stringtranslate.com

Эндотелий

Эндотелий ( мн. ч .: эндотелий ) — это один слой плоских эндотелиальных клеток , выстилающих внутреннюю поверхность кровеносных и лимфатических сосудов . [ 1] Эндотелий образует интерфейс между циркулирующей кровью или лимфой в просвете и остальной частью стенки сосуда.

Эндотелиальные клетки, находящиеся в прямом контакте с кровью, называются сосудистыми эндотелиальными клетками, тогда как те, которые находятся в прямом контакте с лимфой , известны как лимфатические эндотелиальные клетки. Сосудистые эндотелиальные клетки выстилают всю кровеносную систему , от сердца до мельчайших капилляров .

Эти клетки имеют уникальные функции, которые включают фильтрацию жидкости , например, в клубочках почек, тонус кровеносных сосудов , гемостаз , набор нейтрофилов и гормональный трафик. Эндотелий внутренних поверхностей камер сердца называется эндокардом . Нарушение функции может привести к серьезным проблемам со здоровьем во всем организме.

Структура

Эндотелий представляет собой тонкий слой отдельных плоских ( плоских ) клеток, выстилающих внутреннюю поверхность кровеносных и лимфатических сосудов . [1]

Эндотелий имеет мезодермальное происхождение. Как кровеносные, так и лимфатические капилляры состоят из одного слоя эндотелиальных клеток, называемого монослоем. В прямых участках кровеносного сосуда сосудистые эндотелиальные клетки обычно выстраиваются в линию и удлиняются в направлении потока жидкости. [2] [3]

Терминология

Фундаментальная модель анатомии , указатель терминов, используемых для описания анатомических структур, проводит различие между эндотелиальными клетками и эпителиальными клетками на основе того, из каких тканей они развиваются, и утверждает, что наличие виментиновых, а не кератиновых нитей отделяет их от эпителиальных клеток. [4] Многие считали эндотелий специализированной эпителиальной тканью. [5]

Функция

Эндотелий выстилает внутреннюю стенку сосудов, как показано на рисунке.
Микроскопическое изображение эндотелия (вверху) внутри сердца .

Эндотелий образует интерфейс между циркулирующей кровью или лимфой в просвете и остальной частью стенки сосуда. Это образует барьер между сосудами и тканями и контролирует поток веществ и жидкости в ткань и из нее. Это контролирует прохождение материалов и транзит белых кровяных клеток в кровоток и из него. Чрезмерное или длительное увеличение проницаемости эндотелия, как в случаях хронического воспаления, может привести к отеку тканей ( эдеме ). Измененная барьерная функция также связана с экстравазацией рака. [6]

Эндотелиальные клетки участвуют во многих других аспектах функционирования сосудов, включая:

Формирование кровеносных сосудов

Эндотелий участвует в формировании новых кровеносных сосудов, называемом ангиогенезом . [11] Ангиогенез является важнейшим процессом для развития органов у эмбриона и плода, [12] а также для восстановления поврежденных участков. [13] Процесс запускается снижением содержания кислорода в тканях (гипоксия) или недостаточным напряжением кислорода, что приводит к новому развитию кровеносных сосудов, выстланных эндотелиальными клетками. Ангиогенез регулируется сигналами, которые способствуют и уменьшают процесс. Эти про- и антиангиогенные сигналы включают интегрины, хемокины, ангиопоэтины, кислородчувствительные агенты, соединительные молекулы и эндогенные ингибиторы. [12] Ангиопоэтин-2 работает с VEGF, способствуя пролиферации клеток и миграции эндотелиальных клеток.

