Fisiopatologia - la fisiopatologia delle cellule endoteliali

Fisiopatologia delle cellule endoteliali

L'endotelio ricopre la parete interna di tutti i tipi di vasi per cui costituisce un'interfaccia che definisce i due compartimenti extra- ed intra-vasale. È costituito da cellule polarizzate che presentano una membrana basale ed una membrana apicale con caratteristiche diverse e con una differente distribuzione delle proteine di superficie.

Diversità funzionale delle cellule endoteliali

Le cellule endoteliali sono molto diverse funzionalmente a seconda dell'organo. Ad esempio, quelle delle venule post-capillari presentano giunzioni cellula-cellula abbastanza lasse, mentre quelle del microcircolo cerebrale sono strettamente unite tra loro tanto da formare la barriera ematoencefalica. Questa barriera regola finemente gli scambi tra sangue e tessuto nervoso per proteggere quest'ultimo da componenti ematiche tossiche. Ancora, al livello degli endoteli ghiandolare o midollare, l'endotelio risulta fenestrato, caratterizzato cioè da fenestrae che derivano dalla fusione della membrana apicale e basale della cellula e che possono essere con o senza diaframma.

Sistemi di trasporto e regolazione della permeabilità

Permettono il passaggio delle proteine plasmatiche attraverso le cellule endoteliali i sistemi vescicolari, costituiti da vescicole aperte sulla parte apicale delle cellule che, attraverso specifici recettori, localizzano diverse proteine plasmatiche. Le vescicole sono in grado di richiudersi, attraversare il citoplasma e riaprirsi a livello della membrana basale dell'endotelio.

Quindi, fenestrae e sistemi vescicolari regolano la permeabilità transcellulare; la permeabilità paracellulare, invece, è regolata dalle giunzioni cellula-cellula. Queste ultime sono formate da proteine transmembrana che esercitano un tipo di adesione omotipica (tra cellule identiche) ed omofilica (tra proteine uguali). Si distinguono giunzioni di adesione e giunzioni strette. Le prime sono formate dalle caderine che, all'interno delle cellule, sono legate alle catenine, a loro volta legate all'actina. Le seconde, invece, sono formate da claudine e sono ancorate all'actina tramite proteine intracellulari chiamate zonula occludens.

Strutture di comunicazione delle cellule endoteliali

Oltre alle strutture giunzionali, le cellule endoteliali sono collegate tra loro anche da strutture di comunicazione chiamate gap junctions. Esse sono formate da proteine chiamate connessine, organizzate a formare i cosiddetti connessoni, canali che lasciano passare ioni e molecole di basso peso molecolare tra una cellula e l'altra.

Variabilità tra tessuti e regioni vascolari

Le caratteristiche, morfologiche e funzionali, delle cellule endoteliali cambiano da tessuto a tessuto, ma anche nelle diverse regioni dell'albero vascolare: gli endoteli dei capillari, delle arterie e delle vene infatti sono tra loro diversi, così come diverso è l'endotelio linfatico. Il sistema linfatico, che ha il compito di convogliare la linfa al sistema venoso, è formato da capillari linfatici che hanno una membrana basale molto sottile, spesso assente e senza cellule di supporto quali i periciti.

Sintesi e organizzazione della matrice endoteliale

L'endotelio è in grado di sintetizzare e di organizzare la sua matrice, una complessa struttura formata da componenti comuni, proteine ad alto peso molecolare come collagene, laminina e glicosaminoglicani, e da componenti specifiche come il fattore di von Willebrand. Questa proteina è selettivamente prodotta dall'endotelio e dai megacariociti e media l'adesione e l'attivazione delle piastrine in caso di danno vascolare. La matrice endoteliale è una superficie altamente trombogenica visto che, quando viene esposta, come in seguito a danno e distacco dell'endotelio, su di essa si depositano rapidamente le piastrine e si attiva il processo della coagulazione e la formazione di fibrina.

L'aggancio delle cellule endoteliali alla matrice è regolato dalle integrine, proteine eterodimeriche formate da due proteine associate, alfa e beta, suddivise in 8 famiglie sulla base di diverse caratteristiche.