ENDOTELNE STANICE: KARAKTERISTIKE, STRUKTURA, VRSTE, FUNKCIJE - BIOLOGIJA - 2026

A endotelne stanice su metabolički aktivne stanice pripadaju endotel, unutrašnjih jednostaničnih linija krvnih žila. Ovaj stanični sloj ima važne fiziološke funkcije u tijelu, posebno s obzirom na krvožilni sustav.

Izraz "endotel" skovao je švicarski anatom Wilhelm His 1865. kako bi razlikovao unutarnji sloj tjelesnih šupljina i epitela (koji je vanjski sloj).

Dijagram stijenke krvnih žila s endotelnim stanicama (Izvor: Korisnik: VS6507, putem Wikimedia Commons)

Početna definicija koju je koristio His uključila je ne samo unutarnji stanični sloj krvnih žila, već i limfne žile i mezotelne šupljine. Međutim, kratko vrijeme kasnije ova se definicija svela samo na krvne i limfne vaskulature.

Strateški položaj ovih stanica omogućuje im da djeluju kao izravno sučelje sastojaka krvi (ili limfe) i tkiva, što ih čini bitnim za regulaciju brojnih fizioloških procesa povezanih sa vaskularnim sustavom.

Među tim procesima su održavanje tekućine u krvi i sprječavanje stvaranja tromba, kao i regulacija transporta tekućine i soluta poput hormona, proteinskih faktora i drugih makromolekula.

Činjenica da endotel čini složene funkcije u tijelu životinja, podrazumijeva da su njegove stanice podložne različitim bolestima koje su od velikog interesa za različite istraživače.

karakteristike

Površina koju zauzimaju endotelne stanice u tijelu odraslog čovjeka može se prostirati na više od 3000 četvornih metara i težiti više od 700 g.

Ovaj stanični sloj, koji se smatra "organom" široko rasprostranjenim u cijelom tijelu, odgovoran je za primanje i prenošenje molekularnih signala koji se u krvi prenose u tkiva, orkestrirajući velik broj bitnih pojava za funkcioniranje cijelog organizma.

Karakteristično za endotelne stanice je da su one i njihove jezgre poredane na takav način da "gledaju" usmjerene u istom smjeru kao i protok krvi koji prolazi kroz kanale gdje se nalaze.

Endotelne stanice su izrazito heterogene, a to ima veze s činjenicom da su krv i limfne žile raspoređene po cijelom tijelu, izloženi širokom rasponu različitih mikrookolja koje postavljaju uvjete svakom pojedinom endotelu.

Ove vaskularne mikrookoline mogu značajno utjecati na epigenetske karakteristike endotelnih stanica što rezultira u različitim diferencijacijskim procesima.

To je dokazano proučavanjem obrazaca ekspresije gena specifičnih za tkivo, pomoću kojih je dokazana nevjerojatna sposobnost ovih stanica da se prilagode, kako u broju tako i prema njihovoj lokaciji, lokalnim zahtjevima na kojima se nalaze.

signalizacija

Endotel je sofisticirani centar za obradu signala koji kontrolira gotovo sve kardiovaskularne funkcije. Izrazita karakteristika ovog senzornog sustava je ta što je svaka endotelna stanica sposobna detektirati različite vrste signala i generirati različite vrste odgovora.

To je možda ono što omogućuje ovom posebnom organu izvršavanje regulatornih funkcija na krvni tlak, brzinu i distribuciju krvi, uz kontrolu proliferacije stanica i migracije u stijenkama krvnih žila.

Generacija

Vaskularni sustav je prvi organski sustav koji se razvio u tijelu životinjskog embrija. Tijekom procesa gastrulacije, embrionalni epitel invagira kroz primitivnu pukotinu i tada nastaju mezodermalne stanice.

Stanice gena endotelnih stanica razlikuju se od mezodermalnog tkiva, postupkom koji se čini neovisnim o gastrulaciji. Te stanice borave u koštanoj srži u uskoj povezanosti s stanicama hematopoeze.

