血管内皮细胞的功能及其作用

血管内皮细胞是连续被覆在全身血管内膜的一层细胞群,这一细胞群被体外细胞培养成功以来,对它已有了很深入的了解。现在认为,内皮层不仅仅是血液和组织的屏障,还具有其他多种功能,如①减少血管通透性,调节组织与血液的物质交换,防止血浆成分和血液细胞无序地侵入;②防止血栓形成,平衡抗血液凝固纤溶系统和抗血小板功能,维持血液的流动性;③调节血管平滑肌功能,合成和分泌调节血管平滑肌舒张和收缩的相关因子;④抑制血管壁细胞的游走和增殖。

1.减少血管的通透性　动脉粥样硬化病灶,好发于动脉分支处。从血流动力学上分析,这些部位是血流速度缓慢且易形成涡流的地方。在这里由于加在血管壁血流的物理压力被分为垂直方向和切线方向,以力学表示,前者是血压,后者是切力。血压可以通过内皮下黏膜弹性组织感受和缓冲,一般来说,血压越高,血管通透性越高。切力对内皮细胞及通透性的作用,虽已在研究但结果不明确。动脉粥样硬化灶内脂质沉积于内膜,在新生的内皮组织更为显著。体内实验观察到血浆成分向内皮下浸润是在内皮细胞分裂间期介入的。为了解脂质如何通过内皮细胞,将内皮细胞与低密度脂蛋白共同培养,发现内皮细胞的ApoB、ApoE受体与内皮细胞转运低密度脂蛋白(LDL)无关,相反在组胺和凝血酶刺激状态下,通透性明显增强,LDL大量入侵。由此可见,一些生物因子(如组胺)、切力、新生内皮细胞与内皮细胞通透性都有一定关系。

2.防止血栓形成　19世纪病理学家Virchow提出血栓形成的三大要素为血管壁损害、血流停滞及血液抗凝系统异常。内皮细胞在正常情况下发挥抗血栓形成作用,维持血液流动性,但在血管壁受损和细胞素存在等外部因素作用下,组织因子(tissue factor,TF)被激活,内皮细胞抗血栓能力减弱,血栓就容易在血管壁内形成。在某些病理情况下,如内毒素的释放、细胞素等的刺激,亦可活化组织因子,引发弥散性血管内凝血(disseminated inravascular coagulation,DIC)。心肌梗死、脑梗死等疾病也是由于血管内皮的破损、脱落而引发血栓。这些情况都与血管内皮细胞抗血栓作用下降有关。血管内皮细胞抗血栓作用的机制主要表现为:①合成和分泌抗凝因子,如分泌凝血调节蛋白(thrombomodulin)、肝素样物质和组织因子通路阻抑因子(tissue factor pathway inhibitor,TFPI);②合成和分泌促进纤溶因子,如组织纤溶蛋白激活因子(tissue plasminogen activator,t-PA);③合成和分泌抑制血管扩张和血小板凝集的因子,如分泌前列腺环素(prostacycline)、内皮细胞分泌的平滑肌松弛因子。这些因子共同作用,使血液保持流通状态,阻止血栓形成。

3.血管调节功能　血管壁持续痉挛收缩是高血压和急性缺血发生的重要原因。1980年,Furchgott首次报道血管内皮细胞释放平滑肌松弛因子(EDRF)。除凝血酶等生物活性物质能刺激EDRF释放之外,血流切力等机械因素也能促使其释放。相反,高龄、高血压、动脉硬化、LDL等抑制其合成和释放。如前所述,EDRF具有抗血小板活性和抑制平滑肌增殖的作用,被认为与动脉硬化及其合并症以及高血压形成有关。另外,日本学者报道内皮细胞还能够分泌一种21个氨基酸短肽的平滑肌收缩因子,有关方面的研究已引起关注。

4.血管内皮细胞自身增殖和游走　动脉硬化时血管内皮细胞可被诱导对血管平滑肌的增殖发挥抑制作用,这一机制除了前述的由内皮细胞分泌的多种因子作用外,血管内皮细胞自身在血小板、白细胞分泌的游走因子和血流切力刺激下也能增殖和游走。这一功能可能与动脉硬化灶的修复和新血管生成有关。