Endotelio e Disfunzione Endoteliale | Cos’è, A Cosa Serve, Rimedi

Cos’è

L’endotelio è un sottile strato di cellule che tappezza la superficie interna:

• dei vasi sanguigni (arterie, vene e capillari);
• dei vasi linfatici;
• delle cavità cardiache.

L’endotelio rappresenta il tessuto più voluminoso del corpo umano, con dieci trilioni di cellule (10¹³), un peso totale di circa 1,0 kg e una superficie stimata di circa 400 m² (rivestendo internamente quasi 100 km di vasi sanguigni) ¹.

A livello capillare, l’estrema sottigliezza dell’endotelio permette la diffusione passiva o facilitata di gas, liquidi (ossigeno, anidride carbonica, acqua) e altre sostanze (come il glucosio e gli aminoacidi) per permettere gli scambi tra le cellule e il circolo sanguigno e linfatico.

Tuttavia non dobbiamo pensare all’endotelio come a una semplice barriera fisica inerte; al contrario, si tratta di un tessuto biologicamente attivo, coinvolto in processi come l’emostasi (per arrestare le emorragie) e il controllo della fluidità del sangue, del tono vascolare e delle reazioni immunitarie e infiammatorie.

L’endotelio è quindi indispensabile per l’omeostasi dell’organismo, al punto che una risposta incontrollata delle cellule endoteliali è coinvolta in molti processi patologici, tra cui l’aterosclerosi, l’ipertensione arteriosa e polmonare, la sepsi e le sindromi infiammatorie ².

A Cosa Serve

L’endotelio si trova a contatto diretto con il sangue (o con la linfa) e forma una barriera semipermeabile tra il sangue e i tessuti circostanti.

La funzione di questa "barriera" è quella di controllare il trasferimento di soluti e macromolecole, dentro e fuori il sangue, attraverso la parete vascolare. Ciò permette lo scambio di sostanze tra il sangue e le cellule, e viceversa.

Mentre fluidi, piccoli soluti e piccole molecole liposolubili si muovono passivamente attraverso la barriera tramite un percorso paracellulare, le macromolecole utilizzano tipicamente percorsi transcellulari, ad esempio tramite trasportatori facilitatori (come GLUT-1 e GLUT-4 per il passaggio del glucosio) e caveole (deputate alla transocitosi) ^{3, 4}.

Oltre a queste classiche funzioni, l’endotelio è stato più recentemente riconosciuto come un attore predominante nel controllo della fluidità del sangue, dell’aggregazione piastrinica, dell’emostasi e del tono vascolare; tutte azioni che espleta attraverso la produzione di sostanze come citochine, ossido nitrico, endotelina e prostaglandine.

L’endotelio rappresenta anche un attore importante nella regolazione dell’immunologia, dell’infiammazione e dell’angiogenesi, nonché un organo metabolizzante ed endocrino ⁵.

Queste importanti funzioni dell’endotelio vascolare sono determinate dalla capacità delle cellule endoteliali di sintetizzare e reagire a un’ampia varietà di mediatori chimici, tra cui citochine, fattori di crescita, molecole di adesione, sostanze vasoattive e chemochine.

Queste sostanze possono agire a distanza (attività endocrina), sulle cellule vicine (attività paracrina) o sulla stessa cellula che le ha prodotte (attività autocrina).

Funzioni dell’endotelio

Per riassumere, le principali funzioni dell’endotelio comprendono ⁶:

• regolazione della permeabilità vasale;
• regolazione del tono e della struttura dei vasi;
• angiogenesi;
• controllo dell’emostasi;
• controllo dell’infiammazione (es. reclutamento dei neutrofili);
• funzioni endocrino-metaboliche (es. metabolismo delle lipoproteine e di alcuni ormoni).

Com’è Fatto

L’endotelio è costituito da un monostrato di cellule, chiamate appunto cellule endoteliali.

La forma, le dimensioni e la biologia delle cellule endoteliali variano nelle diverse parti del sistema vascolare, a seconda dei diversi compartimenti cui appartengono (arterioso, venoso e capillare).

L’eterogeneità dell’endotelio e tale che cellule endoteliali provenienti da posizioni diverse non solo esprimono antigeni e recettori di superficie diversi, ma possono generare risposte diverse allo stesso stimolo ⁷.

Le differenze strutturali più note ed evidenti riguardano le giunzioni presenti tra queste cellule, che permettono di distinguere (in ordine crescente di permeabilità): endotelio continuo, endotelio fenestrato ed endotelio discontinuo ⁸.

• L’endotelio continuo si trova nella maggior parte delle arterie, vene e capillari del cervello, della pelle, dei polmoni, del cuore e dei muscoli.
• Quello fenestrato si trova laddove è richiesta una maggiore permeabilità, come a livello di ghiandole endocrine ed esocrine, tratto gastrointestinale, plesso coroideo, glomeruli renali e sottopopolazioni dei tubuli renali.
• L’endotelio discontinuo è caratterizzato dalla presenza di fessure intracellulari ancora più grandi (larghe da 100 a 200 nm) e si trova prevalentemente nei letti vascolari sinusoidali del fegato, ma anche nella milza e nel midollo osseo ³.

