Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Артериогенез – бұрыннан бар артериялық қан тамырларының диаметрінің ұлғаюы.
Arteriogenesis refers to an increase in the diameter of existing arterial vessels.
Механикалық ынталандыру
Механикалық тұрғыдан алғанда, артериогенез жоғары қысыммен байланысты, ол радиалдық қабырғалық кернеуді арттырады, және жоғары ағынмен, ол эндотелий беттік кернеуін арттырады. Кернеу қалыпқа келгенше қан тамырының диаметрі ұлғаяды (Prior және басқалар, 2004). Дегенмен, ағын артқан сайын артериогенез әрқашан пайда бола бермейді. Көптеген қан тамырлар желісі диаметрін айтарлықтай ұлғайтпастан, ағынның артуын өңкейе алады, себебі ағын қан тамырының диаметрінің квадратымен (2-ге дейін) артады. Алғашқы тәжірибелер осы құбылысты көрсетті, яғни жетілген қан тамырлары диаметрін ұлғайту арқылы ағынның артуына жауап бермейді, бірақ диаметрін азайту арқылы ағынның азаюына жауап береді (Brownlee & Langille, 1991). Тағы бір тәжірибе көрсеткендей, серпілу кернеуінің артуы қан тамырының кеңеюіне дереу әкеледі, содан кейін тез азаяды, сондай-ақ ересек қан тамырлары кернеудің төмендеуіне жақсырақ жауап беретінін көрсетеді (Tuttle және басқалар, 2001).
Mechanically, arteriogenesis is linked to elevated pressure, which increases radial wall stress, and elevated flow, which increases endothelial surface stress. The vessel increases in diameter until the stress is normalized (Prior et al., 2004). Arteriogenesis does not occur every time there is an increase in flow, however. Most vessel networks can handle increased flow without significantly increasing diameter because flow increases with the square (power 2) of the vessel diameter. Initial experiments demonstrated this phenomenon in that mature vessels are unlikely to respond to increased flow by increasing diameter, but will respond to decreased flow by decreasing diameter (Brownlee & Langille, 1991). Another experiment showed that increasing shear stress caused an immediate increase in vessel expansion followed by a rapid decrease, as well as demonstrating that the mature vessels do indeed respond more favorably to decreased stress (Tuttle et al., 2001).
Жалпы
Химиялық тұрғыдан алғанда, артериогенез цитокиндер мен жасушалық адгезия рецепторларының деңгейінің жоғарылауымен байланысты. Нақтырақ айтқанда, механикалық кернеу эндотелий жасушаларын химиялық жеңілдеткіштерді өндіруге итермелейді, бұл диаметрді ұлғайту процесін бастайды. Қию кернеуінің артуы қан тамырлары қабырғаларының бетінде экспрессияланатын моноциттерді тартатын протеин 1 (MCP 1) молекулаларының санын арттырады, сондай-ақ TNF α, bFGF және MMP деңгейлерін жоғарылатады. MCP 1 моноциттердің жасуша қабырғасына жабысу мүмкіндігін арттырады. TNF α жасушалардың дамуы үшін қабыну ортасын қамтамасыз етеді, ал bFGF эндотелий жасушаларында митозды ынталандырады. Соңында, MMP артерияның айналасындағы кеңістікті кеңейтуге арналған кеңістікті қайта құрайды (Van Royen және басқалар, 2001). Тағы бір қуатты химиялық сигнал – азот оксиді (NO), ол ағынның артуына жауап ретінде қан тамырының диаметрін ұлғайтуда маңызды рөл атқарады, кернеу қалыпқа келтірілгенше (Tronc және басқалар, 1996).
Chemically, arteriogenesis is related to upregulation of cytokines and cell adhesion receptors. More specifically, mechanical stresses cause endothelial cells to produce chemical facilitators that begin the process of increasing diameter. An increase in shear stress causes an increase in the number of monocyte chemoattractant protein 1 (MCP 1) molecules expressed on the surface of vessel walls as well as increased levels of TNF α, bFGF, and MMP. MCP 1 increases the tendency of monocytes to attach to the cell wall. TNF α provides an inflammatory environment for the cells to develop while bFGF helps induce mitosis in the endothelial cells. Finally, MMPs remodel the space around the artery to provide the space for expansion (Van Royen et al., 2001). Another potent chemical signal is nitric oxide (NO), demonstrated to be a major factor in increasing vessel diameter in response to increased flow until the shear stress is restored to the normal level (Tronc et al., 1996).
bFGF
bFGF in vivo жағдайында артериогенез бен ангиогенезді күшейтетіні белгілі. Дегенмен, артериогенезді күшейту үшін монотерапия ретінде оның жеткілікті еместігі дәлелденген. bFGF-нің артериогенезге тигізетін әсерін анықтау мақсатында плацебомен салыстырылатын зерттеуде пациенттерге bFGF-нің бір реттік дозасы берілді. Емдеу кеуде қысылының белгілерін азайтуға көмектесті, бірақ артериогенезге айтарлықтай әсер етпеді. Осыған байланысты, қажетті нәтижеге қол жеткізу үшін басқа өсу факторлары bFGF-пен бірлесіп жұмыс істейді және эксперименттің барлық кезеңінде өсу факторларын әртүрлі уақыт аралықтарында енгізу қажет деген болжам жасалды (Van Royen және авторлар, 2001). Бұл өте маңызды, себебі артериогенездің бір ғана химиялық затқа емес, сигналдық каскадтар мен өсу факторларының бірлескен әрекетіне байланысты екенін көрсетеді.
