Sel darah merah adalah sel melingkar, cekung ganda dan sel anukleasi yang bekerja dalam pengangkutan oksigen. Darah terdiri dari beberapa jenis sel yang direndam dalam cairan yang sebagian besar terdiri dari air dan beberapa protein (albumin, globulin, fibrinogen, dan protrombin). Di antara jenis sel, kita bisa menyebut leukosit, eritrosit, dan trombosit, yang sebenarnya merupakan fragmen sel yang disebut megakariosit.
Pengertian
Eritropoiesis adalah proses pembentukan sel darah merah atau eritrosit. Sel darah ini, pada manusia, memiliki masa hidup rata-rata 4 bulan dan tidak dapat menggandakan dirinya sendiri. Karena itu, eritrosit baru harus dibuat untuk menggantikan eritrosit yang mati atau hilang dalam 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.
Sel darah merah, juga disebut eritrosit dan sel darah merah, adalah sel melingkar yang bertanggung jawab untuk mengangkut oksigen ke seluruh tubuh kita. Sel-sel ini memiliki karakteristik dianukleasi saat matang. Setelah kehilangan intinya, mereka memperoleh bentuk cekung ganda, dengan hanya lapisan tipis di bagian tengah. Diameternya kira-kira tujuh mikrometer, tetapi ukurannya bisa bertambah besar pada pH darah rendah.
Pada wanita, konsentrasi sel darah merah adalah sekitar 4.700.000 per milimeter kubik, sedangkan pada pria adalah 5.400.000. Nilai-nilai ini dapat bervariasi dan sering kali berkaitan dengan latihan fisik dan keadaan emosional.
Proses produksi sel darah merah, yang disebut eritropoiesis, terjadi di sumsum tulang merah dan diatur oleh eritropoietin, hormon yang diproduksi di ginjal pada individu dewasa. Hipoksia (konsentrasi oksigen rendah) merupakan stimulator utama produksi hormon ini. Di dataran tinggi, misalnya, eritropoietin diproduksi dalam jumlah besar, sehingga memicu peningkatan produksi sel darah merah.
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 dari hari-hari mereka, mereka terpecah; kemudian sel-sel yang disebut makrofag melingkupinya. Makrofag ini ada di hati, sumsum tulang merah, dan limpa.
Ketika sel darah merah dihancurkan, 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 lain-lain.
Tahapan dan karakteristiknya
Pada organisme dewasa, eritropoiesis terjadi di situs 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 tahapan diferensiasi sel.
Saat sel mengalami pembelahan mitosis, ukuran dan inti selnya berkurang, begitu juga dengan kondensasi kromatin dan hemoglobinisasi. Selain itu, mereka menjauh dari daerah asal.
Pada tahap akhir mereka akan kehilangan nukleus dan organel lainnya dan akan masuk ke sirkulasi, bermigrasi melalui pori-pori sitoplasma sel endotel.
Beberapa penulis membagi seluruh proses eritropoiesis menjadi dua fase, yang pertama dari proliferasi dan diferensiasi sel; sementara yang lain membagi proses berdasarkan karakteristik spesifik sel pada setiap tahap, jika diamati dengan pewarnaan Wright. Berdasarkan yang terakhir, tahapan eritropoiesis adalah:
1. Unit koloni pembentuk ledakan
Mereka adalah sel pertama yang peka 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 kecil.
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 jumlah reseptor eritropoietin jauh lebih tinggi daripada di unit pembentuk koloni yang meledak.
3-Proeritroblas
Dianggap sebagai tahap pematangan pertama eritrosit. Mereka dicirikan oleh ukurannya yang besar (14 sampai 19 µm menurut beberapa penulis, hingga 25 µm menurut yang lain). Inti berbentuk bulat dan juga menghadirkan nukleolus dan kromatin yang melimpah.
Dianggap sebagai tahap pematangan pertama eritrosit. Mereka dicirikan oleh ukurannya yang besar (14 sampai 19 µm menurut beberapa penulis, hingga 25 µm menurut yang lain). Nukleusnya besar, bulat, dengan kromatin yang 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 penting, yaitu basofilik. Nukleus terkondensasi, nukleolus telah menghilang dan memiliki sejumlah besar 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 menghadirkan sintesis hemoglobin yang lebih besar. Perkiraan durasi kedua sel, bersama-sama, mirip dengan proeritroblas.
5. Eritroblas-polikromatofilik
Mereka dibentuk oleh pembelahan mitosis dari eritroblas basofilik tipe II dan merupakan sel terakhir dengan kapasitas untuk membelah melalui mitosis. Ukurannya berkisar dari 8 sampai 12 µm, dan mereka memiliki inti yang bulat dan padat.
Sitoplasma sel-sel ini diwarnai timbal abu-abu dengan noda Wright. Ia 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 dimilikinya. Ukurannya sedikit lebih kecil dari prekursornya (7 sampai 10 µm) dan memiliki inti 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 hingga tiga hari sampai mereka bermigrasi ke darah di mana mereka akan menyelesaikan pematangannya.
8-eritrosit
Mereka adalah elemen yang terbentuk matang, produk akhir eritropoiesis dan yang dibentuk oleh pematangan retikulosit. Mereka memiliki bentuk cekung ganda karena tidak adanya inti 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 cekung ganda karena tidak adanya nukleus dan interaksi antara sitoskeleton eritrosit dan dua protein yang disebut spektrin dan aktin. Pada vertebrata lain mereka membulat dan mempertahankan inti.
Regulasi eritropoiesis
Meskipun eritropoietin menstimulasi pembentukan sel darah merah untuk meningkatkan kapasitas pembawa oksigen dalam darah, ada beberapa mekanisme mendasar untuk mengatur pembentukan ini, di antaranya:
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 ketika afinitas hemoglobin untuk gas ini lebih tinggi dari biasanya.
Miescher, pada tahun 1893, adalah orang pertama yang menunjukkan hubungan antara hipoksia jaringan dan eritropoiesis. Namun, hipoksia ini tidak secara langsung merangsang sumsum tulang untuk memproduksi sel darah merah, seperti yang disarankan Miescher. Sebaliknya, itu menginduksi ginjal untuk menghasilkan hormon eritropoietin.
Produksi eritropoietin akibat 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 menghasilkan 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 (protein morfogenetik tulang-Smad untuk akronimnya dalam bahasa Inggris) di dalam hepatosit.
Karena aksi testosteron, transkripsi hepcidin ditekan. Hepcidin ini mencegah lewatnya zat besi dari sel ke dalam plasma dari makrofag yang mendaur ulang zat besi, yang menyebabkan penurunan drastis zat besi dalam darah.
Ketika hipoferremia terjadi maka eritropoietin akan terhambat, karena tidak akan ada zat besi untuk produksi eritrosit.
Suhu
Suhu telah terbukti berpengaruh pada eritripoiesis. Paparan suhu yang sangat rendah menyebabkan kebutuhan untuk menghasilkan panas pada kain.
Hal ini membutuhkan peningkatan jumlah eritrosit untuk mensuplai oksigen ke jaringan perifer. Namun, tidak sepenuhnya jelas bagaimana jenis regulasi ini terjadi.
Regulasi parakrin
Ternyata, eritropoietin diproduksi oleh neuron sistem saraf pusat, untuk melindungi diri dari kerusakan iskemik dan apoptosis. Namun, para ilmuwan belum bisa memverifikasinya.