ENDOTEL HÜCRELERI: ÖZELLIKLERI, YAPISI, TÜRLERI, IŞLEVLERI - BIYOLOJI - 2025

Endotel hücreleri metabolik olarak endotel iç tek hücreli hattı kan damarlarına ait aktif hücrelerdir. Bu hücre tabakasının vücutta özellikle dolaşım sistemi açısından önemli fizyolojik fonksiyonları vardır.

"Endotel" terimi, 1865 yılında İsviçreli anatomist Wilhelm His tarafından vücut boşluklarının iç tabakası ile epitel (dış tabaka) arasında ayrım yapmak için icat edildi.

Endotel hücrelerini gösteren bir kan damarı duvarının diyagramı (Kaynak: Kullanıcı: VS6507, Wikimedia Commons aracılığıyla)

His tarafından kullanılan ilk tanım sadece kan damarlarının iç hücre tabakasını değil, aynı zamanda lenfatik damarları ve mezotelyal boşlukları da içeriyordu. Ancak kısa bir süre sonra bu tanım sadece kan ve lenfatik damar sistemine indirgenmiştir.

Bu hücrelerin stratejik konumu, kan (veya lenf) ve doku bileşenleri arasında doğrudan bir arayüz görevi görmelerine izin verir, bu da onları vasküler sistemle ilgili çok sayıda fizyolojik işlemin düzenlenmesi için gerekli kılar.

Bu süreçler arasında kan akışkanlığının korunması ve trombüs oluşumunun önlenmesinin yanı sıra hormonlar, protein faktörleri ve diğer makromoleküller gibi sıvıların ve çözünen maddelerin taşınmasının düzenlenmesi yer alır.

Endotelyumun hayvanların vücudunda karmaşık işlevler yerine getirmesi, hücrelerinin farklı araştırmacıların büyük ilgisini çeken farklı hastalıklara duyarlı olduğunu ima etmektedir.

karakteristikleri

Yetişkin bir insanın vücudundaki endotel hücrelerinin kapladığı yüzey alanı 3.000 metrekareden fazla olabilir ve 700 g'dan daha ağır olabilir.

Vücuda yaygın olarak dağılmış bir "organ" olarak kabul edilen bu hücre tabakası, kanda taşınan moleküler sinyallerin alınması ve dokulara çevrilmesinden sorumludur ve tüm organizmanın işleyişi için çok sayıda temel fenomeni düzenler.

Endotel hücrelerinin bir özelliği, kendilerinin ve çekirdeklerinin, bulundukları kanallardan geçen kan akışıyla aynı yönde "bakacakları" şekilde hizalanmış olmalarıdır.

Endotel hücreleri oldukça heterojendir ve bu, kan ve lenfatik damarların vücut boyunca dağılması, her bir endotelyuma şartlar getiren çok çeşitli farklı mikro ortamlara maruz bırakılması gerçeğiyle ilgilidir.

Bu vasküler mikro ortamlar, endotel hücrelerinin epigenetik özelliklerini önemli ölçüde etkileyerek farklı farklılaşma süreçlerine neden olabilir.

Bu, dokuya özgü gen ekspresyon modellerinin incelenmesi yoluyla kanıtlanmıştır; bu sayede, bu hücrelerin hem sayı hem de düzen bakımından, bulundukları yerel gereksinimlere uyum sağlama konusundaki inanılmaz kapasitesi kanıtlanmıştır.

Sinyal

Endotelyum, neredeyse tüm kardiyovasküler fonksiyonları kontrol eden sofistike bir sinyal işleme merkezidir. Bu duyusal sistemin ayırt edici özelliği, her bir endotel hücresinin farklı tipte sinyalleri tespit edebilmesi ve farklı tipte yanıtlar üretebilmesidir.

Bu, belki de, bu çok özel organın, kan damarlarının duvarlarındaki hücre çoğalmasını ve göçünü kontrol etmenin yanı sıra, kan basıncı ve kanın hızı ve dağılımı üzerinde düzenleyici işlevler uygulamasına izin veren şeydir.

nesil

Vasküler sistem, bir hayvan embriyosunun vücudunda gelişen ilk organ sistemidir. Gastrulasyon işlemi sırasında, embriyonik epitel ilkel yarıktan yayılır ve daha sonra mezodermal hücreler indüklenir.

