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혈관내피

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목차

1. 개요

혈관내피는 혈관과 림프관의 내면을 덮는 단일 층의 편평 상피 세포로, 혈관과 조직 사이의 장벽을 형성하고 물질과 체액의 흐름을 조절하는 역할을 한다. 혈액 응고, 염증, 혈관 신생, 혈관 수축 및 확장에 관여하며, 내피 기능 장애는 죽상 동맥 경화증, 관상 동맥 질환, 당뇨병 등 다양한 질병의 특징으로 나타난다. 1865년 빌헬름 히스가 처음 명명했으며, 코로나19 감염과 관련된 연구도 진행되고 있다.

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혈관내피
개요
동맥의 미세 해부학적 구조 그림. 내피 세포 위치 표시됨.
내피 세포의 위치를 보여주는 그림
내피 세포를 보여주는 혈관의 투과 전자 현미경 사진.
투과 전자 현미경으로 촬영한 미세 혈관의 사진. 적혈구(E)를 둘러싸고 혈관의 가장 안쪽 층인 내막을 형성하는 내피 세포를 보여줌.
설명혈액 및 림프관 내 표면을 덮고 있는 세포층임.

2. 구조

혈관내피는 혈관과 림프관의 안쪽을 덮는 얇은 층으로, 단일 평평한(편평 상피세포)로 구성되어 있다.[1] 중배엽에서 기원하며, 혈관 및 림프 모세 혈관은 모두 단층의 내피 세포로 이루어져 있다. 혈관의 직선 부분에서 혈관 내피 세포는 일반적으로 유체 흐름의 방향으로 정렬되어 길어진다.[2][3] 림프관에는 림프관 내피가 있다.

2. 1. 용어

빌헬름 히스는 1865년 발표한 《몸의 막과 구멍(Die Häute und Höhlen des Körpers)》에서 기관의 바깥 표면을 덮는 상피와 몸의 안쪽으로 난 공간을 덮는 조직을 구분해야 한다고 주장하며, 내피를 가리켜 처음 'endothelium'이라는 이름을 붙였다.[45] 히스는 혈관 내피세포가 일반적인 상피세포와 생김새도 다를뿐더러 성장이나 물질 분비에 관여하지 않는 수동적인 세포라는 점에서 기능적으로도 다르다고 생각했다. 따라서 기존에 상피로 분류했던 조직 가운데 중배엽에서 유래한 것을 'endothelium'이라고 부르자고 제안했다.[45]

마이클 포스터, 카를 게겐바우어를 비롯하여 많은 학자가 이와 같은 명칭과 정의에 반대했다. 내피가 다른 상피와 구조적·기능적으로 다르다고 볼 근거가 없다는 것이 첫 번째 이유였고, 중간콩팥관 등 내피 이외에도 중배엽에서 유래한 상피조직이 있다는 것이 두 번째 이유였다.[45] 마이클 포스터는 또한 'endothelium'이라는 이름 자체가 '돌기 안쪽'을 뜻하는 것이니, 돌기라고는 없는 혈관을 덮는 세포를 가리키기에 부적절한 이름이라고도 지적했다.[46]

해부학 기초 모델은 해부학적 구조를 설명하는 데 사용되는 용어 색인으로, 혈관내피 세포와 상피 세포를 이들이 발달하는 조직에 따라 구분하며, 케라틴 필라멘트 대신 비멘틴의 존재가 이들을 상피 세포와 구분한다고 명시한다.[4] 많은 이들은 혈관내피를 특수한 상피 조직으로 간주했다.[5]

3. 기능

내피는 내강 내의 순환하는 혈액 또는 림프와 혈관벽의 나머지 부분 사이의 인터페이스를 형성한다. 이는 혈관과 조직 사이에 장벽을 형성하고 조직 안팎으로 물질과 체액의 흐름을 제어하며, 물질의 통과와 백혈구의 혈류 출입을 제어한다. 만성 염증 등으로 내피의 투과성이 과도하거나 오랫동안 증가하면 조직 부종이 발생할 수 있으며, 변경된 장벽 기능은 암의 혈관 외 유출과도 관련이 있다.[6]

내피 세포는 다음과 같은 혈관 기능의 여러 다른 측면에 관여한다.


