eritropoiesis adalah proses dimana sel-sel darah merah atau eritrosit terbentuk. Sel-sel darah ini, pada manusia, memiliki umur rata-rata 4 bulan dan tidak dapat mereproduksi dirinya sendiri. Karena itu, eritrosit baru harus dibuat untuk menggantikan yang mati atau hilang karena perdarahan.
Pada pria, jumlah sel darah merah sekitar 54 juta per mililiter, sedangkan pada wanita sedikit lebih sedikit (48 juta). Sekitar 10 juta eritrosit hilang setiap hari , jadi jumlah yang sama harus diganti.
Darah manusia, eritrosit atau sel darah merah dan dua sel darah putih. Diambil dan diedit dari: Viascos [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)].
Eritrosit terbentuk dari eritroblas berinti yang ada di sumsum tulang merah mamalia, sedangkan pada vertebrata lain diproduksi terutama di ginjal dan limpa.
Ketika mereka mencapai akhir hari-hari mereka, mereka terpecah-pecah; kemudian sel-sel yang disebut makrofag meliputi mereka. Makrofag ini terdapat di hati, sumsum tulang merah, dan limpa.
Ketika sel darah merah dihancurkan, zat besi didaur ulang untuk digunakan kembali, sedangkan sisa hemoglobin diubah menjadi pigmen empedu yang disebut bilirubin.
Eritropoiesis dirangsang oleh hormon yang disebut eritropoietin, tetapi prosesnya diatur oleh berbagai faktor, seperti suhu, tekanan oksigen, dan lainnya.
Indeks artikel
Tahapan dan karakteristiknya
Pada organisme dewasa, eritropoiesis terjadi di tempat khusus di sumsum tulang merah yang disebut pulau eritroblastik. Untuk pembentukan eritrosit, beberapa proses harus terjadi, mulai dari proliferasi sel hingga pematangan sel darah merah, melewati berbagai tahap diferensiasi sel.
Saat sel mengalami pembelahan mitosis, ukuran dan nukleusnya berkurang, serta kondensasi kromatin dan hemoglobinisasi. Selain itu, mereka bergerak menjauh dari daerah asal.
Pada tahap akhir mereka akan kehilangan nukleus dan organel lainnya dan akan memasuki peredaran, bermigrasi melalui pori-pori sitoplasma sel endotel.
Beberapa penulis membagi seluruh proses eritropoiesis menjadi dua fase, yang pertama proliferasi dan diferensiasi sel; sementara yang lain membagi proses berdasarkan karakteristik spesifik sel pada setiap tahap, bila diamati dengan pewarnaan Wright. Berdasarkan yang terakhir, tahapan eritropoiesis adalah:
1-Burst unit pembentuk koloni
Mereka adalah sel pertama yang sensitif terhadap eritropoietin, beberapa penulis menyebutnya nenek moyang myeloid, atau juga BFU-E, untuk akronimnya dalam bahasa Inggris. Mereka dicirikan dengan mengekspresikan antigen permukaan seperti CD34, serta dengan adanya reseptor eritropoietin dalam jumlah rendah.
2-sel pembentuk koloni eritroid
Disingkat dalam bahasa Inggris sebagai CFU-E, mereka mampu menghasilkan koloni kecil eritroblas. Karakteristik lain dari sel-sel ini adalah bahwa jumlah reseptor eritropoietin jauh lebih tinggi daripada unit pembentuk koloni yang meledak.
3-proeritroblas
Dianggap sebagai tahap pematangan pertama eritrosit. Mereka dicirikan oleh ukurannya yang besar (14 hingga 19 m menurut beberapa penulis, hingga 25 m menurut yang lain). Inti bulat dan juga menyajikan nukleolus dan kromatin berlimpah.
Dianggap sebagai tahap pematangan pertama eritrosit. Mereka dicirikan oleh ukurannya yang besar (14 hingga 19 m menurut beberapa penulis, hingga 25 m menurut yang lain). Nukleusnya besar, membulat, dengan kromatin tersusun dalam bentuk filamen dan 2 atau 3 nukleolus.
Pada tahap ini, pengambilan besi plasma dimulai. Mereka memiliki waktu paruh 20 jam, untuk memberikan jalan melalui mitosis ke tahap berikutnya.
