Kuliah Hemopoeisis (24 Okt 12) dr. Bastiana
Download
Report
Transcript Kuliah Hemopoeisis (24 Okt 12) dr. Bastiana
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