Charakterystyka komórek śródbłonka, struktura, typy, funkcje

Komórki śródbłonka Są to metabolicznie aktywne komórki należące do śródbłonka, wewnętrznej linii jednokomórkowej naczyń krwionośnych. Ta warstwa komórkowa ma ważne funkcje fizjologiczne w ciele, szczególnie jeśli chodzi o układ krążenia.

Termin „śródbłonek” został wymyślony przez szwajcarskiego anatomisty Wilhelma w 1865 r., Aby rozróżnić wewnętrzną warstwę wnęki ciała od nabłonka (która jest warstwą zewnętrzną).

Schemat ściany naczynia krwionośnego pokazujące komórki śródbłonka (źródło: użytkownik: VS6507, przez Wikimedia Commons)

Początkowa definicja zastosowana przez jego obejmowała nie tylko wewnętrzną warstwę naczyń krwionośnych, ale także naczyń limfatycznych i wnęki mezotelicznej. Jednak krótko później definicja ta została zmniejszona tylko do naczyń krwionośnych i limfatycznych.

Strategiczna lokalizacja tych komórek pozwala im działać jako bezpośredni interfejs między składnikami krwi (lub limfy) i tkankami, co czyni je niezbędnymi do regulacji licznych procesów fizjologicznych związanych z układem naczyniowym.

Wśród tych procesów jest utrzymanie płynności krwi i zapobieganie tworzeniu się zakrzepu, a także regulacja transportu płynów i substancji rozpuszczonych, takich jak hormony, czynniki białkowe i inne makrocząsteczki.

Fakt, że śródbłonek wykonuje złożone funkcje w ciele zwierząt, oznacza, że ​​ich komórki są podatne na różne choroby, które są bardzo interesujące dla różnych badaczy.

[TOC]

Charakterystyka

Powierzchnia zajmowana przez komórki śródbłonka ciała dorosłego człowieka może pokryć więcej niż 3.000 metrów kwadratowych i waży ponad 700 g.

Ta warstwa komórkowa, uważana za „narząd” szeroko rozpowszechnioną przez organizm, jest odpowiedzialna za odbieranie i tłumaczenie sygnałów molekularnych, które są transportowane we krwi do tkanek, organizując dużą liczbę niezbędnych zjawisk do działania całego organizmu organizmu.

Charakterystyką komórek śródbłonka jest to, że te i ich jądra są wyrównane w taki sposób, że są „skierowane” w tym samym sensie, jak przepływ krwi, który porusza się po kanałach, w których się znajdują.

Komórki śródbłonka są wysoce heterogeniczne i ma to związek z faktem, że krew i naczynia limfatyczne są rozmieszczone w całym ciele, wystawione na wiele różnych mikrośrodowisk, które nakładają warunki na każdy szczególny prywatny śródbłonek śródbłonka.

Te naczyniowe mikrośrodowisko może znacznie wpłynąć na charakterystykę epigenetyczną komórek śródbłonka, co powoduje różne procesy różnicowania.

Zostało to wykazane przez badanie wzorców ekspresji genetycznej specyficznej dla tkanki, za pomocą której niewiarygodna zdolność tych komórek do dostosowywania, zarówno pod względem liczby, jak i usuwania, do lokalnych wymagań, gdzie są tam, gdzie są tam, gdzie są tam.

Sygnalizacja

Śródbłonek to wyrafinowane centrum przetwarzania sygnałów, które praktycznie kontroluje wszystkie funkcje sercowo -naczyniowe. Charakterystyczną cechą tego układu sensorycznego jest to, że każda komórka śródbłonka jest w stanie wykrywać różne typy sygnałów i generować różne rodzaje odpowiedzi.

Być może to, co pozwala temu specjalnemu organowi na wykonywanie funkcji regulacyjnych na ciśnienie krwi oraz szybkość i rozmieszczenie krwi, oprócz kontrolowania proliferacji komórek i migracji na ścianach naczyń krwionośnych.

Pokolenie

Układ naczyniowy jest pierwszym układem narządów, który rozwija się w ciele zarodka zwierząt. Podczas procesu gastracowania nabłonek zarodkowy jest inwagacyjny przez prymitywną szczelinę i wtedy indukowane są komórki mezodermalne.