  • 혈액 응고(혈전증 및 섬유소 용해): 정상적인 조건에서 내피는 혈액이 응고되지 않는 표면을 제공하는데, 이는 응고를 방지하는 물질을 포함하고 표현하기 때문이다.[7] 여기에는 항트롬빈을 활성화하기 위한 공동 인자로 작용하는 헤파란 설페이트가 포함되며, 항트롬빈은 응고 캐스케이드에서 여러 인자를 비활성화하는 단백질이다.[8]
  • 염증:[9] 내피 세포는 염증 동안 면역 체계의 백혈구에 적극적으로 신호를 보낸다.[10]
  • 혈관 수축 및 혈관 확장이라고 하는 혈관의 수축 및 팽창, 따라서 혈압 조절


혈관 내피 기능은 당뇨병, 고혈압, 고지혈증, 비만, 만성 신장 질환, 동맥경화성 질환, 심부전 등에서 저하되므로, 내피 기능 장애의 정도를 측정하여 심혈관 질환의 독립적인 예측 인자로 삼는다.[43]

림프관에는 마찬가지로 림프관 내피가 있다.

3. 1. 혈관 신생

혈관내피는 새로운 혈관 형성, 즉 혈관 신생에 관여한다.[11] 혈관 신생은 배아 및 태아의 장기 발달[13] 뿐만 아니라 손상된 부위의 복구에 매우 중요한 과정이다.[12] 이 과정은 조직 산소 감소(저산소증) 또는 불충분한 산소 분압에 의해 유발되어 내피 세포로 덮인 새로운 혈관이 형성된다. 혈관 신생은 이 과정을 촉진하고 감소시키는 신호에 의해 조절된다. 이러한 혈관 신생 촉진 및 억제 신호에는 인테그린, 케모카인, 안지오포이에틴, 산소 감지 물질, 접합 분자 및 내인성 억제제가 포함된다.[13] 안지오포이에틴-2는 VEGF와 함께 작용하여 내피 세포의 증식과 이동을 촉진한다.

혈관 신생의 일반적인 과정은 다음과 같다.

  • 활성화 신호가 혈관 내피 세포의 표면 수용체에 결합한다.
  • 활성화된 내피 세포는 기저막을 분해하는 프로테아제를 방출한다.
  • 내피 세포는 기존 혈관에서 이동하여 혈관 신생 자극원의 방향으로 연장을 형성하기 위해 증식하기 시작한다.

3. 2. 숙주 면역 반응

혈관 내피 세포는 기관에 따라 특이적인 방식으로 다양한 면역 유전자를 발현한다.[14] 이러한 유전자에는 중요한 면역 매개체와 혈액 면역 세포와의 세포 간 통신을 촉진하는 단백질이 포함된다.[15] 혈관 내피 세포는 후성 유전체에서 구조 세포 면역 반응의 중요한 특징을 암호화하며, 이를 통해 면역학적 문제에 신속하게 반응할 수 있다. 내피와 같은 비조혈 세포가 숙주 면역에 기여하는 것을 "구조 면역"이라고 한다.[16]

4. 임상적 의의

내피 기능 장애는 적절한 내피 기능이 상실된 상태로, 혈관 질환의 특징이자 죽상 동맥 경화증 발병의 주요 초기 사건으로 간주된다.[17] 손상된 내피 기능은 고혈압과 혈전증을 유발하며, 관상 동맥 질환, 당뇨병, 고혈압, 고 콜레스테롤 혈증, 흡연 환자에게서 종종 관찰된다. 또한 뇌졸중, 심장 질환 등 심혈관 질환 예측과 류마티스 관절염, 당뇨병, 전신 홍반 루푸스와 같은 염증성 질환에서도 나타난다.[18][19]

혈관육종은 내피에서 발생하는 암으로, 미국에서 연간 300건 정도 발생하는 희귀 질환이다.[29] 예후는 좋지 않아 5년 생존율이 35% 정도이다.[30]

