Патология на ендотелните клетки

Ендотелиумът е вид епител, който покрива вътрешната повърхност на кръвоносните и лимфните съдове, образувайки граница между циркулиращата кръв или лимфа в лумена и останалата част от стената на съда. Това е тънък слой от обикновени сквамозни клетки, наречени ендотелни клетки. Ендотелните клетки в пряк контакт с кръвта се наричат васкуларни ендотелни клетки, докато тези в пряк контакт с лимфата са известни като лимфни ендотелни клетки.

Ендотелните клетки покриват вътрешната страна на кръвоносните съдове и по този начин осигуряват антикоагулантната (противосъсирващата) защита, участват в системата на кръвосъсирване чрез изработване на фактора на Вилебранд (фактор VIII). Те участват в поддържане на вазомоторния (съдово двигателния) тонус, участват в ангиогенезата (създаване на нови съдови разклонения), имат роля в редица имунни и възпалителни реакции, взаимодействат с редица физически и химически стимули в организма. Ролята на ендотелните клетки като бариера е особено критично в мозъка тъй като ендотелните клетки са част от кръвно- мозъчната бариера, която разделя кръвта преминаваща през съдове около мозъка и мозъчната тъкан. Те действат като сито, ограничаващи преминаването на големи молекули, токсични вещества и микроорганизми в тъканите, като същевременно пропускат необходимите за функционирането молекули като кислород, ензими и хормони.

Ендотелните клетки поради своите многобройни синтетични и метаболитни функции, както и ролята им на бариера със селективна пропускливост им поставя ключово място в човешката патология. Те са основно звено в поддържането на хемостазата (състоянието на равновесие) в организма.

При патология на ендотелните клетки играят роля редица вещества като ендотоксини, тромбин, адреналин, жлъчни соли, панкреатичния ензим трипсин, йонизиращата радиация, вещества отделяни от активираните левкоцити и тромбоцити, състояния на хипоксия (намалено количество кислород). Ендотелните клетки отговарят на увреждането с нарушаване на своята структура - оток на клетката, свиване, потискане на синтетичните и бариерни функции или разстройство на антитромбогенната роля.

Ендотелната дисфункция или загубата на подходяща ендотелиална функция е отличителен белег за съдови заболявания и често се разглежда като ключово ранно събитие в развитието на атеросклероза. Нарушената ендотелна функция, причиняваща хипертония и тромбоза, често се наблюдава при пациенти с коронарна артериална болест, захарен диабет, хипертония, хиперхолестеролемия, както и при пушачи. Ендотелната дисфункция също е показателна за бъдещи неблагоприятни сърдечно-съдови събития и също присъства при възпалителни заболявания като ревматоиден артрит и системен лупус еритематодес.

Един от основните механизми на патология на ендотелните клетки е намаляването на азотния оксид, което често се дължи на високите нива на асиметричен диметиларгинин, които взаимодействат с нормалния синтез на азотен оксид, стимулиран с L-аргинин, и така води до хипертония. Най-преобладаващият механизъм на ендотелната дисфункция е увеличаването на реактивните кислородни видове, което може да намали производството и активността на азотния оксид чрез няколко механизма. Сигнализиращият протеин ERK5 е от съществено значение за поддържане на нормалната функция на ендотелиалните клетки. Друго последствие от увреждането на ендотела е освобождаването на патологични количества на фактор на von Willebrand, които повишават тромбоцитната агрегация и адхезия към субендотела и по този начин образуват потенциално фатални тромби.

Електронно микроскопски промените са с неспецифичен характер - загуба на набразденост на митохондриите, поява на вакуоли в цитоплазмата, нарушаване на гликокаликса, нарушаване на междуклетъчните контакти, оток на клетката. Наблюдава се вакуолизация и десквамация (отделяне) на ендотелните клетки с поява на свободни ендотелни клетки в кръвотока - ендотелиемия. При тежка хипоксия (кислороден недостиг) се появяват светли и тъмни ендотелни клетки, фенестри в ендотелните клетки на белодробните капиляри, миелинови фигури в митохондриите и отлепване от базалната мембрана. Нарушава се междуклетъчния транспорт - променя се броя, локализацията и посоката на придвижване на клетъчните продукти придвижвани чрез везикули (мехурчета).

При патология на ендотелните клетки при шок се наблюдава увеличаване броя на циркулиращите неутрофилни левкоцити в периферната кръв. След 10-12 часа те изчезват от кръвната циркулация и се струпват предимно в белодробните капиляри. Тук те прилепват към ендотелните клетки и оказват увреждащо действие главно чрез отделяне на свободни радикали и токсичния ензим еластаза. По този начин неутрофилните левкоцити играят съществена роля в патогенезата на шоковия бял дроб.

Електронно микроскопски в левкоцитите прилепени към ендотелни клетки на белодробните капиляри се установяват белези на повишена активност - дегранулация и образуване на вакуоли в цитоплазмата, а клетъчната мембрана на ендотелните клетки е с нарушена цялост. В ендотелните клетки се образуват мехури, известни още като "блебс"(blebs - мехурчета; bubbly protrusions - мехурести протрузии), които се вдават към съдовия лумен или се откъсват и лежат свободно в него. Образуването им се обяснява с нарушаването на натриевия транспорт и придвижване на електролити и вода от извънклетъчното пространство в цитоплазмата на ендотелните клетки.