Darah

1 Biokimia-Program D3 Kebidanan

Darah

Pengertian

Darah adalah cairan tubuh khusus yang mengangkut bahan-bahan menuju sel-sel tubuh antara lain nutrien dan oksigen serta mengangkut produk sampah dari sel-sel tersebut.

Darah diedarkan ke seluruh tubuh melalui pembuluh darah oleh pemompaan jantung. Pada binatang berparu, darah arteri membawa oksigen dari udara yang dihirup menuju jaringan tubuh, dan darah vena membawa karbondioksida sebagai sampah metabolisme sel dari jaringan menuju paru untuk dikeluarkan.

Istilah medis yang berhubungan dengan darah sering diawali dengan hemo- atau hemato- yang berasal dari Bahasa Yunani haima yang berarti darah.

Darah manusia berwarna merah, mulai dari merah terang apabila kaya oksigen sampai merah tua apabila kekurangan oksigen. Warna merah pada darah disebabkan oleh hemoglobin, yaitu protein pernapasan (respiratory protein) yang mengandung besi dalam bentuk heme, yang merupakan tempat terikatnya molekul-molekul oksigen.

Fungsi Darah

Beberapa fungsi penting dari darah antara lain:1. Memasok oksigen ke jaringan (oksigen terikat oleh hemoglobin, yang dibawa

eritrosit)2. Memasok nutrien seperti glukosa, asam amino dan asam lemak (larut dalam

darah atau terikat protein plasma, misalnya lipid darah)3. Membuang sampah seperti karbondioksida, urea dan asam laktat4. Fungsi imunologis, termasuk sirkulasi lekosit dan deteksi bahan asing oleh

antibodi5. Koagulasi, suatu mekanisme perbaikan diri dalam tubuh (penjendalan darah

ketika terluka agar perdarahan berhenti).6. Fungsi pembawa pesan, termasuk mengangkut hormon dan signal kerusakan

jaringan 7. Regulasi pH cairan tubuh (diperankan oleh komponen elektrolit dalam plasma

darah).8. Regulasi suhu tubuh (sirkulasi darah mentransportasikan panas ke seluruh

tubuh).9. Fungsi hidrolik (restriksi aliran darah ke jaringan khusus menyebabkan

pengumpulan darah yang menghasilkan ereksi, misalnya pada penis, klitoris dan pailla mamae.

Komposisi Darah

Jumlah darah kira-kira 7% dari berat badan, dengan massa jenis 1060 kg/m3. Orang dewasa memiliki volume darah kira-kira 5 liter. Darah tersusun atas korpuskuli (45%) dan cairan kekuningan bernama plasma darah (55%). Korpuskuli terdiri atas eritrosit atau sel darah (99%), lekosit atau sel darah putih (0,2%) dan trombosit atau platelet atau keping-keping darah (0,6-1,0%). Sedangkan plasma darah tersusun atas solven (pelarut) berupa H2O atau air (91,5%) dan solut (zat terlarut) yang terdiri atas protein (7%) dan bahan lain (1,5%).

2 Biokimia-Program D3 Kebidanan

Darah

Gambar 1. Komposisi darah

Sel-sel darah dibuat dari stem cell (sel induk) dalam suatu proses yang dinamakan hemopoiesis atau hematopoiesis yang umumnya terjadi di dalam sumsum tulang. Stem cell menghasilkan hemositoblas yang berubah menjadi prekursor untuk berbagai jenis sel darah yaitu eritrosit, lekosit dan trombosit.

Selama masa embrio dan fetus, belum ada pusat pembentukan sel-sel darah. Yolk sac, hati, limpa, kelenjar timus, limfonodi dan sumsum tulang semua berpartisipasi dalam pembentukan sel-sel darah. Namun pada orang dewasa, terdapat pusat-pusat hematopoiesis yaitu jaringan limfoid (limpa, tonsil dan limfonodi) dan jaringan mieloid atau sumsum tulang merah pada sternum, kosta, vertebra dan pelvis. Eritrosit, trombosit dan lekosit granuler (netrofil, eosinofil dan basofil) dibentuk pada jaringan mieloid. Sedangkan lekosit agranuler (limfosit dan monosit) dibentuk pada jaringan mieloid maupun limfoid.

