Ангіогенез

Під терміном Ангіогенез узагальнено всі обмінні процеси, що пов'язані з ростом або новим утворенням судин. Ангіогенез - це складний процес, в якому ендотеліальні клітини-попередники, клітини гладкої мускулатури та перицити відіграють певну роль. Посилення або пригнічення ангіогенезу все частіше застосовується в терапевтичних цілях, особливо в терапії пухлин.

Що таке ангіогенез?

Ангіогенез у вужчому розумінні розглядає лише утворення нових кровоносних судин як розширення існуючої судинної системи, тоді як утворення кровоносних судин з клітин-попередників, наприклад, під час ембріонального розвитку, також називається васкулогенезом. Однак у багатьох випадках всі процеси, що призводять до утворення нових судин крові та лімфи, підсумовуються під терміном ангіогенез.

Під час ембріонального розвитку з мезодерми на ранніх стадіях утворюються всемогутні ангіобласти, які можуть надалі перерости у клітини судинного ендотелію для ангіогенезу. Деякі з ангіобластів залишаються в крові як недиференційовані гемангіобласти з потенціалом стовбурових клітин на все життя.

Після фази ембріона та росту, ангіогенез служить, якщо необхідно, для розширення крові та лімфатичної системи та, перш за все, для постачання нової тканини під час загоєння ран. Організм навіть здатний використовувати ангіогенез для створення судин-замінників заблокованих або перерваних вен.

Формування нових судин в основному контролюється сигнальними гормонами, що сприяють росту, таким як VEGF (фактор росту ендотелію судин) і bFGF (основний фактор росту фібробластів). Ендотеліальна проліферація та міграція, необхідні при ангіогенезі, вимагають стимуляції сигнального гормону bFGF для запуску та контролю процесу.

Функція та завдання

Майже вся тканина пов'язана із системою живлення та знешкодження організму. За кількома винятками, обмін речовин відбувається в капілярах крові. У капілярах, які оточують альвеоли в легеневому кровообігу (також відомі як мала циркуляція), кров поглинає молекулярний кисень за допомогою дифузійних процесів і виділяє вуглекислий газ.

Протилежний обмін речовин відбувається в капілярах циркуляції організму. Кров виділяє кисень та інші необхідні речовини до тканини та поглинає вуглекислий газ та інші продукти обміну речовин. Циркуляція крові дозволяє певним обмінним процесам в організмі проходити централізовано в спеціалізованих органах, а продукти обміну в крові можуть транспортуватися, наскільки це потрібно.

Під час ембріонального розвитку та під час фази росту людини ангіогенез створює передумови для обміну речовин у капілярах та транспортування речовин всередині організму через утворення мережі артерій, артеріол, капілярів, венул, вен та лімфатичних судин. Основне завдання ангіогенезу полягає в тому, щоб забезпечити створення і зростання необхідної мережі безлічі різних типів кровоносних і лімфатичних судин.

Після завершення фази росту ангіогенез в першу чергу корисний як механізм відновлення травмованої тканини. Порушені вени повинні бути усунені або нова мережа повинна відновити кровообіг.

Ангіогенез також відіграє важливу роль у реконструкції або перебудові тканин в організмі під час фази дорослої людини. Місцевий ангіогенез стимулюється різними месенджерними речовинами, такими як VEGF і bFGF, які можуть стикуватись на спеціальних рецепторах у судинах.

Крім того, певну роль відіграють фактори росту фібробластів (ФГФ). Відомо 23 різних ФГФ, кожен з яких систематизований порядковим номером від 1 до 23. Вони є одноланцюговими поліпептидами, тобто ланцюговими молекулами, які складаються з амінокислот, з’єднаних між собою. Зокрема, FGF-1, який складається з ланцюга зі 141 амінокислоти і тому його також можна назвати білком, має важливу функцію в ангіогенезі. Він може стикуватись на всіх FGF-рецепторах і надає особливо активуючий вплив на проліферацію та міграцію клітин ендотелію.

Хвороби та недуги

Захворювання та скарги пов'язані як зі зниженим ангіогенезом, так і з небажаним ангіогенезом. Наприклад, саме це дає змогу рости різним видам пухлин та їхнім зростанню Метастази.

У разі патологічних змін системи кровоносних судин у місцевих тканинах, таких як ішемічна хвороба серця (ІХС) та периферична оклюзивна хвороба (ПАД), наприклад, нога курця, посилений ангіогенез може призвести до заміщення мережі вен і хоча б частково відновити початкову функцію.

З кінця 1990-х років вперше клінічно застосовували фактор росту фібробластів FGF-1, який, як відомо, є високоефективним. Крім ангіогенезу, ФГФ також мають особливе значення в регенерації нервової та хрящової тканини.

Зростання певних пухлин визначається ефективністю ангіогенезу. Пухлини, як правило, дуже енергетичні і потребують хорошої мережі спеціально створених капілярів для постачання та видалення їх клітин. У пухлинах, схильних до метастазування, метастатичні клітини розподіляються в організмі через кров.

Оскільки такі посланникові речовини, як FGF, VEGF та bFGF відіграють вирішальну роль у ангіогенезі, терапія має на меті інгібувати речовини, що передаються, щоб зупинити ангіогенез у зв’язку з пухлинною тканиною. У кращому випадку пухлинна тканина голодувала б і вмирала. Перший препарат, спрямований на інгібування весенної речовини VEGF, був затверджений в Німеччині в 2005 році і в основному застосовується при запущеному колоректальному раку.

У віковій макулярній дегенерації (AMD) теж, при якій посилене утворення нових судин з недостатньою стабільністю призводить до поступового руйнування зорових клітин, робляться спроби гальмувати небажаний процес ангіогенезу на сітківці за допомогою антиангіогенезного препарату Зупиніть розпад фоторецепторних клітин у макулярній області.