SEL ENDOTEL: KARAKTERISTIK, STRUKTUR, JENIS, FUNGSI - BIOLOGI - 2025

The sel endotel secara metabolisme sel aktif milik endotelium, batin uniseluler pembuluh darah line. Lapisan sel ini memiliki fungsi fisiologis penting dalam tubuh, terutama yang berkaitan dengan sistem peredaran darah.

Istilah "endothelium" 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, via Wikimedia Commons)

Definisi awal yang digunakan oleh His tidak hanya mencakup lapisan sel dalam pembuluh darah, tetapi juga pembuluh limfatik dan rongga mesothelial. Namun, tidak lama kemudian definisi ini berkurang hanya menjadi darah dan pembuluh darah limfatik.

Lokasi strategis dari sel-sel ini memungkinkan mereka untuk bertindak sebagai penghubung langsung antara komponen darah (atau getah bening) dan jaringan, yang menjadikannya penting untuk pengaturan berbagai proses fisiologis yang berkaitan dengan sistem vaskular.

Di antara proses-proses ini adalah pemeliharaan fluiditas darah dan pencegahan pembentukan trombus, serta pengaturan pengangkutan cairan dan zat terlarut seperti hormon, faktor protein, dan makromolekul lainnya.

Fakta bahwa endotel memiliki fungsi kompleks dalam tubuh hewan menyiratkan bahwa sel-selnya rentan terhadap berbagai penyakit, yang menjadi perhatian besar peneliti yang berbeda.

karakteristik

Luas permukaan yang ditempati oleh sel endotel dalam tubuh manusia dewasa dapat mencapai lebih dari 3.000 meter persegi dan berat lebih dari 700 g.

Lapisan sel ini, yang dianggap sebagai "organ" yang didistribusikan secara luas ke 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.

Ciri khas dari sel endotel adalah bahwa sel-sel tersebut, dan nukleusnya, disejajarkan sedemikian rupa sehingga "terlihat" diarahkan ke arah yang sama dengan aliran darah yang melewati saluran tempat mereka ditemukan.

Sel endotel sangat heterogen, dan ini berkaitan dengan fakta bahwa darah dan pembuluh limfatik didistribusikan ke seluruh tubuh, terpapar ke berbagai lingkungan mikro yang berbeda, yang memberlakukan kondisi pada setiap endotel tertentu.

Lingkungan mikro vaskular ini dapat secara signifikan mempengaruhi karakteristik epigenetik sel endotel, menghasilkan proses diferensiasi yang berbeda.

Hal ini telah dibuktikan melalui studi tentang pola ekspresi gen spesifik jaringan, yang membuktikan kemampuan luar biasa dari sel-sel ini untuk menyesuaikan, baik dalam jumlah maupun disposisi, dengan persyaratan lokal tempat mereka ditemukan.

Pensinyalan

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 jenis respons yang berbeda.

Mungkin inilah yang memungkinkan organ yang sangat istimewa ini menjalankan fungsi pengaturan pada tekanan darah dan laju serta distribusi darah, selain untuk mengontrol proliferasi sel dan migrasi 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 kemudian 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 erat dengan sel hematopoietik.

Sel progenitor dikenal sebagai angioblas dan / atau hemangioblas. Namun, garis sel tubuh lainnya dapat "ditransdiferensiasi" 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 selama diferensiasi).

Laju diferensiasi dan proliferasi sel endotel sangat tinggi selama perkembangan embrionik dan selama perkembangan pascanatal, tetapi menurun drastis pada orang dewasa.

Identitas sel epitel biasanya diverifikasi dengan mempelajari keberadaan atau ekspresi protein pembawa pesan atau RNA tertentu, meskipun "penanda" ini sering kali dapat dibagi dengan garis keturunan sel lainnya.

Diferensiasi sel progenitor

Sel progenitor sel endotel dapat muncul dari sumsum tulang, tetapi tidak dapat segera dimasukkan ke dalam dinding pembuluh darah internal (endotel).

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 endotel yang ada dalam sistem vaskular mempertahankan kemampuannya untuk membelah dan bergerak. Pembuluh darah baru terbentuk berkat proliferasi sel endotel yang sudah ada sebelumnya dan ini terjadi baik di jaringan embrio (saat pertumbuhan terjadi) dan di jaringan dewasa (untuk renovasi atau rekonstruksi jaringan).

Apoptosis

Apoptosis, atau kematian sel terprogram, adalah proses normal yang terjadi pada hampir semua sel organisme hidup dan 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 cairan darah).

