sel endotel secara metabolisme sel aktif milik endotelium, batin uniseluler pembuluh darah line. Lapisan sel ini memiliki fungsi fisiologis yang penting dalam tubuh, terutama yang berkaitan dengan sistem peredaran darah .
Istilah “endotelium” diciptakan oleh ahli anatomi Swiss Wilhelm His pada tahun 1865 untuk membedakan antara lapisan dalam rongga tubuh dan epitel (yang merupakan lapisan luar).
Diagram dinding pembuluh darah yang menunjukkan sel endotel (Sumber: Pengguna: VS6507, melalui Wikimedia Commons)
Definisi awal yang digunakan oleh His tidak hanya mencakup lapisan sel dalam pembuluh darah, tetapi juga pembuluh limfatik dan rongga mesotel. Namun, tidak lama kemudian definisi ini direduksi hanya menjadi pembuluh darah dan limfatik.
Lokasi strategis sel-sel ini memungkinkan mereka untuk bertindak sebagai antarmuka langsung antara komponen darah (atau getah bening) dan jaringan, yang membuatnya penting untuk pengaturan berbagai proses fisiologis yang berkaitan dengan sistem vaskular.
Di antara proses ini adalah pemeliharaan fluiditas darah dan pencegahan pembentukan trombus, serta pengaturan transportasi cairan dan zat terlarut seperti hormon, faktor protein dan makromolekul lainnya.
Fakta bahwa endotelium melakukan fungsi kompleks dalam tubuh hewan menyiratkan bahwa sel-selnya rentan terhadap penyakit yang berbeda, yang sangat menarik bagi peneliti yang berbeda.
Indeks artikel
Karakteristik
Luas permukaan yang ditempati oleh sel-sel endotel dalam tubuh manusia dewasa dapat mencakup lebih dari 3.000 meter persegi dan berat lebih dari 700 g.
Lapisan sel ini, dianggap sebagai “organ” yang tersebar luas di seluruh tubuh, bertanggung jawab untuk menerima dan menerjemahkan sinyal molekuler yang diangkut dalam darah ke jaringan, mengatur sejumlah besar fenomena penting untuk berfungsinya seluruh organisme.
Karakteristik sel endotel adalah bahwa mereka, dan nukleusnya, disejajarkan sedemikian rupa sehingga mereka “terlihat” diarahkan ke arah yang sama dengan aliran darah yang melewati saluran tempat mereka ditemukan.
Sel-sel endotel sangat heterogen, dan ini berkaitan dengan fakta bahwa pembuluh darah dan limfatik didistribusikan ke seluruh tubuh, terpapar ke berbagai macam lingkungan mikro yang berbeda, yang memaksakan kondisi pada setiap endotelium tertentu.
Lingkungan mikro vaskular ini dapat secara signifikan mempengaruhi karakteristik epigenetik sel endotel, menghasilkan proses diferensiasi yang berbeda.
Hal ini telah dibuktikan melalui studi pola ekspresi gen spesifik jaringan, di mana kapasitas luar biasa dari sel-sel ini untuk menyesuaikan, baik dalam jumlah dan disposisi, dengan persyaratan lokal di mana mereka ditemukan telah terbukti.
Sinyal
Endotelium adalah pusat pemrosesan sinyal canggih yang mengontrol hampir semua fungsi kardiovaskular. Ciri khas dari sistem sensorik ini adalah bahwa setiap sel endotel mampu mendeteksi berbagai jenis sinyal dan menghasilkan berbagai jenis tanggapan.
Mungkin inilah yang memungkinkan organ yang sangat khusus ini menjalankan fungsi pengaturan pada tekanan darah dan kecepatan serta distribusi darah, selain mengendalikan proliferasi dan migrasi sel di dinding pembuluh darah.
Generasi
Sistem vaskular adalah sistem organ pertama yang berkembang dalam tubuh embrio hewan. Selama proses gastrulasi, epitel embrionik berinvaginasi melalui celah primitif dan pada saat itulah sel-sel mesodermal diinduksi.
Sel progenitor sel endotel berdiferensiasi dari jaringan mesodermal, melalui proses yang tampaknya tidak bergantung pada gastrulasi. Sel-sel ini berada di sumsum tulang dalam hubungan dekat dengan sel-sel hematopoietik.
