血管內皮細胞與心血管疾病

1、血管內皮細胞與心血管疾病血管內皮細胞與心血管疾病VEC and Cardiovascular Diseases臨床病理生理學武漢大學醫(yī)學院 病理生理學教研室王保華 2008-10血管內皮細胞與心血管疾病Physiology 1998For discoveries concerning nitric oxide as a signalling molecule in the cardiovascular system. Peter Agre Chemistry 2003For discovery of water channelsRecent Nobel Prizes related to en

2、dothelial physiology血管內皮細胞與心血管疾病講述內容血管內皮細胞的形態(tài)結構血管內皮細胞的功能血管內皮細胞的異質性血管內皮細胞功能障礙血管內皮細胞功能的測定血管內皮功能異常與心血管疾病血管內皮細胞與心血管疾病血管內皮細胞的形態(tài)結構循環(huán)血液與血管壁內皮下組織之間的單層細胞，通過各種結締組織纖維，附著在內皮下組織。形態(tài)扁平、略長、呈多角形，細胞相互排列緊密，呈“鵝卵石”樣外觀 。形態(tài)學標記：WeibelPalade小體（Von Willebrand因子貯存和加工構器官）。內皮細胞之間的連接有粘附連接、緊密連接和縫隙連接。內皮細胞的管腔面上存在有突起的微絨毛，上面覆蓋著一層主要由多

3、糖構成的細胞外衣，稱為“fuzzy coat”。 血管內皮細胞與心血管疾病LUMENTunica adventitiaTunica mediaTunica intima血管內皮細胞與心血管疾病Can you see the endothelium?LUMEN血管內皮細胞與心血管疾病血管內皮細胞與心血管疾病血管內皮細胞與心血管疾病血管內皮細胞與心血管疾病Note the individual Endothelial Cells血管內皮細胞與心血管疾病血管內皮細胞與心血管疾病血管內皮細胞與心血管疾病Vasoconstriction and dilatationNormalVasoconstrict

4、ionVasodilatation血管內皮細胞與心血管疾病VasoconstrictionVasodilatationVasoconstriction and dilatation Resistance to flow Resistance to flow血管內皮細胞與心血管疾病Endothelial ApoptosisNormalApoptosed血管內皮細胞與心血管疾病Human Umbilical Artery Endothelial Cells (HUAEC)血管內皮細胞與心血管疾病Human Umbilical Vein Endothelial Cells (HUVEC)血管內皮細胞

5、與心血管疾病Weibel-Palade body (arrows) in the cytoplasm of endothelial cell血管內皮細胞與心血管疾病Lung Microvascular Endothelial Cells - HMVEC-L stained for von Willebrand factor 血管內皮細胞與心血管疾病HUVECsF-actin microfilaments yellowish von Willebrand factor (Weibel-palade bodies) orangevinculin plaques greenishnuclei blu

6、e (DAPI)血管內皮細胞與心血管疾病Cell Junctions血管內皮細胞與心血管疾病血管內皮細胞與心血管疾病Tight Junction血管內皮細胞與心血管疾病Gap Junction血管內皮細胞與心血管疾病Adhesion Junction Desmosome血管內皮細胞與心血管疾病Microvilli and Glycoprotein Surface Coat血管內皮細胞與心血管疾病Microvilli of Cultured HUVEC （EM）血管內皮細胞與心血管疾病The EndotheliumAs an Endocrine Organ血管內皮細胞與心血管疾病血管內皮細胞與心

7、血管疾病血管內皮細胞的功能調節(jié)血管通透性 維持血管壁的完整性釋放血管活性物質，調節(jié)血管舒縮狀態(tài)調節(jié)血管平滑肌細胞的增殖及遷移調節(jié)凝血與抗凝之間的動態(tài)平衡，維持血液流動性 抗白細胞粘附修飾（氧化）轉移入動脈壁的脂蛋白血管內皮細胞與心血管疾病調節(jié)血管通透性血管壁內外物質交換和轉移的選擇性的通透屏障 內皮細胞間的緊密連接能有效地防止血漿成分和血液細胞無序地漏出。正常只有1-10%的血漿蛋白能通過血管壁進入周圍組織 物質轉運的方式： (1)對流和彌散(主要是水、氣體和脂溶性物質)；(2)通過內皮細胞間隙的擴散；(3)吞飲小泡的轉運；(4)穿內皮小管的運輸；(5)受體調節(jié)的轉運 影響物質通過內皮細胞轉運

