Casus 4; schade in de organen en bloedvaten
Leerdoelen
1) Hoe ontstaat endotheeldisfunctie?
- De eerste stap leidend tot vasculaire schade bij diabetes mellitus
- Anatomie normale vaatwand
- Normale functie endotheel versus endotheeldysfunctie
2) Hoe ontstaat atherosclerose en wat doen statines?
- Macrovasculaire schade bij diabetes mellitus
3) Welke histopathologische afwijkingen ontstaan in lever en nieren bij patiënten met
diabetes mellitus?
- microvasculaire schade
4) Welke klachten hebben patiënten met diabetes mellitus van microvasculaire schade
aan ogen en zenuwen?
- Retinopathie
- Neuropathie
Uitwerken leerdoelen
1) Hoe ontstaat endotheeldisfunctie?
- De eerste stap leidend tot vasculaire schade bij diabetes mellitus
- Anatomie normale vaatwand
- Normale functie endotheel versus endotheeldysfunctie
Anatomie normale vaatwand
De wanden van alle bloedvaten, behalve de allerkleinste, hebben drie verschillende lagen, of
tunica’s, die een centrale bloed bevattende ruimte omringen, het vaatlumen.
De binnenste tuniek is de tunica intima, deze tuniek staat in nauw contact met bloed in het
lumen. De tunica intima bevat het endotheel, het enkellaagse plaveiselepitheel dat het
lumen van alle bloedvaten bekleedt. Het endotheel loopt door met de endocardiale
bekleding van het hart, en de platte cellen sluiten nauw op elkaar aan en vormen een glad
oppervlak dat wrijving minimaliseert als het bloed door het lumen beweegt. In vaten met een
diameter groter dan 1 mm ondersteunt een subendotheliale laag bestaande uit een
basaalmembraan en los bindweefsel, het endotheel.
De middelste tuniek, de tunica media, bestaat voor het grootste deel uit cirkelvormig
gerangschikte gladde spiercellen en vellen elastine. De activiteit van de gladde spieren
wordt gereguleerd door sympathische vasomotorische zenuwvezels van het autonome
zenuwstelsel en een hele reeks chemicaliën. Afhankelijk van de behoefte van het lichaam op
een bepaald moment, veroorzaakt die regulatie ofwel vasoconstrictie of vasodilatatie. De
activiteiten van de tunica media zijn van cruciaal belang bij het reguleren van de circulatie
dynamiek, omdat kleine veranderingen in de diameter van het vat de bloedstroom en
bloeddruk sterk beïnvloeden. Over het algemeen is de tunica media de meest omvangrijke
laag in slagaders, die de belangrijkste verantwoordelijkheid dragen voor het handhaven van
de bloeddruk en de bloedsomloop.
De buitenste laag van de bloedvatwand, de tunica externa (ook wel tunica adventitia),
bestaat grotendeels uit los geweven collageenvezels die het bloedvat beschermen en
versterken, en verankert het aan omliggende structuren. De tunica externa is geïnfiltreerd
, met zenuwvezels, lymfevaten en, in grotere aderen, een netwerk van elastische vezels. In
zeer grote bloedvaten bevat de tunica externa ook een systeem van kleine bloedvaten, de
vaso vasorum, (letterlijk bloedvaten van de bloedvaten), die de meer externe weefsels van
de bloedvatwand voeden. Het binnenste deel van het vat haalt voedingsstoffen rechtstreeks
uit het bloed in het lumen (figuur 1 en 2).
Endotheelfunctie
Endotheel is een aaneengesloten laag cellen die de hele vasculaire boom bekleed en die
veel aspecten van de bloed- en bloedvatenfunctie reguleert. Rustende endotheelcellen
behouden een niet trombogene bloed weefsel interface, moduleren ontstekingen en
beïnvloeden de groei en het gedrag van andere celtypen, met name de gladde spiercellen.
In de meeste regio’s zijn de inter-endotheliale verbinden normaal gesproken
ondoordringbaar. Deze verbindingen openen zich echter onder invloed van
hemodynamische stress (bijvoorbeeld hoge bloeddruk) en/of vasoactieve middelen
(bijvoorbeeld histamine bij ontstekingen), waardoor de aangrenzende weefsels worden
overspoeld met elektrolyten en eiwitten. Vacuolaire transcytose maakt ook de beweging van
grote hoeveelheden opgeloste stoffen door intact endotheel mogelijk. Endotheelcellen zijn
ook actieve deelnemers bij het uittreden van leukocyten tijdens rekrutering van
ontstekingscellen bij pathologische processen.
