Kulit manusia adalah material pelindung anti-air, elastis, tahan bocor, dan terus-menerus beregenerasi. Permukaan kulit alias epidermis terbuat dari berlapis-lapis lembaran sel yang mencegah cairan merembes masuk atau keluar tubuh. Hasil studi di jurnal eLIFE pekan lalu menyebutkan sel kulit memiliki mekanisme unik untuk mempertahankan fungsinya sebagai “pelindung” tubuh, meski setiap hari ada sel yang mati dan rontok.
Paradoks terjadi saat sel-sel kulit mati dan luruh dari tubuh. Setiap jam, manusia kehilangan sekitar 200 juta sel kulit. Dalam 24 jam ada hampir lima miliar sel kulit yang rontok. Dalam setahun, manusia bisa kehilangan sekitar 3,5 kilogram sel kulit mati. Namun seluruh proses ini bisa berlangsung terus-menerus tanpa pernah ada kebocoran dalam lapisan epidermis.
Tim peneliti gabungan dari Universitas Keio, Jepang, dan Imperial College London, Inggris, mendapati bentuk sel epidermal dan kemampuannya untuk saling menempel sementara membuat kulit tetap utuh. “Sel-sel itu bisa mengubah mekanismenya untuk membuat semacam lem yang mengikat sekaligus menjaga integritas kulit kita,” kata Reiko Tanaka, peneliti dari Departemen Rekayasa Biologi di Imperial College London.
Lapisan epidermis terdiri atas lapisan sel epidermal mati yang tebal dan terus-menerus rontok. Tapi lapisan kedua di bawah epidermis ternyata hanya terbentuk dari satu lembar susunan sel epidermal yang lebih tipis. Meski bentuknya berbeda, lapisan ini tetap berfungsi sebagai pelindung yang penting bagi tubuh.
Bentuk sel epidermal adalah versi datar dari tetrakaidecahedron—bangun tiga dimensi 14 sisi yang terbuat dari enam persegi empat dan delapan heksagonal. Hal ini didapat setelah para peneliti mempelajari sel kulit dari mencit lewat mikroskop dan model matematis.
Konsep tetrakaidecahedron dilontarkan pertama kali oleh ahli fisika Skotlandia-Irlandia, William Thompson atau Lord Kelvin, pada 1887. Menurut William, tetrakaidecahedron adalah bentuk terbaik untuk membungkus obyek dan mengisi ruang dengan luas permukaan yang minimalis.
Dengan bentuk geometri unik, sel epidermal selalu bisa membentuk ikatan sangat kuat dengan sel-sel lain di sekelilingnya. Gabungan antara bentuk persegi empat dan bangun enam sisi juga memungkinkan sel untuk selalu terkoneksi satu sama lain. “Konsep abstrak yang dikembangkan Lord Kelvin lebih dari seabad lalu merupakan hal penting di alam, membantu kulit kita bekerja sebagai pelindung yang efektif,” kata Tanaka.
Sel epidermal juga memproduksi protein yang berfungsi sebagai lem sementara sebagai pengikat di antara mereka. Para peneliti menyebut ikatan ini sebagai “persimpangan yang erat”. Kombinasi bentuk sel dan formasi persimpangan itu membuat kulit dapat mempertahankan keutuhan, meski kondisinya sangat tipis.
Sel kulit baru diproduksi terus-menerus di lapisan sel epidermis terbawah. Mereka akan mendorong sel-sel tua ke atas menuju permukaan kulit. Akibatnya, sel-sel tua itu kehilangan formasi ketat mereka. Tapi formasi ketat di seluruh lapisan sel selalu terjaga dengan baik.
Adanya kesalahan dalam memproduksi protein untuk merekatkan persimpangan sel ini, menurut peneliti, yang mempengaruhi kondisi kulit para penderita eksim. Lapisan pelindung di kulit menjadi lebih lemah sehingga mudah ditembus bakteri, memicu peradangan, gatal, dan infeksi lain.
Kegagalan tubuh mengunci ruang antar-sel kulit juga dinilai sebagai faktor pemicu munculnya psoriasis. Tubuh memproduksi sel epidermal terlalu banyak yang memicu munculnya bercak-bercak tebal di permukaan kulit.
Para peneliti tengah mempelajari bagaimana ketebalan kulit terbentuk dan seperti apa keseimbangan antara pertumbuhan dan perontokan sel. Menurut Tanaka, sangat penting untuk mengetahui cara kerja kulit karena ini adalah organ terluas di tubuh. “Ketika kinerjanya tidak normal seperti pada eksim atau psoriasis, kita bisa mengetahui mekanisme penyebabnya.”
GALAKXI 