8、的因素： (1)血管的部位；(2)內皮細胞的完整性；(3)血壓及血液動力學因素；(4)轉運物質的血漿濃度和分子量大??；(5)物質與組織的親和程度；(6)血管活性物質；(7)炎癥、損傷等因素血管內皮細胞與心血管疾病W. RoseMehta & Malik (2006) Physiol Rev 86: 279-367.Endothelial transport pathways血管內皮細胞與心血管疾病維持血管壁的完整性內皮細胞、血管平滑肌細胞和成纖維細胞等構成了血管壁的主要細胞成分內皮細胞通過它的合成物質與內皮下組織一起參與了維持血管壁的完整性在組織損傷修復的過程中，血管的再生是通過內皮細胞的分裂

9、和增殖而完成的血管內皮細胞與心血管疾病血管內皮細胞與心血管疾病內皮細胞合成分泌的血管活性物質舒血管物質 內皮依賴性舒張因子（NO/EDRF） 前列環(huán)素（PGI2 ） 血管內皮細胞超極化因子（ EDHF ） 緩激肽、乙酰輔酶A等縮血管物質內皮素（ET）由EC 轉化血液中的血管緊張素(Ang ) 而來的Ang 血小板活化因子（PAF）、血栓素A2 ( TXA2) 等 血管內皮細胞與心血管疾病Tousoulis, et al., Heart 2005; 91: 353-358.Endothelial cell functions Maintaining the vascular tone: Vaso

10、dilation and Vasoconstriction血管內皮細胞與心血管疾病NO/EDRF作用最強的舒血管物質合成途徑 在eNOS的作用下由L-arg合成舒血管機制 NO 激活GC 胞內cGMP 平滑肌內內游離Ca2 活化cGMP依賴性蛋白激酶 改變細胞內一系列蛋白質磷酸化狀態(tài) 肌球蛋白輕鏈脫磷酸化 平滑肌細胞松弛其它作用血管內皮細胞與心血管疾病(L-NMMA) = N(G)-mono-methyl-L-arginine血管內皮細胞與心血管疾病W. RoseShear stress eNOS activation NO production smooth muscle relaxatio

11、nGalley & Webster 2004血管內皮細胞與心血管疾病Nitric Oxide Actions EffectsVasodilator Most important intrinsic dilatorAnti-thrombotic Prevents cell adhesion & Platelet aggregationAnti-atherogenic Inhibits lipid oxidation & monocyte migrationGrowth inhibitor inhibits cellular growth & migrationAntioxidant Scaven

12、ges superoxide anions Anti inflammatory Prevents generation of thrombosis and arteriosclerosis血管內皮細胞與心血管疾病PGI2 合成途徑 內皮細胞 攝取循環(huán)血液中的AA，也可由PLA催化內皮細胞膜磷脂生成AA 先經環(huán)氧合酶途徑生成內過氧化物（PGH2） 再經血管壁細胞微粒體中的前列腺素合成酶的作用生成PGI2舒血管機制 PGI2 與細胞膜上相應受體結合 激活平滑肌細胞AC 胞內cAMP 平滑肌舒張其它作用減少ET的合成釋放和減弱其在體內的縮血管效應。增強EDRF/NO的舒血管效應，并能刺激其釋放。抑制

13、生長因子如PDGF的釋放，抑制巨噬細胞聚集膽固醇。抑制血小板聚集和粘附，并使已聚集的血小板解聚。血管內皮細胞與心血管疾病EDHF合成途徑 Ach作用于M1受體 內皮細胞的胞外鈣內流 游離鈣濃度升高 EDHF釋放舒血管機制 平滑肌細胞膜的鈣依賴性鉀通道開放 K+ 外流 平滑肌超極化血管內皮細胞與心血管疾病血管內皮細胞與心血管疾病ET 作用最強的舒血管物質人的血管內皮細胞主要分泌的是ET-1合成途徑內皮素前肽原在內肽酶的作用下生成大內皮素，再經內皮素轉化酶催化生成成熟的ET縮血管機制 ET-1與平滑肌細胞G蛋白偶聯(lián)ET-A受體結合 細胞內Ca2 平滑肌張力血管內皮細胞與心血管疾病調節(jié)血管平滑肌細胞

