ENDOTELIO LĄSTELĖS: CHARAKTERISTIKOS, STRUKTŪRA, TIPAI, FUNKCIJOS - BIOLOGIJA - 2025

Kad endotelio ląstelės yra metaboliškai aktyvūs ląstelės priklausančių endotelio, vidinių vienaląsčių linija kraujagysles. Šis ląstelių sluoksnis atlieka svarbias fiziologines funkcijas kūne, ypač atsižvelgiant į kraujotakos sistemą.

1865 m. Terminą „endotelis“ sukūrė šveicarų anatomikas Wilhelmas Hisas, norėdamas atskirti kūno ertmių vidinį sluoksnį nuo epitelio (kuris yra išorinis sluoksnis).

Kraujagyslės sienelės, kurioje pavaizduotos endotelio ląstelės, schema (Šaltinis: Vartotojas: VS6507, per „Wikimedia Commons“)

Pradinis Jo naudojamas apibrėžimas apėmė ne tik vidinį kraujagyslių ląstelių sluoksnį, bet ir limfinius kraujagysles bei mezotelines ertmes. Tačiau neilgai trukus šis apibrėžimas buvo sumažintas tik kraujo ir limfinių kraujagyslių srityje.

Strateginė šių ląstelių vieta leidžia joms veikti kaip tiesioginė kraujo (ar limfos) komponentų ir audinių sąsaja, todėl jos yra būtinos norint reguliuoti daugybę fiziologinių procesų, susijusių su kraujagyslių sistema.

Tarp šių procesų yra kraujo sklandumo palaikymas ir trombų susidarymo prevencija, taip pat skysčių ir tirpių medžiagų, tokių kaip hormonai, baltymų faktoriai ir kitos makromolekulės, transportavimo reguliavimas.

Tai, kad endotelis gyvūnų kūne atlieka sudėtingas funkcijas, reiškia, kad jo ląstelės yra jautrios skirtingoms ligoms, kurios labai domina skirtingus tyrėjus.

charakteristikos

Endotelio ląstelių užimtas paviršiaus plotas suaugusio žmogaus kūne gali užimti daugiau nei 3000 kvadratinių metrų ir sverti daugiau nei 700 g.

Šis ląstelių sluoksnis, laikomas „organu“, plačiai paplitusiu visame kūne, yra atsakingas už molekulinių signalų, gabenamų kraujyje į audinius, priėmimą ir transliavimą, organizuojant daugybę svarbių viso organizmo veikimo reiškinių.

Endotelio ląstelių ypatybė yra ta, kad jos ir jų branduoliai yra sulygiuoti taip, kad „atrodytų“ nukreipti ta pačia kryptimi kaip ir kraujo tėkmė, einanti per latakus, kur jie randami.

Endotelio ląstelės yra labai nevienalytės, ir tai turi būti susiję su tuo, kad kraujas ir limfinės kraujagyslės yra pasiskirstę visame kūne, veikiami daugybės skirtingų mikroaplinkų, kurios sąlygoja kiekvienos konkrečios endotelio būklę.

Šios kraujagyslių mikroaplinkos gali smarkiai paveikti endotelio ląstelių epigenetines savybes, todėl vyksta atskiri diferenciacijos procesai.

Tai buvo įrodyta tiriant audiniams būdingus genų ekspresijos modelius, per kuriuos buvo įrodytas neįtikėtinas šių ląstelių gebėjimas tiek skaičiumi, tiek dispozicija prisitaikyti prie vietinių poreikių ten, kur jos randamos.

Signalizacijos

Endotelis yra sudėtingas signalų apdorojimo centras, kontroliuojantis praktiškai visas širdies ir kraujagyslių funkcijas. Išskirtinis šios jutiminės sistemos bruožas yra tas, kad kiekviena endotelio ląstelė yra pajėgi aptikti skirtingų tipų signalus ir generuoti skirtingo tipo reakcijas.

Ko gero, būtent tai leidžia šiam ypatingam organui atlikti reguliavimo funkcijas, susijusias su kraujospūdžiu ir kraujo greičiu bei pasiskirstymu, be to, kad kontroliuoja ląstelių dauginimąsi ir migraciją kraujagyslių sienose.

Karta

Kraujagyslių sistema yra pirmoji organų sistema, išsivysčiusi gyvūno embriono kūne. Gastrikuliacijos metu embrioninis epitelis įsiveržia per primityvų plyšį, ir tada sužadinamos mezoderminės ląstelės.