Może ci służyć: GLUT: Funkcje, główne transportery glukozy

Komórki progenitorowe komórek śródbłonka różnią się od tkanki mezodermalnej, poprzez proces, który wydaje się być niezależny od włudzenia. Komórki te znajdują się w szpiku kostnym w ścisłym powiązaniu z komórkami krwiotwórczymi.

Komórki progenitorowe są znane jako angioblasty i/lub hemangioblasty. Jednak inne linie komórek ciała mogą „transfinować” do komórek nabłonkowych i odwrotnie.

Angioblasty są zdefiniowane jako komórki, które mogą różnicować w komórkach śródbłonka, ale nie mają charakterystycznych markerów molekularnych i nie utworzyły „światła” (markery te pojawiają się podczas różnicowania).

Wskaźnik różnicowania i proliferacji komórek śródbłonka jest wyjątkowo wysoki podczas rozwoju embrionalnego i podczas rozwoju poporodowego, ale znacznie maleje u dorosłych.

Tożsamość komórek nabłonkowych jest zwykle weryfikowana dzięki badaniu obecności lub ekspresji posłańców specyficznych dla białka lub RNA, chociaż wiele razy te „markery” można dzielić z innymi liniami komórkowymi.

Różnicowanie komórek progenitorowych

Komórki progenne komórek śródbłonka mogą powstać ze szpiku kostnego, ale nie można ich natychmiast włączyć do wewnętrznych ścian naczyniowych (śródbłonek).

Różni autorzy wykazali, że komórki te są ukierunkowane lub są grupowane w aktywne miejsca neowaskularyzacyjne, różnicujące w odpowiedzi na procesy niedokrwienne (brak tlenu lub przepływu krwi), urazy naczyniowe, wzrost guzów lub innych.

Proliferacja 

Komórki śródbłonka obecne w układzie naczyniowym utrzymują zdolność do dzielenia i poruszania się. Nowe naczynia krwionośne powstają dzięki proliferacji wstępnie istniejących komórek śródbłonka, co występuje zarówno w tkankach zarodkowych (w miarę występowania wzrostu), jak i w tkankach dorosłych (do przebudowy lub rekonstrukcji tkanek).

Apoptoza

Apoptoza lub zaprogramowana śmierć komórki jest normalnym procesem, który występuje praktycznie we wszystkich komórkach żywych organizmów i ma w nich różne funkcje fizjologiczne.

Charakteryzuje się kondensacją cytoplazmy i jądra, kurczeniem się komórek i ekspozycją, na powierzchni komórki, specyficznych cząsteczek fagocytozy. Podczas tego procesu występuje również rozkład chromatyny (chromosomalny DNA) i deformacja błony plazmatycznej.

Zaplanowana śmierć komórek może być wyzwalana w komórkach śródbłonka, przez różne bodźce i czynniki molekularne. Ma to ważne implikacje w hemostazie (zapobieganie mocy płynnej krwi).

Taki proces jest niezbędny w przebudowie, regresji i angiogenezie (tworzenie nowych naczyń krwionośnych). Ponieważ może wpływać na integralność i funkcję śródbłonka naczyniowego, apoptoza śródbłonka może przyczynić się do patogenezy różnych chorób ludzkich.

Eksperymenty in vivo sugerują, że patologie te mogą obejmować arteriosklerozę, wrodzone awarie serca, retinopatię cukrzycową, płaszcz.

Gdzie oni są?

Komórki śródbłonka, jak sama nazwa wskazuje, znajdują się w różnych typach śródbłonka, które pokrywają wewnętrzną powierzchnię krwi i naczyń limfatycznych.

Na przykład w śródbłonku naczyniowym we krwi komórki śródbłonka żył i tętnic tworzą nieprzerwaną warstwę komórkową, gdzie komórki są połączone ze sobą przez wąskie stawy lub „ścisłe spotkania”.

Struktura

Dalekie od bycia zbiorowo identycznym, komórki śródbłonka można rozważać jako gigantyczne konsorcjum różnych firm, z których każda ma własną tożsamość.

Może ci służyć: egzocytoza: proces, typy, funkcje i przykłady

W trakcie konsekwencji naczyniowych kształt komórek śródbłonka różni się znacznie. Ponadto mogą istnieć znaczne różnice fenotypowe między komórkami należącymi do różnych segmentów tego samego układu naczyniowego, narządu lub rodzaju szkła.

