Эндотелиальные клетки. Эндотелиальные клетки: общие сведения

19.07.2019

Эндотелиальные клетки, выстилающие кровеносные сосуды , обладают удивительной способностью изменять свою численность и расположение в соответствии с локальными требованиями. Почти все ткани нуждаются в кровоснабжении , а оно в свою очередь зависит от эндотелиальных клеток. Эти клетки создают способную к гибкой адаптации систему жизнеобеспечения с разветвлениями во всех областях тела. Если бы не эта способность эндотелиальных клеток расширять и восстанавливать сеть кровеносных сосудов, рост тканей и процессы заживления были бы невозможны.

Самые крупные кровеносные сосуды - это артерии и вены , имеющие толстую прочную стенку из соединительной ткани и гладкой мускулатуры ( рис. 17-11,А). Эта стенка выстлана изнутри чрезвычайно тонким одиночным слоем эндотелиальных клеток, который отделен от окружающих слоев базальной мембраной . Толщина соединительнотканного и мышечного слоев стенки варьирует в зависимости от диаметра и функции сосуда, но эндотелиальная выстилка имеется всегда. Стенки тончайших разветвлений сосудистого дерева - капилляров и синусоидов - состоят только из эндотелиальных клеток и базальной мембраны.

Таким образом, эндотелиальные клетки выстилают всю сосудистую систему - от сердца до мельчайших капилляров - и управляют переходом веществ (а также лейкоцитов) из тканей в кровь и обратно. Более того, изучение эмбрионов показало, что сами артерии и вены развиваются из простых малых сосудов, построенных исключительно из эндотелиальных клеток и базальной мембраны: соединительная ткань и гладкая мускулатура там, где это нужно, добавляются позднее под действием сигналов от эндотелиальных клеток.

Эндотелиальные клетки экспрессируют молекулы, способные узнавать циркулирующие с кровотоком лейкоциты , обеспечивая таким образом их адгезию , а также распределение в сосудистом ложе.

Эндотелиальные клетки обладают мощным антикоагулянтным потенциалом. Они синтезируют простациклин , который ингибирует активацию тромбоцитов и вызывает вазодилятацию. На поверхности клеток расположены гепаринсодержащие протеогликаны, которые ускоряют зависимую от антитромбина III нейтрализацию многих сериновых протеиназ каскада свертывания крови .

Эндотелиальными клетками синтезируется и секретируется активатор плазминогена , инициирующий процессы растворения (лизиса) фибрина ( фибринолиз). Они содержат белок тромбомодулин , специфически связывающий фермент тромбин и инициирующий антикоагулянтный механизм активации белка СИ .

В то же время эндотелиальные клетки способны проявлять и прокоагулянтные свойства. Эти свойства проявляются в их способности продуцировать фактор активации тромбоцитов ( PAF - Platelet activating factor), ингибиторы активаторов плазминогена и тканевый фактор , который экспрессируется на поверхности активированного эндотелия. Он стимулирует активацию

Человеческий организм состоит из множества различных клеток. Из одних состоят органы и ткани, а из других - кости. В строении кровеносной системы человеческого организма огромную роль играют эндотелиальные клетки.

Что такое эндотелий?

Эндотелий (или эндотелиальные клетки) является активным эндокринным органом. По сравнению с остальными он самый большой в человеческом организме и выстилает сосуды по всему телу.

Согласно классической терминологии гистологов, эндотелиальные клетки представляют собой пласт, в состав которого входят специализированные клетки, выполняющие сложнейшие биохимические функции. Они выстилают изнутри всю и их вес достигает 1,8 кг. Общее количество этих клеток в человеческом организме достигает одного триллиона.

Сразу после рождения плотность эндотелиальных клеток достигает 3500-4000 кл/мм 2 . У взрослых же этот показатель ниже почти в два раза.

Ранее клетки эндотелия считались только пассивным барьером между тканями и кровью.

Существующие формы эндотелия

Специализированные формы эндотелиальных клеток имеют определенные особенности строения. В зависимости от этого различают:

соматические (закрытыми) эндотелиоциты;
фенестрированный (перфорированный, пористый, висцеральный) эндотелий;
синусоидный (большой пористый, крупноокошечный, печеночный) тип эндотелия;
решетчатый (межклеточный щелевой, синусный) тип эндотелиальных клеток;
высокий эндотелий в посткапилярных венулах (ретикулярный, звездчатый тип);
эндотелий лимфатического русла.