Stanice porijekla poznate su kao angioblasti i / ili hemangioblasti. Međutim, druge stanice tjelesnih stanica mogu se "transdiferencirati" u epitelne stanice i obrnuto.

Angioblasti su definirani kao stanice koje se mogu diferencirati u endotelne stanice, ali ne posjeduju karakteristične molekularne markere i nisu formirale "lumen" (ti se markeri pojavljuju tijekom diferencijacije).

Brzina diferencijacije i proliferacije endotelnih stanica izuzetno je visoka tijekom embrionalnog razvoja i tijekom postnatalnog razvoja, ali kod odrasle osobe se značajno smanjuje.

Identitet epitelnih stanica obično se provjerava proučavanjem prisutnosti ili ekspresije specifičnih proteinskih proteina ili RNA, premda se ti „markeri“ mogu često dijeliti s drugim staničnim rodovima.

Diferencijacija potomskih stanica

Protetske stanice endotelnih ćelija mogu nastati iz koštane srži, ali ne mogu se odmah ugraditi u unutarnje vaskularne zidove (endotel).

Različiti autori pokazali su da su ove stanice usmjerene prema ili su grupirane na mjestima aktivne neovaskularizacije, koja se razlikuju u odgovoru na ishemijske procese (nedostatak kisika ili protoka krvi), vaskularnu traumu, rast tumora ili drugo.

Proliferacija

Endotelne stanice prisutne u vaskularnom sustavu zadržavaju sposobnost dijeljenja i kretanja. Nove krvne žile nastaju zahvaljujući proliferaciji već postojećih endotelnih stanica, a to se događa kako u embrionalnim tkivima (kako se događa rast), tako i u tkivima odraslih (za preuređenje ili rekonstrukciju tkiva).

apoptoza

Apoptoza, ili programirana stanična smrt, normalan je proces koji se događa u gotovo svim stanicama živih organizama i koji u njima ima različite fiziološke funkcije.

Karakterizira ga kondenzacija citoplazme i jezgre, skupljanjem stanica i izlaganjem na staničnoj površini specifičnih molekula za fagocitozu. Tijekom ovog procesa dolazi i do raspada kromatina (kromosomske DNA) i deformacije plazma membrane.

Programirana stanična smrt može se u endotelijalnim stanicama potaknuti različitim podražajima i molekularnim čimbenicima. To ima važne posljedice za hemostazu (sprečavanje istjecanja tekuće krvi).

Takav je proces važan za pregradnja, regresiju i angiogenezu (stvaranje novih krvnih žila). Budući da može utjecati na integritet i funkciju vaskularnog endotela, endotelna apoptoza može pridonijeti patogenezi širokog spektra ljudskih bolesti.

In vivo eksperimenti sugeriraju da te patologije mogu između ostalog uključivati ​​arteriosklerozu, prirođeno zatajenje srca, dijabetičku retinopatiju, emfizem, sklerodermiju, srpaste stanice, sistemski eritematozni lupus ili trombotsku trombocitopeničnu purpuru.

Gdje su pronađeni?

Endotelne ćelije, kao što im naziv govori, nalaze se u različitim vrstama endotela koji usmjeravaju unutarnju površinu krvnih i limfnih žila.

Na primjer, u krvožilnom endotelu, endotelne stanice vena i arterija tvore neprekinuti stanični sloj, gdje se stanice spajaju uskim spojevima.

Struktura

Daleko od toga da su kolektivno identične, endotelne ćelije mogu se promatrati kao gigantski konzorcij različitih kompanija, a svaka ima svoj identitet.

Duž vaskularnih grana oblik endotelnih stanica znatno varira. Nadalje, mogu postojati znatne fenotipske razlike između stanica koje pripadaju različitim segmentima istog krvožilnog sustava, organa ili vrste žila.

