Izraz angiogeneza zajema vse presnovne procese, ki vključujejo rast ali novo tvorbo kri plovila. Angiogeneza predstavlja kompleksen proces, ki vključuje endotelijske matične celice, gladke mišične celice in pericite. Spodbujanje ali zaviranje angiogeneze se vse pogosteje uporablja v terapevtske namene, zlasti pri tumorjih terapija.
Kaj je angiogeneza?
Izraz angiogeneza zajema vse presnovne procese, ki vključujejo rast ali novo tvorbo kri plovila. Angiogeneza v ožjem pomenu se uporablja samo za tvorbo novega kri plovila kot podaljšek obstoječega žilnega sistema, medtem ko tvorjenje krvnih žil iz progenitornih celic, na primer med embrionalnim razvojem, imenujemo tudi vaskulogeneza. V mnogih primerih pa so vsi procesi, ki vodijo do tvorbe nove krvi in limfna plovila so združena pod izrazom angiogeneza. Med embrionalnim razvojem se v mezodermi v zgodnji fazi tvorijo vsemogočni angioblasti in se lahko nadalje razvijejo v vaskularne endotelijske celice za angiogenezo. Nekateri angioblasti ostanejo v krvi skozi celo življenje kot nediferencirani hemangioblasti s potencialom izvornih celic. Po embrionalni in rastni fazi služi angiogeneza za razširitev krvi in limfnega žilnega sistema, kadar je to potrebno, predvsem pa za dovajanje novega tkiva med celjenje ran. Telo je sposobno celo z angiogenezo oblikovati nadomestne žile za zaprte ali prekinjene vene. Nastajanje novih plovil nadzira predvsem signalizacija, ki spodbuja rast hormoni kot sta VEGF (vaskularni endotelijski rastni faktor) in bFGF (osnovni rastni faktor fibroblastov). Za proliferacijo in migracijo endotela, ki sta potrebna za angiogenezo, sta za sprožitev in nadzor procesa potrebna vzbujanja signalnega hormona bFGF.
Funkcija in naloga
Skoraj vsa tkiva so povezana s sistemom za oskrbo in odvajanje telesa. Z redkimi izjemami se izmenjava snovi zgodi v kapilarah krvnega obtoka. V kapilarah, ki obdajajo alveole v pljučni obtok (imenovana tudi majhen obtok), kri prevzame molekularno kisik in izpusti ogljika dioksid skozi difuzijske procese. V kapilarah sistemskega kroženje, pride do nasprotne izmenjave snovi. Kri se sprosti kisik in druge potrebne snovi v tkivih in absorbira ogljika dioksid in drugi presnovni produkti. Kri kroženje tako omogoča, da določeni presnovni procesi v telesu potekajo centralno v za to specializirane organe in da se presnovni produkti po potrebi prenašajo v krvi. Med embrionalnim razvojem in v fazi človeške rasti angiogeneza ustvarja pogoje za izmenjavo snovi v kapilarah in transport snovi znotraj telesa z oblikovanjem mreže arterij, arteriole, kapilare, venule, vene in limfne žile. Glavna naloga angiogeneze je torej zagotoviti razvoj in rast potrebne mreže številnih različnih vrst krvi in limfna plovila. Po zaključku faze rasti je angiogeneza koristna predvsem kot mehanizem za popravilo poškodovanega tkiva. Motene žile je treba premostiti ali pa novo omrežje obnoviti kri kroženje. Angiogeneza ima pomembno vlogo tudi pri preoblikovanju ali obnovi tkiv v telesu v fazi odraslih. Stimulacija za lokalno angiogenezo poteka prek različnih sporočilnih snovi, kot sta VEGF in bFGF, ki lahko pristanejo na določene receptorje v krvnih žilah. Poleg tega igrajo vlogo rastni faktorji fibroblastov (FGF). Znanih je skupno 23 različnih FGF, od katerih je vsak sistematiziran z atomskim številom od 1 do 23. So enoverižni polipeptidi, tj. molekule ki jo sestavljajo aminokisline nanizani skupaj. Zlasti FGF-1, ki je sestavljen iz verige 141 aminokisline in ga zato lahko imenujemo tudi beljakovina, ima pomembno vlogo v angiogenezi. Lahko se priklopi na vse FGF receptorje in ima še posebej aktivacijski učinek na proliferacijo in migracijo endotelijskih celic.
Bolezni in motnje
Z boleznimi in motnjami so povezane tako zmanjšana angiogeneza kot neželena angiogeneza. Na primer, to je tisto, kar omogoča rast različnih vrst tumorjev in njihovih
metastaze.Pri patoloških spremembah žilnega sistema v lokalnih tkivih, kot je koronarna srce bolezen (CHD) in periferna okluzivna bolezen (PAVD), npr noga, okrepljena angiogeneza lahko vodi nadomestnemu omrežju žil in vsaj delno obnovi prvotno funkcijo. Od poznih devetdesetih let prejšnjega stoletja se prvič klinično uporablja FGF-1990, rastni faktor fibroblastov, za katerega je znano, da je močan. FGF imajo poseben pomen pri regeneraciji živcev in hrustanec tkiva poleg angiogeneze. Rast nekaterih tumorjev določa učinkovitost angiogeneze. Tumorji so običajno zelo lačni in potrebujejo dobro mrežo posebej ustvarjenih kapilar za oskrbo in odstranjevanje svojih celic. Pri tumorjih, ki ponavadi metastazirajo, se metastatske celice po krvi porazdelijo po telesu. Ker v tem primeru snovi, kot so FGF, VEGF in bFGF, igrajo tudi ključno vlogo pri angiogenezi, terapija je namenjen zaviranju selnih snovi, da se ustavi angiogeneza, povezana s tumorskim tkivom. V najboljšem primeru bi to izginilo tumorsko tkivo in povzročilo njegovo odmiranje. Prvo zdravilo, namenjeno zaviranju selnega sesalca VEGF, je bilo odobreno v Nemčiji leta 2005 in se večinoma uporablja pri napredovalih kolorektalnih rak. V starosti povezanih makularna degeneracija (AMD), pri katerem deloma povečana tvorba novih posod z nezadostno stabilnostjo vodi do postopnega uničenja fotoreceptorjev, poskušajo pa tudi zavirati neželen proces angiogeneze na mrežnici z zdravilom proti angiogenezi, s čimer se ustavi razgradnja fotoreceptorjev v regiji makule.