Строение специализированных форм эндотелия

Эндотелиоцитам соматического или закрытого типа характерны плотные щелевые контакты, реже - десмосомы. На периферических участках такого эндотелия толщина клеток составляет 0,1-0,8 мкм. В их составе можно заметить многочисленные микропиноцитозные везикулы (органоиды, запасающие полезные вещества) непрерывной базальной мембраны (клеток, отделяющих соединительные ткани от эндотелия). Этот вид эндотелиальных клеток локализуется в железах внешней секреции, центральной нервной системе, сердце, селезенке, легких, и крупных сосудах.

Для фенестрированного эндотелия характерны тонкие эндотелиоциты, в которых присутствуют сквозные диафрагмированные поры. Плотность в микропиноцитозных везикулах очень мала. Также присутствует непрерывная базальная мембрана. Чаще всего встречаются такие эндотелиальные клетки в капиллярах. Клетки такого эндотелия выстилают капиллярные русла в почках, эндокринных железах, слизистых оболочках пищеварительных путей, сосудистых сплетениях мозга.

Главным отличием синусоидного типа эндотелиальных клеток сосудов от остальных является то, что их межклеточные и трансцеллюлярные каналы очень крупные (до 3 мкм). Характерна прерывистость базальной мембраны либо ее полное отсутствие. Такие клетки присутствуют в сосудах головного мозга (они участвуют в транспортировке форменных элементов крови), коре надпочечных желез и печени.

Решетчатые клетки эндотелия представляют собой палочковидные (либо веретеновидные) клетки, которые окружает базальная мембрана. Они также принимают активное участие в миграции клеток крови по организму. Местом их локализации являются венозные синусы в селезенке.

В состав ретикулярного типа эндотелия входят звездчатые клетки, которые переплетаются с базолатеральными отростками цилиндрической формы. Клетки этого эндотелия обеспечивают транспортировку лимфоцитов. Они входят в состав сосудов, проходящих через органы иммунной системы.

Эндотелиальные клетки, которые находятся в лимфатическом русле, являются самыми тонкими из всех типов эндотелия. Они содержат повышенный уровень лизосом и в их состав входят более крупные везикулы. Базальной мембраны вообще нет, либо она прерывистая.

Существует также особый эндотелий, который выстилает заднюю поверхность роговицы человеческого глаза. Эндотелиальные клетки роговицы транспортируют в нее жидкость и растворенные вещества, а также поддерживают ее дегидрированное состояние.

Роль эндотелия в организме человека

Эндотелиальные клетки, которые выстилают изнутри стенки кровеносных сосудов, имеют удивительную способность: они увеличивают или уменьшают свою численность, а также место локализации в соответствии с требованиями организма. Практически всем тканям необходимо кровоснабжение, которое зависит в свою очередь от клеток эндотелия. Они отвечают за создание очень гибкой к адаптации системы жизнеобеспечения, которая разветвляется во все области человеческого тела. Именно благодаря этой способности эндотелия к расширению и восстановлению сети сосудов кровоснабжения происходит процесс заживления и рост тканей. Без этого заживление ран не происходило бы.

Таким образом, клетки эндотелия, выстилающие все сосуды (начиная с сердца и заканчивая мельчайшими капиллярами), обеспечивают переход веществ (в том числе и лейкоцитов) через ткани в кровь, а также обратно.

Кроме того, лабораторные исследования эмбрионов показали, что все крупные кровеносные и вены) формируются из маленьких сосудов, которые строятся исключительно из клеток эндотелия и базальных мембран.

Функции эндотелия

Прежде всего, клетки эндотелия поддерживают гомеостаз в кровеносных сосудах человеческого организма. К жизненно важным функциям эндотелиальных клеток относят:

Они являются барьером между сосудами и кровью, являясь, по сути, резервуаром для последней.
Такой барьер имеет что защищает кровь от вредных веществ;
Эндотелий улавливает и передает сигналы, которые переносятся кровью.
Он интегрирует при необходимости патофизиологическую среду в сосудах.
Выполняет функцию динамического регулятора.
Контролирует гомеостаз и восстанавливает поврежденные сосуды.
Поддерживает тонус кровеносных сосудов.
Отвечает за рост и ремоделирование сосудов.
Обнаруживает биохимические изменения в крови.
Распознает изменения уровня углекислого газа и кислорода в крови.
Обеспечивает текучесть крови путем регулирования компонентов ее свертывания.
Контролируют артериальное давление.
Формирует новые кровеносные сосуды.