Endotel hücrelerinin progenitör hücreleri, gastrulasyondan bağımsız görünen bir süreçle mezodermal dokudan farklılaşır. Bu hücreler kemik iliğinde hematopoietik hücrelerle yakın ilişki içinde bulunur.

Progenitör hücreler, anjiyoblastlar ve / veya hemanjiyoblastlar olarak bilinir. Bununla birlikte, diğer vücut hücre çizgileri epitelyal hücrelere "farklılaştırılabilir" ve bunun tersi de geçerlidir.

Anjiyoblastlar, endotelyal hücrelere farklılaşma potansiyeline sahip, ancak karakteristik moleküler markörlere sahip olmayan ve bir "lümen" oluşturmayan hücreler olarak tanımlanır (bu işaretler, farklılaşma sırasında ortaya çıkar).

Endotel hücrelerinin farklılaşma ve proliferasyon oranı, embriyonik gelişim sırasında ve doğum sonrası gelişim sırasında son derece yüksektir, ancak erişkinlerde önemli ölçüde azalır.

Epitel hücrelerinin kimliği genellikle belirli haberci proteinlerin veya RNA'ların varlığı veya ekspresyonu incelenerek doğrulanır, ancak bu "işaretler" çoğu zaman diğer hücre soylarıyla paylaşılabilir.

Progenitör hücrelerin farklılaşması

Endotel hücre progenitör hücreleri kemik iliğinden ortaya çıkabilir, ancak iç vasküler duvarlara (endotel) hemen dahil edilemez.

Farklı yazarlar, bu hücrelerin, iskemik süreçlere (oksijen veya kan akışı eksikliği), vasküler travmaya, tümör büyümesine veya diğerlerine yanıt olarak farklılık gösteren aktif neovaskülarizasyon bölgelerine doğru yönlendirildiğini veya gruplandırıldığını göstermiştir.

Çoğalma

Vasküler sistemde bulunan endotel hücreleri, bölünme ve hareket etme kabiliyetini korur. Önceden var olan endotel hücrelerinin proliferasyonu sayesinde yeni kan damarları oluşur ve bu hem embriyonik dokularda (büyüme gerçekleştikçe) hem de yetişkin dokularda (doku yeniden modellemesi veya rekonstrüksiyonu için) meydana gelir.

Apoptoz

Apoptoz veya programlanmış hücre ölümü, canlı organizmaların hemen hemen tüm hücrelerinde meydana gelen ve içlerinde çeşitli fizyolojik fonksiyonlara sahip olan normal bir süreçtir.

Sitoplazmanın ve çekirdeğin yoğunlaşması, hücrelerin büzüşmesi ve fagositoz için spesifik moleküllerin hücre yüzeyine maruz kalmasıyla karakterizedir. Bu işlem sırasında kromatinin (kromozomal DNA) parçalanması ve plazma zarının deformasyonu da vardır.

Programlanmış hücre ölümü, endotel hücrelerinde, farklı uyaranlar ve moleküler faktörler tarafından tetiklenebilir. Bunun hemostaz için önemli etkileri vardır (sıvı kan sızıntısının önlenmesi).

Böyle bir süreç yeniden şekillenme, gerileme ve anjiyogenezde (yeni kan damarlarının oluşumu) çok önemlidir. Vasküler endotelyumun bütünlüğünü ve işlevini etkileyebildiğinden, endotelyal apoptoz çok çeşitli insan hastalıklarının patogenezine katkıda bulunabilir.

İn vivo deneyler, bu patolojilerin diğerleri arasında arterioskleroz, konjenital kalp yetmezliği, diyabetik retinopati, amfizem, skleroderma, orak hücre hastalığı, sistemik lupus eritematozus veya trombotik trombositopenik purpurayı içerebileceğini düşündürmektedir.

Nerede bulunurlar?

Endotel hücreleri, adından da anlaşılacağı gibi, kanın ve lenfatik damarların iç yüzeyini kaplayan farklı endotelyum türlerinde bulunur.

Örneğin kan vasküler endotelyumunda, damarların ve arterlerin endotelyal hücreleri, hücrelerin sıkı bağlantılarla birbirine bağlandığı kesintisiz bir hücre tabakası oluşturur.

yapı

Kolektif olarak özdeş olmaktan çok uzak, endotel hücreleri, her biri kendi kimliğine sahip farklı şirketlerin devasa bir konsorsiyumu olarak görülebilir.

Vasküler dallar boyunca endotel hücrelerinin şekli önemli ölçüde değişir. Ayrıca, aynı vasküler sistem, organ veya damar tipinin farklı segmentlerine ait hücreler arasında önemli fenotipik farklılıklar olabilir.

