Hematopoiesis adalah proses pembentukan sel darah yang berlangsung di sumsum tulang (bone marrow), yang merupakan jaringan spons di dalam tulang. Proses ini sangat penting untuk memastikan tubuh memiliki pasokan sel darah yang cukup untuk menjalankan berbagai fungsi vital, seperti mengangkut oksigen, melawan infeksi, dan membekukan darah.
Pada dasarnya, hematopoiesis mencakup pembentukan semua jenis sel darah, yaitu sel darah merah (eritrosit), sel darah putih (leukosit), dan trombosit (platelet). Semua sel darah ini berasal dari sel-sel induk yang disebut sel induk hematopoietik. Berikut adalah penjelasan rinci tentang bagaimana hematopoiesis terjadi:
Lokasi dan Sel Induk Hematopoietik
Hematopoiesis terjadi terutama di sumsum tulang yang terdapat pada tulang-tulang besar seperti tulang panggul, tulang dada, tulang belakang, dan tulang-tulang panjang. Sel induk hematopoietik (hematopoietic stem cells, HSCs) adalah sel-sel yang tidak terdiferensiasi dan memiliki kemampuan untuk berkembang menjadi berbagai jenis sel darah.
Sel-sel induk hematopoietik ini bersifat pluripotent, yang artinya dapat berkembang menjadi berbagai jenis sel yang berbeda sesuai dengan kebutuhan tubuh. Mereka adalah sumber utama bagi pembentukan darah dalam tubuh manusia. Sel induk hematopoietik juga terus-menerus memperbaharui dirinya sendiri melalui proses yang disebut self-renewal, sehingga dapat memproduksi sel-sel baru dalam jumlah yang besar.
Proses Hematopoiesis: Pembentukan Sel Darah
Hematopoiesis melibatkan beberapa tahapan yang kompleks, di mana sel induk hematopoietik akan berdiferensiasi menjadi berbagai jenis sel darah sesuai dengan faktor-faktor yang mengatur proses ini.
Sel Induk Hematopoietik (HSC) dan Pembelahan Diri
Proses hematopoiesis dimulai dengan sel induk hematopoietik yang dapat membelah diri untuk menghasilkan dua jenis sel:
Sel progenitor hematopoietik: Sel-sel ini lebih terarah dalam jenis sel darah apa yang akan mereka hasilkan. Progenitor ini akan berdiferensiasi lebih lanjut menjadi dua garis utama: garis mieloid dan garis limfoid.
Self-renewal: Sel induk hematopoietik juga dapat terus-menerus membelah untuk menghasilkan lebih banyak sel induk hematopoietik, yang menjaga ketersediaan sel induk untuk pembentukan darah jangka panjang.
Diferensiasi Sel: Garis Mieloid dan Garis Limfoid
Setelah pembelahan, sel progenitor akan berdiferensiasi menjadi dua jalur utama yang disebut garis mieloid dan garis limfoid. Masing-masing jalur menghasilkan jenis sel darah yang berbeda.
Garis Mieloid:
Garis mieloid menghasilkan sebagian besar sel darah dan memiliki beberapa tahap diferensiasi, yang mencakup pembentukan:
Sel Darah Merah (Eritrosit): Sel-sel yang bertanggung jawab mengangkut oksigen ke seluruh tubuh. Proses pembentukannya disebut eritropoiesis.
Proses dimulai dari proeritroblas, yang berkembang menjadi eritroblas, dan kemudian menjadi normoblas. Selanjutnya, normoblas kehilangan inti dan menjadi eritrosit dewasa.
Trombosit (Platelet): Trombosit berfungsi dalam pembekuan darah. Trombosit berasal dari megakariosit, sel besar yang ada di sumsum tulang. Megakariosit akan pecah menjadi fragmen-fragmen kecil yang menjadi trombosit.
Sel Darah Putih (Leukosit): Leukosit memainkan peran penting dalam pertahanan tubuh terhadap infeksi dan penyakit. Terdapat beberapa jenis leukosit, yang terbentuk dari sel progenitor mieloid dan dapat dibagi menjadi:
Granulosit: Termasuk neutrofil, eosinofil, dan basofil, yang berperan dalam respons imun tubuh.
Monosit: Sel yang berkembang menjadi makrofag, sel yang memakan dan menghancurkan patogen.
Garis Limfoid:
Garis limfoid menghasilkan jenis sel darah putih tertentu yang berperan dalam sistem kekebalan tubuh:
Limfosit T: Sel yang berperan dalam pengaturan respons imun dan pembunuhan sel yang terinfeksi.
Limfosit B: Sel yang menghasilkan antibodi untuk melawan patogen.
Sel NK (Natural Killer): Sel yang berfungsi dalam membunuh sel-sel kanker atau sel yang terinfeksi virus.
Pengaturan Hematopoiesis
Hematopoiesis sangat diatur oleh sejumlah faktor yang mengontrol diferensiasi dan proliferasi sel induk dan progenitor hematopoietik. Beberapa faktor ini termasuk:
Faktor Pertumbuhan: Molekul seperti eritropoietin (EPO), trombopoietin (TPO), dan sitokin membantu mengatur pembentukan sel darah. Misalnya, eritropoietin merangsang produksi eritrosit, terutama saat tubuh membutuhkan lebih banyak oksigen (seperti pada kondisi hipoksia).
Interleukin: Interleukin (seperti IL-3, IL-5) adalah sitokin yang merangsang pembentukan sel darah putih dan meningkatkan aktivitas sistem kekebalan tubuh.
Faktor Transkripsi: Protein seperti GATA-1, PU.1, dan Runx1 mengontrol ekspresi gen yang diperlukan untuk diferensiasi sel darah tertentu.
Pembentukan Sel Darah dalam Sumsum Tulang
Sumsum tulang adalah tempat utama hematopoiesis pada orang dewasa. Pada janin dan bayi baru lahir, hematopoiesis juga terjadi di organ lain seperti hati dan limpa, tetapi setelah kelahiran, sumsum tulang menjadi organ utama untuk pembentukan darah.
Di dalam sumsum tulang, sel-sel induk hematopoietik terletak di ruang yang disebut niche hematopoietik. Niche ini terdiri dari sel-sel pendukung (seperti sel stromal dan sel-sel pembuluh darah) yang memberikan sinyal untuk mengarahkan diferensiasi dan pematangan sel darah. Selain itu, sumsum tulang mengandung sel retikuloendotelial, yang berperan dalam menyediakan lingkungan yang mendukung diferensiasi sel darah.
Pematangan dan Pelepasan Sel Darah ke Dalam Sirkulasi
Setelah sel darah terbentuk di sumsum tulang, sebagian besar sel akan melalui pematangan lebih lanjut sebelum dilepaskan ke dalam aliran darah:
Eritrosit: Setelah mencapai bentuk yang dewasa, eritrosit akan meninggalkan sumsum tulang dan memasuki sirkulasi darah. Mereka akan hidup selama sekitar 120 hari dalam tubuh.
Trombosit: Setelah dihasilkan dari megakariosit, trombosit akan memasuki sirkulasi darah dan berfungsi dalam pembekuan darah.
Leukosit: Beberapa jenis leukosit (terutama granulosit) akan beredar dalam darah untuk bertindak sebagai bagian dari sistem kekebalan tubuh, sementara limfosit akan berpindah ke organ limfoid sekunder (seperti kelenjar getah bening) untuk melaksanakan fungsinya.