Caratteristiche delle cellule endoteliali, struttura, tipi, funzioni

IL cellule endoteliali Sono cellule metabolicamente attive che appartengono all'endotelio, la linea unicellulare interna dei vasi sanguigni. Questo strato cellulare ha importanti funzioni fisiologiche nel corpo, specialmente quando si tratta del sistema circolatorio.

Il termine "endotelio" fu coniato dall'anatomista svizzero Wilhelm il suo nel 1865 per distinguere tra lo strato interno delle cavità del corpo e l'epitelio (che è lo strato esterno).

Diagramma a parete di un vaso sanguigno che mostra le cellule endoteliali (Fonte: Utente: VS6507, tramite Wikimedia Commons)

La definizione iniziale utilizzata dal suo includeva non solo lo strato cellulare interno dei vasi sanguigni, ma anche di vasi linfatici e cavità mesoteliali. Tuttavia, poco tempo dopo questa definizione è stata ridotta solo al sangue e alla vascolarizzazione linfatica.

La posizione strategica di queste cellule consente loro di fungere da interfaccia diretta tra i componenti del sangue (o linfa) e i tessuti, il che li rende essenziali per la regolazione di numerosi processi fisiologici legati al sistema vascolare.

Tra questi processi vi sono il mantenimento della fluidità del sangue e la prevenzione della formazione di trombo, nonché la regolazione del trasporto di fluidi e soluti come ormoni, fattori proteici e altre macromolecole.

Il fatto che l'endotelio esercita funzioni complesse nel corpo degli animali implica che le loro cellule sono suscettibili a malattie diverse, che sono di grande interesse per i diversi ricercatori.

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Caratteristiche

La superficie occupata dalle cellule endoteliali del corpo di un essere umano adulto può coprire più di 3.000 metri quadrati e pesare più di 700 g.

Questo strato cellulare, considerato come un "organo" ampiamente distribuito dal corpo, è responsabile della ricezione e della traduzione dei segnali molecolari che vengono trasportati nel sangue nei tessuti, orchestrando un gran numero di fenomeni essenziali per il funzionamento dell'intero organismo.

Una caratteristica delle cellule endoteliali è che queste e i loro nuclei sono allineati in modo tale da essere "diretti" nello stesso senso del flusso sanguigno che viaggia all'interno dei condotti in cui si trovano.

Le cellule endoteliali sono altamente eterogenee e questo ha a che fare con il fatto che il sangue e i vasi linfatici sono distribuiti in tutto il corpo, esposti a un'ampia varietà di microambiente diverso, che impongono condizioni su ogni particolare endotelio privato privato.

Questo microambiente vascolare può influire notevolmente sulle caratteristiche epigenetiche delle cellule endoteliali, con conseguente diversi processi di differenziazione.

Ciò è stato dimostrato studiando i modelli di espressione genetica specifica del tessuto, attraverso la quale l'incredibile capacità di queste cellule di regolare, sia in numero che in smaltimento, ai requisiti locali in cui sono dove sono dove si trovano.

Segnalazione

L'endotelio è un sofisticato centro di elaborazione del segnale che controlla praticamente tutte le funzioni cardiovascolari. La caratteristica distintiva di questo sistema sensoriale è che ciascuna cellula endoteliale è in grado di rilevare diversi tipi di segnali e generare diversi tipi di risposte.

Questo è, forse, ciò che consente a questo organo speciale di esercitare funzioni regolamentari sulla pressione sanguigna, la frequenza sanguigna e la distribuzione, oltre a controllare la proliferazione delle cellule e la migrazione sulle pareti dei vasi sanguigni.

Generazione

Il sistema vascolare è il primo sistema di organi che si sviluppa nel corpo di un embrione animale. Durante il processo di gastrazione, l'epitelio embrionale viene invaginato attraverso la fessura primitiva e questo è quando vengono indotte le cellule mesodermiche.