Дисфункция эндотелия

В результате дисфункции эндотелия может развиться:

атеросклероз;
гипертоническая болезнь;
коронарная недостаточность;
диабет и инсулинорезистентность;
почечная недостаточность;
астма;
спаечная болезнь брюшной полости.

Все эти заболевания может диагностировать только специалист, поэтому после 40 лет следует регулярно проходить полное обследование организма.

Строение эндотелиальных клеток, клеток Купфера и Ито , мы рассмотрим на примере двух рисунков.

На рисунке справа от текста, изображены синусоидные капилляры (СК) печени - внутридольковые капилляры синусоидного типа, увеличивающиеся от входных венул к центральной вене. Печеночные синусоидные капилляры формируют анастомотическую сеть между печеночными пластинками. Выстилка синусоидных капилляров образована эндотелиальными клетками и клетками Купфера.

На рисунке слева от текста, изображена печеночная пластинка (ПП) и два синусоидных капилляра (СК) печени срезаны вертикально и горизонтально, чтобы показать перисинусоидальные клетки Ито (КИ). На рисунке отмечены также срезанные желчные канальцы (ЖК).

Эндотелиальные клетки (ЭК) - сильно уплощенные чешуйчатые клетки с удлиненным маленьким ядром, слаборазвитыми органеллами и большим количеством микропиноцитозных везикул. Цитомембрана испещрена непостоянными отверстиями (О) и фенестрами, часто группирующимися в решетчатые пластинки (РП). Эти отверстия пропускают плазму крови, но не клетки крови, давая ей возможность доступа к гепатоцитам (Г). Эндотелиальные клетки не имеют базальной мембраны и не обладают фагоцитозом. Они соединены друг с другом с помощью небольших соединительных комплексов (не показаны). Вместе с клетками Купфера эндотелиальные клетки формируют внутреннюю границу пространства Диссе (ПД); его наружная граница образована гепатоцитами .

Клетки Купфера (КК) - большие, непостоянные звездчатые клетки внутри печеночных синусоидных капилляров, частично на их бифуркациях.

Отростки клеток Купфера проходят без каких-либо соединительных устройств между эндотелиальными клетками и часто пересекают просвет синусоидов. Клетки Купфера содержат овальное ядро, много митохондрий, хорошо развитый комплекс Гольджи, короткие цистерны гранулярной эндоплазматической сети, множество лизосом (Л), остаточные тела и редкие кольцевые пластинки. Клетки Купфера также включают большие фаголизосомы (ФЛ), которые часто содержат отжившие свой срок эритроциты и инородные вещества. Также могут быть выявлены, особенно при суправитальной окраске, включения гемосидерина или железа.

Поверхность клеток Купфера демонстрирует непостоянные уплощенные цитоплазматические складки, называемые ламеллоподиями (ЛП) - пластинчатыми ножками, а также отростки, называемые филоподиями (Ф), и микроворсины (Мв), покрытые гликокаликсом. Плазмолемма формирует червеобразные тельца (ЧТ) с центрально расположенной плотной линией. Эти структуры могут представлять конденсированный гликокаликс.

Клетки Купфера - это макрофаги, весьма вероятно, формирующие самостоятельный род клеток. Они обычно происходят от других клеток Купфера вследствие митотического деления последних, но могут также происходить из костного мозга . Некоторые авторы полагают, что они являются активизированными эндотелиальными клетками.

Иногда случайное автономное нервное волокно (НВ) проходит через пространство Диссе. В некоторых случаях волокна имеют контакт с гепатоцитами. Края гепатоцитов отграничены межгепатоцитными углублениями (МУ), усеянными микроворсинками.

Это звездчатые клетки, локализованные внутри пространств Диссе (ПД). Ядра их богаты конденсированным хроматином и обычно деформированы большими липидными каплями (ЛК). Последние присутствуют не только в перикарионе, но и в отростках клетки и видимы снаружи как сферические протрузии. Органеллы развиты плохо. Перисинусоидальные клетки демонстрируют слабую эндоцитотическую активность, но не обладают фагосомами. Клетки имеют несколько длинных отростков (О), которые контактируют с соседними гепатоцитами, но не образуют соединительных комплексов.

