljøer kan påvirke endotelcellernes epigenetiske egenskaber markant, hvilket resulterer i forskellige differentieringsprocesser..

Dette er blevet demonstreret gennem undersøgelsen af ​​vævsspecifikke genekspressionsmønstre, hvorigennem disse cellers utrolige evne til at tilpasse sig både i antal og disposition til de lokale krav, hvor de findes, er blevet bevist..

Signalering

Endotelet er et sofistikeret signalbehandlingscenter, der styrer næsten alle hjerte-kar-funktioner. Det karakteristiske ved dette sensoriske system er, at hver endotelcelle er i stand til at detektere forskellige typer signaler og generere forskellige typer svar..

Dette er måske det, der gør det muligt for dette meget specielle organ at udøve regulerende funktioner på blodtryk og blodets hastighed og fordeling ud over at kontrollere celleproliferation og migration i blodkarens vægge..

Generation

Det vaskulære system er det første organsystem, der udvikler sig i kroppen af ​​et dyreembryo. Under gastrulationsprocessen invaginerer det embryonale epitel gennem den primitive kløft, og det er da, de mesodermale celler induceres..

Endotelcellens stamceller adskiller sig fra mesodermalt væv gennem en proces, der ser ud til at være uafhængig af gastrulation. Disse celler befinder sig i knoglemarven i tæt tilknytning til hæmatopoietiske celler..

Forfadercellerne er kendt som angioblaster og / eller hæmangioblaster. Imidlertid kan andre cellelinjer i kroppen "transdifferentiere" i epitelceller og omvendt..

Angioblaster defineres som celler, der har potentiale til at differentiere til endotelceller, men som ikke har de karakteristiske molekylære markører og ikke har dannet et "lumen" (disse markører vises under differentiering).

Differentieringshastigheden og proliferationen af ​​endotelceller er ekstremt høj under embryonal udvikling og under postnatal udvikling, men den falder betydeligt hos den voksne..

Identiteten af ​​epitelceller verificeres normalt ved at studere tilstedeværelsen eller ekspressionen af ​​specifikke messengerproteiner eller RNA'er, skønt disse "markører" mange gange kan deles med andre cellelinier..

Differentiering af stamceller

Endotelcellens stamceller kan opstå fra knoglemarven, men kan ikke straks inkorporeres i de indre vaskulære vægge (endotel).

Forskellige forfattere har vist, at disse celler er rettet mod eller er grupperet på steder med aktiv neovaskularisering, der adskiller sig som reaktion på iskæmiske processer (mangel på ilt eller blodgennemstrømning), vaskulært traume, tumorvækst eller andet.

Spredning 

Endotelceller til stede i det vaskulære system opretholder evnen til at opdele og bevæge sig. Nye blodkar dannes takket være spredning af allerede eksisterende endotelceller, og dette sker både i embryonale væv (som vækst opstår) og i voksne væv (til vævsomdannelse eller rekonstruktion)..

Apoptose

Apoptose eller programmeret celledød er en normal proces, der forekommer i stort set alle celler i levende organismer, og som har forskellige fysiologiske funktioner i disse.

Det er kendetegnet ved kondensering af cytoplasmaet og kernen, ved krympning af celler og ved eksponering på celleoverfladen af ​​specifikke molekyler til fagocytose. Under denne proces er der også nedbrydning af kromatin (kromosomalt DNA) og deformation af plasmamembranen..

Programmeret celledød kan udløses i endotelceller af forskellige stimuli og molekylære faktorer. Dette har vigtige konsekvenser for hæmostase (forebyggelse af lækage af flydende blod)..

En sådan proces er vigtig i ombygning, regression og angiogenese (dannelse af nye blodkar). Da det kan påvirke integriteten og funktionen af ​​det vaskulære endotel, kan endotel apoptose bidrage til patogenesen af ​​en lang række menneskelige sygdomme..

In vivo eksperimenter antyder, at disse patologier kan omfatte arteriosklerose, medfødt hjertesvigt, diabetisk retinopati, emfysem, sklerodermi, seglcelleanæmi, systemisk lupus erythematosus eller trombotisk trombocytopen purpura, blandt andre..

Hvor er de?

