Forschungsgebiet

Einführung von vaskulärem Endothel

Vaskuläre Endothelzellen sind eine Schicht von Monozyten zwischen dem Blutkreislauf und dem Gefäßwandgewebe. Sie können eine Reihe von NO, PGI2, ET-1 und anderen vasoaktiven Substanzen über autokrine, endokrine und parakrine Wege absondern, um die Spannung von Blutgefäßen, Antithrombotika, die Hemmung der Proliferation glatter Muskelzellen und Gefäßwandentzündungen sowie andere Funktionen zu regulieren. NO ist der wichtigste Vasodilatatorfaktor, der von Endothelzellen produziert wird. Es wird von der Endothelzellen-NO-Synthase (eNOs) produziert, die auf L-Arginin wirkt. NO kann zu den glatten Muskelzellen der Gefäßwand diffundieren, um die Ornithincyclase zu aktivieren, die die Vasodilatation durch cGMP reguliert. Darüber hinaus hat NO auch die Wirkung, die Thrombozytenaggregation zu hemmen, die Adhäsion von Monozyten an Endothelzellen zu hemmen und die Proliferation von glatten Muskelzellen zu hemmen. Wenn das Gefäßendothel jedoch einer Reihe schädlicher Faktoren ausgesetzt ist, werden die von den Endothelzellen freigesetzten Vasodilatatoren reduziert, die Vasokonstriktoren erhöht und die vaskuläre Homöostase unterbrochen, was schließlich zu einer Reihe kardiovaskulärer Ereignisse führt.

Die Funktion des vaskulären Endothels

Teilnahme an der Angiogenese

Die Bildung funktioneller vaskulärer Netzwerke erfordert Koordination und Signalisierung zwischen verschiedenen Zelltypen. Der vaskuläre endotheliale Wachstumsfaktor stellt ein Beispiel für einen vaskulären endothelialen spezifischen Wachstumsfaktor dar. Nach dem Angiogenesemodell des jüngsten vaskulären spezifischen Wachstumsfaktors ist der vaskuläre endotheliale Wachstumsfaktor der kritischste Treiber der Angiogenese, da die Angiogenese die Bildung unreifer Blutgefäße durch Angiogenese oder Knospung erfordert. Angiopoietin 1 und ephrinB2 sind Substanzen, die für die nachfolgende weitere vaskuläre Umgestaltung und Reifung, insbesondere die Bindung von Endothelzellen an Stützzellen, wie glatte Muskelzellen und äußere Membranzellen, benötigt werden. Angiopoietin 1 spielt eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung des Ruhezustands und der Stabilität reifer Blutgefäße

Barrierefunktion

Das Gefäßendothel ist eine kontinuierliche Zellmonoschicht, die durch verschiedene Arten von Adhäsionsstrukturen oder Zell-Zell-Verbindungen gebildet wird. Diese komplexen Strukturen bestehen aus einem Transmembranadhäsionsmolekül, das mit einem Netzwerk von zytoplasmatischen / zytoskelettalen Proteinen verbunden ist. Entsprechend den morphologischen und funktionellen Eigenschaften werden Verbindungen zwischen Endothelzellen in drei Typen unterteilt: die tight junction, adhesive junction, und gap junction. Die innere Oberfläche des Endothels hat eine große Oberfläche für den Austausch von Substanzen zwischen Blut und Gewebe. Die Adhäsion ist an der Regulation der Gefäßwandpermeabilität in zirkulierenden Zellen beteiligt. Die Veränderung der Permeabilität des vaskulären Endothels hängt mit der Umverteilung von Cadherin auf der Endotheloberfläche, der Stabilität der lokalen Adhäsion und der Aktivierung von Matrixmetallproteasen zusammen. Der Verlust der vaskulären Endothelbarriere führt zu einem extrazellulären Ödem. Histamin, atrialer natriuretischer Faktor und Thrombin induzieren einen schnellen und kurzfristigen Anstieg der Gefäßpermeabilität. Andere Zytokine und vaskuläre endotheliale Wachstumsfaktoren induzieren länger anhaltende Reaktionen.

Angiotase regulieren

Endothelzellen regulieren die Entspannung und Kontraktion von Blutgefäßen, indem sie vasoaktive Substanzen wie Stickoxid (NO), Prostaglandine und Vasokonstriktoren wie Thromboxan A2 und Endothelin freisetzen. Unter physiologischen Bedingungen besteht ein Gleichgewicht zwischen beiden. Sobald die Endothelzellen geschädigt sind oder die Endotheldysfunktion unausgewogen ist, führt dies zu bestimmten Krankheiten. Unter physiologischen Bedingungen können Endothelzellen NO produzieren, Acetylcholin, Angiotensin II, Bradykinin, Histamin und Arachidonsäure können die NO-Produktion in Endothelzellen erhöhen. Darüber hinaus wird die Freisetzung von NO auch durch Scherspannung reguliert. Die drei Isomere von NO können strukturell im Endothel der entsprechenden Stelle exprimiert werden. NO ist nicht nur ein Produkt der Freisetzung des Endothels nach Stimulation, sondern spielt auch eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung der vaskulären Basisspannung.