Bu iddiaya rağmen, bunlar tipik olarak düz hücrelerdir ve endotel venüllerinde "tombul" veya kübik olabilir.

Kalınlığı, damarlarda ve kılcal damarlarda 0,1 μm'den aort arterinde 1 μm'ye kadar değişir ve yapısı, özellikle "hemodinamik kayma stresi" denilen birçok faktöre yanıt olarak yeniden şekillendirilir.

Endotel hücrelerinin uzunluğu, anatomik konumlarına göre farklılık gösterir, çünkü sıçanların kan damarlarında aortik endotel hücrelerinin uzun ve ince, pulmoner arterlerde ise daha kısa ve yuvarlak olduğu bildirilmiştir.

Bu nedenle, vücuttaki diğer birçok hücre gibi, endotel hücreleri, damar bariyerinin temel bir parçası olan ve 0.1 ila 1 mikron kalınlığında olan glikokaliks olarak bilinen bir protein ve şeker kaplamasıyla kaplıdır.

Bu hücre dışı "bölge", endotelyal hücreler tarafından aktif olarak üretilir ve dolaşımdaki kan ve hücreler arasındaki boşluğu kaplar. Hem vasküler korumada hem de hücre regülasyonunda ve hemostatik mekanizmalarda işlevleri olduğu gösterilmiştir.

Alt hücre yapısı

Endotel hücrelerinin hücre içi boşluğu, endositik moleküler taşıma yolları için kritik olan klatrin kaplı veziküller, multiviküler cisimler ve lizozomlarla doludur.

Lizozomlar, kendilerine endositoz tarafından yönlendirilen makromoleküllerin parçalanması ve geri dönüşümünden sorumludur. Bu süreç aynı zamanda hücre yüzeyinde, Golgi kompleksinde ve endoplazmik retikulumda da meydana gelebilir.

Bu hücreler aynı zamanda, plazma zarı ile ilişkili şişe şeklindeki veziküller olan ve genellikle lümen tarafına açık olan veya sitozolde serbest olabilen caveolae bakımından da zengindir. Bu yapıların bolluğu, dikkate alınan epitel tipine bağlıdır.

Türleri

Endotel hücreleri, bulundukları yere ve gelişme zamanına göre düzenlenen çok farklı fenotiplere sahip olabilir. Bu nedenle birçok yazar, bunların yalnızca yapıları açısından değil, aynı zamanda işlevleri açısından da farklılık gösterdikleri için oldukça heterojen olduğunu düşünmektedir.

Endotel, sürekli veya süreksiz olarak sınıflandırılabilir. Kesintisiz endotel, sırayla, fenestre olabilir veya olmayabilir. Fenestralar, hücre kalınlığı boyunca uzanan bir tür hücre içi "gözeneklerdir".

Kesintisiz fenestre olmayan endotelyum, beyin, deri, kalp ve akciğerlerin arterlerinin, damarlarının ve kılcal damarlarının iç kaplamasını oluşturur.

Öte yandan sürekli fenestre epitel, yüksek filtrasyon ve transendotelyal taşıma ile karakterize edilen alanlarda (ekzokrin ve endokrin bezlerin kılcal damarları, mide ve bağırsak mukozası, glomerüller ve renal tübüller) yaygındır.

Bazı sinüzoidal vasküler yataklar ve karaciğer dokusunun bir kısmı kesintili endotel ile zenginleştirilmiştir.

Özellikleri

Endotelyum, vazomotor ton kontrolü, kan hücresi trafiği, hemostatik denge, geçirgenlik, proliferasyon ve doğuştan gelen ve uyarlanabilir hayatta kalma ve bağışıklık gibi önemli fizyolojik fonksiyonlara sahiptir.

İşlevsel bir bakış açısından, endotel hücrelerinin temel bir bölme görevi vardır. Çoğalma açısından aktif olmadıklarından (yarı ömürleri 1 yıldan fazla olabilir) genellikle "sessizlik" durumundadırlar.

Genel işlevleri ve oluşturdukları endotelin işlevleri, geçirgenlik, kan hücresi kaçakçılığı ve hemostaz olarak ikiye ayrılabilir.