4-eritroblas basofilik
Juga disebut normoblas, mereka lebih kecil dari prekursornya. Sel-sel ini berwarna biru dengan pewarnaan vital, yaitu basofilik. Nukleus memadat, nukleolus telah menghilang dan mereka memiliki banyak ribosom . Pada tahap ini sintesis hemoglobin dimulai.
Pada awalnya mereka dikenal sebagai eritroblas basofilik Tipe I dan setelah pembelahan mitosis mereka berubah menjadi Tipe II, yang tetap menjadi basofil dan menghasilkan sintesis hemoglobin yang lebih besar. Perkiraan durasi kedua sel, bersama-sama, mirip dengan proeritroblas.
Hemoglobin. Diambil dan diedit dari: Zephyris di Wikipedia bahasa Inggris [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)].
eritroblas 5-polikromatofilik
Mereka dibentuk oleh pembelahan mitosis eritroblas basofilik tipe II dan merupakan sel terakhir yang mampu membelah secara mitosis. Ukurannya berkisar antara 8 hingga 12 m, dan memiliki inti yang membulat dan padat.
Sitoplasma sel-sel ini diwarnai abu-abu timah dengan pewarnaan Wright. Ini memiliki konsentrasi hemoglobin yang tinggi dan jumlah ribosom tetap tinggi.
6-eritroblas ortokromatik
Warna sel-sel ini merah muda atau merah karena jumlah hemoglobin yang mereka miliki. Ukurannya sedikit lebih kecil dari prekursornya (7 hingga 10 m) dan memiliki nukleus kecil, yang akan dikeluarkan melalui eksositosis saat sel matang.
7-Retikulosit
Mereka dibentuk oleh diferensiasi eritroblas ortokromatik, kehilangan organel dan mengisi sitoplasma mereka dengan hemoglobin. Mereka tetap berada di sumsum tulang merah selama dua sampai tiga hari sampai mereka bermigrasi ke darah di mana mereka akan menyelesaikan pematangan mereka.
8-Eritrosit
Mereka adalah unsur matang yang terbentuk, produk akhir eritropoiesis dan yang dibentuk oleh pematangan retikulosit. Mereka memiliki bentuk bikonkaf karena tidak adanya nukleus dan interaksi antara sitoskeleton eritrosit dan dua protein yang disebut spektrin dan aktin.
Mereka adalah sel darah yang paling melimpah, mereka terbentuk dari retikulosit. Pada mamalia, mereka memiliki bentuk bikonkaf karena tidak adanya nukleus dan interaksi antara sitoskeleton eritrosit dan dua protein yang disebut spektrin dan aktin. Pada vertebrata lain mereka bulat dan mempertahankan nukleus.
Proses eritropoiesis. Diambil dan diedit dari A.mikalauskas di Wikipedia bahasa Lituania [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)]
Regulasi eritropoiesis
Meskipun eritropoietin merangsang pembentukan sel darah merah untuk meningkatkan kapasitas pembawa oksigen darah, ada beberapa mekanisme mendasar untuk mengatur pembentukan ini, termasuk:
Tekanan oksigen
Konsentrasi oksigen dalam darah mengatur eritropoiesis. Ketika konsentrasi ini sangat rendah dalam aliran darah ke ginjal, produksi sel darah merah dirangsang.
Konsentrasi O2 jaringan yang rendah ini dapat terjadi karena hipoksemia, anemia, iskemia ginjal atau bila afinitas hemoglobin terhadap gas ini lebih tinggi dari normal.
Miescher, pada tahun 1893, adalah orang pertama yang menyarankan hubungan antara hipoksia jaringan dan eritropoiesis. Namun, hipoksia ini tidak secara langsung merangsang sumsum tulang untuk memproduksi sel darah merah, seperti yang dikemukakan Miescher. Sebaliknya, itu menginduksi ginjal untuk menghasilkan hormon eritropoietin.
Produksi eritropoietin karena hipoksia jaringan diatur secara genetik, dan reseptor yang mendeteksi hipoksia tersebut ditemukan di dalam ginjal. Produksi eritropoietin juga meningkat karena penurunan tekanan parsial oksigen jaringan setelah perdarahan.