Общая схема ангиогенеза такова:

Иммунный ответ хозяина

Эндотелиальные клетки экспрессируют множество иммунных генов органоспецифичным образом. [14] Эти гены включают критические иммунные медиаторы и белки, которые облегчают клеточную коммуникацию с гемопоэтическими иммунными клетками. [15] Эндотелиальные клетки кодируют важные особенности структурного клеточного иммунного ответа в эпигеноме и поэтому могут быстро реагировать на иммунологические проблемы. Вклад в иммунитет хозяина негематопоэтических клеток, таких как эндотелий, называется «структурным иммунитетом». [16]

Клиническое значение

Эндотелиальная дисфункция , или потеря надлежащей эндотелиальной функции, является отличительной чертой сосудистых заболеваний и часто рассматривается как ключевое раннее событие в развитии атеросклероза . [17] Нарушенная эндотелиальная функция, вызывающая гипертонию и тромбоз, часто наблюдается у пациентов с ишемической болезнью сердца , сахарным диабетом , гипертонией , гиперхолестеринемией , а также у курильщиков . Также было показано, что эндотелиальная дисфункция является предиктором будущих неблагоприятных сердечно-сосудистых событий, включая инсульт, болезни сердца, а также присутствует при воспалительных заболеваниях, таких как ревматоидный артрит, диабет и системная красная волчанка. [18] [19]

Эндотелиальная дисфункция является результатом изменений в эндотелиальной функции. [20] [21] После накопления жира ( липидов ) и при стимуляции воспалением эндотелиальные клетки активируются, что характеризуется экспрессией молекул, таких как E-селектин, VCAM-1 и ICAM-1, которые стимулируют адгезию иммунных клеток. [22] Кроме того, активируются факторы транскрипции , которые являются веществами, которые действуют, увеличивая выработку белков внутри клеток; в частности, AP-1 и NF-κB , что приводит к повышенной экспрессии цитокинов, таких как IL-1 , TNFα и IFNγ , что способствует воспалению. [23] [24] Такое состояние эндотелиальных клеток способствует накоплению липидов и липопротеинов в интиме, что приводит к атеросклерозу и последующему привлечению лейкоцитов и тромбоцитов, а также пролиферации гладкомышечных клеток, что приводит к образованию жировой полосы. Повреждения, образующиеся в интиме, и постоянное воспаление приводят к десквамации эндотелия, что нарушает эндотелиальный барьер, что приводит к травме и последующей дисфункции. [25] Напротив, воспалительные стимулы также активируют вызванную NF-κB экспрессию деубиквитиназы A20 ( TNFAIP3 ), которая, как было показано, по сути восстанавливает эндотелиальный барьер. [26]

Одним из основных механизмов эндотелиальной дисфункции является уменьшение оксида азота , часто из-за высоких уровней асимметричного диметиларгинина , который мешает нормальному синтезу оксида азота, стимулируемому L-аргинином , и, таким образом, приводит к гипертонии. Наиболее распространенным механизмом эндотелиальной дисфункции является увеличение активных форм кислорода , что может нарушить выработку и активность оксида азота через несколько механизмов. [27] Сигнальный белок ERK5 необходим для поддержания нормальной функции эндотелиальных клеток. [28] Еще одним следствием повреждения эндотелия является высвобождение патологических количеств фактора фон Виллебранда , который способствует агрегации тромбоцитов и адгезии к субэндотелию, и, таким образом, образованию потенциально фатальных тромбов.

Ангиосаркома — это рак эндотелия, который встречается редко, в США регистрируется всего 300 случаев в год. [29] Однако, как правило, прогноз неблагоприятный, пятилетняя выживаемость составляет 35%. [30]

Исследовать

Эндотелий при раке

Было признано, что эндотелиальные клетки, формирующие сосудистую сеть опухоли, имеют различные морфологические характеристики, иное происхождение по сравнению с физиологическим эндотелием и отличную молекулярную сигнатуру, что дает возможность для внедрения новых биомаркеров опухолевого ангиогенеза и может обеспечить новые антиангиогенные лекарственные мишени. [31]

Эндотелий в диете

Здоровая диета, богатая фруктами и овощами, оказывает благотворное влияние на функцию эндотелия, в то время как диета с высоким содержанием красного и обработанного мяса , жареной пищи, очищенных зерен и обработанного сахара увеличивает адгезию эндотелиальных клеток и атерогенных стимуляторов. [32] Диеты с высоким содержанием жиров отрицательно влияют на функцию эндотелия. [33]

