血管内皮屏障功能调节研究
血脑屏障的功能作用及其功能调控的分子机制

血脑屏障的功能作用及其功能调控的分子机制血脑屏障是指由脑血管内皮细胞、基膜和周围星形胶质细胞构成的组织屏障,用来限制血液中物质对中枢神经系统的穿透和影响。
远古时期的生物进化过程中,由于寻找食物的需求,生物的神经系统需要接收外界的刺激,因此神经系统需要保持某种开放性,但随着高等生物体内环境变得复杂,过多的外来源物质能够带来威胁,功能因此需要受到限制,并在进化中形成了血脑屏障来保证中枢神经系统的稳定运行。
血脑屏障的功能作用主要有两个方面:保障神经系统不受外界物质的影响以及维持神经系统内环境的稳定。
屏障内的神经元、星形胶质细胞和血管内皮细胞形成了一个严密的防线,限制了外界物质(如病菌、毒素和药物等)的穿透,保护神经系统的正常运行。
同时,血脑屏障对血液中的离子、代谢物以及荷尔蒙的交换也进行了控制,以维持神经系统内环境的稳定。
血脑屏障的功能调控是由一组分子机制所支配的。
多种细胞类型参与了血脑屏障的构建和维护,其中以血管内皮细胞和星形胶质细胞最为重要。
血管内皮细胞通过血管的严格堵塞和细微血管黏滞力,形成了一种自闭型屏障,使外界物质难以进入神经细胞内。
而星形胶质细胞则使中枢神经系统的微环境保持稳定,通过维持正常的电位差和离子浓度的平衡。
在分子机制上,血脑屏障有两种不同的优先路线,分别是主动和被动。
在主动路线上,血管内皮细胞通过转运基因表达和酶的释放,能够主动地吸收和转运一些物质,便于神经细胞内吸收。
而在被动路线上,血脑屏障的作用主要是受外界神经调节和血液中激素的影响。
例如,一些药物可以通过血液中的神经调节或者荷尔蒙作用,调节血脑屏障的通透性,进而影响神经细胞的功能状态。
总之,血脑屏障是中枢神经系统的重要防线,对神经系统的发育和功能起到了关键作用。
其分子机制的研究为预防和治疗神经系统疾病提供了一定的基础。
通过深入理解血脑屏障的生理和病理特征,可以为神经疾病的临床治疗提供新的方向。
血_脑屏障实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 了解血脑屏障的结构和功能;2. 掌握血脑屏障的实验方法;3. 观察和记录实验结果,分析血脑屏障的特性。
二、实验原理血脑屏障(Blood-Brain Barrier,BBB)是脑毛细血管内皮细胞、周细胞和基底膜共同构成的一种特殊屏障,主要功能是保护中枢神经系统免受血液中有害物质的侵害。
在实验中,通过观察脑毛细血管内皮细胞与周细胞之间的连接情况,可以判断血脑屏障的存在与否。
三、实验材料与仪器1. 材料:新鲜猪脑、生理盐水、伊红染液、中性福尔马林、石蜡、切片机、显微镜等;2. 仪器:显微镜、切片机、解剖显微镜、解剖刀、剪刀、镊子、烧杯、培养皿等。
四、实验步骤1. 解剖新鲜猪脑,取出大脑半球,用生理盐水清洗;2. 将大脑半球放入装有生理盐水的烧杯中,用解剖刀将大脑半球沿中线切开,暴露出脑组织;3. 在解剖显微镜下,用解剖刀将大脑半球切成薄片;4. 将切片放入装有中性福尔马林的烧杯中,固定24小时;5. 将固定好的切片取出,用生理盐水冲洗干净;6. 将切片放入装有伊红染液的烧杯中,染色10分钟;7. 将染色的切片取出,用生理盐水冲洗干净;8. 将切片放入装有石蜡的烧杯中,加热熔化石蜡,将切片包裹在石蜡中;9. 将包裹好的切片取出,放入切片机中,切成薄片;10. 将切好的薄片取出,放入装有生理盐水的培养皿中,进行观察。
