Apa itu Sel endotel — struktur dan fungsi

Sel endotel adalah yang membentuk penghalang antara pembuluh dan jaringan (Aman et al., 2016). Sel endotel mengontrol aliran zat dan cairan ke dalam dan keluar dari jaringan. Fungsi sel endotel yang terganggu dapat menyebabkan masalah kesehatan yang serius di seluruh tubuh. Sel-sel endotel melapisi pembuluh darah dan pembuluh limfatik, mereka ditemukan secara eksklusif dalam jaringan vaskularisasi (Bautch dan Caron, 2015).

Ciri

Sel endotel adalah sel yang membentuk selaput pembuluh darah. Sel endotel datar dalam struktur, dan antara 1 dan 2 μm tebal. Sel endotel memiliki inti pusat, dan terhubung satu sama lain melalui persimpangan antar sel. Sel-sel endotel sangat mudah beradaptasi, mampu bermigrasi dan menyesuaikan jumlah dan pengaturannya untuk mengakomodasi kebutuhan tubuh. Sel endotel memungkinkan pertumbuhan dan perbaikan jaringan tubuh, karena jaringan pembuluh darah baru dapat dengan mudah terbentuk.

Seperti halnya jaringan tubuh yang sehat, sel kanker juga mengandalkan sel endotel dan pembuluh darah untuk bertahan hidup. Akibatnya, banyak penelitian difokuskan pada pencegahan pembentukan pembuluh darah di jaringan kanker. Sel endotel mengekspresikan protein permukaan yang berbeda, tergantung pada apakah mereka membentuk pembuluh darah atau arteri.

Morfologi

Namun, ada subtipe sel endotel yang berbeda. Penanda molekuler khusus membedakan sel endotel yang ditemukan di pembuluh limfatik dari yang berasal dari pembuluh darah (Bautch dan Caron, 2015). Sel-sel endotel dari berbagai organ menambah dimensi kompleksitas lainnya. Jika Anda ingin mendeskripsikan ukuran sel endotel, Anda perlu menentukan tipe mana. Garipcan dan timnya menemukan sel endotel arteri iliac menjadi 13,2 ± 4,1 m dengan lebar dan 25,8 ± 8,5 m panjangnya (Garipcan et al., 2010). Namun, mereka menggambarkan lebar sel endotel arteri hepatik dengan panjang 4,9 ± 1,5 μm dan 21,9 ± 6,6 μm.

Pengertian

Endotelium adalah lapisan tunggal sel endotel skuamosa yang melapisi permukaan bagian dalam pembuluh darah, dan pembuluh limfatik. Endotelium membentuk antarmuka antara sirkulasi darah atau getah bening di lumen dan seluruh dinding pembuluh darah. Sel-sel endotel membentuk penghalang antara pembuluh dan jaringan dan mengontrol aliran zat dan cairan ke dalam dan ke luar jaringan.

Sel-sel endotel yang bersentuhan langsung dengan darah disebut sel-sel endotel vaskular sedangkan sel-sel yang bersentuhan langsung dengan getah bening dikenal sebagai sel endotel limfatik. Sel-sel endotel pembuluh darah melapisi seluruh sistem peredaran darah, dari jantung ke kapiler terkecil.

Sel-sel ini memiliki fungsi unik yang mencakup penyaringan cairan, seperti di glomerulus ginjal, tonus pembuluh darah, hemostasis, rekrutmen neutrofil, dan perdagangan hormon. Endotelium dari permukaan interior bilik jantung disebut endokardium. Fungsi yang terganggu dapat menyebabkan masalah kesehatan yang serius di seluruh tubuh.

Fungsi

Dalam penelitian medis, sel endotel tidak lagi dilihat sebagai penghalang pasif, tetapi sebagai jaringan yang memenuhi berbagai fungsi (Michiels, 2003). Fungsi Sel endotel termasuk banyak proses, seperti pembentukan pembuluh darah, koagulasi dan fibrinolisis, pengaturan tonus pembuluh darah, hingga peran dalam peradangan. Sel endotel berasal dari mesoderm, lapisan germinal yang terbentuk saat gastrulasi, tahap awal perkembangan embrionik (Bautch dan Caron, 2015).

Letak Sel endotel

Sel-sel endotel dapat ditemukan di semua pembuluh darah besar, yaitu arteri dan vena, serta di kapiler (Alberts B, Johnson A, Lewis J, et al., 2002). Arteri terdiri dari tiga lapisan (lihat ilustrasi di atas): Di bagian luar, itu dilapisi dengan Tunika eksterna, sejenis jaringan ikat. Tunika Media terdiri dari sel otot polos, dan Tunika intima, yang mengandung sel endotel, melapisi lumen pembuluh darah. Semua sel endotel memiliki karakteristik molekuler tertentu: mereka diuji positif untuk faktor von Willebrand (vWF), serta untuk glikoprotein CD31, dan mereka menguji negatif untuk alpha-actin otot polos.

