Эндотелий — определяющий фактор сохранения молодости сосудов

6 декабря 2022

Что такое эндотелий

Долгое время считалось, что эндотелиальные клетки служат только для облицовки внутренней поверхности стенок сосудов. На данный момент нам известно, что это высокоактивные клетки, выполняющие функции самостоятельного органа.

Старое правило гласит, что возраст человека определяется возрастом его кровеносных сосудов. Теперь мы знаем, что позволяет сохранять молодость сосудов и предотвращать опасные спазмы. Это клетки внутренней стенки сосудов, так называемые эндотелиальные клетки.

Не просто множество эндотелиальных клеток

Эндотелий — это граница, через которую поступают все вещества для дальнейшей передачи в организме. Эндотелиальные клетки обеспечивают регулируемый обмен веществ между кровью и окружающими клетками ткани через узкие каналы и просветы. Сквозь клеточную стенку ткани проходят электролиты, жиры и глюкоза. Таким же образом происходит перемещение клеток иммунной системы, требуемых в соседней ткани. При нормальном обмене обеспечиваются надлежащее снабжение и функционирование всех органов. Это, кроме того, уменьшает риск сердечно-сосудистых заболеваний.

Примерно 10 триллионов эндотелиальных клеток распределены по всему телу на площади, соответствующей площади примерно 6–8 теннисных кортов, а их общая масса составляет один килограмм. Уже одни эти цифры дают представление о том, насколько важны эндотелиальные клетки. В совокупности они образуют самый крупный орган во всем организме. Они являются одним из решающих факторов при сохранении здоровья организма и возникновении заболеваний, поскольку по метаболической активности они сопоставимы с печенью.

Тонкие различия между эндотелиальными клетками

Задачи эндотелия сильно различаются в зависимости от органа. Проницаемость эндотелиального слоя в печени значительно выше, чем в почках или головном мозге. Состав поступающих в кровоток и покидающих его веществ зависит от плотности и прочности связей между отдельными эндотелиальными клетками.

В головном мозге эндотелиальные клетки настолько тесно связаны друг с другом через, так называемые плотные контакты, что проникновение крупных молекул между клетками практически невозможно. Этот барьер из эндотелиальных клеток называется гематоэнцефалическим барьером. Жирорастворимые вещества, кислород и углекислый газ могут, при необходимости, проходить через этот барьер. Для прохождения через барьер всех остальных веществ, таких как сахар, гормоны или электролиты, требуются специальные транспортные белки, например, фактор роста эндотелия сосудов VEGF для глюкозы.

В других частях тела проницаемость эндотелиального слоя выше. Дополнительные поры между эндотелиальными клетками имеются во всех органах, где происходят процессы фильтрации, выделения и поглощения различных веществ. Например, в почках, слизистой оболочке желудка или железах внутренней секреции. 

Промежуточная стенка ограничивает проницаемость для воды, мелких молекул и водорастворимых веществ. В органах с быстрой циркуляцией жидкостей и крови, например, в печени и костном мозге, промежуточная стенка отсутствует. Здесь пространства между эндотелиальными клетками еще больше. По сравнению с преодолением гематоэнцефалического барьера проникновение веществ через эндотелиальный слой в этих органах происходит примерно в 100 раз быстрее.

Контроль кровообращения

Факт, что эндотелий имеет значительно больше функций, подтверждается его влиянием на кровообращение. На поверхности эндотелиальных клеток имеются небольшие сенсоры, которые постоянно контактируют с кровотоком.

Они непрерывно фиксируют характеристики кровотока и поступающие в него вещества. Впрочем, эндотелиальные клетки не только контролируют проходящий вдоль них кровоток, но и реагируют на полученную информацию. При изменении характеристик кровотока, например, при недостатке кислорода (гипоксии), эндотелиальные клетки выделяют высокореактивное вещество — оксид азота. Этот газ способствует расширению сосудов, поскольку проходит через эндотелий в течение нескольких секунд и обеспечивает расслабление прилегающего слоя мышечной ткани. Это приводит к снижению давления на сосуды и падению артериального давления. При этом ускоряется движение крови в организме, а также обеспечивается ее поступление в мельчайшие сосуды.

