الخلايا البطانية: الخصائص والبنية والأنواع والوظائف - مادة الاحياء - 2026

و الخلايا البطانية هي عملية الأيض خلايا نشطة تابعة لالبطانة، وحيدة الخلية الداخلية السفن خط الدم. طبقة الخلايا هذه لها وظائف فسيولوجية مهمة في الجسم ، خاصة فيما يتعلق بجهاز الدورة الدموية.

ابتكر عالم التشريح السويسري فيلهلم هيس مصطلح "البطانة" عام 1865 للتمييز بين الطبقة الداخلية من تجاويف الجسم والظهارة (وهي الطبقة الخارجية).

رسم تخطيطي لجدار الأوعية الدموية يظهر الخلايا البطانية (المصدر: المستخدم: VS6507 ، عبر ويكيميديا ​​كومنز)

لم يشمل التعريف الأولي الذي استخدمه هيس طبقة الخلايا الداخلية للأوعية الدموية فحسب ، بل شمل أيضًا الأوعية اللمفاوية وتجاويف الظهارة. ومع ذلك ، بعد وقت قصير ، تم تقليل هذا التعريف فقط إلى الأوعية الدموية واللمفاوية.

يسمح الموقع الاستراتيجي لهذه الخلايا بالعمل كواجهة مباشرة بين مكونات الدم (أو اللمف) والأنسجة ، مما يجعلها ضرورية لتنظيم العديد من العمليات الفسيولوجية المتعلقة بجهاز الأوعية الدموية.

من بين هذه العمليات الحفاظ على سيولة الدم والوقاية من تكوين الجلطات ، وكذلك تنظيم نقل السوائل والمذابات مثل الهرمونات وعوامل البروتين والجزيئات الكبيرة الأخرى.

حقيقة أن البطانة تؤدي وظائف معقدة في جسم الحيوانات تعني أن خلاياها عرضة للإصابة بأمراض مختلفة ، والتي تحظى باهتمام كبير من الباحثين المختلفين.

مميزات

يمكن أن تمتد مساحة السطح التي تشغلها الخلايا البطانية في جسم الإنسان البالغ لأكثر من 3000 متر مربع ويزن أكثر من 700 جرام.

تعتبر هذه الطبقة الخلوية "عضوًا" منتشرًا على نطاق واسع في جميع أنحاء الجسم ، وهي مسؤولة عن استقبال وترجمة الإشارات الجزيئية التي يتم نقلها في الدم إلى الأنسجة ، وتنظيم عدد كبير من الظواهر الأساسية لعمل الكائن الحي بأكمله.

من سمات الخلايا البطانية أنها ونواتها مصطفة بطريقة تجعلها "تبدو" موجهة في نفس اتجاه تدفق الدم الذي يمر عبر القنوات حيث توجد.

الخلايا البطانية غير متجانسة إلى حد كبير ، وهذا له علاقة بحقيقة أن الدم والأوعية اللمفاوية موزعة في جميع أنحاء الجسم ، وتتعرض لمجموعة متنوعة من البيئات الدقيقة المختلفة ، والتي تفرض شروطًا على كل بطانة معينة.

يمكن أن تؤثر هذه البيئات الدقيقة الوعائية بشكل كبير على الخصائص اللاجينية للخلايا البطانية ، مما يؤدي إلى عمليات تمايز متميزة.

وقد تم إثبات ذلك من خلال دراسة أنماط التعبير الجيني الخاصة بالأنسجة ، والتي تم من خلالها إثبات القدرة المذهلة لهذه الخلايا على التكيف ، من حيث العدد والتصرف ، مع المتطلبات المحلية حيث تم العثور عليها.

إرسال الإشارات

البطانة هي مركز معالجة إشارات متطور يتحكم فعليًا في جميع وظائف القلب والأوعية الدموية. السمة المميزة لهذا النظام الحسي هي أن كل خلية بطانية قادرة على اكتشاف أنواع مختلفة من الإشارات وتوليد أنواع مختلفة من الاستجابات.

ربما يكون هذا هو ما يسمح لهذا العضو الخاص جدًا بممارسة وظائف تنظيمية على ضغط الدم ومعدل وتوزيع الدم ، بالإضافة إلى التحكم في تكاثر الخلايا والهجرة في جدران الأوعية الدموية.

توليد

نظام الأوعية الدموية هو أول نظام عضو يتطور في جسم جنين حيواني. أثناء عملية المعدة ، تغزو الظهارة الجنينية من خلال الشق البدائي ومن ثم يتم تحفيز خلايا الأديم المتوسط.

تتمايز الخلايا السلفية للخلايا البطانية عن أنسجة الأديم المتوسط ​​، من خلال عملية يبدو أنها مستقلة عن تكوين المعدة. تستقر هذه الخلايا في نخاع العظم في ارتباط وثيق بالخلايا المكونة للدم.

