Asinsvadu endotēlija šūnas: uzbūve un loma

Lielo asinsvadu sienai ir trīs kārtas. Iekšējā kārta (tunica intima) sastāv no endotēlija un plānas saistaudu kārtas zem tā. Vidējā kārta (tunica media) satur gludo muskulatūru un elastīgās šķiedras, un tieši tā nosaka asinsvada platumu. Ārējā kārta (tunica externa) ir saistaudu apvalks, kurā iet nervi un sīki asinsvadi, kas apgādā pašu sienu.

Endotēlija šūnas ir izstieptas asins plūsmas virzienā un savienotas ar starpšūnu saitēm, kas nosaka, cik daudz šķidruma un molekulu var izspiesties starp tām. Uz šūnu virsmas pret asinīm atrodas plāna cukuru un olbaltumvielu kārta, ko sauc par glikokaliksu un kas darbojas kā papildu filtrs un plūsmas sensors.

Kapilāros no visas asinsvada sienas paliek tikai endotēlijs un tam apkārt esošā pamatplātnīte, kā arī atsevišķas atbalsta šūnas. Tieši tāpēc vielu apmaiņa starp asinīm un audiem notiek gandrīz tikai kapilāros: citur sieniņa ir pārāk bieza.

Sirdī tas pats šūnu tips izklāj dobumus un vārstuļus, un tur to sauc par endokardu. Tas nozīmē, ka viens nepārtraukts šūnu slānis atdala asinis no pārējā organisma visā asinsrites sistēmā.

Galvenā endotēlija ražotā paplašinošā viela ir slāpekļa oksīds. Tā ir maza, nestabila molekula, kas no endotēlija šūnas izkliedējas uz blakus esošo gludo muskulatūru un liek tai atslābt. Jo ātrāka ir asins plūsma gar sienu, jo vairāk šīs vielas endotēlijs izdala, tāpēc noslogots asinsvads pats sevi paplašina.

Pretējā virzienā darbojas endotēlija ražotie sašaurinošie savienojumi, no kuriem pazīstamākais ir endotelīns. Veselā asinsvadā abu ietekmju līdzsvars ir nobīdīts par labu paplašināšanai, un tieši šī līdzsvara nobīde uz otru pusi ir viena no endotēlija disfunkcijas pazīmēm.

Šis mehānisms izskaidro praktisku novērojumu: fiziska slodze uzlabo asinsvadu funkciju ne tikai tāpēc, ka trenējas sirds, bet arī tāpēc, ka paātrinātā plūsma regulāri stimulē endotēliju ražot vairāk paplašinošo vielu.

Asins recēšana ir gatava sistēma, kas jebkurā brīdī var iedarboties. Tas, ka tā nedarbojas nepārtraukti, ir aktīvs endotēlija nopelns. Vesela endotēlija virsma ir nelipīga trombocītiem, un šūnas izdala vielas, kas kavē trombocītu salipšanu un veicina recekļa šķīdināšanu.

Tiklīdz endotēlijs ir bojāts, aina apgriežas otrādi. Atsedzas zemāk esošie saistaudi, pie kuriem trombocīti pieķeras uzreiz, un šūnas izdala uzkrātās vielas, kas recēšanu paātrina. Tieši šī pāreja no pretrecēšanas uz recēšanu ir tas, kas notiek gan sagriežoties ar nazi, gan plīstot aterosklerotiskai pangai.

No tā izriet svarīgs secinājums: infarkts un insults vairumā gadījumu nav pakāpeniska aizsprostošanās, bet pēkšņs notikums uz bojātas endotēlija virsmas. Tāpēc asinsvads, kas sašaurināts maz, var izraisīt smagu notikumu, ja tā virsma ir nestabila.

• Vesels endotēlijs: gluda, nelipīga virsma, kas kavē trombocītu piesaisti.
• Bojāts endotēlijs: atsegti saistaudi, pie kuriem trombocīti pieķeras.
• Iekaisuma laikā endotēlijs uz virsmas izvirza molekulas, kas piesaista leikocītus.
• Tas pats mehānisms ļauj imūnšūnām izkļūt no asinsvada uz iekaisuma vietu.

Leikocīti asinīs plūst garām audiem, neapstājoties, līdz endotēlijs saņem iekaisuma signālu. Tad tas uz savas virsmas izvirza piesaistes molekulas, un leikocīti sāk ripot gar sienu, apstājas, izspiežas starp endotēlija šūnām un nonāk audos. Bez šīs endotēlija līdzdalības imūnās šūnas līdz iekaisuma vietai vienkārši netiktu.

Tas pats mehānisms ir arī iekaisuma sūdzību pamats. Paaugstināta caurlaidība ļauj šķidrumam izkļūt audos, un rodas pietūkums, siltums un apsārtums. Alerģiskā reakcijā to pašu izraisa histamīns, kas iedarbojas tieši uz endotēliju.

Smagā infekcijā šī sistēma var pārslogoties. Plaši aktivizēts endotēlijs kļūst pārmērīgi caurlaidīgs, šķidrums masveidā izplūst audos un asinsspiediens krīt, turklāt vienlaikus asinsvados veidojas sīki recekļi. Tieši tas ir viens no sepses smaguma iemesliem.

Asinsvadi veidojas agri augļa attīstībā, sākumā no šūnām, kas pašas sakārtojas caurulītēs, bet vēlāk galvenokārt tā, ka no jau esošiem asinsvadiem izaug jauni zari. Šo otro procesu sauc par angioģenēzi, un tas turpinās visu mūžu, piemēram, dzīstot brūcei.

Endotēlija šūnas veselā asinsvadā dalās reti, bet spēj to sākt, ja slānis tiek bojāts. Tieši šī atjaunošanās nosaka, cik ātri pēc asinsvada manipulācijas virsma atgūst savas pretrecēšanas īpašības.

