Células endoteliais: características, estrutura, tipos, funções - Ciência - 2023

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As células endoteliais são células metabolicamente ativas que pertencem ao endotélio, a linha unicelular interna dos vasos sanguíneos. Essa camada celular tem importantes funções fisiológicas no organismo, principalmente no que diz respeito ao sistema circulatório.

O termo "endotélio" foi cunhado pelo anatomista suíço Wilhelm His em 1865 para distinguir entre a camada interna das cavidades do corpo e o epitélio (que é a camada externa).

A definição inicial usada por His incluía não apenas a camada celular interna dos vasos sanguíneos, mas também os vasos linfáticos e as cavidades mesoteliais. Porém, pouco tempo depois, essa definição foi reduzida apenas para a vasculatura sanguínea e linfática.

A localização estratégica dessas células permite que atuem como interface direta entre os componentes do sangue (ou linfa) e os tecidos, o que as torna essenciais para a regulação de inúmeros processos fisiológicos relacionados ao sistema vascular.

Entre esses processos estão a manutenção da fluidez do sangue e a prevenção da formação de trombos, bem como a regulação do transporte de fluidos e solutos como hormônios, fatores protéicos e outras macromoléculas.

O fato de o endotélio desempenhar funções complexas no corpo dos animais implica que suas células são suscetíveis a diversas doenças, de grande interesse para diversos pesquisadores.

Caracteristicas

A área de superfície ocupada por células endoteliais no corpo de um ser humano adulto pode cobrir mais de 3.000 metros quadrados e pesar mais de 700 g.

Essa camada celular, considerada um “órgão” amplamente distribuído pelo corpo, é responsável por receber e traduzir os sinais moleculares que são transportados do sangue para os tecidos, orquestrando um grande número de fenômenos essenciais para o funcionamento de todo o organismo.

Uma característica das células endoteliais é que elas, e seus núcleos, estão alinhados de tal forma que “olham” direcionados na mesma direção do fluxo sanguíneo que passa pelos dutos onde se encontram.

As células endoteliais são altamente heterogêneas, e isso tem a ver com o fato de que os vasos sanguíneos e linfáticos estão distribuídos por todo o corpo, expostos a uma grande variedade de microambientes diferentes, que impõem condições a cada endotélio particular.

Esses microambientes vasculares podem afetar significativamente as características epigenéticas das células endoteliais, resultando em processos de diferenciação distintos.

Isso foi demonstrado por meio do estudo de padrões de expressão gênica específicos de tecidos, por meio dos quais ficou comprovada a incrível capacidade dessas células de se ajustar, tanto em número quanto em disposição, às necessidades locais onde se encontram.

Sinalização

O endotélio é um sofisticado centro de processamento de sinais que controla virtualmente todas as funções cardiovasculares. A característica distintiva desse sistema sensorial é que cada célula endotelial é capaz de detectar diferentes tipos de sinais e gerar diferentes tipos de respostas.

Talvez seja isso que permite a esse órgão tão especial exercer funções regulatórias sobre a pressão arterial e a velocidade e distribuição do sangue, além de controlar a proliferação e migração celular nas paredes dos vasos sanguíneos.

Geração

O sistema vascular é o primeiro sistema orgânico a se desenvolver no corpo de um embrião animal. Durante o processo de gastrulação, o epitélio embrionário invagina através da fenda primitiva e é então que as células mesodérmicas são induzidas.

As células progenitoras das células endoteliais se diferenciam do tecido mesodérmico por meio de um processo que parece ser independente da gastrulação. Essas células residem na medula óssea em estreita associação com as células hematopoiéticas.

As células progenitoras são conhecidas como angioblastos e / ou hemangioblastos. No entanto, outras linhas de células corporais podem ser "transdiferenciadas" em células epiteliais e vice-versa.

Os angioblastos são definidos como células que têm potencial para se diferenciar em células endoteliais, mas não possuem os marcadores moleculares característicos e não formaram um "lúmen" (esses marcadores aparecem durante a diferenciação).

