ENDOTĒLIJA ŠŪNAS: RAKSTUROJUMS, STRUKTŪRA, VEIDI, FUNKCIJAS - BIOLOĢIJA - 2025

Par endotēlija šūnas ir metaboliski aktīvas šūnas, kas pieder pie endotēlija, iekšējiem vienšūnas līnijas asinsvadiem. Šim šūnu slānim ir svarīgas fizioloģiskās funkcijas organismā, īpaši attiecībā uz asinsrites sistēmu.

Terminu "endotēlijs" 1865. gadā izgudroja Šveices anatoms Vilhelms His, lai atšķirtu ķermeņa dobumu iekšējo slāni no epitēlija (kas ir ārējais slānis).

Asinsvadu sienas shēma, kurā redzamas endotēlija šūnas (Avots: Lietotājs: VS6507, izmantojot Wikimedia Commons)

Sākotnējā Viņa izmantotā definīcija ietvēra ne tikai asinsvadu iekšējo šūnu slāni, bet arī limfātiskos asinsvadus un mezoteliālos dobumus. Tomēr neilgi vēlāk šī definīcija tika samazināta tikai attiecībā uz asins un limfas asinsvadiem.

Šo šūnu stratēģiskā atrašanās vieta ļauj tām darboties kā tiešai saskarnei starp asiņu (vai limfas) un audu komponentiem, kas padara tās būtiskas daudzu ar asinsvadu sistēmu saistītu fizioloģisko procesu regulēšanai.

Starp šiem procesiem var minēt asins plūstamības uzturēšanu un trombu veidošanās novēršanu, kā arī tādu šķidrumu un izšķīdušo vielu kā hormonu, olbaltumvielu faktoru un citu makromolekulu pārvadāšanas regulēšanu.

Fakts, ka endotēlijs veic sarežģītas funkcijas dzīvnieku ķermenī, nozīmē, ka tā šūnas ir uzņēmīgas pret dažādām slimībām, kas ļoti interesē dažādus pētniekus.

raksturojums

Endotēlija šūnu aizņemtā virsma pieauguša cilvēka ķermenī var aptvert vairāk nekā 3000 kvadrātmetrus un sver vairāk nekā 700 g.

Šis šūnu slānis, kas tiek uzskatīts par "orgānu", kas ir plaši izplatīts visā ķermenī, ir atbildīgs par molekulāro signālu uztveršanu un tulkošanu, kas asinīs tiek transportēti uz audiem, orķestrējot lielu skaitu būtisku parādību visa organisma darbībai.

Endotēlija šūnām raksturīga iezīme ir tā, ka tās un to kodoli ir izlīdzināti tādā veidā, ka tie "izskatās" vērsti tajā pašā virzienā kā asins plūsma, kas iet caur kanāliem, kur tie atrodas.

Endotēlija šūnas ir ļoti neviendabīgas, un tas ir saistīts ar faktu, ka asinis un limfas asinsvadi ir sadalīti visā ķermenī, tiek pakļauti visdažādākajām un atšķirīgajām mikrovidēm, kas uzliek nosacījumus katram konkrētajam endotēlijam.

Šīs asinsvadu mikrovides var ievērojami ietekmēt endotēlija šūnu epiģenētiskās īpašības, kā rezultātā notiek atšķirīgi diferenciācijas procesi.

Tas tika pierādīts, izpētot audiem raksturīgos gēnu ekspresijas modeļus, ar kuru palīdzību ir pierādīta šo šūnu neticamā spēja pielāgoties gan skaita, gan izvietojuma ziņā vietējām prasībām, kur tās atrodamas.

Signalizēšana

Endotēlijs ir izsmalcināts signālu apstrādes centrs, kas kontrolē praktiski visas sirds un asinsvadu funkcijas. Šīs maņu sistēmas atšķirīgā iezīme ir tā, ka katra endotēlija šūna ir spējīga noteikt dažāda veida signālus un ģenerēt dažāda veida atbildes.

Varbūt tas ir tas, kas ļauj šim ļoti īpašajam orgānam veikt regulējošas funkcijas asinsspiedienam un asins ātrumam un sadalījumam, papildus kontrolējot šūnu proliferāciju un migrāciju asinsvadu sienās.

Paaudze

Asinsvadu sistēma ir pirmā orgānu sistēma, kas attīstās dzīvnieka embrija ķermenī. Gastrācijas procesa laikā embrionālais epitēlijs caur primitīvo spraugu tiek invaginēts, un tieši tad tiek ierosinātas mezodermālās šūnas.