Proses seperti itu penting dalam renovasi, regresi, dan angiogenesis (pembentukan pembuluh darah baru). Karena dapat mempengaruhi integritas dan fungsi endotel vaskular, apoptosis endotel dapat berkontribusi pada patogenesis berbagai macam penyakit manusia.

Eksperimen in vivo menunjukkan bahwa patologi ini dapat mencakup arteriosklerosis, gagal jantung bawaan, retinopati diabetik, emfisema, skleroderma, penyakit sel sabit, lupus eritematosus sistemik, atau purpura trombositopenik trombotik, antara lain.

Dimana mereka ditemukan?

Sel endotel, seperti namanya, ditemukan dalam berbagai jenis endotel yang melapisi permukaan bagian dalam darah dan pembuluh limfatik.

Dalam endotel pembuluh darah, misalnya, sel-sel endotel dari vena dan arteri membentuk lapisan sel yang tidak terputus, di mana sel-sel tersebut bergabung bersama oleh sambungan yang rapat.

Struktur

Jauh dari identik secara kolektif, sel endotel dapat dilihat sebagai konsorsium raksasa dari berbagai perusahaan, masing-masing dengan identitasnya sendiri.

Sepanjang cabang vaskular, bentuk sel endotel sangat bervariasi. Selain itu, mungkin ada perbedaan fenotipik yang cukup besar antara sel-sel yang termasuk dalam segmen berbeda dari sistem vaskular, organ, atau jenis pembuluh yang sama.

Terlepas dari klaim ini, ini biasanya adalah sel datar, yang bisa "gemuk" atau berbentuk kubus di venula endotel.

Ketebalannya bervariasi dari kurang dari 0,1μm di vena dan kapiler hingga 1μm di arteri aorta, dan strukturnya diubah modelnya sebagai respons terhadap berbagai faktor, terutama yang disebut "tegangan geser hemodinamik".

Panjang sel endotel berbeda sehubungan dengan lokasi anatominya, karena telah dilaporkan bahwa, dalam pembuluh darah tikus, sel endotel aorta memanjang dan tipis, sedangkan di arteri pulmonalis sel tersebut lebih pendek dan bulat.

Jadi, seperti banyak sel lain dalam tubuh, sel endotel ditutupi oleh selubung protein dan gula yang dikenal sebagai glikokaliks, yang merupakan bagian fundamental dari penghalang vaskular dan tebalnya antara 0,1 dan 1 mikron.

"Wilayah" ekstraseluler ini secara aktif diproduksi oleh sel endotel dan menempati ruang antara darah dan sel yang bersirkulasi. Telah terbukti memiliki fungsi baik dalam perlindungan vaskular dan regulasi sel dan mekanisme hemostatik.

Struktur subseluler

Ruang intraseluler sel endotel penuh dengan vesikel berlapis clathrin, badan multivesikuler, dan lisosom, yang sangat penting untuk jalur transportasi molekuler endositik.

Lisosom bertanggung jawab atas degradasi dan daur ulang makromolekul yang diarahkan kepadanya oleh endositosis. Proses ini juga dapat terjadi di permukaan sel, di kompleks Golgi, dan retikulum endoplasma.

Sel-sel ini juga kaya akan caveolae, yaitu vesikel berbentuk labu yang berhubungan dengan membran plasma dan biasanya terbuka ke sisi luminal atau mungkin bebas di dalam 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 bervariasi dalam hal strukturnya, tetapi juga fungsinya.

Endotel dapat diklasifikasikan sebagai kontinu atau terputus-putus. Endotelium kontinyu, pada gilirannya, dapat berupa fenestrasi atau non-fenestrasi. Fenestras adalah sejenis "pori-pori" intraseluler yang meluas ke seluruh ketebalan sel.

Endotelium non-fenestrated yang kontinyu membentuk lapisan dalam arteri, vena, dan kapiler otak, kulit, jantung, dan paru-paru.

Di sisi lain, epitel fenestrasi berkelanjutan sering terjadi di daerah yang ditandai dengan filtrasi tinggi dan transendotelial (kapiler kelenjar eksokrin dan endokrin, mukosa lambung dan usus, glomeruli dan tubulus ginjal).

Beberapa tempat tidur pembuluh darah sinusoidal dan bagian dari jaringan hati diperkaya dengan endotel yang terputus-putus.

fitur

Endotelium memiliki fungsi fisiologis penting termasuk kontrol tonus vasomotor, peredaran sel darah, keseimbangan hemostatik, permeabilitas, proliferasi, dan kelangsungan hidup serta kekebalan bawaan dan adaptif.

