. 2020; 12(3): 201-216 | DOI: 10.5222/iksstd.2020.61587

Molecular Mechanisms of Endothelial Function and Dysfunction in Human Diseases

Tuba Günel¹, Hale Göksever Çelik², Reyhan Diz Kücükkaya¹, İsmail Mert Alkaç¹, Kılıç Aydınlı^3
1Istanbul University, Faculty of Science, Department of Molecular Biology and Genetics, Istanbul, Turkey
²Saglik Bilimleri University Istanbul Kanuni Sultan Suleyman Training and Research Hospital, Obstetrics and Gynecology, Istanbul, Turkey
³Istanbul University, Cerrahpasa Medical Faculty, Obstetrics and Gynecology, retired professor, Istanbul, Turkey

The vascular endothelium is an important organ that covers all of the inner surface of blood vessels and regulates several important physiological and pathological reactions. As a barrier, the endothelium regulates the transfer of molecules and acts like a semipermeable layer. They retain the capacity to rapidly initiate new vessel formation in response to injury or pathological conditions. Angiogenesis is the process of formation of new vessels from existing vessels to provide oxygen and nutrients to tissues. Blood vessels, and their components have a critical importance for hemostasis, thrombosis, and inflamation. Angiogenesis is a complex process in which strictly regulated multiple cell types are involved. Several mediators are involved in this process including nitric oxide (NO endothelium-derived relaxing factor), prostacyclin (PG12) which ensure vasodilatation, endothelin 1, platelet- activating factor and angiotensin II that induce vasoconstriction. Endothelial dysfunction (ED) is a pathological condition caused by the imbalance between vasodilation and vasoconstriction provided by the endothelium. Endothelial dysfunction is transformed into pathological functions which will result in unfavourable outcomes. Endothelial dysfunction plays a role in the pathogenesis of a variety of diseases such as hypertension, coronary artery disease, chronic heart failure, peripheral artery disease, diabetes, cancer and preeclampsia. Differences in normal and dysfunctional endothelium may present new therapeutic possibilities for improved antiangiogenesis. This review is written to describe the functions endothelial cells, mediators and signaling pathways in all stages of major diseases and relevant treatment tips.

Keywords: Endothelium, Nitric Oxide, Prostacycline, Endothelin 1, Platelet Activating Factor, Angiotensin, Atherosclerosis, Endothelial dysfunction

---

İnsan Hastalıklarında Endotel Fonksiyon ve Disfonksiyonunun Moleküler Mekanizmaları

Tuba Günel¹, Hale Göksever Çelik², Reyhan Diz Kücükkaya¹, İsmail Mert Alkaç¹, Kılıç Aydınlı^3
1İstanbul Üniversitesi Fen Fakültesi, Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü, İstanbul, Türkiye
²Sağlık Bilimleri Üniversitesi İstanbul Kanuni Sultan Süleyman Eğitim ve Araştırma Hastanesi, Kadın Hastalıkları ve Doğum Bölümü, İstanbul, Türkiye
³İstanbul Üniversitesi Cerrahpaşa Tıp Fakültesi, Kadın Hastalıkları ve Doğum Bölümü, emekli profesör, Istanbul, Turkey

Vasküler endotel, kan damarlarının tüm iç yüzeylerini örten birçok önemli fizyolojik ve patolojik reaksiyonu düzenleyen önemli bir organdır. Bir bariyer olarak endotel, moleküllerin transferini düzenler ve yarı geçirgen bir tabaka gibi davranır. Yaralanmalara veya patolojik koşullara yanıt olarak yeni damar oluşumunu (anjiyogenez) hızla başlatma kapasitesini de korurlar. Anjiyogenez, dokulara oksijen ve besin sağlamak amacıyla var olan damarlardan yeni damarlar oluşum sürecidir. Kan damarları ve bileşenleri, hemostaz, tromboz ve inflamasyon için kritik öneme sahiptir. Anjiyogenez oldukça sıkı bir şekilde regüle edilen çok sayıda farklı hücre tiplerinin olaya karıştığı kompleks bir süreçtir. Oldukça karmaşık şekilde düzenlenen bu süreçte yer alan çok sayıda mediyatör vardır. Bu mediyatörler; vazodilatasyonu sağlayan nitrik oksit (NO: endotel kaynaklı gevşetici faktör) ve prostasiklin (PGI2) ile vazokonstrüksiyonu sağlayan endotelin-1 (ET-1), platalet aktivasyon faktörü (PAF) ve Anjyotensin II’dir. Endotel disfonksiyonu (ED), endotel tarafından sağlanan vazodilatasyon ve vazokonstrüksiyon arasındaki dengesizlikten dolayı ortaya çıkan patolojik durumdur. Endoteldeki düzensizlikler organizma için olumsuz sonuçlar doğuracak patolojik işlevlere dönüşür. Endotel disfonksiyonu, hipertansiyon, koroner arter hastalığı, kronik kalp yetmezliği, periferik arter hastalığı, diyabet, kanser ve preeklampsi gibi çeşitli hastalıkların patogenezinde rol oynarlar. Normal ve disfonksiyona uğramış endotel arasındaki farklılıklar, gelişmiş antianjiyogenez için yeni terapötik olanaklar sunabilir. Bu derleme, endotel hücrelerinin, mediyatörlerin ve sinyal yolaklarının önemli hastalıkların her aşamasında gerçekleştirdiği işlevleri ve tedavi ipuçlarını anlatmak için yazılmıştır.

Anahtar Kelimeler: Endotel, Nitrik Oksid, Prostasiklin, Endotelin 1, Platelet Aktive Edici Faktör, Anjiyotensin, Ateroskleroz, Endotel disfonksiyonu

---