Sel-sel mesenkim yang tak terdiferensiasi dalam sumsum tulang akan diubah menjadi hemositoblas, suatu sel imatur yang mampu berkembang menjadi sel darah matur. Hemositoblas berubah menjadi 5 jenis utama sel, yang selanjutnya dapat berubah lagi menjadi hingga terbentuk berbagai jenis sel darah yang matur. Kelima jenis sel hasil dari perubahan hemositoblas tersebut adalah:1. Rubriblas atau proeritroblas yang akhirya berkembang menjadi eritrosit2. Mieloblas, yang selanjutnya berkembang menjadi netrofil, eosinofil dan

basofil (termasuk granulosit atau lekosit granuler) 3. Monoblas, yang berkembang menjadi monosit (termasuk agranulosit atau

lekosit agranuler)4. Limfoblas, yang berkembang menjadi limfosit (termasuk agranulosit)5. Megakaroblas, yang berkembang menjadi megakariosit dan selanjutnya

pecah menjadi banyak trombosit.

3 Biokimia-Program D3 Kebidanan

Darah

Gambar 2. Skema sistem hematopoiesis pada sumsum tulang

ERITROSIT

Eritrosit berbentuk cakram bikonkaf, berdiameter 7,5 m tak memiliki nukleus dan organel. Rentang hidup eritrosit adalah 120 hari. Eritrosit mengandung hemoglobin dan mengedarkan oksigen. Sel darah merah juga berperan dalam penentuan golongan darah. Orang yang kekurangan eritrosit menderita penyakit anemia. Jumlah eritrosit normal adalah 4,7-6,1 juta untuk pria dan 4,2-5,4 juta untuk wanita.

Gambar 3. Eritrosit (sel darah merah) Gambar 4. Struktur hemoglobin

4 Biokimia-Program D3 Kebidanan

Darah

Eritrosit memiliki fungsi utama yaitu:1. Mengangkut oksigen dengan cara hemoglobin eritrosit mengikat oksigen

membentuk oksihemoglobin (Hb-O2). Dalam paru, masing-masing dari 4 atom Fe hemoglobin mengikat satu molekul oksigen hasil inspirasi, lalu diangkut melalui pembuluh darah. Setelah sampai di jaringan, molekul oksigen dilepaskan ke cairan interstitial.

2. Mengangkut karbondioksida dengan cara hemoglobin eritrosit mengikat karbondioksida membentuk karbaminohemoglobin (Hb-CO2). Setelah hemoglobin melepaskan oksigen ke jaringan, selanjutnya bagian globin dari hemoglobin mengikat karbondioksida untuk diangkut lewat pembuluh darah menuju paru, untuk dibuang melalui ekspirasi.

LEKOSIT

Lekosit memiliki nukleus namun tak memiliki hemoglobin. Rentang hidup lekosit adalah beberapa jam hingga beberapa hari. Leukosit bersifat amuboid atau tidak memiliki bentuk yang tetap. Orang yang kelebihan leukosit menderita penyakit leukimia, sedangkan orang yang kekurangan leukosit menderita penyakit leukopenia. Jumlah lekosit adalah 4.000-11.000.

Lekosit digolongkan menjadi 2 yaitu granulosit dan agranulosit. Ciri dari granulosit atau lekosit granuler adalah memiliki granula pada sitoplasma. Ada 3 macam granulosit, yaitu netrofil atau polimorf (10-12 m), eosinofil (10-12 m) dan basofil (8-10 m). Ciri dari agranulosit adalah tidak memiliki granula pada sitoplasma. Ada 2 macam agranulosit yaitu limfosit (7-15 m) dan monosit (14-19 m).

Lekosit bertanggung jawab terhadap sistem imun tubuh dan bertugas untuk memusnahkan benda-benda yang dianggap asing dan berbahaya oleh tubuh, misal virus atau bakteri. Secara rinci, fungsi dari masing-masing jenis lekosit adalah:1. Netrofil berfungsi melakukan fagositosis (melahap agen penyerang, misalnya

bakteri)2. Eosinofil berfungsi menyerang alergen3. Basofil berfungsi menyerang alergen4. Limfosit berfungsi menghasilkan antibodi untuk melawan antigen5. Monosit berfungsi melakukan fagositosis

Netrofil Eosinofil Basofil Limfosit Monosit Makrofag

Gambar 5. Struktur berbagai jenis lekosit

TROMBOSIT

Selain eritrosit dan trombosit terdapat sel darah matur lainnya yaitu megakariosit. Megakariosit adalah sel dengan sitoplasma tersusun atas fragmen-fragmen. Setiap fragmen yang dibatasi oleh membran sel dinamakan trombosit. Diameter trombosit adalah (2-4 m). Trombosit berjumlah 200.000-500.000.