تُعرف الخلايا السلفية باسم أرومات وعائية و / أو أرومات وعائية. ومع ذلك ، يمكن أن "تنتقل" خطوط خلايا الجسم الأخرى إلى الخلايا الظهارية والعكس صحيح.

تُعرَّف الأرومات الوعائية بأنها الخلايا التي لديها القدرة على التمايز إلى خلايا بطانية ، ولكنها لا تمتلك الواسمات الجزيئية المميزة ولم تشكل "لومنًا" (تظهر هذه العلامات أثناء التمايز).

إن معدل تمايز الخلايا البطانية وتكاثرها مرتفع للغاية أثناء التطور الجنيني وأثناء نمو ما بعد الولادة ، ولكنه ينخفض ​​بشكل كبير عند البالغين.

عادة ما يتم التحقق من هوية الخلايا الظهارية من خلال دراسة وجود أو التعبير عن بروتينات مرسال محددة أو RNAs ، على الرغم من أن هذه "العلامات" يمكن غالبًا مشاركتها مع سلالات خلوية أخرى.

تمايز الخلايا السلفية

يمكن أن تنشأ الخلايا الأولية للخلايا البطانية من نخاع العظم ، ولكن لا يمكن دمجها على الفور في جدران الأوعية الدموية الداخلية (البطانة).

أظهر مؤلفون مختلفون أن هذه الخلايا يتم توجيهها أو تجميعها في مواقع تكوين الأوعية الدموية النشطة ، وتختلف في الاستجابة لعمليات نقص تروية الدم (نقص الأكسجين أو تدفق الدم) ، أو الصدمات الوعائية ، أو نمو الورم ، أو غيرها.

الانتشار

تحافظ الخلايا البطانية الموجودة في نظام الأوعية الدموية على القدرة على الانقسام والتحرك. تتشكل أوعية دموية جديدة بفضل تكاثر الخلايا البطانية الموجودة مسبقًا ويحدث هذا في كل من الأنسجة الجنينية (عند حدوث النمو) وفي الأنسجة البالغة (لإعادة تشكيل الأنسجة أو إعادة البناء).

موت الخلايا المبرمج

إن موت الخلايا المبرمج ، أو موت الخلايا المبرمج ، هو عملية طبيعية تحدث في جميع خلايا الكائنات الحية تقريبًا ولها وظائف فسيولوجية مختلفة فيها.

يتميز بتكثف السيتوبلازم والنواة ، عن طريق انكماش الخلايا والتعرض ، على سطح الخلية ، لجزيئات معينة من البلعمة. خلال هذه العملية ، يحدث أيضًا انهيار الكروماتين (DNA الكروموسومي) وتشوه غشاء البلازما.

يمكن تحفيز موت الخلايا المبرمج ، في الخلايا البطانية ، بواسطة محفزات وعوامل جزيئية مختلفة. هذا له آثار مهمة على الإرقاء (منع تسرب الدم السائل).

هذه العملية ضرورية في إعادة البناء والتراجع وتكوين الأوعية (تكوين أوعية دموية جديدة). نظرًا لأنه يمكن أن يؤثر على سلامة ووظيفة بطانة الأوعية الدموية ، يمكن أن يساهم موت الخلايا المبرمج البطاني في التسبب في مجموعة متنوعة من الأمراض البشرية.

تشير التجارب التي أجريت في الجسم الحي إلى أن هذه الأمراض يمكن أن تشمل تصلب الشرايين ، وفشل القلب الخلقي ، واعتلال الشبكية السكري ، وانتفاخ الرئة ، وتصلب الجلد ، ومرض الخلايا المنجلية ، والذئبة الحمامية الجهازية ، أو فرفرية نقص الصفيحات الخثارية ، وغيرها.

أين وجدوا؟

توجد الخلايا البطانية ، كما يوحي اسمها ، في أنواع مختلفة من البطانة التي تبطن السطح الداخلي للدم والأوعية اللمفاوية.

في البطانة الوعائية الدموية ، على سبيل المثال ، تشكل الخلايا البطانية للأوردة والشرايين طبقة خلوية غير منقطعة ، حيث يتم ربط الخلايا معًا بواسطة وصلات ضيقة.

بناء

بعيدًا عن أن تكون الخلايا البطانية متطابقة بشكل جماعي ، يمكن اعتبارها اتحادًا ضخمًا لشركات مختلفة ، لكل منها هويتها الخاصة.

على طول الفروع الوعائية ، يختلف شكل الخلايا البطانية بشكل كبير. علاوة على ذلك ، قد تكون هناك اختلافات نمطية كبيرة بين الخلايا التي تنتمي إلى أجزاء مختلفة من نفس الجهاز الوعائي أو العضو أو نوع الأوعية.