五、实验结果与分析1. 在显微镜下观察,可见脑毛细血管内皮细胞与周细胞之间存在紧密连接,表明血脑屏障存在;2. 通过观察切片,发现脑毛细血管内皮细胞与周细胞之间的连接呈线状或点状,表明血脑屏障具有一定的通透性;3. 在不同浓度的伊红染液中观察,发现低浓度伊红染液能穿过血脑屏障,而高浓度伊红染液则不能,表明血脑屏障对物质的通透性具有选择性。
六、实验结论通过本次实验,我们成功观察到了血脑屏障的结构和功能。
实验结果表明,血脑屏障确实存在,并对物质的通透性具有选择性,从而保护中枢神经系统免受血液中有害物质的侵害。
血管内皮的收缩和舒张因子研究进展

血管内皮的收缩和舒张因子研究进展【关键词】血管内皮关键词:血管内皮;收缩因子;舒张因子血管内皮是分割血液和组织的屏障,通过内分泌、自分泌及旁分泌而产生多种生命活性物质,调剂多种器官的功能。
其中,对调控血管滑腻肌收缩与舒张的因子又有新发觉,本文对其研究新进展加以综述。
1 内皮分泌的收缩因子内皮素(endothelin ET)内皮素是从内皮细胞分离并纯化的一种迄今所知最强的缩血管物质[1]。
ET为含有21个氨基酸的多肽,具有三种异构体:ET-一、ET-二、ET-3。
人血管内皮细胞只生成ET-1,无ET-2与ET-3异构体;大鼠生成ET-3[2]。
另外,血管滑腻肌细胞也产生ET,具体机制及生物意义不详。
ET-1来自ET前肽原,在内肽酶的作用下转化为大ET-1(Big ET-1),再经ET 转化酶(ECE)作用生成ET。
ET-1的前体大ET-1从血管内皮细胞分泌后,可能在细胞间隙被ECE-1转化为ET-1,此种转化对ET-1具有特异性。
ET与不同的受体结合产生不同的效应。
ET受体分两类:一类是ETA受体,存在于血管滑腻肌,收缩血管,ET-1对ETA受体的效应强;另一类是ETB受体,存在于血管内皮细胞,释放NO与PGI2而舒张血管[3]。
近来,开发了很多ET受体拮抗药,在动物模型中证明了其成效。
如降低真性高血压的药物[4],改善慢性心功能不全血流动力学的药物[5]。
在各疾病模型中,应用ETA选择性拮抗药和ETA/ETB非选择性拮抗药,发觉ET受体亚型存在脏器不同,也存在种属不同。
通过开发去除内皮素基因位点的鼠(Knockout mouse-KO鼠)模型,明确了内皮素新的生理作用。
ET-1和ETA受体基因的KO鼠心血管系统发育异样、下颚形成不全。
故ET-1/ETA的是决定外胚叶、间叶组织产生、分化成的必然形态的因子[6]。
ET-3和ETB受体基因的KO鼠由于缺乏色素细胞和肠管神经节而发生巨结肠症[7],故ET-3/ETB 对神经细胞的发生、分化是必要的[8]。
微血管内皮功能障碍发病机制研究进展

微血管内皮功能障碍发病机制研究进展微血管内皮功能障碍是一种常见的疾病,其发病机制一直是医学界研穨的焦点之一。
随着科学技术的不断发展,人们对微血管内皮功能障碍的研究也取得了一系列进展。
本文将针对微血管内皮功能障碍发病机制的研究进展进行详细介绍。
一、微血管内皮功能障碍的定义和特征微血管内皮功能障碍是一种由于微血管内皮细胞功能异常导致的疾病,其主要特征包括内皮细胞增生、通透性增加、炎症反应亢进等。
在疾病发展的过程中,会伴随着微血管收缩和微循环障碍,从而导致组织缺血、缺氧和营养不良,最终引发一系列严重的疾病,如心脑血管疾病、炎症性疾病等。
1. 炎症反应在微血管内皮功能障碍中的作用研究表明,炎症反应在微血管内皮功能障碍的发病机制中起着重要作用。
炎症介质的大量释放会导致内皮细胞通透性增加,血浆蛋白渗出增多,从而造成微血管通透性增加和水肿形成。
炎症反应还会引发内皮细胞本身的损伤和增生,进一步加剧微血管内皮功能的障碍。
2. 氧化应激与微血管内皮功能障碍氧化应激是指机体内氧自由基和氧化还原失衡引起的一系列生物化学反应。
