Das Endothelzellen Sie sind metabolisch aktive Zellen, die zum Endothel gehören, der inneren einzelligen Linie von Blutgefäßen. Diese Zellschicht hat wichtige physiologische Funktionen im Körper, insbesondere im Hinblick auf das Kreislaufsystem..
Der Begriff "Endothel" wurde 1865 vom Schweizer Anatom Wilhelm His geprägt, um zwischen der inneren Schicht der Körperhöhlen und dem Epithel (der äußeren Schicht) zu unterscheiden..
Die von His verwendete ursprüngliche Definition umfasste nicht nur die innere Zellschicht von Blutgefäßen, sondern auch Lymphgefäße und Mesothelhöhlen. Kurze Zeit später wurde diese Definition jedoch nur auf das Blut und das Lymphgefäßsystem reduziert.
Die strategische Lage dieser Zellen ermöglicht es ihnen, als direkte Schnittstelle zwischen den Bestandteilen des Blutes (oder der Lymphe) und dem Gewebe zu fungieren, was sie für die Regulierung zahlreicher physiologischer Prozesse im Zusammenhang mit dem Gefäßsystem wesentlich macht..
Zu diesen Prozessen gehören die Aufrechterhaltung der Blutfluidität und die Verhinderung der Thrombusbildung sowie die Regulierung des Transports von Flüssigkeiten und gelösten Stoffen wie Hormonen, Proteinfaktoren und anderen Makromolekülen..
Die Tatsache, dass das Endothel komplexe Funktionen im Körper von Tieren erfüllt, impliziert, dass seine Zellen für verschiedene Krankheiten anfällig sind, die für verschiedene Forscher von großem Interesse sind..
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Die von Endothelzellen im Körper eines erwachsenen Menschen eingenommene Oberfläche kann mehr als 3.000 Quadratmeter umfassen und mehr als 700 g wiegen.
Diese Zellschicht, die als ein im ganzen Körper weit verbreitetes „Organ“ betrachtet wird, ist für den Empfang und die Übersetzung der molekularen Signale verantwortlich, die im Blut zum Gewebe transportiert werden, und koordiniert eine große Anzahl wesentlicher Phänomene für die Funktion des gesamten Organismus..
Ein Merkmal von Endothelzellen ist, dass sie und ihre Kerne so ausgerichtet sind, dass sie in die gleiche Richtung „schauen“ wie der Blutfluss, der durch die Kanäle fließt, in denen sie sich befinden..
Endothelzellen sind sehr heterogen, und dies hat damit zu tun, dass Blut und Lymphgefäße im ganzen Körper verteilt sind und einer Vielzahl unterschiedlicher Mikroumgebungen ausgesetzt sind, die jedem einzelnen Endothel Bedingungen auferlegen..
Diese vaskulären Mikroumgebungen können die epigenetischen Eigenschaften von Endothelzellen erheblich beeinflussen, was zu unterschiedlichen Differenzierungsprozessen führt..
Dies wurde durch die Untersuchung gewebespezifischer Genexpressionsmuster gezeigt, durch die die unglaubliche Fähigkeit dieser Zellen nachgewiesen wurde, sich sowohl in Anzahl als auch Disposition an die lokalen Anforderungen anzupassen, in denen sie gefunden werden..
Das Endothel ist ein hoch entwickeltes Signalverarbeitungszentrum, das praktisch alle Herz-Kreislauf-Funktionen steuert. Das charakteristische Merkmal dieses sensorischen Systems ist, dass jede Endothelzelle in der Lage ist, verschiedene Arten von Signalen zu erfassen und verschiedene Arten von Antworten zu erzeugen..
Dies ist es vielleicht, was es diesem ganz besonderen Organ ermöglicht, regulatorische Funktionen auf den Blutdruck und die Geschwindigkeit und Verteilung des Blutes auszuüben und zusätzlich die Zellproliferation und -migration in den Wänden der Blutgefäße zu steuern..
Das Gefäßsystem ist das erste Organsystem, das sich im Körper eines tierischen Embryos entwickelt. Während des Gastrulationsprozesses dringt das embryonale Epithel durch die primitive Spalte ein und dann werden die mesodermalen Zellen induziert..
Endothelzell-Vorläuferzellen unterscheiden sich vom mesodermalen Gewebe durch einen Prozess, der unabhängig von der Gastrulation zu sein scheint. Diese Zellen befinden sich im Knochenmark in enger Verbindung mit hämatopoetischen Zellen..
Die Vorläuferzellen sind als Angioblasten und / oder Hämangioblasten bekannt. Andere Zelllinien im Körper können jedoch in Epithelzellen "transdifferenzieren" und umgekehrt..
Angioblasten sind definiert als Zellen, die das Potenzial haben, sich in Endothelzellen zu differenzieren, aber nicht die charakteristischen molekularen Marker besitzen und kein "Lumen" gebildet haben (diese Marker erscheinen während der Differenzierung)..
