Анатомия и физиология системы кровообращения

Роль эндотелия сосудов в регуляции их просвета

Эндотелий сосудов обладает способостью синтезировать и выделять факторы, вызывающие расслабление или сокращение гладких мышц сосудов в ответ на разного рода стимулы. Общая масса эндотелиоцитов, монослойно выстилающих кровеносные сосуды изнутри (интима), у человека приближается к 2000 г. Общая масса, высокая секреторная способность эндотелиальных клеток как «базальная», так и стимулируемая физиологическими и физико-химическими (фармакологическими) факторами, позволяет рассматривать эту «ткань» как своеобразный эндокринный орган (железу). Распределенный по сосудистой системе, он, очевидно, предназначен для вынесения своей функции непосредственно к гладкомышечным образованиям сосудов. Период полужизни выделяемого эндотелиоцитами инкрета очень мал – 6–25 с (в зависимости от вида и пола животного), но он способен сокращать или расслаблять гладкие мышцы сосудов, не оказывая влияния на эффекторные образования других органов (кишечник, бронхи, матка).

Эндотелиоциты представлены во всех отделах кровеносной системы, однако в венах эти клетки имеют более округлую форму, чем вытянутые по ходу сосуда эндотелиоциты артерий. Соотношение длины клетки к ее ширине в венах 4.5–2:1, а в артериях – 5:1. Последнее связывают с различиями скорости кровотока в указанных отделах органного сосудистого русла, а также со способностью эндотелиальных клеток модулировать напряжение гладких мышц сосудов. Эта способность, соответственно, заметно ниже в венах, по сравнению с артериальными сосудами.

За открытие участия эндотелия в дилатации артерий, характеристику оксида азота и циклического ГМФ как молекул, ответственных за этот феномен, идентификацию энзимов, способных продуцировать оксид азота, группе ученых (Р. Фуршгот, Ф. Мюрад и Л. Игнарро) была присуждена Нобелевская премия по медицине за 1998 год.

Таким образом, эндотелий играет ведущую роль:

Активация эндотелия

Эндотелиальные клетки находятся в постоянно активированном состоянии благодаря механическим и химическим стимулам.

Механические стимулы

«Напряжение сдвига» (т. е. тангенциальное давление кровотока на эндотелиальные клетки) – один из основных стимулов, активирующих эндотелий.

Сокращение сердечной мышцы

Увеличение физиологического «напряжения сдвига»
влияет на выработку вазодилататоров эндотелием

Таким образом, эндотелий играет большую роль в регуляции базального сосудистого тонуса в зависимости от энергетических затрат на периферии.

Химические стимулы

Более того, большое количество циркулирующих биологически активных веществ, таких как брадикинин, серотонин, ацетилхолин, AДФ, тромбин, адреналинн и т. д., также активирует эндотелий, взаимодействуя со специфическими рецепторами, расположенными на стенке эндотелиальных клеток.

Наличие чувствительности эндотелиоцитов к скорости кровотока, выражающееся в выделении ими расслабляющего гладкие мышцы сосудов фактора, приводящего к увеличению просвета артерий, обнаружено у всех изученных магистральных артерий млекопитающих, включая человека. Выделяемый эндотелием фактор расслабления в ответ на механический стимул – высоколабильное вещество, принципиально не отличающееся по своим свойствам от медиатора эндотелий-зависимых дилататорных реакций, вызываемых фармакологическими веществами. Последнее положение утверждает «химическую» природу передачи сигнала от эндотелиальных клеток к гладкомышечным образованиям сосудов при дилататорной реакции артерий в ответ на увеличение кровотока. Таким образом, артерии непрерывно регулируют свой просвет соответственно скорости течения по ним крови, что обеспечивает стабилизацию давления в артериях в физиологическом диапазоне изменений величин кровотока. Этот феномен имеет большое значение в условиях развития рабочей гиперемии органов и тканей, когда происходит значительное увеличение кровотока; при повышении вязкости крови, вызывающей рост сопротивления кровотоку в сосудистой сети. В указанных ситуациях механизм эндотелиальной вазодилатации может компенсировать чрезмерное возрастание сопротивления кровотоку, ведущее к уменьшению кровоснабжения тканей, увеличению нагрузки на сердце и уменьшению минутного объема кровообращения. Высказывается мнение, что повреждение механочувствительности сосудистых эндотелиоцитов может быть одним из этиологических (патогенетических) факторов развития облитерирующего эндоартериита и гипертонической болезни.

Вазодилататор, секретируемый эндотелием: оксид азота (NO)

Оксид азота (NO, вначале был обозначен как эндотелиальный фактор релаксации или ЭФР) является наиболее важным вазодилататором, продуцируемым эндотелием сосудов.

Это летучий газ с периодом полураспада всего в несколько секунд, секретируемый эндотелием, быстро распространяющийся в направлении к гладкомышечным клеткам и в сторону просвета сосуда.

Секреция NO

NO образуется в эндотелиальных клетках в процессе трансформации L-аргинина в цитрулин под воздействием NO-синтетазы. Большое количество БАВ (такие как брадикинин, АЦХ, Субстанция P), а также механические раздражители (преимущественно «напряжение сдвига») активируют фермент NO-синтетазу.

Роль NO

Прямой вазодилатирующий эффект

Быстрое распространение NO из эндотелия в нижележащие гладкомышечные клетки вызывает их расслабление за счет повышения уровня циклического гуанинмонофосфата (цГМФ) и соответственно уменьшения концентрации ионов Са внутри клетки. Релаксация сосудистой стенки приводит к уменьшению сосудистого сопротивления и обеспечивает локальную регуляцию артериального давления.

Медиатор вазодилатации

В дополнение к его эндотелий-зависимому механизму, NO может влиять на сосудистый тонус опосредовано через NANC нейроны, для которых он является одним из основных медиаторов. Хотя, теоретически это может быть важным, точное физиологическое значение данных вазодилатирующих нервов еще не уточнено.

Торможение агрегации тромбоцитов

Оксид азота также распространяется в просвете сосуда, где тормозит агрегацию тромбоцитов, содействуя таким образом антитромботическим свойствам сосудистой стенки.

Другие сосудистые эффекта NO

NO тормозит пролиферацию гладкомышечных клеток, адгезию моноцитов, экспрессию молекул адгезии и синтез эндотелина-1 (вазоконстриктора, выделяемого эндотелием, влияющего на гладкомышечные клетки).


Полное оглавление
раздела для врачей
 


Сайт медицины критических состояний
www.critical.ru