Установлено, что средиземноморская диета улучшает функцию эндотелия у взрослых, что может снизить риск сердечно-сосудистых заболеваний. [ 34 ] [35] Употребление грецких орехов улучшает функцию эндотелия. [36] [37]

Эндотелий при Covid-19

В апреле 2020 года впервые было сообщено о наличии вирусных элементов в эндотелиальных клетках 3 пациентов, умерших от COVID-19 . Исследователи из Цюрихского университета и Гарвардской медицинской школы посчитали эти результаты признаком общего эндотелиита в различных органах, воспалительной реакции эндотелия на инфекцию, которая может привести или, по крайней мере, способствовать полиорганной недостаточности у пациентов с COVID-19 с сопутствующими заболеваниями, такими как сахарный диабет, гипертония и сердечно-сосудистые заболевания. [38] [39]

История

В 1865 году швейцарский анатом Вильгельм Гис впервые ввел термин «эндотелий». [40] В 1958 году А. С. Тодд из Университета Сент-Эндрюс продемонстрировал, что эндотелий в кровеносных сосудах человека обладает фибринолитической активностью. [41] [42]

Смотрите также

Список различных типов клеток в организме взрослого человека

Ссылки

  1. ^ ab "Эндотелий" в Медицинском словаре Дорланда
  2. ^ Эскин SG, Айвс CL, МакИнтайр LV , Наварро LT (июль 1984). «Реакция культивируемых эндотелиальных клеток на постоянный поток». Microvascular Research . 28 (1): 87–94. doi :10.1016/0026-2862(84)90031-1. PMID  6748961.
  3. ^ Langille BL, Adamson SL (апрель 1981 г.). «Взаимосвязь между направлением кровотока и ориентацией эндотелиальных клеток в местах артериальных ветвей у кроликов и мышей». Circulation Research . 48 (4): 481–488. doi : 10.1161/01.RES.48.4.481 . PMID  7460219.
  4. ^ "Эндотелиальная клетка". BioPortal . Стэнфордский университет. Архивировано из оригинала 2013-10-02 . Получено 2013-09-28 .
  5. ^ Kovacic JC , Mercader N, Torres M, Boehm M, Fuster V (апрель 2012 г.). «Эпителиально-мезенхимальный и эндотелиально-мезенхимальный переход: от сердечно-сосудистого развития к заболеванию». Circulation . 125 (14): 1795–1808. doi :10.1161/circulationaha.111.040352. PMC 3333843. PMID  22492947 . 
  6. ^ Escribano J, Chen MB, Moeendarbary E, Cao X, Shenoy V, Garcia-Aznar JM и др. (май 2019 г.). «Баланс механических сил приводит к образованию эндотелиальных щелей и может способствовать экстравазации рака и иммунных клеток». PLOS Computational Biology . 15 (5): e1006395. arXiv : 1811.09326 . Bibcode :2019PLSCB..15E6395E. doi : 10.1371/journal.pcbi.1006395 . PMC 6497229 . PMID  31048903. 
  7. ^ Félétou, Michel (2011), «Множественные функции эндотелиальных клеток», Эндотелий: Часть 1: Множественные функции эндотелиальных клеток — фокус на вазоактивных медиаторах, полученных из эндотелия , Morgan & Claypool Life Sciences , получено 20 мая 2024 г.
  8. ^ Weitz, Jeffrey I. (2003-04-01). «Гепарансульфат: антитромботическое средство или нет?». Journal of Clinical Investigation . 111 (7): 952–954. doi :10.1172/JCI200318234. ISSN  0021-9738. PMC 152594. PMID 12671043  . 
