Эндотелиальные клетки, выстилающие кровеносные сосуды , обладают удивительной способностью изменять свою численность и расположение в соответствии с локальными требованиями. Почти все ткани нуждаются в кровоснабжении , а оно в свою очередь зависит от эндотелиальных клеток. Эти клетки создают способную к гибкой адаптации систему жизнеобеспечения с разветвлениями во всех областях тела. Если бы не эта способность эндотелиальных клеток расширять и восстанавливать сеть кровеносных сосудов, рост тканей и процессы заживления были бы невозможны.
Самые крупные кровеносные сосуды - это артерии и вены , имеющие толстую прочную стенку из соединительной ткани и гладкой мускулатуры ( рис. 17-11,А). Эта стенка выстлана изнутри чрезвычайно тонким одиночным слоем эндотелиальных клеток, который отделен от окружающих слоев базальной мембраной . Толщина соединительнотканного и мышечного слоев стенки варьирует в зависимости от диаметра и функции сосуда, но эндотелиальная выстилка имеется всегда. Стенки тончайших разветвлений сосудистого дерева - капилляров и синусоидов - состоят только из эндотелиальных клеток и базальной мембраны.
Таким образом, эндотелиальные клетки выстилают всю сосудистую систему - от сердца до мельчайших капилляров - и управляют переходом веществ (а также лейкоцитов) из тканей в кровь и обратно. Более того, изучение эмбрионов показало, что сами артерии и вены развиваются из простых малых сосудов, построенных исключительно из эндотелиальных клеток и базальной мембраны: соединительная ткань и гладкая мускулатура там, где это нужно, добавляются позднее под действием сигналов от эндотелиальных клеток.
Эндотелиальные клетки экспрессируют молекулы, способные узнавать циркулирующие с кровотоком лейкоциты , обеспечивая таким образом их адгезию , а также распределение в сосудистом ложе.
Эндотелиальные клетки обладают мощным антикоагулянтным потенциалом. Они синтезируют простациклин , который ингибирует активацию тромбоцитов и вызывает вазодилятацию. На поверхности клеток расположены гепаринсодержащие протеогликаны, которые ускоряют зависимую от антитромбина III нейтрализацию многих сериновых протеиназ каскада свертывания крови .
Эндотелиальными клетками синтезируется и секретируется активатор плазминогена , инициирующий процессы растворения (лизиса) фибрина ( фибринолиз). Они содержат белок тромбомодулин , специфически связывающий фермент тромбин и инициирующий антикоагулянтный механизм активации белка СИ .
В то же время эндотелиальные клетки способны проявлять и прокоагулянтные свойства. Эти свойства проявляются в их способности продуцировать фактор активации тромбоцитов ( PAF - Platelet activating factor), ингибиторы активаторов плазминогена и тканевый фактор , который экспрессируется на поверхности активированного эндотелия. Он стимулирует активацию
Ранее мы отмечали, что на состав крови существенное влияние оказывает эндотелий сосудистой стенки. Известно, что диаметр среднего капилляра равен 6-10 мкм, его длина около 750 мкм. Суммарное поперечное сечение сосудистого русла в 700 раз превышает диаметр аорты. Общая площадь сети капилляров составляет 1000 м 2 . Если учесть, что в обмене участвуют пре- и посткапиллярные сосуды, эта величина вырастает вдвое. Здесь протекают десятки, а скорее всего – сотни биохимических процессов, связанных с межклеточным обменом: его организацией, регуляцией, реализацией. По современным представлениям эндотелий – это активный эндокринный орган, самый большой в организме и диффузно рассеянный по всем тканям. Эндотелий синтезирует соединения, важные для свертывания крови и фибринолиза, адгезии и агрегации тромбоцитов. Он является регулятором деятельности сердца, тонуса сосудов, кровяного давления, фильтрационной функции почек и метаболической деятельности мозга. Он контролирует диффузию воды, ионов, продуктов метаболизма. Эндотелий реагирует на механическое давление крови (гидростатическое давление). Учитывая эндокринные функции эндотелия, британский фармаколог, лауреат Нобелевской премии Джон Вейн назвал эндотелий “маэстро кровообращения”.
Эндотелий синтезирует и выделяет большое количество биологически активных соединений, которые высвобождаются согласно текущей потребности. Функции эндотелия определяются наличием следующих факторов:
1. контролирующих сокращение и расслабление мышц сосудистой стенки, что определяет её тонус;
2. участвующих в регуляции жидкого состояния крови и способствующих тромбообразованию;
3. контролирующих рост сосудистых клеток, их репарацию и замещение;
4. принимающих участие в иммунном ответе;
5. Участвующих в синтезе цитомединов или клеточных медиаторов, обеспечивающих нормальную деятельность сосудистой стенки.
