ENDOTELCELLER: EGENSKAPER, STRUKTUR, TYPER, FUNKSJONER - BIOLOGI - 2026

De endotelceller er metabolsk aktive celler som hører til endotelet, de indre encellede linje blodkar. Dette cellelaget har viktige fysiologiske funksjoner i kroppen, spesielt med tanke på sirkulasjonssystemet.

Begrepet "endotel" ble myntet av den sveitsiske anatomisten Wilhelm His i 1865 for å skille mellom det indre laget av kroppshulrommene og epitelet (som er det ytre laget).

Diagram over en blodkarvegg som viser endotelceller (Kilde: Bruker: VS6507, via Wikimedia Commons)

Den opprinnelige definisjonen som ble brukt av Hans inkluderte ikke bare det indre cellelaget av blodkar, men også lymfekar og mesothelialhulrom. Kort tid senere ble denne definisjonen imidlertid bare redusert til blod og lymfatisk vaskulatur.

Den strategiske plasseringen av disse cellene lar dem fungere som et direkte grensesnitt mellom komponentene i blodet (eller lymfene) og vevene, noe som gjør dem viktige for regulering av en rekke fysiologiske prosesser relatert til det vaskulære systemet.

Blant disse prosessene er opprettholdelse av blodets fluiditet og forebygging av trombedannelse, samt regulering av transport av væsker og oppløste stoffer som hormoner, proteinfaktorer og andre makromolekyler.

Det faktum at endotelet utfører kompliserte funksjoner i dyrenes kropp innebærer at cellene er mottakelige for forskjellige sykdommer, noe som er av stor interesse for forskjellige forskere.

kjennetegn

Overflatearealet okkupert av endotelceller i kroppen til et voksent menneske kan spenne over 3000 kvadratmeter og veie mer enn 700 g.

Dette cellelaget, ansett som et "organ" bredt fordelt over hele kroppen, er ansvarlig for å motta og oversette de molekylære signalene som blir transportert i blodet til vevene, og orkestrerer et stort antall viktige fenomener for å fungere hele organismen.

Et kjennetegn ved endotelceller er at de og deres kjerner er justert på en slik måte at de "ser" rettet i samme retning som blodstrømmen som går gjennom kanalene der de finnes.

Endotelceller er sterkt heterogene, og dette har å gjøre med det faktum at blod og lymfekar er fordelt over hele kroppen, utsatt for et bredt spekter av forskjellige mikromiljøer, som setter betingelser for hvert enkelt endotel.

Disse vaskulære mikroomgivelsene kan påvirke de epigenetiske egenskapene til endotelceller betydelig, noe som resulterer i distinkte differensieringsprosesser.

Dette har blitt demonstrert gjennom studier av vevsspesifikke genuttrykksmønstre, gjennom hvilken disse cellers utrolige kapasitet til å tilpasse seg både i antall og disposisjon til de lokale kravene der de er funnet, er blitt bevist.

Signale

Endotelet er et sofistikert signalbehandlingssenter som kontrollerer praktisk talt alle kardiovaskulære funksjoner. Det særegne trekk ved dette sensoriske systemet er at hver endotelcelle er i stand til å oppdage forskjellige typer signaler og generere forskjellige typer svar.

Dette er kanskje det som gjør at dette helt spesielle organet kan utøve regulerende funksjoner på blodtrykk og hastighet og distribusjon av blod, i tillegg til å kontrollere celleproliferasjon og migrasjon i veggene i blodkarene.

Generasjon

Det vaskulære systemet er det første organsystemet som utvikler seg i kroppen til et dyreembryo. Under gastruleringsprosessen invaginerer det embryonale epitel gjennom den primitive kløften, og det er da mesodermale celler induseres.

Forfadercellene til endotelcellene skiller seg fra mesodermalt vev gjennom en prosess som ser ut til å være uavhengig av gastrulering. Disse cellene er bosatt i benmargen i nær tilknytning til hematopoietiske celler.

Forfedrercellene er kjent som angioblaster og / eller hemangioblaster. Imidlertid kan andre kroppens cellelinjer "transdifferensieres" til epitelceller og omvendt.

Angioblaster er definert som celler som har potensial til å differensiere til endotelceller, men har ikke de karakteristiske molekylære markørene og har ikke dannet et "lumen" (disse markørene vises under differensiering).

Differensieringshastigheten og spredningen av endotelceller er ekstremt høy under embryonal utvikling og under postnatal utvikling, men den avtar betydelig hos voksne.

Identiteten til epitelceller bekreftes vanligvis ved å studere tilstedeværelsen eller ekspresjonen av spesifikke messengerproteiner eller RNA, selv om disse "markørene" ofte kan deles med andre cellelinjer.

Differensiering av stamfaderceller

Forløperceller fra endotelceller kan oppstå fra benmargen, men kan ikke umiddelbart innarbeides i de indre vaskulære vegger (endotel).

Ulike forfattere har vist at disse cellene er rettet mot eller er gruppert på steder med aktiv neovaskularisering, avvikende i respons til iskemiske prosesser (mangel på oksygen eller blodstrøm), vaskulært traume, tumorvekst eller andre.

