血管内皮细胞生理课件_2

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1、血管内皮细胞生理1.概念2.血管内皮细胞的一般生物学特征3.血管内皮细胞的主要生理功能4.血管内皮细胞损伤的主要机制一、概念：血管内皮细胞为覆盖于血管内膜表面的单层扁平或多角形的细胞。为单层扁平上皮,是血管壁与血液之间的分界细胞,是形成心血管封闭管道系统的形态基础.它既是感应细胞又是效应细胞，不仅能感知血液中的炎性信号、激素水平、切应力、压力等信息，而且能通过分泌多种血管活性物质对这些信息作出反应。二、血管内皮细胞的一般形态特征血管内皮细胞绝大多数衬覆于血管内膜表面，极少部分存在于循环血液中，其总数约为1.21018，总面积约400m2。电镜下观察，内皮细胞腔面有稀疏、大小不一的胞质突起，相临

2、细胞间紧密连接，核淡染，核仁大而明显，胞质内有发达的高尔基复合体、粗面和滑面内质网。成熟的内皮细胞都表达一些相同的表面标志，包括CD34、CD31、KDR和VE钙黏着蛋白等。正常的血管内皮细胞正常的血管内皮细胞内皮下组织暴露内皮下组织暴露血小板粘附血小板粘附血小板聚集血小板聚集血小板释放血小板释放纤维蛋白形成纤维蛋白形成坚固的凝血块坚固的凝血块ADP血小板的促凝血小板的促凝血块收缩血块收缩1.EC细胞汇聚后呈铺路石状排列2.单个EC细胞，细胞周围伸出许多细长突起表面有丰富的微绒毛3.EC汇聚后，突起变少，边缘重叠4.EC核周围有许多质膜小泡三、血管内皮细胞的主要生理功能3.1血管内皮细胞的选择

3、通透性血管内皮的腔面有一层称为糖萼的细胞衣，对于血浆大分子物质具有屏障作用。另外，由于内皮细胞具有独特的结构和代谢特性，能选择性的调节小分子至超大分子物质通过血管壁。维持血管内膜光滑防止血小板和白细胞等黏附及有害物质侵入血管壁。内皮通透性的增加是很多疾病发生、发展的重内皮通透性的增加是很多疾病发生、发展的重要机制要机制:1.参与动脉粥样硬化的形成2.参与心肌水肿的发生3.参与肺水肿的发生4.参与药物所致的局部组织水肿3.2抗凝与促凝作用内皮细胞具有抗血栓形成特性，从而能保持血液流动。与此同时它还有许多促凝因素，使血管在损伤时，通过凝血和血栓形成以维护血管壁的完整性。主要表现在：（1）分泌抗凝血

4、酶和2。（2）产生蛋白多糖（3）参与蛋白C的激活（4）合成组织因子及因子3.3在溶解纤维蛋白中的作用当机体血管内有血栓（包括微血栓）形成时，其溶解纤维蛋白系统（纤溶系统）则被激活，溶解和去除血栓中的纤维蛋白，防止其交连聚集而致血管阻塞。纤溶系统主要有三种成份组成：纤溶酶原（plg）；纤溶酶原激活物（PA）；纤溶酶原激活物的抑制剂（PAI）。PA能分解plg，形成纤溶酶（pl），pl在纤维蛋白溶解过程中起作用。内皮细胞能合成和释放组织型纤溶酶原激活物（t-PA）及PAI，从而使促进纤溶和抗纤溶活性处于动态平衡状态，维持正常的生理功能。3.4 参与参与血管运动的调节血管运动的调节一、产生舒血管因子

5、Endothelium-derived relaxing factor NO 血管内皮舒张因子一氧化氮（血管内皮舒张因子一氧化氮（NONO）Prostacyclin 前列环素（前列环素（PGIPGI2 2)(1)NO(1)NO的发现过程的发现过程 1977197719771977年年年年 默拉德默拉德默拉德默拉德（MuradMurad）确认硝酸甘油类物质舒张血管的作用通过释放NO来实现。1980198019801980年年年年 佛奇戈特佛奇戈特佛奇戈特佛奇戈特(Furchgott)Furchgott)推测Ach通过内皮细胞释放的EDRF来实现其舒血管效应。1987198719871987年年年

6、年 蒙卡达蒙卡达蒙卡达蒙卡达(Moncada)Moncada)运用“瀑布式淋浴”方法证明EDRF即是NO。Physical function of NONONO的生理作用的生理作用ACNOS血管舒张血管舒张精氨酸精氨酸NONOcGMPcGMPCa2+iCa2+i瓜氨酸瓜氨酸NOS NOS 活性：活性：AchAch，缓激肽，缓激肽，P P物质，物质，5 5HT,ATPHT,ATPNOS NOS 活性：活性：NANA，ADHADH，A AIIII (2)PGI2是前列腺素代谢途径的一个重要产物，它有强大的扩血管作用和抑制血小板聚集作用。前列前列环素（素（PGI2）：内皮内皮细胞内的胞内的PGI2合

7、成合成酶可合成可合成PGI2；血管内的搏血管内的搏动性血流性血流对内皮内皮产生的切生的切应力可使内皮力可使内皮细胞胞释放放PGI2 血管舒血管舒张。有资料证明，随着年龄的增长，血管内皮细胞合成PGI2的能力下降，而动脉硬化患者血管内皮细胞合成PGI2的能量也下降，提示PGI2合成减少与动脉硬化有关。目前人们发现PGI2的抗动脉硬化作用主要表现在调节血管壁的胆固醇代谢、诱导纤溶酶原激活物的活力及抑制血管平滑肌细胞的增殖等方面。二、产生缩血管因子1988年日本学者Yanagisawa等从培养的猪主动脉内皮细胞中分离并纯化出迄今所知的最强的缩血管物质-内皮素（ET），一个由21个氨基酸残基组成的多肽

