La CE expresa y responde a señales autocrinas, intracrinas, paracrinas, yuxtacrinas, matricrinas y endocrinas (Figura 12). La IL-4 es mitogénica para las CE de los capilares. La CE no expresa receptores para la IL-2. Existe “cross talk” entre los diferentes autacoides producidos por la CE (vasodilatadores y vasoconstrictores), de tipo convergente, divergente y cruzado, producidos por el endotelio luminal, con los del endotelio de los vasos de la adventicia y los productos de los nervios simpáticos, parasimpáticos, sensomotores y nitrérgicos que de la adventicia inervan la media. Igualmente se han identificado señales interorganelares. Este “cross talk” conduce al funcionamiento normal de la media. Las CE están unidas entre sí por una sustancia intercelular constituida por glicoproteínas. Los espacios intercelulares endoteliales varían entre 10-20 Å en las arterias mayores y 100-200 Å en las vénulas post-capilares. Por ejemplo, la microvasculatura del tejido adiposo se caracteriza por la presencia de uniones íntimas y ausencia de fenestras y discontinuidades.

En sus uniones intercelulares se evidencia la presencia de cadherinas, PECAM y ZO-1, que son proteínas típicas de las uniones intercelulares que regulan el paso de solutos. El endotelio es la piel interior del organismo animal. Se le considera una paraneurona perteneciente al sistema neuroendocrino difuso; el recubrimiento endotelial tiene funciones vasoconstrictoras y vasodilatadores, procoagulantes y anticoagulantes, proinflamatorias y antinflamatorias, promueve el crecimiento celular y lo inhibe y favorece y detiene el proceso de angiogénesis. Además, el endotelio presta el escenario y participa activamente en la respuesta inflamatoria y el fenómeno inmunológico.

El endotelio con comportamiento circadiano, temprano en la mañana es más pegajoso, aumenta la síntesis del PAI-1 y disminuye su actividad fibrinolítica, lo cual coincide con un aumento en la actividad del simpático, en la agregación plaquetaria. Por tanto, se sospecha que esta es la razón por la cual los eventos cardiovasculares y cerebrovasculares son más frecuentes temprano en la mañana. La noxa tiene cuatro vías de posible agresión antigénica al huésped: el recubrimiento mucocutáneo, la mucosa gastrointestinal, el pulmón y el recubrimiento endotelial. El endotelio cumple una función vital de defensa de huésped y para ella interviene en la organización de trece barreras (algunas de ellas con características de santuarios inmunológicos): alvéolo-capilar, placentaria, hepática, glomerular, hemato-encefálica, hemato-nerviosa, hemato-líquida, cefalorraquídea, hemato-oculares (hemato-retiniana y hemato-acuosa), hemato-testicular, hemato-esplénica, hemato-tímica y hemato-hematopoyética.

El endotelio responde a la agresión mecánica, metabólica o inmunológica, taponando el vaso sanguíneo. Si se trata de un capilar menor, las CE que lo tapizan se hinchan y obstruyen su luz; si se trata de un vaso de mayor calibre, lo trombosan o forman un ateroma, que ocasionalmente puede llegar a obstruir totalmente su luz. El endotelio está constituido por CE poliédricas, unidas entre sí por un sistema de uniones intercelulares íntimas (zonula occludens), discontinuo (fascia occludens, unión desmosómica), o de “gap junctions”, siendo el más común el tipo ocluyente, impermeable al tráfico celular y de moléculas grandes (Figura 13). El tratamiento con el nitrato de plata evidencia claramente las uniones intercelulares de las CE demostrando que ellas se orientan longitudinalmente por la reotaxis (Figura 14).

El ejemplo típico de la variedad de unión ocluyente es el endotelio de la barrera hemato-encefálica (BHE) y el endotelio de vasos mayores, medianos y aun capilares de ciertos territorios como el tejido adiposo. El endotelio le da a la BHE una resistencia transvascular de 1.500 ohmios. El endotelio de la BHE, además de ser impermeable, es capaz de biotransformar los medicamentos, gracias a la acción del gen multidroga resistente (glicoproteína P), constituyendo la BHE en un santuario inmunológico (Figura 15).

Las uniones intercelulares de tipo “gap junctions” también son frecuentes en la mayoría de los endotelios con el propósito de permitir el tráfico y la mensajería eléctrica. Los “gap junctions” se organizan en costras (Figura 16). Las organelas de la CE están representadas por un citoesqueleto sui generis, mitocondrias de número variable de acuerdo con la función del órgano (abundantes en la BHE y en el miocardio y escasas en el endotelio endocárdico), cuerpos de Weibel-Palade (que secuestran la proteína de von Willebrand, el factor VIII antihemofílico, la selectina P y la IL-8), retículo endoplásmico, ribosomas, lisosomas y Golgi. La CE ostenta una vesiculación especial, (parecida al burbujeo de una copa de champagne), que recibe el nombre de tráfico pinocitósico y que es abundante en ciertos endotelios (cordón umbilical) y muy escaso, casi nulo, en la BHE. Los estudios morfométricos muestran que en el miocardio hay aproximadamente 1000 vesículas pinocitósicas por micra³ y en cambio, en el endotelio pulmonar se aprecian aproximadamente 100 vesículas pinocitósicas por micra³ de endotelio. El tráfico pinocitósico es de doble vía.

La personalidad de la CE varía en cada barrera, en cada territorio tisular, en arterias y en venas, en microcapilares y en la misma arteria, según el segmento. El fenotipo de una CE es el reflejo del milieu fisiopatológico local. El endotelio del cordón umbilical humano presenta un comportamiento endotelial intermedio entre vasos grandes y microcapilares. Hay cambio fluido entre la sangre circulante y la gelatina de Wharton en los vasos del cordón umbilical de neonatos normales; el endotelio venoso exhibe abundante tráfico pinocitósico y numerosos cuerpos de Weibel-Palade. Lo anterior indica aumento de la permeabilidad del capilar venoso, encaminado a favorecer la producción de líquido amniótico.

El endotelio aórtico no tiene receptores para leucocitos (incluyendo el monocito); en cambio el endotelio de las vénulas post-capilares ofrece los receptores adecuados para el rodamiento (rolling) y la diapedesis de la población blanca intravascular. En localizaciones anatómicas diferentes, la CE percibe y traduce señales variadas. La cascada de moléculas mensajeras que se producen como resultado de estos diferentes estímulos, hacen “cross talk”.

La migración y proliferación de las CE, están controladas por factores tisulares específicos del microambiente local, de tipo sustancias hormonales, elementos constitutivos de la MEC y fuerzas hemodinámicas. Se piensa que la remodelación de la membrana basal, producto de la CE, es específica del tejido. La composición de la membrana basal endotelial, juega un papel fundamental en el comportamiento biológico en diferentes fenotipos de CE en órganos diferentes. La MEC también es diferente en territorios diferentes.

La CE al sintetizar la MEC y su membrana basal, las aprovecha para desplazarse sobre ellas, pero al mismo tiempo ellas influyen sobre su velocidad de migración y sobre las mismas células musculares que constituyen la media. En efecto, se ha observado que las CE de aorta, reorganizan su citoesqueleto de filamentos de actina en numerosas fibras de estrés y disminuyen considerablemente su velocidad de migración. La personalidad del endotelio en las diferentes arterias, se manifiesta en la mamaria interna que es inmune a la aterosclerosis; sin embargo, cuando se utiliza la arteria mamaria interna como puente aortocoronario, puede desarrollar el ateroma.