على الرغم من هذا الادعاء ، فإن هذه الخلايا عادةً ما تكون مسطحة ، والتي يمكن أن تكون "ممتلئة" أو مكعبة في الأوردة البطانية.

يتفاوت سمكها من أقل من 0.1 ميكرومتر في الأوردة والشعيرات الدموية إلى 1 ميكرومتر في الشريان الأورطي ، ويتم إعادة تشكيل هيكلها استجابة لعوامل متعددة ، خاصة ما يسمى "إجهاد القص الديناميكي".

يختلف طول الخلايا البطانية فيما يتعلق بموقعها التشريحي ، حيث تم الإبلاغ عن أن الخلايا البطانية الأبهرية في الأوعية الدموية للفئران تكون ممدودة ورقيقة ، بينما في الشرايين الرئوية تكون أقصر وأكثر استدارة.

وهكذا ، مثل العديد من الخلايا الأخرى في الجسم ، فإن الخلايا البطانية مغطاة بغطاء من البروتينات والسكريات المعروفة باسم glycocalyx ، والتي تعد جزءًا أساسيًا من الحاجز الوعائي وتتراوح سماكته بين 0.1 و 1 ميكرون.

يتم إنتاج هذه "المنطقة" خارج الخلية بنشاط بواسطة الخلايا البطانية وتحتل الفراغ بين الدم والخلايا المنتشرة. لقد ثبت أن له وظائف في حماية الأوعية الدموية وفي تنظيم الخلايا وآليات الإرقاء.

الهيكل الخلوي

الفضاء داخل الخلايا من الخلايا البطانية مليء بالحويصلات المطلية بالكالاثرين ، والأجسام متعددة الحويصلات ، والليزوزومات ، والتي تعتبر بالغة الأهمية لمسارات النقل الجزيئي الداخلي.

الجسيمات الحالة مسؤولة عن تدهور وإعادة تدوير الجزيئات الكبيرة التي يتم توجيهها إليها عن طريق الالتقام الخلوي. يمكن أن تحدث هذه العملية أيضًا على سطح الخلية ، في مجمع جولجي ، والشبكة الإندوبلازمية.

هذه الخلايا غنية أيضًا بالكافولا ، وهي حويصلات على شكل قارورة مرتبطة بغشاء البلازما وعادة ما تكون مفتوحة على الجانب اللمعي أو قد تكون خالية في العصارة الخلوية. تعتمد وفرة هذه الهياكل على نوع الظهارة المعتبرة.

أنواع

يمكن أن تحتوي الخلايا البطانية على أنماط ظاهرية مختلفة تمامًا ، والتي يتم تنظيمها حسب مكان وجودها ووقت التطور. لهذا السبب ، يعتبر العديد من المؤلفين أن هذه العناصر غير متجانسة للغاية ، لأنها لا تختلف فقط من حيث هيكلها ، ولكن أيضًا وظيفتها.

يمكن تصنيف البطانة على أنها مستمرة أو متقطعة. البطانة المستمرة ، بدورها ، يمكن أن تكون منشطة أو غير منفذة. الفجوات هي نوع من "المسام" داخل الخلايا التي تمتد عبر سماكة الخلية.

تشكل البطانة المستمرة غير المكسورة البطانة الداخلية للشرايين والأوردة والشعيرات الدموية للدماغ والجلد والقلب والرئتين.

من ناحية أخرى ، فإن الظهارة المنجلية المستمرة شائعة في المناطق التي تتميز بالترشيح العالي والنقل عبر البطانة (الشعيرات الدموية في الغدد الصماء والغدد الصماء والمخاطية المعوية والأمعاء والكبيبات والأنابيب الكلوية).

يتم إثراء بعض أسرة الأوعية الدموية الجيبية وجزء من أنسجة الكبد ببطانة متقطعة.

المميزات

البطانة لها وظائف فسيولوجية مهمة بما في ذلك التحكم في النغمة الحركية ، وتهريب خلايا الدم ، والتوازن المرقئ ، والنفاذية ، والانتشار ، والبقاء والمناعة الفطرية والتكيفية.

من وجهة نظر وظيفية ، فإن الخلايا البطانية لها وظيفة تقسيم أساسية. عادة ، تكون هذه في حالة من "السكون" ، لأنها ليست نشطة من وجهة نظر التكاثر (يمكن أن يكون نصف عمرها أكثر من 1 سنة).

يمكن تقسيم وظائفها العامة ، ووظائف البطانة التي تتكون منها ، إلى: النفاذية ، وتهريب خلايا الدم ، والإرقاء.

وظائف الحركة الخلوية والنفاذية

البطانة هي بنية شبه منفذة ، حيث يجب أن تسمح بنقل المواد المذابة والسوائل المختلفة من الدم وإليه. في ظل الظروف العادية ، يكون التدفق من وإلى الدم عبر البطانة مستمرًا ، حيث تشارك بطانة الشعيرات الدموية بشكل أساسي.