Endotelio ląstelių progenitorinės ląstelės išsiskiria iš mezoderminio audinio per procesą, kuris, atrodo, nepriklauso nuo skrandžio. Šios ląstelės yra kaulų čiulpuose glaudžiai bendradarbiaujant su kraujodaros ląstelėmis.

Progenitorinės ląstelės yra žinomos kaip angioblastai ir (arba) hemangioblastai. Tačiau kitas kūno ląstelių linijas galima „perskirti“ į epitelio ląsteles ir atvirkščiai.

Angioblastai yra apibrėžiami kaip ląstelės, kurios gali diferencijuotis į endotelio ląsteles, tačiau neturi būdingų molekulinių žymeklių ir nesudaro „liumeno“ (šie žymenys atsiranda diferenciacijos metu).

Endotelio ląstelių diferenciacijos ir proliferacijos greitis yra embriono vystymosi ir postnatalinio vystymosi metu ypač didelis, tačiau suaugusiesiems jis labai sumažėja.

Epitelinių ląstelių tapatumas paprastai patikrinamas tiriant specifinių pasiuntinių baltymų ar RNR buvimą ar išraišką, nors šiais „žymenimis“ dažnai galima dalintis su kitomis ląstelių linijomis.

Progenitorinių ląstelių diferenciacija

Endotelio ląstelių progenitorinės ląstelės gali atsirasti iš kaulų čiulpų, bet negali būti iš karto įtrauktos į vidines kraujagyslių sienas (endotelį).

Įvairūs autoriai įrodė, kad šios ląstelės yra nukreiptos į aktyvios neovaskuliarizacijos vietas arba yra sugrupuotos jose, skirtingai reaguojant į išeminius procesus (deguonies ar kraujotakos trūkumą), kraujagyslių traumas, naviko augimą ar kt.

Platinimas

Kraujagyslių sistemoje esančios endotelio ląstelės išlaiko galimybę dalytis ir judėti. Naujos kraujagyslės susidaro dėl jau esančių endotelio ląstelių proliferacijos. Tai įvyksta tiek embrioniniuose audiniuose (augant augimui), tiek suaugusiųjų audiniuose (audinių rekonstravimui ar rekonstrukcijai).

Apoptozė

Apoptozė arba užprogramuota ląstelių mirtis yra normalus procesas, vykstantis beveik visose gyvų organizmų ląstelėse ir atliekantis jose įvairias fiziologines funkcijas.

Jam būdinga citoplazmos ir branduolio kondensacija, ląstelių susitraukimas ir specifinių fagocitozės molekulių veikimas ląstelės paviršiuje. Šio proceso metu taip pat yra chromatino (chromosomų DNR) irimas ir plazmos membranos deformacija.

Užprogramuotą ląstelių mirtį endotelio ląstelėse gali sukelti skirtingi dirgikliai ir molekuliniai veiksniai. Tai turi reikšmės hemostazei (skysto kraujo nutekėjimo prevencijai).

Toks procesas yra būtinas rekonstruojant, regresuojant ir angiogenezėje (formuojant naujas kraujagysles). Kadangi endotelio apoptozė gali paveikti kraujagyslių endotelio vientisumą ir funkciją, ji gali prisidėti prie daugybės įvairių žmogaus ligų patogenezės.

In vivo eksperimentai rodo, kad šios patologijos gali apimti arteriosklerozę, įgimtą širdies nepakankamumą, diabetinę retinopatiją, emfizemą, sklerodermiją, pjautuvinių ląstelių ligą, sisteminę raudonąją vilkligę ar trombinę trombocitopeninę purpurą.

Kur jie rasti?

Endotelio ląstelės, kaip rodo jų pavadinimas, yra įvairių tipų endotelyje, kuris linijuoja vidinį kraujo ir limfinių kraujagyslių paviršių.

Pvz., Kraujo ir kraujagyslių endotelyje venų ir arterijų endotelinės ląstelės sudaro nenutrūkstamą ląstelių sluoksnį, kuriame ląstelės sujungiamos sandariais sujungimais.

Struktūra

Endotelio ląstelės, anot jų, nėra identiškos, gali būti traktuojamos kaip milžiniškas įvairių įmonių konsorciumas, kiekvienas iš jų turi savo tapatybę.

Palei kraujagyslių šakas endotelio ląstelių forma labai skiriasi. Be to, tarp ląstelių, priklausančių skirtingiems tos pačios kraujagyslių sistemos, organo ar kraujagyslių tipo segmentams, gali būti ryškių fenotipinių skirtumų.