Sel-sel yang membuat eritropoietin ditemukan di ginjal dan hati. Peningkatan produksi hormon ini selama anemia disebabkan oleh peningkatan jumlah sel yang memproduksinya.
Testosteron
Testosteron secara tidak langsung mengatur eritropoiesis dengan mengatur kadar zat besi dalam darah. Hormon ini bekerja langsung pada aksi protein sitoplasma yang disebut BMP-Smad (bone morphogenetic protein-Smad) di hepatosit.
Karena aksi testosteron, transkripsi hepcidin ditekan. Hepsidin ini mencegah masuknya zat besi dari sel ke plasma dari makrofag yang mendaur ulang zat besi, yang menyebabkan penurunan drastis zat besi darah.
Ketika hipoferemia terjadi, akan terjadi penghambatan eritropoietin, karena tidak akan ada zat besi untuk produksi eritrosit.
Suhu
Suhu telah terbukti memiliki efek pada erythripoiesis. Paparan suhu yang sangat rendah menyebabkan kebutuhan untuk menghasilkan panas di kain.
Hal ini membutuhkan peningkatan jumlah eritrosit untuk memasok oksigen ke jaringan perifer. Namun, tidak sepenuhnya jelas bagaimana jenis regulasi ini terjadi.
Regulasi parakrin
Rupanya, ada produksi eritropoietin oleh neuron sistem saraf pusat , untuk melindungi diri dari kerusakan iskemik dan apoptosis. Namun, para ilmuwan belum dapat memverifikasinya.
Agen perangsang eritropoiesis
Erythropoiesis-stimulating agents (ESA) adalah agen yang bertanggung jawab untuk merangsang produksi eritrosit. Erythropoietin adalah hormon alami yang bertanggung jawab atas proses ini, tetapi ada juga beberapa produk sintetis dengan sifat serupa.
Eritropoietin adalah hormon yang disintesis terutama di ginjal. Selama tahap awal perkembangan, hati juga terlibat dalam produksi aktif eritropoietin. Namun, seiring perkembangan berlangsung, tubuh yang terakhir kurang berperan dalam proses tersebut.
Eritrosit mulai menyebarkan reseptor eritropoietin pada permukaan membran. Eritropoietin mengaktifkan serangkaian kaskade transduksi sinyal antar sel yang awalnya menghasilkan sintesis hemoglobin dan menyebabkan retikulosit bekerja lebih cepat dan dilepaskan ke dalam peredaran.
ESA buatan
ESA buatan diklasifikasikan ke dalam generasi (pertama hingga ketiga), tergantung pada tanggal dibuat dan dipasarkan. Mereka secara struktural dan fungsional mirip dengan eritropoietin.
ESA generasi pertama dikenal sebagai epoetin alfa, beta dan delta. Dua yang pertama diproduksi oleh rekombinasi dari sel hewan dan memiliki waktu paruh sekitar 8 jam di dalam tubuh. Epoetin delta, sementara itu, disintesis dari sel manusia.
Darbepoetin alfa adalah ESA generasi kedua, diproduksi dari sel hamster Cina menggunakan teknologi yang disebut DNA rekombinan. Ini memiliki waktu paruh lebih dari tiga kali lipat dari ESA generasi pertama. Seperti halnya epoetin, beberapa atlet berkinerja tinggi telah menggunakan darbepoetin sebagai sarana doping.
Continuous Erythropoetin Receptor Activator, atau CERA untuk akronimnya dalam bahasa Inggris, adalah nama generik untuk ESA generasi ketiga. Mereka tidak mencoba untuk mensimulasikan struktur dan fungsi eritropoietin, melainkan bertindak dengan merangsang reseptornya, sehingga meningkatkan efeknya.
Waktu paruhnya adalah beberapa minggu, bukan jam, seperti obat-obatan sebelumnya. Digunakan secara komersial sejak 2008, namun, penggunaan terlarangnya dalam kegiatan olahraga tampaknya sudah ada sejak dua atau tiga tahun sebelum komersialisasi legal.