يتمثل جزء من وظيفة نفاذية البطانة الشعرية في السماح بمرور الكريات البيض وبعض الوسطاء الالتهابي عبر الأوعية ، وهو ما يتحقق من خلال التعبير عن الجزيئات والجاذبات الكيميائية في الخلايا البطانية.

لذلك ، فإن نقل الكريات البيض من الدم إلى الأنسجة الأساسية ينطوي على شلالات التصاق متعددة الخطوات بما في ذلك الالتصاق الأولي ، والتدحرج ، والتوقف ، والانتقال ، والتي تحدث بشكل حصري تقريبًا في الأوردة ما بعد الشعيرات الدموية.

بفضل مشاركتها في تهريب الخلايا ، تشارك الخلايا البطانية في عمليات الشفاء والالتهاب ، حيث تشارك في تكوين أوعية جديدة من الأوعية الموجودة مسبقًا. إنها عملية أساسية لإصلاح الأنسجة.

وظائف في الارقاء

تشارك البطانة في الحفاظ على الدم ، وحالة السوائل وفي تعزيز التكوين المحدود للجلطات عندما يكون هناك ضرر لسلامة جدران الأوعية الدموية.

تُظهر الخلايا البطانية عوامل تمنع أو تعزز التخثر (مضادات التخثر ومخثرات التخثر) ، اعتمادًا على الإشارات المحددة التي تتلقاها طوال الحياة.

إذا لم تكن هذه الخلايا بلاستيكية كما هي من الناحية الفسيولوجية والهيكلية ، فلن يكون من الممكن نمو وإصلاح أنسجة الجسم.

المراجع

1. إيرد ، مرحاض (2007). عدم تجانس النمط الظاهري للبطانة: 1. الهيكل والوظيفة والآليات. بحوث الدورة الدموية ، 100 ، 158-173.
2. إيرد ، مرحاض (2012). عدم تجانس الخلايا البطانية. وجهات نظر كولد سبرينج هاربور في الطب ، 2 ، 1-14.
3. Alphonsus، CS، & Rodseth، RN (2014). جلايكوكاليكس البطاني: مراجعة لحاجز الأوعية الدموية. التخدير ، 69 ، 777-784.
4. Back ، N. ، & Luzio ، NR Di. (1977). عملية التخثر في تصلب الشرايين. (B. Chandler ، K. Eurenius ، G. McMillan ، C. Nelson ، C. Schwartz ، & S. Wessler ، Eds.). الصحافة الكاملة.
5. تشي ، جيه ، تشانغ ، هاي ، هارالدسن ، جي ، جانسين ، فلوريدا ، ترويانسكايا ، أو جي ، تشانغ ، دي إس ،… براون ، بو (2003). تم الكشف عن تنوع الخلايا البطانية من خلال التنميط العالمي للتعبير. PNAS، 100 (19) ، 10623-10628.
6. تشوي ، جي سي ، جرانفيل ، دي جي ، هانت ، دي دبليو سي ، وماكمانوس ، بي إم (2001). موت الخلايا المبرمج البطاني: الخصائص البيوكيميائية والآثار المحتملة لتصلب الشرايين. جيه مول. زنزانة. كارديول ، 33 ، 1673-1690.
7. سينما ، BDB ، بولاك ، ES ، باك ، كاليفورنيا ، لوسكالزو ، J. ، Zimmerman ، GA ، Mcever ، RP ،… Stern ، DM (1998). الخلايا البطانية في علم وظائف الأعضاء وفي الفيزيولوجيا المرضية لاضطرابات الأوعية الدموية. مجلة الجمعية الأمريكية لأمراض الدم ، 91 (10) ، 3527–3561.
8. فاجاردو ، إل (1989). تعقيد الخلايا البطانية. مقالات الجائزة والتقارير الخاصة ، 92 (2) ، 241-250.
9. خارباندا ، آر كيه ، ودينفيلد ، جي إي (2001). وظائف البطانة السليمة. مرض الشريان التاجي ، 12 ، 485-491.
10. ريباتي ، د. (2007). اكتشاف الخلايا البطانية السلفية. مراجعة تاريخية. أبحاث اللوكيميا ، 31 ، 439-444.
11. ريساو ، و. (1995). تمايز البطانة. مجلة FASEB ، 9 ، 926-933.
12. فان هينسبرغ ، ف. (2001). البطانة: السيطرة الوعائية على تخثر الدم. المجلة الأوروبية لأمراض النساء والولادة والبيولوجيا التناسلية ، 95 ، 198 - 201.
13. وين ، آر ، وهارلان ، ج. (2005). دور موت الخلايا المبرمج في الخلايا البطانية في الأمراض الالتهابية والمناعة. مجلة التخثر والتخثر ، 3 ، 1815-1824.