14、的增殖及遷移 內皮細胞能合成分泌幾種促進或抑制生長的因子來改變平滑肌細胞和成纖維細胞的增殖和功能，實現(xiàn)對管壁修復的調節(jié)作用。促進平滑肌細胞增殖的物質 血小板衍生生長因子（PDGF）、轉化生長因子（TGF）、成纖維生長因子（FGF）、內皮素（ET）、血管緊張素II（Ang II）、神經肽Y（NPY）、 血管內皮生長因子（VEGF）等。抑制平滑肌增殖的物質 肝素類蛋白聚糖、EDRF/NO、PGI2、降鈣素基因相關肽（CGRP）等。血管內皮細胞與心血管疾病TGFTGF主要促進平滑肌細胞的生長。TGF單獨的作用主要是抑制細胞的生長與分化。在有EGF、PDGF同時存在的協(xié)同作用下，能促進平滑肌細胞生長。

15、低劑量能促使PDGF-AA的合成與分泌，協(xié)同地刺激平滑肌生長。高劑量時促使PDGF-AA分泌地同時，使PDGF地受體下調，從而減弱PDGF-AA地促生長效應。血管內皮細胞與心血管疾病ET強烈地血管收縮劑，同時能促進平滑肌細胞分裂，迅速而短暫地使c-fos、c-myc mRNA表達增強。還可通過刺激血管壁細胞釋放IL-1、PDGF、及AngII來促進血管平滑肌細胞的肥大與增殖。ET-1與PDGF、TGF、EGF有協(xié)同促進平滑肌細胞DNA合成的作用。TGF、bFGF、PDGF和EGF等的促細胞增殖的作用部分使通過調節(jié)ET的合成與釋放而實現(xiàn)的，這些因子能成倍地增加ET的合成。血管內皮細胞與心血管疾病

16、Ang II強烈的血管收縮劑，也能促進血管平滑肌細胞的有絲分裂，增加蛋白質合成。能通過促進去甲腎上腺素的釋放和誘發(fā)原癌基因c-fos、c-myc的表達，進而致使平滑肌細胞的增殖。與PDGF有協(xié)同作用。血管內皮細胞與心血管疾病血管內皮細胞的促凝（止血）功能血小板黏附蛋白膠原、纖維連接蛋白（FN）、凝血因子V、VIII（vWF）等直接參與凝血過程。血小板活化因子（PAF）活化血小板，并促使內皮細胞合成凝血酶、纖維蛋白等。血小板反應蛋白（TSP）促使血小板在血管損傷部位的黏附聚集，還可以致纖維蛋白、凝血酶的生成，有利于止血。 血管內皮細胞與心血管疾病纖溶酶原激活物抑制物( PAI)抑制纖溶酶原激活物

17、（ t-PA 及u-PA ），抑制纖溶。凝血酶激活的纖溶抑制物 (TAFI) TM在止血過程中有雙相效應，它與凝血酶結合后，通過PC 發(fā)揮抗凝作用，同時又可通過增強TAFI 的活化抑制纖溶反應。血管內皮細胞與心血管疾病血管內皮細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血栓調節(jié)蛋白和蛋白C合成組織因子途徑抑制物( TFPI) -2-巨球蛋白：有抗蛋白酶活性，對多種凝血因子有抑制作用抗血小板粘附促進纖溶血管內皮細胞與心血管疾病一般性抗凝血管內皮細胞合成釋放的調節(jié)血管舒張和收縮的活性物質，維持血管壁的正常張力及保持血液的正常流動，由此產生的切變應力可阻止血細胞的黏附。內皮細胞能結

18、合血漿中的肝素起到局部的抗血栓作用。血管內皮細胞與心血管疾病合成蛋白聚糖和抗凝血酶III內皮細胞表面結合有大量的帶負電荷的硫酸乙酰肝素，可排斥帶相同電荷的血細胞，使其不能靠近內皮細胞。內皮還能分泌抗凝血酶III(AT-III) ，AT- III可使Xa 和凝血酶滅活。肝素或肝素樣物質(硫酸乙酰肝素) 可與AT-III的賴氨酸殘基結合，增強AT-III對凝血酶的滅活作用。正常情況下即使血液中出現(xiàn)激活的凝血因子也被很快內皮滅活血管內皮細胞與心血管疾病血栓調節(jié)蛋白( TM)和蛋白C內皮細胞 表面含有TM，凝血酶與TM 形成復合物后對蛋白質C 的活化效率大大提高，同時凝血酶活性也隨之喪失?；罨牡鞍踪|

