Termins angiogeneze aptver visus vielmaiņas procesus, kas saistīti ar augšanu vai jaunu veidošanos asinis kuģi. Angiogeneze ir sarežģīts process, kurā iesaistītas endotēlija cilmes šūnas, gludās muskulatūras šūnas un pericīti. Angiogenezes veicināšanu vai inhibīciju arvien vairāk izmanto terapeitiskos nolūkos, īpaši audzējos terapija.
Kas ir angiogeneze?
Termins angiogeneze aptver visus vielmaiņas procesus, kas saistīti ar augšanu vai jaunu veidošanos asinis kuģi. Angiogeneze šaurā nozīmē tiek izmantota, lai atsauktos tikai uz jauna veidošanos asinis kuģi kā esošās asinsvadu sistēmas paplašinājums, turpretī asinsvadu veidošanos no cilmes šūnām, piemēram, embrija attīstības laikā, sauc arī par vaskuloģenēzi. Tomēr daudzos gadījumos visi procesi, kas noved pie jaunu asiņu veidošanās un limfa kuģi ir grupēti ar terminu angiogeneze. Embriju attīstības laikā agri no mezodermas veidojas visvarenie angioblasti, kas angiogenezei var tālāk attīstīties asinsvadu endotēlija šūnās. Daži no angioblastiem visu mūžu paliek asinīs kā nediferencēti hemangioblasti ar cilmes šūnu potenciālu. Pēc embrija un augšanas fāzes angiogenēze vajadzības gadījumā kalpo asins un limfātiskās asinsvadu sistēmas paplašināšanai un, galvenokārt, jaunu audu piegādei brūču dziedēšana. Ķermenis pat var izveidot aizvietojošus traukus aizsprostotām vai pārtrauktām vēnām ar angiogenezes palīdzību. Jaunu trauku veidošanos galvenokārt kontrolē izaugsmi veicinoša signalizācija hormoni piemēram, VEGF (asinsvadu endotēlija augšanas faktors) un bFGF (pamata fibroblastu augšanas faktors). Endotēlija proliferācijai un migrācijai, kas nepieciešama angiogenezē, procesa ierosināšanai un kontrolei ir nepieciešami signālhormona bFGF ierosmes.
Funkcija un uzdevums
Gandrīz visi audi ir savienoti ar ķermeņa apgādes un iznīcināšanas sistēmu. Ar dažiem izņēmumiem vielu apmaiņa notiek asinsrites kapilāros. Kapilāros, kas ieskauj alveolus plaušu cirkulācija (ko sauc arī par mazo cirkulāciju), asinis uzņem molekulāro skābeklis un izlaiž ogleklis difūzijas procesos. Sistēmas kapilāros apgrozība, notiek pretēja vielu apmaiņa. Asinis izdalās skābeklis un citas nepieciešamās vielas audos un absorbē ogleklis dioksīds un citi vielmaiņas produkti. Asinis apgrozība tādējādi dod iespēju dažiem vielmaiņas procesiem organismā norisināties šim nolūkam specializētos orgānos un vielmaiņas produktus pēc iespējas tālāk transportēt asinīs. Embrija attīstības un cilvēka augšanas fāzes laikā angiogenēze rada apstākļus vielu apmaiņai kapilāros un vielu transportēšanai organismā, veidojot artēriju tīklu, arterioli, kapilāri, venulas, vēnas un limfātiskie trauki. Tāpēc galvenais angiogenezes uzdevums ir nodrošināt nepieciešamā daudzu dažādu asiņu un limfa kuģiem. Pēc augšanas fāzes pabeigšanas angiogeneze galvenokārt ir noderīga kā ievainoto audu remonta mehānisms. Nepārtrauktās vēnas ir jāsaista vai jāveido jauns tīkls, lai atjaunotu asinis apgrozība. Angiogenezei ir svarīga loma arī audu pārveidošanā vai atjaunošanā organismā pieaugušo fāzē. Stimulācija vietējai angiogenezei notiek caur dažādām kurjera vielām, piemēram, VEGF un bFGF, kas var piestiprināties pie specifiskiem receptoriem asinsvados. Turklāt loma ir fibroblastu augšanas faktoriem (FGF). Kopumā ir zināmi 23 dažādi FGF, no kuriem katrs ir sistematizēts ar atomu skaitli no 1 līdz 23. Tie ir vienas ķēdes polipeptīdi, ti, ķēdes molekulas , kas sastāv no aminoskābes savērtas kopā. Jo īpaši FGF-1, kas sastāv no 141 ķēdes aminoskābes un tāpēc to var saukt arī par olbaltumvielu, tai ir svarīga funkcija angiogenezē. Tas var piestāt pie visiem FGF receptoriem, un tam ir īpaši aktivizējoša iedarbība uz endotēlija šūnu proliferāciju un migrāciju.
Slimības un traucējumi
Saistībā ar slimībām un traucējumiem ir gan pazemināta angiogeneze, gan nevēlama angiogeneze. Piemēram, tas ļauj augt dažāda veida audzējiem un to audzējiem
metastāze. Asinsvadu sistēmas patoloģiskas izmaiņas vietējos audos, piemēram, koronārā sirds slimība (CHD) un perifēra okluzīva slimība (PAVD), piemēram, smēķētājs kāja, pastiprināta angiogeneze varētu vadīt vēnu aizstājēju tīklam un vismaz daļēji atjaunot sākotnējo funkciju. Kopš deviņdesmito gadu beigām klīniski pirmo reizi tiek izmantots FGF-1990 - fibroblastu augšanas faktors, par kuru ir zināms, ka tas ir spēcīgs. FGF ir īpaša nozīme nervu un skrimslis audi papildus angiogenezei. Atsevišķu audzēju augšanu nosaka angiogenezes efektivitāte. Audzēji parasti ir ļoti izsalkuši un to šūnu piegādei un iznīcināšanai nepieciešams labs speciāli izveidotu kapilāru tīkls. Audzējos, kuriem ir tendence uz metastāzēm, metastātiskās šūnas caur asinīm tiek izplatītas visā ķermenī. Tā kā tādām kurjera vielām kā FGF, VEGF un bFGF arī šajā gadījumā ir izšķiroša loma angiogenezē, terapija mērķis ir inhibēt kurjera vielas, lai apturētu angiogenēzi, kas saistīta ar audzēja audiem. Labākajā gadījumā tas noārdītu audzēja audus un izraisītu to nāvi. Pirmās zāles, kas vērstas uz kurjera VEGF inhibīciju, tika apstiprinātas Vācijā 2005. gadā, un tās galvenokārt lieto progresējošā kolorektālā vēzis. Ar vecumu saistītā makulas deģenerācija (AMD), kurā daļēji palielināta jaunu trauku veidošanās ar nepietiekamu stabilitāti noved pie fotoreceptoru pakāpeniskas iznīcināšanas, tiek mēģināts arī ar anti-angiogenezes zāļu palīdzību kavēt nevēlamo angiogenezes procesu tīklenē, tādējādi apturot fotoreceptoru degradāciju makulas reģionā.
