Introduzione dell’endotelio vascolare
Le cellule endoteliali vascolari sono uno strato di monociti tra il flusso sanguigno e il tessuto della parete vascolare. Possono secernere una serie di NO, PGI2, ET-1 e altre sostanze vasoattive attraverso vie autocrine, endocrine e paracrine per regolare la tensione dei vasi sanguigni, antitrombotica, inibizione della proliferazione delle cellule muscolari lisce e infiammazione della parete vascolare e altre funzioni. NO è il fattore vasodilatatore più importante prodotto dalle cellule endoteliali. È prodotto dalla cellula endoteliale NO sintasi (eNOs) che agisce sulla L-arginina. NO può diffondersi alle cellule muscolari lisce della parete vascolare per attivare l’ornitina ciclasi, che regola la vasodilatazione da cGMP. Inoltre, NO ha anche l’effetto di inibire l’aggregazione piastrinica, inibendo l’adesione dei monociti alle cellule endoteliali e inibendo la proliferazione delle cellule muscolari lisce. Tuttavia, quando l’endotelio vascolare è sottoposto a una serie di fattori dannosi, i vasodilatatori rilasciati dalle cellule endoteliali sono ridotti, i vasocostrittori sono aumentati e l’omeostasi vascolare è rotta, portando infine a una serie di eventi cardiovascolari.
La funzione dell’endotelio vascolare
Partecipazione all’angiogenesi
La formazione di reti vascolari funzionali richiede coordinamento e segnalazione tra diversi tipi di cellule. Il fattore di crescita endoteliale vascolare fornisce un esempio di fattore di crescita endoteliale-specifico vascolare. Secondo il modello di angiogenesi del recente fattore di crescita specifico vascolare, il fattore di crescita endoteliale vascolare è il driver più critico dell’angiogenesi poiché l’angiogenesi richiede la formazione di vasi sanguigni immaturi mediante angiogenesi o germogliamento. L’angiopoietina 1 e l’ephrinB2 sono sostanze necessarie per il successivo ulteriore rimodellamento e maturazione vascolare, in particolare il legame delle cellule endoteliali alle cellule di supporto, come le cellule muscolari lisce e le cellule della membrana esterna. L’angiopoietina 1 svolge un ruolo importante nel mantenimento dello stato di riposo e della stabilità dei vasi sanguigni maturi
Funzione di barriera
L’endotelio vascolare è un monostrato cellulare continuo formato da diversi tipi di strutture di adesione o giunzioni cellula-cellula. Queste strutture complesse sono composte da una molecola di adesione transmembrana legata a una rete di proteine citoplasmatiche/citoscheletriche. Secondo le caratteristiche morfologiche e funzionali, le connessioni tra le cellule endoteliali sono divise in tre tipi: la giunzione stretta, la giunzione adesiva e la giunzione del gap. La superficie interna dell’endotelio ha una grande superficie per lo scambio di sostanze tra sangue e tessuto. L’adesione è coinvolta nella regolazione della permeabilità della parete vascolare nelle cellule circolanti. La variazione della permeabilità dell’endotelio vascolare è correlata alla ridistribuzione della caderina sulla superficie endoteliale, alla stabilità dell’adesione locale e all’attivazione delle proteasi metalliche della matrice. La perdita della barriera endoteliale vascolare porterà ad edema extracellulare. L’istamina, il fattore natriuretico atriale e la trombina inducono aumenti rapidi e a breve termine della permeabilità vascolare. Altre citochine e fattori di crescita endoteliali vascolari inducono risposte più durature.
Regola l’angiotasi
Le cellule endoteliali regolano il rilassamento e la contrazione dei vasi sanguigni rilasciando sostanze vasoattive come l’ossido nitrico (NO), le prostaglandine e i vasocostrittori come il trombossano A2 e l’endotelina. In condizioni fisiologiche, c’è un equilibrio tra i due. Una volta che le cellule endoteliali sono danneggiate o la disfunzione endoteliale è sbilanciata, porterà a determinate malattie. In condizioni fisiologiche, le cellule endoteliali possono produrre NO, acetilcolina, angiotensina II, bradichinina, istamina e acido arachidonico non possono aumentare la produzione nelle cellule endoteliali. Inoltre, il rilascio di NO è regolato anche dallo stress di taglio. I tre isomeri di NO possono essere strutturalmente espressi nell’endotelio del sito corrispondente. NO non è solo un prodotto del rilascio dell’endotelio dopo la stimolazione, ma svolge anche un ruolo importante nel mantenere la tensione della base vascolare.