研究发现,氧化应激在微血管内皮功能障碍的发病机制中起着关键作用。
氧自由基可以直接损伤内皮细胞,诱发内皮细胞凋亡和增生,进而导致微血管通透性增加。
氧自由基还可以通过诱导炎症反应和激活血小板等途径,进一步损害微血管内皮功能。
3. 血管生成与微血管内皮功能障碍血管生成是在组织缺血、缺氧等病理状态下的一种生理反应,但过度的血管生成会导致微血管内皮功能的紊乱。
一些研究表明,在微血管内皮功能障碍的疾病中,血管生成因子表达水平显著增加,促进了微血管内皮细胞的增殖和通透性增加。
4. 遗传因素对微血管内皮功能的影响近年来的研究表明,遗传因素在微血管内皮功能障碍的发病机制中也起着重要作用。
一些基因多态性与微血管内皮功能障碍的发病风险密切相关,例如一些炎症介质基因的多态性与炎症反应的过度引发有关,某些抗氧化酶基因的多态性与氧化应激的调控有关。
血脑屏障的机制与功能研究

血脑屏障的机制与功能研究血脑屏障(Blood Brain Barrier, BBB)是脑部神经系统的一种保护性结构,它能够阻止大多数药物、细菌、病毒等有害物质进入大脑,同时维持脑内环境的稳定。
BBB的建立和维持需要多个细胞类型的密切协作,其中包括微血管内皮细胞、astrocytes以及pericytes。
在本文中,我们将探讨BBB的机制和功能以及近年来关于BBB的研究进展。
BBB的机制BBB的机制主要是由微血管内皮细胞和astrocytes共同构成的血脑屏障基质来维护的。
微血管内皮细胞是BBB的主要组成部分,它们形成密实的血管内膜,使大分子物质无法通过,同时可以通过上皮细胞间紧密连接部分形成紧密连接,阻挡细胞外液体的渗透。
Microvilli扩大了微血管表面积,增加了脑部的氧气和营养的供给。
Astrocytes则通过足突形成被称为紧密交界处的典型网状结构,使BBB更具完整性。
BBB的功能BBB通过以下途径来保持脑内环境的稳定和保护脑部免受有害物质的侵害:1.阻止细菌及病毒进入大脑BBB能够阻止大多数药物、细菌、病毒及其他有害物质从血流中进入大脑,在大脑内形成相对稳定的生理环境,保证大脑不受细菌、毒素等侵害。
2.维护脑部代谢活动BBB防止外部有害物质切断了脑内代谢通路,维护血液–脑屏障的结构稳定,限制内源性有害物质、代谢产物的进入,维持神经细胞的功能。
3.维持电化学平衡BBB维持脑内外离子的稳态,自动调节离子的比例和浓度,防止神经细胞受到影响而导致电化学平衡失调。
BBB的研究进展BBB的研究是神经科学领域的一个热门课题。
经过多年的研究,科学家们已不仅仅了解了BBB的构成和功能,还发现了BBB在一些疾病的治疗中的重要作用。
1. BBB在多发性硬化中的研究多发性硬化(Multiple Sclerosis, MS)是一种神经系统疾病,病因未明,至今仍没有根治。
研究发现,患有MS的患者的 BBB会呈现损伤和不稳定现象,如有病变区域的 BBB,通透性会有所增加,导致有害物质进入脑部。
血脑屏障的结构和功能以及疾病中的作用研究

血脑屏障的结构和功能以及疾病中的作用研究血脑屏障是指位于脑血管系统内的组织结构,由由神经血管内皮细胞和外周细胞间紧密连接形成的结构。
在生理状态下,血脑屏障起着保护脑部免受有害分子和细胞入侵的作用,同时也能调节脑内物质的代谢和运输。
然而在一些疾病状态下,血脑屏障的功能会受到破坏,引起脑部疾病的发生。
因此,对血脑屏障的结构和功能及其扰动相关疾病的研究是十分重要的。
一、血脑屏障的结构神经血管内皮细胞和外周细胞间的紧密连接形成了血脑屏障,这种连接叫做紧密连接(tight junction)。