  9. ^ Li X, Fang P, Li Y, Kuo YM, Andrews AJ, Nanayakkara G и др. (июнь 2016 г.). «Митохондриальные активные формы кислорода опосредуют активацию эндотелиальных клеток, вызванную лизофосфатидилхолином». Артериосклероз, тромбоз и сосудистая биология . 36 (6): 1090–1100. doi :10.1161/ATVBAHA.115.306964. PMC 4882253. PMID  27127201 . 
  10. ^ Вествебер Д. (ноябрь 2015 г.). «Как лейкоциты пересекают сосудистый эндотелий». Nature Reviews. Иммунология . 15 (11): 692–704. doi :10.1038/nri3908. PMID  26471775. S2CID  29703333.
  11. ^ Гриффиоен, AW; Молема, Г. (2000). «Ангиогенез: потенциал фармакологического вмешательства в лечение рака, сердечно-сосудистых заболеваний и хронического воспаления». Pharmacological Reviews . 52 (2): 237–268. PMID  10835101.
  12. ^ ab Bouïs D, Kusumanto Y, Meijer C, Mulder NH, Hospers GA (февраль 2006 г.). «Обзор про- и антиангиогенных факторов как целей клинического вмешательства». Pharmacological Research . 53 (2): 89–103. doi :10.1016/j.phrs.2005.10.006. PMID  16321545.
  13. ^ Дадли, AC; Гриффиоен, AW (2023). «Патологический ангиогенез: механизмы и терапевтические стратегии». Ангиогенез . 26 (3): 313–347. doi :10.1007/s10456-023-09876-7. PMC 10105163. PMID  37060495. 
  14. ^ Krausgruber T, Fortelny N, Fife-Gernedl V, Senekowitsch M, Schuster LC, Lercher A и др. (Июль 2020 г.). «Структурные клетки являются ключевыми регуляторами органоспецифических иммунных реакций». Nature . 583 (7815): 296–302. Bibcode :2020Natur.583..296K. doi : 10.1038/s41586-020-2424-4 . PMC 7610345 . PMID  32612232. S2CID  220295181. 
  15. ^ Armingol E, Officer A, Harismendy O, Lewis NE (февраль 2021 г.). «Расшифровка межклеточных взаимодействий и коммуникации по экспрессии генов». Nature Reviews. Genetics . 22 (2): 71–88. doi :10.1038/s41576-020-00292-x. PMC 7649713. PMID  33168968 . 
  16. ^ Минтон К (сентябрь 2020 г.). «Атлас генов «структурного иммунитета»». Nature Reviews. Иммунология . 20 (9): 518–519. doi : 10.1038/s41577-020-0398-y . PMID  32661408. S2CID  220491226.
  17. ^ Botts SR, Fish JE, Howe KL (декабрь 2021 г.). «Дисфункциональный сосудистый эндотелий как движущая сила атеросклероза: новые знания о патогенезе и лечении». Frontiers in Pharmacology . 12 : 787541. doi : 10.3389/fphar.2021.787541 . PMC 8727904. PMID  35002720 . 
  18. ^ Tsukahara T, Tsukahara R, Haniu H, Matsuda Y, Murakami-Murofushi K (сентябрь 2015 г.). «Циклическая фосфатидная кислота ингибирует секрецию фактора роста эндотелия сосудов из эндотелиальных клеток коронарных артерий человека, больных диабетом, через гамма-рецептор, активируемый пролифератором пероксисом». Молекулярная и клеточная эндокринология . 412 : 320–329. doi : 10.1016/j.mce.2015.05.021. hdl : 10069/35888 . PMID  26007326. S2CID  10454566.
  19. ^ Rajendran P, Rengarajan T, Thangavel J, Nishigaki Y, Sakthisekaran D, Sethi G, Nishigaki I (2013-11-09). «Сосудистый эндотелий и заболевания человека». International Journal of Biological Sciences . 9 (10): 1057–1069. doi :10.7150/ijbs.7502. PMC 3831119. PMID  24250251 . 