Pomimo tego stwierdzenia, są to zazwyczaj płaskie komórki, które mogą być „siatką” lub kostką w żyłach śródbłonka.

Jego grubość waha się od mniej niż 0.1 μm w żyłach i naczyniach włosowatych, do 1 μm w tętnicy aorty, a jej struktura jest przebudowana w odpowiedzi na wiele czynników, szczególnie na „stres hemodynamiczny”, zwłaszcza „stresu hemodynamicznego”.

Długość komórek śródbłonka różni się w odniesieniu do jego anatomicznej lokalizacji, ponieważ doniesiono, że w naczyniach krwionośnych szczurów komórki śródbłonka aorty są wydłużone i cienkie, podczas gdy w tętnicach płucnych są krótsze i bardziej okrągłe.

Zatem, podobnie jak wiele innych komórek ciała, komórki śródbłonka są pokryte białkiem, a cukry pokrywają znane jako glikokalix, który jest podstawową częścią bariery naczyniowej i miar między 0.1 i 1 grubość.

Ten pozakomórkowy „region” jest aktywnie wytwarzany przez komórki śródbłonka i zajmuje przestrzeń między krążącą krwią i komórkami. Udowodniono, że ma funkcje zarówno w ochronie naczyniowej, jak i regulacji komórek i mechanizmach hemostatycznych.

Struktura subkomórkowa

Przestrzeń wewnątrzkomórkowa komórek śródbłonka jest pełna pęcherzyków objętych ciałami płaszczyzny, wielodwizyjnymi i lizosomami, które są transcendentalne dla endocytowych dróg transportowych molekularnych.

Lizosomy są odpowiedzialne za degradację i recykling makrocząsteczek, które są skierowane na endocytozę. Proces ten może również wystąpić na powierzchni komórki, w kompleksie Golgiego i retikulum endoplazmatycznym.

Komórki te są również bogate w kaweole, które są pęcherzykami w kształcie kolby związane z błoną plazmatyczną i które są zwykle otwarte na stronę prześwitu lub mogą być wolne w cytosolu. Obfitość tych struktur zależy od rodzaju rozważanego nabłonka.

Chłopaki

Komórki śródbłonka mogą mieć bardzo różne fenotypy, które są regulowane przez miejsce, w którym się znajdują i czas rozwoju. Z tego powodu wielu autorów uważa, że ​​są one wysoce heterogeniczne, ponieważ nie tylko różnią się pod względem ich struktury, ale także ich funkcją.

Śródbłonek można zaklasyfikować jako ciągłe lub nieciągłe. Ciągłe śródbłonek z kolei może być splecione lub nie jest fenestrowane. Fenestras to rodzaj wewnątrzkomórkowych „porów”, które rozciągają się na grubość komórek.

Ciągłe nieokresowane śródbłonek tworzy wewnętrzną powłokę tętnic, żył i naczyń włosowatych mózgu, skóry, serca i płuc.

Z drugiej strony ciągły fenestrowany nabłonek jest powszechny na obszarach charakteryzujących się wysoką filtracją i transportem przejściowym (naczynia włosowate zewnątrzwydzielnicze i hormonalne, błonę śluzową żołądka i jelit, kłębuszki kłębuszkowe i kanaliki nerkowe).

Niektóre sinusoidalne łóżka naczyniowe i część tkanki wątroby są wzbogacone nieciągłym śródbłonkiem.

Funkcje

Śródbłonek ma ważne funkcje fizjologiczne, w tym kontrola tonu naczynia krwionośnego, ruch krwinek, równowaga hemostatyczna, przepuszczalność, proliferacja oraz wrodzone i adaptacyjne przeżycie i odporność.

Z funkcjonalnego punktu widzenia komórki śródbłonka mają fundamentalne dzieło podziału. Zwykle są one w stanie „spoczynku”, ponieważ nie są one aktywne z proliferacyjnego punktu widzenia (ich średni czas życia może wynosić dłużej niż 1 rok).

Może ci służyć: transport komórek: typy i ich cechy

Jego ogólne funkcje i funkcje śródbłonka, które składają się, można podzielić na: przepuszczalność, ruch krwinek i hemostaza.