bFGF is known to increase both arteriogenesis and angiogenesis in vivo. However, it is not sufficient as a monotherapy to increase arteriogenesis. In a placebo study determining the effects of bFGF on arteriogenesis, patients were treated with one bolus of bFGF. The treatment helped reduce anginal symptoms but did not significantly affect arteriogenesis. Thus, it is speculated that other growth factors work in tandem with bFGF to produce the desired response and that growth factors must be administered at varying time points throughout the duration of the experiment (Van Royen et al., 2001). This finding is important because it shows that arteriogenesis is the result of a combination of signaling cascades and growth factors as opposed to being tied to a single chemical.
CCL2
MCP1 (қазіргі CCL2) артериогенезде ерекше маңызды. MCP1 моноциттерді тартатындықтан, қабынуға көмектесетін иммундық тізбектеп реакцияны тудыруы мүмкін. Моноциттер тамыр қабырғасына еніп, макрофагтарға айналып, bFGF және MMP өндірісіне көмектесумен қатар TNF α сияқты қабыну цитокиндерін де өндіреді (Van Royen және басқалар, 2000). Макрофагтар сонымен қатар эндотелиялық жасушалардың өсу сигналына үлкен үлес қосатын тамыр эндотелиялық өсу факторын (VEGF) өндіреді. Эндотелиялық жасушаларда VEGF-ге арналған, VEGF рецепторы 1 деп аталатын арнайы рецептор болады, ол жасушаларда жылдам митозды жеделдетеді (Prior және басқалар, 2004). Бір зерттеуде MCP1-дің жергілікті инфузиясы қан тамырларындағы, соның ішінде жанама және шеткершілік тамырлардағы өткізгіштік деңгейін күрт арттырса, MCP1 деңгейінің төмендеуі артериогенез процесін қиындататыны анықталды (Ito және басқалар, 1997). Бұл моноциттердің артериогенезді іске қосуда маңызды рөл атқаратынын көрсетеді.
MCP1 (now called CCL2) is especially important in arteriogenesis. Since MCP 1 attracts monocytes it can produce an immune cascade to aid inflammation. Monocytes can enter the vessel wall to become macrophages and produce inflammatory cytokines such as TNF α in addition to aiding the production of bFGF and MMP (Van Royen et al., 2000). Macrophages also produce vascular endothelial growth factor (VEGF) that is a huge contributor to the growth signaling of endothelial cells. Endothelial cells have a receptor devoted to VEGF aptly named VEGF receptor 1 that immediately signals rapid mitosis in the cells (Prior et al., 2004). One study showed that local infusion of MCP 1 caused a large increase in conductance in both collateral and peripheral vessels while diminished levels of MCP 1 hindered the process of arteriogenesis (Ito et al., 1997). This indicates that monocytes play a significant role in inducing arteriogenesis.
Жаттығу
Пойзельдің ағын заңы құбырдағы жалпы ағынның диаметрінің төртінші дәрежесімен байланысты екенін көрсетеді. Сондықтан, артериола сияқты ірі қан тамырының диаметрінің ұлғаюы, берілген тамыр желісінің қабылдай алатын жалпы ағынын күрт арттырады. Бұл ағынның артуы, жаттығудан кейін микроқан тамырларының жаңаруында, әсіресе спринттік жаттығуларда маңызды рөл атқарады. Спринттік жаттығу – бұл анаэробтық жаттығу түрі, ол қан тамырлар желісіне кез келген уақытта мүмкіндігінше көп қанның қолжетімді болуын қажет етеді (Prior және басқалар, 2004).
Poiseuille’s Law for flow indicates that the total flow in a tube is related to the diameter of the tube by a power of four. Thus, an increase in the diameter of a high order blood vessel such as an arteriole vastly increases the total flow that a given vessel network can withstand. This flow increase is vitally important in the microvasculature remodeling following exercise, especially in sprint training. Sprint training is a type of anaerobic exercise that relies on having the maximum amount of blood available to the vessel network at any given time (Prior et al., 2004).
Атеросклероз
Артериогенез атеросклероз механизмдерімен де көп ортақ нәрсеге ие. Моноциттер эндотелий тініне еніп, қабыну цитокиндері шығарылады, эндотелий жасушалары қоршаған тіндерге көбейеді және жасуша адгезия рецепторларының экспрессиясы артады. Қазіргі таңда артериогенездің атеросклерозға тигізетін әсері белгісіз, алайда MCP 1 рецепторларының тақташа қалыптасумен байланысты екені мәлім (Van Royen және авторлар, 2001).
Arteriogenesis also has much in common with the mechanisms of atherosclerosis. Monocytes invade the endothelial tissue, inflammatory cytokines are released, endothelial cells proliferate into the surrounding tissue, and cell adhesion receptors are upregulated. Presently, the effects of arteriogenesis on atherosclerosis are unknown, although MCP 1 receptors are known to be associated with plaque formation (Van Royen et al., 2001).