Оксид азота. Одной изсамых важных молекул, продуцируемых эндотелием, является оксид азота, конечная субстанция, осуществляющая многие регуляторные функции. Синтез оксида азота осуществляется из L-аргинина конститутивным ферментом NO-синтазой. К настоящему времени идентифицированы три изоформы NO-синтаз, каждая из которых представляет собой продукт отдельного гена, кодируется и идентифицируется в разных типах клеток. В эндотелиальных клетках и в кардиомиоцитах имеется так называемая NO-синтаза 3 (есNOs или NOs3 )
Оксид азота присутствует во всех типах эндотелия. Даже в покое эндотелиоцит синтезирует определенное количество NO, поддерживая базальный тонус сосудов.
При сокращении мышечных элементов сосуда, снижении парциального напряжения кислорода в ткани в ответ на повышение концентрации ацетилхолина, гистамина, норадреналина, брадикинина, АТФ и др. синтез и секреция NO эндотелием усиливается. Продукция оксида азота в эндотелии также зависит от концентрации кальмодулина и ионов Са 2+ .
Функция NO сводится к торможению работы сократительного аппарата гладкомышечных элементов. При этом активируется фермент гуанилатциклаза и образуется посредник (мессенджер) – циклический 3 / 5 / -гуанозинмонофосфат.
Установлено, что инкубация эндотелиальных клеток в присутствии одного из провоспалительных цитокинов – TNFa – приводит к уменьшению жизнеспособности эндотелиальных клеток. Но если усиливается образование оксида азота, то эта реакция защищает эндотелиальные клетки от действия TNFa. В то же время ингибитор аденилатциклазы 2 / 5 / -дидезоксиаденозин полностью подавляет цитопротекторный эффект донора NO. Следовательно, одним из путей действия NO может быть цГМФ-зависимое ингибирование распада цАМФ.
Что же делает NO?
Оксид азота тормозит адгезию и агрегацию тромбоцитов и лейкоцитов, что связано с образованием простациклина. Одновременно он ингибирует синтез тромбоксана А 2 (ТхА 2). Оксид азота тормозит активность ангиотензина II, вызывающего повышение тонуса сосудов.
NO регулирует локальный рост эндотелиальных клеток. Являясь свободнорадикальным соединением с высокой реактивной способностью, NO стимулирует токсическое действие макрофагов на опухолевые клетки, бактерии и грибки. Оксид азота противодействует оксидантному повреждению клеток, вероятно, из-за регуляции механизмов синтеза внутриклеточного глутатиона.
С ослаблением генерации NO связано возникновение гипертензии, гиперхолестеринемии, атеросклероза, а также спастических реакций коронарных сосудов. Кроме того, нарушение генерации оксида азота приводит к дисфункции эндотелия, касающейся образования биологически активных соединений.
Эндотелин. Одним из самых активных пептидов, выделяемых эндотелием, является сосудосуживающий фактор эндотелин, действие которого проявляется в чрезвычайно малых дозах (в одну миллионную мг). В организме присутствуют 3 изоформы эндотелина, чрезвычайно мало отличающиеся по своему химическому составу друг от друга, включающие по 21 аминокислотному остатку и значительно различающиеся по механизму своего действия. Каждый эндотелин является продуктом отдельного гена.
Эндотелин 1 – единственный из этого семейства, который образуется не только в эндотелии, но и в гладкомышечных клетках, а также в нейронах и астроцитах головного и спинного мозга, мезангиальных клетках почки, эндометрии, гепатоцитах и эпителиоцитах молочной железы. Основными стимулами образования эндотелина 1 являются гипоксия, ишемия и острый стресс. До 75% эндотелина 1 секретируется эндотелиальными клетками в направлении гладкомышечных клеток сосудистой стенки. При этом эндотелин связывается с рецепторами на их мембране, что, в конечном итоге, приводит к их констрикции.
Эндотелин 2 – основным местом его образования являются почки и кишечник. В небольших количествах он обнаруживается в матке, плаценте и миокарде. По своим свойствам практически не отличается от эндотелина 1.
Эндотелин 3 постоянно циркулирует в крови, но его источник образования не известен. В высоких концентрациях он обнаружен в головном мозге, где, как предполагается, он регулирует такие функции, как пролиферация и дифференцировка нейронов и астроцитов. Кроме того, он найден в желудочно-кишечном тракте, легких и почках.
Учитывая функции эндотелинов, а также их регуляторную роль в межклеточных взаимодействиях, многие авторы считают, что эти пептидные молекулы следует отнести к цитокинам.