Nepaisant šio teiginio, paprastai tai yra plokščios ląstelės, kurios endotelio venulėse gali būti „išsipūtusios“ arba kuboidinės.

Jo storis svyruoja nuo mažiau nei 0,1 μm venose ir kapiliaruose iki 1 μm aortos arterijoje, o jo struktūra keičiasi reaguojant į įvairius veiksnius, ypač vadinamąjį „hemodinaminį šlyties įtempį“.

Endotelio ląstelių ilgis skiriasi atsižvelgiant į jų anatominę vietą, nes buvo pranešta, kad žiurkių kraujagyslėse aortos endotelio ląstelės yra pailgos ir plonos, tuo tarpu plaučių arterijose jos yra trumpesnės ir apvalesnės.

Taigi, kaip ir daugelį kitų kūno ląstelių, endotelio ląstelės yra padengtos baltymų ir cukrų, žinomų kaip glikokaliksas, danga, kuri yra pagrindinė kraujagyslių barjero dalis ir yra nuo 0,1 iki 1 mikrono storio.

Šį tarpląstelinį „regioną“ aktyviai gamina endotelio ląstelės ir jis užima tarpą tarp cirkuliuojančio kraujo ir ląstelių. Įrodyta, kad ji veikia tiek kraujagyslių apsaugą, tiek ląstelių reguliavimą, tiek hemostazinius mechanizmus.

Subcelulinė struktūra

Endotelio ląstelių tarpląstelinė erdvė yra užpildyta klarinu dengtomis pūslelėmis, daugiabriauniais kūneliais ir lizosomomis, kurios yra labai svarbios endocitinių molekulių transportavimo keliams.

Lizosomos yra atsakingos už makromolekulių, kurios yra nukreiptos į jas endocitozės, skilimą ir perdirbimą. Šis procesas taip pat gali vykti ląstelės paviršiuje, Golgi komplekse ir endoplazminiame retikulume.

Šiose ląstelėse taip pat gausu caveolae, kurios yra kolbos formos pūslelės, susietos su plazmos membrana ir paprastai yra atviros šoninėje dalyje arba gali būti laisvos citozolyje. Šių struktūrų gausa priklauso nuo nagrinėjamo epitelio tipo.

Tipai

Endotelio ląstelės gali turėti labai skirtingus fenotipus, kuriuos reguliuoja jų radimo vieta ir vystymosi laikas. Dėl šios priežasties daugelis autorių mano, kad jie yra labai nevienalyčiai, nes skiriasi ne tik savo struktūra, bet ir funkcija.

Endotelis gali būti klasifikuojamas kaip nenutrūkstamas ar pertraukiamas. Ištisinis endotelis, savo ruožtu, gali būti apdulkinamas arba neapsaugotas. Fenestrai yra tam tikros tarpląstelinės „poros“, besitęsiančios per visą ląstelės storį.

Ištisinis be aptakumo endotelis formuoja smegenų, odos, širdies ir plaučių arterijų, venų ir kapiliarų vidinį gleivinę.

Kita vertus, nenutrūkstamas epitelis, apimtas pūkuoto epitelio, yra būdingas tose vietose, kur būdingas didelis filtravimasis ir transendotelinis transportas (egzokrininių ir endokrininių liaukų kapiliarai, skrandžio ir žarnyno gleivinė, glomerulai ir inkstų kanalėliai).

Kai kurios sinusoidinės kraujagyslių lovos ir dalis kepenų audinio yra praturtintos nenutrūkstamu endoteliu.

funkcijos

Endotelis atlieka svarbias fiziologines funkcijas, įskaitant vazomotorinę tonuso kontrolę, kraujo ląstelių apykaitą, hemostatinę pusiausvyrą, pralaidumą, proliferaciją, įgimtą ir adaptyvų išgyvenimą bei imunitetą.

Funkciniu požiūriu endotelio ląstelės atlieka pagrindinį dalijimosi darbą. Paprastai jie yra „ramybės“ būsenoje, nes proliferaciniu požiūriu jie nėra aktyvūs (jų pusinės eliminacijos laikas gali būti daugiau nei 1 metai).

Bendras jų ir endotelio, kurį jie sudaro, funkcijas galima suskirstyti į: pralaidumą, prekybą kraujo ląstelėmis ir hemostazę.