Sel endotel juga berlaku untuk sel endotel di kapiler. Di sini, sel-sel endotel sangat penting untuk pertukaran zat termasuk oksigen, air, dan lipid, serta dalam transfer karbon dioksida dan urea dari jaringan ke kapal, dan sebaliknya. Tergantung pada jaringan dan organ, sel endotel dapat bervariasi satu sama lain.

Nitrit oksida gas terlarut sangat penting untuk pengaturan sel yang terkait dengan fungsi pembuluh darah (Tousoulis et al., 2012). Nitrit oksida adalah vasodilator dan memberikan efeknya dengan relaksasi sel otot polos (Zhao et al., 2015). Jalur NO-disfungsional diduga terlibat dalam penyakit kardiovaskuler.

Struktur

Endotelium adalah lapisan tipis sel datar tunggal (skuamosa) yang melapisi permukaan bagian dalam pembuluh darah dan pembuluh limfatik.

Endotelium berasal dari mesodermal. Baik kapiler darah dan limfatik tersusun dari satu lapisan sel endotel yang disebut monolayer. Pada bagian lurus pembuluh darah, sel endotel pembuluh darah biasanya sejajar dan memanjang ke arah aliran cairan.

Jantung, otak, hati, paru-paru dan ginjal

Di jantung, tiga jenis sel memungkinkan fungsi seumur hidup dari organ yang berfungsi terus-menerus ini: sel endotel, fibroblas, dan kardiomiosit (Lim et al., 2014). Komunikasi antara tipe sel ini memungkinkan untuk pengembangan organ, autoregulasi, dan adaptasi.

Pemisahan yang paling kaku antara pembuluh dan jaringan dapat ditemukan di otak (Stamatovic et al., 2008). Struktur ini disebut penghalang darah-otak dan persimpangan sel-ke-sel yang ketat mencegah sebagian besar difusi paracellular. Hanya zat dengan transporter spesifik yang diambil oleh sel endotel serebral dan mampu memasuki otak.

Di ujung lain spektrum, sel endotel yang paling permeabel dari tubuh mamalia terletak di hati (Poisson et al., 2017). Sel-sel endotel sinusoid hati membangun antarmuka antara jaringan hati dan vena portal yang berasal dari saluran pencernaan.

Dalam ginjal, sel-sel endotel memainkan peran penting dalam filtrasi glomerulus (Satchell dan Braet, 2009). Fenestrasi dalam endotelium memungkinkan lewatnya molekul dengan ukuran yang ditentukan. Ini mencegah hilangnya protein secara berlebihan. Mekanisme ini melengkapi filtrasi yang terjadi melalui celah filtrasi podosit.

Untuk memungkinkan pertukaran gas yang efisien di paru-paru, penghalang endotel harus utuh (Rounds et al., 2008). Selain itu, prasyarat untuk pertukaran gas optimal adalah permukaan alveolar tetap kering.

Patologi dan kanker

Sel-sel endotel hampir di mana-mana di seluruh tubuh. Namun, ada dua contoh utama di mana disfungsi sel endotel terlibat dalam patogenesis suatu kondisi medis. Pertama, pada penyakit arteri koroner, sel-sel endotel rusak. Jadi generasi sel-sel vaskular baru untuk mengembalikan fungsi organ setelah infark miokard adalah minat penelitian yang tinggi. Memahami proses ini dapat membantu para ilmuwan untuk mengembangkan terapi miokard yang mendukung (He at al., 2017). Contoh lain adalah aterosklerosis, di mana disfungsi endotel yang timbul dari peradangan kronis dalam dinding arteri menyebabkan perubahan patologis pembuluh darah (Gimbrone dan García-Cardeña, 2016).

Endotelium sangat penting untuk pasokan nutrisi, itulah sebabnya sel-sel endotel memainkan peran penting dalam perkembangan kanker (Dudley, 2012). Tumor didefinisikan oleh aktivitas vaskularisasi tinggi yang dapat menyebabkan diameter tidak teratur, anatomi rapuh, dan bahkan struktur bocor. Memahami biologi di balik mekanisme ini dan mempelajari semua faktor dan tipe sel yang terlibat bisa menjadi salah satu pendekatan untuk mengembangkan terapi antiangiogenik baru. Baca posting blog kami tentang bagaimana para ilmuwan menggunakan sel endotel vena umbilical manusia dalam penelitian kanker.

Bioassay dengan sel endotel

Angiogenesis dan sel-sel endotel yang sehat adalah penting untuk hampir semua fungsi tubuh. Para peneliti telah bekerja pada metode untuk mempelajari sel endotel in vitro selama beberapa dekade, untuk menguraikan berbagai faktor yang mempengaruhi pembentukan pembuluh darah baru dalam tubuh manusia. Banyak tipe sel dapat digunakan dalam penelitian kultur sel (Baca posting blog kami pada sel endotel primer).