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Le cellule progenitrici delle cellule endoteliali differiscono dal tessuto mesodermico, attraverso un processo che sembra essere indipendente dalla gastrazione. Queste cellule risiedono nel midollo osseo in stretta associazione con le cellule ematopoietiche.

Le cellule progenitrici sono note come angioblasti e/o emangiblasti. Tuttavia, altri lignaggi delle cellule corporei possono "trasfondere" in cellule epiteliali e viceversa.

Gli angiblasti sono definiti come cellule che hanno il potenziale per differenziarsi nelle cellule endoteliali, ma che non hanno marcatori molecolari caratteristici e non hanno formato un "lume" (questi marcatori appaiono durante la differenziazione).

La differenziazione e il tasso di proliferazione delle cellule endoteliali è estremamente elevata durante lo sviluppo embrionale e durante lo sviluppo postnatale, ma diminuisce considerevolmente negli adulti.

L'identità delle cellule epiteliali viene generalmente verificata grazie allo studio della presenza o dell'espressione di messaggeri specifici per proteina o RNA, sebbene, molte volte, questi "marcatori" possano essere condivisi con altri lignaggi cellulari.

Differenziazione delle cellule progenitrici

Le cellule progeneri delle cellule endoteliali possono derivare dal midollo osseo, ma non possono essere immediatamente incorporate nelle pareti vascolari interne (Endotelio).

Diversi autori hanno dimostrato che queste cellule sono dirette o raggruppate in siti di neovascolarizzazione attivi, differenziando in risposta ai processi ischemici (mancanza di ossigeno o flusso sanguigno), traumi vascolari, crescita di tumori o altri.

Proliferazione 

Le cellule endoteliali presenti nel sistema vascolare mantengono la capacità di dividere e muoversi. I nuovi vasi sanguigni si formano grazie alla proliferazione di cellule endoteliali pre -esistenti e ciò si verifica sia nei tessuti embrionali (come si verifica la crescita) e dei tessuti adulti (per rimodellamento o ricostruzione dei tessuti).

Apoptosi

L'apoptosi, o morte cellulare programmata, è un processo normale che si verifica praticamente in tutte le cellule di organismi viventi e ha varie funzioni fisiologiche in questi.

È caratterizzato dalla condensazione del citoplasma e del nucleo, dalla restringimento delle cellule e dall'esposizione, sulla superficie cellulare, di molecole specifiche per la fagocitosi. Durante questo processo c'è anche la rottura della cromatina (DNA cromosomico) e la deformazione della membrana plasmatica.

La morte cellulare programmata può essere attivata, nelle cellule endoteliali, da diversi stimoli e fattori molecolari. Ciò ha importanti implicazioni nell'emostasi (prevenzione della produzione di sangue liquido).

Tale processo è essenziale per rimodellare, regressione e angiogenesi (formazione di nuovi vasi sanguigni). Poiché può influenzare l'integrità e la funzione dell'endotelio vascolare, l'apoptosi endoteliale può contribuire alla patogenesi di una varietà di malattie umane.

Esperimenti in vivo suggeriscono che queste patologie possono includere arteriosclerosi, fallimenti del cuore congeniti, retinopatia diabetica, cappotto.

Dove sono loro?

Le cellule endoteliali, come suggeriscono il nome, si trovano nei diversi tipi di endoteli che coprono la superficie interna del sangue e dei vasi linfatici.

Nel sangue endotelio vascolare, ad esempio, le cellule endoteliali delle vene e le arterie formano uno strato cellulare ininterrotto, in cui le cellule sono collegate tra loro da articolazioni strette o "riunioni strette".

Struttura

Lungi dall'essere collettivamente identici, le cellule endoteliali possono essere contemplate come un gigantesco consorzio di diverse aziende, ognuna con la propria identità.

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Durante le ramificazioni vascolari, la forma delle cellule endoteliali varia considerevolmente. Inoltre, potrebbero esserci notevoli differenze fenotipiche tra cellule appartenenti a segmenti diversi dello stesso sistema vascolare, organo o tipo di vetro.