紧密连接由许多膜蛋白和细胞骨架支持,确保了神经血管内皮细胞之间的非常接近,几乎不留隙缝。
这种结构让神经血管内皮细胞能够起到基本过滤作用,从而防止细菌和有毒物质进入脑脊液和脑部。
此外,神经血管外层还覆盖有神经胶质细胞,这些胶质细胞能够释放一些物质,帮助维持神经元正常生理功能。
二、血脑屏障的功能血脑屏障的功能不仅仅是起着基本过滤作用,还包括了一定的代谢和转运功能。
例如,血脑屏障能够调节脑内的氨基酸和葡萄糖的代谢和运输,保证脑部正常的能量代谢。
此外,血脑屏障也能调节一些离子,如钙离子、钠离子和氢离子等,维持脑内正常生理功能。
三、疾病中的血脑屏障在一些疾病状态下,血脑屏障的结构和功能会受到破坏,例如神经炎、脑肿瘤、脑炎、脑出血以及脑中风等。
在这些情况下,血脑屏障的紧密连接会变得不稳定,使得血脑屏障对细菌和有害分子更加敏感。
研究表明,血脑屏障的破坏可能对神经损伤和炎症反应的发生和发展起重要作用。
血脑屏障的破坏还可能通过促进炎症反应影响脑部的血供和代谢。
神经炎症反应在脑中是不常见的,而且可能会导致一些其他的疾病,例如阿尔茨海默症和帕金森病。
此外,有研究表明,在糖尿病和肥胖症等疾病中,血脑屏障也可能发生变化,从而影响脑的正常生理功能。
四、研究血脑屏障研究血脑屏障的结构和功能及其在疾病中的作用已经成为研究领域中的热点。
研究者们利用多种技术手段来研究血脑屏障,如血脑屏障通透性的测量、表面等电焦点电泳、液相色谱法、核磁共振和光学显微镜等,以探究血脑屏障的结构和功能以及其在疾病中的作用。
血脑屏障在神经系统疾病中的功能与作用研究

血脑屏障在神经系统疾病中的功能与作用研究神经系统是身体各个系统协同工作的中枢,也是我们人类非常复杂、关键的一部分。
但随着生活压力的增大、环境污染的恶化、饮食营养的失衡等外界因素的干扰,神经系统面临越来越多的挑战和威胁。
这些外界因素对神经系统的影响最终会造成各种神经系统疾病的产生,如阿尔茨海默病、帕金森病、癫痫、脑卒中等等。
在这些神经系统疾病的治疗过程中,有一个非常重要的部分需要研究,那就是血脑屏障。
血脑屏障(blood-brain barrier,BBB)是阻止血液中的有害物质进入脑组织和脊髓的屏障。
它是由微血管内皮细胞、脉络丛上皮细胞和星形胶质细胞等构成的一层防御屏障。
了解血脑屏障对于神经系统疾病的诊断和治疗至关重要。
1. 血脑屏障的构成和功能血脑屏障主要由三类细胞组成:微血管内皮细胞、基底膜和星形胶质细胞。
微血管内皮细胞是屏障的主要构成部分,它们之间的连接是非常紧密的,形成了血脑屏障。
基底膜是微血管内皮细胞和星形胶质细胞之间的物理隔离层。
星形胶质细胞通过向微血管内皮细胞释放一系列化学信号和分泌物质来影响血脑屏障的不透性。
血脑屏障的最主要功能在于保护中枢神经系统(CNS)免受外界有害物质的侵害。
血脑屏障可以阻止血液中的细胞、蛋白质、毒素、药物和病毒等物质向脑组织和脊髓内部渗透。
这种保护机制对于身体的健康非常重要,如果没有血脑屏障的阻隔,中枢神经系统可能会受到伤害或者感染,导致各种神经系统疾病的产生。
2. 血脑屏障与神经系统疾病虽然血脑屏障的存在对于维持中枢神经系统的健康至关重要,但是在某些情况下,神经系统疾病仍然会破坏血脑屏障的结构和功能,从而导致有害物质穿过屏障进入到中枢神经系统中。
多个神经系统疾病都被发现与BBB的破坏有关,如阿尔茨海默病(Alzheimer disease)、帕金森病(Parkinson disease)、多发性硬化病(Multiple Sclerosis)等等。
阿尔茨海默病的大脑BBB的破坏往往是通过淀粉样蛋白β的积累导致的。
血脑屏障实验报告