Altre differenze strutturali includono variazioni di forma, orientamento, componenti strutturali e capacità di espressione di varie sostanze e componenti cellulari.

Il monostrato di cellule endoteliali risulta ancorato a una lamina basale spessa 80 nm, che contribuisce all’impalcatura del vaso. L’interno di questa impalcatura è rivestito appunto dalle cellule endoteliali, mentre l’esterno è ricoperto da cellule muscolari lisce o periciti.

Come funziona

Le cellule endoteliali controllano il tono vascolare e il flusso sanguigno sintetizzando e rilasciando fattori rilassanti e contraenti come l’ossido nitrico, metaboliti dell’acido arachidonico attraverso le cicloossigenasi, le lipossigenasi e le vie del citocromo P450, vari peptidi (endotelina, urotensina, CNP, adrenomedullina, ecc.), adenosina, purine, specie reattive dell’ossigeno e così via.

Inoltre, gli ectoenzimi endoteliali sono passaggi necessari nella generazione di ormoni vasoattivi come l’angiotensina II.

Le cellule endoteliali sono anche in grado di sintetizzare praticamente tutte le proteine che costituiscono la lamina basale e produrre i relativi enzimi coinvolti nel suo rimodellamento, come le metalloproteinasi della matrice ^{9, 10}.

Disfunzione endoteliale

L’alterazione della normale funzione dell’endotelio è conosciuta come disfunzione endoteliale.

Tale disfunzione può dipendere da uno squilibrio nella sintesi e/o nel rilascio dei vari fattori prodotti dalle cellule endoteliali, che alterano i normali effetti biologici dell’endotelio.

Ad esempio, la disfunzione endoteliale può spostare l’equilibrio verso una maggiore tendenza all’aggregazione piastrinica e alla trombosi, a sua volta associata a ictus, malattie occlusive delle arterie viscerali e periferiche.

La disfunzione endoteliale risulta quindi coinvolta nell’insorgenza di patologie cardiovascolari (dall’ipertensione all’aterosclerosi) e nella perpetuazione delle stesse.

Esami e Indicatori

La valutazione della salute endoteliale è utile per stimare il rischio di eventi cardiovascolari nei pazienti ad alto rischio, oltre che per monitorare l’efficacia dei trattamenti intrapresi per ridurlo.

Uno dei test più utilizzati è la dilatazione flusso-mediata dell’arteria brachiale (FMD).

Si tratta di un esame non invasivo basato su un’indagine ecografica vascolare ad alta risoluzione dell’arteria brachiale (che decorre nel braccio e nell’avambraccio), prima e durante un periodo transitorio di occlusione del flusso sanguigno.

Quando l’ostruzione (ad es. mediante laccio emostatico) viene rimossa, l’aumento della velocità del flusso sanguigno all’interno dell’arteria brachiale ne induce la dilatazione, che viene mediata dal rilascio locale di mediatori vasoattivi (come l’ossido nitrico).

Se l’endotelio è sano, si avrà un adeguato rilascio di vasodilatatori e una certa entità di dilatazione; al contrario una disfunzione endoteliale provocherà una ridotta produzione di mediatori e una minor vasodilatazione.

Migliorare la salute endoteliale

Uno stile di vita e una dieta sani sono importanti per ridurre il rischio di malattie metaboliche e cardiovascolari.

In generale, è stato dimostrato che il consumo di una dieta equilibrata con una ridotta quantità di zuccheri aggiunti e grassi saturi riduce lo stress ossidativo e promuove la funzione endoteliale ¹¹. Nel caso specifico, diverse evidenze suggeriscono l’utilità della "nostra" dieta mediterranea ^{12, 13}.

Anche un basso consumo cronico di alcol, specialmente da vino rosso, può migliorare la funzione endoteliale in soggetti sani ^{14, 15, 16, 17, 18}.

Inoltre, diversi integratori, come quelli ricchi di antiossidanti naturali, hanno dimostrato di poter migliorare la salute endoteliale, almeno nel breve termine.

Evidenze preliminari suggeriscono ad esempio la potenziale utilità di ^{18, 19, 20, 21, 22, 11, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 34}:

• arginina e citrullina (come precursori dell’acido nitrico);
• succo di anguria (come fonte di citrullina);
• succo di barbabietola (come fonte di nitrati);
• omega-3 (+2,30% FMD secondo una revisione) ³²;
• varie tipologie di antiossidanti come:
  • coenzima Q10 e ubiquinolo;
  • resveratrolo (+1,77% FMD secondo una revisione) ³⁷;
  • acido lipoico;
  • melatonina;
  • vitamine antiossidanti (vitamina C, vitamina E e beta-carotene);
  • estratti concentrati ricchi di polifenoli, come quelli di vino rosso, cioccolato o cacao, caffè, tè, succo d’uva, mirtillo, picnogenolo, concentrati di frutta e verdura;
• acido folico (+2,59% FMD secondo una revisione) ³³;
• ginseng;
• isoflavoni (+1,75% FMD nelle donne in menopausa secondo una revisione) ³⁸;
• magnesio (+2,97% FMD secondo una revisione) ³⁵;
• potassio (+0,74% FMD secondo una revisione) ³⁶;
• pappa reale;
• esercizio fisico.