Vaskularisation

Medizinische Expertise: Dr. med. Nonnenmacher
Qualitätssicherung: Dipl.-Biol. Elke Löbel, Dr. rer nat. Frank Meyer

Letzte Aktualisierung am: 13. März 2024

Dieser Artikel wurde unter Maßgabe medizinischer Fachliteratur und wissenschaftlicher Quellen geprüft.

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Die Vaskularisation ist die Anbindung eines Organs an das Blutsystem und kann damit auch einer Neubildung von kleineren Gefäßen entsprechen. Bei pathologischen Neubildungen wie zum Beispiel der Systemanbindung eines Tumors ist auch von Neovaskularisation die Rede. In der medizinischen Praxis spielt die Vaskularisation vor allem therapeutisch eine Rolle.

Was ist die Vaskularisation?

Die Vaskularisation ist die Anbindung eines Organs an das Blutsystem und kann damit auch einer Neubildung von kleineren Gefäßen entsprechen.

Mit dem Begriff der Vaskularisation bezieht sich die Medizin auf zwei verschiedene Zusammenhänge. Zum einen ist mit dem Begriff die gesamte Gefäßanbindung eines bestimmten Organs gemeint. Noch häufiger bezieht sich der Mediziner mit dem Wort aber auf die sogenannte Angiogenese. Dieser Prozess entspricht der Neubildung von Gefäßen im menschlichen Körper. Die Angiogenese ist damit das Wachstum von Gefäßen, die durch Sprossung oder Spaltung auf der Basis vorgebildeter Blutgefäße entstehen.

Die Neubildung von Gefäßen aus Vorläuferzellen des Endothels ist von dieser Art der Vaskularisation zu unterscheiden und wird auch als Vaskulogenese bezeichnet. Vasuklogenese ist vor allem für die Entwicklung des Gefäßsystems in der Embryonalzeit relevant. Angiogenese spielt besonders für Reparatur-Prozesse der Wundheilung eine Rolle. Die letzte Art der Gefäßneubildung ist die Arteriogenese, bei der Arterien und Arteriolen auf der Basis von glatten Muskelzellen gebildet werden.

Alle Formen der Blutgefäßneubildung werden innerhalb eines erwachsenen Organismus auch als Neovaskularisation bezeichnet. Auch bei Gefäßneubildungen mit pathologischem Wert kann von Neovaskularisation die Rede sein.

Funktion & Aufgabe

Die Vaskularisation als Blutgefäßsystemanbindung bezieht sich auf den Blutkreislauf als Strömungssystem. Das System zieht sich vom Herzen aus in einem Netz einzelner Blutgefäße durch den Körper und sichert so das Überleben. Das Blutgefäßsystem sichert den Stoffwechsel jedes Organs, Gewebes und jeder Körperzelle. Damit erhält es das chemisch physiologische Niveau von Körperflüssigkeiten aufrecht.

Das Blut transportiert vor allem Sauerstoff aus der Lunge zu den einzelnen Zellen und transportiert Kohlendioxid von dort wieder ab. Nährstoffe aus der Verdauung werden ebenfalls über das Blut zu den Organen und Geweben transportiert. So erhalten die einzelnen Zellen Fette, Zucker und Eiweiß, die sie verbrauchen, weiterverarbeiten oder speichern. Die dabei entstehenden Abfallprodukte werden mit dem Blut in andere Gewebe abtransportiert. Zusätzlich werden im Blutsystem Botenstoffe wie Hormone oder Immunzellen zu ihrem Einsatzort transportiert.

Die Gesamtheit der Gefäße eines bestimmten Organs erfüllt alle der genannten Aufgaben und wird Vaskularisation genannt. Die Vaskularisation im Sinne von Neubildungsprozessen mit kleinen Blutgefäßen als Resultat entspricht der Ausbildung von Gefäßstrukturen mit Endothelzellen, Perizyten und glatten Muskelzellen. Diese Neubildungsprozesse sind im Rahmen der Wundheilung und der damit verbundenen Reparaturprozesse relevant.

