Pod izrazom Angiogeneza so povzeti vsi presnovni procesi, ki vključujejo rast ali novo tvorbo krvnih žil. Angiogeneza je kompleksen postopek, pri katerem igrajo endotelne progenitorne celice, gladke mišične celice in periciti. Promocija ali inhibicija angiogeneze se vse pogosteje uporablja v terapevtske namene - zlasti pri zdravljenju tumorjev.
Kaj je angiogeneza?
Angiogeneza v ožjem smislu samo tvorbo novih krvnih žil obravnava kot širitev obstoječega žilnega sistema, medtem ko tvorbo krvnih žil iz predhodnih celic, kot je med embrionalnim razvojem, imenujemo tudi vaskulogeneza. V mnogih primerih pa so vsi procesi, ki vodijo do nastanka novih krvnih in limfnih žil, povzeti pod izrazom angiogeneza.
Med embrionalnim razvojem se iz mezoderme v zgodnjih fazah tvorijo vsemogočni angioblasti, ki se lahko nadalje razvijejo v vaskularne endotelne celice za angiogenezo. Nekateri angioblasti ostanejo v krvi celo življenje kot nediferencirani hemangioblasti s potencialom matičnih celic.
Po fazi embrionalne in rastne stopnje angiogeneza služi, če je potrebno, za razširitev krvnega in limfnega sistema ter predvsem za oskrbo novih tkiv med celjenjem ran. Telo je celo sposobno uporabiti angiogenezo za oblikovanje nadomestnih posod za zamašene ali prekinjene vene.
Nastanek novih žil nadzorujejo predvsem signalni hormoni, ki pospešujejo rast, kot sta VEGF (faktor rasti endotelnega žil) in bFGF (osnovni faktor rasti fibroblasta). Endotelna proliferacija in migracija, potrebna pri angiogenezi, zahteva stimulacijo signalnega hormona bFGF, da sproži in nadzira proces.
Funkcija in naloga
Skoraj vse tkivo je povezano s sistemom za oskrbo in odstranjevanje telesa. Z nekaj izjemami izmenjava snovi poteka v kapilarah krvnega obtoka. V kapilarah, ki obkrožajo alveole v pljučnem obtoku (znana tudi kot majhna cirkulacija), kri absorbira molekularni kisik skozi difuzijske procese in sprošča ogljikov dioksid.
Nasprotna izmenjava snovi poteka v kapilarah krvnega obtoka. Kri izpušča kisik in druge potrebne snovi v tkivo ter absorbira ogljikov dioksid in druge presnovne produkte. Krvni obtok omogoča, da se določeni presnovni procesi v telesu odvijajo centralno v specializiranih organih, presnovni produkti v krvi pa se lahko transportirajo po želji.
Med embrionalnim razvojem in v fazi človekove rasti angiogeneza ustvarja pogoje za izmenjavo snovi v kapilarah in transport snovi v telesu s pomočjo tvorjenja mreže arterij, arteriolov, kapilar, venul, žil in limfnih žil. Glavna naloga angiogeneze je torej zagotoviti ustvarjanje in rast potrebne mreže številnih različnih krvnih in limfnih žil.
Po zaključku faze rasti je angiogeneza predvsem uporabna kot mehanizem popravljanja poškodovanega tkiva. Lomljene žile je treba premostiti ali pa mora nova mreža obnoviti krvni obtok.
Angiogeneza ima tudi pomembno vlogo pri preoblikovanju ali obnovi tkiv v telesu med odraslo fazo. Lokalno angiogenezo spodbudijo različne snovi, ki se sporočajo, kot sta VEGF in bFGF, ki se lahko spojijo s posebnimi receptorji v krvnih žilah.
Poleg tega igrajo dejavniki rasti fibroblast (FGF). Znanih je skupno 23 različnih FGF, od katerih je vsak sistematiziran z zaporedno številko od 1 do 23. So enoverižni polipeptidi, to so verižne molekule, sestavljene iz nanizanih aminokislin. Zlasti FGF-1, ki je sestavljen iz verige 141 aminokislin in se lahko imenuje tudi protein, ima pomembno vlogo pri angiogenezi. Lahko se priklopi na vse receptorje FGF in ima še posebej aktiven učinek na proliferacijo in migracijo endotelnih celic.
Bolezni in bolezni
Bolezni in pritožbe so povezane tako z zmanjšano angiogenezo kot z neželeno angiogenezo. Na primer, to omogoča, da rastejo različne vrste tumorjev in njihovi Metastaze.
V primeru patoloških sprememb sistema krvnih žil v lokalnem tkivu, kot sta koronarna bolezen srca (CHD) in periferna okluzivna bolezen (PAD), na primer kadilčeva noga, lahko povečana angiogeneza privede do nadomestnega omrežja žil in vsaj delno povrne prvotno funkcijo.
Faktor rasti fibroblasta FGF-1, za katerega je znano, da je zelo učinkovit, je bil prvič uporabljen klinično v poznih devetdesetih letih. FGF so poleg angiogeneze še posebej pomembni pri regeneraciji živčnega in hrustančnega tkiva.
Rast določenih tumorjev določa učinkovitost angiogeneze. Tumorji so ponavadi zelo energijsko lačni in potrebujejo dobro mrežo posebej ustvarjenih kapilar za oskrbo in odstranjevanje njihovih celic. Pri tumorjih, ki imajo nagnjenost k metastaziranju, se metastatske celice v krvi porazdelijo po krvi.
Ker imajo sporočilne snovi, kot so FGFs, VEGF in bFGF, tudi tukaj odločilno vlogo pri angiogenezi, je namen terapije zaviranje sporočilnih snovi, da se ustavi angiogeneza v povezavi s tumorskim tkivom. V najboljšem primeru bi tumorsko tkivo stradalo in umrlo. Prvo zdravilo, katerega namen je zavirati sporočilno snov VEGF, je bilo v Nemčiji odobreno leta 2005 in se uporablja predvsem pri napredovalem kolorektalnem raku.
Tudi pri starostni makularni degeneraciji (AMD), pri kateri povečana tvorba novih žil z nezadostno stabilnostjo vodi v postopno uničenje vidnih celic, se poskuša zavirati neželen proces angiogeneze na očesni mrežnici z zdravilom proti angiogenezi, da se prepreči nastanek Zaustavite razpad celic fotoreceptorjev na območju makule.
