所述内皮细胞在代谢属于内皮,内部单细胞线血管活性细胞。该细胞层在体内具有重要的生理功能,尤其是在循环系统方面。
“内皮”一词由瑞士解剖学家威廉·希斯(Wilhelm His)在1865年提出,用以区分体腔的内层和上皮(即外层)。
显示内皮细胞的血管壁图(来源:用户:VS6507,通过Wikimedia Commons)
His最初使用的定义不仅包括血管的内细胞层,还包括淋巴管和间皮腔。但是,不久之后,这个定义只减少到血液和淋巴管。
这些细胞的战略位置使它们可以充当血液(或淋巴)成分与组织之间的直接界面,这使它们对于调节与血管系统有关的众多生理过程至关重要。
这些过程包括维持血液流动性和防止血栓形成,以及调节液体和溶质(如激素,蛋白质因子和其他大分子)的运输。
内皮在动物体内执行复杂的功能这一事实表明,内皮细胞容易感染不同的疾病,这对不同的研究人员非常感兴趣。
特点
在成年人体内,内皮细胞所占据的表面积可能超过3,000平方米,重达700克。
该细胞层被认为是在人体中广泛分布的“器官”,负责接收和翻译在血液中传输到组织的分子信号,从而为整个有机体的功能编排了大量基本现象。
内皮细胞的一个特征是它们和它们的细胞核以这样的方式排列,即它们“看起来”指向与通过它们所在的导管的血流相同的方向。
内皮细胞高度异质,这与以下事实有关:血液和淋巴管分布在全身,暴露于各种不同的微环境中,这些环境在每个特定的内皮上施加条件。
这些血管微环境可以显着影响内皮细胞的表观遗传特性,从而导致明显的分化过程。
通过对组织特异性基因表达模式的研究已经证明了这一点,通过这种模式,已经证明了这些细胞具有难以置信的能力,无论是在数量上还是在处置上,都可以适应当地的需求。
发信号
内皮细胞是一个复杂的信号处理中心,几乎可以控制所有心血管功能。该感觉系统的显着特征是每个内皮细胞都能够检测不同类型的信号并产生不同类型的响应。
除了控制细胞壁中细胞的增殖和迁移外,这也许可以使这个非常特殊的器官对血压,血液的速率和分布发挥调节作用。
代
血管系统是在动物胚胎体内发育的第一个器官系统。在胃形成过程中,胚胎上皮通过原始裂隙进入,然后诱导了中胚层细胞。
内皮细胞的祖细胞通过似乎独立于胃泌素的过程与中胚层组织分化。这些细胞与造血细胞紧密结合存在于骨髓中。
祖细胞被称为成血管细胞和/或成血管细胞。然而,其他身体细胞系可以“分化”为上皮细胞,反之亦然。
血管母细胞被定义为具有分化为内皮细胞的潜能,但不具有特征性分子标志物且未形成“管腔”(这些标志物在分化过程中出现)的细胞。
在胚胎发育期间和出生后发育期间,内皮细胞的分化和增殖速率极高,但在成年期则大大降低。
通常通过研究特定信使蛋白或RNA的存在或表达来验证上皮细胞的身份,尽管这些“标记”通常可以与其他细胞谱系共享。
祖细胞分化
内皮细胞祖细胞可以来自骨髓,但不能立即整合到血管内壁(内皮)中。
不同的作者已经表明,这些细胞是针对新的血管形成部位或在活动的新血管形成部位分组,对缺血过程(缺氧或血流不足),血管损伤,肿瘤生长或其他的反应不同。
增殖
血管系统中存在的内皮细胞保持分裂和移动的能力。由于先前存在的内皮细胞的增殖,形成了新的血管,并且这发生在胚胎组织(随着生长的发生)和成年组织(用于组织重塑或重建)中。
细胞凋亡
凋亡或程序性细胞死亡是正常的过程,几乎发生在活生物体的所有细胞中,并且在其中具有多种生理功能。
它的特征在于细胞质和细胞核的凝缩,细胞的收缩以及吞噬作用的特定分子在细胞表面的暴露。在此过程中,还有染色质(染色体DNA)的分解和质膜的变形。
在内皮细胞中,程序性细胞死亡可以通过不同的刺激和分子因素触发。这对止血(防止液体血液泄漏)具有重要意义。
这样的过程对于重塑,消退和血管生成(新血管的形成)至关重要。由于它可以影响血管内皮的完整性和功能,因此内皮细胞凋亡可以促进多种人类疾病的发病。
体内实验表明,这些病理可包括动脉硬化,先天性心力衰竭,糖尿病性视网膜病,肺气肿,硬皮病,镰状细胞病,系统性红斑狼疮或血栓性血小板减少性紫癜。
在哪里找到的?