Proliferation

Endotelceller til stede i det vaskulære systemet opprettholder evnen til å dele seg og bevege seg. Nye blodkar dannes takket være spredning av eksisterende endotelceller, og dette forekommer både i embryonvev (når vekst oppstår) og i voksent vev (for ombygging eller gjenoppbygging av vev).

apoptose

Apoptose, eller programmert celledød, er en normal prosess som forekommer i praktisk talt alle celler i levende organismer, og som har forskjellige fysiologiske funksjoner i seg.

Det er preget av kondensering av cytoplasma og kjernen, av krymping av celler og av eksponering, på celleoverflaten, av spesifikke molekyler for fagocytose. Under denne prosessen er det også nedbrytning av kromatin (kromosomalt DNA) og deformasjonen av plasmamembranen.

Programmert celledød kan utløses, i endotelceller, av forskjellige stimuli og molekylære faktorer. Dette har viktige implikasjoner for hemostase (forebygging av lekkasje av flytende blod).

En slik prosess er avgjørende for ombygging, regresjon og angiogenese (dannelse av nye blodkar). Siden det kan påvirke integriteten og funksjonen til det vaskulære endotelet, kan endotel apoptose bidra til patogenesen av et bredt utvalg av menneskelige sykdommer.

In vivo-eksperimenter antyder at disse patologiene kan omfatte arteriosklerose, medfødt hjertesvikt, diabetisk retinopati, emfysem, sklerodermi, sigdcellesykdom, systemisk lupus erythematosus eller trombotisk trombocytopenisk purpura, blant andre.

Hvor blir de funnet?

Endotelceller, som navnet tilsier, finnes i de forskjellige typer endotel som linjer den indre overflaten av blod og lymfekar.

I det vaskulære endotelet i blodet, for eksempel, danner endotelcellene i venene og arteriene et uavbrutt cellelag, der cellene er sammenføyd ved tette forbindelser.

Struktur

Langt fra å være kollektivt identiske, kan endotelceller sees på som et gigantisk konsortium av forskjellige selskaper, hver med sin egen identitet.

Langs de vaskulære grenene varierer formen på endotelcellene betydelig. Videre kan det være betydelige fenotypiske forskjeller mellom celler som tilhører forskjellige segmenter av det samme vaskulære systemet, organet eller typen kar.

Til tross for dette påstanden, er dette typisk flate celler, som kan være "lubne" eller kuboidale i endotelvene.

Tykkelsen varierer fra mindre enn 0,1 μm i venene og kapillærene til 1 μm i aortaarterien, og strukturen er ombygd som respons på flere faktorer, spesielt den såkalte "hemodynamiske skjærspenningen."

Lengden på endotelcellene er forskjellig med hensyn til deres anatomiske beliggenhet, siden det har blitt rapportert at i blodkarene til rotter, er de aortiske endotelceller langstrakte og tynne, mens de i lungearteriene er kortere og rundere.

Således som mange andre celler i kroppen, blir endotelceller dekket av et belegg av proteiner og sukkerarter kjent som glykokalks, som er en grunnleggende del av den vaskulære barrieren og er mellom 0,1 og 1 mikron tykk.

Denne ekstracellulære "regionen" produseres aktivt av endotelceller og opptar rommet mellom sirkulerende blod og celler. Det har vist seg å ha funksjoner både i vaskulær beskyttelse og i celleregulering og hemostatiske mekanismer.

Subcellulær struktur

Det intracellulære rommet til endotelceller er fylt med klathrinbelagte vesikler, multivesikulære legemer og lysosomer, som er kritiske for endocytiske molekylære transportveier.

Lysosomer er ansvarlige for nedbrytning og resirkulering av makromolekyler som blir rettet mot dem ved endocytose. Denne prosessen kan også skje på celleoverflaten, i Golgi-komplekset, og den endoplasmatiske retikulum.

Disse cellene er også rike på caveolae, som er kolbeformede vesikler assosiert med plasmamembranen og vanligvis er åpne på luminalsiden eller kan være frie i cytosolen. Forekomsten av disse strukturene avhenger av hvilken type epitel som vurderes.

typer

Endotelceller kan ha veldig forskjellige fenotyper, som reguleres av hvor de finnes og tidspunktet for utvikling. Det er av denne grunn at mange forfattere vurderer at disse er svært heterogene, siden de ikke bare varierer med tanke på strukturen, men også deres funksjon.

Endotelet kan klassifiseres som kontinuerlig eller diskontinuerlig. Det kontinuerlige endotelet kan på sin side være inngjerdet eller ikke-fenestrert. Fenestrene er en slags intracellulære "porer" som strekker seg gjennom celletykkelsen.

Det kontinuerlige ikke-fenestrerte endotelet danner den indre slimhinnen i arteriene, venene og kapillærene i hjernen, huden, hjertet og lungene.