Korinio srauto ir pralaidumo funkcijos

Endotelis yra pusiau pralaidi struktūra, nes jis turi leisti į kraują ir iš jo pernešti įvairias tirpias medžiagas ir skysčius. Esant normalioms sąlygoms, kraujas iš endotelio į kraują ir į jį vyksta nuolat, kai daugiausia dalyvauja kapiliarų endotelis.

Dalis kapiliarų endotelio pralaidumo funkcijos yra leisti leukocitams ir kai kuriems uždegimo mediatoriams praeiti pro indus, o tai pasiekiama molekulėms ir chemoattraktantams ekspresijai endotelio ląstelėse.

Todėl leukocitų pernešimas iš kraujo į apatinius audinius apima daugiapakopius adhezijos kaskadas, įskaitant pradinį sukibimą, sukimąsi, sulaikymą ir transmigraciją, vykstančias beveik išimtinai po kapiliarų esančiose venose.

Dalyvaudamos ląstelių apyvartoje, endotelio ląstelės dalyvauja gijimo ir uždegimo procesuose, kur dalyvauja formuojant naujus indus iš jau esančių indų. Tai yra būtinas audinių atstatymo procesas.

Funkcijos hemostazėje

Endotelis dalyvauja palaikant kraują, skysčių būklę ir skatinant ribotą krešulių susidarymą, kai pažeidžiamas kraujagyslių sienelių vientisumas.

Endotelio ląstelės išreiškia veiksnius, kurie slopina arba skatina krešėjimą (antikoaguliantai ir koaguliantai), atsižvelgiant į specifinius signalus, kuriuos jos gauna visą gyvenimą.

Jei šios ląstelės nebūtų tokios fiziologiškai ir struktūriškai plastinės, kokios yra, kūno audinių augimas ir atsistatymas būtų neįmanomas.

Nuorodos

1. „Aird“, WC (2007). Endotelio fenotipinis heterogeniškumas: I. Struktūra, funkcijos ir mechanizmai. Cirkuliacijos tyrimai, 100, 158–173.
2. „Aird“, WC (2012). Endotelio ląstelių heterogeniškumas. Šaltojo pavasario uosto medicinos perspektyvos, 2, 1–14.
3. „Alphonsus“, CS ir „Rodseth“, RN (2014). Endotelio glikokaliksas: kraujagyslių barjero apžvalga. Anestezija, 69, 777–784.
4. Atgal, N., ir Luzio, NR Di. (1977). Trombinis procesas aterogenezėje. (B. Chandleris, K. Eurenius, G. McMillanas, C. Nelsonas, C. Schwartzas ir S. Wessleris, Red.). „Plenum Press“.
5. Chi, J., Chang, HY, Haraldsen, G., Jahnsen, FL, Troyanskaya, OG, Chang, DS, … Brown, PO (2003). Endotelio ląstelių įvairovė atskleidžiama globalios raiškos profiliavimu. PNAS, 100 (19), 10623-10628.
6. Choy, JC, Granville, DJ, Hunt, DWC ir Mcmanus, BM (2001). Endotelio ląstelių apoptozė: biocheminės charakteristikos ir galimas poveikis aterosklerozei. J. Mol. Ląstelė. Cardiol., 33, 1673-1690.
7. Kino teatrai, BDB, Pollak, ES, Buck, CA, Loscalzo, J., Zimmerman, GA, Mcever, RP, … Stern, DM (1998). Endotelio ląstelės fiziologijoje ir kraujagyslių ligų patofiziologijoje. Amerikos hematologų draugijos žurnalas, 91 (10), 3527–3561.
8. Fajardo, L. (1989). Endotelio ląstelių sudėtingumas. Straipsniai apie apdovanojimus ir specialiosios ataskaitos, 92 straipsnio 2 dalis, 241–250.
9. Kharbanda, RK ir Deanfield, JE (2001). Sveikos endotelio funkcijos. Vainikinių arterijų liga, 12, 485–491.
10. Ribatti, D. (2007). Endotelio progenitorinių ląstelių atradimas. Istorinė apžvalga. Leukemijos tyrimai, 31, 439–444.
11. Risau, W. (1995). Endotelio diferenciacija. FASEB žurnalas, 9, 926–933.
12. van Hinsberg, V. (2001). Endotelis: kraujagyslių hemostazės kontrolė. Europos akušerijos, ginekologijos ir reprodukcinės biologijos žurnalas, 95, 198–201 m.
13. Winn, R., & Harlan, J. (2005). Endotelio ląstelių apoptozės vaidmuo uždegiminėse ir imuninėse ligose. Trombozės ir hemostazės žurnalas, 1815–1824, 3 d.