Die Differenzierungs- und Proliferationsrate von Endothelzellen ist während der Embryonalentwicklung und während der postnatalen Entwicklung extrem hoch, nimmt jedoch beim Erwachsenen erheblich ab..
Die Identität von Epithelzellen wird normalerweise durch Untersuchung des Vorhandenseins oder der Expression spezifischer Messenger-Proteine oder RNAs überprüft, obwohl diese "Marker" oft mit anderen Zelllinien geteilt werden können..
Vorläuferzellen von Endothelzellen können aus dem Knochenmark stammen, aber nicht sofort in die inneren Gefäßwände (Endothel) eingebaut werden..
Verschiedene Autoren haben gezeigt, dass diese Zellen auf Stellen mit aktiver Neovaskularisation gerichtet sind oder in diesen gruppiert sind, die sich in Reaktion auf ischämische Prozesse (Sauerstoff- oder Blutflussmangel), Gefäßtrauma, Tumorwachstum oder andere unterscheiden.
Im Gefäßsystem vorhandene Endothelzellen behalten die Fähigkeit bei, sich zu teilen und zu bewegen. Durch die Proliferation bereits vorhandener Endothelzellen werden neue Blutgefäße gebildet, die sowohl in embryonalen Geweben (wenn Wachstum auftritt) als auch in adulten Geweben (zum Umbau oder zur Rekonstruktion von Gewebe) auftreten..
Apoptose oder programmierter Zelltod ist ein normaler Prozess, der in praktisch allen Zellen lebender Organismen auftritt und in diesen verschiedene physiologische Funktionen hat.
Es ist gekennzeichnet durch die Kondensation des Zytoplasmas und des Zellkerns, durch das Schrumpfen der Zellen und durch die Exposition spezifischer Moleküle für die Phagozytose auf der Zelloberfläche. Während dieses Prozesses kommt es auch zum Abbau von Chromatin (chromosomale DNA) und zur Verformung der Plasmamembran..
Der programmierte Zelltod kann in Endothelzellen durch verschiedene Reize und molekulare Faktoren ausgelöst werden. Dies hat wichtige Auswirkungen auf die Blutstillung (Verhinderung des Austritts von flüssigem Blut)..
Ein solcher Prozess ist für den Umbau, die Regression und die Angiogenese (Bildung neuer Blutgefäße) von wesentlicher Bedeutung. Da es die Integrität und Funktion des Gefäßendothels beeinträchtigen kann, kann die endotheliale Apoptose zur Pathogenese einer Vielzahl menschlicher Krankheiten beitragen..
In-vivo-Experimente legen nahe, dass diese Pathologien unter anderem Arteriosklerose, angeborene Herzinsuffizienz, diabetische Retinopathie, Emphysem, Sklerodermie, Sichelzellenkrankheit, systemischen Lupus erythematodes oder thrombotische thrombozytopenische Purpura umfassen können..
Endothelzellen finden sich, wie der Name schon sagt, in den verschiedenen Endotheltypen, die die innere Oberfläche von Blut und Lymphgefäßen auskleiden..
Beispielsweise bilden im Blutgefäßendothel die Endothelzellen der Venen und Arterien eine ununterbrochene Zellschicht, in der die Zellen durch enge Verbindungen miteinander verbunden sind..
Endothelzellen sind keineswegs kollektiv identisch, sondern können als gigantisches Konsortium verschiedener Unternehmen mit jeweils eigener Identität angesehen werden..
Entlang der Gefäßäste variiert die Form der Endothelzellen erheblich. Darüber hinaus können erhebliche phänotypische Unterschiede zwischen Zellen bestehen, die zu verschiedenen Segmenten desselben Gefäßsystems, Organs oder Gefäßtyps gehören..
Trotz dieser Behauptung handelt es sich typischerweise um flache Zellen, die in Endothelvenen "mollig" oder quaderförmig sein können..
Seine Dicke variiert von weniger als 0,1 um in den Venen und Kapillaren bis zu 1 um in der Aortenarterie, und seine Struktur wird in Reaktion auf mehrere Faktoren, insbesondere die sogenannte "hämodynamische Scherbeanspruchung", umgestaltet..
Die Länge der Endothelzellen unterscheidet sich in Bezug auf ihre anatomische Lage, da berichtet wurde, dass die Aortenendothelzellen in den Blutgefäßen von Ratten länglich und dünn sind, während sie in den Lungenarterien kürzer und runder sind.
So sind Endothelzellen wie viele andere Zellen im Körper von einer Hülle aus Proteinen und Zuckern bedeckt, die als Glycocalyx bekannt ist und ein grundlegender Bestandteil der Gefäßbarriere ist und eine Dicke zwischen 0,1 und 1 Mikrometer aufweist..