Синтез эндотелина стимулируется тромбином, адреналином, ангиотензином, интерлейкином-I (IL-1) и различными ростовыми факторами. В большинстве случаев эндотелин секретируется из эндотелия внутрь, к мышечным клеткам, где расположены чувствительные к нему рецепторы. Различают три типа эндотелиновых рецепторов: А, В и С. Все они располагаются на мембранах клеток различных органов и тканей. Эндотелиальные рецепторы относятся к гликопротеидам. Большая часть синтезируемого эндотелина взаимодействует с ЭтА-рецепторами, меньшая – с рецепторами ЭтВ-типа. Действие эндотелина 3 опосредуется через ЭтС-рецепторы. При этом они способны стимулировать синтез оксида азота. Следовательно, при помощи одного и того же фактора регулируются 2 противоположные сосудистые реакции – сокращение и расслабление, реализуемые различными механизмами. Следует, однако, заметить, что в естественных условиях, когда происходит медленное накопление концентрации эндотелинов, наблюдается вазоконстрикторный эффект, обусловленный сокращением гладкой мускулатуры сосудов.
Эндотелин, безусловно, причастен к ишемической болезни сердца, острому инфаркту миокарда, нарушениям ритма сердца, атеросклеротическим повреждениям сосудов, легочной и сердечной гипертензии, ишемическим повреждениям мозга, диабету и другим патологическим процессам.
Тромбогенные и тромборезистентные свойства эндотелия. Эндотелий играет чрезвычайно важную роль в сохранении жидкого состояния крови. Повреждение эндотелия неминуемо ведет к адгезии (прилипанию) тромбоцитов и лейкоцитов, благодаря чему образуются белые (состоящие из тромбоцитов и лейкоцитов) или красные (включающие в сгусток эритроциты) тромбы. В связи со сказанным можно считать, что эндокринная функция эндотелия сводится, с одной стороны, к поддержанию жидкого состояния крови, а с другой – к синтезу и высвобождению факторов, способных приводить к остановке кровотечения.
К факторам, способствующим остановке кровотечения, следует отнести комплекс соединений, приводящих к адгезии и агрегации тромбоцитов, образованию и сохранению фибринового сгустка. К соединениям, обеспечивающим жидкое состояние крови, принадлежат ингибиторы агрегации и адгезии тромбоцитов, естественные антикоагулянты и факторы, приводящие к растворению фибринового сгустка. Остановимся на характеристике перечисленных соединений.
Известно, что к веществам, индуцирующим адгезию и агрегацию тромбоцитов и образуемым эндотелием, относятся тромбоксан А 2 (ТхА 2), фактор фон Виллебранда (vWF), фактор активации тромбоцитов (PAF), аденозиндифосфорная кислота (ADP).
ТхА 2 , в основном, синтезируется в самих тромбоцитах, однако это соединение способно также образовываться и из арахидоновой кислоты, входящей в состав эндотелиальных клеток. Действие ТхА 2 проявляется в случае повреждения эндотелия, благодаря чему возникает необратимая агрегация тромбоцитов. Следует заметить, что ТхА 2 обладает довольно сильным сосудосуживающим действием и играет немаловажную роль в возникновении коронароспазма.
vWF синтезируется неповрежденным эндотелием и необходим как для адгезии, так и агрегации тромбоцитов. Различные сосуды в неодинаковой степени способны синтезировать этот фактор. Высокий уровень транспортной РНК vWF обнаружен в эндотелии сосудов легких, сердца, скелетных мышц, тогда как в печени и почках его концентрация сравнительно невысока.
PAF образуется многими клетками, в том числе и эндотелиоцитами. Это соединение способствует экспрессии основных интегринов, принимающих участие в процессах адгезии и агрегации тромбоцитов. PAF обладает широким спектром действия и играет важную роль в регуляции физиологических функций организма, а также в патогенезе многих патологических состояний.
Одним из соединений, принимающих участие в агрегации тромбоцитов, является AДФ. При повреждении эндотелия выделяется, главным образом, аденозинтрифосфат (ATФ), который под действием клеточной АТФ-азы быстро переходит в АДФ. Последняя запускает процесс агрегации тромбоцитов, который на первых этапах носит обратимый характер.
Действию соединений, способствующих адгезии и агрегации тромбоцитов, противостоят факторы, ингибирующие эти процессы. К ним в первую очередь относится простациклин или простагландин I 2 (PgI 2). Синтез простациклина неповрежденным эндотелием происходит постоянно, однако его освобождение наблюдается лишь в случае действия стимулирующих агентов. PgI 2 ингибирует агрегацию тромбоцитов за счет образования цАМФ. Кроме того, ингибиторами адгезии и агрегации тромбоцитов являются оксид азота (см. выше) и экто-АДФ-аза, расщепляющая AДФ до аденозина, служащего ингибитором агрегации.
