Эндотелий – это слой уплощённых клеток мезенхимного происхождения, выстилающий изнутри всё сосудистое ложе. Для человека весом 75 кг общая масса его составляет около 2 кг и включает один триллион клеток, отличающихся по генетико-биохимической специфике в разных сосудистых бассейнах (Гомазков О.А., 2000). Время жизни эндотелиальных клеток – около 100-180 суток, причем обновление их происходит чаще в местах изгибов сосудов (через 60-120 суток). Регенерация эндотелия осуществляется тремя путями – за счет прорастания эндотелиальных клеток из участков по периферии повреждения (основной механизм), источниками их могут служить лейкоциты крови и мигрирующие в интиму гладкомышечные клетки.

Нарушение функции эндотелия происходит от множества причин – изменений рН, температуры, осмолярности крови, снижения рО₂ тканей при ишемии, сдавления или спазма сосудов, повышения артериального давления, хирургических манипуляций на сосудах, иммунных повреждений комплексами антиген-антитело, факторами лейкоцитов и тромбоцитов, влиянием брадикинина, серотонина, адреналина, ангиотензина-II, никотина, гиперлипидемии, гомоцистинемии, отравлением СО и др. Морфологические реакции эндотелия на повреждение однотипны и могут как не приводить к обнажению субэндотелиального слоя (появление цитоплазматических вакуолей, псевдоподий, выпячиваний эндотелиоцитов в просвет сосуда, разрывы контактов эндотелиальных клеток), так и приводить к этому в более тяжёлых случаях (разрушения клеточных мембран, очаговые некрозы эндотелия, слущивания клеток, их фрагментация).

Эндотелий выполняет защитную функцию, служит барьером для циркулирующих антигенов, участвует в воспалительных реакциях, регулирует гемостаз и антитромбоз, осуществляет пептидергическую регуляцию сокращения и расслабления сосудистой стенки, участвует в её регенерации, поглощении биологически активных веществ из крови (например, серотонина, катехоламинов и др.), регуляции транскапиллярного обмена (Дисфункция эндотелия…2002; Микроциркуляция в кардиологии… 2004). Начало современной эндотелиологии было положено в 1980 году, когда Fuchgott R.F. и Zawadzki J.V. (1980) показали, что вазодилататорный ответ на ацетилхолин требует интактного эндотелия, который освобождает эндотелиальный релаксирующий фактор, позднее идентифицированный как NO.

Cекреторная функция эндотелия стимулируется механическими биофизическими (напряжение сдвига) или гуморально-химическими стимулами. Гемодинамические механические влияния на эндотелий возможны в двух направлениях – по оси сосуда (напряжение сдвига) и перпендикулярно потоку крови (радиально растягивающая сосуд сила бокового давления или трансмуральное давление). Напряжение сдвига представляет собой силу влияния прилегающего потока крови на единицу поверхности сосуда в направлении, тангенциальном к поверхности. Величина напряжения сдвига t пропорциональна Q/d³ , где Q – объемная скорость потока крови, d – внутренний диаметр сосуда. При возрастании объемного кровотока увеличивается напряжение сдвига, особенно в местах сужения и искривлений хода сосудов, и секреция эндотелием вазодилататоров (в основном, NO). Наоборот, уменьшение напряжения сдвига стимулирует продукцию эндотелина 1. Есть данные, что секреция эндотелием вазодилататоров может запускаться в результате снижения внутрисосудистого давления и скорости объёмного кровотока в ходе окклюзии сосуда, что приводит к вазодилатации в ходе реактивной гиперемии (Cагач В.Ф., Ткаченко М.Н., 1990). Сила бокового давления облегчает взаимодействие клеток крови и плазмы со стенкой сосуда и менее важна для стимуляции эндотелия. Эта сила играет роль в повышении проницаемости стенки сосуда для липидов, белков, например, при гипертонической болезни, а также в модуляции нейрогенных вазоконстрикторных реакций.