顾名思义,内皮细胞存在于沿血管和淋巴管内表面排列的不同类型的内皮细胞中。
例如,在血管内皮中,静脉和动脉的内皮细胞形成不间断的细胞层,其中细胞通过紧密的连接而结合在一起。
结构体
内皮细胞远非集体相同,可以看作是不同公司的巨大财团,每个公司都有自己的身份。
沿血管分支,内皮细胞的形状变化很大。此外,属于同一血管系统,器官或血管类型的不同部分的细胞之间可能存在相当大的表型差异。
尽管有这一主张,但它们通常是扁平细胞,在内皮小静脉中可以是“胖”的或立方形的。
它的厚度从在静脉和毛细血管中的小于0.1μm到在主动脉中的1μm不等,并且其结构根据多种因素(尤其是所谓的“血流动力学切应力”)而进行了重塑。
内皮细胞的长度在解剖位置上是不同的,因为据报道,在大鼠的血管中,主动脉内皮细胞是细长而细的,而在肺动脉中则是较短而较圆的。
因此,与人体内的许多其他细胞一样,内皮细胞被称为糖萼的蛋白质和糖的覆盖物所覆盖,糖萼是血管屏障的基本组成部分,厚度在0.1至1微米之间。
该细胞外“区域”由内皮细胞主动产生,并占据循环血液和细胞之间的空间。它已经显示出在血管保护以及细胞调节和止血机制中的功能。
亚细胞结构
内皮细胞的细胞内空间充满了网格蛋白包被的囊泡,多囊泡小体和溶酶体,这对于胞吞分子运输途径至关重要。
溶酶体负责通过胞吞作用定向到它们的大分子的降解和再循环。此过程也可能发生在细胞表面,高尔基复合体和内质网中。
这些细胞也富含小窝,小窝是与质膜相关的烧瓶状囊泡,通常向腔侧开放或在细胞质中游离。这些结构的丰度取决于所考虑的上皮的类型。
种类
内皮细胞可以具有非常不同的表型,这取决于它们的发现位置和发育时间。因此,许多作者认为它们高度异质,因为它们不仅在结构上,而且在功能上都不同。
内皮可以分为连续的或不连续的。连续的内皮又可以是有孔的或无孔的。窗孔是一种延伸到整个细胞厚度的细胞内“孔”。
连续的无窗内皮形成了大脑,皮肤,心脏和肺的动脉,静脉和毛细血管的内层。
另一方面,在具有高过滤和经内皮运输(外分泌和内分泌腺的毛细血管,胃和肠粘膜,肾小球和肾小管)特征的区域,常见的是开窗的连续上皮。
一些正弦血管床和部分肝脏组织富含不连续的内皮。
特征
内皮具有重要的生理功能,包括控制血管舒缩张力,血细胞运输,止血平衡,通透性,增殖以及先天性和适应性生存与免疫。
从功能的角度来看,内皮细胞具有基本的分裂功能。通常,它们处于“静止”状态,因为从增殖的角度来看它们不活跃(它们的半衰期可以超过1年)。
它们的一般功能以及它们所组成的内皮功能可分为:通透性,血细胞运输和止血。
蜂窝交通和渗透功能
内皮是半渗透性的结构,因为它必须允许不同的溶质和液体进出血液。在正常情况下,通过内皮的血流是连续的,毛细血管的内皮主要参与其中。
毛细血管内皮的部分通透性功能是允许白细胞和某些炎症介质通过血管,这是通过内皮细胞中分子和趋化因子的表达来实现的。
因此,白细胞从血液到下层组织的运输涉及多步粘附级联反应,包括最初的粘附,滚动,停滞和转移,几乎仅在毛细血管后小静脉中发生。
由于内皮细胞参与细胞运输,因此它们参与了愈合和炎症过程,在此过程中,内皮细胞参与了从已有血管形成新血管的过程。这是组织修复的重要过程。
止血功能
当损害血管壁的完整性时,内皮参与血液的维持,液体状态和凝块的有限形成的促进。
内皮细胞表达抑制或促进凝血的因子(抗凝剂和凝结剂),具体取决于它们在一生中收到的特定信号。
如果这些细胞在生理和结构上不如它们在塑性上那么可塑性,那么人体组织的生长和修复就不可能实现。
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