Отростки охватывают синусоидные капилляры печени и в некоторых случаях проходят через печеночные пластинки, вступая в контакт с соседними печеночными синусоидами. Отростки не постоянны, разветвлены и тонки; они могут быть также уплощенными. Накапливая группы липидных капель, они удлиняются и приобретают вид виноградной кисти.

Считается, что перисинусоидальные клетки Ито - это слабодифференцированные мезенхимные клетки, которые могут рассматриваться как гемопоэтические стволовые клетки, так как они могут в патологических условиях трансформироваться в жировые клетки, активные кровяные стволовые клетки или в фибробласты.

В нормальных условиях клетки Ито вовлечены в аккумуляцию жира и витамина А так же, как и в продукцию внутридольковых ретикулярных и коллагеновых волокон (KB).

Эндотелий – это плоские клетки мезенхимного происхождения. Эндотелий выстилает поверхность сердечных полостей, лимфатических и кровеносных сосудов. Эндотелий считается эндокринным органом с активной деятельностью. Благодаря этому слою клеток происходит большое количество процессов в нашем организме: синтез низкомолекулярных веществ, белков, выполнение клетками функции рецепторов, ионных каналов. Нарушение функций эндотелия приводит к развитию различных заболеваний. В Юсуповской больнице большое внимание уделяют лечению пациентов с дисфункцией эндотелия в неврологическом, терапевтическом отделении.

Функция эндотелия

Функции эндотелия разнообразные:

Эндотелий влияет на свертывание крови, сосудистый тонус, способность почек фильтровать, артериальное давление, сократительную способность сердца, на метаболические процессы в мозге благодаря синтезу определенных субстанций.
Эндотелий оказывает влияние на давление крови в сосудах, степень напряжения стенок сосудов, оказывает механическое воздействие на ток крови по сосудам.

Эндотелий очень чувствителен к воздействию химических веществ – это может вызвать тромбоз, оседание липидных конгломератов и другие процессы. Большую роль в выполнении эндотелием своих функций играет окись азота. При физической нагрузке увеличивается ток крови, который механически раздражает слой эндотелия. Благодаря раздражению происходит синтез окиси азота. Окись азота вызывает расширение просвета сосудов. При повреждении эндотелия исчезает равновесие: не происходит релаксации в мышцах гладкой мускулатуры сосудов, просвет кровеносных сосудов остается суженый. Такое состояние называется дисфункцией эндотелия.

Антитела к антигенам эндотелия

Антитела (аутоантитела) к клеткам сосудистого эндотелия направлены организмом против собственных клеток (эндотелиоцитов). Антитела обнаруживаются в крови людей, болеющих аутоиммунными заболеваниями, наличие этих антител являются маркером для системных васкулитов и других заболеваний иммунной системы. Антитела к клеткам эндотелия – это группы иммуноглобулинов. Исследования показали, что антитела не являются причиной системных васкулитов, они появляются в результате воспалительного процесса, вырабатываются вторично в ответ на поражение клеток. Антитела вступают во взаимодействие только с большими и средними кровеносными сосудами, изредка взаимодействуют с микрососудами. Антитела к эндотелию определяются также при сахарном диабете, вирусных инфекциях, гипертонической болезни и гиперпролактинемии.

Дисфункция эндотелия

Общая масса эндотелия у человека составляет от 1600 до 1900 грамм – это самый большой эндокринный орган. Его функции в организме очень важны и поражение эндотелия приводит к дисфункции, развитию различных тяжелых заболеваний. Эндотелий вырабатывает окись азота, которая защищает сосудистую стенку от различного патологического влияния, предохраняет организм от развития атеросклероза, атеротромбоза. Нарушение синтеза окиси азота приводит к атеросклеротическим изменениям сосудов, образуются тромбы, развиваются тяжелые состояния, растут факторы риска развития сердечно-сосудистых осложнений. Исследования показали, что дисфункция эндотелия должна лечиться вместе с высоким артериальным давлением (существует взаимосвязь между дисфункцией эндотелия и развитием высокого артериального давления).

