Tessuto endoteliale

Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.
Tessuto endoteliale
Microvessel.jpg
Cellule endoteliali, le quali formano la tonaca intima, che circonda un eritrocita (E)

Il tessuto endoteliale è un tipo particolare di tessuto epiteliale pavimentoso semplice [1][2] di derivazione mesenchimale che riveste la superficie interna dei vasi sanguigni, dei vasi linfatici e del cuore (endocardio).[3] L'endotelio è l'organo più voluminoso del corpo umano, ha un peso totale di 1,0-1,8 Kg e una superficie stimata di circa 400 m2 (secondo altri autori 1000 m2).[4][5]

Le cellule che formano l'endotelio sono chiamate cellule endoteliali. Le cellule endoteliali in contatto diretto con il sangue sono chiamate cellule endoteliali vascolari, mentre quelle in contatto con linfa sono conosciute come cellule endoteliali linfatiche. Le cellule endoteliali vascolari si trovano nell'intero sistema circolatorio, dal cuore ai capillari e sono esposte sia al flusso ematico che alle molecole del plasma. La loro struttura presenta variazioni a seconda dei diversi compartimenti cui appartengono (arterioso, venoso e capillare). Vi sono notevoli differenze nelle cellule endoteliali che sono deputate a funzioni di filtraggio speciali; esempi di tali strutture possono essere trovate nei glomeruli renali e nella barriera emato-encefalica.

Sulla base del tipo di contatto che si stabilisce tra le cellule endoteliali, l'endotelio viene classificato in continuo o discontinuo; l'endotelio continuo è ulteriormente distinto in fenestrato e non fenestrato. L'endotelio continuo non fenestrato si ritrova sia nei capillari (cutanei, muscolari, polmonari, cerebrali, spinali e reitinici) che nell'endocardio e nell'intima delle arterie e delle vene, mentre gli altri tipi sono esclusivi di alcuni letti capillari (endotelio fenestrato dei capillari renali e glomerulari, delle ghiandole esocrine ed endocrine, dei villi intestinali e dei plessi coroidei; endotelio discontinuo dei sinusoidi epatici, splenici e midollari).

Le cellule endoteliali possiedono funzioni molto diverse che sono di primaria importanza per la biologia vascolare e il mantenimento dell'omeostasi. L'endotelio costituisce una barriera anatomica tra il sangue e la parete vasale o, nel caso dei capillari, tra il sangue e il fluido interstiziale: si tratta sia di una barriera fisica semipermeabile che di una interfaccia biologica capace di rispondere ai segnali chimici e meccanici generati dai due compartimenti tra i quali l'endotelio è interposto. Le sue funzioni comprendono: regolazione del tono muscolare e della struttura dei vasi; filtrazione dei fluidi; controllo dell'emostasi; controllo dell'infiammazione (reclutamento dei neutrofili); funzioni metaboliche (metabolismo delle lipoproteine e di alcuni ormoni).

Anatomia microscopica[modifica | modifica wikitesto]

La cellula endoteliale è una cellula pavimentosa mononucleata, di forma poligonale allungata, con prevalenza della morfologia allungata nelle arterie e di quella poligonale nelle vene. La forma allungata, orientata secondo la direzione del flusso, domina dove il flusso è rapido, unidirezionale e laminare, mentre è meno evidente nei tratti a flusso lento e disturbato. Lo spessore medio delle cellule endoteliali varia da 0,1-0,2 μ nei capillari e nelle vene a 1 μ nell'aorta ed è massima a livello del nucleo (2-3 μ); la lunghezza si aggira intorno ai 30-50 μ e la larghezza ai 10-20 μ. Le cellule endoteliali sono cellule polarizzate, in quanto la superficie luminale è differente da quella abluminale (basale).

Il nucleo è ovoidale e allungato e il citoplasama contiene, oltre ai consueti organelli (Golgi, qualche mitocondrio, reticolo endoplasmatico, ribosomi, lisosomi e citoscheletro), numerose vescicole e i Corpi di Weibel-Palade (WPB). I WPB sono vescicole secretorie specifiche delle cellule endoteliali che al microscopio elettronico appaiono allungate (rod-shaped), con dimensioni di circa 0.2 x 2 μ, elettrondense e di aspetto regolarmente striato per la presenza di strutture tubulari parallele, costituite dai polimeri del Fattore di von Willebrand (VWF).[6] Oltre a VWF, i corpi WPB contengono la proteina adesiva P-selettina.