Przepuszczalność i funkcje ruchu komórkowego

Śródbłonek jest półprzepuszczalną strukturą, ponieważ musi pozwolić na transport różnych substancji rozpuszczonych i płynów z i do krwi. W normalnych warunkach przepływ z krwi i do niego przez śródbłonek jest ciągły, gdzie uczestniczy głównie śródbłonek naczyń włosowatych.

Częścią funkcji przepuszczalności śródbłonka naczyń włosowatych jest umożliwienie przejścia leukocytów i niektórych mediatorów zapalnych przez naczynia, które osiągają ekspresję cząsteczek i chemoatrayenów w komórkach śródbłonka.

Dlatego transport leukocytów z krwi do tkanek bazowych implikuje kaskady wielu kroków, które obejmują początkową adhezję, łożysko, zatrzymanie i transmigrację, które odbywają.

Dzięki ich udziałowi w ruchu komórkowym komórki śródbłonka są zaangażowane w procesy gojenia i stanu zapalnego, w których uczestniczą w tworzeniu nowych naczyń z wcześniejszych naczyń. Jest to niezbędny proces naprawy tkanek.

Funkcje w hemostazie 

Śródbłonek uczestniczy w utrzymaniu krwi, stanu płynu i promocji ograniczonego tworzenia się skrzepów, gdy wystąpi uszkodzenie integralności ścian naczyniowych.

Komórki śródbłonka wyrażają czynniki, które hamują lub promują koagulację (antykoagulanty i koagulanty), w zależności od konkretnych sygnałów, które otrzymują przez całe życie.

Gdyby komórki te nie były tak fizjologicznie i strukturalnie plastikowe, jak są, wzrost i naprawa tkanek ciała nie byłaby możliwa.

Bibliografia

1. Aird, w. C. (2007). Fenotypowa heterogeniczność śródbłonka: i. Struktura, funkcja i mechanizmy. Circulation Research, 100, 158-173.
2. Aird, w. C. (2012). Heterogeniczność komórek śródbłonka. Perspektywy zimnego portu w medycynie, 2, 1-14.
3. Alphonsus, c. S., & Rodseth, r. N. (2014). Glikokaliks śródbłonka: przegląd bariery naczyniowej. Znieczulenie, 69, 777-784.
4. Powrót, n., & Luzio, n. R. Dał. (1977). Proces zakrzepowy w miażdżycy. (B. Chandler, k. Eurenius, g. McMillan, c. Nelson, c. Schwartz, & s. Wessler, red.). Plenum Press.
5. Chi, J., Chang, h. I., Haraldsen, g., Jahnsen, f. L., Troyanskaya lub. G., Chang, d. S.,... Brown, P. ALBO. (2003). Nurkowanie komórek śródbłonka rozwijane przez globalną propresję ekspresji. PNA, 100 (19), 10623-10628.
6. Choy, J. C., Granville, zm. J., Hunt, d. W. C., I McManus, b. M. (2001). Apoptoza komórek śródbłonka: cechy biochemiczne i potencjalne implikacje dla miażdżycy. J. Mol. Komórka. Cardiol., 33, 1673-1690.
7. Cinemas, ur. D. B., Pollak, e. S., Buck, c. DO., Loscalzo, J., Zimmerman, g. DO., McEver, r. P.,... Stern, D. M. (1998). Komórki śródbłonka w fizjologii i patofizjologii zaburzeń naczyniowych. The Journal of the American Society of Hematology, 91 (10), 3527-3561.
8. Fajardo, l. (1989). Złożoność komórek śródbłonka. Artykuły i raporty specjalne, 92 (2), 241-250.
9. Kharbandda, r. K., & Deanfield, J. I. (2001). Funkcje zdrowego śródbłonka. Choroba wieńcowa, 12, 485-491.
10. Ribatti, d. (2007). Odkrycie śródbłonkowych komórek progenitorowych. Przegląd historyczny. Badania białaczki, 31, 439-444.
11. Risau, w. (1995). Różnicowanie śródbłonka. The FASB Journal, 9, 926-933.
12. Van Hinsberg, V. (2001). Śródbłonek: kontrola naczyniowa Hamasisis. European Journal of Obstetrics & Gynecology and Reproductive Biology, 95, 198-201.
13. Winn, r., & Harlan, j. (2005). Rola apoptozy komórek śródbłonka w desazach zapalnych i odpornościowych. Journal of zakrzepica i Haystasis, 3, 1815-1824.