Hücresel trafik ve geçirgenlik işlevleri

Endotel, farklı çözünen maddelerin ve sıvıların kana ve kandan taşınmasına izin vermesi gerektiğinden yarı geçirgen bir yapıdır. Normal koşullar altında, kılcal damarların endotelyumunun esas olarak katıldığı endotelden kandan ve kana akış süreklidir.

Kılcal endotelyumun geçirgenlik fonksiyonunun bir kısmı, endotel hücrelerinde moleküllerin ve kemoatraktanların ekspresyonu ile elde edilen lökositlerin ve bazı enflamatuar aracıların damarlardan geçişine izin vermektir.

Bu nedenle, lökositlerin kandan alttaki dokulara taşınması, hemen hemen yalnızca kılcal damar venüllerinde meydana gelen ilk yapışma, yuvarlanma, durdurma ve yer değiştirme dahil olmak üzere çok adımlı yapışma kademelerini içerir.

Hücre trafiğine katılımları sayesinde, endotel hücreleri, önceden var olan damarlardan yeni damarların oluşumuna katıldıkları iyileşme ve iltihaplanma süreçlerinde yer alırlar. Doku onarımı için gerekli bir süreçtir.

Hemostazdaki işlevler

Endotelyum, vasküler duvarların bütünlüğüne zarar verildiğinde kanın korunmasına, sıvı durumuna ve sınırlı pıhtı oluşumunun desteklenmesine katılır.

Endotel hücreleri, yaşam boyunca aldıkları spesifik sinyallere bağlı olarak pıhtılaşmayı önleyen veya destekleyen faktörleri (antikoagülanlar ve pıhtılaştırıcılar) ifade eder.

Bu hücreler fizyolojik ve yapısal olarak plastik olmasaydı vücut dokularının büyümesi ve onarımı mümkün olmazdı.

Referanslar

1. Aird, WC (2007). Endotelin Fenotipik Heterojenliği: I. Yapısı, İşlevi ve Mekanizmaları. Dolaşım Araştırması, 100, 158-173.
2. Aird, WC (2012). Endotel Hücre Heterojenliği. Cold Spring Harbor Perspectives in Medicine, 2, 1–14.
3. Alphonsus, CS ve Rodseth, RN (2014). Endotelyal glikokaliks: vasküler bariyerin gözden geçirilmesi. Anestezi, 69, 777-784.
4. Back, N. ve Luzio, NR Di. (1977). Aterogenezde Trombotik Süreç. (B. Chandler, K. Eurenius, G. McMillan, C. Nelson, C. Schwartz ve S. Wessler, Eds.). Plenum Basın.
5. Chi, J., Chang, HY, Haraldsen, G., Jahnsen, FL, Troyanskaya, OG, Chang, DS, … Brown, PO (2003). Endotel hücre çeşitliliği, global ekspresyon profili ile ortaya çıkar. PNAS, 100 (19), 10623-10628.
6. Choy, JC, Granville, DJ, Hunt, DWC ve Mcmanus, BM (2001). Endotel Hücre Apoptozu: Biyokimyasal Özellikler ve Ateroskleroz için Potansiyel Çıkarımlar. J. Mol. Hücre. Cardiol., 33,1673-1690.
7. Sinemalar, BDB, Pollak, ES, Buck, CA, Loscalzo, J., Zimmerman, GA, Mcever, RP, … Stern, DM (1998). Fizyolojide ve Vasküler Bozuklukların Patofizyolojisinde Endotel Hücreleri. Amerikan Hematoloji Derneği Dergisi, 91 (10), 3527–3561.
8. Fajardo, L. (1989). Endotel Hücrelerinin Karmaşıklığı. Ödül Makaleleri ve Özel Raporlar, 92 (2), 241–250.
9. Kharbanda, RK ve Deanfield, JE (2001). Sağlıklı endotelin işlevleri. Koroner Arter Hastalığı, 12, 485-491.
10. Ribatti, D. (2007). Endotelyal progenitör hücrelerin keşfi. Tarihsel bir inceleme. Lösemi Araştırması, 31, 439-444.
11. Risau, W. (1995). Endotelin farklılaşması. FASEB Dergisi, 9, 926–933.
12. van Hinsberg, V. (2001). Endotelyum: Hemostazın vasküler kontrolü. European Journal of Obstetrics & Gynecology and Reproductive Biology, 95, 198–201.
13. Winn, R. ve Harlan, J. (2005). Endotel hücre apoptozunun inflamatuar ve immün hastalıklardaki rolü. Tromboz ve Hemostaz Dergisi, 3, 1815–1824.