Τα ενδοθηλιακά κύτταρα συνδέονται στερρά μεταξύ τους. Έχουν περιγραφεί διακριτές δέσμες μυοϊνιδίων στο πνευμονικό ενδοθήλιο και η μορφολογική παράταξη των ενδοθηλιακών κυττάρων ευνοεί τη διττή τους λειτουργική αποστολή: [α] συμμετέχουν στην κατασκευή του κυψελιδοτριχοειδικού φραγμού, διαμέσου του οποίου επιτελείται, παθητικά, η ανταλλαγή αερίων, λόγω της τάσεως των αερίων να κινούνται από περιοχή μεγαλύτερης συγκεντρώσεως, σε περιοχή μικρότερης και, [β] διαδραματίζουν ενεργό ρόλο στη μεταβολική τροποποίηση διαφόρων ουσιών. Καθώς ο πνεύμονας δέχεται ολόκληρο το ποσόν της καρδιακής εξωθήσεως και καθώς προηγείται της στεφανιαίας και εγκεφαλικής κυκλοφορίας, ο εποπτικός επί της συνθέσεως του αίματος έλεγχος του πνευμονικού παρεγχύματος, σε ό,τι αφορά την τροποποίηση βιενεργών ουσιών (και την κάθαρση των θρόμβων), με τον εμπλουτισμό του με μια μεγάλη δέσμη θρομβολυτικών και υδρολυτικών ενζύμων φαίνεται τελεολογικά δικαιολογημένη.
Η εντόπιση των διαφόρων αυτών μεταβολικών αντιδράσεων μελετάται εντατικά, τα τελευταία χρόνια. Η σεροτονίνη, π.χ., προσλαμβάνεται και αδρανοποιείται από τη μονοαμινοξειδάση των ενδοθηλιακών κυττάρων των τριχοειδών. Αντίθετα, η νοραδρεναλίνη προσλαμβάνεται και αποδομείται στα προτριχοειδή αρτηριόλια και φλεβίδια. Η αγγειοτασίνη Ι ενεργοποιείται και η βραδυκινίνη αδρανοποιείται από την ενδοθηλιακή μεμβράνη (ή οργανύλια πλησίον αυτής). Θεωρείται ότι ο πιθανότερος τόπος της μεταβολικής δραστηριότητας του ενδοθηλίου είναι τα κυστίδια (caveolae vesicles). Όλα τα βιοενεργά ένζυμα φαίνεται να συγκεντρώνονται στα κυστίδια.
Έχει, επιπλέον, αναγνωρισθεί, in vitro, η ικανότητα των ενδοθηλίων να συνθέτουν καρβονική ανυδράση (à683), ένα Zn-εξαρτώμενο ένζυμο, που, μεταξύ των άλλων, επιταχύνει κατά 13000 φορές το σχηματισμό ανθρακικού οξέος στα ερυθροκύτταρα του περιφερικού αίματος. Διττανθρακικά ιόντα, ακολούθως, διαχέονται στο πλάσμα και μεταφέρονται στους πνεύμονες, όπου το CO2 ανασχηματίζεται και απάγεται, παθητικά, στον κυψελιδικό χώρο. Ενδεχέται, επομένως, η μεταβολική δραστηριότητα του αγγειακού ενδοθηλίου να αποδειχθεί ουσιώδης στην αμιγή αναπνευστική λειτουργία του πνεύμονα.
Οι αυλικές επιφάνειες των αγγείων εκτίθενται στους πολυάριθμους παράγοντες που συμπαρασύρονται με την κυκλοφορία του αίματος, ενώ οι εξαυλικές τους επιφάνειες είναι εκτεθειμένες στα συστατικά της βασικής μεμβράνης και, εμμέσως, στο υγρό του διάμεσου χώρου. Τα ενδοθηλιακά κύτταρα διαθέτουν εκτεταμένο συσταλτό κυτταρικό σκελετό, είναι πλούσια σε πλασματοκυτταρικά κυστίδια, που, προφανώς, αντανακλούν την ενεργό μετακίνηση μορίων δια των κυττάρων (διακυτταρική μετακίνηση, transcytosis)[i]. Τα κυστίδια φαίνεται ότι διευκολύνουν τη μεταφορά ανιονικών πρωτεϊνών πλάσματος, όπως καταφαίνεται σε κυτταρικές διατάξεις, στις οποίες η πρόκληση πνευμονικού οιδήματος συνοδεύεται από την ταχεία εμφάνιση ανιονικών μακρομορίων στη λέμφο[ii]. Η αυλική επιφάνεια των ενδοθηλιακών κυττάρων φέρει αρνητική φόρτιση που απωθεί αρνητικά φορτισμένα κύτταρα και μόρια στην αγγειακή κοίτη. Η αρνητική φόρτιση είναι ιδιαίτερα ισχυρή σε τμήματα τριχοειδών που αντιστοιχούν σε επιθηλιακά κύτταρα τύπου Ι.
Τα ενδοθηλιακά κύτταρα ασκούν δράση σε μια πληθώρα μεταβολικών διεργασιών. Διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στις αντιδράσεις πήξεως, στη σύνθεση και καταβολισμό των προσταγλανδινών, και την υδρόλυση τριγλυκεριδίων, δεσμεύοντας τη λιποπρωτεϊνική λιπάση199. Η αμυντική τους δράση είναι λεπτομερώς ρυθμισμένη[iii]. Συνθέτουν και συνδέουν το μετατρεπτικό ένζυμο της αγγειοτασίνης, που απενεργοποιεί τη βραδυκινίνη και μετατρέπει την αγγειοτασίνη Ι σε ΙΙ[iv]
[i] Gil J, Silage DA, McNiff JM: Distribution of vesicles in cells of the air-blood barrier in the rabbit. J Appl Physiol 1981 50:334
[ii] Hassoun PM, Fanburg BL, Junod AF: Metabolic functions, in Crystal RG, West JB (eds): The Lung: Scientific Foundations. New York, Raven Press, 1991 pp 313-327
[iii] Lum H, Malik AB: Regulation of vascular endothelial barrier function. Am J Physiol 1994 267:L223
[iv] Μαθιουδάκης Γ.: Μεταβολική δραστηριότητα του πνεύμονος. Σωτηρία