Endoteliālo šūnu cilmes šūnas diferencējas no mezodermālajiem audiem, izmantojot procesu, kas šķiet neatkarīgs no gastrizācijas. Šīs šūnas atrodas kaulu smadzenēs ciešā saistībā ar hematopoētiskajām šūnām.

Priekšteču šūnas ir zināmas kā angioblasti un / vai hemangioblasti. Tomēr citas ķermeņa šūnu līnijas var "pārveidot" epitēlija šūnās un otrādi.

Angioblasti tiek definēti kā šūnas, kurām ir iespēja diferencēties endotēlija šūnās, bet tām nav raksturīgo molekulāro marķieru un nav izveidojies "lūmenis" (šie marķieri parādās diferenciācijas laikā).

Endoteliālo šūnu diferenciācijas un proliferācijas ātrums ir ārkārtīgi augsts embrionālās attīstības un pēcdzemdību attīstības laikā, bet pieaugušajiem tas ievērojami samazinās.

Epitēlija šūnu identitāti parasti pārbauda, ​​izpētot specifisku kurjeru olbaltumvielu vai RNS klātbūtni vai ekspresiju, lai gan šos "marķierus" bieži var dalīties ar citām šūnu līnijām.

Progenitoru šūnu diferenciācija

Endotēlija šūnu priekšteču šūnas var rasties no kaulu smadzenēm, bet tās nevar uzreiz iekļaut asinsvadu iekšējās sienās (endotēlijā).

Dažādi autori ir parādījuši, ka šīs šūnas ir vērstas uz aktīvās neovaskularizācijas vietām vai ir sagrupētas tajās, atšķirīgi reaģējot uz išēmiskiem procesiem (skābekļa vai asins plūsmas trūkumu), asinsvadu traumu, audzēja augšanu vai citiem.

Izplatīšana

Endotēlija šūnas, kas atrodas asinsvadu sistēmā, saglabā spēju sadalīties un pārvietoties. Jauni asinsvadi veidojas, pateicoties iepriekš esošo endotēlija šūnu proliferācijai, un tas notiek gan embriju audos (augšanai iestājoties), gan pieaugušo audiem (audu pārveidošanai vai rekonstrukcijai).

Apoptoze

Apoptoze jeb ieprogrammēta šūnu nāve ir normāls process, kas notiek praktiski visās dzīvu organismu šūnās un kam tajās ir dažādas fizioloģiskās funkcijas.

To raksturo citoplazmas un kodola kondensācija, šūnu saraušanās un specifisku fagocitozes molekulu iedarbība uz šūnu virsmu. Šī procesa laikā notiek arī hromatīna (hromosomu DNS) sadalīšanās un plazmas membrānas deformācija.

Ieprogrammēto šūnu nāvi endotēlija šūnās var izraisīt dažādi stimuli un molekulārie faktori. Tam ir liela ietekme uz hemostāzi (šķidru asiņu noplūdes novēršana).

Šāds process ir būtisks rekonstruēšanā, regresijā un angioģenēzē (jaunu asinsvadu veidošanās). Tā kā endotēlija apoptoze var ietekmēt asinsvadu endotēlija integritāti un darbību, tā var veicināt dažādu cilvēku slimību patoģenēzi.

In vivo eksperimenti liecina, ka starp šīm patoloģijām var būt arī arterioskleroze, iedzimta sirds mazspēja, diabētiskā retinopātija, emfizēma, sklerodermija, sirpjveida šūnu slimība, sistēmiskā sarkanā vilkēde vai trombotiska trombocitopēniskā purpura.

Kur viņi atrodami?

Endotēlija šūnas, kā to norāda nosaukums, ir atrodamas dažāda veida endotēlijā, kas līnijas asins un limfātisko asinsvadu iekšējo virsmu.

Piemēram, asinsvadu asinsvadu endotēlijā vēnu un artēriju endotēlija šūnas veido nepārtrauktu šūnu slāni, kur šūnas ir savienotas kopā ar stingriem savienojumiem.

Uzbūve

Tā kā endotēlija šūnas nav kolektīvi identiskas, tās var uzskatīt par dažādu uzņēmumu gigantisku konsorciju, katram no kuriem ir sava identitāte.

Gar asinsvadu zariem endotēlija šūnu forma ievērojami atšķiras. Turklāt šūnām, kas pieder dažādiem vienas un tās pašas asinsvadu sistēmas, orgāna vai asinsvada veida segmentiem, var būt ievērojamas fenotipiskas atšķirības.