Факторы, способствующие свертыванию крови. Сюда следует отнести тканевой фактор , который под воздействием различных агонистов (IL-1, IL-6, TNFa, адреналин, липополисахарид (ЛПС) грамотрицательных бактерий, гипоксия, кровопотеря) усиленно синтезируется эндотелиальными клетками и поступает в кровоток. Тканевой фактор (FIII) запускает так называемый внешний путь свертывания крови. В условиях нормы тканевой фактор эндотелиальными клетками не образуется. Однако любые стрессовые ситуации, мышечная активность, развитие воспалительных и инфекционных заболеваний приводят к его образованию и стимуляции процесса свертывания крови.
К факторам, препятствующим свертыванию крови, относятся естественные антикоагулянты . Следует заметить, что поверхность эндотелия покрыта комплексом гликозамингликанов, обладающих противосвертывающей активностью. К ним причисляют гепаран-сульфат, дерматан-сульфат, способные связываться с антитромбином III, а также повышать активность кофактора II гепарина и тем самым увеличивать антитромбогенный потенциал.
Эндотелиальные клетки синтезируют и секретируют 2 ингибитора внешнего пути свертывания крови (TFPI-1 иTFPI-2 ), блокирующие образование протромбиназы. TFPI-1 способен связывать факторы VIIa и Ха на поверхности тканевого фактора. TFPI-2, являясь ингибитором сериновых протеаз, нейтрализует факторы свертывания, принимающие участие во внешнем и внутреннем пути образования протромбиназы. В то же время он является более слабым антикоагулянтом, чем TFPI-1.
Эндотелиальные клетки синтезируют антитромбин III (А-III), который при взаимодействии с гепарином нейтрализует тромбин, факторы Ха, IХa, калликреин и др.
Наконец, к естественным антикоагулянтам, синтезируемым эндотелием, относится система тромбомодулин–протеин С (PtC), куда входит также протеин S (PtS). Этот комплекс естественных антикоагулянтов нейтрализует факторы Va и VIIIa.
Факторы, влияющие на фибринолитическую активность крови. В эндотелии содержится комплекс соединений, способствующих и препятствующих растворению фибринового сгустка. В первую очередь следует указать на тканевой активатор плазминогена (ТАП, TPA) – основной фактор, переводящий плазминоген в плазмин. Кроме того, эндотелий синтезирует и секретирует урокиназный активатор плазминогена. Известно, что последнее соединение синтезируется также в почках и выделяется вместе с мочой.
В то же время в эндотелии синтезируются и ингибиторы тканевого активатора плазминогена (ИТАП, ITPA) I, II и III типов . Все они отличаются по своей молекулярной массе и биологической активности. Наиболее изученным из них является ИТАП I типа. Он постоянно синтезируется и секретируется эндотелиоцитами. Другие ИТАП играют менее заметную роль в регуляции фибринолитической активности крови.
Следует заметить, что в физиологических условиях действие активаторов фибринолиза преобладает над влиянием ингибиторов. При стрессе, гипоксии, физической нагрузке наряду с ускорением свертывания крови отмечается активация фибринолиза, что связано с выбросом ТАП из эндотелиальных клеток. Между тем, ингибиторы ТАП содержатся в эндотелиоцитах в избытке. Их концентрация и активность преобладают над действием ТАП, хотя поступление в кровоток в естественных условиях значительно ограничен. При истощении же запасов ТАП, что наблюдается при развитии воспалительных, инфекционных и онкологических заболеваний, при патологии сердечно-сосудистой системы, при нормальной и особенно патологической беременности, а также при генетически обусловленной недостаточности, начинает преобладать действие ИТАП, благодаря чему наряду с ускорением свертывания крови развивается торможение фибринолиза.
Факторы, регулирующие рост и развитие сосудистой стенки. Известно, что эндотелий синтезирует фактор роста сосудов. В то же время в эндотелии содержится соединение, ингибирующее ангиогенез.
Одним из основных факторов ангиогенеза является так называемый сосудистый фактор роста эндотелия или VGEF (от слов vascular growth endothelial cell factor), который обладает способностью индуцировать хемотаксис и митогенез ЭК и моноцитов и играет важную роль не только в неоангиогенезе, но и васкулогенезе (раннее формирование кровеносных сосудов у плода). Под его воздействием усиливается развитие колатералей и сохраняется целостность эндотелиального слоя.
Фактор роста фибробластов (FGF) имеет отношение не только кразвитию и росту фибробластов, но и участвует в контроле за тонусом гладкомышечных элементов.
Одним из главных ингибиторов ангиогенеза, влияющих на адгезию, рост и развитие эндотелиальных клеток, является тромбоспондин. Это гликопротеин целлюлярного матрикса, синтезируемый различными типами клеток, в том числе эндотелиальными. Синтез тромбоспондина контролируется онкогеном Р53.