Endotelceller findes, som navnet antyder, i de forskellige typer af endotel, der dækker den indre overflade af blod og lymfekar..

I blodkarets endotel danner endotelcellerne i venerne og arterierne for eksempel et uafbrudt cellelag, hvor cellerne er forbundet sammen ved tætte kryds..

Struktur

Langt fra at være kollektivt identiske kan endotelceller betragtes som et gigantisk konsortium af forskellige virksomheder, hver med sin egen identitet..

Langs de vaskulære grene varierer endotelcellernes form betydeligt. Desuden kan der være betydelige fænotypiske forskelle mellem celler, der hører til forskellige segmenter af det samme vaskulære system, organ eller type af kar..

På trods af denne påstand er disse typisk flade celler, som kan være "buttede" eller kuboidale i endotelvenuler..

Dens tykkelse varierer fra mindre end 0,1 μm i venerne og kapillærerne til 1 μm i aortaarterien, og dens struktur omformes som reaktion på flere faktorer, især den såkaldte "hæmodynamiske forskydningsspænding".

Længden af ​​endotelcellerne adskiller sig med hensyn til deres anatomiske placering, da det er blevet rapporteret, at i blodkarrene hos rotter er aortaendotelcellerne aflange og tynde, mens de i lungearterierne er kortere og rundere.

Således er endotelceller ligesom mange andre celler i kroppen dækket af en dækning af proteiner og sukkerarter kendt som glycocalyx, som er en grundlæggende del af den vaskulære barriere og måler mellem 0,1 og 1 mikrometer i tykkelse..

Denne ekstracellulære "region" produceres aktivt af endotelceller og optager rummet mellem cirkulerende blod og celler. Det har vist sig at have funktioner både i vaskulær beskyttelse og i celleregulering og hæmostatiske mekanismer..

Subcellulær struktur

Endotelcellernes intracellulære rum er fyldt med clathrin-overtrukne vesikler, multivesikulære kroppe og lysosomer, som er kritiske for endocytiske molekylære transportveje.

Lysosomer er ansvarlige for nedbrydning og genanvendelse af makromolekyler, der er rettet mod dem ved endocytose. Denne proces kan også forekomme på celleoverfladen, i Golgi-komplekset og det endoplasmatiske retikulum..

Disse celler er også rige på caveolae, som er kolbeformede vesikler associeret med plasmamembranen, og som normalt er åbne for luminalsiden eller kan være frie i cytosolen. Overfloden af ​​disse strukturer afhænger af den betragtede type epitel.

Typer

Endotelceller kan have meget forskellige fænotyper, som reguleres af, hvor de findes, og tidspunktet for udviklingen. Det er af denne grund, at mange forfattere finder, at de er meget heterogene, da de ikke kun varierer med hensyn til deres struktur, men også deres funktion..

Endotelet kan klassificeres som kontinuerligt eller diskontinuerligt. Det kontinuerlige endotel kan igen være fenestreret eller ikke-fenestreret. Fenestrae er en slags intracellulære "porer", der strækker sig gennem hele celletykkelsen..

Det kontinuerlige ikke-fenestrerede endotel danner den indre foring af arterier, vener og kapillærer i hjernen, huden, hjertet og lungerne..

Kontinuerligt fenestreret epitel er på den anden side almindelig i områder, der er karakteriseret ved høj filtrering og transendotelial transport (kapillærer i de eksokrine og endokrine kirtler, gastrisk og tarmslimhinde, glomeruli og nyretubuli).

Nogle sinusformede vaskulære senge og en del af levervævet er beriget med diskontinuerligt endotel.

Funktioner

Endotelet har vigtige fysiologiske funktioner, herunder vasomotorisk tonekontrol, handel med blodlegemer, hæmostatisk balance, permeabilitet, spredning, overlevelse og medfødt og adaptiv immunitet..

Fra et funktionelt synspunkt har endotelceller et grundlæggende opdelingsjob. Normalt er disse i en tilstand af "ro", da de ikke er aktive fra det proliferative synspunkt (deres halveringstid kan være mere end 1 år).

Deres generelle funktioner og endotelet, som de udgør, kan opdeles i: permeabilitet, handel med blodlegemer og hæmostase.