4. 1. 내피 기능 장애의 기전

내피 기능 장애는 내피 기능 변화의 결과이다.[20][21] 내피 기능 장애의 주요 기전 중 하나는 질소 산화물의 감소인데, 이는 종종 높은 수준의 비대칭 디메틸아르기닌으로 인해 발생한다. 비대칭 디메틸아르기닌은 정상적인 아르기닌 자극 질소 산화물 합성 효소에 의한 질소 산화물 합성을 방해하여 고혈압을 유발한다. 내피 기능 장애의 가장 일반적인 기전은 여러 기전을 통해 질소 산화물 생산과 활성을 손상시킬 수 있는 활성 산소의 증가이다.[27] 신호 단백질 ERK5는 정상적인 내피 세포 기능을 유지하는 데 필수적이다.[28] 내피 손상의 또 다른 결과는 병리학적 양의 폰 빌레브란트 인자의 방출인데, 이는 혈소판 응집 및 아원위 부착을 촉진하여 잠재적으로 치명적인 혈전을 형성한다.

4. 2. 내피 기능 장애와 질병

내피 기능 장애는 혈관 질환의 특징이며, 죽상 동맥 경화증 발병의 주요 초기 사건으로 간주된다.[17] 관상 동맥 질환, 당뇨병, 고혈압, 고 콜레스테롤 혈증, 흡연 환자에게서 손상된 내피 기능이 종종 관찰된다. 내피 기능 장애는 뇌졸중, 심장 질환을 포함한 향후의 불리한 심혈관 사건을 예측하고, 류마티스 관절염, 당뇨병, 전신 홍반 루푸스와 같은 염증성 질환에서도 나타난다.[18][19]

내피 기능 장애는 내피 기능 변화의 결과이다.[20][21] 지방(지질) 축적 후, 염증에 의해 자극되면, 내피 세포가 활성화되어 E-selectin, VCAM-1 및 ICAM-1과 같은 분자 발현이 나타나며, 이는 면역 세포 부착을 자극한다.[22] 또한, 세포 내 단백질 생산을 증가시키는 전사 인자가 활성화된다. AP-1 및 NF-κB가 활성화되어 IL-1, TNFα 및 IFNγ와 같은 사이토카인의 발현을 증가시켜 염증을 촉진한다.[23][24] 이러한 내피 세포 상태는 내막에 지질과 지단백질 축적을 촉진하여 죽상 동맥 경화증을 유발하고, 백혈구와 혈소판 모집, 평활근 세포 증식을 유발하여 지방선 형성을 유발한다. 내막에 형성된 병변과 지속적인 염증은 내피 탈락을 유발하여 내피 장벽을 손상시키고, 이로 인해 손상과 기능 장애를 유발한다.[25] 염증 자극은 내피 장벽을 복구하는 탈유비퀴틴화 효소 A20(TNFAIP3)의 NF-κB 유도 발현을 활성화한다.[26]

내피 기능 장애의 주요 기전 중 하나는 질소 산화물 감소인데, 이는 비대칭 디메틸아르기닌으로 인해 발생하며, 아르기닌 자극 질소 산화물 합성 효소에 의한 질소 산화물 합성을 방해하여 고혈압을 유발한다. 활성 산소의 증가는 질소 산화물 생산과 활성을 손상시킨다.[27] 신호 단백질 ERK5는 정상적인 내피 세포 기능 유지에 필수적이다.[28] 내피 손상의 또 다른 결과는 폰 빌레브란트 인자 방출인데, 이는 혈소판 응집 및 아원위 부착을 촉진하여 혈전을 형성한다.

혈관 내피 기능은 당뇨병, 고혈압, 고지혈증, 비만, 만성 신장 질환, 동맥경화성 질환, 심부전 등에서 저하되므로, 내피 기능 장애 정도를 측정하여 심혈관 질환의 독립적인 예측 인자로 삼는다.[43]

4. 3. 혈관육종

혈관육종은 내피의 암이며, 미국에서 연간 300건 발생하는 희귀한 질환이다.[29] 일반적으로 예후가 좋지 않아 5년 생존율이 35%이다.[30]

