血管异质性

      血管本身不但有其自身的活动规律和调控系统，而且不同器官或部位以及不同发育阶段的血管功能活动均具有各自独特的性质，称此为血管活动的不均一性或异质性(heterogeneity)。
一、内皮结构的不均一性
      20 世纪50 年代，电镜的使用让人们第一次发现了内皮细胞存在结构上的不均一性。例如，在有的血管床，内皮细胞是紧密连接在一起，并被连续的基底膜所包裹（连续内皮，continuous endothelium ）；而在有的血管床，内皮细胞上有很多窗孔（有孔内皮，fenestrated endothelium ）；还有的血管床，内皮细胞上有很多孔，间隙较大，基底膜不连续。结构的不均一性常常是功能不均一性的基础。
（一）细胞结构的不均一性
      根据电镜下内皮细胞的结构特点，内皮细胞可以是连续或非连续的。连续的内皮细胞又分为非窗孔型和窗孔型。
      1.非窗孔型连续内皮( non-fenestrated continuous endothelium )  存在于脑、皮肤、心脏、肺和肌肉的动脉、静脉及毛细血管。其特点是内皮细胞相互连续，细胞间有紧密连接等连接结构，基膜完整。与动静脉相比，毛细血管的非窗孔型连续内皮含有较多小凹(caveolae) 中枢神经系统内的毛细血管内皮细胞甚薄，含小凹较少。此种内皮可以允许水和小分子物质(分子半径小于3nm )通过，而较大的溶质则通过跨内皮通道或转胞吞作用( transcytosis )通过内皮。转胞吞作用过程主要是经由小凹介导。
      2.窗孔型连续内皮( fenestrated continuous endothelium )  位于需要较多过滤或跨膜转运的部位，例如内外分泌腺体、胃肠黏膜、肾小球和部分肾小管的毛细血管。其特点是，内皮细胞基底面有连续的基膜，不含核的部分很薄，有许多贯穿细胞的窗孔( fenestrae )，孔的直径般为70nm。许多器官毛细血管的孔有隔膜
(diaphragm )封闭，隔膜一般为5~6nm 的非细胞膜性结构。隔膜起着分子筛的作用，让些较大的分子透过内皮。窗孔型连续内皮比非窗孔型连续内皮有更好的通透性。基于窗孔的功能，它在内皮细胞上的分布也具有不均一性。
      3.不连续内皮( disconinuous endothelium) 通常位于窦状血管床，尤其是在肝中。不连续内皮细胞有孔，细胞间隙较宽，基膜不连续或不存在。肝血窦内皮细胞的孔较大，直径为100~200nm，并且没有隔膜。这些内皮细胞包含很多网格蛋白小窝( clathrin-coated pit )，它们在受体介导的胞吞作用中起着重要作用。肝内皮细胞窗孔的分布也具有不均一性，在门静脉周围区的内皮细胞窗孔较大较少，而肝小叶中心区的内皮细胞窗孔则较小较多。这与其相应的功能密切相关。
（二）亚细胞结构的不均一性
      内皮细胞内有网格蛋白小窝、网格蛋白小泡( clathrin-coated vesicle ) 多泡体和溶酶体，这些亚细胞结构介导了内皮细胞的胞吞作用(endocytosis )，将一些大分子摄人溶酶体降解，或者转运回细胞表面，或者聚集在高尔基体和内质网。除了胞吞作用，内皮细胞还有将分子跨细胞转运的转胞吞作用。这一过程由特殊的亚细胞结构，包括小凹( caveolae) 和囊-泡小体(vesiculo-vacuolar organelle，VVO) 介导。这两个结构的分布均有不均一性。
（三）细胞间连接的不均一性
      内皮细胞主要有两种细胞间连接：紧密连接和黏附连接。紧密连接多集中在细胞间裂隙的顶端，是内皮细胞物质转运(细胞旁转运)的屏障，帮助维持内皮细胞管腔面和非管腔面的极性。连接结构在整个血管树呈现不均一分布。
二、内皮功能的不均一性
（一）血管张力调节的不均一性
      血管张力调节的不均一性体现在：动脉与静脉的差异、传到动脉与阻力血管的差异、同一血管床内阻力血管间的差异、不同血管床之间的差异。
（二）血管通透性的不均一性
      内皮细胞是一个半透膜，介导了血管内外的物质交换。基础状态下，毛细血管内发生着持续的物质交换。目前认为液体和小分子物质被动地通过细胞旁路径穿过内皮细胞，而大分子物质物质通过跨细胞途径，利用囊泡类转运体穿越内皮屏障。基础状态下通透性的空间不均一性，通常与连接特性、窗孔存在与否以及不同的转胞吞机制有关。
（三）白细胞运输的不均一性
      内皮细胞上白细胞的运输主要包括以下几步：接触、滚动、黏附、跨内皮细胞转运。滚动和黏附过程主要通过内皮细胞上的受体和白细胞向对应的配体之间相互作用。
（四）凝血功能的不均一性
      凝血功能是抗凝和促凝因子的平衡将导致很严重的后果。抗凝和促凝因子的失衡将导致很严重的后果，如出血或血栓形成。凝血功能的调节机制在不同血管、不同器官以及不同时程中并不相同，具有空间和时间上的不均一性。导致这种不均一性的主要原因之一就是内皮细胞。
三、内皮不均一性的机制
      导致内皮表型不均一性的原因主要有两大方面:一是细胞周围微环境的不同; 二是表观遗传特性( epigenetics )的不同。
      细胞周围微环境包括生物化学因素，如与周围细胞的相互作用，以及自分泌、旁分泌及循环中因子的作用；生物力学因素，如血流动力学因素(血流压力和剪切力)。这些生物化学和生物力学因素影响着内皮细胞的表型。例如，脑部内皮细胞就暴露在无数星型胶质细胞来源的旁分泌因子中，这些因子是维持血脑屏障的重要因素。心脏毛细血管内皮则受到收缩心脏局部力的影响，并且暴露在附近心肌细胞来源的旁分泌因子中。由于这些生物化学和生物力学因素受时间和空间的影响，因此内皮细胞的表型星现时间和空间的不均一性。
      表观遗传特性主要指内皮细胞的这些特性不依赖于外界的微环境。有研究表明，不同部位来源的内皮细胞在体外培养，传了数代以后，基因芯片结果提示转录模式仍然存在不同。这提示内皮细胞表型存在组织特异性的表观遗传修饰。目
前认为其机制包括DNA 甲基化、组蛋白甲基化和乙酰化。
四、血管平滑肌的不均一性
      血管平滑肌细胞( vascular smooth muscle cell，VSMC) 是位于血管中膜层的高度分化细胞。生理状态下，主要调节血管的收缩与舒张；在动脉粥样硬化斑块和支具后再狭窄的病理过程中亦起着重要作用。最开始血管平滑肌不均( VSMC heterogeneity) 的概念基于平滑肌的两种表型:收缩型与合成型。收缩型平滑肌是成熟的、分化完全的，有较多的收缩蛋白和肌丝；合成型平滑肌是发育中的、不成熟的、去分化的，表达大量细胞外基质蛋白。