Diese extrazelluläre "Region" wird aktiv von Endothelzellen produziert und nimmt den Raum zwischen zirkulierendem Blut und Zellen ein. Es wurde gezeigt, dass es Funktionen sowohl beim Gefäßschutz als auch bei der Zellregulation und den hämostatischen Mechanismen hat..
Der intrazelluläre Raum von Endothelzellen ist voll mit Clathrin-beschichteten Vesikeln, multivesikulären Körpern und Lysosomen, die für endozytische molekulare Transportwege kritisch sind.
Lysosomen sind für den Abbau und das Recycling von Makromolekülen verantwortlich, die durch Endozytose auf sie gerichtet werden. Dieser Prozess kann auch auf der Zelloberfläche, im Golgi-Komplex und im endoplasmatischen Retikulum stattfinden..
Diese Zellen sind auch reich an Caveolae, die kolbenförmige Vesikel sind, die mit der Plasmamembran assoziiert sind und normalerweise zur Lumenseite hin offen sind oder im Cytosol frei sein können. Die Häufigkeit dieser Strukturen hängt von der Art des betrachteten Epithels ab.
Endothelzellen können sehr unterschiedliche Phänotypen aufweisen, die durch ihren Fundort und den Zeitpunkt der Entwicklung reguliert werden. Aus diesem Grund halten viele Autoren sie für sehr heterogen, da sie sich nicht nur in ihrer Struktur, sondern auch in ihrer Funktion unterscheiden..
Das Endothel kann als kontinuierlich oder diskontinuierlich klassifiziert werden. Das kontinuierliche Endothel kann wiederum fenestriert oder nicht fenestriert sein. Die Fenster sind eine Art intrazellulärer "Poren", die sich über die gesamte Zelldicke erstrecken..
Das kontinuierliche nicht fenestrierte Endothel bildet die innere Auskleidung der Arterien, Venen und Kapillaren von Gehirn, Haut, Herz und Lunge..
Kontinuierliches fenestriertes Epithel ist dagegen in Gebieten üblich, die durch hohe Filtration und transendothelialen Transport gekennzeichnet sind (Kapillaren der exokrinen und endokrinen Drüsen, Magen- und Darmschleimhaut, Glomeruli und Nierentubuli)..
Einige sinusförmige Gefäßbetten und ein Teil des Lebergewebes sind mit diskontinuierlichem Endothel angereichert.
Das Endothel hat wichtige physiologische Funktionen, einschließlich vasomotorischer Tonuskontrolle, Blutkörperchenhandel, hämostatischem Gleichgewicht, Permeabilität, Proliferation, Überleben sowie angeborener und adaptiver Immunität..
Aus funktioneller Sicht haben Endothelzellen eine grundlegende Teilungsaufgabe. Normalerweise befinden sich diese in einem "Ruhezustand", da sie aus proliferativer Sicht nicht aktiv sind (ihre Halbwertszeit kann mehr als 1 Jahr betragen)..
Ihre allgemeinen Funktionen und die des Endothels, aus dem sie bestehen, können unterteilt werden in: Permeabilität, Blutkörperchenhandel und Blutstillung.
Das Endothel ist eine semipermeable Struktur, da es den Transport verschiedener gelöster Stoffe und Flüssigkeiten zum und vom Blut ermöglichen muss. Unter normalen Bedingungen ist der Fluss vom und zum Blut durch das Endothel kontinuierlich, wobei hauptsächlich das Endothel der Kapillaren beteiligt ist..
Ein Teil der Permeabilitätsfunktion von Kapillarendotheln besteht darin, den Durchgang von Leukozyten und einigen Entzündungsmediatoren durch die Gefäße zu ermöglichen, was durch die Expression von Molekülen und Chemoattraktoren in Endothelzellen erreicht wird.
Daher beinhaltet der Transport von Leukozyten vom Blut zu den darunter liegenden Geweben mehrstufige Adhäsionskaskaden, einschließlich anfänglicher Adhäsion, Rollen, Anhalten und Transmigration, die fast ausschließlich in den postkapillären Venolen auftreten..
Dank ihrer Beteiligung am Zellhandel sind Endothelzellen an den Heilungs- und Entzündungsprozessen beteiligt, wo sie an der Bildung neuer Gefäße aus bereits vorhandenen Gefäßen beteiligt sind. Es ist ein wesentlicher Prozess für die Gewebereparatur.
Das Endothel ist an der Aufrechterhaltung des Blutes, des Flüssigkeitszustands und an der Förderung der begrenzten Bildung von Gerinnseln beteiligt, wenn die Integrität der Gefäßwände beschädigt ist.
Endothelzellen exprimieren Faktoren, die die Gerinnung hemmen oder fördern (Antikoagulantien und Gerinnungsmittel), abhängig von den spezifischen Signalen, die sie während des gesamten Lebens empfangen.
Wenn diese Zellen nicht so physiologisch und strukturell plastisch wären wie sie, wäre das Wachstum und die Reparatur von Körpergewebe nicht möglich..
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