Hewan yang mempunyai peredaran darah tertutup mempunyai saluran yang berfungsi mengalirkan darah ke seluruh tubuh disebut pembuluh darah (arteri, vena dan kapiler). Jaringan pembuluh darah tidak statis namun dinamis dan akan mengalami perubahan bentuk jika menanggapi sel-sel di sekitarnya. Lebih khusus, pembuluh darah terkecil yaitu arteriol, venula, dan kapiler dapat diperluas, diperpanjang dalam menanggapi latihan, kejadian iskemik, intervensi farmakologis, atau peristiwa fisiologis dan patofisiologis lainnya. Dikenal istilah angiostasis, yaitu pertumbuhan darah baru dari pembuluh yang sudah ada. Proses ini amat penting untuk merenovasi jaringan vaskular dalam pengembangan dan hewan dewasa.
Tahap embrio membutuhkan angiostasis selama pertumbuhan organ dan perkembangan. Sedangkan pada orang dewasa, angiogenesis terjadi dalam kondisi yang membutuhkan peningkatan dalam darah dan suplai oksigen, termasuk reproduksi, perbaikan fisiologis (misalnya penyembuhan luka) dan olahraga. Disamping berdampak positif, banyak juga penyakit terbantu dengan adanya angiogenesis. Penyakit ini memiliki kekurangan karakteristik atau regresi pembuluh darah dan termasuk pre-eklampsia, penyakit Crohn, aterosklerosis dan osteoporosis.
Angiogenesis terjadi melalui serangkaian proses yaitu, stimulus angiogenik, endotel mulai tumbuh, percabangan pembuluh darah dan perpanjangan, pembentukan lumen dan anastomosis dan pematangan pembuluh. Tingkat pengaturan keseimbangan angiogenik bisa dimanfaatkan untuk mengobati kondisi kenaikan vaskularisasi yang diinginkan (misalnya penyakit arteri koroner dan perifer) atau penyakit yang ditandai dengan hipervaskularisasi (kanker misalnya dan retinopati).
Tahap pertama angiogenesis yaitu rangsangan angiogenik, yang mana rangsangan tersebut diduga akibat dari hipoksia, metabolisme atau rangsangan mekanik dan dirasakan terutama oleh endothelium. Dalam semua kasus, sinyal jaringan ditransfer ke pembuluh darah yang semula ada. Transfer sinyal tersebut terjadi karena ada kebutuhan pembuluh darah untuk tumbuh. Tahap kedua tumbuh. Setelah jaringan menginisiasi aliran angiogenesis dengan sinyal yang berbahaya. Gradien sinyal pro dan anti-angiogenik berkembang dalam jaringan untuk memandu pembuluh darah baru tumbuh ke tujuan akhir. Tahap ketiga yaitu percabangan dan perpanjangan pembuluh darah.
Setelah mengalami pertumbuhan, sel endotelia melubangi membrane basal dan mulai bermigrasi menuju sumber stimulus angiogenik. Sel-sel angiogenik sekarang membuat struktur pembuluh baru. Tahap ketiga yaitu pembentukan lumen dan anastomosis. Mekanisme pembentukan lumen termasuk peleburan vakuola, penataan ulang sel-sel junction, polaritas sel (apical dan basal), pelipatan membrane ke dalam (invaginasi) dan pembentukan lumen ektraseluler. Sedangkan anastomosis adalah penyambungan kapiler tunas dengan kapiler lain. Dalam tahap akhir (tahap ke empat) dari angiogenesis, yang baru dibentuk, kapiler pembawa darah menerima bantuan penunjang sel mural atau pericytes untuk menjaga stabilitas dan melarikan diri regresi. Pericytes adalah sel khusus yang ditemukan di sepanjang kapiler dan venula pasca kapiler.
Daftar Pusataka:
Logsdon EA, Finley SD, Popel AS, Gabhann FM. 2013. A systems biology view of blood vessel growth and remodeling. J.Cell.Mol. Med, 18 (8) : 1491-1508.
Oleh : Hamzah Alfarisi (Biologi IPB / Wakil Ketua KMNU IPB)