Bagaimana Tulang Menghasilkan Sel Darah?

Darah mengumpulkan oksigen dari paru-paru dan mengangkutnya ke seluruh tubuh. Pada perjalanan kembali ke jantung, darah mengumpulkan karbon dioksida dan membawanya kembali ke paru-paru untuk dihembuskan. Darah juga mengantarkan elektrolit, nutrisi dan vitamin, hormon, faktor pembekuan dan protein ke sel-sel di seluruh tubuh.

Manusia dewasa memiliki sekitar 5 liter darah, yang menyumbang 7 hingga 8 persen dari total berat badan. Sekitar 55 persen darah (sekitar 2,75 hingga 3 liter) adalah plasma (atau bagian cair darah); sisanya terdiri dari sel darah merah (eritrosit), sel darah putih (leukosit), dan trombosit (trombosit). Sel darah merah membawa oksigen dari paru-paru, sel darah putih membantu melawan infeksi dan trombosit memungkinkan darah membeku.

Sebagian besar sel darah dibuat di sumsum tulang, zat seperti spons yang ditemukan di dalam struktur tulang. Ada dua jenis sumsum, yang disebut merah dan kuning; keduanya mengandung pembuluh darah dan vena yang mengangkut nutrisi dan limbah masuk dan keluar dari tulang. Sumsum kuning sebagian besar terdiri dari lemak dan berada di pusat berongga tulang panjang, seperti tulang paha. Sumsum merah ditemukan di tengah tulang pipih seperti tulang rusuk dan tulang belikat dan secara aktif memproduksi sel darah.

Produksi sel darah dalam rangka berubah seiring bertambahnya usia. Saat lahir, semua sumsum manusia berwarna merah, memungkinkan tubuh memproduksi lebih banyak sel darah, yang dibutuhkan tubuh untuk tumbuh. Saat tubuh matang, beberapa sumsum merah diganti dengan sumsum kuning. Pada orang dewasa dewasa, jumlah sumsum merah dan kuning hampir sama. Tulang yang membuat sel darah adalah tulang dengan konsentrasi tinggi sumsum merah: tulang belakang, tulang dada, tulang rusuk, panggul dan bagian kecil dari lengan atas dan kaki.

Proses di mana tubuh menghasilkan darah disebut hematopoiesis. Sumsum tulang menghasilkan 200 miliar sel darah merah, 10 miliar sel darah putih, dan 400 miliar trombosit setiap hari. Ketiga jenis sel darah berasal dari jenis sel yang sama, yang disebut batang hematopoietik pluripotensial sel, yang memiliki potensi untuk membentuk salah satu jenis sel darah yang berbeda dan juga untuk mereplikasi diri.

Sel darah mulai hidup sebagai sel induk. Saat sel-sel ini matang, mereka membelah dan membuat lebih banyak sel induk atau berevolusi menjadi sel progenitor, yang kemudian akan berkembang lebih lanjut menjadi sel darah merah atau putih atau trombosit. (Begitu sel-sel progenitor terbentuk, jenis sel masa depan mereka ditentukan.) Beberapa dari sel-sel induk ini berjalan ke bagian lain dari tubuh dan berkembang lebih jauh sementara yang lain tetap dan matang di sumsum tulang.

Sebagai jenis sel darah yang paling melimpah dalam tubuh yang sehat, sel darah merah mendistribusikan oksigen dan nutrisi penting ke seluruh tubuh. Mereka membuat sekitar 40 sampai 45 persen dari darah dan memberikan warna merah. Persentase ini dikenal sebagai hematokrit dan sering diukur oleh dokter dalam apa yang dikenal sebagai tes hitung darah lengkap (CBC). Rasio normal adalah 600 sel darah merah untuk satu sel darah putih dan 40 trombosit.

Sel darah merah memiliki struktur yang berbeda dari sel lainnya. Mereka adalah cakram bikonkaf bulat dan datar yang terlihat seperti mangkuk dangkal. Sel darah merah tidak memiliki nukleus, dan dapat berubah bentuk tanpa pecah, memungkinkannya untuk masuk melalui kapiler.

Yang terbesar dari tiga jenis sel darah, sel darah putih secara teratur beredar di regularly aliran darah, sehingga mereka siap untuk meninggalkan aliran darah dan memasuki jaringan lain ketika infeksi infection terdeteksi. Sementara sebagian besar sel darah putih diproduksi di sumsum merah tubuh, mereka juga dapat diproduksi di kelenjar khusus di bagian tubuh lain ketika dibutuhkan lebih banyak. Peningkatan jumlah sel darah putih biasanya merupakan tanda infeksi; sel-sel ini dapat dengan cepat bereproduksi untuk melawan benda asing dalam sistem dengan lebih baik.
Baca lebih lanjut tentang perbedaan antara sel darah merah dan putih.