Peran dari trombosit adalah dalam proses penjendalan darah yaitu dengan cara mengubah fibrinogen menjadi fibrin. Fibrin membuat jala pada sel-sel darah dan

5 Biokimia-Program D3 Kebidanan

Darah

jendalan, yang kemudian menghentikan darah yang keluar dan juga membantu mencegah masuknya bakteri.

Gambar 6. Eritrosit, lekosit dan trombosit

Tabel 1 menunjukkan variasi sumber lain sebagai pembanding mengenai jumlah sel-sel darah.

Tabel 1. Jumlah normal sel-sel darah

Jumlah sel-sel darah orang dewasa normal

Eritrosit 5.0x106/mm3  

Trombosit 2.5x105/mm3  

Lekosit 7.3x103/mm3  

  Netrofil Granulosit  50-70%

  Limfosit  Agranulosit 20-40%

  Monosit  Agranulosit 1-6%

  Eosinofil  Granulosit 1-3%

6 Biokimia-Program D3 Kebidanan

Darah

  Basofil  Granulosit <1%

PLASMA DARAH

Plasma darah adalah cairan berwarna kuning jernih terdiri atas solven berupa H2O, dengan proporsi 91,5% dan solut dengan proporsi 8,5% terutama protein (7%) dan solut lainnya (1,5%). Keseluruhan solut protein dinamakan protein plasma, khususnya albumin yang menempati 55% dari protein plasma, selebihnya adalah globulin (38%) dan fibrinogen (7%). Secara lengkap komposisi dari plasma darah ditampilkan pada Tabel 2.

Tabel 2. Komposisi plasma darah

KONSTITUEN DESKRIPSISOLVEN: AIR 90% air diperoleh dari absorpsi melalui saluran pencernaan,

10% dari respirasi seluler. Air berperan sebagai pelarut, mengikat bahan padat dan menyerap panas.

SOLUT:PROTEIN

- Albumin

- Globulin- Fibrinogen

Berfungsi mempertahankan dan mengatur tekanan darah serta memelihara tekanan osmotik cairan sehingga terjadi keseimbangan antara cairan di dalam dan di luar pembuluh darah.Berupa imunoglobulin yang disebut antibodiBerperan dalam proses penjendalan darah

NITROGEN NON PROTEIN

Mengandung nitrogen tetapi bukan protein, misalnya urea, asam urat, kreatin, kreatinin dan garam amonium. Bahan-bahan ini adalah sisa metabolisme protein yang akan diekskresikan

BAHAN MAKANAN

Merupakan hasil pencernaan yang dimasukkan ke dalam pembuluh darah untuk didistribusikan ke sel-sel, di antaranya asam amino dari protein, glukosa dari karbohidrat, asam lemak, gliserol dan gliserida dari lipid

BAHAN REGULATOR

Berupa enzim untuk katalisator reaksi-reaksi kimia serta hormon yang mengatur pertumbuhan dan perkembangan

GAS-GAS PERNAFASAN

Dalam plasma, gas oksigen dan karbondioksida dalam porsi lebih sedikit, karena sebagian besar diangkut oleh hemoglobin eritrosit

ELEKTROLIT Yang tergolong elektrolit antara lain kation (ion positif) yaitu Na+, K+, Ca2+ dan Mg2+ dan anion yaitu Cl-, PO43-, SO42- dan HCO3-. Bahan ini membantu mempertahankan tekanan osmotik, pH normal dan keseimbangan cairan.