一、实验目的通过本次实验,了解血脑屏障的结构和功能,掌握血脑屏障的检测方法,探讨血脑屏障在疾病发生发展中的作用。
二、实验原理血脑屏障是由毛细血管内皮细胞、大脑周围细胞、神经胶质层、以及脑基膜组成,属于血浆与脑脊液之间的屏障,具有保护大脑组织的作用。
血脑屏障的完整性对于维持大脑内环境的稳定具有重要意义。
本实验采用跨细胞膜电阻测量(TEER)法检测血脑屏障的完整性,并观察血脑屏障在药物转运过程中的作用。
三、实验材料1. 实验动物:大鼠2. 仪器设备:TEER检测系统、显微镜、电子天平、手术器械等3. 试剂:生理盐水、药物、酶联免疫吸附剂(ELISA)试剂盒等四、实验方法1. 实验动物分组:将实验动物随机分为实验组和对照组,每组10只。
2. 血脑屏障完整性检测:实验组给予药物处理,对照组给予等量生理盐水处理。
在药物处理后24小时,采用TEER检测系统检测大鼠脑毛细血管内皮细胞的跨细胞膜电阻,以评估血脑屏障的完整性。
3. 药物转运实验:将药物加入生理盐水中,给予实验组大鼠灌胃,对照组给予等量生理盐水。
在给药后不同时间点,采集大鼠血液和脑脊液,检测药物浓度,以观察药物在血脑屏障的转运情况。
4. 数据处理:采用SPSS软件对实验数据进行统计分析,比较实验组和对照组的TEER值、药物浓度等指标。
五、实验结果1. 血脑屏障完整性检测:实验组大鼠脑毛细血管内皮细胞的跨细胞膜电阻显著低于对照组(P<0.05),表明药物处理导致血脑屏障受损。
2. 药物转运实验:实验组大鼠血液和脑脊液中的药物浓度在给药后逐渐升高,但血液中的药物浓度显著高于脑脊液(P<0.05),表明药物在血脑屏障的转运过程中存在一定的障碍。
六、实验结论1. 药物处理可导致血脑屏障受损,降低其完整性。
2. 药物在血脑屏障的转运过程中存在一定的障碍,这可能影响药物在脑内的分布和作用。
七、实验讨论1. 血脑屏障在维持大脑内环境稳定、防止有害物质进入脑组织等方面具有重要作用。
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内容摘要:
血管内皮屏障功能的调节机制相当复杂。
α-凝血酶等炎症性介质引起内皮通透性增高的机制可能是通过g蛋白激活磷脂酶,介导三磷酸肌醇等第二信使产生,并进一步激活蛋白激酶c和肌球蛋白轻链激酶,最终引起球蛋白轻链磷酸化,从而导致内皮细胞f-肌动蛋白骨架重排,中心张力增加,细胞间裂隙形成,内皮细胞通透性发生改变。
血管内皮屏障功能的调节机制相当复杂。
α-凝血酶等炎症性介质引起内皮通透性增高的机制可能是通过g蛋白激活磷脂酶,介导三磷酸肌醇等第二信使产生,并进一步激活蛋白激酶c和肌球蛋白轻链激酶,最终引起球蛋白轻链磷酸化,从而导致内皮细胞f-肌动蛋白骨架重排,中心张力增加,细胞间裂隙形成,内皮细胞通透性发生改变。
血管内皮包括内皮细胞(ec)单层和基膜,是血管腔面的一层半选择性通透屏障。
血管内外溶质和液体的交换受体内皮通透性大小控制。
通透性是检测内皮屏障功能的客观计量指标。
许多炎性、成血栓性(thrombogenic)介质均可损伤内皮屏障功能,导致其通透性增高,血浆蛋白渗出,引起组织、器官水肿和功能障碍。
血管内皮屏障功能障碍是炎症的主要特征之一,并参与肿瘤转移、免疫反应及多器官功能障碍的发生。
本文就近年来血管内皮障碍功能调节的研究进展,特别是有关的信号转导机制作一简要综述。
一、内皮细胞间连接与内屏障功能
ec间存在紧密连接、中间连接和缝隙连接[2,3]。
缝隙连接主要存在于动脉ec间,静脉ec间也有少量存在,新近发现人脐动、静脉内皮的缝隙连接含有cx37、cx40和cx43三种连接素(connexin)[3]。
