Arteriogenesis

De Arteriogenesis beskriver veksten av kollaterale arterier etter en stenose og skal skilles fra angiogenese. Faktorer som skjærkrefter, vaskulær dilatasjon og monocyttansamling spiller en rolle i prosessen. I fremtiden vil pasientene antagelig kunne plasseres i en "naturlig" bypass gjennom induksjon av arteriogenese.

Hva er arteriogenese?

Veksten av arterier fra allerede etablerte nettverk av små arterielle forbindelser kalles arteriogenese. Ved angiogenese spirer imidlertid helt nye blodkar ut fra gamle, dvs. allerede eksisterende blodkar. Arteriogenese i betydningen vekst av såkalte kollaterale arterier finner sted etter at større arterier er blitt lukket, dvs. etter stenoser.

Arteriogenese er den eneste fysiologisk effektive veksten av blodkar og kan kompensere for blodsirkulasjonsunderskudd. Stimulering av arteriogenese er pålagt fysiske krefter, for eksempel skjærspenningen, som eksisterer etter stenoser på grunn av den økte blodstrømmen i kollaterale arterioler. I tillegg antas monocytter å være stimulerende faktorer. De er de største immuncellene i menneskets blod.

I motsetning til den relaterte prosessen med angiogenese, foregår arteriogenese helt uavhengig av oksygentilførselen og påvirkes derfor ikke av hypoksi i betydningen utilstrekkelig oksygentilførsel.

Funksjon & oppgave

Arteriogenese-prosessen initieres med den fortsatte dilatasjonen av karens lumen, noe som fører til en akkumulering av myocytter og hypertrofi av endotelet. Arteriogenese utløses av stenoser som blokkerer et blodforsyningsforsyning. Okklusjonen senker perfusjonstrykket.

Samtidig forekommer økte skjærkrefter i de gjenværende blodkarene, som aktiverer endotelet til karet. På grunnlag av denne aktiveringen oppstår en betennelsesreaksjon, der nitrogenoksid og transkripsjonsfaktorer frigjøres. De mest relevante transkripsjonsfaktorene inkluderer HIF-1α, den hypoksiinduserte faktoren.

Prosessene beskrevet beskriver cytokiner, spesielt MCP-1 eller, bedre, Monocyte Chemotactic Protein-1. I tillegg aktiveres de betennelsescellene, som i tillegg til monocytter også inkluderer makrofager. Genekspresjonen av vedheftingsmolekylene, for eksempel intracellulær vedheft Molecule-1 og ICAM-1, induseres i større grad. Under arteriogenese utvides den originale karets diameter til en faktor på 20 og muliggjør på denne måten en tilstrekkelig blodforsyning igjen.

Max Planck Society påpeker at arteriogenese har vært assosiert med akkumulering av monocytter i voksende kollaterale karvegger i en rekke studier. Forskningsgruppen rundt Wolfgang Schaper undersøkte deretter opprinnelsen til celler og rollen som sirkulerende monocytter spiller i arteriogenese. I eksperimentelle tilnærminger økte og reduserte de antall monocytter i dyrenes blodomløp.

I den første gruppen startet de en evakuering av monocyttene fra blodet, hvorved blodkonsentrasjonen av immuncellene økte flere ganger over normalverdien på grunn av rebound-effekten etter omtrent to uker. Gruppen med vedvarende monocyttutarming viste et betydelig lavere nivå av arteriogenese enn kontrollgruppen etter restaurering av blodstrømmen. Rebound-gruppen viste imidlertid økt arteriogenese. Gjennom studien deres lyktes forskerne med å etablere funksjonelle forhold mellom monocyttkonsentrasjonen i perifert blod og i hvilken grad kollaterale kar vokser under arteriogenese.

Sykdommer og plager

Medisinsk forskning har som mål å stimulere arteriogenese i fremtiden og å tilby pasienter med hjerte- og karsykdommer nye terapeutiske alternativer i fremtiden. Arteriogenese kan for eksempel skape en naturlig bypass-flyt. Omkjøringen er for øyeblikket kunstig opprettet som en del av en operasjon og brukes til å bygge bro mellom passasjerhinder. Omkjøringskirurgi skaper en forbindelse mellom begynnelsen og slutten av stenoser.

Oftest foregår denne operasjonen på hjertet, spesielt når det gjelder sterkt innsnevrede eller helt lukkede koronarkar som må overbrytes. Omkjøringen gjenoppretter en tilstrekkelig blodtilførsel til hjertemuskelen.

Omkjøring brukes i vaskulær kirurgi, for eksempel for terapi av intermitterende claudication i det sene stadiet eller for behandling av aneurismer. Ved hjertekirurgi er koronar bypass en ofte brukt bypass for koronar hjertesykdom. Vener eller arterier tas fra kroppen til pasienten eller avdøde for legging og brukes til å bygge bro. Kunstige stoffer som Gore-Tex eller andre kunstige vaskulære proteser brukes nå også. For en aortaerstatning er det for eksempel ikke en tilstrekkelig lang blodåre tilgjengelig, slik at såkalte rørformede proteser er det eneste behandlingsalternativet så langt. Som et alternativ til bypass bruker vaskulær kirurgi implantater som transplantat og erstatter dermed hele den vaskulære delen som er berørt av en passasjehindring.

Når forskningen utvikler seg og forskningen på arteriogenese fortsetter, kan det oppstå et helt nytt og helt naturlig alternativ for terapi for hindringer i passering. Passasjehindringer er et relevant tema, spesielt i den vestlige verden, da sykdommer som arteriosklerose allerede har utviklet seg til utbredte sykdommer på grunn av livsstilen. Ved arteriosklerose "forkalkes" karene, blir stive og fremmer dermed ikke bare hjerteinfarkt og slag, men også dannelse av sprekker i karveggene.

Omkjøringsoperasjoner, og dermed også muligheten for indusert arteriogenese, blir stadig mer relevante, spesielt på denne bakgrunn. Imidlertid er induksjon av arteriogene prosesser gjennom ekstern påvirkning ennå ikke brukt i klinisk praksis.