Pembentukan sel darah
advertisement
HEMATOPOEISIS Dr. Bastiana Bermawi, SpPK 1 Hematopoiesis Hematopoiesis (hemopoiesis) Pembentukan sel darah (Production of Blood cell) Where?? 2 Tempat Hematopoeisis Neonatus (semua sumsum merah tulang) : tulang pipih . tulang tengkorak, clavicula , sternum, tulang rusuk, vertebra dan tulang pelvis Dewasa vertebra, tulang rusuk, sternum, tulang kepala, tulang pelvis, proksimal dan distal femur 50% sutul terisi lemak dan dapat diubah jadi tempat hematopoisis pada keadaan tertentu dapat terjadi hematopoisis ekstramedular ( hati , limpa ). 3 Artery White blood cells Platelets Red blood cells 4 ERITROSIT 5 eosinophil neutrophil monocyte RBC neutrophil monocyte lymphocyte basophil lymphocyte 6 PLATELET/ TROMBOSIT 7 DEFINISI Hematopoeisis: Proses pembentukan darah yang teregulasi dan berkesinambungan, meliputi cell renewal, proliferasi, diferensiasi dan maturasi Cell renewal: kemampuan sel memperbarui diri sendiri shg tidak akan habis meski terus membelah Proliferasi: kemampuan membelah /memperbanyak diri Difrensiasi: kemampuan berkembang menjadi sel dgn fungsi tertentu Maturasi: kemampuan mematangkan diri 8 Pada orang dewasa, hematopoisis fisiologis hanya terjadi di sumsum tulang (sutul) Hematopoeisis patologis terjadi di luar sutul, disebut hematopoeisis ekstramedularis Selama perkembangan janin, proses ini terjadi di beberapa tempat, terdiri dari 3 fase, yaitu: - fase mesoblastik (yolk sac); - fase hepatik; - fase medularis (mieloid) 9 10 Hematopoisis: 1. Yolk sac: 0-3 bulan intra uterine 2. Hati dan Lien: ~3- 6 bulan intra uterine 3. sumsum tulang: ~ 4 bln intrauterine - dws 11 PROSES HEMATOPOEISIS Proses hematopoeisis memerlukan: 1. Sel induk hematopoisis (hematopoeiticstem cell) 2. Lingkungan mikro (microenvironment) 3. Bahan pembentuk darah 4. Mekanisme regulasi 12 1. Sel induk hematopoesis (Hematopoetic stemsel) Sel induk hematopoetik (SIH): Sel yg akan berkembang mjd sel darah, yaitu: eritrosit, lekosit, trombosit dan sel lain dlm sutul, spt fibroblas SIH paling primitif: Pluripoten/totipoten stem-cell, mempunyai sifat: * self renewal * proliferatif * differensiatif * maturatif 13 Pluripotential stem cells rangsangan Kemampuan: memperbaharui diri proliferasi diferensiasi maturasi 14 Lanjutan….Sel induk hematopoesis (SIH) berdasarkan sifat diffrensiatif, SIH terbagi atas: - pluripotent/totipoten stemcell: mampu berdiffrensiasi jd seluruh jenis sel - Commited stemcell: komitmen berdifrensiasi menjadi satu cell line (cth : SIH mieloid, SIH Limfoid) - Oligopotent stemcell: hanya mampu berdifrensiasi jd beberapa jenis sel, cth: CFU-GM (Colonyforming unit- Granulocyte/monocyte hy menjadi sel granulosit dan sel monosit. - Unipotent stemcell:hanya mampu berdifrensiasi jd satu jenis sel saja, cth: CFU-E eritrosit 15 Pluripotent stemcells tingkat proliferasinya rendah Unipotent stemcells tingkat proliferasinya tinggi Jumlah Pluripotent hematopoietic stem cells di sumsum tulang dan di peredaran darah sedikit. 16 17 2. Lingkungan mikro Sutul: - Fungsi: - - menyediakan nutrisi & bhn hemopoisis - komunikasi antar sel: Adhesi molekul - Menghasilkan zat yg mengatur hematopoeisis: sitokin, hemopoetik growth factor. - Meliputi: a. mikrosirkulasi dlm sutul b.sel stroma: sel endothel, makrofag, sel lemak, fibroblast, sel retikulum. c.matriks ekstraseluler: haemonektin, kolagen, fibronektin,glikosaminoglikan. 