紧密连接和中间连接则普遍存在于ec间。
细胞间接损伤导致ec 间裂隙形成和内皮通透性增高,是通透性水肿发生的基础。
(一)紧密连接紧密连接多存在于ec的近腔面。
有的环绕整个细胞形成闭锁小带;有的则间断存在,称为闭锁斑。
闭锁小带只见于脑血管内皮,其它器官ec间主要是闭锁斑。
电镜观察发现,ec间的紧密连接部位存在由双侧胞膜形成的叶片(leaflets)状结构,彼此粘合紧密,对溶质分子的跨内皮转运起限制作用。
紧密连接的胞浆面还存在着一种分子量为225kd蛋白质zo-1[1,2],与胞内f-肌动蛋白骨架相连。
细胞骨架包括微丝、微管和中间丝。
微丝主要由f-肌动蛋白、肌球蛋白、原肌球蛋白和α-辅肌动蛋白组成,f-肌动蛋白骨架包括不同的微丝束类型,如应力纤维、细胞周边的致密外周束(dense peripheral band)、中央短纤维等[4,5]。
它们之间可以相互转化。
位于核周的中央短纤维产生的中心张力(centripetal tesion)是调节内皮通透性的直接动力。
中心张力来源于肌球蛋白轻链(mlc)磷酸化介导的肌动-肌球蛋白间相互作用[3]。
它与由ec 间连接、ec-基膜间粘附所产生的拴缚力(tethering force )是一对作用方向相反的力。
前者使ec产生收缩;后者的作用则将ec与ec、ec与基膜拴缚在一起。
两者平衡时,ec间隙和骨皮通透性维持正常状态;当内皮受到炎性介质如α-凝血酶等刺激时,f-肌动蛋白骨架发生重排,中心张力增加并通过zo-1使细胞间连接发生改变,结果细胞收缩变圆,ec间裂隙形成,内皮通透性增高[5,6]。
(二)中间连接内皮中间连接发生在相邻细胞的钙粘附素(cadherins)分子之间,由ca2++介导,以同质粘健(homotypic adhesion)的方式使两侧的钙粘附素分子端-羰连接[2]。
同持粘附是指同种分子之间发生的粘附。
钙粘附素分子的中一端通过纽带蛋白(vinculin)、α-辅肌动蛋白和catenin与f-肌动蛋白呈链状连接,因此f-肌动蛋白骨架的变化可通过以上链状结构影响中间连接,使ec间裂隙和内皮通透性发生改变。
ca2+通过影响钙粘附素之间及钙粘附素与catenin之间的连接参与内皮屏障功能的调节,起着“钙开关”的作用。
胞内ca2+浓度([ca2+]i)升高,内皮屏障功能下降;ca2+]i下降到原来水平,内皮屏障功能又
恢复正常[2]。
总之,细胞旁扩散是溶质跨内皮转运的主要途径;中心张力和拴缚力之间的平衡,直接影响细胞间连接和ec间裂隙形成,是内皮屏障功能的决定因素。
二、基膜对内皮屏障功能的影响
(一)基膜成分与内皮通透性胶原是构成基膜的主要成分之一,对39-110kd的溶质分子有选择通透性;用ⅰ型胶原覆盖微孔滤膜,可使其对白蛋白的通透性降低30%;在培养液中加入抗坏血酸,可通过刺激胶原合成增加,降低人脐静脉内皮细胞(huvec)单层对大分子物质的通透性[8]。
partridge等发现,104u/ml的肿瘤坏死因子α(tnfα)即可诱导牛肺微血管内皮细胞单层通透性增高。
其机制是tnfα诱导ec产生了一种96kd的明胶酶,裂解了基质成分如纤维连接蛋白、层粘蛋白、明胶及iv、v型胶原[9]。
partridge还发现,低氧引起内皮通透性增高时,ec间裂隙增宽,肌动蛋白骨架重排,同时纤维连接蛋白、波影蛋白(vitronectin)等基质的含量也下降[10]。
有人用透明质酸酶处理内皮基膜以去除透明质酸,结果通透性较对照组增加了6倍[11]。
这表明基质成分的改变会影响内皮屏障功能。
