调节血管平滑肌细胞的增殖及迁移
内皮细胞能合成分泌几种促进或抑制生长的因子来改变平滑肌细胞和成纤 维细胞的增殖和功能，实现对管壁修复的调节作用。
• 促进平滑肌细胞增殖的物质
血小板衍生生长因子（PDGF）、转化生长因子（TGF）、成纤 维生长因子（FGF）、内皮素（ET）、血管紧张素II（Ang II）、 神经肽Y（NPY）、 血管内皮生长因子（VEGF）等。
• 缩血管物质
内皮素（ET） 由EC 转化血液中的血管紧张素Ⅰ(Ang Ⅰ) 而来的Ang Ⅱ 血小板活化因子（PAF）、血栓素A2 ( TXA2) 等
Endothelial cell functions
• Maintaining the vascular tone: Vasodilation and Vasoconstriction
调节血管通透性
• 血管壁内外物质交换和转移的选择性的通透屏障
内皮细胞间的紧密连接能有效地防止血浆成分和血液细胞无序地漏出。 正常只有1-10%的血浆蛋白能通过血管壁进入周围组织
• 物质转运的方式：
(1)对流和弥散(主要是水、气体和脂溶性物质)；(2)通过内皮细胞间隙的 扩散；(3)吞饮小泡的转运；(4)穿内皮小管的运输；(5)受体调节的转运
Lung Microvascular Endothelial Cells - HMVEC-L stained for von Willebrand factor
HUVECs
F-actin microfilaments yellowish von Willebrand factor (Weibel-palade bodies) orange vinculin plaques greenish nuclei blue (DAPI)
Tousoulis, et al., Heart 2005; 91: 353-358.
NO/EDRF
——作用最强的舒血管物质
• 合成途径
在eNOS的作用下由L-arg合成
• 舒血管机制
NO↑ →激活GC → 胞内cGMP↑ → 平滑肌内内游离Ca2＋↓ →活化cGMP依赖性蛋白激酶 → 改变细胞内一系列蛋白质 磷酸化状态 → 肌球蛋白轻链脱磷酸化 → 平滑肌细胞松弛
• 抑制平滑肌增殖的物质
肝素类蛋白聚糖、EDRF/NO、PGI2、降钙素基因相关肽 （CGRP）等。
TGF
• TGFα
– 主要促进平滑肌细胞的生长。
• TGFβ
– 单独的作用主要是抑制细胞的生长与分化。 – 在有EGF、PDGF同时存在的协同作用下，能促进平滑肌细胞生长。 – 低剂量能促使PDGF-AA的合成与分泌，协同地刺激平滑肌生长。 – 高剂量时促使PDGF-AA分泌地同时，使PDGF地受体下调，从而减弱
W. Rose
维持血管壁的完整性
• 内皮细胞、血管平滑肌细胞和成纤维细胞等构 成了血管壁的主要细胞成分
• 内皮细胞通过它的合成物质与内皮下组织一起 参与了维持血管壁的完整性
• 在组织损伤修复的过程中，血管的再生是通过 内皮细胞的分裂和增殖而完成的
内皮细胞合成分泌的血管活性物质
• 舒血管物质
内皮依赖性舒张因子（NO/EDRF） 前列环素（PGI2 ） 血管内皮细胞超极化因子（ EDHF ） 缓激肽、乙酰辅酶A等
Peter Agre
Chemistry 2003 For discovery of water
channels
讲述内容
• 血管内皮细胞的形态结构 • 血管内皮细胞的功能 • 血管内皮细胞的异质性 • 血管内皮细胞功能障碍 • 血管内皮细胞功能的测定 • 血管内皮功能异常与心血管疾病
血管内皮细胞的形态结构
Vasoconstriction and dilatation
Normal
Vasoconstriction Vasodilatation
Vasoconstriction and dilatation
↓ Resistance to flow
↑ Resistance to flow
Vasodilatation
• 抗血小板粘附 • 促进纤溶
一般性抗凝
• 血管内皮细胞合成释放的调节血管舒张和收缩的活性 物质，维持血管壁的正常张力及保持血液的正常流动， 由此产生的切变应力可阻止血细胞的黏附。
• 内皮细胞能结合血浆中的肝素起到局部的抗血栓作用。
合成蛋白聚糖和抗凝血酶III
• 内皮细胞表面结合有大量的带负电荷的硫酸乙酰肝素，可排斥带 相同电荷的血细胞，使其不能靠近内皮细胞。
临床病理生理学
血管内皮细胞与心血管疾病
VEC and Cardiovascular Diseases
武汉大学医学院 病理生理学教研室
王保华 2008-10
Recent Nobel Prizes related to endothelial physiology
Physiology 1998
For discoveries concerning nitric oxide as a signalling molecule in the cardiovascular system.