18 3. Bahan Pembentuk darah Bahan Pembentuk darah: * as folat, vit B12 * Fe * Co, Mg, Cu, Zn * As amino * vitamin: vitamin B komplek, Vitamin C 20 4. Mekanisme regulasi Mekanisme Regulasi: - Untuk mengatur arah & kuantitas pertumbuhan & pelepasan sel darah matur dari sutul darah tepi. - sistim ‘feed back mechanism’ 21 Zat yg berpengaruh dlm mekanisme Regulasi 1. Faktor pertumbuhan Hemopoisis: - GM-CSF - G-CSF - M-CSF, dll. 2. Sitokin: - IL-3, IL-4, IL-6, IL-11 dll. - Ada yg merangsang & menekan pertumbuhan sel induk. 3. Hormon hemopoitik spesifik: Erytropoetin 4. Hormon non spesifik (dlm jumlah kecil) - androgen - estrogen - Hormon tiroid. - glukokortikoid - growth hormon 22 Hematopoitic growth factors and some of their characteristics Factor Cell stimulated Production sources M-CSF Monocytes Endothelial cells, monocytes, fibroblasts GM-CSF All granulocytes, megakaryocytes,erythrocyte s, stem cell, leukemic blast Tcells, endothelial cells, fibroblast 23 Factor Cell stimulated Production sources G-CSF Granulocytes, megakaryocytes, erythrocytes, stem cell, leukemic blast IL-3 Granulocytes, erythroid T cells cells, multipotential progenitors, leukemic blasts 1L-4 B,T cells Endotelial cells, placenta, monocytes T cells 24 Factor Cell stimulated Production sources IL-5 B cells, CFU-EO IL-6 B,T cells, CFU-GM Fibroblasts, leucocytes, GFU-GEMM, BFU-E, endo- thelial cells Macrophages, neural cells, hepatocytes IL-7 B cells leucocytes IL-8 T cells, neutrophils leucocytes T cells 25 Factor Cell stimulated Production sources IL-9 BFU-E, CFU-GEMM Lymphocytes IL-11 B,T cells, CFU-GEMM, macrophages macrophages Erythropoitin CFU-E, BFU-E Kidney , liver 26 Sel progenitor mempunyai reseptor untuk faktor humoral tertentu yang sesuai Invitro BFU-E-, CFU-E + Eritropoitin Eritropoisis CFU-MEG. + MEG-CSF Megakariosit CFU-GM + GM-CSF Netrofil, monosit CFU-EO + EO.CSF Eosinofil. 27 28 29 30 31 32 Gangguan hematopoeisis 1. Gangguan pada sel induk hematopoeisis (SIH): keganasan, disfungsi/ defisiensi SIH (an.aplastik) 2. Gangguan Organ tempat hematopoisis: semua kerusakan sutul (fibrosis, infeksi metastase) 3. Gangguan pada bahan yang diperlukan: (faktor nutrisi, gangguan Hormon, bahan bahan beracun). 33 Eritropoesis 34 Eritropoeisis Eritropoeisis: Pembentukan/produksi eritrosit (red blood cell production) Hematopoetic stem-cell berdifrensiasi menjadi proerythroblast Proerythroblasts early erythroblasts Fase Perkembangan selanjutnya: 1. Ribosome synthesis 2. Hemoglobin accumulation 3. Ejection of the nucleus and formation of reticulocytes Retikulosit eritrosit matur 35 Stem cell Hemocytoblast Committed cell Developmental pathway Proerythroblast Early Late erythroblast erythroblast Phase 1 Ribosome synthesis Phase 2 Hemoglobin accumulation Phase 3 Ejection of nucleus Normoblast Reticulo- Erythrocyte cyte 36 Figure 17.5 Eritropoisis Membutuhkan: Nutrisi : Mineral ( Fe, mangan, cobalt ) Vitamin ( B12, C, B6, B1,asam folat, dll) Asam amino Faktor perangsang : Eritropoitin, tiroksin, androgen Keutuhan jaringan sumsum tulang (microenvironment ) 37 Tiroksin: meningkatkan kebutuhan jaringan terhadap oksigen Androgen : merangsang eritropoitin meningkatkan sensitivitas stem cell terhadap eritropoitin. mempengaruhi langsung eritropoisis 38 39 Proerythroblast No hemoglobin Nucleus 12 um Contain nucleoli 40 Basophil erythroblast Early normoblast Nucleoli disappear Show mitosis Cytoplasm deep blue Increase in RNA Hemoglobin starts appearing – Little Hb 41 Polychromatophil erythroblast Late normoblast Nucleus smaller Coarse Chromatin Hemoglobin increase Eosinophil Stain RNA – Basophil stain 42 Orthochromatic Erythroblast Normoblast Nucleus smaller Pyknosis Nuclear lysis and Nuclear extrusion 43 Reticulocyte Reticulum Remnant of ER Synthesize Hb Few Mitochondria Young RBCs (34% Hb) 1 % of Red Cells 44 GRANULOPOESIS 45 Contoh GRANULOPOESIS GRANULOPOEISIS (Line: neutrofil) Mieloblas Promielosit segmen netrofil mielosit N metamielosit N stab N46 Fungsi utama netrofil: Pertahanan tubuh migrasi ke tempat infeksi. Pengenalan & pengolahan antigen asing Fagositosis 47 Distribusi netrofil setelah masuk sirkulasi darah Sutul Sirkulasi darah Jaringan MGP CGP T1/2 = 6,3 -7,6 jam MGP CGP = Circulating granulocyte pool MGP = Marginated granulocyte pool TGP = Total blood granulocyte pool = CGP + MGP 48 Perubahan pola distribusi Netrofil : Olah-raga Epinefrin Hipoksia Stres → me↑ CGP sampai 50% , me↓ MGP, tapi TGP tetap → pseudonetrofilia Endotoksin Kortikosteroid mobilisasi MGP ke CGP, mobilisasi dari sutul ke CGP → TGP ↑ 49 Faktor yg mempengaruhi mobilisasi netrofil dari sutul ke sirkulasi: Bakteri / organisme Endotoksin → merusak dinding sinusoid . Besarnya pori-pori dinding sinusoid . Tingkat maturasi sel . Netrofil batang / segmen dapat lewat pori2 dgn Ø 1 μm ; promielosit dapat lewat pori2 dgn Ø 8 μm . 50 51 Nama monosit di jaringan Di hati -------- sel Kupfer Di limpa -------- sel retikulum Di tulang -------- osteoclast Di jaringan ikat -------- histiosit Di sutul -------- makrofag Di otak -------- neurogIia 52 LIMFOPOESIS 53 54 Limfopoisis Di organ primer (sutul, timus) tak perlu rangsangan Di organ sekunder (kelenjar getah bening, limpa, perlu rangsangan antigen). Limfosit T Di sirkulasi darah Umur lebih Resirkulasi + Rangsangan antigen atipis Fungsi imunitas seluler Limfosit B 15-20% + blast transform (sel plasma) humoral 55 Rangkuman Hematopoisis: Pembentukan, perkembangan, dan proses pegkhususan/spesialisasi sel darah cara fungsional. Fase hematopoesis: mesoblastik, hepatik dan medularis Organ tempat hematopoesis: Hati, Limpa, lymphnodus, Timus dan Sumsum tulang Sumsum tulang: tempat utama hematopoeisis mulai dari lahir sampai seumur hidup 56 Rangkuman Pada keadaan tertentu, produksi sel darah bisa terjadi luar sumsum tulang (sutul), disebut hematopoeisis ekstramedular Lingkungan mikro pada sutul penting untuk proliferasi dan difrensiasi stemsel Sel matur, karakteristik umum: penurunan ukuran sel dan inti sel, hilangnya nukleoli, kondensasi kromatin inti, pengurangan basofilia di sitoplasma. 57 58 DARAH merupakan komponen esensial makhluk hidup, yang berfungsi, a.l: 1. sebagai pembawa oksigen, 2. mekanisme pertahanan tubuh thd infeksi 3. mekanisme hemostasis terdiri dari 2 komponen utama, yakni: 1. Plasma: bgn cair darah: air, elektrolit, protein 2. Sel darah (blood corpuscles): a. eritrosit (sel darah merah) b. leukosit (sel darah putih) c. trombosit sel /butir pembeku darah) 59 • Membawa O2 (Deliver O2) • Membuang produk sisa metabolisma tubuh • Mengatur suhu, pH, dan volume cairan • Melindungi dari kehilangan darah/sumbat perdarahan-trombosit (Protection from blood loss- platelets) • Mencegah infeksi- antibodi dan leukosit • Transpor hormon 60 Erythrocyte7.5m in diameter Anucleate- so can't reproduce; however, repro · · · · · · · in red bone marrow Hematopoiesis- production of RBC Function- transport respiratory gases Hemoglobin- quaternary structure, 2 chains and 2 chains 1 RBC contains 280 million hemoglobin molecules Men- 5 million cells/mm3 Women- 4.5 million cells/mm3 Life span 100-120 days and then destroyed in spleen (RBC graveyard) 61 RBC Formation before birth Mesoblastic stage Nucleated RBCs - Yolk sac and Mesothelial layers of the placenta – 3rd week Hepatic stage • At 6 weeks - Liver form blood cells Spleen + lymphoid tissues form blood cells. 62 RBC Formation before birth Myeloid stage • From the third month onwards - the bone marrow gradually becomes the principal source of the RBCs • Last month – Bone marrow exclusively 63