19、C 在蛋白質S 存在條件下可滅活因子Va ，VIIIa ，并抑制血小板受體，進而抑制血小板聚集和抑制纖維蛋白原凝結。血管內皮細胞與心血管疾病TFPI人的TFPI由血管內皮細胞合成，以結合方式存在于內皮細胞表面。一種Xa 依賴性“ a/ TF” 復合物抑制物。主要作用是在鈣離子及Xa存在下抑制VIIa/TF復合物介導的外源性凝血系統(tǒng)的凝血激活反應。血管內皮細胞與心血管疾病抗血小板粘附內皮細胞 合成和釋放舒血管物質NO 和PGI2 ，不僅具有舒血管作用，還可抑制血小板聚集，并抑制血管內皮細胞分泌血小板黏附蛋白，有較強的抗血栓作用。內皮細胞 膜上有二磷酸腺苷(ADP) 水解酶，能水解ADP 轉化為腺

20、苷酸(AMP)，不僅消除了ADP 引起血小板聚集活化的活性，其分解產物AMP 還具有抑制血小板聚集的作用。內皮細胞還可攝取與破壞促血小板聚集的活性物質，包括： 胺類：5- 羥色胺、組織胺、兒茶酚胺 等 肽類：緩激肽、血管緊張素等 脂類：血小板化因子（PAF）等血管內皮細胞與心血管疾病促進纖溶組織型纖溶酶原激活劑(t-PA) 完整的內皮細胞表面存在t-PA 和纖溶酶原受體，當有纖維蛋白沉積于血管內皮細胞表面時，內皮釋放t-PA，活化纖溶酶原，清除纖維蛋白。血管內皮細胞與心血管疾病抗白細胞粘附炎癥反應中，細胞膜粘附蛋白大致可歸納為三大家族，即整合素（LFA-1、MAC-1等）、免疫球蛋白（ICAM

21、-1、VCAM-1等）和選擇素（L-selectin、E-selectin、P-selectin）家族。正常內皮細胞能防止中性粒細胞、單核細胞向血管壁粘附聚集，能抗炎癥反應的發(fā)生及防止炎癥介質的釋放。這一抗炎作用對于防止動脈粥樣硬化形成和進展致關重要，并能穩(wěn)定粥樣斑塊，防止心血管事件的發(fā)生。血管內皮細胞與心血管疾病血管內皮細胞與心血管疾病血管內皮細胞的異質性血管內皮細胞的異質性指VEC之間的結構、功能、抗原成分、代謝特征和對生長因子的反應等均不相同，不同器官、相同器官的不同部位，甚至在同一個微血管襻的不同節(jié)段之間的EC都可表現(xiàn)出異質性。意義：異質性使VEC對相同的刺激產生完全不同的反應，保證機

22、體在整體上的協(xié)調，維持內環(huán)境的相對穩(wěn)定。由于不同來源的VEC之間存在較大的異質性，人們常根據不同的研究目的選取不同的VEC進行培養(yǎng)。結構與形態(tài)的異質性功能和代謝的異質性抗原和表面分子分布的異質性血管內皮細胞與心血管疾病結構與形態(tài)的異質性人體的微血管EC至少有三種類型:竇狀EC分布于肝、脾、骨髓；有孔ECs分布于腎臟、內分泌腺以及胃腸粘膜；連續(xù)EC分布于橫紋肌、心肌、平滑肌特化的EC分布于腦、視網膜，EC間有連續(xù)的緊密連接，并有橋粒加強，是血腦屏障、血視網膜屏障的組成部分。采用相同的分離技術在相同條件下培養(yǎng)，得到的EC也有一定差異。將大鼠腦微血管EC在相同條件下培養(yǎng)，結果出現(xiàn)四種不同類型的EC：

23、彎曲和細長的；鋪路石樣的；彎曲和輕度放射狀的；十分開展的。這四種EC之間的血栓素B2生長、血管緊張素轉化酶活性、膠原合成和細胞融合的密度均不同。血管內皮細胞與心血管疾病功能和代謝的異質性不同來源的EC合成和分泌的膠原類型差別很大：牛的腎上腺微血管EC分泌I、II型膠原；牛主動脈、肺動脈和腸系膜靜脈EC分泌III型膠原；培養(yǎng)的HUVEC分泌IV型膠原。動脈EC比靜脈EC合成PGI2的能力及ACE 的活性各不相同，培養(yǎng)人肺、卵巢、臍動脈EC 含量均比其靜脈EC 的含量高。VEC釋放花生四烯酸衍生物受培養(yǎng)條件的影響，其釋放在EC指數(shù)生長期最大，生長融合后減少。同種EC的傳代次數(shù)不同時，其基因表達能力

