血管内皮位于循环血和血管平滑肌之间，因而成为心血管疾病的一个基本靶点和调节点。内皮功能的完整性对于保障血液的流动和抗血栓形成是十分重要的。这是因为内皮能够释放可控制血管舒张和收缩、血栓形成和纤维蛋白溶解、血小板激活和抑制的体液因子。在健康人中，内皮受到刺激后的主要反应是引起血管舒张。内皮源性收缩和舒张因子的不平衡可导致内皮功能障碍。这种不平衡是血管性疾病的病因或后果，并已成为已知心血管危险因素之一。内皮功能障碍通常发生在血管结构改变之前。

    内皮对血管张力的调节涉及到一组管腔膜受体和复杂的细胞内通道，以及各种血管舒张和收缩因子的合成以及释放。内皮细胞还可分泌一种强有力的组织型纤溶酶原激活剂，从而为无法控制的血管内凝血提供进一步的内皮介导性保护。

    高血压的内皮功能障碍

    高血压与内皮的功能和形态变化有关。在高血压患者的血管中，内皮细胞的体积增加，突入到血管管腔中。血管内膜下腔发生结构改变，纤维素和细胞沉积增加。与血压正常者相比，高血压患者体内血管内皮与血小板和单核细胞的相互作用增强了。

    有研究表明，原发性高血压患者对乙酰胆碱，一种内皮依赖性血管扩张剂，存在反应异常；而对硝普钠，一种非内皮依赖性血管扩张剂，却可产生正常反应。这一结果说明，原发性高血压患者体内的内皮源性一氧化氮系统存在特异性的缺陷，而这种缺陷对于患者的血管阻力增加以及对内皮依赖性制剂的反应异常都有一定作用。最近进行的一项研究显示，在有高血压家族史的正常人体内存在内皮功能障碍。这说明，在临床上出现明显的血管疾病之前，血管内皮功能障碍的发生可能是一项重要的致病事件。

    充血性心力衰竭中的内皮功能障碍

    血管内皮对于调节心力衰竭时，心室和血管重塑的进程起着重要作用。所以，以基底部血管舒缩张力增加和血管扩张储备能力下降为特征的内皮功能异常与充血性心力衰竭的病理生理关系密切。

    与正常人相比，使用激素激动剂和增加血流量之后，心力衰竭患者的冠状动脉和骨胳肌循环中的内皮依赖性血管舒张反应会出现异常。关于心力衰竭与广泛性的内皮功能障碍有关，还可从一氧化氮介导的血管舒张异常以及血浆内皮素-1浓度增加而得到部分证明。

    外周血管阻力增加是充血性心力衰竭的特征表现之一。由内皮功能减弱引起的外周血管舒张能力缺陷可导致在生理性刺激下内皮释放一氧化氮能力的丧失。　

    免疫和炎症反应在心力衰竭的发病过程中也起着一定作用。研究人员已注意到，在充血性心力衰竭患者体内，循环血中的致炎细胞因子，如白细胞介素-1、白细胞介素-6、肿瘤坏死因子α以及某些趋化因子的水平均有所上升。这些细胞因子既可直接也可通过产生自由基导致内皮功能障碍。此外，心力衰竭患者中常见的局部血流和血压模式的改变也可导致自由基生成增加。这说明，在内皮功能障碍和充血性心力衰竭之间存在着潜在的联系。最近一项研究显示，充血性心力衰竭患者的血清可通过激活caspase级联显著诱导内皮细胞凋亡，是这些患者内皮功能障碍形成的另一种机制。

    动脉粥样硬化中的内皮功能障碍

    动脉粥样硬化是由血管壁的功能和结构变化引起的。这些变化包括异常血管收缩、血细胞与血管壁的相互作用增加、凝血机制的激活以及血管平滑肌细胞的游走和增殖。上述血管异常在心绞痛、心肌梗死、脑卒中和血管型肾功能衰竭中起着重要作用。目前认为，无论是物理性，还是更为微观的内皮细胞损伤，都是发生在动脉粥样硬化形成起始阶段的重要改变。

    可引起内皮化学性损伤的高半胱氨酸血症与未成熟动脉粥样硬化及血栓形成有关。其包括内皮损伤、内皮功能障碍、脂质过氧化、低密度脂蛋白氧化以及在内皮损伤区域内出现凝血酶元。三分之一患有早期冠状动脉、颈动脉或周围动脉疾病的患者可出现血浆高半胱氨酸水平的上升。在患有高半胱氨酸血症的儿童中可观察到，在动脉粥样硬化症状出现之前有内皮血管舒张功能障碍。