Ada lima jenis utama sel darah putih: limfosit, neutrofil, monosit, eosinofil, dan basofil. Eosinofil dan basofil mengandung enzim pencernaan dalam butiran di sel mereka dan juga dikenal sebagai: granulosit. Masing-masing jenis yang berbeda memainkan perannya sendiri, tergantung pada jenis infeksi: bakteri, virus, jamur atau parasit. Mereka juga menelan materi yang tidak perlu (seperti sel-sel mati, puing-puing jaringan dan sel darah merah tua), melindungi terhadap benda asing seperti alergen dan melindungi terhadap sel bermutasi seperti kanker.

Limfosit mengarahkan sistem kekebalan tubuh; tidak seperti sel darah putih lainnya, mereka dapat mengenali dan mengingat bakteri dan virus yang menyerang. Neutrofil membunuh bakteri melalui proses yang dikenal sebagai fagositosis. Monosit memasuki jaringan, menjadi lebih besar dan berubah menjadi makrofag dimana mereka bisa memfagositosis bakteri di dalam tubuh. (Mereka juga menghancurkan sel-sel tua, rusak dan mati dalam tubuh.) Makrofag ini ditemukan di hati, limpa, paru-paru, kelenjar getah bening, kulit dan usus. Eosinofil membunuh parasit dan basofil melawan reaksi alergi.

Trombosit, atau fragmen sel darah, membentuk sumbat trombosit untuk menutup luka kecil atau pecah di dinding pembuluh darah. Mereka membantu darah menggumpal, yang menghentikan tubuh kehilangan terlalu banyak darah. Seperti sel darah merah dan putih, mereka dibuat di sumsum tulang, di mana sel yang sangat besar disebut megakariosit pecah menjadi fragmen seluler yang disebut trombosit. Sel-sel ini tidak memiliki nukleus dan tidak bereproduksi.

Terkadang sumsum tulang tidak menghasilkan cukup sel darah merah atau putih yang sehat. Hal ini dapat menyebabkan kelelahan dan infeksi. Kegagalan ini dapat dipicu oleh faktor eksternal seperti bahan kimia, radiasi atau virus tertentu certain infeksi, atau oleh rangsangan lain yang tidak diketahui yang memprovokasi sistem kekebalan tubuh sendiri untuk menghancurkan batang sel. Dalam kasus lain yang jarang terjadi, sindrom kegagalan sumsum tulang mungkin bersifat genetik.

Terlalu sedikit trombosit dapat menyebabkan perdarahan spontan atau tidak terkontrol. Ketika jumlah sel darah merah kurang dari normal, lebih sedikit oksigen yang dikirim ke sel-sel tubuh, menyebabkan kondisi yang dikenal sebagai anemia. Meskipun anemia belum tentu merupakan kondisi yang berbahaya, ini mungkin mengindikasikan gangguan yang lebih serius atau bahkan kanker.

Pada anemia aplastik, sel induk sumsum tulang rusak, dan produksi darah normal melambat atau bahkan berhenti. Meski tingkat produksinya turun, sel-sel yang dihasilkan tetap normal. Anemia aplastik paling sering terlihat pada mereka yang berusia 20 hingga 25 tahun dan orang yang lebih tua dari 60 tahun, mempengaruhi sekitar empat dari setiap 1 juta orang di Amerika Serikat setiap tahun. Ketika terjadi pada anak-anak, kemungkinan besar genetik dan disebabkan oleh kromosom abnormal.

Sindrom myelodysplastic (MDS) umumnya melibatkan produksi sel induk yang rusak. Alih-alih berkembang menjadi sel darah merah atau putih atau trombosit yang sehat, sel-sel ini mati di sumsum tulang. Dalam beberapa kasus, ini berkembang menjadi leukemia, sejenis kanker darah. MDS mempengaruhi lebih dari 15.000 orang di Amerika Serikat setiap tahun dan biasanya mempengaruhi mereka yang berusia antara 70 dan 80 tahun.

Limfoma, yang dimulai di kelenjar getah bening, dan multiple myeloma, kanker yang dimulai dalam darah putih sel, keduanya adalah kanker yang dapat menyebar ke sumsum tulang dan mengganggu produksi darah sel. Penyakit ini dapat diobati dengan radiasi atau perawatan kimia atau dengan transplantasi sel induk atau sumsum tulang.