24、亦有差異。P21的t-PA、PAI-1、尿激酶和血栓調節(jié)素的mRNA水平高于P1；但P1的thromobospondin、vWF和蛋白S的mRNA水平高于P21。蛋白激酶激活后，HUVEC 和皮膚微血管內皮細胞(DMEC)在胞間黏附分子、血管細胞黏附分子和E - 選擇素上有異質性。血管內皮細胞與心血管疾病抗原和表面分子分布的異質性EC抗原表達及各種表面分子表達的不同反映了其分化的差異及功能的不同。激活的細胞因子誘導的EC及其表達的各種表面分子在各病理狀態(tài)均起重要作用，包括感染、腫瘤血管形成、傷口愈合等。vWF抗原是EC的標志性抗原，但不同來源的EC的vWF抗原并不相同。不同部位血管EC凝血酶受

25、體分布及對凝血酶的反應也不一致。在HUVEC有3300個結合部位/細胞，而在兔主動脈EC報告有5.8105個結合部位/細胞，報告在牛EC凝血酶結合部位與培養(yǎng)細胞的密度呈負相關。培養(yǎng)微血管來源的EC TGF-III型受體具有高水平的表達，而大血管來源的EC沒有表達。血管內皮細胞與心血管疾病Endothelium Protective effects of healthy endothelium : Promotes vasodilatation Inhibits platelet adhesion and aggregation Inhibits proliferation of vascula

26、r smooth muscle fibres Anti-oxidant effect 血管內皮細胞與心血管疾病血管內皮細胞與心血管疾病Regulatory Functions of the EndotheliumNormalDysfunctionVasodilationVasoconstrictionNO, PGI2, EDHF, BK, C-NPROS, ET-1, TxA2, A-II, PGH2ThrombolysisThrombosisPlatelet DisaggregationNO, PGI2Adhesion MoleculesCAMs, P,E SelectinsAntiprol

27、iferationNO, PGI2, TGF-, HepGrowth FactorsET-1, A-II, PDGF, ILGF, ILsLipolysisInflammationROS, NF-BPAI-1, TF-, Tx-A2tPA, Protein C, TF-I, vWFLPLVogel R血管內皮細胞與心血管疾病內皮細胞活化它包括5 個核心改變 血管完整性喪失 白細胞粘附分子的表達 由抗血栓形成向促血栓形成的表型改變 表達細胞因子 上調組織相容性抗原分子血管內皮細胞與心血管疾病內皮細胞活化的兩個階段第一階段：內皮細胞刺激期（型內皮細胞活化） 早期發(fā)生,不需要蛋白合成或基因表達 釋放

28、貯存的P2選擇素移位至細胞膜, von Willebrand 因子等 表現(xiàn)為平展的內皮細胞皺縮第二階段：內皮細胞反應期（型內皮細胞活化） 基因轉錄和蛋白合成改變而致表型和功能變化 涉及多個基因：粘附分子、白介素和細胞骨架蛋白等 大約在刺激后46h 出現(xiàn)血管內皮細胞與心血管疾病內皮功能障礙的概念通過測定血液中血管內皮分泌的活性物質雖可作為評價EC 的功能的參考指標，但尚無一項指標被證實能夠確定EC 有無早期異常。目前臨床上主要通過測定血管對藥理學或機械性刺激所引起的“血管內皮細胞依賴性舒張反應”來研究和評價血管內皮功能，內皮功能正常的動脈在血流增加時因NO 的釋放而擴張，而內皮功能異常的動脈在血

29、流增加時，這種反應下降或消失。內皮功能障礙(endothelial dysfunction)即內皮細胞依賴的血流介導的血管舒張反應( FMD) 的下降。血管內皮細胞與心血管疾病血管內皮細胞與心血管疾病高血壓無論高血壓病人還是高血壓動物模型，其內皮依賴性舒張功能均下降，而內皮依賴性收縮功能卻增高。動物實驗提示，內皮受損是繼發(fā)于高血壓的，隨著血壓恢復正常，其內皮舒血管功能明顯提高。高血壓給予乙酰膽堿后血管擴張反應減低。血管舒張損傷源于高血壓病人基礎NO產生減少，使內皮依賴性舒張功能異常。 血管內皮細胞與心血管疾病高膽固醇血癥喂食膽固醇的動物在動脈粥樣硬化損害發(fā)生前后都有內皮依賴性血管舒張功能異常。