Факторы, принимающие участие в иммунитете. Известно, что эндотелиальные клетки играют чрезвычайно важную роль в осуществлении как клеточного, так и гуморального иммунитета. Установлено, что эндотелиоциты являются антигенпрезентирующими клетками (АПК), то есть способны перерабатывать антиген (Аг) в иммуногенную форму и «преподносить» его Т- и В-лимфоцитам. На поверхности эндотелиальных клеток содержатся HLA как I, так и II классов, что служит необходимым условием для презентации антигена. Из сосудистой стенки и, в частности, из эндотелия выделен комплекс полипептидов, усиливающих экспрессию рецепторов на Т- и В-лимфоцитах. В то же время эндотелиальные клетки способны продуцировать ряд цитокинов, способствующих развитию воспалительного процесса. К подобным соединениям относятся IL-1 a и b, TNFa, IL-6, a- и b-хемокины и другие. Кроме того, эндотелиальные клетки выделяют ростовые факторы, оказывающие влияние на гемопоэз. К ним относятся гранулоцитарный колониестимулирующий фактор (Г-КСФ, G-СSF), макрофагальный колониестимулирующий фактор (М-КСФ, M-СSF), гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор (ГМ-КСФ, G-MСSF) и другие. Недавно из сосудистой стенки выделено соединение полипептидной природы, резко усиливающее процессы эритропоэза и способствующее в эксперименте ликвидации гемолитической анемии, вызванной введением четыреххлористого углерода.
Цитомедины. Эндотелий сосудов, как и другие клетки и ткани, является источником клеточных медиаторов – цитомединов. Под воздействием этих соединений, представляющих комплекс полипептидов с молекулярной массой от 300 до 10000 Д, нормализуется сократительная деятельность гладкомышечных элементов сосудистой стенки, благодаря чему кровяное давление сохраняется в пределах нормы. Цитомедины из сосудов способствуют процессам регенерации и репарации тканей и, возможно, обеспечивают рост сосудов при их повреждении.
Многочисленными исследованиями установлено, что все биологически активные соединения, синтезируемые эндотелием или возникающие в процессе частичного протеолиза, при определенных условиях способны поступать в сосудистое русло и таким образом оказывать влияние на состав и функции крови.
Разумеется, мы представили далеко не полный перечень факторов, синтезируемых и выделяемых эндотелием. Однако и этих сведений достаточно для вывода, что эндотелий является мощной эндокринной сетью, обеспечивающей регуляцию многочисленных физиологических функций.
Подробности
Эндотелий - интима сосудов. Он выполняет ряд важных функций, в том числе: регулирует тонус сосудов, способствует изменению их диаметра, является сенсором повреждения сосудистой стенки и может запускать механизм свертывания крови.
1. Общий план строения сосудистой стенки.
2. Основные функции эндотелия сосудов.
- Регуляция величины сосудистого тонуса и сосудистого сопротивления
- Регуляция текучести крови
- Регуляция ангиогенеза
- Реализация процесса воспаления
3. Основные функции эндотелия реализуются:
1) Сдвигом секреторной функции эндотелия в сторону сосудорасширительных факторов (90% приходится на оксид азота).
2) Ингибированием:
- Агрегации тромбоцитов
- Адгезии белых клеток крови
- Пролиферации гладких мышц
Основные функции эндотелиального слоя сосудистой клетки определяются его синтетическим фенотипом – набором вазоактивных факторов, синтезируемых эндотелием.
4. При дисфункции эндотелия наблюдается:
1) Сдвиг секреторной функции эндотелия в сторону сосудосуживающих факторов
2) Усиление:
- агрегации тромбоцитов
- адгезии белых клеток крови
- пролиферации клеток гладких мышц
Что приводит к уменьшению сосудистого просвета, тромбообразованию, появлению очага воспаления и гипертрофии сосудистой стенки.
5. Регуляция текучести крови при участии эндотелия в норме.
6. Сдвиг синтетической активности эндотелиальной клетки в сторону прокоагулянтного фенотипа при нарушении целостности эндотелия или возникновении воспалительного процесса.
7. ЭНДОТЕЛИЙ СОСУДИСТОЙ СТЕНКИСИНТЕЗИРУЕТ И ВЫДЕЛЯЯЕТ СУЖИВАЮЩИЕ И РАСШИРИТЕЛЬНЫЕ ВАЗОАКТИВНЫЕ ФАКТОРЫ:
8. Типы действий вазоактивных факторов, синтезируемых эндотелием сосудистой стенки.
9. Основные пути метаболизма арахидоновой кислоты.
Циклооксигеназный путь
Липоксигеназный путь
Эпоксигеназный путь
Трансацилазный (мембранный) путь
Активация фосфолипазы А2 (брадикинином) стимулирует выход арахидоновой кислоты в растворимую часть клетки и ее метаболизм
10. Кооперативный способ активации арахидоновой кислоты.
11. Метаболизм арахидоновой кислоты (АА) при участии фосфолипазы А2 (PLA2).
==>>Воспаление.
