Arteriogenese

De Arteriogenese beschrijft de groei van collaterale arteriën na een stenose en is te onderscheiden van angiogenese. Factoren zoals schuifkrachten, vasculaire dilatatie en accumulatie van monocyten spelen een rol in het proces. In de toekomst zullen patiënten vermoedelijk in een "natuurlijke" bypass kunnen worden geplaatst door de inductie van arteriogenese.

Wat is arteriogenese?

De groei van slagaders uit reeds bestaande netwerken van kleine arteriële verbindingen wordt arteriogenese genoemd. Bij angiogenese ontkiemen echter volledig nieuwe bloedvaten uit oude, d.w.z. reeds bestaande bloedvaten. Arteriogenese in de zin van de groei van zogenaamde collaterale arteriën vindt plaats nadat grotere arteriën zijn gesloten, d.w.z. na stenosen.

Arteriogenese is het enige fysiologisch efficiënte type bloedvatgroei en kan tekorten in de bloedcirculatie compenseren. De stimulatie van arteriogenese is afhankelijk van fysieke krachten, zoals de schuifspanning die bestaat na stenose als gevolg van de verhoogde bloedstroom in de collaterale arteriolen. Bovendien wordt aangenomen dat monocyten stimulerende factoren zijn. Het zijn de grootste immuuncellen in menselijk bloed.

In tegenstelling tot het verwante proces van angiogenese, vindt arteriogenese volledig onafhankelijk van de zuurstoftoevoer plaats en wordt daarom niet beïnvloed door hypoxie in de zin van zuurstofdepletie.

Functie en taak

Het proces van arteriogenese wordt geïnitieerd met de voortdurende dilatatie van het vatlumen, wat leidt tot een ophoping van myocyten en hypertrofie van het endotheel. Arteriogenese wordt veroorzaakt door stenosen die een toevoerend bloedvat blokkeren. De occlusie verlaagt de perfusiedruk.

Tegelijkertijd treden verhoogde afschuifkrachten op in de resterende bloedvaten, die het endotheel van het vat activeren. Op basis van deze activering treedt een ontstekingsreactie op, waarbij stikstofmonoxide en transcriptiefactoren vrijkomen. De meest relevante transcriptiefactoren zijn onder meer HIF-1α, de door hypoxie geïnduceerde factor.

De beschreven processen maken cytokinen vrij, in het bijzonder MCP-1 of, beter, Monocyte Chemotactic Protein-1. Bovendien worden de ontstekingscellen geactiveerd, die naast monocyten ook macrofagen bevatten. De genexpressie van de adhesiemoleculen, bijvoorbeeld intracellulaire adhesiemolecule-1 en ICAM-1, wordt in grotere mate geïnduceerd. Tijdens de arteriogenese breidt de oorspronkelijke vaatdiameter zich uit tot een factor 20 en maakt zo weer een voldoende bloedtoevoer mogelijk.

De Max Planck Society wijst erop dat arteriogenese in een aantal onderzoeken in verband is gebracht met de accumulatie van monocyten in groeiende collaterale vaatwanden. De onderzoeksgroep rond Wolfgang Schaper onderzocht vervolgens de oorsprong van cellen en de rol die circulerende monocyten spelen bij arteriogenese. Bij experimentele benaderingen verhoogden en verminderden ze het aantal monocyten in de bloedbaan van de dieren.

In de eerste groep startten ze een evacuatie van de monocyten uit het bloed, waarbij de bloedconcentratie van de immuuncellen door het rebound-effect na ongeveer twee weken meerdere malen hoger werd dan de normale waarde. De groep met aanhoudende monocytdepletie vertoonde een significant lager niveau van arteriogenese dan de controlegroep na het herstel van de bloedstroom. De rebound-groep vertoonde echter een verhoogde arteriogenese. Door hun studie slaagden de wetenschappers erin om functionele relaties te leggen tussen de monocytconcentratie in het perifere bloed en de mate waarin de collaterale vaten groeien tijdens arteriogenese.

Ziekten en aandoeningen

Medisch onderzoek heeft tot doel arteriogenese in de toekomst te stimuleren en in de toekomst patiënten met hart- en vaatziekten nieuwe therapeutische mogelijkheden te bieden. Arteriogenese zou bijvoorbeeld een natuurlijke bypassstroom kunnen creëren. De bypass wordt momenteel nog kunstmatig aangelegd als onderdeel van een operatie en wordt gebruikt om doorgangsbelemmeringen te overbruggen. Bij bypass-chirurgie wordt een verband gelegd tussen het begin en het einde van stenosen.

Meestal vindt deze operatie plaats op het hart, vooral in het geval van ernstig vernauwde of volledig gesloten kransslagaders die overbrugd moeten worden. De bypass herstelt een voldoende bloedtoevoer naar de hartspier.

Bypasses worden gebruikt bij vaatchirurgie, bijvoorbeeld voor de therapie van claudicatio intermittens in het late stadium of voor de behandeling van aneurysma's. Bij hartchirurgie is coronaire bypass een vaak gebruikte bypass voor coronaire hartziekten. Aders of slagaders worden uit het lichaam van de patiënt of de overledene gehaald om te leggen en gebruikt om te overbruggen. Kunststoffen zoals Gore-Tex of andere kunstmatige vaatprothesen worden nu ook gebruikt. Voor een aortavervanging is er bijvoorbeeld niet een voldoende lange ader beschikbaar, waardoor zogenaamde buisprothesen tot nu toe de enige behandelingsmogelijkheid zijn. Als alternatief voor bypass gebruikt vaatchirurgie implantaten als transplantaten en vervangt zo het volledige vaatgedeelte dat wordt aangetast door een doorgangsbelemmering.

Naarmate het onderzoek vordert en het onderzoek naar arteriogenese vordert, kan een geheel nieuwe en volledig natuurlijke optie voor therapie voor obstructies in de doorgang ontstaan. Doorgangsbelemmeringen zijn een relevant onderwerp, vooral in de westerse wereld, aangezien ziekten zoals aderverkalking zich al hebben ontwikkeld tot wijdverspreide ziekten als gevolg van de levensstijl. Bij arteriosclerose "verkalken" de bloedvaten, worden ze stijf en bevorderen zo niet alleen hartaanvallen en beroertes, maar ook scheurvorming in de vaatwanden.

Bypassoperaties, en dus ook de mogelijkheid van geïnduceerde arteriogenese, worden steeds relevanter, zeker tegen deze achtergrond. Het induceren van arteriogene processen door externe invloeden wordt echter nog niet toegepast in de klinische praktijk.