30、一次高脂飲食可使膽固醇正常的人血管反應性受損達6小時以上血管內皮細胞與心血管疾病吸煙通過對健康青年人的研究發(fā)現(xiàn)，血流介導的肺動脈擴張因吸煙而受損，且與吸煙的多少相關。血管內皮細胞與心血管疾病糖尿病證據：糠尿病的兩種類型-胰島素依賴型和非胰島素依賴型均有血管擴張缺陷。胰島素和糖均干擾NO的釋放，通過對糖尿病動物模型的研究發(fā)現(xiàn)，NO可被氧自由基如過氧陰離子和過量的糖基化產物滅活。表現(xiàn)：糖尿病病人微循環(huán)中出現(xiàn)內皮功能障礙并可能引起組織缺血。血管內皮細胞與心血管疾病內皮功能障礙的危險因素 普遍認為高血壓、高膽固醇血癥、糖尿病、吸煙、高齡（50歲）等是內皮功能障礙的常見原因。血管內皮細胞與心血管疾病Ca

31、n We MeasureEndothelial Function ?血管內皮細胞與心血管疾病Key points for evaluating ED. Tousoulis D, et al., Heart 2005; 91: 353-358.血管內皮細胞與心血管疾病血管內皮功能的檢測血管內皮依賴性舒張功能檢測應用心導管技術評價內皮功能應用無創(chuàng)性高分辨率超聲技術進行內皮功能評價內皮功能標志物的檢測NO的檢測cGMP測定法一氧化氮合酶（NOS）的測定其他內皮功能標志物的檢測其他檢測方法血管內皮細胞與心血管疾病應用心導管技術評價內皮功能冠脈內乙酰膽堿輸入法借助定量血管造影的方法評價血管反應1986

32、年Luder等采用冠脈造影研究發(fā)現(xiàn)，冠脈內輸入乙酰膽堿可引起正常的冠脈呈劑量依賴性血管舒張，而有動脈粥樣硬化的冠脈則出現(xiàn)反常的收縮。由于內皮功能受損，NO 釋放障礙，血管平滑肌細胞失去舒張因子的作用，而對乙酰膽堿產生直接反應所致。該方法結果可靠，但屬于有創(chuàng)檢查，并需要在心電導管室中完成，價格昂貴，臨床應用受到極大的限制。血管內皮細胞與心血管疾病血管內皮細胞與心血管疾病血管內皮細胞與心血管疾病血管內皮細胞與心血管疾病RR of CVA CBFR to AchCBF Increase with AChRelative Risk of CVA/TIATargonski PV et al, Circu

33、lation 2003;107:2805血管內皮細胞與心血管疾病應用超聲技術進行內皮功能評價原理：肱動脈血流介導的內管擴張程度可間接反映冠狀動脈的內皮功能。高分辨率的血管外超聲檢測肱動脈的內皮依賴性舒張功能與冠狀動脈粥樣硬化有很好的相關性。方法：用袖帶阻斷肱動脈血流5分鐘后再釋放袖帶，引起動脈內反應性血流增加，血流增加帶來的切力作用于血管壁，促進NO的釋放，導致血管擴張。簡便易行，重復性好，無創(chuàng)血管內皮細胞與心血管疾病 Flow-mediated dilatation (FMD) Is defined as an endothelium-dependent process that refle

34、cts the relaxation of a conduit artery when exposed to increased flow and, thereby, increased shear stress. An impaired FMD response reflects endothelial dysfunction. A temporary increase in shear stress can be induced by increasing the local blood flow, the so-called “reactive hyperemia”. An abrupt

35、 decrease in vascular resistance mediated by the EDNO caused FMD.Tousoulis D, et al., Heart 2005: 91: 553-558.血管內皮細胞與心血管疾病血管內皮細胞與心血管疾病The genesis of FMDMoens, et al., Chest 2005; 127: 2254-2263.血管內皮細胞與心血管疾病Flow-mediated vasodilation (FMD)血管內皮細胞與心血管疾病 Equipment: Ultrasonic imaging of brachial artery

36、diameterMeasurement of vasodilation response by ultrasonic imaging of arterial diameter: should be equipped with vascular software for 2D imaging, color and spectral Doppler, an internal ECG monitor and high frequency vascular transducer attached to a high-quality mainframe ultrasound. and Noninvasi

37、ve, simple, costly, widely available, need furthervalidation.血管內皮細胞與心血管疾病 Brachial Artery Flow-Mediated Dilation Baseline 5 Minutes Post-OcclusionBlood Pressure CuffOcclusion 1 Minute Release3.1 mm3.6 mm血管內皮細胞與心血管疾病4 Yr CVEs in Suspected CAD According to Brachial Artery FMDMurakami T et al. J Am Col