12. Метаболиты арахидоновой кислоты по циклооксигеназному пути.
13. Механизм действия нестероидных противоспалительных препаратов с анальгетическим действием.
14. Типы циклооксигеназ. Их стимуляция и ингибирование.
Циклооксигеназа I типа (ингибируется парацетамолом) и II типа (ингибируется диклофенаком)
15. Механизм реализации действия простациклина (PG2) на гладкой мышце сосуда.
16. Схема синтеза эндогенных каннабиноидов.
Эндогенные каннабиноиды(NAEs) –(анандамид) метаболизируются с образованием арахидоновой кислоты и ее последующей деградации.
Механизм действия эндогенного каннабиноида – анандамида на сосудистую стенку:
Быстрая деградация в эндотелии уменьшает расширительный потенциал эндоканнабиноидов.
Влияние анандамида на сопротивление перфузируемого сосудистого русла кишечник (А) и изолированного резистивного мезентериального сосуда (В).
Схема возможного пути метаболизма анандамида, ингибирующего его прямое вазодилятаторное действие на гладкую мышцу сосудов.
17. Эндотелий-зависимое расширение сосудов.
Синтез оксида азота: ключевой элемент - NO-синтаза (конститутивная - работает всегда и индуцибельная - активируется под воздействием определенных факторов)
18. Изоформы NO-синтаз: нейрональная, индуцибильная, эндотелиальная и митохондриальная.
Структура изоформ синтаз оксида азота:
mtNOS –альфа форма nNOS, отличающаяся фосфорилированным С-концом и двумя измененными аминокислотными остатками.
19. Роль NO-синтаз в регуляции различных функций организма.
20. Схема активации синтеза NO и cGMP в эндотелиальной клетке.
21. Физиологические и гуморальные факторы, активирующие эндотелиальную форму NO-синтазы.
Факторы, определяющие биодоступность оксида азота.
Участие оксида азота в реакции окислительного стресса.
Влияние пироксинитрита на белки и ферменты клетки.
22. Синтез оксида азота эндотелиальной клеткой и механизм расширения гладкой мышцы сосудов.
23. Гуанилатциклаза – фермент, катализирующий образование цГМФ из ГТФ, структура и регуляция. Механизм расширения сосуда при участии цГМФ.
24. Ингибирование цГМФ Rho-киназного пути сокращения гладких мышц сосудов.
25. Вазоактивные факторы, синтезируемые эндотелием и пути реализации их воздействия на гладкую мышцу сосуда.
26. Открытие эндотелина – эндогенного пептида, обладающего вазоактивными свойствами.
Эндотелин – эндогенный пептид, синтезируемый эндотелиальными клетками сосудистой системы.
Эндотелин – 21 –членный пептид, обладающий вазоконстрикторными свойствами.
Структура эндотелина-1, Семейство эндотелинов: ЭТ-1, ЭТ-2, ЭТ-3.
Эндотелин:
Экспрессия разных форм пептида в тканях:
- Эндотелин-1 (эндотелий и гладкая мышца сосудов, сердечные миоциты, почка и т.д.)
- Эндотелин -2 (почка, мозг, ж-кишечный тракт и т.д.)
- Эндотелин-3 (кишечник, надпочечники)
Механизм синтеза в тканях:
три разных гена -
Препроэндотелин-->биг эндотелин-->эндотелины
*фурин-подобная эндопепт. эндотелинпревр. ферм.
(клеточная поверхн., внутрикл. визикулы)
Типы рецепторов и эффектов
:
Ета (гладкая мышца - сокращение)
Етв (эндотелий-выделение эндотелий-зав. расш. фак. гладкая мышца- сокращение)
Содержание в тканях и крови:
фм/мл
увеличение в 2-10 раз при сердечной недостаточности, легочной гипертензии, почечной недостаточности, субарахноидальной геморрагии и т.д.
27. Синтез эндотелина эндотелиальной клеткой и механизм сокращения гладкой мышцы сосуда.
28. Механизм реализации действия эндотелина на гладкую мышцу сосуда в норме и патологии.
29. Патологическая роль эндотелина.
- вазоконстрикция
- гипертрофия
- фиброз
- воспаление
30. Основные факторы гуморальной регуляции сосудистого тонуса, опосредующие свое действие через изменение секреторной функции эндотелия.
- Катехоламины (адреналин и норадреналин)
- Ангиотезин-рениновая система
- Семейство эндотелинов
- АТФ, АДФ
- Гистамин
- Брадикинин
- Тромбин
- Вазопрессин
- Вазоактивный интенстинальный пептид
- Кольцитонин генсвязывающий пептид
- Натрийуретический пептид
- Оксид азота
Эндотелий представляет собой внутреннюю выстилку кровеносных сосудов, отделяющую кровоток от более глубоких слоев сосудистой стенки. Это непрерывный монослой (1 (!) слой) эпителиальных клеток, формирующих ткань, масса которой составляет у человека 1,5-2,0 кг. Эндотелий непрерывно вырабатывает огромное количество важнейших биологически активных веществ, являясь, таким образом, гигантским паракринным органом, распределенным по всей площади человеческого организма.