Usprkos ovoj tvrdnji, to su obično ravne stanice koje u endotelnim venulama mogu biti "bucmaste" ili kuboidne.

Njegova debljina varira od manje od 0,1 µm u venama i kapilarima do 1 µm u arteriji aorte, a njegova je struktura preuređena kao odgovor na više čimbenika, posebno takozvani „hemodinamički smicalni stres“.

Duljina endotelnih stanica razlikuje se s obzirom na njihov anatomski položaj, jer je objavljeno da su u krvnim žilama štakora endotelne stanice aorte izdužene i tanke, dok su u plućnim arterijama kraće i zaobljene.

Dakle, kao i mnoge druge stanice u tijelu, endotelne ćelije prekrivene su oblogom proteina i šećera poznatih kao glikokaliks, koji je temeljni dio vaskularne barijere i debljine je između 0,1 i 1 mikrona.

To izvanstanično "područje" aktivno proizvode endotelne stanice i zauzimaju prostor između krvi koja cirkulira i stanica. Pokazalo se da ima funkcije i u vaskularnoj zaštiti i u staničnoj regulaciji i hemostatskim mehanizmima.

Subcelularna struktura

Intracelularni prostor endotelnih stanica prepun je klatrina obloženih vezikulama, mulitikularnim tijelima i lizosomima, koji su kritični za endocitne molekularne transportne putove.

Lizosomi su odgovorni za razgradnju i recikliranje makromolekula koje su im usmjerene endocitozom. Taj se proces može dogoditi i na staničnoj površini, u Golgijevom kompleksu i endoplazmatskom retikulu.

Te su stanice također bogate caveolama, koje su vezikule u obliku tikvica povezane s plazma membranom i obično su otvorene na luminalnoj strani ili mogu biti slobodne u citosolu. Obilje ovih struktura ovisi o vrsti epitela koji se razmatra.

vrste

Endotelne stanice mogu imati vrlo različite fenotipe, koji se reguliraju prema mjestu na kojem se nalaze i vremenu razvoja. Upravo iz tog razloga mnogi autori smatraju da su oni vrlo heterogeni, budući da se razlikuju ne samo po strukturi, već i po funkciji.

Endotel se može klasificirati kao kontinuirani ili diskontinuirani. Kontinuirani endotel zauzvrat može biti fenestriran ili ne fenestriran. Fenestra su vrsta unutarćelijskih "pora" koje se protežu cijelom debljinom stanice.

Kontinuirani nefenestrirani endotel tvori unutarnju oblogu arterija, vena i kapilara mozga, kože, srca i pluća.

Kontinuirani fenestrirani epiteli s druge strane uobičajen je na područjima koja su karakterizirana visokim filtracijskim i transendotelnim transportom (kapilare egzokrinih i endokrinih žlijezda, želučana i crijevna sluznica, glomeruli i bubrežni tubuli).

Neki sinusoidni vaskularni kreveti i dio jetrenog tkiva obogaćeni su diskontinuiranim endotelom.

Značajke

Endotel ima važne fiziološke funkcije uključujući vazomotornu kontrolu tona, promet krvnih stanica, hemostatsku ravnotežu, propusnost, proliferaciju, urođeni i adaptivni opstanak i imunitet.

S funkcionalnog stajališta, endotelne stanice imaju posao temeljne podjele. Obično su u stanju "mirovanja", budući da nisu aktivni s proliferativnog stajališta (njihov poluživot može biti više od 1 godine).

Njihove opće funkcije, kao i funkcije endotela koje čine, mogu se podijeliti na: propusnost, promet krvnih stanica i hemostazu.

Funkcije staničnog prometa i propusnosti

Endotel je polupropusna struktura, jer mora omogućiti transport različitih rastvora i tekućina u i iz krvi. U normalnim uvjetima protok iz i u krv kroz endotel je kontinuiran, gdje endotelij kapilara uglavnom sudjeluje.