Sel-sel progenitor dikenal sebagai angioblas dan / atau hemangioblas. Namun, garis sel tubuh lainnya dapat “ditransdiferensiasikan” menjadi sel epitel dan sebaliknya.
Angioblas didefinisikan sebagai sel yang memiliki potensi untuk berdiferensiasi menjadi sel endotel, tetapi tidak memiliki penanda molekuler yang khas dan belum membentuk “lumen” (penanda ini muncul pada saat diferensiasi).
Laju diferensiasi dan proliferasi sel endotel sangat tinggi selama perkembangan embrio dan selama perkembangan postnatal, tetapi menurun secara signifikan pada orang dewasa.
Identitas sel epitel biasanya diverifikasi dengan mempelajari keberadaan atau ekspresi protein pembawa pesan atau RNA tertentu, meskipun, sering kali, “penanda” ini dapat digunakan bersama dengan garis sel lain.
Diferensiasi sel induk
Sel progenitor sel endotel dapat muncul dari sumsum tulang, tetapi tidak dapat langsung dimasukkan ke dalam dinding pembuluh darah bagian dalam (endotelium).
Penulis yang berbeda telah menunjukkan bahwa sel-sel ini diarahkan atau dikelompokkan di situs neovaskularisasi aktif, berbeda dalam menanggapi proses iskemik (kekurangan oksigen atau aliran darah), trauma vaskular, pertumbuhan tumor, atau lainnya.
Proliferasi
Sel-sel endotel yang ada dalam sistem vaskular mempertahankan kemampuan untuk membelah dan bergerak. Pembuluh darah baru terbentuk berkat proliferasi sel endotel yang sudah ada sebelumnya dan ini terjadi baik pada jaringan embrionik (saat pertumbuhan terjadi) dan pada jaringan dewasa (untuk recaraling atau rekonstruksi jaringan).
Apoptosis
Apoptosis, atau kematian sel terprogram, adalah proses normal yang terjadi di hampir semua sel organisme hidup dan yang memiliki berbagai fungsi fisiologis di dalamnya.
Hal ini ditandai dengan kondensasi sitoplasma dan nukleus, oleh penyusutan sel dan oleh paparan, pada permukaan sel, molekul spesifik untuk fagositosis. Selama proses ini juga terjadi pemecahan kromatin ( DNA kromosom) dan deformasi membran plasma.
Kematian sel terprogram dapat dipicu, dalam sel endotel, oleh berbagai rangsangan dan faktor molekuler. Ini memiliki implikasi penting untuk hemostasis (pencegahan kebocoran darah cair).
Proses seperti itu penting dalam recaraling, regresi, dan angiogenesis (pembentukan pembuluh darah baru). Karena dapat mempengaruhi integritas dan fungsi endotel vaskular, apoptosis endotel dapat berkontribusi pada patogenesis berbagai penyakit manusia.
Eksperimen in vivo menunjukkan bahwa patologi ini mungkin termasuk arteriosklerosis, gagal jantung bawaan, retinopati diabetik, emfisema, skleroderma, penyakit sel sabit, lupus eritematosus sistemik, atau purpura trombositopenik trombotik, antara lain.
Di mana mereka ditemukan?
Sel endotel, seperti namanya, ditemukan dalam berbagai jenis endotelium yang melapisi permukaan bagian dalam pembuluh darah dan limfatik.
Dalam endotel vaskular darah, misalnya, sel-sel endotel vena dan arteri membentuk lapisan sel yang tidak terputus, di mana sel-sel tersebut disatukan oleh sambungan rapat.
Struktur
Jauh dari identik secara kolektif, sel-sel endotel dapat dilihat sebagai konsorsium raksasa dari perusahaan yang berbeda, masing-masing dengan identitasnya sendiri.
Sepanjang cabang vaskular, bentuk sel endotel sangat bervariasi. Lebih jauh, perbedaan fenotipik yang cukup besar mungkin ada antara sel-sel yang termasuk dalam segmen berbeda dari sistem vaskular, organ, atau jenis pembuluh yang sama.
