Angiogeneza

Zgodnie z terminem Angiogeneza podsumowano wszystkie procesy metaboliczne, które obejmują wzrost lub nowe tworzenie się naczyń krwionośnych. Angiogeneza to złożony proces, w którym rolę odgrywają śródbłonkowe komórki progenitorowe, komórki mięśni gładkich i perycyty. Promowanie lub hamowanie angiogenezy jest coraz częściej wykorzystywane w celach terapeutycznych - zwłaszcza w terapii nowotworów.

Czym jest angiogeneza?

Angiogeneza w węższym znaczeniu traktuje tworzenie nowych naczyń krwionośnych jedynie jako rozszerzenie istniejącego układu naczyniowego, podczas gdy tworzenie naczyń krwionośnych z komórek prekursorowych, na przykład podczas rozwoju embrionalnego, jest również określane jako waskulogeneza. Jednak w wielu przypadkach wszystkie procesy prowadzące do powstania nowych naczyń krwionośnych i limfatycznych są podsumowane pod pojęciem angiogenezy.

Podczas rozwoju embrionalnego we wczesnych stadiach z mezodermy powstają wszechmocne angioblasty, które mogą dalej rozwijać się w naczyniowe komórki śródbłonka do angiogenezy. Niektóre z angioblastów pozostają we krwi przez całe życie jako niezróżnicowane hemangioblasty z potencjałem komórek macierzystych.

Po fazie embrionalnej i wzrostu angiogeneza jest stosowana, jeśli to konieczne, do rozszerzenia krwi i układu limfatycznego, a przede wszystkim do dostarczenia nowej tkanki do gojenia się ran. Organizm jest nawet w stanie wykorzystać angiogenezę do tworzenia naczyń zastępczych dla zablokowanych lub przerwanych żył.

Tworzenie nowych naczyń jest kontrolowane głównie przez stymulujące wzrost hormony sygnałowe, takie jak VEGF (czynnik wzrostu śródbłonka naczyniowego) i bFGF (podstawowy czynnik wzrostu fibroblastów). Proliferacja i migracja śródbłonka wymagana w angiogenezie wymaga stymulacji hormonu sygnałowego bFGF, aby wyzwolić i kontrolować proces.

Funkcja i zadanie

Prawie cała tkanka jest podłączona do systemu zaopatrzenia i utylizacji organizmu. Z kilkoma wyjątkami wymiana substancji odbywa się w naczyniach włosowatych krwi. W naczyniach włosowatych, które otaczają pęcherzyki płucne w krążeniu płucnym (zwanym również małym krążeniem), krew absorbuje tlen cząsteczkowy poprzez procesy dyfuzji i uwalnia dwutlenek węgla.

Odwrotna wymiana substancji zachodzi w naczyniach włosowatych krążenia organizmu. Krew uwalnia do tkanek tlen i inne potrzebne substancje oraz pochłania dwutlenek węgla i inne produkty przemiany materii. Krążenie krwi umożliwia niektórym procesom metabolicznym w organizmie zachodzenie centralnie w wyspecjalizowanych narządach, a produkty przemiany materii we krwi mogą być transportowane tak daleko, jak jest to pożądane.

Podczas rozwoju embrionalnego oraz w fazie wzrostu człowieka, angiogeneza stwarza warunki do wymiany substancji w naczyniach włosowatych i transportu substancji w organizmie poprzez tworzenie sieci tętnic, tętniczek, naczyń włosowatych, żyłek, żył i naczyń limfatycznych. Dlatego głównym zadaniem angiogenezy jest zapewnienie tworzenia i wzrostu wymaganej sieci wielu różnych typów naczyń krwionośnych i limfatycznych.

Po zakończeniu fazy wzrostu angiogeneza jest przede wszystkim użyteczna jako mechanizm naprawy uszkodzonej tkanki. Popękane żyły muszą być mostkowane lub nowa sieć musi przywrócić krążenie krwi.

Angiogeneza odgrywa również ważną rolę w przebudowie lub odbudowie tkanek w organizmie w okresie dorosłości. Lokalna angiogeneza jest stymulowana przez różne substancje przekaźnikowe, takie jak VEGF i bFGF, które mogą łączyć się ze specjalnymi receptorami w naczyniach krwionośnych.

Ponadto rolę odgrywają czynniki wzrostu fibroblastów (FGF). W sumie znanych jest 23 różnych FGF, z których każdy jest usystematyzowany za pomocą liczby porządkowej od 1 do 23. Są to polipeptydy jednołańcuchowe, czyli cząsteczki łańcuchowe, które składają się z połączonych ze sobą aminokwasów. W szczególności FGF-1, który składa się z łańcucha 141 aminokwasów i dlatego może być również nazywany białkiem, pełni ważną funkcję w angiogenezie. Może łączyć się ze wszystkimi receptorami FGF i ma szczególnie aktywujący wpływ na proliferację i migrację komórek śródbłonka.

Choroby i dolegliwości

Choroby i dolegliwości są związane zarówno ze zmniejszoną angiogenezą, jak i niepożądaną angiogenezą. Na przykład to właśnie ona umożliwia rozwój różnych typów guzów i ich nowotworów Przerzut.

W przypadku zmian patologicznych w układzie naczyń krwionośnych w tkankach miejscowych, takich jak choroba wieńcowa serca (CHD) i choroba zarostowa naczyń obwodowych (PAD), np. Noga palacza, wzmożona angiogeneza może doprowadzić do wymiany sieci żył i przynajmniej częściowego przywrócenia pierwotnej funkcji.

Od późnych lat 90-tych po raz pierwszy zastosowano klinicznie czynnik wzrostu fibroblastów FGF-1, o którym wiadomo, że jest wysoce skuteczny. Oprócz angiogenezy, FGF mają również szczególne znaczenie w regeneracji tkanki nerwowej i chrzęstnej.

Wzrost niektórych guzów zależy od skuteczności angiogenezy. Guzy są zwykle bardzo energochłonne i potrzebują dobrej sieci specjalnie utworzonych naczyń włosowatych, aby zaopatrywać i usuwać komórki. W guzach z tendencją do przerzutów komórki przerzutowe są rozprowadzane w organizmie poprzez krew.

Ponieważ substancje przekaźnikowe, takie jak FGF, VEGF i bFGF, odgrywają decydującą rolę w angiogenezie, terapia ma na celu hamowanie substancji przekaźnikowych w celu zatrzymania angiogenezy w powiązaniu z tkanką nowotworową. W najlepszym przypadku tkanka guza umarłaby z głodu i umarła. Pierwszy lek mający na celu hamowanie substancji przekaźnikowej VEGF został zatwierdzony w Niemczech w 2005 roku i jest stosowany głównie w zaawansowanym raku jelita grubego.

Również w przypadku zwyrodnienia plamki związanego z wiekiem (AMD), w którym wzmożone tworzenie się nowych naczyń o niewystarczającej stabilności prowadzi do stopniowego niszczenia komórek wzrokowych, podejmuje się próby zahamowania niepożądanego procesu angiogenezy na siatkówce za pomocą leku przeciw angiogenezie. Zatrzymaj rozpad komórek fotoreceptorów w okolicy plamki.