  20. ^ Iantorno M, Campia U, Di Daniele N, Nistico S, Forleo GB, Cardillo C, Tesauro M (апрель 2014 г.). «Ожирение, воспаление и эндотелиальная дисфункция». Журнал биологических регуляторов и гомеостатических агентов . 28 (2): 169–176. PMID  25001649.
  21. ^ Reriani MK, Lerman LO, Lerman A (июнь 2010 г.). «Функция эндотелия как функциональное выражение факторов сердечно-сосудистого риска». Биомаркеры в медицине . 4 (3): 351–360. doi :10.2217/bmm.10.61. PMC 2911781. PMID 20550469  . 
  22. ^ Lopez-Garcia E, Hu FB (август 2004 г.). «Питание и эндотелий». Current Diabetes Reports . 4 (4): 253–259. doi :10.1007/s11892-004-0076-7. PMID  15265466. S2CID  24878288.
  23. ^ Blake GJ, Ridker PM (октябрь 2002 г.). «Воспалительные биомаркеры и прогнозирование сердечно-сосудистого риска». Journal of Internal Medicine . 252 (4): 283–294. doi : 10.1046/j.1365-2796.2002.01019.x . PMID  12366601. S2CID  26400610.
  24. ^ Mizuno Y, Jacob RF, Mason RP (2011). «Воспаление и развитие атеросклероза». Журнал атеросклероза и тромбоза . 18 (5): 351–358. doi : 10.5551/jat.7591 . PMID  21427505.
  25. ^ Mäyränpää MI, Heikkilä HM, Lindstedt KA, Walls AF, Kovanen PT (ноябрь 2006 г.). «Десквамация эндотелия коронарных артерий человека протеазами тучных клеток человека: последствия для эрозии бляшек». Coronary Artery Disease . 17 (7): 611–621. doi :10.1097/01.mca.0000224420.67304.4d. PMID  17047445. S2CID  1884596.
  26. ^ Soni D, Wang DM, Regmi SC, Mittal M, Vogel SM, Schlüter D, Tiruppathi C (май 2018 г.). «Деубиквитиназная функция A20 поддерживает и восстанавливает эндотелиальный барьер после повреждения сосудов легких». Cell Death Discovery . 4 (60): 60. doi :10.1038/s41420-018-0056-3. PMC 5955943 . PMID  29796309. 
  27. ^ Deanfield J, Donald A, Ferri C, Giannattasio C, Halcox J, Halligan S, et al. (Январь 2005). «Функция и дисфункция эндотелия. Часть I: Методологические вопросы оценки в различных сосудистых руслах: заявление Рабочей группы по эндотелину и эндотелиальным факторам Европейского общества гипертонии». Журнал гипертонии . 23 (1): 7–17. doi :10.1097/00004872-200501000-00004. PMID  15643116.
  28. ^ Roberts OL, Holmes K, Müller J, Cross DA, Cross MJ (декабрь 2009 г.). «ERK5 и регуляция функции эндотелиальных клеток». Biochemical Society Transactions . 37 (Pt 6): 1254–1259. doi :10.1042/BST0371254. PMID  19909257.
  29. ^ "Ангиосаркома - Национальный институт рака". www.cancer.gov . 2019-02-27 . Получено 2021-08-10 .
  30. ^ Young RJ, Brown NJ, Reed MW, Hughes D, Woll PJ (октябрь 2010 г.). «Ангиосаркома». The Lancet. Онкология . 11 (10): 983–991. doi :10.1016/S1470-2045(10)70023-1. PMID  20537949.
  31. ^ * Milosevic V, Edelmann RJ, Fosse JH, Östman A, Akslen LA (2022). «Молекулярные фенотипы эндотелиальных клеток в злокачественных опухолях». В Akslen LA, Watnick RS (ред.). Биомаркеры микроокружения опухоли . Cham: Springer. стр. 31–52. doi :10.1007/978-3-030-98950-7_3. ISBN 978-3-030-98949-1.
  32. ^ Defagó MD, Elorriaga N, Irazola VE, Rubinstein AL (декабрь 2014 г.). «Влияние пищевых схем на эндотелиальные биомаркеры: систематический обзор». Журнал клинической гипертензии . 16 (12): 907–913. doi :10.1111/jch.12431. PMC 4270900. PMID  25376124 . 