Terlepas dari klaim ini, ini biasanya sel datar, yang bisa “gemuk” atau kuboid di venula endotel.
Ketebalannya bervariasi dari kurang dari 0,1 m di vena dan kapiler, hingga 1 m di arteri aorta, dan strukturnya diubah sebagai respons terhadap berbagai faktor, terutama yang disebut “tekanan geser hemodinamik”.
Panjang sel endotel berbeda menurut lokasi anatomisnya, karena telah dilaporkan bahwa pada pembuluh darah tikus, sel endotel aorta memanjang dan tipis, sedangkan pada arteri pulmonalis lebih pendek dan bulat.
Jadi, seperti banyak sel lain dalam tubuh, sel endotel ditutupi oleh lapisan protein dan gula yang dikenal sebagai glikokaliks, yang membentuk bagian mendasar dari penghalang vaskular dan berukuran antara 0,1 dan 1 mikron dengan ketebalan.
“Wilayah” ekstraseluler ini secara aktif diproduksi oleh sel-sel endotel dan menempati ruang antara darah dan sel yang berperedaran. Telah terbukti memiliki fungsi baik dalam perlindungan vaskular dan dalam regulasi sel dan mekanisme hemostatik.
Struktur subseluler
Ruang intraseluler sel endotel penuh dengan vesikel berlapis klatrin, badan multivesikular, dan lisosom, yang penting untuk jalur transpor molekuler endositik.
Lisosom bertanggung jawab atas degradasi dan daur ulang makromolekul yang diarahkan kepadanya melalui endositosis. Proses ini juga dapat terjadi pada permukaan sel, di kompleks Golgi, dan retikulum endoplasma.
Sel-sel ini juga kaya akan caveolae, yang merupakan vesikel berbentuk labu yang berhubungan dengan membran plasma dan biasanya terbuka ke sisi luminal atau mungkin bebas di sitosol. Kelimpahan struktur ini tergantung pada jenis epitel yang dipertimbangkan.
Jenis
Sel endotel dapat memiliki fenotipe yang sangat berbeda, yang diatur oleh tempat mereka ditemukan dan waktu perkembangannya. Karena alasan inilah banyak penulis menganggap bahwa ini sangat heterogen, karena mereka tidak hanya berbeda dalam hal strukturnya, tetapi juga fungsinya.
Endotelium dapat diklasifikasikan sebagai kontinu atau terputus-putus. Endotelium kontinu, pada gilirannya, dapat berfenestrasi atau tidak berfenestrasi. Fenestra adalah sejenis “pori-pori” intraseluler yang memanjang di seluruh ketebalan sel.
Endotelium non-fenestrated terus menerus membentuk lapisan dalam arteri, vena, dan kapiler otak, kulit, jantung, dan paru-paru.
Sebaliknya, epitel fenestrated terus menerus umum di daerah yang ditandai dengan filtrasi tinggi dan transportasi transendotel (kapiler kelenjar eksokrin dan endokrin, mukosa lambung dan usus, glomerulus dan tubulus ginjal).
Beberapa tempat tidur vaskular sinusoidal dan bagian dari jaringan hati diperkaya dengan endotelium yang terputus-putus.
Fitur
Endotelium memiliki fungsi fisiologis penting termasuk kontrol tonus vasomotor, perdagangan sel darah, keseimbangan hemostatik, permeabilitas, proliferasi, dan kelangsungan hidup dan kekebalan bawaan dan adaptif.
Dari sudut pandang fungsional, sel endotel memiliki tugas pembelahan yang mendasar. Biasanya, ini dalam keadaan “tenang”, karena mereka tidak aktif dari sudut pandang proliferatif (waktu paruh mereka bisa lebih dari 1 tahun).
Fungsi umum mereka, dan endotelium yang mereka buat, dapat dibagi menjadi: permeabilitas, perdagangan sel darah dan hemostasis.
Fungsi lalu lintas sel dan permeabilitas
Endotelium adalah struktur semi-permeabel, karena harus memungkinkan pengangkutan zat terlarut dan cairan yang berbeda ke dan dari darah. Dalam kondisi normal, aliran dari dan ke darah melalui endotel adalah kontinu, di mana endotelium kapiler terutama berpartisipasi.
