Angiogeneesi mõiste hõlmab kõiki metaboolseid protsesse, mis hõlmavad metaboliidi kasvu või uut moodustumist veri laevad. Angiogenees on keeruline protsess, mis hõlmab endoteeli eellasrakke, silelihasrakke ja peritsüüte. Angiogeneesi soodustamist või pärssimist kasutatakse üha enam terapeutilistel eesmärkidel, eriti kasvaja korral ravi.
Mis on angiogenees?
Angiogeneesi mõiste hõlmab kõiki metaboolseid protsesse, mis hõlmavad metaboliidi kasvu või uut moodustumist veri laevad. Angiogeneesi kitsamas tähenduses kasutatakse ainult uue moodustamiseks veri laevad olemasoleva veresoonte süsteemi pikendamisena, samas kui veresoonte moodustumist eellasrakkudest, näiteks embrüonaalse arengu ajal, nimetatakse ka vaskulogeneesiks. Paljudel juhtudel on kõik protsessid, mis viivad uue vere moodustumiseni ja lümf anumad on rühmitatud termini angiogenees alla. Embrüonaalse arengu käigus moodustuvad mesodermist varajases staadiumis kõikvõimsad angioblastid, mis võivad angiogeneesi jaoks edasi areneda vaskulaarseteks endoteelirakkudeks. Osa angioblastidest püsib veres kogu elu diferentseerumata tüvirakkude potentsiaaliga hemangioblastidena. Pärast embrüo- ja kasvufaasi laiendab angiogenees vajaduse korral vere ja lümfisoonte veresoonte süsteemi ning ennekõike uue koe haavade paranemist. Keha on isegi angiogeneesi kaudu võimeline moodustama ummistunud või katkenud veenide asendusanumaid. Uute anumate teket kontrollib peamiselt kasvu soodustav signaalimine hormoonid nagu VEGF (vaskulaarne endoteeli kasvufaktor) ja bFGF (põhiline fibroblasti kasvufaktor). Angiogeneesis vajalik endoteeli proliferatsioon ja migratsioon nõuavad protsessi algatamiseks ja kontrollimiseks signaalhormooni bFGF ergastusi.
Funktsioon ja ülesanne
Peaaegu kõik koed on ühendatud keha toite- ja kõrvaldamissüsteemiga. Väheste eranditega toimub ainevahetus vereringe kapillaarides. Alveoole ümbritsevates kapillaarides kopsuvereringe (nimetatakse ka väikeseks vereringeks), veri võtab molekulaarse osa hapnik ja vabastab süsinik difusiooniprotsesside kaudu. Süsteemse kapillaarides ringlus, toimub vastupidine ainevahetus. Veri eraldub hapnik ja muud nõutavad ained kudedesse ja imenduvad süsinik dioksiid ja muud ainevahetusproduktid. Veri ringlus seega võimaldab teatud ainevahetusprotsessid kehas toimuda tsentraalselt selleks spetsialiseerunud elundites ja metaboolsed tooted transporditakse veres nii kaugele kui soovitakse. Embrüonaalse arengu ja inimese kasvufaasi ajal loob angiogenees arterite võrgu moodustades tingimused kapillaarides ainevahetuseks ja ainete transportimiseks kehas, arterioolid, kapillaarid, venulid, veenid ja lümfisooned. Angiogeneesi põhiülesanne on seetõttu tagada paljude erinevate vere- ja vereliikide vajaliku võrgu arendamine ja kasv. lümf laevad. Pärast kasvufaasi lõppu on angiogenees peamiselt kasulik vigastatud koe parandusmehhanismina. Häiritud veenid tuleb sillata või vere taastamiseks vaja uut võrku ringlus. Angiogeneesil on täiskasvanueas oluline roll ka keha kudede ümberkujundamisel või ülesehitamisel. Lokaalse angiogeneesi stimuleerimine toimub mitmesuguste vahendajate kaudu, näiteks VEGF ja bFGF, mis võivad dokkida veresoontes olevatele spetsiifilistele retseptoritele. Lisaks mängivad rolli fibroblastide kasvufaktorid (FGF). Kokku on teada 23 erinevat FGF-i, millest igaüks on süstematiseeritud aatomnumbriga 1 kuni 23. Need on üheahelalised polüpeptiidid, st molekulid koosneb aminohapped kokku löödud. Eriti FGF-1, mis koosneb ketist 141 aminohapped ja seetõttu võib seda nimetada ka valguks, on angiogeneesis oluline funktsioon. See võib dokkida kõigi FGF-retseptorite külge ja avaldab eriti aktiveerivat toimet endoteelirakkude proliferatsioonile ja migratsioonile.
Haigused ja häired
Haiguste ja häiretega on seotud nii vähenenud angiogenees kui ka soovimatu angiogenees. Näiteks võimaldab see erinevat tüüpi kasvajate ja nende kasvu
metastaasid. Vaskulaarsüsteemi patoloogilised muutused lokaalsetes kudedes, näiteks koronaar süda haigus (CHD) ja perifeerne oklusiivne haigus (PAVD), nt suitsetaja jalg, võimendatud angiogenees võiks viima veenide asendusvõrku ja vähemalt osaliselt taastada algne funktsioon. Alates 1990. aastate lõpust on FGF-1, teadaolevalt tugevat fibroblasti kasvufaktorit, kliiniliselt esmakordselt kasutatud. FGF-idel on eriline tähtsus närvide ja kõhr koe lisaks angiogeneesile. Teatud kasvajate kasvu määrab angiogeneesi efektiivsus. Kasvajad on tavaliselt väga energianäljased ja nende rakkude varustamiseks ja utiliseerimiseks on vaja head spetsiaalselt loodud kapillaaride võrku. Kasvajate korral, mis kipuvad metastaaseeruma, jaotuvad metastaatilised rakud vere kaudu kogu kehas. Kuna sellisel juhul on angiogeneesis otsustavat rolli ka messenger-ainetel, nagu FGF-id, VEGF ja bFGF, ravi on suunatud messenger-ainete pärssimisele, et peatada kasvajakoega seotud angiogenees. Parimal juhul näljutaks see kasvajakoe ja põhjustaks selle surma. Esimene messenger VEGF-i pärssimisele suunatud ravim kiideti heaks Saksamaal 2005. aastal ja seda kasutatakse peamiselt arenenud kolorektaalsetes vähk. Vanusega seotud makula degeneratsioon (AMD), kus osaliselt ebapiisava stabiilsusega uute anumate suurenenud moodustumine viib fotoretseptorite järkjärgulise hävimiseni, püütakse angiogeneesi vastase ravimi abil pärssida ka võrkkesta angiogeneesi soovimatut protsessi, seeläbi peatades fotoretseptorite lagunemise makula piirkonnas.
