Caractéristiques des cellules endothéliales, structure, types, fonctions

Le cellules endotheliales Ce sont des cellules métaboliquement actives qui appartiennent à l'endothélium, la ligne unicellulaire interne des vaisseaux sanguins. Cette couche cellulaire a des fonctions physiologiques importantes dans le corps, surtout en ce qui concerne le système circulatoire.

Le terme "endothélium" a été inventé par l'anatomiste suisse Wilhelm His en 1865 pour distinguer la couche interne des cavités corporelles et l'épithélium (qui est la couche externe).

Diagramme mural d'un vaisseau sanguin montrant des cellules endothéliales (Source: Utilisateur: VS6507, via Wikimedia Commons)

La définition initiale utilisée par son incluait non seulement la couche cellulaire interne des vaisseaux sanguins, mais aussi des vaisseaux lymphatiques et des cavités mésothéliales. Cependant, peu de temps après, cette définition n'a été réduite que dans le sang et le système vasculaire lymphatique.

L'emplacement stratégique de ces cellules leur permet d'agir comme une interface directe entre les composants du sang (ou de la lymphe) et des tissus, ce qui les rend essentiels à la régulation de nombreux processus physiologiques liés au système vasculaire.

Parmi ces processus figurent le maintien de la fluidité sanguine et la prévention de la formation du thrombus, ainsi que la régulation du transport des liquides et des solutés tels que les hormones, les facteurs de protéines et d'autres macromolécules.

Le fait que l'endothélium exerce des fonctions complexes dans le corps des animaux implique que leurs cellules sont sensibles à différentes maladies, qui sont d'un grand intérêt pour différents chercheurs.

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Caractéristiques

La surface occupée par les cellules endothéliales du corps d'un être humain adulte peut couvrir plus de 3.000 mètres carrés et peser plus de 700 g.

Cette couche cellulaire, considérée comme un "organe" largement distribué par le corps, est responsable de la réception et de la traduction des signaux moléculaires qui sont transportés dans le sang vers les tissus, orchestrant un grand nombre de phénomènes essentiels pour le fonctionnement de l'organisme entier.

Une caractéristique des cellules endothéliales est que ces noyaux et leurs noyaux sont alignés de telle manière qu'ils sont "dirigés" dans le même sens que le flux sanguin qui se déplace dans les conduits où ils sont situés.

Les cellules endothéliales sont très hétérogènes, ce qui a à voir avec le fait que les vaisseaux sanguins et lymphatiques sont distribués dans tout le corps, exposés à une grande variété de microenvironnement différents, qui imposent des conditions à chaque endothélium privé particulier.

Ces microenvironnement vasculaires peuvent considérablement affecter les caractéristiques épigénétiques des cellules endothéliales, entraînant différents processus de différenciation.

Cela a été démontré en étudiant les modèles d'expression génétique spécifique aux tissus, à travers laquelle la capacité incroyable de ces cellules à s'ajuster, à la fois en nombre et en élimination, aux exigences locales où elles se trouvent là où elles se trouvent là.

Signalisation

Endothelium est un centre de traitement du signal sophistiqué qui contrôle pratiquement toutes les fonctions cardiovasculaires. La caractéristique distinctive de ce système sensoriel est que chaque cellule endothéliale est capable de détecter différents types de signaux et de générer différents types de réponses.

C'est-à-dire peut-être ce qui permet à cet organe spécial d'exercer des fonctions de régulation sur la pression artérielle et la vitesse et la distribution sanguines, en plus de contrôler la prolifération et la migration cellulaires sur les parois des vaisseaux sanguins.

Génération

Le système vasculaire est le premier système d'organes qui se développe dans le corps d'un embryon animal. Pendant le processus de gastration, l'épithélium embryonnaire est invaginé par une fente primitive et c'est à ce moment que les cellules mésodermiques sont induites.

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Les cellules progénitrices des cellules endothéliales diffèrent du tissu mésodermique, par un processus qui semble être indépendant de la gastration. Ces cellules résident dans la moelle osseuse en étroite association avec les cellules hématopoïétiques.

Les cellules progénitrices sont appelées angioblastes et / ou hémangioblastes. Cependant, d'autres lignées de cellules corporelles peuvent "transfinir" en cellules épithéliales et vice versa.

Les angioblastes sont définis comme des cellules qui ont le potentiel de se différencier dans les cellules endothéliales, mais qui n'ont pas de marqueurs moléculaires caractéristiques et n'ont pas formé de "lumière" (ces marqueurs apparaissent pendant la différenciation).

