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動脈新生とは、既存の動脈の 直径が増加することです。
機械的刺激
機械的に、動脈形成は、圧力上昇（放射状壁応力を増大させる）および血流増加（内皮表面応力を増大させる）に関連している。血管は、応力が正常化するまで直径が増大する（Prior et al. , 2004）。しかし、血流が増加するたびに動脈形成が起こるわけではない。血流は血管直径の二乗（2乗）に比例して増大するため、ほとんどの血管ネットワークは直径を大幅に増大させることなく血流の増加に対処できる。初期の実験では、成熟血管は血流増加に対して直径を増大させることはまずないが、血流減少に対しては直径を減少させることで対応するという点で、この現象が実証された（Brownlee & Langille, 1991）。別の実験では、せん断応力が増大すると血管拡張が直ちに増大し、その後急速に減少することが示され、成熟血管は確かに応力の減少に対してより好ましく反応することが実証された（Tuttle et al. , 2001）。
化学刺激
一般的な
化学的には、動脈形成はサイトカインおよび細胞接着受容体の発現亢進と関連しています。より具体的には、機械的ストレスが内皮細胞に化学的促進因子の産生を促し、血管径の拡大プロセスを開始します。せん断応力の増大は、血管壁表面で発現する単球走化性タンパク質-1（MCP-1）分子の数の増加、ならびにTNF-α、bFGF、およびMMPのレベルの上昇を引き起こします。MCP-1は単球が細胞壁に接着する傾向を高めます。TNF-αは細胞の発達に炎症性環境を提供し、bFGFは内皮細胞の有糸分裂を誘導します。最終的に、MMPは動脈周囲の空間を再構築し、拡張のための空間を提供します（Van Royen et al. , 2001）。もう一つの強力な化学シグナルは一酸化窒素（NO）であり、せん断応力が正常レベルに戻るまで、血流の増加に反応して血管径を拡大させる主な要因であることが実証されています（Tronc et al.、1996）。
bFGF
bFGFは、生体内で動脈形成と血管新生の両方を促進することが知られています。しかし、単独療法では動脈形成を促進するには不十分です。bFGFの動脈形成に対する効果を検証したプラセボ試験では、患者にbFGFを1回ボーラス投与しました。この治療は狭心症の症状を軽減するのに役立ちましたが、動脈形成には有意な影響を与えませんでした。したがって、望ましい効果を得るにはbFGFと連携して他の成長因子が作用し、実験期間中、様々な時点で成長因子を投与する必要があると考えられます（Van Royen et al. , 2001）。この知見は、動脈形成が単一の化学物質に結びついているのではなく、シグナル伝達カスケードと成長因子の組み合わせの結果であることを示しているため、重要です。
CCL2
MCP1（現在はCCL2と呼ばれています）は、動脈形成において特に重要です。MCP-1は単球を引き寄せるため、炎症を促進する免疫カスケードを形成します。単球は血管壁に入り込み、マクロファージとなってTNF-αなどの炎症性サイトカインを産生するほか、bFGFやMMPの産生を促進します（Van Royen et al. , 2000）。マクロファージはまた、血管内皮細胞の増殖シグナル伝達に大きく貢献する血管内皮増殖因子（VEGF）も産生します。内皮細胞にはVEGF受容体1と呼ばれるVEGF専用の受容体があり、これが細胞の急速な有糸分裂を即座に促します（Prior et al. , 2004）。ある研究では、MCP-1の局所注入により、側副血管と末梢血管の両方でコンダクタンスが大幅に上昇する一方で、MCP-1レベルの低下は動脈形成のプロセスを阻害することが示されました（Ito et al. , 1997）。これは、単球が動脈形成の誘導において重要な役割を果たしていることを示しています。
動脈形成の応用
エクササイズ
ポアズイユの血流法則は、管内の総血流量が管径の4乗に比例することを示しています。したがって、細動脈などの高次血管の直径が増加すると、特定の血管網が耐えられる総血流量が大幅に増加します。この血流量の増加は、運動後の微小血管リモデリング、特にスプリントトレーニングにおいて極めて重要です。スプリントトレーニングは、血管網に常に最大限の血液を供給することを前提とした無酸素運動の一種です（Prior et al. , 2004）。
動脈硬化症
動脈新生はアテローム性動脈硬化のメカニズムと多くの共通点を持っています。単球が内皮組織に侵入し、炎症性サイトカインが放出され、内皮細胞が周囲の組織に増殖し、細胞接着受容体の発現が亢進します。現在、動脈新生がアテローム性動脈硬化に及ぼす影響は不明ですが、MCP-1受容体がプラーク形成に関連することが知られています（Van Royen et al. , 2001）。
参照
参考文献
出典
- Brownlee, RD, & Langille, BL 血流変化に対する動脈の適応 Can J Physiol Pharmacol 69: 978-83, 1991.
- Ito WD, Arrasi M, Winkler B, Scholz D, Schaper J, Schaper W. Monocytochemotactic protein-1は大腿動脈閉塞後の側副血行路および末梢血コンダクタンスを増加させる. Circ Res 80: 829–837, 1997.
- Prior, BM, Yang, HT, & Terjung, RL 運動トレーニングで血管が成長する理由とは? J App Physiol 97: 1119-28, 2004.
- Tronc F, Wassef M, Exposito B, Henrion D, Glagov S, Tedgui A. ウサギ総頸動脈の血流誘導性リモデリングにおけるNOの役割. Arterioscler Thromb Vasc Biol 16: 1256–1262, 1996.
- Tuttle, JL, Nachreiner, RD, Bhuller, AS, Condict, KW, Connors, BA, & Herring, BP et al.剪断レベルは抵抗動脈リモデリングに影響を与える：壁寸法、細胞密度、eNOS発現. Am J Physiol Heart Circ Physiol 281: H1380-H1389, 2001.
- Van Royen N, Piek JJ, Buschmann I, Hoefer I, Voskuil M, Schaper W. 動脈新生の刺激：動脈閉塞性疾患治療における新たな概念. Cardiovasc Res 49: 543–553, 2001.