Nonostante questa affermazione, queste sono in genere celle piatte, che possono essere "griglie" o cubo nelle venule endoteliali.

Il suo spessore varia da meno di 0.1μm nelle vene e nei capillari, fino a 1μm nell'arteria aorta, e la sua struttura viene rimodellata in risposta a molteplici fattori, in particolare allo "stress da taglio emodinamico così chiamato".

La lunghezza delle cellule endoteliali differisce per quanto.

Pertanto, come molte altre cellule del corpo, le cellule endoteliali sono coperte da una proteina e gli zuccheri coprono come glicocalix, che è una parte fondamentale della barriera vascolare e misura tra 0.1 e 1 spessore.

Questa "regione" extracellulare è attivamente prodotta dalle cellule endoteliali e occupa lo spazio tra sangue circolante e cellule. È stato dimostrato che ha funzioni sia nella protezione vascolare che nella regolazione cellulare e nei meccanismi emostatici.

Struttura subcellulare

Lo spazio intracellulare delle cellule endoteliali è pieno di vescicole coperte da corpi di clatrina, multivamolare e lisosomi, che sono trascendentali per le strade di trasporto molecolare endocitico.

I lisosomi sono responsabili del degrado e del riciclaggio di macromolecole che sono rivolte a questi dall'endocitosi. Questo processo può verificarsi anche sulla superficie cellulare, nel complesso del Golgi e nel reticolo endoplasmatico.

Queste cellule sono anche ricche di caveolas, che sono vescicole a forma di pallone associate alla membrana plasmatica e che di solito sono aperte al lato luminale o possono essere liberi nel citosol. L'abbondanza di queste strutture dipende dal tipo di epitelio considerato.

Ragazzi

Le cellule endoteliali possono avere fenotipi molto diversi, che sono regolati dal luogo in cui si trovano e dal tempo di sviluppo. È per questo motivo che molti autori considerano che questi sono altamente eterogenei, poiché non solo variano in termini di struttura, ma anche della loro funzione.

L'endotelio può essere classificato come continuo o discontinuo. L'endotelio continuo, a sua volta, può essere fenerato o non fenestrato. Le fenestra sono una specie di "pori" intracellulari che si estendono durante lo spessore delle cellule.

L'endotelio continuo non feneggiato forma il rivestimento interno di arterie, vene e capillari del cervello, della pelle, del cuore e dei polmoni.

L'epitelio fenestrato continuo, d'altra parte, è comune nelle aree caratterizzate da alta filtrazione e trasporto transiettoteliale (capillari delle ghiandole esocrine ed endocrine, mucosa gastrica e intestinale, glomeruli e tubuli renali).

Alcuni letti vascolari sinusoidali e parte del tessuto epatico sono arricchiti con endotelio discontinuo.

Funzioni

L'endotelio ha importanti funzioni fisiologiche, tra cui il controllo del tono vasomotore, il traffico delle cellule ematiche, l'equilibrio emostatico, la permeabilità, la proliferazione e la sopravvivenza innata e adattativa e l'immunità.

Da un punto di vista funzionale, le cellule endoteliali hanno un lavoro fondamentale di divisione. Di solito, questi sono in uno stato di "quiescenza", poiché non sono attivi dal punto di vista proliferativo (il loro tempo medio di vita può essere più di 1 anno).

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Le sue funzioni generali e quelle dell'endotelio che compongono, possono essere divise in: permeabilità, traffico delle cellule del sangue e emostasi.

Permeabilità e funzioni del traffico cellulare

L'endotelio è una struttura semipermeabile, poiché deve consentire il trasporto di diversi soluti e fluidi da e al sangue. In condizioni normali, il flusso dal sangue e ad esso attraverso l'endotelio è continuo, dove partecipa principalmente l'endotelio dei capillari.