La superficie cellulare luminale è "rivestita" dal glicocalice e dallo strato endoteliale superficiale (ESL). Il glicocalice è uno strato glicoproteico con spessore variabile a seconda dello stato funzionale della cellula, che in media misura circa 60-110 nm. Qusto rivestimento è ricco di cariche negative ed è composto da glicoproteine (es. molecole adesive, molecole del sistema emostatico), eparansolfato-proteoglicani (es. sindecano, glipicano) e glicolipidi di membrana; la componente glucidica di queste molecole sporge dalla superficie della membrana cellulare. Al glicocalice luminale aderiscono molecole plasmatiche, che formano un strato molto più spesso (500-1000 nm) che ricopre il glicocalice e che viene indicato come strato endoteliale superficiale (ESL). Sia il glicocalice che l'ESL hanno una notevole importanza funzionale, in quanto agiscono da filtro molecolare e influenzano la permeabilità, modulano lo shear stress e inibiscono l'adesione di leucociti e di piastrine.[7] Nei piccoli vasi e nei capillari la presenza di questo strato aumenta le resistenze al flusso e respinge i globuli rossi, tanto che è stato calcolato che nei capillari muscolari l'ematocrito ha valori più bassi rispetto ai valori sistemici. Durante i processi infiammatori il glicocalice scompare, consentendo l'adesione dei leucociti all'endotelio.

La superficie endoteliale basale è fermamente ancorata alla matrice extracellulare (ECM), più precisamente alla membrana basale (vedi anche intima). Tale ancoraggio è opera dl due classi di proteine che mediano l'adesione cellula-ECM, le integrine e gli eparansolfato-proteoglicani (sindecano): quasi tutte le proteine che compongono la ECM possiedono siti di legame per entrambe le classi.[8][9] Le integrine e i sindecani presentano un dominio extracellulare (che si lega all'ECM), un dominio transmembranaceo (che attraversa la membrana cellulare) e un dominio intracellulare (che interagisce con il citoscheletro). In tal modo queste molecole adesive si comportano da meccanocettori che rispondono alla deformazione e trasmettono messaggi dall'ambiente extracellulare all'interno della cellula. Le molecole adesive possono essere organizzate in complessi strutturali dinamici chiamati "adesioni focali", piccole regioni elettron-dense della membrana cellulare basale. Le adesioni focali hanno di solito forma allungata, con il diametro maggiore di pochi micron, e sono strettamente aderenti alla ECM e dirattamente connesse al citoscheletro.[10] La loro impalcatura portante è costituita dalle integrine, ma alla loro formazione partecipano oltre un centinaio di proteine diverse, sindecani inclusi. Le adesioni focali sono complessi macromolecolari dinamici, in quanto vengono assemblate e disassemblate a seconda delle necessità della cellula.

Nell'endotelio continuo, i margini delle cellule endoteliali tendono a sovrapporsi alle cellule adiacenti, cosicché tra le cellule si vengono a creare delle fessure o spazi intercellulari di circa 15-20 nm di ampiezza, occupati da glicosaminoglicani. Tra le cellule contigue si stabiliscono anche zone circoscritte di contatto più ravvicinato, dove le cellule aderiscono intimamente tra loro, in modo da creare una barriera anatomica dinamica che limita la diffusione delle molecole plasmatiche e delle cellule ematiche. Le strutture macromolecolari responsabili di tale intima adesione sono indicate come "complessi giunzionali" (giunzioni cellulari) e sono distinte in: giunzioni aderenti, giunzioni occludenti e giunzioni comunicanti.

Il citoscheletro è formato dai filamenti di actina e dalle proteine ad essi associate (miosina, vinculina). Nelle cellule endoteliali osservate con il microscopio elettronico, il citoscheletro appare organizzato in tre sistemi fondamentali: una rete periferica di filamenti posti subito al di sotto della membrana plasmatica; un addensamento submembranoso di microfilamenti in corrispondenza della superficie basale e delle giunzioni intercellulari; fibre dello stress (fasci di microfilamenti) connessi con le adesioni focali della membrana plasmatica basale e con la membrana plasmatica apicale.[11] Il citoscheletro è importante per mantenere la morfologia della cellula, per stabilizzare l'integrità delle strutture di adesione e per modulare la permeabilità endoteliale.[12] La riorganizzazione del citoscheletro in risposta agli stress emodinamici (vedi Patobiologia dell'aterosclerosi - Endotelio e stress emodinamici) si accompagna a modificazioni della forma cellulare. L'esposizione a uno stress da attrito (shear stress) elevato induce un maggior sviluppo delle fibre dello stress, uno sviluppo minore della rete periferica di filamenti e un allungamento della forma cellulare; lo shear stress basso ha un effetto opposto sull'organizzazione dei microfilamenti e determina l'assunzione di una forma poligonale.[13]

Fisiologia[modifica | modifica wikitesto]

L'endotelio è un organo endocrino, paracrino e autocrino in grado di liberare una gran varietà di sostanze nel sangue o nello spazio interstiziale, le quali possono agire a distanza, sulle cellule vicine o sulla stessa cellula endoteliale che le ha prodotte. Le sostanze prodotte dall'endotelio comprendono composti vasoattivi, fattori di crescita, mediatori dell'infiammazione (citochine, chemochine), molecole adesive, molecole della sostanza extracellulare, prodotti del sistema emostatico, enzimi. Attraverso questa ampia gamma di composti l'endotelio interviene nel controllo dell'omeostasi vasale, dell'infiammazione, dell'immunità, dell'emostasi e svolge una serie di importanti funzioni metaboliche. L'attività secretoria dell'endotelio è sia costitutiva (basale) che inducibile in risposta a stimoli meccanici e chimici. Per la sua posizione di interfaccia sangue/tessuto-parete vasale, l'endotelio è in grado di rispondere ai cambiamenti del flusso, alle molecole plasmatiche, alle cellule ematiche e agli stimoli provenienti dall'ambiente subendoteliale.