(二)ec与基膜粘附 ec与基膜经整合素介导,以灶性接触(focal contact)的方式发生粘附,形成粘附斑(adhesion plaque)。
整合素分子由两个非共价键结合的亚单位组成,两条链均为完整的膜蛋白,其分子量分别为120-180kd和90-180kd。
整合素以跨膜受体的形式存在,桥接细胞外基质蛋白与细胞骨架蛋白(即肌动蛋白、纽带蛋白和α-辅肌动蛋白)。
整合素与配体结合的特点是,一种整合素可与多种配体结合,而同一种配基亦可与多种整合素结合。
已知的整合素已超过21种,介导ec与基膜间粘附的主要由β1和β2参与组成的整合素。
新近发现,ec与基膜间粘附对纤维内皮屏障完整性具有明显意义。
用合成肽gly-arg-ser(grgds)阻断整合素的rgd基团与胶原蛋白、纤维连接蛋白、波影蛋白和层粘蛋白结合,结果导致ec收缩变圆,甚至从基膜上脱落,从而引起内皮通透性增高[12]。
ec与基膜间粘附影响内皮通透性的机制尚未阐明。
burridge认为,基膜中的胶原、纤维连接蛋白、层粘蛋白和波影蛋白与整合素的细胞外区(n-末端)结合;f-肌动蛋白则通过α-辅肌动蛋白与纽带蛋白相连,纽带蛋白再通过talin与整合素的细胞内区(c-末端)连接。
这样,整合素不仅介导了ec与基膜间粘附,还将细胞骨架蛋白与基质蛋白“串连”起来,具有显著的生物力学意义。
当内皮受到炎性介质刺激时,ec的f-肌动蛋白骨架发生重排,中心张力的变化即可沿上述结构传至基膜;同样,基膜产生的任何力学变化也可逆向传入细胞内。
电镜发现ec中的应力纤维与粘附斑的胞浆区存在清晰的粘附点,为上述假设提供了直接证据。
纤维连接蛋白粘附。
用纤维连接蛋白处理牛肺动脉内皮,结果抑制了tnfα诱导的通透性增高。
另有报道,一种非整合素家族的跨膜蛋白gp116也可介导ec与基膜间粘附,参与内皮屏障功能调节[2]。
三、内皮屏障功能调节的信号转导
任何刺激均需通过相应的信号转导系统,将刺激信号传入ec中,才能对内皮屏障功能产生影响。
g蛋白、磷脂酶c(plc)、蛋白激酶c(pkc)、酪氨酸激酶(tk)及肌球蛋白轻链(mlc)均参与了内皮屏障功能调节的信号转导。
(一)g蛋白 g蛋白是一类由gα、gβ、gγ亚基构成的异三聚体蛋白,有gs、gi、gq、g12四类共十几种亚型。
g蛋白与膜受体偶联,将刺激信号传至plc(特别是plcβ)、磷脂酶a2(pla2)、腺苷酸环化酶(ac)、磷酸二酯酶和离子通道。
g蛋白激活是从受体将信号传入ec,并触发细胞骨架收缩过程中的关键环节之一。
配体与特异受体结合,导致不同g蛋白亚型的激活。
例如h1组胺受体激活时,胞内三磷酸肌醇(ip3)和ca2+水平升高,提示该反应可能与gi或gq蛋白偶联。
而h2组胺受体受到刺激时,ac被活化,camp含量增加,表明h2受体与gs蛋白偶联[1]。
g蛋白对刺激信号有放大作用。
一个受体可与多个g蛋白偶联,而一个g蛋白可同时激活多条信号通路。
百日咳毒素能使某些g蛋白亚型与受体失偶联,阻断
信号转导。
例如与组胺受体偶联的g蛋白即属百日咳毒素敏感型;而与α凝血酶和缓激肽受体偶联的g蛋白则属百日毒素非敏感型[2]。
ca2+和dag通过多条效应途径参与内皮屏障功能调节。
ca2+和dng均可直接激活pkc;[ca2+]i升高也能激活plc和pla2。
plc和lpa2分解膜磷脂产生dag和花生四烯酸。
后两者具有潜在激活pkc的活性,这可能是炎性介质引起内皮通透性增高后纤维较长时间的机制之一。
花生四烯酸代谢产生可能也参与了内皮屏障功能的调节。
以去二氢愈创木酸抑制花生四烯酸的脂氧化酶代谢途径,结果[ca2+]i升高的第二时相消失,也抑制α-凝血酶诱导的血管内皮通透性增高。