4. 4. 연구

종양 혈관을 구성하는 내피 세포는 생리적 내피와 비교하여 뚜렷한 형태학적 특성과 다른 기원을 가지며, 뚜렷한 분자적 특징을 가지고 있다는 것이 인식되어 왔다. 이는 종양 혈관신생의 새로운 바이오마커를 구현할 기회를 제공하고 새로운 항혈관신생 약물 표적을 제공할 수 있다.[31]

4. 5. 식단과 내피 기능

과일과 채소가 풍부한 건강한 식단은 혈관내피 기능에 긍정적인 영향을 미치는 반면, 붉은 고기와 가공육, 튀긴 음식, 정제 곡물, 가공 설탕이 많은 식단은 혈관내피 세포의 부착과 죽상동맥경화 유발 인자를 증가시킨다.[32] 고지방 식단은 혈관내피 기능에 부정적인 영향을 미친다.[33]

지중해식 식단은 성인의 혈관내피 기능을 개선하여 심혈관 질환의 위험을 줄이는 것으로 밝혀졌다.[34][35] 호두 섭취는 혈관내피 기능을 향상시킨다.[36][37]

4. 6. 코로나19와 내피

2020년 4월, 코로나19로 사망한 환자 3명의 혈관내피 세포에서 바이러스 요소가 처음으로 발견되었다는 보고가 있었다. 취리히 대학교와 하버드 의과대학 연구자들은 이 발견을 다양한 장기에서 나타나는 일반적인 혈관내피염, 즉 감염에 대한 혈관내피의 염증 반응 징후로 간주했다. 이는 당뇨병, 고혈압, 심혈관 질환과 같은 동반 질환이 있는 코로나19 환자에게 다기관 부전을 유발하거나, 적어도 이에 기여할 수 있다고 보았다.[38][39]

5. 역사

빌헬름 히스는 1865년에 발표한 《몸의 막과 구멍(Die Häute und Höhlen des Körpers)》에서 기관의 바깥 표면을 덮는 상피와 몸의 안쪽으로 난 공간을 덮는 조직을 구분해야 한다고 주장하며, 내피를 가리켜 처음 'endothelium'이라는 이름을 붙였다. 히스는 혈관 내피세포가 일반적인 상피세포와 생김새도 다를뿐더러 성장이나 물질 분비에 관여하지 않는 수동적인 세포라는 점에서 기능적으로도 다르다고 생각했다. 따라서 기존에 상피로 분류했던 조직 가운데 중배엽에서 유래한 것을 'endothelium'이라고 부르자고 제안했다.[45]

마이클 포스터, 카를 게겐바우어를 비롯하여 많은 학자가 이와 같은 명칭과 정의에 반대했다. 내피가 다른 상피와 구조적·기능적으로 다르다고 볼 근거가 없다는 것이 첫 번째 이유였고, 중간콩팥관 등 내피 이외에도 중배엽에서 유래한 상피조직이 있다는 것이 두 번째 이유였다.[45] 마이클 포스터는 또한 'endothelium'이라는 이름 자체가 '돌기 안쪽'을 뜻하는 것이니, 돌기라고는 없는 혈관을 덮는 세포를 가리키기에 부적절한 이름이라고도 지적했다.[46]

1958년, 세인트앤드루스 대학교의 A. S. 토드는 인간 혈관의 혈관내피가 섬유소 용해 활성을 가지고 있음을 증명했다.[41][42]

