Hematopoesis

Proses pembentukan sel darah disebut hemopoiesis atau hematopoiesis. Sebelum lahir, hemopoiesis terjadi di dalam yolk sac embrio, dan kemudian terjadi di dalam hati, limpa, timus, dan nodus limfa fetus.  Sumsum tulang merah menjadi lokasi utama hemopoiesis sejak 3 bulan sebelum kelahiran dan berlanjut sebagai sumber sel darah setelah lahir dan sepanjang hidup. ^{1, 2}

Sumsum tulang merah (red bone marrow) adalah jaringan ikat dengan vaskularisasi tinggi yang terletak diantara trabekula tulang sponge, terutama tulang-tulang yang menyusun aksis tubuh, dada, pelvis, dan proksimal femur dan humerus. Sekitar 0.05-1% dari sel  di sumsum tulang merah berasal dari jaringan mesenkim dan disebut stem sel pluripoten atau hemositoblast. Sel-sel ini mempunyai kemampuan untuk berkembang menjadi berbagai jenis sel. Pada neonatus semua sumsum tulang adalah merah dan aktif memproduksi  sel darah. Seiring pertambahan usia, sumsum tulang merah pada kavitas tulang panjang menjadi inaktif dan digantikan oleh sumsum tulang kuning (yellow bone marrow), yang isinya adalah sel-sel lemak. Pada situasi tertentu, seperti pada perdarahan berat, sumsum tulang kuning dapat kembali menjadi sumsum tulang merah melalui perluasan sel sumsum tulang merah pada area yang tersisa, terutama di proksimal tulang ke area sumsum tulang kuning dan menggantikan sel-sel lemak dengan sel pluripoten kembali.

Stem sel pada sumsum tulang merah terus menerus bereplikasi kembali menjadi stem sel baru, berproliferasi dan berdiferensiasi menjadi sel yang akan menjadi sel darah, makrofag, sel reticular, sel mast dan adiposit. Beberapa stem sel juga dapat membentuk osteoblas, kondroblas, dan sel otot. Sel reticular menghasilkan serat-serat reticular yang menyusun stroma/ kerangka yang menyokong sel sumsum tulang merah. Sekali sel darah dihasilkan di sumsum tulang merah, mereka akan memasuki sirkulasi melalui sinusoid (sinus), kapiler yang membesar dan bocor di sekitarnya. Kecuali limfosit, semua sel darah yang meninggalkan sumsum tulang merah tidak lagi mengalami pembelahan sel. ^{1, 2}

Stem sel pluripoten di sumsum tulang menghasilkan dua tipe stem sel yang mempunyai kemampuan untuk berkembang menjadi berbagai tipe sel dalam membentuk sel darah. Stem sel ini disebut sebagai stem sel myeloid dan stem sel limfoid. Stem sel myeloid memulai perkembangannya di sumsum tulang merah dan menjadi induk dari sel eritrosit, trombosit, monosit, neutrofil, eosinofil dan basofil. Stem sel limfoid memulai perkembangannya di sumsum tulang merah tetapi menyempurnakan perkembangannya di jaringan limfoid dan membentuk sel limfosit. Walaupun berbagai stem sel memiliki marker identitas pada  membrane plasmanya, secara mikroskopik mereka tidak dapat dibedakan dan tampak seperti limfosit.

Selama proses hemopoiesis, beberapa stem sel myeloid berdiferensiasi menjadi sel progenitor. Stem sel myeloid  lainnya dan stem sel limfoid berkembang langsung menjadi sel precursor. Sel progenitor tidak dapat lagi bereplikasi menjadi dirinya sendiri dan akan bereplikasi membentuk berbagai sel darah spesifik. Beberapa sel progenitor disebut sebagai colony-forming-unite (CFU). Singkatan ini menandakan lebih lanjut tipe sel matur apa yang akan dihasilkannya,  misalnya CFU-E akan menghasilkan eritrosit, CFU-Meg menghasilkan megakariosit, sumber trombosit, dan CGU-GM menghasilkan granulosit (terutama neutrofil) dan monosit, sel progenitor juga secara histologi mirip dengan limfosit dan tidak dapat dibedakan. ^{1, 2}

Generasi berikutnya adalah sel prekursor (-blast). Setelah beberapa kali pembelahan mereka akan berkembang menjadi bagian sesungguhnya darah. Sebagai contoh, monoblast akan berkembang menjadi monosit, eosinofilik mieloblast akan berkembang menjadi eosinofil dan lain-lain. Sel precursor dapat dibedakan penampakannya secara histolgis.

Berbagai hormone yang disebut hemopoietik growth factor mengatur diferensiasi dan proliferasi sel progenitor tertentu. Eritropoietin (EPO) meningkatkan jumlah sel progenitor eritrosit. EPO dihasilkan oleh sel di ginjal dan terlentak diantara tubulus ginjal (sel interstitial peritubular). Jika terjadi gagal ginjal, pelepasan EPO melambat dan produksi eritrosit tidak adekuat.  Trombopoietin (TPO) dihasilkan oleh sel hati, menstimulasi pembentukan trombosit dari megakariosit. Berbagai tipe sitokin mengatur perkembangan berbagai tipe sel. Sitokin adalah glikoprotein kecil yang dihasilkan oleh sel seperti sel sumsum tulang merah, leukosit, makrofag, fibroblast dan sel endotel. Secara umum bekerja sebagai hormone lokal (autokrin/ parakrin). Sitokin menstimulasi proliferasi sel progenitor di sumsum tulang merah dan meregulasi aktivitas sel yang terlibat dalam pertahanan tubuh nonspesifik (misal fagosit) dan respon imun (seperti sel B dan sel T). dua keluarga penting dari sitokin yang menstimulasi pembentukan leukosit adalah colony-stimulating-factors (CFUs) dan interleukin. ^{1, 2}

1.      Gerard J. Tortora and Bryan H. D. The Cardiovascular System The Blood In Principles of Anatomy And Physiology Volume 2,  12^th ed.  John Wiley & Sons, Inc. 2009: 19: 689-713.

2.      Guyton, C. Arthur and John E. Hall. Textbook of Medical Physiology, 11^th ed. Elsevier Inc. 2006 : 32: 421-426.