Una delle dimostrazioni più eclatanti dell'importanza dell'endotelio si ricava dal fatto che l'applicazione dell'acetilcolina alla superficie intimale integra causa dilatazione del vaso, mentre dopo rimozione dell'endotelio l'applicazione provoca vasocostrizione. Questo apparente paradosso ha la sua spiegazione nel fatto che la vasodilatazione è determinata dall'azione dell'acetilcolina sull'endotelio, mentre la vasocostrione è dovuta alla stimolazione diretta delle cellule muscolari lisce.

Permeabilità[modifica | modifica wikitesto]

L'endotelio continuo si comporta da membrana semipermeabile che impedisce il libero passaggio di cellule ematiche e proteine plasmatiche. In tal modo l'endotelio controlla la quantità e la composizione del liquido interstiziale presente nei tessuti, parete arteriosa compresa. Poiché il liquido interstiziale è il mezzo fisico che mette in comunicazione il sangue con le cellule dei tessuti, la permeabilità dell'endotelio svolge una funzione vitale per l'organismo. La permeabilità è una funzione dinamica che viene modulata a seconda delle necessità fisiologiche e delle condizioni patologiche, come nel caso delle reazioni infiammatorie, nelle quali la permeabilità endoteliale aumenta enormemente.

Il passaggio dei soluti attraverso l'endotelio avviene lungo due vie: la via intercellulare (o via paracellulare) e la via transcellulare. La prima utilizza gli spazi (fessure) tra le cellule endoteliali, mentre la seconda si avvale delle vescicole citoplasmatiche.[14]

Le fessure interendoteliali hanno una larghezza di circa 6-7 nm e sono attraversate dai ponti proteici, costituiti dalle proteine adesive, che legano fra loro le cellule endoteliali adiacenti.

Stressossidativo.jpg

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ M.H. Ross e W. Pawlina, Tissues: concept and classification, in Histology, 6ª ed., Philadelphia, Lippincott - Williams & Wilkins, 2011, p. 102, ISBN 978-0-7817-7200-6.
  2. ^ Atlante di Citologia ed Istologia - Tessuto Connettivo, su www.atlanteistologia.unito.it. URL consultato il 16 gennaio 2016.
  3. ^ Definizione su Treccani.it, treccani.it. URL consultato il 15 giugno 2012.
  4. ^ M.A. Creager, J. Loscalzo e V.J. Dazau, Vascular medicine, Philadelphia, Saunders-Elsevier, 2006, p. 1, ISBN 978-0-7216-0284-4.
  5. ^ A.R. Pries, Normal endothelium, in Handbook of experimental pharmacology, vol. 176, 2006.
  6. ^ K.M. Valentijn, Functional architecture of Weibel-Palade bodies, in Blood, vol. 117, 2011, pp. 5033–5043.
  7. ^ B.F. Becker, Therapeutic strategies targeting the endothelial glycocalyx: acute deficits, but great potential (PDF), in Cardiovasc. Res., vol. 87, 2010, pp. 300-310.
  8. ^ M.R. Morgan, Synergistic control of cell adhesion by integrins and syndecans, in Nat. Rev. Mol. Cell Biol., vol. 8, 2007, pp. 957-969.
  9. ^ X. Xian, Syndecans as receptors and organizers of the extracellular matrix (PDF), in Cell Tissue Res., vol. 339, 2010, pp. 31-46.
  10. ^ A. Huttenlocher, Integrins in Cell Migration, in Cold Spring Harb. Perspect. Biol., vol. 3, 2011, p. 6.
  11. ^ G. Gabbiani, Organization of actin cytoskeleton in normal and regenerating arterial endothelial cells, in Proc. Natl. Acad. Sci. USA, vol. 80, 83, pp. 2361–2364.
  12. ^ M.D. Shasby, Role of endothelial cell cytoskeleton in control of endothelial permeability, in Circ. Res., vol. 51, 1982, pp. 657–661.
  13. ^ P.L. Walpola, Monocyte adhesion and changes in endothelial cell number, morphology, and F-actin distribution elicited by low shear stress in vivo, in Am. J. Pathol., vol. 142, 1993, pp. 1392–1400.
  14. ^ L. Claesson-Welsh., Vascular permeability--the essentials, in Ups J. Med. Sci., vol. 120, 2015, pp. 135-143.

Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

Altri progetti[modifica | modifica wikitesto]

Collegamenti esterni[modifica | modifica wikitesto]