참조

[1] DorlandsDict Endothelium three/000035470
[2] 논문 Response of cultured endothelial cells to steady flow 1984-07
[3] 논문 Relationship between blood flow direction and endothelial cell orientation at arterial branch sites in rabbits and mice 1981-04
[4] 웹사이트 Endothelial cell http://bioportal.bio[...] Stanford University 2013-09-28
[5] 논문 Epithelial-to-mesenchymal and endothelial-to-mesenchymal transition: from cardiovascular development to disease 2012-04
[6] 논문 Balance of mechanical forces drives endothelial gap formation and may facilitate cancer and immune-cell extravasation 2019-05
[7] 서적 Multiple Functions of the Endothelial Cells https://www.ncbi.nlm[...] Morgan & Claypool Life Sciences 2024-05-20
[8] 논문 Heparan sulfate: Antithrombotic or not? 2003-04-01
[9] 논문 Mitochondrial Reactive Oxygen Species Mediate Lysophosphatidylcholine-Induced Endothelial Cell Activation 2016-06
[10] 논문 How leukocytes cross the vascular endothelium 2015-11
[11] 논문 Angiogenesis: potentials for pharmacologic intervention in the treatment of cancer, cardiovascular diseases, and chronic inflammation 2000
[12] 논문 Pathological angiogenesis: Mechanisms and therapeutic strategies 2023
[13] 논문 A review on pro- and anti-angiogenic factors as targets of clinical intervention 2006-02
[14] 논문 Structural cells are key regulators of organ-specific immune responses 2020-07
[15] 논문 Deciphering cell-cell interactions and communication from gene expression 2021-02
[16] 논문 A gene atlas of 'structural immunity' 2020-09
[17] 논문 Dysfunctional Vascular Endothelium as a Driver of Atherosclerosis: Emerging Insights Into Pathogenesis and Treatment 2021-12
[18] 논문 Cyclic phosphatidic acid inhibits the secretion of vascular endothelial growth factor from diabetic human coronary artery endothelial cells through peroxisome proliferator-activated receptor gamma 2015-09
[19] 논문 The vascular endothelium and human diseases 2013-11-09
[20] 논문 Obesity, inflammation and endothelial dysfunction 2014-04
[21] 논문 Endothelial function as a functional expression of cardiovascular risk factors 2010-06
[22] 논문 Nutrition and the endothelium 2004-08
[23] 논문 Inflammatory bio-markers and cardiovascular risk prediction 2002-10
[24] 논문 Inflammation and the development of atherosclerosis 2011
[25] 논문 Desquamation of human coronary artery endothelium by human mast cell proteases: implications for plaque erosion 2006-11
[26] 논문 Deubiquitinase function of A20 maintains and repairs endothelial barrier after lung vascular injury 2018-05
[27] 논문 Endothelial function and dysfunction. Part I: Methodological issues for assessment in the different vascular beds: a statement by the Working Group on Endothelin and Endothelial Factors of the European Society of Hypertension 2005-01
[28] 논문 ERK5 and the regulation of endothelial cell function 2009-12
[29] 웹사이트 Angiosarcoma - National Cancer Institute https://www.cancer.g[...] 2021-08-10
[30] 논문 Angiosarcoma 2010-10
[31] 서적 Biomarkers of the Tumor Microenvironment Springer
[32] 논문 Influence of food patterns on endothelial biomarkers: a systematic review 2014-12
[33] 논문 A single, high-fat meal adversely affects postprandial endothelial function: a systematic review and meta-analysis 2022-09
[34] 논문 Mediterranean Diet Increases Endothelial Function in Adults: A Systematic Review and Meta-Analysis of Randomized Controlled Trials 2020-05
[35] 논문 Mediterranean Diet and its Effect on Endothelial Function: A Meta-analysis and Systematic Review 2022-02
[36] 논문 Effects of walnuts consumption on vascular endothelial function in humans: A systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials 2018-12
[37] 논문 Effect of nut consumption on vascular endothelial function: A systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials 2018-06
[38] 논문 Endothelial cell infection and endotheliitis in COVID-19 2020-05
[39] 논문 Hypertension, Thrombosis, Kidney Failure, and Diabetes: Is COVID-19 an Endothelial Disease? A Comprehensive Evaluation of Clinical and Basic Evidence 2020-05
[40] 간행물 Introduction https://www.ncbi.nlm[...] Morgan & Claypool Life Sciences 2024-05-20
[41] 논문 Fibrinolysis autographs 1958-02
[42] 논문 Localization of Fibrinolytic Activity in Tissues 1964-09
[43] 웹사이트 血管内皮機能検査 https://www.ncvc.go.[...] 国立循環器病研究センター 病院 2023-07-11
[44] 서적 Histology : a text and atlas : with correlated cell and molecular biology https://www.worldcat[...] 2011
[45] 웹인용 Endothelium https://hdl.handle.n[...] 2023-12-15
[46] 논문 Memoirs: On the Term Endothelium https://journals.bio[...] 1874-07-01


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