Biology of Calcification in Vascular Cells: Intima versus Media

Background:

Vascular calcification occurs at two distinct sites within the vessel wall: the intima and the media. Intimal calcification occurs in the context of atherosclerosis, associated with lipid, macrophages and vascular smooth muscle cells, whereas medial calcification can exist independently of atherosclerosis and is associate with elastin and vascular smooth muscle cells.

Pathogenesis: In this review we compare intimal and medial calcification, particularly discussing the mechanisms which may be responsible for each type of calcification. Similar mechanisms probably initiate and regulate both forms of calcification including the generation of matrix vesicles/apoptotic bodies and local expression of mineralization-regulating proteins. However, since different modifying agents such as lipids in the intima and elastin in the media are present at the sites of calcification and are associated with particular diseases, this implies that the etiologies of these processes differ. For example, intimal calcification is associated with atherosclerosis while medial calcification occurs commonly in the diabetic neuropathic leg.

Clinical Importance: Since both types of calcification correlate with significant morbidity and mortality, we discuss the different types of calcification in terms of their clinical importance.

Hintergrund:

Die Kalzifizierung der arteriellen Gefäßwand kann mit unterschiedlicher Lokalisation in der Intima oder aber der Media stattfinden. Die Kalzifizierung der Intima verläuft im Zusammenhang mit atherosklerotischer Plaquebildung und ist mit Lipidakkumulation, Makrophagen und glatten Muskelzellen assoziiert. Die Kalzifizierung der Media kann unabhängig von Atherosklerose vorkommen und ist mit Elastin und glatten Muskelzellen assoziiert.

Pathogenese: In der vorliegenden Übersicht vergleichen wir die Kalzifizierung von Intima und Media besonders bezüglich der jeweils zugrunde liegenden Mechanismen. Beide Formen der Gefäßkalzifizierung werden vermutlich durch ähnliche Mechanismen initiiert und reguliert. Dabei spielen die Bildung von Matrixvesikeln bzw. Apoptose ebenso wie die lokale Expression von mineralisationsregulierenden Proteinen eine Rolle. Der Nachweis unterschiedlicher modifizierender Faktoren allerdings, die mit den beiden Formen der Kalzifizierung einhergehen, nämlich Lipide in der Intima und Elastin in der Media, weist auf eine unterschiedliche Erkrankungsätiologie hin. So ist die Kalzifizierung der Intima ein Ausdruck der atherosklerotischen Plaquebildung, während die Kalzifizierung der Media häufig in den Beinarterien bei der peripheren diabetischen Neuropathie gefunden wird.

Klinik: Beide Formen der Kalzifizierung der Gefäßwand gehen mit erheblicher Morbidität und Mortalität einher. In der vorliegenden Arbeit werden diese Erkrankungen deshalb im Hinblick auf ihre klinische Bedeutung vorgestellt.