Neskatoties uz šo apgalvojumu, tās parasti ir plakanas šūnas, kas endotēlija venulās var būt "apaļas" vai kuboidālas.

Tās biezums svārstās no mazāk nekā 0,1 μm vēnās un kapilāros līdz 1 μm aortas artērijā, un tās struktūra tiek pārveidota, reaģējot uz vairākiem faktoriem, īpaši tā saukto "hemodinamisko bīdes spriegumu".

Endotēlija šūnu garums atšķiras atkarībā no to anatomiskās atrašanās vietas, jo tika ziņots, ka žurku asinsvados aortas endotēlija šūnas ir iegarenas un plānas, savukārt plaušu artērijās tās ir īsākas un apaļākas.

Tādējādi, tāpat kā daudzās citās ķermeņa šūnās, endotēlija šūnas pārklāj ar olbaltumvielu un cukuru apvalku, kas pazīstams kā glikokalikss, kas ir būtiska asinsvadu barjeras sastāvdaļa un ir no 0,1 līdz 1 mikronu biezs.

Šo ārpusšūnu "reģionu" aktīvi ražo endotēlija šūnas un tas aizņem vietu starp cirkulējošām asinīm un šūnām. Ir pierādīts, ka tam ir funkcijas gan asinsvadu aizsardzībā, gan šūnu regulēšanā un hemostatiskos mehānismos.

Subcelulārā struktūra

Endoteliālo šūnu intracelulārā telpa ir piepildīta ar klatrīna pārklājumiem pūslīšiem, multiveikulāriem ķermeņiem un lizosomām, kurām ir izšķiroša nozīme endocītu molekulārā transporta ceļos.

Lizosomas ir atbildīgas par makromolekulu noārdīšanos un pārstrādi, kuras tām tiek novirzītas endocitozes rezultātā. Šis process var notikt arī uz šūnu virsmas, Golgi kompleksā un endoplazmatiskajā retikulā.

Šīs šūnas ir arī bagātas ar kaveolām, kas ir kolbas formas pūslīši, kas saistīti ar plazmas membrānu un parasti ir atvērti uz luminal pusi vai citosolā var būt brīvi. Šo struktūru pārpilnība ir atkarīga no attiecīgā epitēlija veida.

Veidi

Endotēlija šūnām var būt ļoti dažādi fenotipi, kurus regulē to atrašanas vieta un to attīstības laiks. Šī iemesla dēļ daudzi autori uzskata, ka tie ir ļoti neviendabīgi, jo tie atšķiras ne tikai pēc struktūras, bet arī pēc funkcijām.

Endotēliju var klasificēt kā nepārtrauktu vai pārtrauktu. Nepārtrauktais endotēlijs savukārt var būt fenestēts vai nefestēts. Fenestras ir sava veida starpšūnu "poras", kas stiepjas visā šūnas biezumā.

Nepārtraukts bez fenestēta endotēlija veido smadzeņu, ādas, sirds un plaušu artēriju, vēnu un kapilāru iekšējo oderi.

Turpretī nepārtraukts fenestēts epitēlijs ir izplatīts vietās, kur raksturīga augsta filtrācija un transendoteliālais transports (eksokrīno un endokrīno dziedzeru kapilāri, kuņģa un zarnu gļotādas, glomerulos un nieru kanāliņos).

Dažas sinusoidālas asinsvadu gultnes un daļa aknu audu ir bagātināta ar pārtrauktu endotēliju.

Iespējas

Endotēlijam ir svarīgas fizioloģiskās funkcijas, ieskaitot vazomotora tonusa kontroli, asins šūnu apriti, hemostatisko līdzsvaru, caurlaidību, proliferāciju, kā arī iedzimtu un adaptīvu izdzīvošanu un imunitāti.

No funkcionālā viedokļa endotēlija šūnām ir fundamentāls dalīšanas darbs. Parasti tās ir "miera stāvoklī", jo no proliferācijas viedokļa tās nav aktīvas (to pussabrukšanas periods var būt vairāk nekā 1 gads).

Viņu vispārējās funkcijas un endotēlija funkcijas, kuras tie veido, var iedalīt: caurlaidībā, asins šūnu apritē un hemostāzēs.

Šūnu satiksme un caurlaidības funkcijas

Endotēlijs ir daļēji caurlaidīga struktūra, jo tam jāļauj dažādu šķīstošo vielu un šķidrumu transportēšanai uz asinīm un no tām. Normālos apstākļos asins plūsma no un uz asinīm caur endotēliju ir nepārtraukta, kurā galvenokārt piedalās kapilāru endotēlijs.