    与健康对照者相比，糖尿病患者体内动脉粥样硬化出现的时间更早，程度更为严重，范围更为广泛。高血糖可促进糖尿病患者体内动脉粥样硬化形成，并与在糖尿病并发症形成中起重要作用的活性氧类的生成有关。高血糖可通过激活促细胞分裂剂来激活内皮细胞膜。高血糖还可与氧化应激共同作用，引起细胞表面黏附分子形成、单核细胞黏连增加以及激活慢性低级炎症反应机制。此外，蛋白质糖化可以改变内皮基底膜的通透性，导致脂质沉积增加和巨嗜细胞堆积，并有助于内皮下泡沫细胞的形成，最终形成动脉粥样硬化。

    此外，吸烟也被证实与内皮功能障碍有关。被研究对象吸烟后，外周血管中内皮细胞的数量将增加一倍，这说明内皮的更新和脱屑增加。已有报道指出，内皮功能障碍可出现在吸烟者的全身动脉中，且生理异常随着吸烟量和吸烟时间的增长而增加。

    其它与内皮功能障碍和动脉粥样硬化有关的因素包括高龄、停经和久坐的生活方式。这些刺激因素的发现以及与内皮损伤有关的血管疾病临床研究进展为Ross和Glomset提出的“损伤反应”假说提供了更多依据。

    在血浆胆固醇水平正常的动物体内，对血管内皮的物理性损伤已被证实可引起动脉粥样硬化性病变，病理改变包括单核细胞黏附性增强、单核细胞/巨嗜细胞通透性增加、脂蛋白堆积在血管壁上、血小板黏附性增强以及平滑肌细胞的游走和增殖增加。内皮功能障碍还可与局部一氧化氮利用度降低伴随出现。这与由内皮生成的一氧化氮减少或超氧阴离子生成过多或两者均有关。上述状况可导致一氧化氮在到达靶组织之前被降解。由于一氧化氮是一种局限性的血管扩张剂，同时也可抑制血小板黏附和聚集、平滑肌增殖，以及减少内皮细胞与白细胞之间的相互作用，因此一氧化氮活性下降可能会导致动脉粥样硬化形成的启动和进展。当高胆固醇血症发生时，超氧化物的生成增加，结果导致一氧化氮的生物利用度降低。研究显示，口服补充一氧化氮前体即L-精氨酸，对于进食胆固醇食物的动物可产生显著的抗动脉粥样硬化形成作用，而对人类则可降低血小板聚集和单核细胞/内皮细胞黏附。

    在无症状的儿童和年轻成人中，内皮功能障碍被证实为动脉粥样硬化的危险因素。在年龄仅为7岁的儿童中，高胆固醇血症即与内皮功能障碍有关，并且内皮功能障碍的程度与脂蛋白的水平显著相关。在有动脉粥样硬化形成危险因素患者的冠状动脉循环中，通过血管造影发现，内皮功能障碍不仅可出现在梗阻狭窄部位，也可出现在光滑动脉内。

    在实验模型和接受心脏移植患者的冠状动脉中，内皮功能障碍最早发生在血管分支处，并且出现在闭塞性动脉疾病之前。有研究显示，在冠状动脉斑块处发生的内皮依赖性扩张障碍可导致在运动应激和心理应激过程中出现矛盾性血管收缩。内皮功能障碍对于由粥样硬化动脉内的斑块破裂引起的血栓可起到一定作用。研究显示，动脉粥样硬化斑块内的巨嗜细胞和来源于平滑肌细胞的泡沫细胞可生成一类间质降解金属蛋白酶。这类酶可降解细胞外基质，从而使纤维变薄，导致斑块破裂和血栓形成。可引起血管收缩的内皮功能障碍也可导致急性冠状动脉事件的发生。内皮功能障碍还可见于冠状动脉微循环中，且在心肌缺血的发病过程中起着重要作用。临床上冠状动脉内皮功能障碍可表现为发作性心肌缺血。总的说来，这些从人体研究中获得的数据表明了内皮功能障碍在动脉粥样硬化性疾病中的重要作用。