Hematopoiesis

Darah merupakan komponen esensial mahluk hidup, mulai dari binatang primitif sampai manusia. Dalam keadaan fisiologik, darah selalu berada dalam pembuluh darah sehingga dapat menjalankan fungsinya sebagai pembawa oksigen, mekanisme pertahanan tubuh terhadap infeksi, dan mekanisme hemostasis.

Pembentukan sel darah (Hemopoesis/Hematopoiesis)  

Hemopoesis atau hematopoiesis ialah proses pembentukan darah. Tempat hemopoesis pada manusia berpindah-pindah sesuai dengan umur :

Janin :

umur 0-2 bulan (kantung kuning telur)

umur 2-7 bulan (hati, limpa)

umur 5-9 bulan (sumsum tulang)

Bayi : Sumsum tulang

Dewasa. : vertebra, tulang iga, sternum, tulang tengkorak, sacrum dan pelvis, ujung proksimal femur.

Pada orang dewasa dalam keadaan fisiologik semua hemopoesis terjadi pada sumsum tulang. Untuk kelangsungan hemopoesis diperlukan :

1.                  Sel induk hemopoetik (hematopoietic stem cell)

Sel induk hemopoetik ialah sel-sel yang akan berkembang menjadi sel-sel darah, termasuk eritrosit, lekosit, trombosit, dan juga beberapa sel dalam sumsum tulang seperti fibroblast. Sel induk yang paling primitif sebagai pluripotent (totipotent) stem cell.

Sel induk pluripotent mempunyai sifat :

a. Self renewal : kemampuan memperbarui diri sendiri sehingga tidak akan pernah habis meskipun terus membelah;

b. Proliferative : kemampuan membelah atau memperbanyak diri;

c. Diferensiatif : kemampuan untuk mematangkan diri menjadi sel-sel dengan fungsi-fungsi tertentu.

Menurut sifat kemampuan diferensiasinya maka sel induk hemopoetik dapat dibagi menjadi :

a. Pluripotent (totipotent)stem cell : sel induk yang mempunyai yang mempunyai kemampuan untuk menurunkan seluruh jenis sel-sel darah.

b. Committeed stem cell : sel induk yang mempunyai komitmet untuk berdiferensiasi melalui salah satu garis turunan sel (cell line). Sel induk yang termasuk golongan ini ialah sel induk myeloid dan sel induk limfoid.

c. Oligopotent stem cell : sel induk yang dapat berdiferensiasi menjadi hanya beberapa jenis sel. Misalnya CFU-GM (colony forming unit-granulocytelmonocyte) yang dapat berkembang hanya menjadi sel-sel granulosit dan sel-sel monosit.

d. Unipotent stem cell : sel induk yang hanya mampu berkembang menjadi satu jenis sel saja. Contoh CFU-E (colony forming unit-erythrocyte) hanya dapat menjadi eritrosit, CFU-G (colony forming unit-granulocyte) hanya mampu berkembang menjadi granulosit.

2. Lingkungan mikro (microenvirontment) sumsum tulang

Lingkungan mikro sumsum tulang adalah substansi yang memungkinkan sel induk tumbuh secara kondusif. Komponen lingkungan mikro ini meliputi :

a) Mikrosirkulasi dalam sumsum tulang

b) Sel-sel stroma :

i. Sel endotel

ii. Sel lemak

iii. Fibroblast

iv. Makrofag

v. Sel reticulum

c) Matriks ekstraseluler : fibronektin, haemonektin, laminin, kolagen, dan proteoglikan.

Lingkungn mikro sangat penting dalam hemopoesis karena berfungsi untuk :

a. Menyediakan nutrisi dan bahan hemopoesis yang dibawa oleh peredaran darah mikro dalam sumsum tulang.

b. Komunikasi antar sel (cell to cell communication), terutama ditentukan oleh adanya adhesion molecule.

c. Menghasilkan zat yang mengatur hemopoesis : hematopoietic growth factor, cytokine, dan lain-lain.

3. Bahan-bahan pembentuk darah

Bahan-bahan yang diperlukan untuk pembentukan darah adalah :

·         Asam folat dan vitamin B12 : merupakan bahan pokok pembentuk inti sel.

·         Besi : sangat diperlukan dalam pembentukan hemoglobin.

·         Cobalt, magnesium, Cu, Zn.

·         Asam amino.  

Vitamin lain : vitamin C. vitamin B kompleks dan lain-lain

4. Mekanisme regulasi

Mekanisme regulasi sangat penting untuk mengatur arah dan kuantitas pertumbuhan sel dan pelepasan sel darah yang matang dari sumsum tulang ke darah tepi sehingga sumsum tulang dapat merespon kebutuhan tubuh dengan tepat. Produksi komponen darah yang berlebihan ataupun kekurangan (defisiensi) sama-sama menimbulkan penyakit. Zat-zat yang berpengaruh dalam mekanisme regulasi ini adalah :

a.  Faktor pertumbuhan hemopoesis (hematopoietic growth factor) :

i. Granulocyte-macrophage colony stimulating factor (GM-CSF)

ii. Granulocyte colony stimulating factor (G-CSF)

iii. Macrophage-colony stimulating factor (M-CSF)

iv. Thrombopoietin

v. Burst promoting activity (BPA)

vi. Stem cell factor (kit ligand)

b. Sitokon (Cytokine) seperti misalnya IL-3 (interleukin-3), IL-4, IL-5, IL-7, IL-8, IL-9, IL-9, IL-10.

Growth factor dan sitokin sebagian besar dibentuk oleh sel-sel darah sendiri, seperti limfosit, monosit, atau makrofag, serta sebagian oleh sel-sel penunjang, seperti fibroblast dan endotil. Sitokin ada yang merangsang pertumbuhan sel induk (stimulatory cytokine), sebagian lagi menekan pertumbuhan sel induk (inhibitory cytokine). Keseimbangan kedua jenis sitokin ini sangat menentukan proses hemopoesis normal.

c. Hormon hemopoetik spesifik yaitu Erythrpoietin : merupakan hormon yang dibentuk diginjal khusus merangsang precursor eritroid.

d. Hormon nonspesifik

Beberapa jenis hormone diperlukan dalam jumlah kecil untuk hemopoesis, seperti :

i. Androgen : berfungsi menstimulasi eritropoesis.

ii. Estrogen : menimbulkan inhibisi eritropoesis.

iii. Glukokortikoid.

iv. Growth hormon

v. Hormone tiroid