A taxa de diferenciação e proliferação das células endoteliais é extremamente alta durante o desenvolvimento embrionário e durante o desenvolvimento pós-natal, mas diminui consideravelmente no adulto.

A identidade das células epiteliais é geralmente verificada pelo estudo da presença ou expressão de proteínas mensageiras específicas ou RNAs, embora esses “marcadores” possam frequentemente ser compartilhados com outras linhagens celulares.

Diferenciação de células progenitoras

As células progenitoras das células endoteliais podem surgir da medula óssea, mas não podem ser incorporadas imediatamente às paredes vasculares internas (endotélio).

Diferentes autores demonstraram que essas células são direcionadas ou agrupadas em sítios de neovascularização ativa, diferindo em resposta a processos isquêmicos (falta de oxigênio ou fluxo sanguíneo), trauma vascular, crescimento tumoral ou outros.

Proliferação

As células endoteliais presentes no sistema vascular mantêm a capacidade de se dividir e se mover. Novos vasos sanguíneos são formados graças à proliferação de células endoteliais pré-existentes e isso ocorre tanto nos tecidos embrionários (conforme ocorre o crescimento) quanto nos tecidos adultos (para remodelação ou reconstrução de tecidos).

Apoptose

A apoptose, ou morte celular programada, é um processo normal que ocorre em praticamente todas as células dos organismos vivos e que possui várias funções fisiológicas.

É caracterizada pela condensação do citoplasma e do núcleo, pelo encolhimento das células e pela exposição, na superfície celular, de moléculas específicas para fagocitose. Durante esse processo, ocorre também a quebra da cromatina (DNA cromossômico) e a deformação da membrana plasmática.

A morte celular programada pode ser desencadeada, nas células endoteliais, por diferentes estímulos e fatores moleculares. Isso tem implicações importantes para a hemostasia (prevenção de vazamento de sangue líquido).

Esse processo é essencial na remodelação, regressão e angiogênese (formação de novos vasos sanguíneos). Uma vez que pode afetar a integridade e a função do endotélio vascular, a apoptose endotelial pode contribuir para a patogênese de uma ampla variedade de doenças humanas.

Experimentos in vivo sugerem que essas patologias podem incluir arteriosclerose, insuficiência cardíaca congênita, retinopatia diabética, enfisema, esclerodermia, doença falciforme, lúpus eritematoso sistêmico ou púrpura trombocitopênica trombótica, entre outras.

Onde se encontram?

As células endoteliais, como o nome indica, são encontradas nos diferentes tipos de endotélio que revestem a superfície interna dos vasos sanguíneos e linfáticos.

No endotélio vascular do sangue, por exemplo, as células endoteliais das veias e artérias formam uma camada de células ininterruptas, onde as células são unidas por junções estreitas.

Estrutura

Longe de serem coletivamente idênticas, as células endoteliais podem ser vistas como um gigantesco consórcio de diferentes empresas, cada uma com sua própria identidade.

Ao longo dos ramos vasculares, a forma das células endoteliais varia consideravelmente. Além disso, pode haver diferenças fenotípicas consideráveis entre células pertencentes a diferentes segmentos do mesmo sistema vascular, órgão ou tipo de vaso.

Apesar desta afirmação, estas são normalmente células planas, que podem ser "gordinhas" ou cuboidais nas vênulas endoteliais.

Sua espessura varia de menos de 0,1 µm nas veias e capilares a 1 µm na artéria aorta, e sua estrutura é remodelada em resposta a múltiplos fatores, principalmente o chamado “shear stress hemodinâmico”.

O comprimento das células endoteliais difere quanto à sua localização anatômica, pois foi relatado que, nos vasos sanguíneos de ratos, as células endoteliais da aorta são alongadas e delgadas, enquanto nas artérias pulmonares são mais curtas e arredondadas.

Assim, como muitas outras células do corpo, as células endoteliais são revestidas por um revestimento de proteínas e açúcares conhecido como glicocálice, que forma uma parte fundamental da barreira vascular e mede entre 0,1 e 1 mícron de espessura.