Hoewel endotheelcellen door het hele vaatstelsel veel kenmerken delen, vertonen ze ook
fenotypische variabiliteit en aanpassingen, afhankelijk van de anatomische plaats en lokale
omgevingsfactoren. Endotheelcel populaties uit verschillende delen van het vaatstelsel
hebben dus verschillende transcriptionele programma’s. Fenestraties in endotheelcellen
langs hepatocyt koorden en nier glomeruli zijn specialisaties die filtratie vergemakkelijken.
Omgekeerd werken endotheelcellen in het centrale zenuwstelsel, in combinatie met
astrocyten, samen om een ondoordringbare bloed-hersenbarrière te genereren.
Endotheeldysfunctie en ontstaan
Onderhoud van een normale, niet trombogene endotheelcel voering vereist laminaire
stroming, bepaalde groeifactoren (bijvoorbeeld vasculaire endotheliale groeifactor, VEGF) en
stevige hechting aan het onderliggende basaalmembraan. Trauma of andere verwondingen
die de vaatwanden en endotheelcellen blootleggen, doen de weegschaal doorslaan in de
richting van trombose en vasoconstrictie. Endotheelcellen reageren echter ook op
verschillende fysiologische en pathologische stimuli door hun gebruikelijke functies te
moduleren en door nieuwe eigenschappen tot expressie te brengen, een proces dat
endotheliale activering wordt genoemd.
Inductoren van endotheliale activering omvatten bacteriële producten, inflammatoire
cytokinen, hemodynamische stress en lipide producten, AGE's, virussen, complement en
verschillende metabole beschadigingen (bijvoorbeeld hypoxie). Geactiveerde
endotheelcellen ondergaan vormveranderingen, brengen adhesiemoleculen tot expressie en
produceren cytokinen, chemokinen, groeifactoren, procoagulantia, von willebrand factor
(geproduceerd door de weibel-palade lichaampjes, een type organel) en anticoagulantia,
etc.
Leerdoelen
1) Hoe ontstaat endotheeldisfunctie?
- De eerste stap leidend tot vasculaire schade bij diabetes mellitus
- Anatomie normale vaatwand
- Normale functie endotheel versus endotheeldysfunctie
2) Hoe ontstaat atherosclerose en wat doen statines?
- Macrovasculaire schade bij diabetes mellitus
3) Welke histopathologische afwijkingen ontstaan in lever en nieren bij patiënten met
diabetes mellitus?
- microvasculaire schade
4) Welke klachten hebben patiënten met diabetes mellitus van microvasculaire schade
aan ogen en zenuwen?
- Retinopathie
- Neuropathie
Uitwerken leerdoelen
1) Hoe ontstaat endotheeldisfunctie?
- De eerste stap leidend tot vasculaire schade bij diabetes mellitus
- Anatomie normale vaatwand
- Normale functie endotheel versus endotheeldysfunctie
Anatomie normale vaatwand
De wanden van alle bloedvaten, behalve de allerkleinste, hebben drie verschillende lagen, of
tunica’s, die een centrale bloed bevattende ruimte omringen, het vaatlumen.
De binnenste tuniek is de tunica intima, deze tuniek staat in nauw contact met bloed in het
lumen. De tunica intima bevat het endotheel, het enkellaagse plaveiselepitheel dat het
lumen van alle bloedvaten bekleedt. Het endotheel loopt door met de endocardiale
bekleding van het hart, en de platte cellen sluiten nauw op elkaar aan en vormen een glad
oppervlak dat wrijving minimaliseert als het bloed door het lumen beweegt. In vaten met een
diameter groter dan 1 mm ondersteunt een subendotheliale laag bestaande uit een
basaalmembraan en los bindweefsel, het endotheel.