38、l Cardiol 2001;37:294A血管內皮細胞與心血管疾病5 Yr CHD Events CAD Patients According to Brachial Artery FMDNeuntfeufl T et al, Am J Cardiol 2000;86:207血管內皮細胞與心血管疾病NO的檢測 （重氮化反應法，亦稱亞硝酸鹽法或Griess法）原理：體內NO釋放后很快變?yōu)閬喯跛猁}和硝酸鹽（穩(wěn)定的終末代謝產物），利用測定亞硝酸鹽和硝酸鹽的含量而間接反映NO的生成量。方法：亞硝酸鹽可與Griess試劑發(fā)生重氮化反應，產物通過比色法測定；測定硝酸鹽時先以金屬或其他還原劑將其還原為亞硝

39、酸鹽后再與Griess試劑發(fā)生反應。有報道用高效液相色譜法可同時測定亞硝酸鹽和硝酸鹽，有較好的發(fā)展前途。應用：可測定血液，組織，細胞培養(yǎng)液，尿液等的NO含量。方法簡單，對設備要求簡單，快速，穩(wěn)定，但靈敏度不高，且易受飲食中的硝酸鹽或含硝基化合物等外源性含硝基類物質的影響。血管內皮細胞與心血管疾病cGMP測定法原理：NO能激活細胞內的可溶性鳥苷酸環(huán)化酶，從而使cGMP產生增多，由于cGMP充當了NO的第二信使，故可通過測定cGMP濃度來反映NO的生產量。方法：cGMP可通過放射免疫法測定。檢測方便，靈敏度高，但僅用于測定細胞內的cGMP，易受其他因素影響，特異性不高，近年應用較少。血管內皮細胞與

40、心血管疾病一氧化氮合酶（NOS）的測定原理：在還原型尼克酰腺嘌呤和核苷酸磷酸存在的條件下，NOS可催化L-精氨酸和氧氣生成胍氨酸和NO。方法：應用液體閃爍計數(shù)儀測定同位素標記的精氨酸生成胍氨酸的量可反映NOS的活性。本法應用較廣，但鈣離子濃度，溫度，時間等因素常影響測定結果。血管內皮細胞與心血管疾病其他內皮功能標志物的檢測ET在血管內皮細胞受損時，產生增多。因此ET增高也可以間接反映血管內皮功能。受損的血管內皮細胞還可釋放vWF因子及ICAM。這兩者也被當作內皮功能標志物，反應血管內皮細胞受損的程度。血管內皮細胞與心血管疾病其他檢測方法應用正電子發(fā)射斷層描記術( PET) ，可對冠脈內血流及內

41、皮細胞的新陳代謝進行定量分析。 方法雖無創(chuàng)，但因價格昂貴而不能廣泛應用。應用冠脈內血管超聲來直接觀察冠狀動脈在剌激物作用下(乙酰膽堿輸入) 的內徑變化。血管內皮細胞與心血管疾病99血管內皮細胞與心血管疾病Clinical Sequelae血管內皮細胞與心血管疾病Pathophysiology Vascular Disease血管內皮細胞與心血管疾病 O2 Endothelial Cells and H2O2 Vascular Smooth MuscleOxidative Stress: Endothelial Dysfunction and CAD Risk FactorsEndothelia

42、l DysfunctionApoptosisVasoconstrictionLeukocyteadhesionLipiddepositionThrombosisVSMCgrowthHypertensionSmokingDiabetesLDLHomocysteineEstrogendeficiency血管內皮細胞與心血管疾病內皮功能異常與心血管疾病動脈粥樣硬化（Atherosclerosis，AS）高血壓（Hypertension）充血性心力衰竭（CHF）心肌缺血（Myocardial ischemia）血管內皮細胞損傷與心血管介入EC在心血管病的發(fā)生、發(fā)展中起著不可忽視的作用，糾正疾病時內皮功

43、能的紊亂，有助于疾病的治療，同時對于理解心血管疾病的病因學也有幫助。心血管慶病的基因治療探索中，就是以改變血管EC的功能為手段。血管內皮細胞與心血管疾病動脈粥樣硬化概念：AS是指內膜下脂質沉積，同時有平滑肌細胞和纖維基質成分的增殖，逐步發(fā)展形成AS斑塊的廣泛性動脈病變。斑塊含大量脂質、泡沫細胞、淋巴細胞、增殖的平滑肌細胞，以及基質成分。血管內皮細胞與心血管疾病The Universal Damage Coronary Heart DiseaseEndothelial Dysfunction NO Inflammation ThrombosisGenesCoronary Risk Factors