L’anticoagulante promuove la fibrinolisi
In condizioni fisiologiche, le cellule endoteliali presentano principalmente attività anticoagulante e fibrinolisi, mentre in condizioni patologiche come traumi, infezioni e shock, le principali manifestazioni sono l’attività procoagulante migliorata e la diminuzione dell’attività della fibrinolisi. Poiché le cellule endoteliali sono in grado di produrre molte molecole importanti che regolano la coagulazione del sangue e la funzione piastrinica, la normale superficie dell’endotelio ha effetti anticoagulanti e antitrombotici. Dopo la lesione vascolare o la stimolazione di alcune citochine, le cellule endoteliali si rivolgono a un fenotipo procoagulante/trombogenico. Nel sangue, le principali sostanze anti-piastriniche sono prostaciclina (PGI2) e NO. I due aumentano sinergicamente il contenuto del campo piastrinico e quindi impediscono l’accumulo di piastrine. Secondo studi precedenti, PGI2 e NO sono strutturalmente espressi in cellule endoteliali, e prendono parte al processo di sintesi di molecole che coinvolti nel processo di coagulazione del sangue come bradichinina e trombina. A riposo, le cellule endoteliali mantengono il flusso sanguigno promuovendo molte vie anticoagulanti,soprattutto la via della proteina C / proteina S. La trombina interagisce con la trombomodulina per avviare la via della proteina C / proteina S, che attiva la proteina C per inattivare i fattori essenziali VIIIa e Va. La formazione del complesso trombina e trombomodulina impedisce anche alla trombina di agglutinare il fibrinogeno e l’attivazione piastrinica. Inoltre, le cellule endoteliali sono anche siti importanti per la sintesi degli inibitori della via del fattore tissutale. Le cellule endoteliali possono anche essere coinvolte nella fibrinolisi rilasciando attivatore del plasminogeno di tipo tissutale e urochinasi che promuovono la conversione del plasminogeno in plasmina. La plasmina dissolve il trombo digerendo la rete di fibrina. L’attivatore del plasminogeno tissutale ha un livello basale espresso nelle cellule endoteliali, mentre l’urochinasi è attivata solo dalle cellule endoteliali.
Coinvolto nella risposta infiammatoria
Le cellule endoteliali interagiscono con le cellule infiammatorie per regolare la risposta infiammatoria del corpo. Sebbene molti mediatori siano coinvolti nella regolazione dei diversi stadi dell’infiammazione, i globuli bianchi e le cellule endoteliali sono i principali attori della risposta infiammatoria. Le cellule endoteliali dominano le cellule infiammatorie per aggregare i siti di danno tissutale e infezione e rilasciano citochine e fattori di crescita che vengono utilizzati per comunicare segnali con i leucociti. Inoltre, la superficie delle cellule endoteliali esprime anche molte importanti molecole che regolano la migrazione dei leucociti dall’endotelio, come PECAM-1, CD99, VE-Caderina e così via.
Inoltre, oltre all’eterogeneità di dimensioni e morfologia, posizione nucleare, spessore, microvilli, microfilamenti, vescicole e giunzioni, l’eterogeneità dell’endotelio vascolare include livelli di espressione, livelli proteici, livelli genici, reti trascrizionali e trasduzione del segnale. Ciò significa che l’endotelio vascolare ha funzioni complesse.
Significato clinico
L’endotelio vascolare mantiene l’omeostasi del sistema vascolare mediante diastolica e contrattile, inibendo la crescita e promuovendo la crescita, antitrombotica e promuove i coaguli di sangue, la regolazione antinfiammatoria e proinfiammatoria e bilanciata degli effetti antiossidanti e pro-ossidativi. Poiché l’endotelio vascolare è più sensibile ai cambiamenti nei componenti del sangue e nel flusso sanguigno, molti fattori e malattie come il fumo, l’ipertensione, l’iperlipidemia, il diabete e l’insufficienza cardiaca possono causare disfunzione endoteliale; d’altra parte, la disfunzione endoteliale può anche causare molte malattie. Una caratteristica sorprendente della malattia vascolare è la distribuzione focale delle lesioni. Riconoscendo l’eterogeneità della funzione endoteliale vascolare, non solo selezioniamo i marcatori endoteliali vascolari site-specific nello studio delle malattie vascolari, ma contribuiamo anche alla creazione di un sistema di valutazione site-specific per la funzione endoteliale vascolare, per comprendere meglio la patogenesi e le manifestazioni cliniche di specifiche malattie vascolari. Con l’approfondimento della ricerca sulla funzione endoteliale vascolare, fornirà una solida base per lo sviluppo di protezione endoteliale vascolare e farmaci anti-angiogenici.
- Yancopoulos GD, et al. Fattori di crescita specifici vascolari e formazione dei vasi sanguigni. Natura. 2000, 407: 242-248.
- Baldwin AL, Thurston G. Meccanica dell’architettura cellulare endoteliale e permeabilità vascolare. Crit Rev Biomed Ita. 2001, 29: 247-278.
- Alexander JS, Elrod JW. Interazioni tra matrice extracellulare, integrità giunzionale e matrice metalloproteinasi nella regolazione della permeabilità endoteliale. J Anat. 2002, 200: 561-574.
- Arnal JF, et al. Endotelio derivato ossido nitrico e fisiologia e patologia vascolare. Cellula Mol Vita Sci. 1999, 55: 1078-1087.
- Pearson JD. Funzione delle cellule endoteliali e trombosi. Baillieres Migliore Pract Res Clin Haematol. 1999, 12: 329-341.
- Esmon CT. Il recettore della proteina C delle cellule endoteliali. Thrombb Haemost. 2000, 83: 639-643.
- Sidelmann JJ, et al. Fibrina formazione di coaguli e lisi: Meccanismi di base. Semin Trombo Emost. 2000, 26: 605-618.
- Nathan C. Punto di controllo nell’infiammazione. Natura. 2002, 420: 846-852.