Kontinuerlig fenestrert epitel er derimot vanlig i områder som er preget av høy filtrering og transendotel transport (kapillærer i eksokrine og endokrine kjertler, mage og tarmslimhinne, glomeruli og nyretuber).

Noen sinusformede vaskulære senger og deler av levervevet er beriket med diskontinuerlig endotel.

Egenskaper

Endotelet har viktige fysiologiske funksjoner inkludert vasomotorisk tonekontroll, blodcellehandel, hemostatisk balanse, permeabilitet, spredning og medfødt og adaptiv overlevelse og immunitet.

Fra et funksjonelt synspunkt har endotelceller en grunnleggende oppdelingsjobb. Vanligvis er disse i en tilstand av "ro", siden de ikke er aktive fra et spredningssynspunkt (deres halveringstid kan være mer enn 1 år).

Deres generelle funksjoner, og de av endotelet som de utgjør, kan deles inn i: permeabilitet, blodcellehandel og hemostase.

Mobiltrafikk- og permeabilitetsfunksjoner

Endotelet er en halvgjennomtrengelig struktur, siden det må tillate transport av forskjellige oppløste stoffer og væsker til og fra blodet. Under normale forhold er strømmen fra og til blodet gjennom endotelet kontinuerlig, der endotelet til kapillærene hovedsakelig deltar.

En del av permeabilitetsfunksjonen til kapillærendotelet er å tillate passering av leukocytter og noen inflammatoriske formidlere gjennom karene, noe som oppnås ved uttrykk av molekyler og kjemoattraktanter i endotelceller.

Derfor involverer transport av leukocytter fra blodet til det underliggende vev flertrinns vedheftskaskader inkludert initial vedheft, rulling, arrestasjon og transmigrering, som forekommer nesten utelukkende i de post-kapillære venulene.

Takket være deres deltakelse i cellehandel er endotelceller involvert i helings- og betennelsesprosesser, der de deltar i dannelsen av nye kar fra eksisterende kar. Det er en viktig prosess for vevsreparasjon.

Funksjoner i hemostase

Endotelet deltar i vedlikeholdet av blodet, væsketilstanden og i fremme av den begrensede dannelsen av blodpropp når det er skade på integriteten til vaskulære vegger.

Endotelceller uttrykker faktorer som hemmer eller fremmer koagulering (antikoagulantia og koagulantia), avhengig av de spesifikke signalene de mottar gjennom hele livet.

Hvis disse cellene ikke var så fysiologisk og strukturelt plastiske som de er, ville ikke vekst og reparasjon av kroppsvev være mulig.

referanser

1. Aird, WC (2007). Fenotypisk heterogenitet av endotelet: I. Struktur, funksjon og mekanismer. Sirkulasjonsforskning, 100, 158-173.
2. Aird, WC (2012). Endotelcelleheterogenitet. Cold Spring Harbor Perspectives in Medicine, 2, 1–14.
3. Alphonsus, CS, & Rodseth, RN (2014). Den endoteliale glykokalksen: en gjennomgang av vaskulær barriere. Anestesi, 69, 777–784.
4. Back, N., & Luzio, NR Di. (1977). Den trombotiske prosessen i Atherogenesis. (B. Chandler, K. Eurenius, G. McMillan, C. Nelson, C. Schwartz, & S. Wessler, Eds.). Plenum Press.
5. Chi, J., Chang, HY, Haraldsen, G., Jahnsen, FL, Troyanskaya, OG, Chang, DS, … Brown, PO (2003). Endotelcellemangfold avdekket ved global uttrykksprofilering. PNAS, 100 (19), 10623-10628.
6. Choy, JC, Granville, DJ, Hunt, DWC, & Mcmanus, BM (2001). Endotelcelle-apoptose: Biokjemiske egenskaper og potensielle implikasjoner for åreforkalkning. J. Mol. Celle. Cardiol., 33, 1673-1690.
7. Kinoer, BDB, Pollak, ES, Buck, CA, Loscalzo, J., Zimmerman, GA, Mcever, RP, … Stern, DM (1998). Endotelceller i fysiologi og patofysiologi av vaskulære forstyrrelser. The Journal of The American Society of Hematology, 91 (10), 3527–3561.
8. Fajardo, L. (1989). Kompleksiteten av endotelceller. Tildelingsartikler og spesialrapporter, 92 (2), 241–250.
9. Kharbanda, RK, & Deanfield, JE (2001). Funksjoner av det sunne endotelet. Kransarteriesykdom, 12, 485–491.
10. Ribatti, D. (2007). Oppdagelsen av endoteliale stamceller. En historisk gjennomgang. Leukemia Research, 31, 439–444.
11. Risau, W. (1995). Differensiering av endotel. FASEB Journal, 9, 926–933.
12. van Hinsberg, V. (2001). Endotelet: vaskulær kontroll av hemostase. European Journal of Obstetrics & Gynecology and Reproductive Biology, 95, 198–201.
13. Winn, R., & Harlan, J. (2005). Rollen som endotelcelle apoptose i inflammatoriske og immunsykdommer. Journal of Thrombosis and Haemostasis, 3, 1815–1824.