  33. ^ Fewkes JJ, Kellow NJ, Cowan SF, Williamson G, Dordevic AL (сентябрь 2022 г.). «Однократный прием пищи с высоким содержанием жиров отрицательно влияет на постпрандиальную эндотелиальную функцию: систематический обзор и метаанализ». The American Journal of Clinical Nutrition . 116 (3): 699–729. doi :10.1093/ajcn/nqac153. PMC 9437993 . PMID  35665799. 
  34. ^ Шеннон ОМ, Мендес И, Кёхль К, Мазиди М, Ашор АВ, Рубеле С и др. (Май 2020 г.). «Средиземноморская диета повышает эндотелиальную функцию у взрослых: систематический обзор и метаанализ рандомизированных контролируемых испытаний». Журнал питания . 150 (5): 1151–1159. doi : 10.1093/jn/nxaa002 . PMID  32027740.
  35. ^ Fatima K, Rashid AM, Memon UA, Fatima SS, Javaid SS, Shahid O и др. (Февраль 2022 г.). «Средиземноморская диета и ее влияние на функцию эндотелия: метаанализ и систематический обзор». Irish Journal of Medical Science . 192 (1): 105–113. doi : 10.1007/s11845-022-02944-9 . PMC 9892125 . PMID  35192097. S2CID  247013758. 
  36. ^ Mohammadi-Sartang M, Bellissimo N, Totosy de Zepetnek JO, Bazyar H, Mahmoodi M, Mazloom Z (декабрь 2018 г.). «Влияние потребления грецких орехов на функцию эндотелия сосудов у людей: систематический обзор и метаанализ рандомизированных контролируемых исследований». Clinical Nutrition ESPEN . 28 : 52–58. doi : 10.1016/j.clnesp.2018.07.009. PMID  30390893. S2CID  53221430.
  37. ^ Xiao Y, Huang W, Peng C, Zhang J, Wong C, Kim JH и др. (июнь 2018 г.). «Влияние потребления орехов на функцию эндотелия сосудов: систематический обзор и метаанализ рандомизированных контролируемых исследований». Clinical Nutrition . 37 (3): 831–839. doi :10.1016/j.clnu.2017.04.011. PMID  28457654. S2CID  13930609.
  38. ^ Varga Z, Flammer AJ, Steiger P, Haberecker M, Andermatt R, Zinkernagel AS и др. (май 2020 г.). «Инфекция эндотелиальных клеток и эндотелиит при COVID-19». Lancet . 395 (10234): 1417–1418. doi :10.1016/S0140-6736(20)30937-5. PMC 7172722 . PMID  32325026. 
  39. ^ Sardu C, Gambardella J, Morelli MB, Wang X, Marfella R, Santulli G (май 2020 г.). «Гипертония, тромбоз, почечная недостаточность и диабет: является ли COVID-19 эндотелиальным заболеванием? Комплексная оценка клинических и основных доказательств». Журнал клинической медицины . 9 (5): 1417. doi : 10.3390/jcm9051417 . PMC 7290769. PMID  32403217 . 
  40. ^ Félétou, Michel (2011), «Введение», Эндотелий: Часть 1: Множественные функции эндотелиальных клеток — фокус на вазоактивных медиаторах, полученных из эндотелия , Morgan & Claypool Life Sciences , получено 20 мая 2024 г.
  41. ^ Todd AS (февраль 1958). «Автографы фибринолиза». Nature . 181 (4607): 495–496. Bibcode :1958Natur.181..495T. doi :10.1038/181495b0. eISSN  1476-4687. PMID  13517190. S2CID  4219257.
  42. ^ Тодд АС (сентябрь 1964 г.). «Локализация фибринолитической активности в тканях». British Medical Bulletin . 20 (3): 210–212. doi :10.1093/oxfordjournals.bmb.a070333. eISSN  1471-8391. PMID  14209761.

Внешние ссылки