Функции эндотелия
Эндотелий сосудов выполняет множество различных функций , в том числе и важнейшую барьерную функцию. Он является первым и последним рубежом, где решается судьба наших сосудов. Это он "даёт пинка" всему, чему не место в стенке сосуда. И наоборот, если он "сломался", в стенку лезут нежелательные гости, и там начинается тихое безобразие, которое заканчивается инфарктом.
В контексте этой статьи для нас важно, что все факторы риска развития сосудистых заболеваний, будь то курение, высокий уровень хлестерина или малоподвижный образ жизни, "бьют" в эндотелий, и если он пока "терпит" - что ж, продолжайте в том же духе - вам повезло с наследственностью, а если он дал сбой - вам нужно менять свою жизнь.
Также ключевая функция эндотелия состоит в регуляции тонуса сосудов, процессов адгезии лейкоцитов и баланса профибринолитической и протромбогенной активности. Решающую роль при этом играет образующаяся в эндотелии окись азота (NO). Монооксид азота выполняет важную функцию в регуляции коронарного кровотока, а именно, расширяет или сужает просвет сосудов в соответствии с потребностью организма.
Увеличение тока крови, например, при физической нагрузке, благодаря усилиям протекающей крови приводит к механическому раздражению эндотелия. Это механическое раздражение стимулирует синтез NO. Если эндотелий способен производить NO, значит он здоров, и его функция не нарушена.
Эндотелиальная дисфункция
При повреждении эндотелия равновесие нарушается в сторону сосудосужения. Это неравновесие между сосудорасширением и сосудосужением характеризует состояние, которое называют дисфункцией эндотелия.
Сужение, стеснение сосудов называется стеноз . Стенозирование происходит из-за "бляшек", образующихся на стенках сосудов. Подобная бляшка - это тромб - патологический сгусток крови в просвете кровеносного сосуда или в полости сердца. Помимо обычной угрозы эндотелиальной дисфункции, срыв этих "бляшек" приводит к таким страшным проявлениям атероскероза, как инфаркт, инсульт и пр.
Заболевания, связанные с эндотелиальной дисфункцией:
- гипертоническая болезнь,
- коронарная недостаточность,
- инфаркт миокарда,
- диабет и инсулинорезистентность,
- почечная недостаточность,
- наследственные и приобретенные нарушения обмена (дислипидемия и др.),
- тромбоз и тромбофлебит
- эндокринные возрастные нарушения,
- не дыхательные легочные патологии (астма)
Технология АнгиоСкан применительно к эндотелиальной функции основана на регистрации изменений параметров пульсовой волны, происходящих после проведения теста с окклюзией плечевой артерии, т.е. на пульсовой диагностике . В течении 1 минуты после 5 минутного пережатия артерии мы заставляем эндотелий работать, и оцениваем то как он справляется со своей функцией расширения сосудов (вазодилатацией).
Человеческий организм состоит из множества различных клеток. Из одних состоят органы и ткани, а из других - кости. В строении кровеносной системы человеческого организма огромную роль играют эндотелиальные клетки.
Что такое эндотелий?
Эндотелий (или эндотелиальные клетки) является активным эндокринным органом. По сравнению с остальными он самый большой в человеческом организме и выстилает сосуды по всему телу.
Согласно классической терминологии гистологов, эндотелиальные клетки представляют собой пласт, в состав которого входят специализированные клетки, выполняющие сложнейшие биохимические функции. Они выстилают изнутри всю и их вес достигает 1,8 кг. Общее количество этих клеток в человеческом организме достигает одного триллиона.
Сразу после рождения плотность эндотелиальных клеток достигает 3500-4000 кл/мм 2 . У взрослых же этот показатель ниже почти в два раза.
Ранее клетки эндотелия считались только пассивным барьером между тканями и кровью.
Существующие формы эндотелия
Специализированные формы эндотелиальных клеток имеют определенные особенности строения. В зависимости от этого различают:
- соматические (закрытыми) эндотелиоциты;
- фенестрированный (перфорированный, пористый, висцеральный) эндотелий;
- синусоидный (большой пористый, крупноокошечный, печеночный) тип эндотелия;
- решетчатый (межклеточный щелевой, синусный) тип эндотелиальных клеток;
- высокий эндотелий в посткапилярных венулах (ретикулярный, звездчатый тип);
- эндотелий лимфатического русла.