Antikoagulation fördert die Fibrinolyse

Unter physiologischen Bedingungen zeigen Endothelzellen hauptsächlich eine gerinnungshemmende und fibrinolytische Aktivität, während bei pathologischen Zuständen wie Trauma, Infektion und Schock die Hauptmanifestationen eine erhöhte gerinnungshemmende Aktivität und eine verringerte Fibrinolyseaktivität sind. Da Endothelzellen in der Lage sind, viele wichtige Moleküle zu produzieren, die die Blutgerinnung und die Thrombozytenfunktion regulieren, hat die normale Endotheloberfläche gerinnungshemmende und antithrombotische Wirkungen. Nach einer Gefäßverletzung oder Stimulation durch bestimmte Zytokine werden Endothelzellen zu einem gerinnungshemmenden / thrombogenen Phänotyp. Im Blutkreislauf sind die wichtigsten Thrombozytenaggregationshemmer Prostacyclin (PGI2) und No. Die beiden erhöhen synergistisch den Thrombozyten-cAMP-Gehalt und verhindern so die Thrombozytenakkumulation. Nach früheren Studien werden PGI2 und NO strukturell in Endothelzellen exprimiert und nehmen am Prozess der Synthese von Molekülen teil, die am Blutgerinnungsprozess beteiligt sind, wie Bradykinin und Thrombin. Im Ruhezustand halten Endothelzellen den Blutfluss aufrecht, indem sie viele gerinnungshemmende Wege fördern, vor allem den Protein C / Protein S-Weg. Thrombin interagiert mit Thrombomodulin, um den Protein C / Protein S-Signalweg zu initiieren, der Protein C aktiviert, um die essentiellen Faktoren VIIIa und Va zu inaktivieren. Die Bildung von Thrombin und Thrombomodulinkomplex verhindert auch, dass Thrombin Fibrinogen und Thrombozytenaktivierung agglutiniert. Darüber hinaus sind Endothelzellen auch wichtige Stellen für die Synthese von Inhibitoren des Gewebefaktorweges. Endothelzellen können auch an der Fibrinolyse beteiligt sein, indem sie Plasminogenaktivatoren vom Gewebetyp und Urokinase freisetzen, die die Umwandlung von Plasminogen in Plasmin fördern. Plasmin löst den Thrombus auf, indem es das Fibrinnetzwerk verdaut. Der Gewebeplasminogenaktivator hat einen Basalspiegel, der in Endothelzellen exprimiert wird, während Urokinase nur von Endothelzellen aktiviert wird.

Beteiligt an der Entzündungsreaktion

Endothelzellen interagieren mit Entzündungszellen, um die Entzündungsreaktion des Körpers zu regulieren. Obwohl viele Mediatoren an der Regulation verschiedener Entzündungsstadien beteiligt sind, sind weiße Blutkörperchen und Endothelzellen die Hauptakteure bei der Entzündungsreaktion. Endothelzellen dominieren Entzündungszellen, um Gewebeschäden und Infektionsstellen zu aggregieren, und setzen Zytokine und Wachstumsfaktoren frei, die zur Kommunikation von Signalen mit Leukozyten verwendet werden. Darüber hinaus exprimiert die Oberfläche von Endothelzellen auch viele wichtige Moleküle, die die Leukozytenmigration aus dem Endothel regulieren, wie PECAM-1, CD99, VE-Cadherin und so weiter.

Darüber hinaus umfasst die Heterogenität des vaskulären Endothels neben der Heterogenität in Größe und Morphologie, Kernort, Dicke, Mikrovilli, Mikrofilamenten, Vesikeln und Übergängen auch Expressionsniveaus, Proteinniveaus, Genniveaus, Transkriptionsnetzwerke und Signaltransduktion. Dies bedeutet, dass vaskuläres Endothel eine komplexe Funktion hat.

Klinische bedeutung

Vascular endothelium unterhält die homöostase der gefäß system durch diastolischen und kontraktilen, hemmung wachstum und förderung wachstum, antithrombotische und fördert die blutgerinnsel, anti-entzündliche und pro-entzündliche, und ausgewogene regulierung von antioxidans und pro-oxidative effekte. Da das vaskuläre Endothel am empfindlichsten auf Veränderungen der Blutbestandteile und des Blutflusses reagiert, können viele Faktoren und Krankheiten wie Rauchen, Bluthochdruck, Hyperlipidämie, Diabetes und Herzinsuffizienz eine endotheliale Dysfunktion verursachen; andererseits kann eine endotheliale Dysfunktion auch viele Krankheiten verursachen. Ein auffälliges Merkmal von Gefäßerkrankungen ist die fokale Verteilung von Läsionen. In Anerkennung der Heterogenität der vaskulären Endothelfunktion wählen wir nicht nur ortsspezifische vaskuläre Endothelmarker bei der Untersuchung von Gefäßerkrankungen aus, sondern tragen auch zur Etablierung eines ortsspezifischen Bewertungssystems für die vaskuläre Endothelfunktion bei, um die Pathogenese und klinischen Manifestationen spezifischer Gefäßerkrankungen besser zu verstehen. Mit der Vertiefung der vaskulären Endothelfunktionsforschung wird eine starke Grundlage für die Entwicklung von vaskulärem Endothelschutz und antiangiogenen Arzneimitteln geschaffen.

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