Кроме напряжения сдвига эндотелий-зависимая вазодилатация через рецепторы эндотелия с выработкой NO стимулируется такими внеклеточными факторами как ацетилхолин, АТФ, АДФ, арахидоновой кислотой, веществом Р, нейрокинином А, серотонином, брадикинином, гистамином, нейротензином, вазопрессином, ангиотензином II , тромбином, эрготамином, норадреналином, лазерным излучением, умеренной гипоксией ткани и др.. Внутриклеточным стимулом для синтеза NO эндотелием служит увеличение внутриклеточного Са⁺² . Существует изоформа NO-синтетазы, являющаяся Са⁺²- независимой; её роль в эндотелии сосудов мала, но в макрофагах она активируется под влиянием эндотоксинов микробов. Период полувыведения NO составляет 6 секунд, в связи с чем он не может быть циркулирующим фактором и диффундирует к гладкой мускулатуре сосудов из эндотелия через слой субэндотелиального коллагена. Утолщение коллагена при диабете ведет к снижению эндотелий-зависимой вазодилатации (Henrich W. L., 1991). В связи с этим интересно, что адвентициальные слои гладкой мускулатуры сосудов менее чувствительны к NO , чем прилегающие к интиме (Henrich W.L., 1991). В то же время NO, соединяясь с альбуминами сыворотки крови, может циркулировать в крови (Dinerman J.L., 1993). Существуют ряд факторов, ингибирующих NO (цистеин, гидрохинон, фенилгидразин, свободные радикалы кислорода и др.) и гуанилатциклазу (гемоглобин). Дексаметазон снижает активность NO-синтетазы, уменьшает синтез простациклина и релаксирующие резервы сосудов, способствует повышению артериального давления. Нельзя исключить, что ведущая роль свободных радикалов в ряде патологических процессов (сердечно-сосудистые заболевания, ишемическо-реперфузионные расстройства) связана с их способностью подавлять NO. Антиоксиданты снижают влияние свободных радикалов на выработку NO эндотелием (Ignarro L.J., 1989; Ignarro L.J., et al., 1999; Rubanyi G.M., Vanhoutte P.M., 1986).

Среди трех основных вазодилататоров, секретируемых эндотелием - NO, EDHF и Pg – Pg не играет существенной роли в поддержании кожного сосудистого тонуса в физиологических условиях (Kvandal Р., 2003), а роль EDHF до конца не изучена. Кроме того, сравнительная значимость самого NO в регуляции тонуса кожных сосудов не так велика, как в магистральных сосудах конечности, например, плечевой артерии. Есть гипотеза, что NO более значим для поддержания кровотока скелетных мышц, где выше поток-зависимая вазодилатация по сравнению с кожей.

Эндотелий-зависимая вазоконстрикция, в основном связанная с выработкой эндотелина – 1, стимулируется снижением напряжения сдвига (возможно, кроме окклюзии сосуда, предшествующей реактивной гиперемии), растяжением сосудистой стенки, норадреналином, тромбином, тяжелой гипоксией тканей, растяжением сосудистой стенки, ангиотензином –II, аргинином, вазопрессином, брадикинином, инсулином, глюкокортикоидами, тромбоксаном А₂, повышением внеклеточного К, факторами роста (эндотоксином или интерлейкином I, трансформирующим фактором роста b1) и др. Ингибируют продукцию эндотелина –1 небольшое число факторов (цГМФ, NO, предсердный и мозговой натрий-уретические пептиды). Для сосудов кожи и мышц влияние эндотелинов –2 и 3 менее значимо в отличие от сосудов кишечника, почек и других органов.

Важно разграничивать роль разных эндотелиальных факторов регуляции тонуса сосудов в норме и патологии. NO – это постоянный эндотелиальный регулятор сосудистого тонуса, главный паракринный вазодилататор. Эта физиологически значимая молекула присутствует во всех типах эндотелия и в интактном эндотелии в покое секретируется даже без дополнительных стимулов постоянно, участвуя в поддержании миогенного тонуса сосудов. Роль остальных эндотелиальных факторов регуляции сосудистого тонуса в физиологических условиях дискутируется. Вазодилатация, вызванная простациклином – не определяющая по амплитуде релаксацию сосуда, хотя и более пролонгирована по сравнению с влиянием NO. Кроме того, клинически значимое повышение простагландинов и других продуктов метаболизма арахидоновой кислоты – удел патологических процессов, особенно воспаления. Содержание эндотелина –1 в плазме в физиологических условиях не превышает нормальных значений и возрастает только при системной патологии органов кровообращения (хроническая гипоксия, атеросклероз, гипертоническая болезнь, особенно на фоне сердечной недостаточности) (Bodin P., 1992). Поэтому, хотя эндотелин-1 более стоек в плазме, чем NO (повышение сосудистого сопротивления при его системном введении длится около 45 минут), но он в физиологических условиях мало участвует в сосудистой регуляции. Существуют баланс синтеза эндотелина-1 и NO в норме и при патологии сердечно-сосудистой системы и гетерогенность эндотелиальных ответов разных отделов сосудистого русла (снижение синтеза NO эндотелием по мере приближения к капиллярам по сравнению с артериями и крупными артериолами). С позиций клинической оценки регуляции сосудов важно, что спектральный анализ ритмов кровотока, регистрируемых методом лазерной допплеровской флоуметрии позволяет вычленить и количественно оценить эндотелиальный компонент в покое, а применение окклюзионого теста, ионофоретической пробы с ацетилхолином – изучить реакцию эндотелия на функциональную нагрузку.