Dio funkcije propusnosti endotela kapilara je omogućiti prolazak leukocita i nekih upalnih medijatora kroz žile, što se postiže ekspresijom molekula i kemoatraktanata u endotelnim stanicama.

Stoga transport leukocita iz krvi u temeljna tkiva uključuje kaskade adhezije u više koraka, uključujući početnu adheziju, kotrljanje, zaustavljanje i transmigraciju, koji se odvijaju gotovo isključivo u post-kapilarnim venulama.

Zahvaljujući svom sudjelovanju u prometu stanica, endotelne stanice sudjeluju u procesima ozdravljenja i upale, gdje sudjeluju u stvaranju novih žila iz već postojećih žila. To je bitan proces za popravljanje tkiva.

Funkcije u hemostazi

Endotel sudjeluje u održavanju krvi, tekućem stanju i u promicanju ograničenog stvaranja ugrušaka kada dođe do oštećenja integriteta vaskularnih zidova.

Endotelne stanice izražavaju čimbenike koji inhibiraju ili potiču koagulaciju (antikoagulanti i koagulanti), ovisno o specifičnim signalima koje primaju tijekom života.

Da te stanice nisu bile fiziološki i strukturno plastične kakve jesu, rast i popravak tjelesnih tkiva ne bi bili mogući.

Reference

1. Aird, WC (2007). Fenotipska heterogenost endotela: I. Struktura, funkcija i mehanizmi. Circulation Research, 100, 158-173.
2. Aird, WC (2012). Heterogenost endotelnih ćelija. Perspektive hladnog proljeća u luci u medicini, 2, 1–14.
3. Alphonsus, CS i Rodseth, RN (2014). Endotelni glikokaliks: pregled vaskularne barijere. Anestezija, 69, 777–784.
4. Povratak, N., i Luzio, NR Di. (1977). Trombotski proces u aterogenezi. (B. Chandler, K. Eurenius, G. McMillan, C. Nelson, C. Schwartz, & S. Wessler, ur.). Plenum Press.
5. Chi, J., Chang, HY, Haraldsen, G., Jahnsen, FL, Troyanskaya, OG, Chang, DS,… Brown, PO (2003). Raznolikost endotelnih ćelija otkrivena profilisanjem globalnog izraza. PNAS, 100 (19), 10623-10628.
6. Choy, JC, Granville, DJ, Hunt, DWC i Mcmanus, BM (2001). Apoptoza endotelnih stanica: biokemijske karakteristike i potencijalne posljedice za aterosklerozu. J. Mol. Stanica. Cardiol., 33, 1673-1690.
7. Cinemas, BDB, Pollak, ES, Buck, CA, Loscalzo, J., Zimmerman, GA, Mcever, RP,… Stern, DM (1998). Endotelne ćelije u fiziologiji i u patofiziologiji vaskularnih poremećaja. Časopis Američkog udruženja za hematologiju, 91 (10), 3527–3561.
8. Fajardo, L. (1989). Složenost endotelnih stanica. Članci i posebna izvješća o nagradama, 92 (2), 241-250.
9. Kharbanda, RK, & Deanfield, JE (2001). Funkcije zdravog endotela. Bolest koronarnih arterija, 12, 485–491.
10. Ribatti, D. (2007). Otkrivanje endotelnih prethodnih stanica. Povijesni pregled. Leukemia Research, 31, 439–444.
11. Risau, W. (1995). Diferencijacija endotela. Časopis FASEB, 9, 926–933.
12. van Hinsberg, V. (2001). Endotel: vaskularna kontrola hemostaze. Europski časopis za akušerstvo i ginekologiju i reproduktivnu biologiju, 95, 198–201.
13. Winn, R., i Harlan, J. (2005). Uloga apoptoze endotelnih stanica u upalnim i imunološkim bolestima. Časopis za trombozu i hemostazu, 3, 1815–1824.