Структурные и функциональные особенности сосудистого эндотелия

В статье обобщены основные представления о структуре и функции сосудистого эндотелия, при этом особое внимание уделяется роли кавеол в регуляции функции как самого эндотелия, так и в трансвезикулярном транспорте метаболических субстратов. Описана роль напряжения сдвига в активации сосудистого эндотелия и предполагаемые механизмы его действия.

В настоящее время накоплено значительное количество данных о важнейшей роли сосудистого эндотелия в патогенезе сердечно-сосудистых заболеваний. Эндотелий сосудов — сложный паракринный орган, вырабатывающий большое количество биологически активных веществ. Вариации и комбинации факторов микроокружения и локального кровотока в ходе дифференцировки клеток приводят к образованию специализированных форм эндотелия. По особенностям строения различают 3 основных типа эндотелия: непрерывный (соматический); фенестрированный (висцеральный); прерывистый (синусоидный).

Непрерывный эндотелий наиболее распространен в организме (капилляры скелетных мышц и гематоэнцефалического барьера). Составляющие его эндотелиальные клетки плотно прилегают друг к другу, связаны между собой при помощи плотных контактов и содержат множество пиноцитозных пузырьков, участвующих в транспорте метаболитов между кровью и тканями.

Фенестрированный эндотелий имеет фенестры — истонченные участки диаметром 50—80 нм, которые облегчают транспорт веществ между кровью и тканью. Больше всего фенестрированного эндотелия находится в капиллярных клубочках почки, эндокринных железах, ворсинках кишечника, в эндокринной части поджелудочной железы, печени.

Прерывистый эндотелий характеризуется наличием щелей между клетками, базальная мембрана прерывиста. Прерывистый эндотелий находится в органах, в которых происходит обмен клетками (например, в костном мозге).

Везикулы, стыки между эндотелиальными клетками, фенестры участвуют в транспорте веществ. Ультраструктурный фибриллярный субстрат эндотелия обеспечивает различные формы их подвижности; набухание эндотелия может привести к перекрытию просвета капилляра [1].

Структура эндотелия капилляров также специфична для каждого органа и соответствует его функции. Клетки сосудистого эндотелия выстланы гликокаликсом, основными компонентами которого являются различные углеводы в виде гликопротеидов, гликолипидов, моно- и полисахаридов и гликозаминогликанов. Белки, входящие в состав гликокаликса, связаны с сиаловой кислотой, гиалуромат-, гепарин- и хондроитинсульфатами [2]. Гликокаликс выполняет функции транспортного сетевого барьера для трансэндотелиального передвижения молекул и взаимосвязи эндотелия с форменными элементами крови [3]. Межклеточные связи эндотелия сосудов осуществляются благодаря их плотному соединению через интегриновые рецепторы с белками субэндотелиального матрикса. Кроме того, отдельные эндотелиоциты связываются в единый покров кадгерином — белком, экспрессируемым эндотелиальными клетками [4]. В формировании межклеточных связей участвует также молекула адгезии CD146. Эта молекула находится на поверхности эндотелиальных клеток независимо от калибра сосудов [5].

Поверхность эндотелиальных клеток, обращенная в просвет сосудов, образует множество инвагинаций, получивших наименование «кавеолы». Кавеолы — это липидные плоты (микродомены липидного бислоя клеточной мембраны, обогащенные холестерином, сфинголипидами и насыщенными фосфолипидами, в структуре которых обязательным компонентом является белок кавеолин [6]. В настоящее время идентифицировано 3 белка семейства кавеолинов: кавеолин-1, -2 и -3 (Cav-1, -2, -3), молекулы которых отличаются друг от друга несколькими фрагментами аминокислотных остатков, при этом отмечается зависимость их распределения от типа клеток. Необходимо подчеркнуть, что в эндотелиальных клетках происходит экспрессия Cav-1 и -2, тогда как экспрессия Cav-3 ограничена мышечной тканью, тем не менее все 3 кавеолина распространены в гладких мышцах [7—9]. Установлено также, что Cav-1 и -3 необходимы для формирования кавеол, в то время как Cav-2 не может самостоятельно обеспечить кавеологенез, а взаимодействует при этом с Cav-1 [9].

Кавеолины вовлечены в различные функции клетки, включая процессы эндоцитоза, метаболизма липидов, передачу сигналов, ангиогенез и процесс подавления опухолевого роста. Известно, что кавеолы участвуют в транспорте белков, при этом их транспорт осуществляется значительно быстрее, чем через остальную мембрану. Кавеолы и кавеолины являются важнейшими модуляторами передачи сигналов в клетке [10—12].

Установлено, что большинство из белков мем...

Бабушкина И.В., Сергеева А.С., Пивоваров Ю.И., Курильская  Т.Е., Корякина Л.Б.