Permeabilitet og celletrafikfunktioner

Endotelet er en semi-permeabel struktur, da det skal tillade transport af forskellige opløste stoffer og væsker til og fra blodet. Under normale forhold er strømmen fra og til blodet gennem endotelet kontinuerlig, hvor endotelet i kapillærerne hovedsageligt deltager..

En del af permeabilitetsfunktionen af ​​kapillære endotelier er at tillade passage af leukocytter og nogle inflammatoriske mediatorer gennem karene, hvilket opnås med ekspression af molekyler og kemoattraktanter i endotelceller.

Derfor involverer transporten af ​​leukocytter fra blodet til det underliggende væv flertrins adhæsionskaskader, der indbefatter initial vedhæftning, rullning, anholdelse og transmigration, som næsten udelukkende forekommer i de post-kapillære vener..

Takket være deres deltagelse i cellehandel er endotelceller involveret i helings- og betændelsesprocesserne, hvor de deltager i dannelsen af ​​nye kar fra allerede eksisterende kar. Det er en vigtig proces til vævsreparation.

Funktioner i hæmostase 

Endotelet deltager i vedligeholdelsen af ​​blodet, væsketilstanden og i fremme af den begrænsede dannelse af blodpropper, når der er skade på de vaskulære væggers integritet.

Endotelceller udtrykker faktorer, der hæmmer eller fremmer koagulation (antikoagulantia og koagulanter), afhængigt af de specifikke signaler, de modtager gennem hele livet.

Hvis disse celler ikke var så fysiologisk og strukturelt plastiske som de er, ville vækst og reparation af kropsvæv ikke være mulig..

Referencer

  1. Aird, W. C. (2007). Fenotypisk heterogenitet af endotelet: I. Struktur, funktion og mekanismer. Cirkulationsforskning, 100, 158-173.
  2. Aird, W. C. (2012). Endotelcelleheterogenitet. Cold Spring Harbour Perspectives in Medicine, 2, 1-14.
  3. Alphonsus, C. S., & Rodseth, R. N. (2014). Endotelglycocalyx: en gennemgang af den vaskulære barriere. Anæstesi, 69, 777-784.
  4. Back, N., & Luzio, N. R. Di. (1977). Den trombotiske proces i aterogenese. (B. Chandler, K. Eurenius, G. McMillan, C. Nelson, C. Schwartz, & S. Wessler, red.). Plenumpresse.
  5. Chi, J., Chang, H. Y., Haraldsen, G., Jahnsen, F. L., Troyanskaya, O. G., Chang, D. S., ... Brown, P. O. (2003). Endotelcellediversitet afsløret ved global profilering. PNAS, 100 (19), 10623-10628.
  6. Choy, J. C., Granville, D. J., Hunt, D. W. C., og Mcmanus, B. M. (2001). Endotelcelle-apoptose: Biokemiske egenskaber og potentielle implikationer for åreforkalkning. J. Mol. Celle. Cardiol., 33, 1673-1690.
  7. Cines, B. D. B., Pollak, E. S., Buck, C. A., Loscalzo, J., Zimmerman, G. A., Mcever, R. P., ... Stern, D. M. (1998). Endotelceller i fysiologi og i patofysiologi af vaskulære lidelser. Journal of The American Society of Hematology, 91 (10), 3527-3561.
  8. Fajardo, L. (1989). Kompleksiteten af ​​endotelceller. Tildel artikler og særlige rapporter, 92 (2), 241-250.
  9. Kharbanda, R. K. og Deanfield, J. E. (2001). Funktioner af det sunde endotel. Koronararteriesygdom, 12, 485-491.
  10. Ribatti, D. (2007). Opdagelsen af ​​endotelceller. En historisk gennemgang. Leukæmi Research, 31, 439-444.
  11. Risau, W. (1995). Differentiering af endotel. FASEB Journal, 9, 926-933.
  12. van Hinsberg, V. (2001). Endotelet: vaskulær kontrol af hæmostase. European Journal of Obstetrics & Gynecology and Reproductive Biology, 95, 198-201.
  13. Winn, R. og Harlan, J. (2005). Rollen af ​​apotelose i endotelceller i inflammatoriske og immunsygdomme. Journal of Thrombosis and Haemostasis, 3, 1815-1824.

Endnu ingen kommentarer