Le taux de différenciation et de prolifération des cellules endothéliales est extrêmement élevé pendant le développement embryonnaire et pendant le développement postnatal, mais diminue considérablement chez les adultes.

L'identité des cellules épithéliales est généralement vérifiée grâce à l'étude de la présence ou de l'expression des messagers spécifiques aux protéines ou à l'ARN, bien que, plusieurs fois, ces "marqueurs" puissent être partagés avec d'autres lignées cellulaires.

Différenciation des cellules progénitrices

Les cellules progéniques des cellules endothéliales peuvent résulter de la moelle osseuse, mais ne peuvent pas être immédiatement incorporées dans les parois vasculaires internes (endothélium).

Différents auteurs ont montré que ces cellules sont dirigées vers ou sont regroupées en sites de néovascularisation actifs, se différenciant en réponse à des processus ischémiques (manque d'oxygène ou flux sanguin), des traumatismes vasculaires, une croissance des tumeurs ou d'autres.

Prolifération 

Les cellules endothéliales présentes dans le système vasculaire maintiennent la capacité de diviser et de se déplacer. Les nouveaux vaisseaux sanguins sont formés grâce à la prolifération des cellules endothéliales pré-existantes et cela se produit à la fois dans les tissus embryonnaires (au fur et à mesure que la croissance se produit) et les tissus adultes (pour le remodelage ou la reconstruction des tissus).

Apoptose

L'apoptose, ou mort cellulaire programmée, est un processus normal qui se produit pratiquement dans toutes les cellules des organismes vivants et a diverses fonctions physiologiques dans ces.

Il se caractérise par la condensation du cytoplasme et du noyau, par le rétrécissement des cellules et par l'exposition, à la surface cellulaire, de molécules spécifiques pour la phagocytose. Au cours de ce processus, il y a aussi la dégradation de la chromatine (ADN chromosomique) et la déformation de la membrane plasmique.

La mort cellulaire planifiée peut être déclenchée, dans les cellules endothéliales, par différents stimuli et facteurs moléculaires. Cela a des implications importantes dans l'hémostase (prévention de la production de sang liquide).

Un tel processus est essentiel dans la rénovation, la régression et l'angiogenèse (formation de nouveaux vaisseaux sanguins). Puisqu'il peut affecter l'intégrité et la fonction de l'endothélium vasculaire, l'apoptose endothéliale peut contribuer à la pathogenèse d'une variété de maladies humaines.

Des expériences in vivo suggèrent que ces pathologies peuvent inclure une artériosclérose, des défaillances cardiaques congénitales, une rétinopathie diabétique, un manteau.

Où sont-elles?

Les cellules endothéliales, comme son nom l'indique, se trouvent dans les différents types d'endothélios qui couvrent la surface interne du sang et des vaisseaux lymphatiques.

Dans l'endothélium vasculaire sanguin, par exemple, les cellules endothéliales des veines et des artères forment une couche cellulaire ininterrompue, où les cellules sont liées les unes aux autres par des articulations étroites ou des "réunions serrées".

Structure

Loin d'être collectivement identiques, les cellules endothéliales peuvent être considérées comme un gigantesque consortium de différentes entreprises, chacune avec sa propre identité.

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Tout au long des ramifications vasculaires, la forme des cellules endothéliales varie considérablement. De plus, il peut y avoir des différences phénotypiques considérables entre les cellules appartenant à différents segments du même système vasculaire, organe ou type de verre.

Malgré cette déclaration, ce sont généralement des cellules plates, qui peuvent être des "grilles" ou du cube dans les veinules endothéliales.

Son épaisseur varie de moins de 0.1 μm dans les veines et dans les capillaires, jusqu'à 1 μm dans l'artère de l'aorte, et sa structure est remodelée en réponse à plusieurs facteurs, en particulier au "stress de coupe hémodynamique".

La longueur des cellules endothéliales diffère par rapport à sa situation anatomique, car il a été signalé que, dans les vaisseaux sanguins des rats, les cellules endothéliales aortiques sont allongées et minces, tandis que dans les artères pulmonaires, elles sont plus courtes et plus rondes.

Ainsi, comme de nombreuses autres cellules du corps, les cellules endothéliales sont couvertes par une protéine et des sucres couvrant connu sous le nom de glycocalix, qui est une partie fondamentale de la barrière vasculaire et mesure entre 0.1 et 1 épaisseur.