Современная оценка дисфункции эндотелия проходит с помощью двух методов – неинвазивного и инвазивного. Неинвазивные методы применяются чаще, они не сложные, не представляют особого риска или дискомфорта при проведении. Инвазивный метод проводится с помощью ацетилхолина, который вводится в коронарные сосуды. После введения химического вещества регистрируется изменение диаметра артерий, диагностируется состояние функции эндотелия. Такое исследование имеет высокую стоимость, техническую сложность – все эти факторы ограничивают применение методики. Исследования проводятся с помощью специального зонда во время диагностической коронарографии или эндоваскулярной операции на артериях, они помогают оценить состояние сосудов. Проводится внутрисосудистое исследование ультразвуком – это помогает оценить характер и степень поражения сосудистой стенки.

К неинвазивным методам относятся методика FMD, методика послужила основой для создания других неинвазивных методик с помощью УЗИ, разработаны методы исследования с помощью допплерографии и другие методики исследований функции эндотелия. В Юсуповской больнице проводится диагностическое обследование пациентов с нарушением функции эндотелия, проводится лечение атеросклероза, атеротромбоза, других заболеваний сосудов и сердца.

Список литературы

МКБ-10 (Международная классификация болезней)
Юсуповская больница
"Диагностика". - Краткая Медицинская Энциклопедия. - М.: Советская Энциклопедия, 1989.
«Клиническая оценка результатов лабораторных исследований»//Г. И. Назаренко, А. А. Кишкун. г. Москва, 2005 г.
Клиническая лабораторная аналитика. Основы клинического лабораторного анализа В.В Меньшиков, 2002 .

Эндотелий представляет собой всего один слой особых клеток, которые изнутри выстилают кровеносные и лимфатические сосуды, полости сердца. Его функции поддерживают огромное количество процессов организма, многие из которых жизненно важные. Многие заболевания, коренные причины которых сегодня могут выяснить не многие врачи, кроются именно в нарушениях функций эндотелия. В этой статье читайте, для чего нужен эндотелий, какие недуги он вызывает и как их можно предотвратить или лечить более эффективно.

Для чего нужен эндотелий

Эндотелий относится к эндокринной системе. В специализированной литературе он обозначен, как самый большой орган. Если кожа покрывает всего лишь внешнюю поверхность тела, то эндотелий рассеян по всем органам.

С одной стороны эндотелий представляет собой защитный слой в структуре стенок сосудов и сердца. А с другой стороны, он продуцирует вещества, необходимые для поддержания в норме следующих процессов:

контроль свертываемости крови,
регуляция тонуса сосудов,
регуляция артериального давления,
поддержание фильтрующих функций почек,
поддержание способности сердца к сокращению,
поддержание нормального обмена веществ в головном мозге.

Также эндотелий непрерывно производит большое количество других биологически активных веществ. И кроме этого, он еще принимает важное участие в работе иммунной системы . С этой точки зрения он принадлежит к лимфатической системе.

Как устроен эндотелий

Клетки эндотелия - это клетки эпителия, которые имеют мезенхимное происхождение. Они очень плотно связаны друг с другом и создают непрерывную структуру, которую можно назвать монолитной. Если собрать весь эндотелий взрослого человека, то он составит от полутора до двух килограммов.

С какими недугами связаны отклонения от нормы в состоянии и функциях эндотелия

Некоторые заболевания являются причинами, а некоторые следствиями. В случае, когда недуг стал последствием каких-то других ненормальных процессов в организме, найти настоящую причину бывает нелегко. Один из таких случаев - заболевания, связанные с нарушениями состояния и функций эндотелия.

Как уже было сказано выше, эндотелий поддерживает производимыми им веществами очень многие функции. Следовательно, любые отклонения от нормы в его работе являются причинами многих заболеваний. Ниже приведен их список:

спайки в брюшной полости, атерокслероз, астма и другие патологии дыхательной системы, гипертония, нарушения эндокринной системы в старшем возрасте, коронарная недостаточность, любые нарушения обмена веществ, инфаркт миокарда, почечная недостаточность, диабет, инсулинорезистентность.

Если вы имеете один из выше перечисленных диагнозов, то аптечное лечение не поможет достичь максимальных улучшений и тем более полного выздоровления. Потому что такую проблему, как нарушения эндотелия, врачи не лечат. Чтобы улучшить свое здоровье при данных диагнозах, необходимо, для начала, устранить их причины, а именно восстановить целостность и функции эндотелия.

Компания НПЦРИЗ предлагает большой выбор . А вместе с ними восстанавливаются и функции эндотелия. Также поддержать эндотелий можно и .