血管内皮细胞的基本生物学特性

血管内皮细胞（endothelial cell）为衬贴在血管内皮腔面的单层扁平细胞，大小较一致，为多边形，宽为10～15μm，长为25～50μm，其长轴沿血管长轴排列。据估计，人体血管内皮细胞总数为1．2×1018，总面积约400m2。血管内皮被喻为心血管内分泌“器官”，功能极其复杂。成人的内皮细胞有一般细胞的细胞器，但都不太发达；在胚胎和新生动物血管及再生血管的内皮细胞中，内质网和高尔基复合体特别发达，这是细胞可能具有分泌活动的形态学证据。此外，还有一些大小相近，直径60～70nm的质膜小泡（plasmalemmal vesicle），以毛细血管内皮细胞中的最为典型。在胎胚早期血管发生时，内皮细胞先增生成索，其后出现充满液体的细胞间隙，也是内皮细胞具有分泌功能的一个表现。细胞化学的研究表明，内皮细胞含有多种酶，参与无氧酵解、氧化磷酸化和去磷酸化作用。有些酶主要位于质膜小泡中，如ATP酶、核苷磷酸化酶和5－核苷酸酶。内皮细胞还能合成和分泌硫酸黏多糖。

内皮细胞是更新比较慢的细胞群，细胞很少发生分裂，其游离面和基底面显著不同，在游离面有一层称为毛细血管内层或内皮内层的细胞衣，带负电荷，可防止血细胞聚集或凝集于血管壁；在基底面有基底膜，内含胶原蛋白，易被胶原酶消化，经此消化后，可把内皮细胞分离出来，供组织培养。人体主要器官和组织的血管内皮细胞现皆已培养成功，研究发现起源于组织微循环系统的血管内皮细胞在形态和功能上是不同于大血管的血管内皮细胞；不同器官和组织起源的微血管内皮细胞在其基因和表型上都有差异，这些差异与细胞所起源的器官和组织的功能特性密切相关。血管内皮细胞的一般特性有选择性通透性、抗血栓性、血管紧张性调节、毛细血管形成、产生细胞黏附分子等。

一、调节血管通透性

血管内皮细胞通过控制血液中可溶性物质、各种血浆大分子、血细胞成分进入周围组织，起选择性通透屏障作用，承担物质交换和主动运转功能。血管内皮细胞通过对流和弥散、细胞间隙扩散、吞饮小泡转运、内皮细胞小管运输与受体调节转运等功能转运物质。当受到炎性因子刺激后，毛细血管和小静脉的内皮细胞收缩，其间隙扩张，使生理条件下不能渗透到血管外的血浆中的高分子物质渗透至血管外，结果引起组织水肿。

二、维持血液流体状态

血管内皮细胞通过抗血栓形成、纤溶、抑制血小板聚集来维持血液的流体状态，通过以下不同途径调节血管内凝血机制。

（一）抗血栓形成

内皮细胞能生成少量乙酰肝素硫酸盐，合成和增加抗凝血酶Ⅲ和脂蛋白相关凝血抑制剂的内在活性，抑制凝血。内皮细胞也合成血栓调理蛋白，通过C蛋白途径清除血中凝血酶，使凝血因子Ⅴa、Ⅷ失活，C蛋白尚可与纤溶激活物抑制剂PAI－1结合，促进局部纤溶发生。

（二）纤溶活性

血管内皮细胞能合成组织型纤溶酶原激活物（t－PA）、PGI2，前者是高度特异丝氨酸蛋白酶，促进纤溶酶原分解为纤溶酶，从而启动血管内纤溶过程，后者通过升高细胞内cAMP而促进纤溶。

（三）抑制血小板聚集

血管内皮细胞合成的PGI2能抑制血小板激活。内皮细胞合成的内皮细胞衍生松弛因子（endothelium derived relaxing factor，EDRF），通过激活血小板内鸟苷酸环化酶使cGMP水平升高而抑制血小板聚集。

三、血管内皮细胞与血管张力

血管内皮细胞生理学研究的最大进展可能是发现并阐明了血管内皮细胞产生的一系列活性因子，这些因子参与调节血管平滑肌张力。

（一）血管内皮细胞产生的舒张因子

早在20世纪70年代人们就发现，花生四烯酸代谢物前列腺环素（PGI2）可强力松弛血管，1980年Furchgott等实验发现，乙酰胆碱诱导血管扩张的先决条件是血管内皮的完整性，即血管内皮细胞的存在，并证明血管内皮细胞产生了一种物质介导了这种血管松弛作用，称为EDRF，多种刺激（如血小板产物、激素、神经递质等血管活性物质）均可促进EDRF释放，1987年Moncada等证实EDRF的本质就是一氧化氮（nitric oxide，NO），NO是在一氧化氮合成酶（NOS）作用下由L－精氨酸合成的，NO的持续释放对维持血管的扩张状态具有重要作用，以后研究发现NO又是一种重要的细胞内信使因子，参与炎症、创伤修复等多种病理生理过程。此外，血管内皮细胞还分泌一种非NO的EDRF，称为内皮衍生超极化因子（EDHF），EDHF可诱发乙酰胆碱和其他多种介质超极化血管平滑肌膜。

（二）血管内皮细胞产生的收缩因子

早期人们观察到，花生四烯酸收缩血管依赖于内皮细胞释放某种介质，从而提出了血管内皮衍生收缩因子（EDCF）概念。1988年，Yanagisawa等首先从猪主动脉内皮细胞培养上清液中分离出一种具有很强的对蛋白酶敏感的血管收缩活性肽，并弄清了它的氨基酸序列、结构、前体及其生物合成的调节方式，即目前被命名的内皮素（endothelin－1，ET），ET是一个由21个氨基酸组成的多肽家族，已证实有ET－1、ET－2、ET－3三种异型，其中ET－1据称是迄今为止发现的最强的血管收缩剂。内皮素是首先作为一种前多肽合成的，之后转变为大内皮素，进一步在内皮素转换酶作用下裂解为活性多肽。现已证实，一些非内皮细胞，如巨噬细胞、多形核白细胞、Fb等也能合成内皮素。内皮素能影响不同大小和类型的内皮细胞。除具有强力收缩血管的作用外，内皮素尚有一些其他功效，内皮素是血管平滑肌细胞和Fb的有丝分裂原，而且具有增强生长因子的作用。