arteriogenesis

Il arteriogenesis descrive la crescita delle arterie collaterali dopo una stenosi e deve essere distinto dall'angiogenesi. Fattori come forze di taglio, dilatazione vascolare e accumulo di monociti giocano un ruolo nel processo. In futuro, l'induzione dell'arteriogenesi consentirà presumibilmente ai pazienti di essere bypassati "naturalmente".

Cos'è l'arteriogenesi?

La crescita delle arterie da reti già stabilite di piccole connessioni arteriose è chiamata arteriogenesi. Nell'angiogenesi, tuttavia, vasi sanguigni completamente nuovi spuntano da vasi sanguigni vecchi, cioè già esistenti. L'arteriogenesi nel senso della crescita delle cosiddette arterie collaterali avviene dopo che le arterie più grandi sono state chiuse, cioè dopo le stenosi.

L'arteriogenesi è l'unico tipo di crescita dei vasi sanguigni fisiologicamente efficiente e può compensare i deficit della circolazione sanguigna. La stimolazione dell'arteriogenesi dipende dalle forze fisiche, come lo stress di taglio, che sussiste dopo le stenosi a causa dell'aumento del flusso sanguigno all'interno delle arteriole collaterali. Inoltre, si ritiene che i monociti siano fattori stimolanti. Sono le più grandi cellule immunitarie nel sangue umano.

Contrariamente al processo correlato dell'angiogenesi, l'arteriogenesi avviene in modo completamente indipendente dall'apporto di ossigeno e quindi non è influenzata dall'ipossia nel senso di esaurimento dell'ossigeno.

Funzione e compito

Il processo di arteriogenesi inizia con la continua dilatazione del lume del vaso, che porta ad un accumulo di miociti e ipertrofia dell'endotelio. L'arteriogenesi è innescata dalle stenosi che bloccano un vaso sanguigno di rifornimento. L'occlusione abbassa la pressione di perfusione.

Allo stesso tempo, si verificano maggiori forze di taglio nei vasi sanguigni rimanenti, che attivano l'endotelio del vaso. Sulla base di questa attivazione si verifica una reazione infiammatoria, in cui vengono rilasciati ossido nitrico e fattori di trascrizione. I fattori di trascrizione più rilevanti includono HIF-1α, il fattore indotto dall'ipossia.

I processi descritti rilasciano citochine, in particolare MCP-1 o, meglio, Monocyte Chemotactic Protein-1. Inoltre vengono attivate le cellule infiammatorie, che oltre ai monociti comprendono anche i macrofagi. L'espressione genica delle molecole di adesione, ad esempio Molecule-1 di adesione intracellulare e ICAM-1, è indotta in misura maggiore. Durante l'arteriogenesi, il diametro originario del vaso si espande fino a un fattore 20 e in questo modo consente nuovamente un adeguato apporto di sangue.

La Max Planck Society sottolinea che l'arteriogenesi è stata associata all'accumulo di monociti nelle pareti dei vasi collaterali in crescita in una serie di studi. Il gruppo di ricerca attorno a Wolfgang Schaper ha quindi esaminato l'origine delle cellule e il ruolo che i monociti circolanti svolgono nell'arteriogenesi. Negli approcci sperimentali, hanno aumentato e diminuito il numero di monociti nel flusso sanguigno degli animali.

Nel primo gruppo, hanno avviato un'evacuazione dei monociti dal sangue, per cui la concentrazione ematica delle cellule immunitarie è aumentata più volte rispetto al valore normale a causa dell'effetto di rimbalzo dopo circa due settimane. Il gruppo con deplezione persistente dei monociti ha mostrato un livello di arteriogenesi significativamente inferiore rispetto al gruppo di controllo dopo il ripristino del flusso sanguigno. Il gruppo di rimbalzo, tuttavia, ha mostrato un aumento dell'arteriogenesi. Attraverso il loro studio, gli scienziati sono riusciti a stabilire relazioni funzionali tra la concentrazione di monociti nel sangue periferico e la misura in cui i vasi collaterali crescono durante l'arteriogenesi.

Malattie e disturbi

La ricerca medica mira a stimolare l'arteriogenesi in futuro e ad offrire ai pazienti con malattie cardiovascolari nuove opzioni terapeutiche in futuro. L'arteriogenesi potrebbe, ad esempio, creare un flusso di bypass naturale. La tangenziale è attualmente ancora realizzata artificialmente nell'ambito di un'operazione e serve a superare gli ostacoli al passaggio. La chirurgia di bypass crea una connessione tra l'inizio e la fine delle stenosi.

Molto spesso, questa operazione viene eseguita sul cuore, soprattutto nel caso di vasi coronarici gravemente ristretti o completamente chiusi che devono essere colmati. Il bypass ripristina un adeguato apporto di sangue al muscolo cardiaco.

I bypass sono utilizzati nella chirurgia vascolare, ad esempio, per la terapia della claudicatio intermittente nella fase avanzata o per il trattamento degli aneurismi. In cardiochirurgia, il bypass coronarico è un bypass utilizzato frequentemente per la malattia coronarica. Vene o arterie vengono prelevate dal corpo del paziente o del deceduto per la deposizione e utilizzate per il ponte. Ora vengono utilizzati anche tessuti artificiali come Gore-Tex o altre protesi vascolari artificiali. Per una sostituzione dell'aorta, ad esempio, non è disponibile una vena sufficientemente lunga, per cui le cosiddette protesi tubolari sono finora l'unica opzione di trattamento. In alternativa al bypass, la chirurgia vascolare utilizza gli impianti come innesti e quindi sostituisce l'intero segmento vascolare interessato da un ostacolo al passaggio.

Con il progredire della ricerca e la ricerca sull'arteriogenesi, può sorgere un'opzione completamente nuova e completamente naturale per la terapia per le ostruzioni nel passaggio. Gli ostacoli al passaggio sono un argomento rilevante, soprattutto nel mondo occidentale, in quanto malattie come l'arteriosclerosi si sono già trasformate in malattie diffuse dovute allo stile di vita. Nell'arteriosclerosi, i vasi "calcificano", si irrigidiscono e quindi non solo favoriscono infarti e ictus, ma anche la formazione di crepe nelle pareti dei vasi.

Le operazioni di bypass, e quindi anche la possibilità di arteriogenesi indotta, stanno diventando sempre più rilevanti, soprattutto in questo contesto. Tuttavia, l'induzione di processi arteriogeni attraverso influenze esterne non è ancora utilizzata nella pratica clinica.