Fonction endothéliale

L'endothélium est la monocouche de cellules qui tapisse chaque vaisseau sanguin, et il est bien plus qu'une simple barrière passive. Il détecte le cisaillement du sang circulant et les signaux en circulation, libère des médiateurs vasoactifs qui relaxent ou contractent le muscle lisse sous-jacent, contrôle la perméabilité de la paroi vasculaire et régule la coagulation, l'inflammation et la croissance de nouveaux vaisseaux. La fonction endothéliale est désormais considérée comme un déterminant essentiel de la santé vasculaire.

Definition

L'endothélium vasculaire est la monocouche continue de cellules tapissant la lumière des vaisseaux sanguins ; la fonction endothéliale fait référence à sa régulation active du tonus vasculaire, de la perméabilité, de l'hémostase, de l'inflammation et de l'angiogenèse.

Scope

Ce sujet couvre les rôles physiologiques de l'endothélium vasculaire : le contrôle endothélio-dépendant du tonus vasculaire (notamment via l'oxyde nitrique), la fonction de barrière et de perméabilité via les jonctions inter-endothéliales, la mécanotransduction du stress de cisaillement, et les rôles homéostatiques plus larges de l'endothélium. Il ne couvre pas la prise en charge clinique du dysfonctionnement endothélial.

Core questions

• Comment l'endothélium contrôle-t-il le tonus du muscle lisse sous-jacent ?
• Quel est le rôle de l'oxyde nitrique dans la vasodilatation endothélio-dépendante ?
• Comment l'endothélium régule-t-il la perméabilité de la paroi vasculaire ?
• Comment les cellules endothéliales détectent-elles et répondent-elles au stress de cisaillement du flux ?

Key concepts

• Vasodilatation endothélio-dépendante
• Oxyde nitrique et monoxyde d'azote synthase endothéliale (endothelial nitric oxide synthase)
• Mécanotransduction du stress de cisaillement
• Jonctions inter-endothéliales et fonction de barrière
• Perméabilité vasculaire
• Régulation endothéliale de l'hémostase et de l'inflammation
• Métabolisme des cellules endothéliales et angiogenèse

Key theories

Facteur relaxant dérivé de l'endothélium / oxyde nitrique

Un endothélium intact est nécessaire pour que des agonistes tels que l'acétylcholine relaxent le muscle lisse artériel ; le signal diffusible responsable, le facteur relaxant dérivé de l'endothélium, a été identifié comme étant l'oxyde nitrique produit par la monoxyde d'azote synthase endothéliale (endothelial nitric oxide synthase), établissant ainsi l'endothélium comme un régulateur actif du tonus vasculaire.

Mechanisms

Les cellules endothéliales transduisent le cisaillement mécanique et les agonistes chimiques en libération de médiateurs vasoactifs. L'observation pivotale selon laquelle l'endothélium est obligatoire pour la relaxation artérielle induite par l'acétylcholine (Furchgott & Zawadzki, 1980) a conduit à l'identification du facteur relaxant comme étant l'oxyde nitrique, généré par la monoxyde d'azote synthase endothéliale (endothelial nitric oxide synthase) et diffusant vers le muscle lisse pour augmenter le GMP cyclique et provoquer la relaxation (Forstermann & Sessa, 2011). L'endothélium forme également la barrière de perméabilité du vaisseau grâce à des jonctions inter-endothéliales étroitement régulées qui s'ouvrent et se ferment pour contrôler le passage des fluides et des solutés (Bazzoni & Dejana, 2004). Au-delà du tonus et de la fonction de barrière, les cellules endothéliales dirigent l'angiogenèse et adaptent leur métabolisme aux demandes vasculaires (Eelen et al., 2015), et elles régulent la coagulation et l'adhésion des leucocytes à l'interface sang-paroi.

Clinical relevance

La vasodilatation endothélio-dépendante altérée (dysfonction endothéliale) est un corrélat précoce de nombreuses affections vasculaires et est largement étudiée comme un phénotype vasculaire. Cette entrée explique la physiologie sous-jacente comme matériel de référence ; elle ne constitue pas une directive clinique et n'oriente ni le diagnostic ni le traitement.

Evidence & guidelines

Le fondement physiologique repose sur la démonstration expérimentale de la relaxation endothélio-dépendante (Furchgott & Zawadzki, 1980) et la caractérisation moléculaire des monoxyde d'azote synthases (nitric oxide synthases) (Forstermann & Sessa, 2011), complétées par des revues sur les jonctions endothéliales et la fonction de barrière (Bazzoni & Dejana, 2004) et sur le métabolisme endothélial (Eelen et al., 2015).

History

Avant 1980, l'endothélium était largement considéré comme un revêtement inerte. La démonstration de Furchgott et Zawadzki selon laquelle les cellules endothéliales sont nécessaires à l'acétylcholine pour relaxer les artères (Furchgott & Zawadzki, 1980) a révélé un facteur relaxant dérivé de l'endothélium, identifié par la suite comme étant l'oxyde nitrique ; ce travail, récompensé par un prix Nobel, a lancé le domaine de la biologie endothéliale et la description ultérieure des monoxyde d'azote synthases (nitric oxide synthases) (Forstermann & Sessa, 2011), des jonctions endothéliales (Bazzoni & Dejana, 2004) et du métabolisme endothélial (Eelen et al., 2015).

Key figures

• Robert F. Furchgott
• Salvador Moncada
• William C. Sessa
• Elisabetta Dejana
• Peter Carmeliet

Seminal works

• furchgott-zawadzki-1980
• forstermann-sessa-2011
• bazzoni-dejana-2004

Frequently asked questions

Que fait réellement l'endothélium en plus de tapisser les vaisseaux ?

Il régule activement le tonus vasculaire, contrôle la perméabilité de la paroi vasculaire, détecte le flux sanguin et contribue à réguler la coagulation, l'inflammation et la croissance de nouveaux vaisseaux.

Qu'est-ce que la vasodilatation endothélio-dépendante ?

C'est la relaxation du muscle lisse vasculaire qui nécessite un endothélium intact, classiquement parce que l'endothélium libère de l'oxyde nitrique qui diffuse vers le muscle lisse et le relaxe.