Оптимальная защита для кровеносных сосудов

Здоровые эндотелиальные клетки — лучшее средство от старения: если они в состоянии производить достаточное количество оксида азота, сосуды остаются молодыми. Благодаря ему сохраняется их эластичность и способность к адаптации. Этот газ также предотвращает прилипание компонентов крови к внутренней стенке сосуда, поскольку способствует сохранению ее гладкости и гибкости.

Для восстановления поврежденных сосудов следует задействовать возможности оксида азота. Например, для его выработки проводятся интервальные гипоксические тренировки. Тренировки позволяют увеличить выработку оксида азота и помогают всем пациентам, у которых уже проявляются симптомы атеросклероза и диабета второго типа. В обоих случаях выработка оксида азота значительно ограничена.

Медиатор воспаления

При воспалительных процессах эндотелий берет на себя своеобразную посредническую функцию. Поскольку в кровеносных сосудах редко возникают инфекции и происходит перерождение клеток, эндотелий просто удерживает циркулирующие в кровотоке лейкоциты в соответствующем месте. Они остаются на внутренней стенке сосуда и переносятся оттуда в расположенные ниже ткани для борьбы с инфекцией.

Стимуляция образования новых кровеносных сосудов

Новые кровеносные сосуды образуются в организме даже после рождения. Эндотелиальные клетки принимают активное участие в их образовании, поскольку они инициируют этот процесс путем выработки фактора роста эндотелия сосудов VEGF.

Процесс образования новых кровеносных сосудов обозначается медицинским термином «ангиогенез». Под этим процессом понимается не набор разрозненных элементов, а целостная система, которая постоянно контролирует надлежащее снабжение и функционирование всех органов. 

При нарушении кровотока, например, в случае травм или нарушения кровоснабжения, или во время занятий спортом, происходит активация эндотелиальных клеток. Для роста мышц требуется более активное кровообращение, то есть более обширная капиллярная сеть.

Гипоксия дает сильнейший импульс для роста сосудов. При этом не имеет значения, ограничивается ли недостаток кислорода отдельными группами мышц или возникает во всем организме, например, при поездке в горы или при гипокси-гипероксической тренировке. Как только клетки ткани перестают получать достаточное количество кислорода, происходит активация фактора, индуцируемого гипоксией (HIF), который стимулирует образование сосудов с помощью фактора роста эндотелия сосудов VEGF.

Коронавирус и сахар — враги эндотелия

Эндотелиальные клетки очень чувствительны к сахару. Под его действием белки слипаются и затвердевают в стенке сосуда, что приводит к постоянному нарушению ее функционирования. Медики называют процесс «засахаривания» белков гликированием. Последствия чрезмерного употребления сладостей могут проявляться как у здоровых людей, так и у людей с диабетом. Они приводят к старению и могут вызвать целый ряд осложнений при диабете.

Жир в области живота также влияет на деятельность эндотелиальных клеток. Наряду с гормонами он в большом количестве вырабатывает провоспалительные цитокины. Они запускают хронический воспалительный процесс, который долгое время остается незамеченным. Этот медленный, но опасный процесс отрицательно влияет на функции эндотелиальных клеток. Он приводит к изменению их проницаемости и повышению вероятности отложений на стенках сосудов.

Новым «врагом» эндотелия стал коронавирус. После поступления в кровь через легкие он разрушительно воздействует на стенки сосудов. Он способен повредить и даже полностью разрушить эндотелиальные клетки. Снабжение органов кислородом и питательными веществами ухудшается вплоть до полного прекращения и возникновения, так называемой полиорганной недостаточности. В ходе исследований, у людей, умерших от коронавируса, были обнаружены тромбы в сосудах различных органов и воспаление внутренней поверхности сосудов. Самому серьезному разрушению подверглись эндотелиальные клетки легких, сердца и кишечника. Многие из обследованных ранее страдали заболеваниями, связанными с повреждением эндотелия, такими как гипертония, диабет или ожирение.