Esta "região" extracelular é ativamente produzida pelas células endoteliais e ocupa o espaço entre o sangue circulante e as células. Tem demonstrado ter funções tanto na proteção vascular quanto na regulação celular e mecanismos hemostáticos.

Estrutura subcelular

O espaço intracelular das células endoteliais está repleto de vesículas revestidas de clatrina, corpos multivesiculares e lisossomas, que são críticos para as vias de transporte molecular endocítico.

Os lisossomos são responsáveis pela degradação e reciclagem de macromoléculas que são direcionadas a eles por endocitose. Esse processo também pode ocorrer na superfície celular, no complexo de Golgi e no retículo endoplasmático.

Essas células também são ricas em caveolae, que são vesículas em forma de frasco associadas à membrana plasmática e geralmente estão abertas para o lado luminal ou podem estar livres no citosol. A abundância dessas estruturas depende do tipo de epitélio considerado.

Tipos

As células endoteliais podem ter fenótipos muito diferentes, que são regulados pelo local onde se encontram e pelo tempo de desenvolvimento. É por esta razão que muitos autores consideram que estes são altamente heterogêneos, visto que variam não só em termos de sua estrutura, mas também de sua função.

O endotélio pode ser classificado como contínuo ou descontínuo. O endotélio contínuo, por sua vez, pode ser fenestrado ou não fenestrado. Os fenestras são uma espécie de "poros" intracelulares que se estendem por toda a espessura da célula.

O endotélio não fenestrado contínuo forma o revestimento interno das artérias, veias e capilares do cérebro, pele, coração e pulmões.

O epitélio fenestrado contínuo, por outro lado, é comum em áreas caracterizadas por alta filtração e transporte transendotelial (capilares das glândulas exócrinas e endócrinas, mucosa gástrica e intestinal, glomérulos e túbulos renais).

Alguns leitos vasculares sinusoidais e parte do tecido hepático são enriquecidos com endotélio descontínuo.

Características

O endotélio tem importantes funções fisiológicas, incluindo controle do tônus vasomotor, tráfego de células sanguíneas, equilíbrio hemostático, permeabilidade, proliferação e sobrevivência e imunidade inata e adaptativa.

Do ponto de vista funcional, as células endoteliais têm uma função fundamental de divisão. Normalmente, encontram-se em estado de "quiescência", pois não são ativos do ponto de vista proliferativo (sua meia-vida pode ser superior a 1 ano).

Suas funções gerais, e as do endotélio que constituem, podem ser divididas em: permeabilidade, tráfego de células sanguíneas e hemostasia.

Tráfego celular e funções de permeabilidade

O endotélio é uma estrutura semipermeável, pois deve permitir o transporte de diferentes solutos e fluidos de e para o sangue. Em condições normais, o fluxo de e para o sangue através do endotélio é contínuo, onde o endotélio dos capilares participa principalmente.

Parte da função de permeabilidade dos endotélios capilares é permitir a passagem de leucócitos e alguns mediadores inflamatórios pelos vasos, o que é realizado pela expressão de moléculas e quimioatraentes nas células endoteliais.

Portanto, o transporte de leucócitos do sangue para os tecidos subjacentes envolve cascatas de adesão em várias etapas, incluindo adesão inicial, rolamento, parada e transmigração, ocorrendo quase exclusivamente nas vênulas pós-capilares.

Graças à sua participação no tráfico de células, as células endoteliais estão envolvidas nos processos de cicatrização e inflamação, onde participam da formação de novos vasos a partir de vasos pré-existentes. É um processo essencial para a reparação de tecidos.

Funções na hemostasia

O endotélio participa da manutenção do sangue, do estado fluido e da promoção da limitada formação de coágulos quando há dano à integridade das paredes vasculares.

As células endoteliais expressam fatores que inibem ou promovem a coagulação (anticoagulantes e coagulantes), dependendo dos sinais específicos que recebem ao longo da vida.

Se essas células não fossem tão fisiológica e estruturalmente plásticas quanto são, o crescimento e a reparação dos tecidos do corpo não seriam possíveis.

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