Eritropoiesis yang tidak efektif
Eritropoiesis yang tidak efektif atau tidak efektif terjadi ketika sel darah merah yang terbentuk rusak dan biasanya dihancurkan sebelum atau segera setelah meninggalkan sumsum tulang.
Eritropoiesis yang tidak efektif mungkin disebabkan oleh defek pada sintesis asam nukleat, gugus heme, atau globin. Cacat ini menyebabkan berbagai jenis anemia.
Cacat dalam sintesis asam nukleat
Dalam hal ini terjadi defisiensi asam folat dan cobalamin, sintesis DNA terhambat di inti sel promotor eritrosit, sehingga tidak dapat membelah secara mitosis. Sitoplasma, pada bagiannya, memang meningkatkan volumenya (makrositosis), menghasilkan sel besar yang disebut megaloblast.
Dalam kasus ini, serangkaian anemia yang disebut anemia megaloblastik berasal, yang paling umum adalah anemia pernisiosa. Pada penyakit ini tidak terjadi penyerapan vitamin B12 di usus halus.
Penyebab lain dari anemia megaloblastik termasuk penyakit pencernaan, malabsorpsi, kekurangan asam folat, dan karena obat-obatan tertentu.
Gejala anemia jenis ini termasuk pucat abnormal, lekas marah, kehilangan nafsu makan, diare, kesulitan berjalan, atau kelemahan otot. Tergantung pada penyebabnya, dapat diobati dengan suplemen vitamin atau asam folat.
Cacat dalam sintesis kelompok heme
Eritropoiesis yang tidak efektif akibat defisiensi sintesis besi dapat menyebabkan dua jenis anemia; anemia mikrositik karena defisiensi besi dan anemia sideroblastik.
Anemia mikrositik dikenal sebagai kelompok anemia yang ditandai dengan sel darah merah kecil dan pucat, dapat memiliki asal yang berbeda, termasuk talasemia dan eritropoiesis yang tidak efektif.
Kadar zat besi dan hemosiderin sangat tinggi pada anemia sideroblastik. Haemosiderin adalah pigmen kuning yang berasal dari hemoglobin dan muncul ketika kadar logam lebih tinggi dari normal. Jenis anemia ini menyebabkan kematian basofil di sumsum tulang merah dan tidak ada sintesis hemoglobin.
Anemia defisiensi besi. Diambil dan diedit dari: Erhabor Osaro (Associate Professor) [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)].
Disebut anemia sideroblastik karena eritrosit berkembang secara tidak normal akibat penimbunan besi dalam bentuk butiran, yang dinamakan sideroblas. Anemia sideroblastik bisa bersifat kongenital atau bisa juga sekunder dan memiliki penyebab yang berbeda.
Cacat dalam sintesis globin
Dalam hal ini, anemia sel sabit dan talasemia beta terjadi. Anemia sel sabit juga dikenal sebagai anemia sel sabit. Ini diproduksi oleh mutasi genetik yang mengarah pada substitusi valin untuk asam glutamat selama sintesis beta globin.
Karena substitusi ini, afinitas hemoglobin untuk oksigen menurun dan eritrosit atrofi, memperoleh bentuk sabit bukannya bentuk cakram bikonkaf normal. Pasien dengan anemia sel sabit rentan terhadap mikroinfark dan hemolisis.
Thalassemia adalah penyakit yang disebabkan oleh pengkodean genetik yang tidak memadai dari – dan -globins yang menyebabkan kematian dini eritrosit. Ada sekitar seratus mutasi berbeda yang dapat menyebabkan thalassemia dengan berbagai tingkat keparahan.
Referensi
- Eritropoiesis. Di Wikipedia. Dipulihkan dari en.wikipedia.org.
- JP Labbrozzi (2015). Produksi eritrosit dari sel darah tali pusat CD34 + . Tesis Doktor. Universitas Otonom Barcelona. Spanyol.
- H. Parrales (2018). Fisiologi eritropoiesis. Dipulihkan dari serebromedico.com.
- Anemia. Di Wikipedia. Dipulihkan dari en.wikipedia.org.
- Agen perangsang eritropoiesis. Di Wikipedia. Dipulihkan dari en.wikipedia.org.
- eritropoiesis yang tidak efektif. Di Wikipedia. Dipulihkan dari en.wikipedia.org.