层主要由多糖构成的细胞外衣，称为“fuzzy coat”。
LUMEN
Tunica intima
Tunica adventitia
Tunica media
LUMEN
Can you see the endothelium?
Note the individual Endothelial Cells
Vasoconstriction
Endothelial Apoptosis
Normal
Apoptosed
Human Umbilical Artery Endothelial Cells (HUAEC)
Human Umbilical Vein Endothelial Cells (HUVEC)
Weibel-Palade body (arrows) in the cytoplasm of endothelial cell
• 循环血液与血管壁内皮下组织之间的单层细胞，通过各种 结缔组织纤维，附着在内皮下组织。
• 形态扁平、略长、呈多角形，细胞相互排列紧密，呈“鹅卵 石”样外观 。
• 形态学标记：Weibel－Palade小体（Von Willebrand因子 贮存和加工构器官）。
• 内皮细胞之间的连接有粘附连接、紧密连接和缝隙连接。 • 内皮细胞的管腔面上存在有突起的微绒毛，上面覆盖着一
• 纤溶酶原激活物抑制物( PAI)
– 抑制纤溶酶原激活物（ t-PA 及u-PA ），抑制纤溶。
• 凝血酶激活的纤溶抑制物 (TAFI)
– TM在止血过程中有双相效应，它与凝血酶结合后，通过PC 发挥抗凝作用，同时又可通过增强TAFI 的活化抑制纤溶反应。
血管内皮细胞的抗凝功能
• 抗凝血作用 – 一般性抗凝 – 合成蛋白聚糖和抗凝血酶III – 血栓调节蛋白和蛋白C – 合成组织因子途径抑制物( TFPI) – α-2-巨球蛋白：有抗蛋白酶活性，对多种凝血因子有抑 制作用
• 其它作用
(L-NMMA) = N(G)-mono-methyl-L-arginine
Shear stress ↑ → eNOS activation → NO production ↑ → smooth muscle relaxation
Galley & Webster 2004
W. Rose
PDGF-AA地促生长效应。
ET
• 强烈地血管收缩剂，同时能促进平滑肌细胞分裂，迅速而短暂地使 c-fos、c-myc mRNA表达增强。
• 还可通过刺激血管壁细胞释放IL-1、PDGF、及AngII来促进血管平 滑肌细胞的肥大与增殖。
• ET-1与PDGF、TGF、EGF有协同促进平滑肌细胞DNA合成的作 用。
• 内皮还能分泌抗凝血酶III(AT-III) ，AT- III可使Xa 和凝血酶灭活。
• 肝素或肝素样物质(硫酸乙酰肝素) 可与AT-III的赖氨酸残基结合， 增强AT-III对凝血酶的灭活作用。
– 正常情况下即使血液中出现激活的凝血因子也被很快内皮灭活
thrombosis and arteriosclerosis
PGI2
• 合成途径
内皮细胞 摄取循环血液中的AA，也可由PLA催化内皮细胞膜磷 脂生成AA → 先经环氧合酶途径生成内过氧化物（PGH2） → 再 经血管壁细胞微粒体中的前列腺素合成酶的作用生成PGI2
• 舒血管机制
PGI2↑ → 与细胞膜上相应受体结合 → 激活平滑肌细胞AC → 胞内 cAMP↑ → 平滑肌舒张
• TGF、bFGF、PDGF和EGF等的促细胞增殖的作用部分使通过调 节ET的合成与释放而实现的，这些因子能成烈的血管收缩剂，也能促进血管平滑肌细胞的有丝分裂，增加 蛋白质合成。
• 能通过促进去甲肾上腺素的释放和诱发原癌基因c-fos、c-myc的 表达，进而致使平滑肌细胞的增殖。
monocyte migration
• Growth inhibitor inhibits cellular growth &
migration
• Antioxidant
Scavenges superoxide anions
• Anti inflammatory Prevents generation of
• 影响物质通过内皮细胞转运的因素：
(1)血管的部位；(2)内皮细胞的完整性；(3)血压及血液动力学因素；(4) 转运物质的血浆浓度和分子量大小；(5)物质与组织的亲和程度；(6)血管 活性物质；(7)炎症、损伤等因素
Endothelial transport pathways