Dari sudut pandang fungsional, sel endotel memiliki tugas pembelahan yang mendasar. Biasanya, ini dalam keadaan "diam", karena mereka tidak aktif dari sudut pandang proliferatif (paruh mereka bisa lebih dari 1 tahun).

Fungsi umum mereka, dan fungsi endotelium yang mereka buat, dapat dibagi menjadi: permeabilitas, perdagangan sel darah dan hemostasis.

Lalu lintas seluler dan fungsi permeabilitas

Endotel 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 endothelium berlangsung terus menerus, dimana endothelium dari kapiler terutama berpartisipasi.

Bagian dari fungsi permeabilitas dari endotel kapiler adalah untuk memungkinkan lewatnya leukosit dan beberapa mediator inflamasi melalui pembuluh darah, yang dicapai dengan ekspresi molekul dan kemoattraktan dalam sel endotel.

Oleh karena itu, pengangkutan leukosit dari darah ke jaringan di bawahnya melibatkan kaskade adhesi multi-langkah termasuk adhesi awal, rolling, henti, dan transmigrasi, yang terjadi hampir secara eksklusif di venula pasca kapiler.

Berkat partisipasi mereka dalam perdagangan sel, sel endotel terlibat dalam proses penyembuhan dan peradangan, di mana mereka berpartisipasi dalam pembentukan pembuluh darah baru dari pembuluh yang sudah ada sebelumnya. Ini adalah proses penting untuk perbaikan jaringan.

Fungsi dalam hemostasis

Endothelium 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-faktor yang menghambat atau meningkatkan koagulasi (antikoagulan dan koagulan), tergantung pada sinyal spesifik yang mereka terima sepanjang hidup.

Jika sel-sel ini tidak plastik secara fisiologis dan struktural, pertumbuhan dan perbaikan jaringan tubuh tidak akan mungkin dilakukan.

Referensi

1. Aird, WC (2007). Heterogenitas Fenotipik Endotel: I. Struktur, Fungsi, dan Mekanisme. Penelitian Sirkulasi, 100, 158-173.
2. Aird, WC (2012). Heterogenitas Sel Endotel. Cold Spring Harbor Perspectives in Medicine, 2, 1–14.
3. Alphonsus, CS, & Rodseth, RN (2014). Glikokaliks endotel: tinjauan dari penghalang vaskular. Anestesi, 69, 777–784.
4. Kembali, N., & Luzio, NR Di. (1977). Proses Trombotik dalam Atherogenesis. (B. Chandler, K. Eurenius, G. McMillan, C. Nelson, C. Schwartz, & S. Wessler, Eds.). Pleno Press.
5. Chi, J., Chang, HY, Haraldsen, G., Jahnsen, FL, Troyanskaya, OG, Chang, DS, … Brown, PO (2003). Keragaman sel endotel ditunjukkan oleh profil ekspresi global. PNAS, 100 (19), 10623-10628.
6. Choy, JC, Granville, DJ, Hunt, DWC, & Mcmanus, BM (2001). Apoptosis Sel Endotel: Karakteristik Biokimia dan Implikasi Potensi untuk Aterosklerosis. J. Mol. Sel. Cardiol., 33, 1673-1690.
7. Bioskop, BDB, Pollak, ES, Buck, CA, Loscalzo, J., Zimmerman, GA, Mcever, RP, … Stern, DM (1998). Sel Endotel dalam Fisiologi dan Patofisiologi Gangguan Vaskular. The Journal of The American Society of Hematology, 91 (10), 3527-3561.
8. Fajardo, L. (1989). Kompleksitas Sel Endotel. Artikel Penghargaan dan Laporan Khusus, 92 (2), 241–250.
9. Kharbanda, RK, & Deanfield, JE (2001). Fungsi endotel yang sehat. Penyakit Arteri Koroner, 12, 485–491.
10. Ribatti, D. (2007). Penemuan sel progenitor endotel. Sebuah tinjauan sejarah. Penelitian Leukemia, 31, 439-444.
11. Risau, W. (1995). Diferensiasi endotel. The FASEB Journal, 9, 926–933.
12. van Hinsberg, V. (2001). Endotel: kontrol vaskular pada hemostasis. European Journal of Obstetrics & Gynecology and Reproductive Biology, 95, 198-201.
13. Winn, R., & Harlan, J. (2005). Peran apoptosis sel endotel pada penyakit inflamasi dan kekebalan. Jurnal Trombosis dan Hemostasis, 3, 1815-1824.