Angiogenees

Mõiste all Angiogenees võetakse kokku kõik metaboolsed protsessid, mis hõlmavad veresoonte kasvu või uute moodustumist. Angiogenees on keeruline protsess, milles rolli mängivad endoteeli eellasrakud, silelihasrakud ja peritsüüdid. Angiogeneesi soodustamist või pärssimist kasutatakse üha enam terapeutilistel eesmärkidel - eriti kasvajaravis.

Mis on angiogenees?

Angiogeneesi kitsamas tähenduses peetakse uute veresoonte moodustumiseks ainult olemasoleva veresoonte süsteemi laienemiseks, samas kui veresoonte moodustumist prekursorrakkudest, näiteks embrüonaalse arengu ajal, nimetatakse ka vaskulogeneesiks. Paljudel juhtudel võetakse kõik angiogeneesi all kokku kõik protsessid, mis põhjustavad uute vere- ja lümfisoonte teket.

Embrüonaalse arengu ajal moodustuvad mesodermist varases staadiumis kõikvõimsad angioblastid, mis võivad angiogeneesi arendamiseks edasi areneda veresoonte endoteelirakkudeks. Osa angioblastidest jääb verre kogu elu tüvirakkude potentsiaaliga diferentseerumata hemangioblastidena.

Pärast embrüonaalset ja kasvufaasi kasutatakse angiogeneesi vajadusel vere- ja lümfisüsteemi laiendamiseks ning ennekõike haava paranemiseks uue koe tarnimiseks. Keha on isegi võimeline angiogeneesi kasutama ummistunud või katkenud veenide jaoks asendusanumate loomiseks.

Uute veresoonte teket kontrollivad peamiselt kasvu soodustavad signaalhormoonid nagu VEGF (veresoonte endoteeli kasvufaktor) ja bFGF (põhiline fibroblastide kasvufaktor). Angiogeneesis vajalik endoteeli proliferatsioon ja migratsioon nõuab protsessi käivitamiseks ja juhtimiseks signaalhormooni bFGF stimuleerimist.

Funktsioon ja ülesanne

Peaaegu kogu kude on ühendatud keha varustus- ja kõrvaldamissüsteemiga. Ainevahetus toimub väheste eranditega vereringe kapillaarides. Kapillaarides, mis ümbritsevad kopsuvereringes alveoole (tuntud ka kui väike vereringe), imab veri difusiooniprotsesside kaudu molekulaarset hapnikku ja vabastab süsinikdioksiidi.

Keha vereringe kapillaarides toimub vastupidine ainete vahetus. Veri eraldab kudedesse hapnikku ja muid vajalikke aineid ning neelab süsihappegaasi ja muid ainevahetusprodukte. Vereringe võimaldab teatud ainevahetusprotsessidel kehas toimuda tsentraalselt spetsialiseerunud organites ja veres olevaid ainevahetusprodukte saab soovi korral transportida.

Embrüonaalse arengu ja inimese kasvufaasi ajal loob angiogenees tingimused kapillaarides ainete vahetamiseks ja ainete transportimiseks kehas arterite, arterioolide, kapillaaride, veenide, veenide ja lümfisoonte võrgu moodustamise kaudu. Angiogeneesi peamine ülesanne on seetõttu tagada paljude erinevat tüüpi vere- ja lümfisoonte vajaliku võrgu loomine ja kasv.

Pärast kasvufaasi lõppu on angiogenees peamiselt kasulik vigastatud koe paranemismehhanismina. Katkised veenid tuleb sillada või vereringet taastada peab uus võrk.

Angiogeneesil on oluline roll ka täiskasvanute faasis kehas olevate kudede ümberehitamisel või taastamisel. Lokaalset angiogeneesi stimuleerivad mitmesugused messenger-ained nagu VEGF ja bFGF, mis võivad dokkida veresoonte spetsiaalsetele retseptoritele.

Lisaks mängivad rolli fibroblastide kasvufaktorid (FGF). Kokku on teada 23 erinevat FGF-i, millest igaüks on süstematiseeritud järjenumbriga 1 kuni 23. Need on üheahelalised polüpeptiidid, s.o ahelamolekulid, mis koosnevad kokku hammustatud aminohapetest. Angiogeneesis on oluline funktsioon eriti FGF-1, mis koosneb 141 aminohappe ahelast ja mida võib seetõttu nimetada ka valguks. See võib dokkida kõiki FGF-i retseptoreid ja omab eriti aktiveerivat mõju endoteelirakkude proliferatsioonile ja migratsioonile.

Haigused ja tervisehäired

Haigused ja kaebused on seotud nii vähenenud angiogeneesi kui ka soovimatu angiogeneesiga. Näiteks võimaldab see erinevat tüüpi kasvajate ja nende kasvamist Metastaasid.

Lokaalses koes esinevate patoloogiliste muutuste korral veresoonte süsteemis, näiteks südame isheemiatõbi (CHD) ja perifeerne oklusiivne haigus (PAD), nt suitsetaja jalg, võib suurenenud angiogenees viia veenide asendusvõrgustikuni ja vähemalt osaliselt taastada algse funktsiooni.

Alates 1990ndate lõpust kasutati esmakordselt kliiniliselt fibroblastide kasvufaktorit FGF-1, mis on teadaolevalt väga tõhus. Lisaks angiogeneesile on FGF-id erilise tähtsusega ka närvi- ja kõhrekoe regenereerimisel.

Teatud kasvajate kasvu määrab angiogeneesi tõhusus. Kasvajad on tavaliselt väga energiavabad ja vajavad oma rakkude varustamiseks ja eemaldamiseks spetsiaalselt loodud kapillaaride head võrgustikku. Metastaaside suhtes kalduvate kasvajate korral jaotatakse metastaatilised rakud kehas vere kaudu.

Kuna messenger-ained nagu FGF-id, VEGF ja bFGF mängivad angiogeneesis otsustavat rolli, on teraapia eesmärk messenger-ainete pärssimine, et peatada kasvajakoega seotud angiogenees. Parimal juhul kasvajakoe nälgiks ja sureks. Esimene ravim, mille eesmärk on toimeaine VEGF pärssimine, kiideti Saksamaal heaks 2005. aastal ja seda kasutatakse peamiselt kaugelearenenud kolorektaalse vähi korral.

Ka vanusega seotud kollatähni degeneratsiooni korral, kus ebapiisava stabiilsusega uute veresoonte suurenenud moodustumine põhjustab nägemisrakkude järkjärgulist hävimist, üritatakse angiogeneesi vastase ravimiga pärssida võrkkesta angiogeneesi soovimatut protsessi. Peatage fotoretseptori rakkude lagunemine kollatähni piirkonnas.