Bagian dari fungsi permeabilitas endotel kapiler adalah untuk memungkinkan leukosit dan beberapa mediator inflamasi melewati pembuluh darah, yang dicapai dengan ekspresi molekul dan kemoatraktan dalam sel endotel.
Oleh karena itu, pengangkutan leukosit dari darah ke jaringan di bawahnya melibatkan kaskade adhesi multi-tahap termasuk adhesi awal, rolling, arrest, dan transmigrasi, yang terjadi hampir secara eksklusif di venula pasca-kapiler.
Berkat partisipasi mereka dalam perdagangan sel, sel-sel endotel terlibat dalam proses penyembuhan dan peradangan, di mana mereka berpartisipasi dalam pembentukan pembuluh baru dari pembuluh yang sudah ada sebelumnya. Ini adalah proses penting untuk perbaikan jaringan.
Fungsi dalam hemostasis
Endotelium berpartisipasi dalam pemeliharaan darah, keadaan cairan dan dalam mempromosikan pembentukan bekuan yang terbatas ketika ada kerusakan pada integritas dinding pembuluh darah.
Sel endotel mengekspresikan faktor yang menghambat atau meningkatkan koagulasi (antikoagulan dan koagulan), tergantung pada sinyal spesifik yang mereka terima sepanjang hidup.
Jika sel-sel ini tidak plastis secara fisiologis dan struktural, pertumbuhan dan perbaikan jaringan tubuh tidak akan mungkin terjadi.
Referensi
- Aird, WC (2007). Heterogenitas Fenotip Endotel: I. Struktur, Fungsi, dan Mekanisme. Penelitian Sirkulasi, 100, 158-173.
- Aird, WC (2012). Heterogenitas Sel Endotel. Perspektif Pelabuhan Mata Air Dingin dalam Kedokteran, 2, 1–14.
- Alphonsus, CS, & Rodseth, RN (2014). Glikokaliks endotel: tinjauan penghalang vaskular. Anestesi, 69, 777–784.
- Kembali, N., & Luzio, NR Di. (1977). Proses Trombotik dalam Aterogenesis. (B. Chandler, K. Eurenius, G. McMillan, C. Nelson, C. Schwartz, & S. Wessler, Eds.). Pers Pleno.
- Chi, J., Chang, HY, Haraldsen, G., Jahnsen, FL, Troyanskaya, OG, Chang, DS, … Brown, PO (2003). Keragaman sel endotel diungkapkan oleh profil ekspresi global PNAS, 100 (19), 10623-10628.
- Choy, JC, Granville, DJ, Hunt, DWC, & Mcmanus, BM (2001). Apoptosis Sel Endotel: Karakteristik Biokimia dan Implikasi Potensial untuk Aterosklerosis. J. Mol. Sel. Kardiol., 33, 1673-1690.
- Bioskop, BDB, Pollak, ES, Buck, CA, Loscalzo, J., Zimmerman, GA, Mcever, RP, … Stern, DM (1998). Sel Endotel dalam Fisiologi dan Patofisiologi Gangguan Vaskular. Jurnal American Society of Hematology, 91 (10), 3527–3561.
- Fajardo, L. (1989). Kompleksitas Sel Endotel. Artikel Penghargaan dan Laporan Khusus, 92 (2), 241–250.
- Kharbanda, RK, & Deanfield, JE (2001). Fungsi endotelium yang sehat. Penyakit Arteri Koroner, 12, 485-491.
- Ribatti, D. (2007). Penemuan sel progenitor endotel. Sebuah tinjauan sejarah. Penelitian Leukemia, 31, 439–444.
- Risau, W. (1995). Diferensiasi endotel Jurnal FASEB, 9, 926–933.
- van Hinsberg, V. (2001). Endotelium: kontrol vaskular hemostasis. Jurnal Eropa Obstetri & Ginekologi dan Biologi Reproduksi, 95, 198-201.
- Winn, R., & Harlan, J. (2005). Peran apoptosis sel endotel dalam penyakit inflamasi dan kekebalan. Jurnal Trombosis dan Hemostasis, 3, 1815–1824.