Uji pembentukan tabung in vitro memungkinkan para ilmuwan untuk menganalisis proses-proses semacam itu dalam kultur sel secara semi-kuantitatif. Untuk melakukan pengujian ini, sel-sel endotel dilapisi ke membran seperti basement, dan mereka menumbuhkan tubulus dalam beberapa jam. Setelah itu, peneliti dapat menganalisis berbagai aspek.

Uji migrasi transwell, juga dikenal sebagai uji Boyden chamber, digunakan untuk mempelajari chemotaxis leukosit (Boyden, 1962; Chen, 2005). Singkatnya, sel ditempatkan di kompartemen atas perangkat dengan dua ruang dan dibiarkan bermigrasi melalui membran mikroporous ke kompartemen bawah. Migrasi mereka sepanjang gradien chemotactic dianalisis secara kuantitatif dengan pendekatan ini.

Pengujian lain yang hampir serupa berfokus pada migrasi sel melalui matriks ekstraseluler. Uji invasi memungkinkan para peneliti untuk menarik kesimpulan tentang migrasi invasif dan aktivitas proteolitik sel. Proses-proses itu penting dalam angiogenesis serta dalam pengembangan kanker dan metastasis.

Kultur Sel Endotelium

Kultur in vitro sel endotel manusia primer adalah sistem model yang banyak digunakan untuk menyelidiki beberapa penyakit kardiovaskular dan aplikasi penelitian kanker. Portofolio kultur sel endotel komprehensif kami terdiri dari 12 jenis sel pembuluh endotel besar dan mikrovaskuler manusia yang berbeda dengan media pertumbuhan yang dioptimalkan untuk setiap jenis sel.

Sumber jaringan dan informasi donor

Sel endotel pembuluh darah besar tersedia dari vena umbilikalis dan arteri, aorta, arteri koroner, arteri pulmonalis, dan vena saphenous. Sel endotel mikrovaskuler kami tersedia dari jaringan dermal, paru-paru, jantung, dan uterus. Semua tipe sel kami bersumber dari donor yang sehat dan disetujui. Informasi donor spesifik seperti usia, jenis kelamin, dan lokasi jaringan tersedia untuk setiap lot yang diproduksi. Sel endotel dari donor yang sakit (mis. Diabetes, miopati) tersedia atas permintaan.

Fungsi

Endotelium membentuk antarmuka antara sirkulasi darah atau getah bening di lumen dan seluruh dinding pembuluh darah. Sel endotel membentuk penghalang antara pembuluh dan jaringan dan mengontrol aliran zat dan cairan ke dalam dan ke luar jaringan. Endotelium berfungsi mengontrol jalannya bahan dan transit sel darah putih ke dalam dan keluar dari aliran darah. Peningkatan permeabilitas endotel yang berlebihan atau berkepanjangan, seperti dalam kasus peradangan kronis, dapat menyebabkan pembengkakan jaringan (edema). Fungsi sawar yang berubah juga terlibat dalam ekstravasasi kanker.

Sel endotel terlibat dalam banyak aspek fungsi pembuluh darah lainnya, termasuk:

  • Pembekuan darah (trombosis & fibrinolisis). Endotelium biasanya menyediakan permukaan di mana darah tidak menggumpal, karena mengandung dan mengekspresikan zat yang mencegah pembekuan, termasuk heparan sulfat yang bertindak sebagai kofaktor untuk mengaktifkan antitrombin, protease yang menonaktifkan beberapa faktor dalam kaskade koagulasi.
  • Peradangan. Sel endotel secara aktif memberi sinyal ke sel darah putih dari sistem kekebalan [9] selama peradangan
  • Pembentukan pembuluh darah baru (angiogenesis).
  • Penyempitan dan pembesaran pembuluh darah, yang disebut vasokonstriksi dan vasodilatasi, dan karenanya kontrol tekanan darah

Pembentukan pembuluh darah

Endothelium terlibat dalam pembentukan pembuluh darah baru, yang disebut angiogenesis. Angiogenesis adalah proses penting untuk pengembangan organ dalam embrio dan janin, serta perbaikan daerah yang rusak. Proses ini dipicu oleh penurunan oksigen jaringan (hipoksia) atau tekanan oksigen yang tidak cukup yang mengarah pada perkembangan baru pembuluh darah yang dilapisi dengan sel endotel. Angiogenesis diatur oleh sinyal yang mempromosikan dan mengurangi proses. Sinyal pro dan antiangiogenik ini termasuk integrin, kemokin, angiopoietin, agen penginderaan oksigen, molekul fungsional dan inhibitor endogen. Angiopoietin-2 bekerja dengan VEGF untuk memfasilitasi proliferasi sel dan migrasi sel endotel.

Garis besar umum angiogenesis adalah:

  • mengaktifkan sinyal yang mengikat reseptor permukaan sel endotel vaskular.
  • sel endotel teraktivasi melepaskan protease yang mengarah ke degradasi membran basement
  • sel endotel dibebaskan untuk bermigrasi dari pembuluh darah yang ada dan mulai berkembang biak untuk membentuk ekstensi menuju sumber stimulus angiogenik.

Related Posts