De middelste tuniek, de tunica media, bestaat voor het grootste deel uit cirkelvormig
gerangschikte gladde spiercellen en vellen elastine. De activiteit van de gladde spieren
wordt gereguleerd door sympathische vasomotorische zenuwvezels van het autonome
zenuwstelsel en een hele reeks chemicaliën. Afhankelijk van de behoefte van het lichaam op
een bepaald moment, veroorzaakt die regulatie ofwel vasoconstrictie of vasodilatatie. De
activiteiten van de tunica media zijn van cruciaal belang bij het reguleren van de circulatie
dynamiek, omdat kleine veranderingen in de diameter van het vat de bloedstroom en
bloeddruk sterk beïnvloeden. Over het algemeen is de tunica media de meest omvangrijke
laag in slagaders, die de belangrijkste verantwoordelijkheid dragen voor het handhaven van
de bloeddruk en de bloedsomloop.
De buitenste laag van de bloedvatwand, de tunica externa (ook wel tunica adventitia),
bestaat grotendeels uit los geweven collageenvezels die het bloedvat beschermen en
versterken, en verankert het aan omliggende structuren. De tunica externa is geïnfiltreerd
, met zenuwvezels, lymfevaten en, in grotere aderen, een netwerk van elastische vezels. In
zeer grote bloedvaten bevat de tunica externa ook een systeem van kleine bloedvaten, de
vaso vasorum, (letterlijk bloedvaten van de bloedvaten), die de meer externe weefsels van
de bloedvatwand voeden. Het binnenste deel van het vat haalt voedingsstoffen rechtstreeks
uit het bloed in het lumen (figuur 1 en 2).
Endotheelfunctie
Endotheel is een aaneengesloten laag cellen die de hele vasculaire boom bekleed en die
veel aspecten van de bloed- en bloedvatenfunctie reguleert. Rustende endotheelcellen
behouden een niet trombogene bloed weefsel interface, moduleren ontstekingen en
beïnvloeden de groei en het gedrag van andere celtypen, met name de gladde spiercellen.
In de meeste regio’s zijn de inter-endotheliale verbinden normaal gesproken
ondoordringbaar. Deze verbindingen openen zich echter onder invloed van
hemodynamische stress (bijvoorbeeld hoge bloeddruk) en/of vasoactieve middelen
(bijvoorbeeld histamine bij ontstekingen), waardoor de aangrenzende weefsels worden
overspoeld met elektrolyten en eiwitten. Vacuolaire transcytose maakt ook de beweging van
grote hoeveelheden opgeloste stoffen door intact endotheel mogelijk. Endotheelcellen zijn
ook actieve deelnemers bij het uittreden van leukocyten tijdens rekrutering van
ontstekingscellen bij pathologische processen.
Hoewel endotheelcellen door het hele vaatstelsel veel kenmerken delen, vertonen ze ook
fenotypische variabiliteit en aanpassingen, afhankelijk van de anatomische plaats en lokale
omgevingsfactoren. Endotheelcel populaties uit verschillende delen van het vaatstelsel
hebben dus verschillende transcriptionele programma’s. Fenestraties in endotheelcellen
langs hepatocyt koorden en nier glomeruli zijn specialisaties die filtratie vergemakkelijken.
Omgekeerd werken endotheelcellen in het centrale zenuwstelsel, in combinatie met
astrocyten, samen om een ondoordringbare bloed-hersenbarrière te genereren.
Endotheeldysfunctie en ontstaan
Onderhoud van een normale, niet trombogene endotheelcel voering vereist laminaire
stroming, bepaalde groeifactoren (bijvoorbeeld vasculaire endotheliale groeifactor, VEGF) en
stevige hechting aan het onderliggende basaalmembraan. Trauma of andere verwondingen
die de vaatwanden en endotheelcellen blootleggen, doen de weegschaal doorslaan in de
richting van trombose en vasoconstrictie. Endotheelcellen reageren echter ook op
verschillende fysiologische en pathologische stimuli door hun gebruikelijke functies te
moduleren en door nieuwe eigenschappen tot expressie te brengen, een proces dat
endotheliale activering wordt genoemd.
Inductoren van endotheliale activering omvatten bacteriële producten, inflammatoire
cytokinen, hemodynamische stress en lipide producten, AGE's, virussen, complement en
verschillende metabole beschadigingen (bijvoorbeeld hypoxie). Geactiveerde
endotheelcellen ondergaan vormveranderingen, brengen adhesiemoleculen tot expressie en
produceren cytokinen, chemokinen, groeifactoren, procoagulantia, von willebrand factor
(geproduceerd door de weibel-palade lichaampjes, een type organel) en anticoagulantia,
etc.