Cette "région" extracellulaire est activement produite par les cellules endothéliales et occupe l'espace entre le sang circulant et les cellules. Il a été prouvé qu'il a des fonctions à la fois dans la protection vasculaire et dans la régulation des cellules et les mécanismes hémostatiques.

Structure subcellulaire

L'espace intracellulaire des cellules endothéliales est plein de vésicules couvertes de corps de clatrine, multivamulaires et lysosomes, qui sont transcendantaux pour les routes de transport moléculaire endocytaire.

Les lysosomes sont responsables de la dégradation et du recyclage des macromolécules qui sont destinées à celles-ci par l'endocytose. Ce processus peut également se produire sur la surface cellulaire, dans le complexe de Golgi et le réticulum endoplasmique.

Ces cellules sont également riches en cavéoles, qui sont des vésicules en forme de file associées à la membrane plasmique et qui sont généralement ouvertes sur le côté luminal ou qui peuvent être libres dans le cytosol. L'abondance de ces structures dépend du type d'épithélium considéré.

Gars

Les cellules endothéliales peuvent avoir des phénotypes très différents, qui sont régulés par l'endroit où ils se trouvent et le temps de développement. C'est pour cette raison que de nombreux auteurs considèrent que ceux-ci sont très hétérogènes, car ils varient non seulement en termes de leur structure, mais aussi de leur fonction.

L'endothélium peut être classé comme continu ou discontinu. L'endothélium continu, à son tour, peut être fermé ou non fenestré. Les fenêtres sont une sorte de "pores" intracellulaires qui s'étendent tout au long de l'épaisseur de la cellule.

L'endothélium continu non déménagé forme le revêtement interne des artères, des veines et des capillaires du cerveau, de la peau, du cœur et des poumons.

L'épithélium fenestré continu, en revanche, est commun dans les zones caractérisées par une filtration élevée et un transport transento-vulothélial (capillaires des glandes exocrines et endocriniennes, muqueuse gastrique et intestinale, glomérule et tubules rénaux).

Certains lits vasculaires sinusoïdaux et une partie du tissu hépatique sont enrichis d'endothélium discontinu.

Les fonctions

L'endothélium a des fonctions physiologiques importantes, notamment le contrôle de la tonalité vasomotrice, le trafic de cellules sanguines, l'équilibre hémostatique, la perméabilité, la prolifération et la survie innée et adaptative et l'immunité.

D'un point de vue fonctionnel, les cellules endothéliales ont un travail fondamental de division. Habituellement, ceux-ci sont dans un état de «quiescence», car ils ne sont pas actifs du point de vue prolifératif (leur durée de vie moyenne peut être plus d'un an).

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Ses fonctions générales, et celles de l'endothélium qui se composent, peuvent être divisées en: perméabilité, trafic des cellules sanguines et hémostase.

Perméabilité et fonctions de trafic cellulaire

L'endothélium est une structure semi-perméable, car elle doit permettre le transport de différents solutés et fluides du sang et du sang. Dans des conditions normales, l'écoulement du sang et vers lui à travers l'endothélium est continu, où la participation à l'endothélium des capillaires participe.

Une partie de la fonction de perméabilité des endothélios capillaires consiste à permettre le passage des leucocytes et de certains médiateurs inflammatoires à travers les vaisseaux, qui est obtenu avec l'expression de molécules et de chimiatrayentes dans les cellules endothéliales.

Par conséquent, le transport des leucocytes du sang aux tissus sous-jacents implique des cascades de plusieurs étapes qui incluent l'adhésion initiale, le port, l'arrestation et la transmigration, qui se déroule presque exclusivement dans les veinules post-capitaux.

Grâce à leur participation au trafic cellulaire, les cellules endothéliales sont impliquées dans les processus de guérison et d'inflammation, où ils participent à la formation de nouveaux vaisseaux à partir de vaisseaux pré-existants. C'est un processus essentiel pour la réparation des tissus.

Fonctions dans l'hémostase 

L'endothélium participe au maintien du sang, de l'état fluide et de la promotion d'une formation limitée de caillots lorsqu'il y a des dommages à l'intégrité des murs vasculaires.

Les cellules endothéliales expriment des facteurs qui inhibent ou favorisent la coagulation (anticoagulants et coagulants), selon les signaux spécifiques qu'ils reçoivent tout au long de la vie.

Si ces cellules n'étaient pas aussi physiologiquement et structurellement plastiques qu'elles le sont, la croissance et la réparation des tissus corporels ne seraient pas possibles.

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