Neonatus (semua sumsum merah tulang) : tulang pipih . tulang tengkorak, clavicula , sternum, tulang rusuk, vertebra dan tulang pelvis

  HEMATOPOEISIS Dr. Bastiana Bermawi, SpPK

  Hematopoiesis Hematopoiesis (hemopoiesis) Pembentukan sel darah (Production of Blood cell) Where??

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 ).

  White blood cells Platelets

  Red blood cells Artery D a r a h

   ERITROSIT

  eosinophil neutrophil monocyte RBC neutrophil monocyte lymphocyte lymphocyte basophil

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

   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)

  

   H ematopoisis:

   1. Yolk sac: 0-3 bulan intra uterine

   2. Hati dan Lien: ~3- 6 bulan intra uterine

3. sumsum tulang: ~ 4 bln intrauterine - dws

PROSES HEMATOPOEISIS

   :

Proses hematopoeisis memerlukan

   1. Sel induk hematopoisis (hematopoeitic- stem cell)

   2. Lingkungan mikro (microenvironment)

   3. Bahan pembentuk darah

   4. Mekanisme regulasi

   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

  Pluripotential stem cells rangsangan Kemampuan:

  

   memperbaharui diri

  

   proliferasi

  

   diferensiasi

  

   maturasi

  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 (Colony- forming unit- Granulocyte/monocyte hy menjadi sel granulosit dan sel monosit. Unipotent stemcell :hanya mampu berdifrensiasi jd - satu jenis sel saja, cth: CFU-E eritrosit

  

Pluripotent stemcells tingkat proliferasinya

  rendah

   Unipotent stemcells tingkat proliferasinya

  tinggi

  

   Jumlah Pluripotent hematopoietic stem cells di sumsum tulang dan di peredaran darah sedikit.

   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.

  Bahan Pembentuk darah: * as folat, vit B12 * Fe * Co, Mg, Cu, Zn * As amino * vitamin: vitamin B komplek, Vitamin C

  Mekanisme Regulasi: - Untuk mengatur arah & kuantitas pertumbuhan & pelepasan sel darah matur dari sutul darah tepi. - sistim ‘feed back mechanism’

  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

   Hematopoitic growth factors and some of their characteristics

Factor Cell stimulated Production sources

  M-CSF Monocytes Endothelial cells, monocytes, firoilasts GM-CSF All granulocytes, megakaryocytes,eryt hrocytes, stem cell, leukemic ilast

  Tcells, endothelial cells, firoilast

Factor Cell Production stimulated sources

  G-CSF Granulocytes, Endotelial cells, megakaryocytes, placenta, erythrocytes, monocytes stem cell, leukemic ilast

  IL-3 Granulocytes, T cells erythroid cells, multipotential progenitors, leukemic ilasts

  1L-4 B,T cells T cells

Factor Cell Production stimulated sources

  IL-5 B cells, CFU-EO T cells

  IL-6 B,T cells, CFU- Fiiroilasts, GM leucocytes, endo- GFU-GEMM, thelial cells BFU-E, Macrophages, neural cells, hepatocytes

  IL-7 B cells leucocytes

  IL-8 T cells, leucocytes neutrophils

Factor Cell Production stimulated sources

  IL-9 BFU-E, CFU- Lymphocytes GEMM

  IL-11 B,T cells, macrophages CFU-GEMM, macrophages Erythropoitin CFU-E, BFU-E Kidney , liver

  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.

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).

  Eritropoesis

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 Stem cell Hemocytoblast ^Proerythro- _blast ^Early _erythroblast

^Late

_erythroblast ^{Normoblast Phase 1 Ribosome synthesis Phase 2 Hemoglobin accumulation Phase 3 Ejection of nucleus Reticulo-} _cyte ^Erythro- _cyte

  Committed cell Developmental pathway

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 )

  Tiroksin: meningkatkan kebutuhan jaringan terhadap oksigen Androgen : merangsang eritropoitin meningkatkan sensitivitas stem cell terhadap eritropoitin. mempengaruhi langsung eritropoisis

  Proerythroblast 

No hemoglobin

  

Nucleus 12 um

  

  Contain nucleoli

  Basophil erythroblast 

  Early normoblast

  

  Nucleoli disappear

  

  Show mitosis

  

  Cytoplasm deep blue

   Increase in RNA 

  Hemoglobin starts appearing – Little Hb

  Polychromatophil erythroblast 

  Late normoblast

  

  Nucleus smaller

  

  Coarse Chromatin

  

  Hemoglobin increase

   Eosinophil Stain

  

  RNA – Basophil stain

  Orthochromatic Erythroblast 

Normoblast

  

Nucleus smaller

   Pyknosis

  

Nuclear lysis and

  

  Nuclear extrusion

  Reticulocyte 

  Reticulum 

  Remnant of ER

   Synthesize Hb

   Few Mitochondria

   Young RBCs (34% Hb)

   1 % of Red Cells

  GRANULOPOESIS

  

Contoh GRANULOPOESIS

   Mieloblas segmen netrofil

  GRANULOPOEISIS (Line: neutrofil) Fungsi utama netrofil: 

  Pertahanan tubuh migrasi ke tempat infeksi.

  

  Pengenalan & pengolahan antigen asing

  

  Fagositosis

  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

  

Perubahan pola distribusi Netrofil :



  Olah-raga

  

  Epinefrin → me↑ CGP sampai 50% ,

  

  Hipoksia me↓ MGP, tapi TGP

  

  Stres tetap → pseudonetrofilia

  

  Endotoksin mobilisasi MGP ke CGP, Kortikosteroid mobilisasi dari sutul ke CGP → TGP ↑

  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 .

  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

  LIMFOPOESIS

  Limfopoisis 

  

Di organ primer (sutul, timus) tak perlu rangsangan



  Di organ sekunder (kelenjar getah bening, limpa, perlu rangsangan antigen). Limfosit T Limfosit B 

  Di sirkulasi darah  15-

  20% 

  Umur lebih 

   Resirkulasi + +

   Rangsangan antigen atipis blast transform (sel plasma)

  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

  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.

  Thank You! 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)

F u n g s i d a r a h

• 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

   Erythrocyte 7.5m 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 ₃ · Men- 5 million cells/mm ₃ · Women- 4.5 million cells/mm

  · Life span 100-120 days and then destroyed in spleen (RBC graveyard )

RBC Formation before birth

  

  Mesoblastic stage

   Nucleated RBCs - Yolk sac and Mesothelial _rd

  layers of the placenta – 3 week 

  Hepatic stage

   At 6 weeks - Liver form blood cells

   Spleen + lymphoid tissues form blood cells.

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