Строение специализированных форм эндотелия
Эндотелиоцитам соматического или закрытого типа характерны плотные щелевые контакты, реже - десмосомы. На периферических участках такого эндотелия толщина клеток составляет 0,1-0,8 мкм. В их составе можно заметить многочисленные микропиноцитозные везикулы (органоиды, запасающие полезные вещества) непрерывной базальной мембраны (клеток, отделяющих соединительные ткани от эндотелия). Этот вид эндотелиальных клеток локализуется в железах внешней секреции, центральной нервной системе, сердце, селезенке, легких, и крупных сосудах.
Для фенестрированного эндотелия характерны тонкие эндотелиоциты, в которых присутствуют сквозные диафрагмированные поры. Плотность в микропиноцитозных везикулах очень мала. Также присутствует непрерывная базальная мембрана. Чаще всего встречаются такие эндотелиальные клетки в капиллярах. Клетки такого эндотелия выстилают капиллярные русла в почках, эндокринных железах, слизистых оболочках пищеварительных путей, сосудистых сплетениях мозга.
Главным отличием синусоидного типа эндотелиальных клеток сосудов от остальных является то, что их межклеточные и трансцеллюлярные каналы очень крупные (до 3 мкм). Характерна прерывистость базальной мембраны либо ее полное отсутствие. Такие клетки присутствуют в сосудах головного мозга (они участвуют в транспортировке форменных элементов крови), коре надпочечных желез и печени.
Решетчатые клетки эндотелия представляют собой палочковидные (либо веретеновидные) клетки, которые окружает базальная мембрана. Они также принимают активное участие в миграции клеток крови по организму. Местом их локализации являются венозные синусы в селезенке.
В состав ретикулярного типа эндотелия входят звездчатые клетки, которые переплетаются с базолатеральными отростками цилиндрической формы. Клетки этого эндотелия обеспечивают транспортировку лимфоцитов. Они входят в состав сосудов, проходящих через органы иммунной системы.
Эндотелиальные клетки, которые находятся в лимфатическом русле, являются самыми тонкими из всех типов эндотелия. Они содержат повышенный уровень лизосом и в их состав входят более крупные везикулы. Базальной мембраны вообще нет, либо она прерывистая.
Существует также особый эндотелий, который выстилает заднюю поверхность роговицы человеческого глаза. Эндотелиальные клетки роговицы транспортируют в нее жидкость и растворенные вещества, а также поддерживают ее дегидрированное состояние.
Роль эндотелия в организме человека
Эндотелиальные клетки, которые выстилают изнутри стенки кровеносных сосудов, имеют удивительную способность: они увеличивают или уменьшают свою численность, а также место локализации в соответствии с требованиями организма. Практически всем тканям необходимо кровоснабжение, которое зависит в свою очередь от клеток эндотелия. Они отвечают за создание очень гибкой к адаптации системы жизнеобеспечения, которая разветвляется во все области человеческого тела. Именно благодаря этой способности эндотелия к расширению и восстановлению сети сосудов кровоснабжения происходит процесс заживления и рост тканей. Без этого заживление ран не происходило бы.
Таким образом, клетки эндотелия, выстилающие все сосуды (начиная с сердца и заканчивая мельчайшими капиллярами), обеспечивают переход веществ (в том числе и лейкоцитов) через ткани в кровь, а также обратно.
Кроме того, лабораторные исследования эмбрионов показали, что все крупные кровеносные и вены) формируются из маленьких сосудов, которые строятся исключительно из клеток эндотелия и базальных мембран.
Функции эндотелия
Прежде всего, клетки эндотелия поддерживают гомеостаз в кровеносных сосудах человеческого организма. К жизненно важным функциям эндотелиальных клеток относят:
- Они являются барьером между сосудами и кровью, являясь, по сути, резервуаром для последней.
- Такой барьер имеет что защищает кровь от вредных веществ;
- Эндотелий улавливает и передает сигналы, которые переносятся кровью.
- Он интегрирует при необходимости патофизиологическую среду в сосудах.
- Выполняет функцию динамического регулятора.
- Контролирует гомеостаз и восстанавливает поврежденные сосуды.
- Поддерживает тонус кровеносных сосудов.
- Отвечает за рост и ремоделирование сосудов.
- Обнаруживает биохимические изменения в крови.
- Распознает изменения уровня углекислого газа и кислорода в крови.
- Обеспечивает текучесть крови путем регулирования компонентов ее свертывания.
- Контролируют артериальное давление.
- Формирует новые кровеносные сосуды.
Дисфункция эндотелия
В результате дисфункции эндотелия может развиться:
- атеросклероз;
- гипертоническая болезнь;
- коронарная недостаточность;
- диабет и инсулинорезистентность;
- почечная недостаточность;
- астма;
- спаечная болезнь брюшной полости.
Все эти заболевания может диагностировать только специалист, поэтому после 40 лет следует регулярно проходить полное обследование организма.