Im weitesten Sinn überschneiden sich die beiden Bedeutungen der Vaskularisation. Der gemeinsame Überschneidungspunkt entspricht der Versorgung von Gewebeabschnitten mit einem System aus Gefäßen und Blutkapillaren.

Als gut vaskularisiertes Gewebe gilt die Leber. Sie ist besonders reich an Blutgefäßen. Damit kommt es in dieser Art von Gewebe bei einer Verletzung zu deutlich stärkeren Blutungen als in schwach vaskularisiertem Gewebe wie den Sehnen.

Krankheiten & Beschwerden

Die Vaskularisation im Sinne der Angiogenese hat in der medizinischen Klinik eine hohe Bedeutung, so zum Beispiel im Zusammenhang mit Tumoren. Ein solider Tumor hängt vom mitwachsenden Netz aus Kapillaren ab. In diesem Zusammenhang ist die Rede von Tumor-induzierter Angiogenese. Durch dieses Kapillarnetz wird der das Tumor mit Nährstoffen und Sauerstoff versorgt. Jeder Tumor ab zwei mm³ ist auf die Neubildung von Gefäßen angewiesen. Ohne die Gefäßanbindung bleiben Tumore symptomlos und haben keine klinische Relevanz.

Eine Unterdrückung der Vaskularisation schränkt das Wachstum eines Tumors dementsprechend ein. Anti-angiogenetische Therapieansätze reduzieren die Vaskularisation und damit die Durchblutung von Tumoren. VEGF-neutralisierende monoklonale Antikörper wie Bevacizumab sind seit 2004 für metastasierten Darmkrebs erlaubt. Heute kommt diese Art der Therapie auch bei Brustkrebs, Lungenkrebs oder Nierenkrebs zum Einsatz.

Die pro-angiogenetische Therapie ist davon zu unterscheiden. Sie basiert auf angiogenetischen Wachstumsfaktoren und wird zum Beispiel zur Behandlung von Arteriosklerose angewandt. Vor allem der potent angiogenetische Wachstumsfaktor FGF-1 kommt dabei zum Einsatz. Auch bei chronischen Wundheilungsstörungen können pro-angiogenetische Therapien eine Rolle spielen.

Die vaskularisationsfördernde Therapie entspricht entweder einer Protein-Therapie, einer Gen-Therapie oder einer Zell-Therapie. Der Einsatz von Wachstumsfaktoren entspricht der Protein-Therapie. Die gentherapeutischen Studien zur Förderung von Vaskularisation haben bisher vor allem das Gen eingesetzt, das in der DNA für den angiogenetischen Wachstumsfaktor codiert. Der gentherapeutische Weg kann auf dieser Basis zum Beispiel einem Adenovirus-vermittelten Gentransfer entsprechen. Bislang belasten aber ungelöste Probleme die Gentherapie. So kommt es bei diesen Therapieansätzen zum Beispiel vermehrt zu einer gene-transfection, die von einer unerwünschten Reaktion des Immunsystems begleitet sein kann. Auch die potentielle Toxizität der Carrier-Viren stellt ein ungelöstes Problem dieser Ansätze dar.

Die vaskularisationsfördernde Zelltherapie basiert wiederum auf dem Transfer verschiedener Zelltypen. Dieser therapeutische Ansatz steht bislang noch am Beginn. Das gegenwärtige Stadium entspricht einem Anfangsstadium. Studien mit geringer Patientenzahl liegen vor. Allerdings zeigen diese Studien relativ widersprüchliche Ergebnisse. Bislang wurden Zellen verschiedener Art für den Transfer verwendet. Neben unterschiedlichen Formen adulter Stammzellen wie zum Beispiel den endothelialen Progenitor-Zellen kamen hämatopoietische und mesenchymale Stammzellen in den jeweiligen Pilot-Studien zum Einsatz.

Quellen

Debus, S., Gross-Fengels, W.: Operative und interventionelle Gefäßmedizin. Springer Verlag, Berlin 2012
Luther, B. (Hrsg.): Kompaktwissen Gefäßchirurgie. Springer, Berlin 2011
Piper, W.: Innere Medizin. Springer, Berlin 2013

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