8、。(1)ET能广泛作用于各种哺乳动物的各类血管平滑肌，使其张力增加，血管收缩，导致高血压、动脉粥样硬化等疾病的发生。(2)另外，ET的生物学功能还表现在对神经、内分泌、心脏、肾脏、胃肠道、呼吸道和细胞分裂增殖等都有广泛影响。3.5 与与血小板的相互作用血小板的相互作用血小板的粘附聚集是激发凝血和血栓形成的关键性因素，正常的血管内皮细胞具有抗血小板粘附和聚集的作用，如内皮细胞释放出前列环素（PGI2）和内皮细胞舒张因子（EDRF）均抑制血小板合成的血栓素A2（TXA2）形成一对拮抗物质，它们之间的平衡影响着内皮细胞和血小板的相互作用。3.6 与与白细胞的相互作用白细胞的相互作用1.白细胞与内皮细

9、胞的相互作用，主要是指白细胞从血液中通过血管内皮迁移到组织中去。在急性炎症的情况下，首先是中性粒细胞粘附到内皮细胞上，白细胞先迁移后渗出，然后向血管外迁移。而内皮合成的PGI2能保护其本身，抑制粒细胞的粘附。2.淋巴细胞与血管壁的相互作用主要与淋巴细胞再循环的机制有关。外周血液中的淋巴细胞能识别毛细血管后小静脉的特殊内皮并从该处穿出血管壁，然后通过淋巴管、淋巴结和胸导管再进入血液。3.此外，由单核巨噬细胞及其它细胞合成分泌的白细胞介素-1，也促使各种细胞对血管内皮细胞的粘附。3.7 合成合成和分必多种结缔组织成分和分必多种结缔组织成分大部分内皮下的多种胶原分子是由内皮细胞合成的。内皮下结缔组织

10、的重要成分蛋白多糖、弹性蛋白等也是由内皮细胞分泌的。在组织修复过程中，主要由型胶原组成的内皮下基膜对内皮细胞的再生起诱导作用。由内皮细胞合成的纤维结合蛋白、凝血酶敏感蛋白等粘连蛋白则能调节细胞与细胞或基质间的粘附和结合。3.8 在病理过程中的作用VEGF在病理过程中的作用包括对肿瘤生长、转移和炎症反应过程中的作用。肿瘤的生长和转移需要得到充足的营养物质，这需要血液的运送才能得以实现，因此血管生成对肿瘤的生长和转移显得十分重要。对血管生成具有特异性促进作用的VEGF自然成为国外学者研究肿瘤生长和转移的热点。大量的动物实验和临床研究证实，多种肿瘤细胞能大量的表达VEGF并在肿瘤的血管发生及生长中起

11、重要作用。4 血管血管内皮细胞损伤的主要内皮细胞损伤的主要机制机制及其及其常见因素常见因素血管内皮细胞始终受到血管中流动的血液的流体力学作用，同时亦是首先受血液中病理生理变化影响的细胞之一，多种因素会导致内皮细胞损伤。内皮细胞的损伤是心血管性疾病的关键环节4.1氧化应激与血管内皮细胞损伤氧化应激是指机体或细胞内以氧自由基为代表的氧化性物质的产生与消除失衡，或外源性氧化物质的过量摄入，导致氧化性物质在细胞内蓄积而易于引发氧化反应状态。氧化应激诱导内皮细胞损伤的机制非常复杂，主要表现为氧自由基的过氧化反应。由于自由基的反应引起细胞膜脂质过氧化、蛋白质和核酸变性，导致不可逆损伤。脂质过氧化可改变细胞

12、的转运功能和酶的功能。酶活性的变化（如活化caspase3）可诱导内皮细胞的凋亡，刺激内皮细胞合成血小板活化因子，引起血小板和中性粒细胞聚集，促进炎症反应等。4.2同型半胱氨酸血症与血管内皮细胞损伤同型半胱氨酸为含硫氨基酸蛋氨酸的中间代谢产物，由于体内存在同型半胱氨酸排出系统，所以正常体内有细胞毒性的同型半胱氨酸维持在极低浓度。同型半胱氨酸对内皮细胞的损伤被认为与氧化应激有关,同型半胱氨酸含有巯基(SH)，在自动氧化过程中产生活性氧(H2O2、O-2、OH)，O2和OH启动内皮及脂质过氧化，H2O2则可直接损伤内皮细胞。过氧化物水平升高的直接作用是使NO舒血管作用丧失，导致内皮功能障碍。4.3

13、血管紧张素与血管内皮细胞损伤Ang本身是一种强烈的缩血管因子，同时也刺激血管细胞内皮素前体的转录和促进内皮素的释放，从而对血管收缩产生正反馈作用。在生理情况下，低浓度的Ang能维持血管的构造和张力；在病理情况下Ang的浓度升高，可导致内皮细胞损伤。4.4血流动力和血管应力与血管内皮细胞损伤血流动力和血管应力不仅在维持血管稳态中起重要作用，也是心血管疾病的病理启动因子。这些力影响内皮细胞的形态、排列、迁移、增殖和凋亡，引起内皮细胞骨架结构和细胞间连接发生变化，调节血管活性物质、生长因子、粘附分子等的合成、分泌及表达。总结：血管内皮细胞为覆盖于血管内膜表面的单层扁平或多角形的细胞。它既是感应细胞又是效应细胞，不仅能感知血液中的炎性信号、激素水平、切应力、压力等信息，而且能通过分泌多种血管活性物质对这些信息作出反应。研究表明，内皮细胞的损伤及功能紊乱与多种疾病的发生密切相关，包括高血压、冠心病、糖尿病、慢性肾功能衰竭等。谢谢！