7 Biokimia-Program D3 Kebidanan

Darah

Penjendalan Darah

Kemampuan tubuh untuk mengendalikan aliran darah setelah terjadi injuri vaskuler adalah sangat penting. Proses blood clotting (penjendalan darah) dan disusul larutnya jendalan, setelah perbaikan jaringan rusak disebut hemostasis. Hemostasis merupakan gabungan dari 4 kejadian utama yang terjadi dalam sebuah rangkaian setelah terjadi kerusakan jaringan yaitu:

1. Fase inisial yaitu konstriksi vaskuler yang membatasi aliran darah ke lokasi injuri.

2. Aktivasi trombosit oleh trombin dan berkumpul pada tempat injuri, bersifat sementara, membangun sumbatan trombosit yang longgar. Fibrinogenlah yang pertama berespon untuk merangsang kumpulnya trombosit. Setelah aktivasi, trombosit melepaskan nukleotida, ADP dan eikosanoid, TXA2 (keduanya mengaktifkan trombosit tambahan), serotonin, fosfolipid, lipoprotein, dan protein penting lain untuk koagulasi. Untuk merangsang sekresi, trombosit yang telah diaktifkan akan berubah bentuk untuk mengakomodir pembentukan sumbatan.

3. Untuk menjamin stabilitas sumbatan trombosit longgar, jala fibrin atau clot (jendalan) dibentuk dan menjerat sumbatan. Jika sumbatan hanya mengandung trombosit, maka disebut thrombus putih, jika juga terdapat eritrosit di dalamnya maka disebut trombus merah.

4. Akhirnya jendalan harus larut agar aliran darah normal kembali. Larutnya jendalan terjadi karena peran dari plasmin.

Gambar 7. Peristiwa perdarahan

Gambar 8. Pembentukan sumbatan oleh jendalan yang diikat oleh jala-jala fibrin

8 Biokimia-Program D3 Kebidanan

Darah

Ada 2 jalur pembentukan jendalan fibrin yaitu jalur intrinsik dan jalur ekstrinsik. Kedua jalur tersebut akhirnya bersatu pada jalur utama yang bermuara pada pembentukan jendalan. Kedua jalur bersifat kompleks dan melibatkan berbagai macam protein yang disebut clotting factor (faktor penjendalan). Pembentukan jendalan fibrin sebagai respon terhadap injuri adalah kejadian yang paling relevan secara klinis dari hemostasis, disbanding kondisi normal. Proses ini adalah akibat dari aktivasi jalur ekstrinsik. Pembentukan thrombus merah atau jendalan sebagai respon terhadap abnormalitas dinding pembuluh darah tanpa kerusakan jaringan adalah akibat dari jalur intrinsik. Jalur intrinsik memiliki signifikansi klinik rendah dibandingkan dengan kondisi normal. Yang paling signifikan secara klinis adalah aktivasi jalur intrinsik oleh kontak dinding pembuluh darah dengan partikel lipoprotein, VLDL (very low density lipoprotein) dan kilomikron. Proses ini menunjukkan peran hiperlipidemia dalam pembentukan aterosklerosis. Jalur intrinsik juga dapat diaktifkan oleh kontak dinding pembuluh darah dengan bakteri.

Secara lengkap, faktor-faktor yang terlibat dalam proses penjendalan darah diuraikan pada Tabel 3 terlampir.

Gambar 9. Skema jalur proses koagulasi darah

9 Biokimia-Program D3 Kebidanan

Darah

Gambar 10. Skema jalur proses koagulasi darah

10 Biokimia-Program D3 Kebidanan

Darah

Gangguan Proses Penjendalan Darah

Ada beberapa macam gangguan proses penjendalan darah antara lain:1. Hemofilia, yaitu sebuah penyakit yang disebabkan disfungsi dari salah satu

faktor penjendalan darah yakni faktor anti hemofili. 2. Inefektifitas atau ketidakcukupan trombosit sehingga menimbulkan

koagulopati (gangguan penjendalan darah)3. Status hiperkoagulasi (trombofilia) yang diakibatkan oleh gangguan regulasi

trombosit atau fungsi faktor penjendalan, dan dapat menyebabkan trombosis.

Tugas:Carilah beberapa contoh lain dari gangguan koagulasi darah lalu beri penjelasan secukupnya !