44、The Essential Components血管內皮細胞與心血管疾病Pathogenesis of ASNon Vulnerable Atheromatous PlaqueVulnerable Atheromatous Plaquewww.drsarma.in106血管內皮細胞與心血管疾病AS中的內皮細胞危險因素：高血壓、缺氧、高膽固醇血癥、糖尿病、吸煙及血液流變學、動力學改變等。血管內皮細胞與心血管疾病AS過程中的內皮細胞內皮細胞的損傷是AS的始動環(huán)節(jié)關于AS的發(fā)生學，主要有兩種學說，即脂質浸潤學說和內皮細胞損傷-反應學說。在這兩種中，有一共同點，即各種損傷因素首先導致了內皮的功能紊亂，

45、從而引起一系列的細胞間的相互作用，使AS得以發(fā)生發(fā)展。在整個AS的發(fā)展過程中，內皮細胞的功能改變具有重要的作用。AS是內皮細胞與平滑肌細胞、血小板、白細胞等的相互作用的過程。自分泌或旁分泌方式作用的細胞因子的參與，其對內皮細胞功能的影響在AS過程中具有十分重要的地位。隨著血清膽固醇的下降及動脈粥樣硬化的消退，內皮功能的異?？傻玫侥孓D。血管內皮細胞與心血管疾病內皮細胞的損傷是AS的始動環(huán)節(jié)致AS的危險因素均可導致冠脈內皮的功能障礙。高膽固醇可激活補體，促進白細胞和血小板在內皮聚集和粘附，致使血流減慢和血管通透性升高，導致內皮的損傷。氧化型LDL對eNOS的RNA表達具有直接的抑制效應。高血壓及血

46、流動力學的變化可引起內皮破損，使內膜暴露。血管內皮細胞與心血管疾病血管內皮細胞與心血管疾病AS中內皮源性細胞因子的參與損傷后的內皮細胞能合成分泌若干類別的細胞因子，調節(jié)血管的多項功能，進而可能影響AS損傷的發(fā)生、發(fā)展和復雜化的全過程。使內皮細胞界面轉變成促進血液凝固和抑制纖溶的表面；舒血管物質（PGl2、EDRF等）釋放減少，而收縮因子(ET等) 釋放增加；引起血管收縮、通透性增加、組織缺血；促進平滑肌細胞增殖及向內膜下遷移；促進誘導中性粒細胞、單核細胞等炎癥細胞由血管腔向血管壁黏附浸潤；激活血小板釋放PAF、ADP等，促進血小板粘附于內皮細胞上，釋放氧自由基、蛋白水解酶、白三烯等，進一步造成

47、內皮損傷；調節(jié)血管細胞外基質的合成；細胞因子可調節(jié)自身的表達，并誘導一些相關蛋白生長因子的表達。血管內皮細胞與心血管疾病血管內皮細胞與心血管疾病血管內皮細胞與心血管疾病血管內皮細胞與心血管疾病高血壓高血壓以外周血管阻力增加為特征。高血壓時血管EC功能的失調血管EC功能失調在高血壓發(fā)病中的作用糾正血管EC功能失調在高血壓治療中的意義血管內皮細胞與心血管疾病 高血壓時VEC功能的失調證據：不同高血壓動物分離得到的動脈顯示，高血壓時EC首先受到損害，其功能失調。人患高血壓時，血管內皮功能也出現(xiàn)失調現(xiàn)象。表現(xiàn)：以內皮依賴性舒張反應減弱為特征，與血壓升高的程度呈相關性。機制：由于血流切應力及血流搏動過強

48、剌激EC，造成細胞形態(tài)結構改變，功能失調：內皮舒張因子NO的合成減弱或喪失，內皮收縮因子ET等的合成增多，血管壁重構阻隔NO發(fā)揮作用，并因此導致內皮依賴性舒張反應減弱，血管痙攣性收縮，血壓進一步升高，造成惡性循環(huán)。血管內皮細胞與心血管疾病血管內皮細胞與心血管疾病血管內皮細胞與心血管疾病VEC功能失調在高血壓發(fā)病中的作用EC功能失調是高血壓的結果而不是原因動物實驗提示，內皮受損是繼發(fā)于高血壓的?？垢哐獕核幬镏委熓寡獕航档偷秸Ｋ胶?，可使血管的內皮依賴性舒張反應轉為正常。EC既是外周血管阻力的調節(jié)器，又是高血壓的靶組織高血壓引起血管內皮結構功能改變，既可引起血管的內皮依賴性舒張反應受損，血管痙攣性收縮