Ar gadiem asinsvadu siena kļūst stingrāka, bet endotēlijs ražo mazāk paplašinošo vielu. Šo dabisko procesu ievērojami paātrina smēķēšana, paaugstināts asinsspiediens, cukura diabēts un augsts zema blīvuma holesterīna līmenis, un tieši tāpēc šie faktori tik izteikti ietekmē asinsvadu vecumu neatkarīgi no kalendārā vecuma.

Endotēlija disfunkcija nav atsevišķa diagnoze, bet stāvoklis, kurā šis slānis zaudē spēju pietiekami paplašināt asinsvadu un uzturēt nelipīgu virsmu. Tas ir agrākais izsekojamais posms aterosklerozes attīstībā, kas sākas ilgi pirms panga kļūst redzama izmeklējumos.

Cukura diabēta gadījumā tieši sīko asinsvadu endotēlija bojājums ir tas, kas laika gaitā izraisa tīklenes, nieru un nervu bojājumus. Paaugstināta asinsspiediena gadījumā endotēlijs vienlaikus ir gan cietējs, gan līdzdalībnieks, jo tā vājā atbilde spiedienu uztur augstu.

Grūtniecības laikā pastāv atsevišķa situācija, ko sauc par preeklampsiju un kuras pamatā ir plašs endotēlija bojājums visā organismā. Tā izpaužas ar paaugstinātu asinsspiedienu, olbaltumvielām urīnā un tūsku, un tā prasa steidzamu ārstniecības iestādes apmeklējumu.

Ar šiem stāvokļiem ikdienā strādā ģimenes ārsts, kardiologs un endokrinologs, bet lielu asinsvadu bojājumu gadījumā asinsvadu ķirurgs. Neatliekama palīdzība nepieciešama, ja parādās pēkšņas sāpes krūtīs, vienpusējs vājums vai runas traucējumi, jo tās ir akūta asinsvadu nosprostojuma pazīmes.

Tiešas ikdienas analīzes, kas parādītu endotēlija stāvokli, nav. Praksē vērtē sekas un riska faktorus: asinsspiedienu, holesterīna rādītājus, glikozes līmeni, smēķēšanas statusu un ģimenes anamnēzi.

Attēldiagnostikā netieši spriež pēc asinsvada sienas izmaiņām. Miega artēriju ultrasonoskopiska izmeklēšana parāda sienas biezumu un pangas, datortomogrāfijas angiogrāfija parāda asinsvada lūmenu, bet kalcija daudzuma novērtējums sirds artērijās liecina par aterosklerozes esamību.

Pētniecībā izmanto metodi, kurā ar manšeti uz laiku aptur asins plūsmu rokā un pēc tās atlaišanas ar ultraskaņu mēra, cik ļoti artērija paplašinās. Tā ir endotēlija atbildes pārbaude, bet ikdienas klīniskā izmeklējuma statusu tā nav ieguvusi.

1. Novērtē riska faktorus: spiedienu, lipīdus, glikozi, smēķēšanu.
2. Nepieciešamības gadījumā veic miega artēriju ultrasonoskopisku izmeklēšanu.
3. Sirds artēriju izvērtēšanai izmanto slodzes testus vai datortomogrāfijas angiogrāfiju.
4. Kāju asinsvadus pārbauda ar doplerogrāfiju un spiediena mērījumu potītes līmenī.
5. Rezultātus vērtē kopā ar sūdzībām, nevis atsevišķi.

Visbiežāk to sajauc ar epitēliju. Abi ir plāni šūnu slāņi, bet epitēlijs pārklāj ārējās un iekšējo dobumu virsmas, kas saskaras ar ārpasauli, piemēram, ādu, elpceļus un zarnas, savukārt endotēlijs izklāj tikai asinsvadus un limfvadus. To izcelsme attīstības gaitā arī atšķiras.

Otrs sajaukums ir ar mezotēliju, plāno slāni, kas izklāj krūšu un vēdera dobuma virsmas un sirds somiņu. Tas arī ir plakans un vienā kārtā, bet tam ir cita izcelsme un citas slimības.

Trešais pārpratums ir domāt, ka endotēlijs visur ir vienāds. Smadzeņu kapilāru endotēlijs ar ļoti ciešām saitēm veido hematoencefālisko barjeru, savukārt aknu sinusoīdu endotēlijs ir tik caurlaidīgs, ka tam ir caurumi bez pamatplātnītes. Tieši šī atšķirība nosaka, kāpēc daudzas zāles smadzenēs neiekļūst.

Endotēlijs jūt plūsmu. Šūnas atpazīst, vai asinis gar tām slīd vienmērīgi vai virpuļo, un attiecīgi maina savu gēnu darbību. Vienmērīga plūsma uztur aizsargājošu stāvokli, bet virpuļojoša plūsma to vājina.

Tieši tāpēc aterosklerotiskās pangas neveidojas nejauši, bet tipiskās vietās: asinsvadu sazarojumos, izliekumos un tur, kur asinsvads atzarojas. Šajās vietās plūsma ir nevienmērīga, un endotēlijs tur pastāvīgi atrodas mazāk aizsargātā stāvoklī. Tas izskaidro, kāpēc dažādiem cilvēkiem pangas atrodas gandrīz vienās un tajās pašās vietās.

Otra maz pieminēta lieta ir glikokalikss. Šis trauslais cukuru slānis uz šūnas virsmas ir pirmais, kas cieš pie augsta glikozes līmeņa un iekaisuma, un tā zudums padara endotēliju caurlaidīgāku un lipīgāku vēl pirms pašu šūnu bojājuma. Parastajos preparātos to neredz, tāpēc mācību grāmatu attēlos tas bieži vispār nav parādīts.