11 Biokimia-Program D3 Kebidanan

Darah

LAMPIRANTabel 3. Faktor-faktor penjendalan darah

Primary Factors

Factor Trivial Name(s) Pathwa

y Characteristic

Prekallikrein (PK)

Fletcher factor Intrinsic Functions with HMWK and factor XII

High molecular weight kininogen (HMWK)

contact activation cofactor; Fitzgerald, Flaujeac Williams factor

Intrinsic

Co-factor in kallikrein and factor XII activation, necessary in factor XIIa activation of XI, precursor for bradykinin (a potent vasodilator and inducer of smooth muscle contraction

I Fibrinogen Both  

II Prothrombin Both Contains N-term. gla segment

III Tissue Factor Extrinsic  

IV Calcium Both  

V Proaccelerin, labile factor, accelerator (Ac-) globulin

Both Protein cofactor

VI (same as Va)

Accelerin Both This is Va, redundant to Factor V

VII

Proconvertin, serum prothrombin conversion accelerator (SPCA), cothromboplastin

Extrinsic Endopeptidase with gla residues

VIII Antihemophiliac factor A, antihemophilic globulin (AHG)

Intrinsic Protein cofactor

IX Christmas Factor, antihemophilic factor B,plasma thromboplastin

Intrinsic Endopeptidase with gla residues

12 Biokimia-Program D3 Kebidanan

Darah

component (PTC)

X Stuart-Prower Factor Both Endopeptidase with gla residues

XI Plasma thromboplastin antecedent (PTA)

Intrinsic Endopeptidase

XII Hageman Factor Intrinsic Endopeptidase

XIII Protransglutaminase, fibrin stabilizing factor (FSF), fibrinoligase

Both Transpeptidase

Functional Classification of Clotting Factors

Zymogens of Serine Proteases

Activities

Factor XII binds to exposed collagen at site of vessel wall injury, activated by high-MW kininogen and kallikrein

Factor XI activated by factor XIIa

Factor IX activated by factor XIa in presence of Ca2+

Factor VII activated by thrombin in presence of Ca2+

Factor X activated on surface of activated platelets by tenase complex and by factor VIIa in presence of tissue factor and Ca2+

Factor II activated on surface of activated platelets by prothrombinase complex

Cofactors Activities

Factor VIII activated by thrombin; factor VIIIa is a cofactor in the activation of factor X by factor IXa

Factor V activated by thrombin; factor Va is a cofactor in the activation of prothrombin by factor Xa

13 Biokimia-Program D3 Kebidanan

Darah

Factor III (tissue factor) a subendothelial cell-surface glycoprotein that acts as a cofactor for factor VII

Fibrinogen Activity

Factor I cleaved by thrombin to form fibrin clot

Transglutaminase Activity

Factor XIII activated by thrombin in presence of Ca2+; stabilizes fibrin clot by covalent cross-linking

Regulatory/Other Proteins

Activities

von Willebrand factor associated with subendothelial connective tissue; serves as a bridge between platelet glycoprotein GPIb/IX and collagen

Protein C activated to protein Ca by thrombin bound to thrombomodulin; then degrades factors VIIIa and Va

Protein S acts as a cofactor of protein C; both proteins contain gla residues

Thrombomodulin protein on the surface of endothelial cells; binds thrombin, which then activates protein C

Antithrombin III most important coagulation inhibitor, controls activities of thrombin, and factors IXa, Xa, XIa and XIIa

14 Biokimia-Program D3 Kebidanan

Darah

Dalam sistem hemostasis ada 3 mekanisme yang bekerja bersama-sama untuk menghentikan aliran darah yaitu:

1. Vasokonstriksi2. Pembentukan sumbatan trombosit3. Penjendalan darah

Pertama: VASOKONSTRIKSI

Vasokonstriksi dapat memperlambat aliran darah sehingga kehilangan darah berkurang. Proses ini diperantarai oleh:- Kontrol lokal

Vasokonstriktor misalnya tromboksan yang dilepaskan pada lokasi kerusakan menyempitkan vaskuler setempat.

- Kontrol sistemik Epinefrin yang dilepaskan oleh kelenjar adrenal merangsang vasokonsriksi secara sistemik.

