Sumber ilustrasi: Pixabay
19 Juli 2025 07.45 WIB – Umum
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Desanomia [19.07.2025] Setiap kali jantung berdetak, darah terdorong melalui jaringan pembuluh yang membentang sepanjang ribuan kilometer di tubuh manusia. Setiap denyut menghasilkan tekanan pada dinding pembuluh darah. Pada kondisi tertentu, seperti saat seseorang berolahraga atau mengalami ketakutan, tekanan ini bisa meningkat drastis. Meskipun demikian, pembuluh darah jarang mengalami kerusakan atau pecah mendadak. Hal ini menimbulkan pertanyaan: bagaimana tubuh menjaga agar pembuluh darah tetap utuh di bawah tekanan tinggi?
Selama bertahun-tahun, para ilmuwan mengetahui bahwa pembuluh darah memiliki kemampuan beradaptasi terhadap tekanan. Namun, mekanisme fisik dan biologis di balik kemampuan tersebut belum sepenuhnya dipahami. Kini, sebuah studi terbaru mengungkap bahwa sel-sel di dinding pembuluh darah mengalami perubahan struktural mikro yang memungkinkan mereka tetap kuat meskipun mendapat tekanan besar secara tiba-tiba.
Dalam penelitian yang dilakukan oleh tim fisikawan dari Universitas Geneva, Swiss, para ilmuwan mengembangkan model pembuluh darah buatan di laboratorium. Model ini berupa tabung kecil berdiameter sekitar 120 mikrometer, dilapisi dengan sel endotel manusia yang merupakan sel-sel yang secara alami membentuk lapisan paling dalam dari pembuluh darah.
Untuk mensimulasikan tekanan darah, tim peneliti menggunakan alat pompa suntik yang mendorong cairan melalui tabung tersebut. Saat tekanan ditingkatkan, mereka menggunakan mikroskop fluoresen untuk mengamati perubahan pada jaringan aktin, yaitu protein serat yang terdapat di dalam sel endotel dan berfungsi serupa dengan otot.
Hasil pengamatan menunjukkan bahwa aktin mengalami reorganisasi besar-besaran. Sebelum tekanan diberikan, serat-serat ini tersusun memanjang searah pembuluh, seperti rel kereta api. Namun, setelah tekanan meningkat, serat aktin berubah arah hingga membentuk pola melingkar di sekitar dinding bagian dalam tabung. Pergeseran orientasi ini memungkinkan pembuluh untuk mengembang dan menyerap tekanan secara merata, menyerupai perilaku cairan.
Dalam uji lanjutan, tim menghilangkan aktin dari sel untuk melihat dampaknya. Tanpa keberadaan protein ini, jaringan menjadi lebih lunak dan tak mampu menahan tekanan seperti sebelumnya. Hasil ini menegaskan peran vital aktin dalam menjaga integritas struktural pembuluh darah.
Para peneliti menyebut bahwa perilaku sel-sel ini mencerminkan sifat nematodinamik, yaitu suatu keadaan di mana struktur berubah dari waktu ke waktu, tetapi tetap mempertahankan pola orientasi tertentu. Perubahan ini mirip dengan perilaku kristal cair, yakni zat yang memiliki sifat antara cairan dan padatan. Dengan demikian, pembuluh darah dapat berubah bentuk secara fleksibel tanpa kehilangan kekuatan strukturalnya.
Penemuan ini dianggap berbeda secara metodologis dari banyak studi sebelumnya. Biasanya, sel dipelajari dalam permukaan datar dua dimensi, bukan dalam bentuk tabung tiga dimensi yang lebih menyerupai kondisi nyata dalam tubuh manusia. Oleh karena itu, pendekatan 3D ini memberikan wawasan baru yang lebih akurat tentang bagaimana sel-sel bertindak dalam lingkungan hidup.
Menariknya, perilaku ini tidak hanya terlihat dalam sistem buatan. Studi sebelumnya pada hewan seperti ikan zebra juga menunjukkan reaksi serupa saat jantung mulai berdetak, memperkuat temuan bahwa mekanisme ini bersifat universal.
Penelitian ini membuka cakrawala baru dalam pemahaman tentang bagaimana tubuh manusia secara mikroskopis melindungi dirinya dari kerusakan akibat tekanan darah tinggi. Temuan ini juga memberikan dasar yang kuat untuk pengembangan studi lanjutan, terutama dalam konteks penyakit vaskular seperti hipertensi dan aneurisma.
Ke depannya, model pembuluh darah 3D ini berpotensi digunakan untuk meneliti perilaku pembuluh darah di organ-organ seperti ginjal atau paru-paru. Meskipun studi ini hanya melibatkan sel endotel dari pembuluh darah kecil, para peneliti berencana mengembangkan model yang mencakup pembuluh darah besar yang memiliki lapisan otot.
Penelitian ini tidak hanya memperluas pemahaman ilmiah, tetapi juga menghadirkan pendekatan eksperimental baru yang dapat digunakan dalam pengembangan terapi dan diagnostik masa depan.
Diolah dari artikel:
“Here’s why your blood vessels don’t burst under pressure” oleh Larissa G. Capella.
Link: https://www.snexplores.org/article/how-blood-vessels-handle-pressure