Daļa no kapilārā endotēlija caurlaidības funkcijas ir ļaut caur asinsvadiem iziet leikocītus un dažus iekaisuma mediatorus, kas tiek panākts ar molekulu un kemoattraktantu ekspresiju endotēlija šūnās.

Tāpēc leikocītu transportēšana no asinīm uz pamatā esošajiem audiem ietver daudzpakāpju adhēzijas kaskādi, ieskaitot sākotnējo adhēziju, ripošanu, apstādināšanu un transmigrāciju, kas notiek gandrīz vienīgi postkapilāru venulās.

Pateicoties viņu līdzdalībai šūnu tirdzniecībā, endotēlija šūnas tiek iesaistītas dziedināšanas un iekaisuma procesos, kur tās piedalās jaunu trauku veidošanā no jau esošiem traukiem. Tas ir būtisks audu atjaunošanas process.

Funkcijas hemostāzē

Endotēlijs piedalās asins uzturēšanā, šķidruma stāvoklī un ierobežota trombu veidošanās veicināšanā, ja ir bojāti asinsvadu sienu integritāte.

Endotēlija šūnas izsaka faktorus, kas kavē vai veicina koagulāciju (antikoagulanti un koagulanti), atkarībā no konkrētajiem signāliem, ko viņi saņem visu mūžu.

Ja šīs šūnas nebūtu tik fizioloģiski un strukturāli plastiskas, kādas tās ir, ķermeņa audu augšana un atjaunošanās nebūtu iespējama.

Atsauces

1. Aird, WC (2007). Endotēlija fenotipiskā neviendabība: I. Uzbūve, darbība un mehānismi. Cirkulācijas izpēte, 100, 158-173.
2. Aird, WC (2012). Endotēlija šūnu neviendabīgums. Aukstā pavasara ostas perspektīvas medicīnā, 2., 1. – 14.
3. Alphonsus, CS, & Rodseth, RN (2014). Endotēlija glikokaliks: asinsvadu barjeras pārskats. Anesthesia, 69, 777–784.
4. Atpakaļ, N., un Luzio, NR Di. (1977). Trombotiskais process ateroģenēzē. (B. Čandlers, K. Eurenius, G. Makmilans, C. Nelsons, C. Schwartz un S. Wessler, Eds.). Plenum Press.
5. Chi, J., Chang, HY, Haraldsen, G., Jahnsen, FL, Troyanskaya, OG, Chang, DS, … Brown, PO (2003). Endotēlija šūnu daudzveidība, ko atklāj globālās izteiksmes profilēšana. PNAS, 100 (19), 10623-10628.
6. Choy, JC, Granville, DJ, Hunt, DWC un Mcmanus, BM (2001). Endotēlija šūnu apoptoze: bioķīmiskās īpašības un iespējamās sekas aterosklerozei. J. Mol. Šūna. Cardiol., 33, 1673-1690.
7. Kinoteātri, BDB, Pollak, ES, Buck, CA, Loscalzo, J., Zimmerman, GA, Mcever, RP, … Stern, DM (1998). Endotēlija šūnas asinsvadu slimību fizioloģijā un patofizioloģijā. Amerikas hematoloģijas biedrības žurnāls, 91 (10), 3527–3561.
8. Fajardo, L. (1989). Endotēlija šūnu sarežģītība. Raksti par balvu piešķiršanu un īpašie ziņojumi, 92. panta 2. punkts, 241. – 250.
9. Kharbanda, RK, un Deanfield, JE (2001). Veselīga endotēlija funkcijas. Koronāro artēriju slimība, 12, 485–491.
10. Ribatti, D. (2007). Endoteliālo cilmes šūnu atklāšana. Vēsturisks apskats. Leikēmijas izpēte, 31, 439. – 444.
11. Risau, W. (1995). Endotēlija diferenciācija. FASEB Vēstnesis, 9, 926–933.
12. van Hinsbergs, V. (2001). Endotēlijs: hemostāzes asinsvadu kontrole. Eiropas Dzemdniecības, ginekoloģijas un reproduktīvās bioloģijas žurnāls, 95, 198–201.
13. Winn, R., & Harlan, J. (2005). Endoteliālo šūnu apoptozes loma iekaisuma un imūno slimībās. Trombozes un hemostāzes žurnāls, 3, 1815–1824.