Kedua: PEMBENTUKAN SUMBATAN TROMBOSIT

Saat terjadi kerusakan vaskuler, darah terpapar oleh serat kolagen pada membran basal pembuluh darah. Trombosit diaktifkan akibat kontak dengan kolagen tersebut. Trombosit yang telah aktif melepaskan substansi kimia antara lain ADP dan tromboksan yang menyebabkan berkumpulnya trombosit-trombosit lain ke lokasi injuri. Kumpulan trombosit membentuk sumbatan trombosit yang menghentikan aliran darah keluar dari pembuluh darah. Sumbatan trombosit ini kadang-kadang ada yang menuju sasaran yang salah (bukan daerah injuri). Untuk mengatasi hal ini, pembuluh darah mengeluarkan enzim prostasiklin yang dapat menghambat aktifasi dan berkumpulnya trombosit.

Gambar: Pembentukan sumbatan trombosit

Ketiga: PENJENDALAN DARAH

 Darah memiliki belasan faktor penjendalan, berupa protein yang eksis di dalam darah dalam kondisi inaktif, namun akan aktif jika ada kerusakan pembuluh darah. Aktifasi faktor-faktor penjendalan ini terjadi menurut urutan tertentu. Faktor pertama mengaktifkan faktor kedua, faktor kedua mengaktifkan faktor ketiga, demikian seterusnya. Urutan reaksi ini dinamakan clotting cascade (luncuran jendalan). Penjendalan darah adalah transformasi dari bentuk cair ke bentuk jel semisolid. Jendalan dibuat fibrin yaitu serat (polimer) protein. Monomer fibrin dihasilkan dari aktifasi fibrinogen yang semula adalah prekursor inaktif. Ujung fibrinogen memiliki penutup, yang jika dilepas akan melekat ke fibrin-fibrin yang lain, sehingga terbentuklah polimer fibrin. Proses perubahan fibrinogen menjadi fibrin membutuhkan enzim yaitu trombin. Proses ini juga membutuhkan kalsium yang mengikat monomer-monomer fibrin menjadi polimer fibrin. Serat-serat fibrin membentuk jala-jala longgar yang distabilkan oleh faktor XIII. Jala-jala fibrin yang telah stabil menangkap eritrosit sehingga terbentuk jendalan dan menghentikan aliran darah.

15 Biokimia-Program D3 Kebidanan

Darah

Gambar: Pembentukan jendalan darah

PENGENDALIAN PROSES PENJENDALAN DARAH

Dari gambar di atas terlihat bahwa trombin adalah kunci mekanisme penjendalan. Jika trombin tersedia, maka penjendalan berlangsung, tetapi jika trombin tidak ada, penjendalan tidak akan terjadi.

Bagaimana trombin dikendalikan?Trombin berasal dari prekursor inaktif yaitu protrombin. Ada 2 jalur untuk mengubah protrombin menjadi trombin yaitu jalur intrinsik dan jalur ekstrinsik.

Gambar: Dua jalur pembentukan trombin

Pertama: JALUR INTRINSIK

Jalur intrinsik, dirangsang oleh elemen-elemen intrinsik (elemen-elemen dalam darah sendiri). Kerusakan dinding pembuluh darah merangsang aktifasi luncuran faktor penjendalan. Luncuran ini mengakibatkan aktifasi faktor X. Faktor X yang teraktifasi merupakan enzim pengubah protrombin menjadi trombin. Trombin mengubah fibrinogen menjadi monomer fibrin yang kemudian terpolimerasi menjadi serat fibrin. Serat fibrin membentuk jala-jala longgar yang distabilkan oleh serat melintang yang dibuat oleh faktor XIII. Jala-jala serat fibrin yang stabil menjadi jendalan yang menangkap eritrosit dan trombus, kemudian menghentikan aliran darah.

16 Biokimia-Program D3 Kebidanan

Darah

Kedua: JALUR EKSTRINSIK

Jalur ekstrinsik dirangsang oleh kerusakan jaringan di luar pembuluh darah. Jalur ini menjendalkan darah yang mengalir dari pembuluh darah ke jaringan. Kerusakan jaringan merangsang aktifasi tromboplastin jaringan, suatu enzim yang mengkatalisis aktivasi faktor X. Pada poin ini jalur intrinsik dan ekstrinsik bersatu dan langkah selanjutnya sama dengan yang dilalui jalur intrinsik.

17 Biokimia-Program D3 Kebidanan