Parte della funzione di permeabilità degli endoteliti capillari è consentire il passaggio dei leucociti e alcuni mediatori infiammatori attraverso i vasi, che si ottiene con l'espressione di molecole e chemiotrayentes nelle cellule endoteliali.

Pertanto, il trasporto di leucociti dal sangue ai tessuti sottostanti implica cascate di più passaggi che includono adesione iniziale, cuscinetto, arresto e trasmigrazione, che si svolgono quasi esclusivamente nelle venule post capitali.

Grazie alla loro partecipazione al traffico cellulare, le cellule endoteliali sono coinvolte nei processi di guarigione e infiammazione, dove partecipano alla formazione di nuovi vasi da vasi pre -esistenti. È un processo essenziale per la riparazione dei tessuti.

Funzioni in emostasi 

L'endotelio partecipa al mantenimento del sangue, allo stato fluido e alla promozione di una formazione limitata di coaguli quando vi sono danni all'integrità delle pareti vascolari.

Le cellule endoteliali esprimono fattori che inibiscono o promuovono la coagulazione (anticoagulanti e coagulanti), a seconda dei segnali specifici che ricevono per tutta la vita.

Se queste cellule non fossero così fisiologicamente e strutturalmente in plastica come lo sono, la crescita e la riparazione dei tessuti corporei non sarebbero possibili.

Riferimenti

1. Aird, w. C. (2007). Eterogeneità fenotipica dell'endotelio: i. Struttura, funzione e meccanismi. Ricerca sulla circolazione, 100, 158-173.
2. Aird, w. C. (2012). Eterogeneità delle cellule endoteliali. Prospettive di Cold Spring Harbor in medicina, 2, 1-14.
3. Alfonsus, c. S., & Rodseth, R. N. (2014). Il glicocalyx endoteliale: una revisione della barriera vascolare. Anestesia, 69, 777-784.
4. Indietro, n., & Luzio, N. R. Ha dato. (1977). Il processo trombotico nell'aterogenesi. (B. Chandler, k. Euronius, g. McMillan, c. Nelson, c. Schwartz, & s. Wessler, eds.). Plenum Press.
5. Chi, j., Chang, h. E., Haraldsen, g., Jahnsen, f. L., Troyanskaya, o. G., Chang, d. S.,... Brown, P. O. (2003). Diveità delle cellule endoteliali Revocata mediante espressione globale. PNAS, 100 (19), 10623-10628.
6. CHOY, J. C., Granville, d. J., Caccia, d. W. C., & McManus, B. M. (2001). Apoptosi delle cellule endoteliali: caratteristiche biochimiche e potenziali implicazioni per l'aterosclerosi. J. Mol. Cellula. Cardiol., 33, 1673-1690.
7. Cinema, b. D. B., Pollak, e. S., Buck, c. A., Loscalzo, j., Zimmerman, g. A., McEver, r. P.,... Stern, D. M. (1998). Cellule endoteliali in fisiologia e nella fisiopatologia dei disturbi vascolari. The Journal of the American Society of Hematology, 91 (10), 3527-3561.
8. Fajardo, l. (1989). La complessità delle cellule endoteliali. Articoli di premiazione e relazioni speciali, 92 (2), 241-250.
9. Kharbanda, r. K., & Deanfield, J. E. (2001). Funzioni dell'endotelio sano. Malattia dell'arteria coronarica, 12, 485-491.
10. Ribatti, d. (2007). La scoperta di cellule progenitrici endoteliali. Una revisione storica. Leucemia Research, 31, 439-444.
11. Rise, w. (1995). Differenziazione dell'endotelio. The Fasb Journal, 9, 926-933.
12. Van Hinsberg, V. (2001). L'endotelio: controllo vascolare di Hamasisis. European Journal of Ostetrics & Gynecology and Reproductive Biology, 95, 198-201.
13. Winn, r., & Harlan, J. (2005). Il ruolo dell'apoptosi delle cellule endoteliali nelle desasi infiammatorie e immunitarie. Journal of Trombosis and Haystasis, 3, 1815-1824.