PENDAHULUAN

Sistem hematologi tersusun atas darah dan tempat darah diproduksi, termasuk sumsum

tulang dan nodus limpa. Darah adalah organ khusus yang berbeda dengan organ lain karena

berbentuk cairan. Darah merupakan medium transport tubuh. Volume darah manusia yaitu

sekitar 7%-10% dari berat badan normal dan berjumlah sekitar lima liter. Keadaan jumlah darah

pada tiap-tiap orang tidak sama, tergantung dari usia, pekerjaan, serta keadaan jantung atau

pembuluh darah. Darah terdiri dari dua komponen utama yaitu plasma darah (air, elektrolit, dan

protein darah) dan butir-butir darah (eritrosit, leukosit, dan trombosit).

Sel darah merah membawa hemoglobin dalam sirkulasi. Sel darah merah merupakan

cairan bikonkaf dengan diameter 7 mikron. Bikonkavitas memungkinkan gerakan oksigen masuk

dan keluar sel secara cepat dengan jarak yang pendek antara membrane dan inti sel. Sel ini

berbentuk lempeng bikonkaf dan dibentuk pada sumsum tulang. Warnanya kuning kemerah-

merahan, karena didalamnya mengandung suatu zat yang disebut hemoglobin. Pada manusia, sel

ini berada dalam sirkulasi selama kurang lebih 120 hari.

1

PEMBAHASAN

Dalam keadaan normal, eritropoesis pada orang dewasa terutama terjadi di sumsum

tulang, dimana sistem eritrosit menempati 20%-30% bagian jaringan sumsum tulang yang aktif

membentuk sel darah.1 Sel darah merah berinti berasal sel induk multipotensial dalam sumsum

tulang. Sel induk multipotensial ini mampu berdiferensiasi menjadi sel darah sistem eritrosit,

mieloid, dan megakariosibila yang dirangsang oleh eritropoeitin. Sel induk multipotensial ini

akan berdiferensiasi menjadi sel induk unipotensial. Sel induk unipotensial ini tidak mampu

berdiferensiasi lebih jauh lagi, sehingga sel induk unipotensial seri eritrosit hanya akan

membentu DNA yang diperlukan untuk tiga sampai dengan empat kali fase mitosis. Melalui

empat kali mitosis. Melalui empat kali mitosis dari setiap sel pronormoblas akan terbentuk 16

eritrosit. Eritrosit matang kemudian dilepaskan dalam sirkulasi. Pada produksi eritrosit normal

sumsum tulang memerluka besi, vitamin B12, asam folat, piridoksin, kobal, asam amino, dan

tembaga. Pengelompokan morfologi sel yang terjadi selama proses diferensiasi dari sel

pronormoblas sampai kepada eritrosit matang ada 3 yaitu:

1. Ukuran sel semakin kecil akibat mengecilnya inti sel.

2. Inti sel menjadi makin padat dan akhirnya dikeluarkan pada tingkatan eritroblas asidosis.

3. Dalam sitoplasma dibentuk hemoglobin yang diikuti dengan hilangnya RNA dari dalam

sitoplasma sel.

Jumlah eritrosit rata rata normal sel darah merah adalah 5,4 juta/µL pada pria dan 4,8

juta/µL pada wanita.2 Jumlah normal pada orang dewasa kira-kira 11,5-15 gram dalam 100 cc

darah. Setiap sel darah merah memiliki diameter 7,5 µm dan tebal 2 µm, dan setiap sel

mengandung sekitar 29 pg Hb. Normal Hb wanita 11,5 mg% dan Hb laki-laki 13 mg%. Didalam

peredaran darah seorang pria dewasa, terdapat sekitar 3 x 1013 sel darah merah dan sekitar 900 g

Hb.

Fungsi utama dari sel-sel darah merah, yang juga dikenal sebagai eritrosit adalah

mengangkut hemoglobin, dan seterusnya mengangkut oksigen dari paru-paru ke jaringan. Selain

mengangkut hemoglobin, sel-sel darah merah juga mempunyai fungsi lain. Contohnya, ia

mengandung banyak sekali karbonik anhidrase, yang mengkatalisis reaksi antara karbon dioksida

dan air, sehingga meningkatkan kecepatan reaksi bolak-balik ini beberapa ribu kali lipat.

2

Cepatnya reaksi ini membuat air dalam darah bereaksi dengan banyak sekali karbon dioksida,

dan dengan demikian mengangkutnya dari jaringan menuju paru-paru dalam bentuk ion

bikarbonat (HCO3-). Sel darah merah normal, berbentuk lempeng bikonkaf dengan diameter

kirakira 7,8 mikrometer dan dengan ketebalan pada bagian yang paling tebal 2,5 mikrometer dan

pada bagian tengah 1 mikrometer atau kurang. Volume rata-rata sel darah merah adalah 90

sampai 95 mikrometer kubik. Bentuk sel darah merah dapat berubah-ubah ketika sel berjalan

melewati kapiler. Sesungguhnya, sel darah merah merupakan suatu “kantung” yang dapat diubah

menjadi berbagai bentuk. Selanjutnya, karena sel normal mempunyai membran yang sangat kuat

untuk menampung banyak bahan material di dalamnya, maka perubahan bentuk tadi tidak akan

meregangkan membran secara hebat, dan sebagai akibatnya, tidak akan memecahkan sel, seperti

yang akan terjadi pada sel lainnya. Seperti telah disebutkan sebelumnya bahwa fungsi terpenting

sel darah merah adalah transpor O2 dan CO2 antara paru-paru dan jaringan. Suatu protein

eritrosit, yaitu hemoglobin, memainkan peranan penting pada kedua proses tersebut. Sehingga

pada makalah ini penulis akan membahas metabolisme eritrosit dan juga unsur-unsur lain yang

berkaitan erat dengan proses metabolisme tersebut.

Hemoglobin yang terdapat sel dalam sel juga merupakan dapar asam-basa (seperti juga

pada kebanyakan protein), sehingga sel darah merah bertanggung jawab untuk sebagian besar

daya pendaparan seluruh darah.3 Hemoglobin merupakan molekul yang berbentuk bulat yang

terdiri atas empat subunit.4 Tiap-tiap subunit mengandung satu gugus hemeyang terkonjugasi

oleh suatu polipeptida. Heme adalah suatu derivat porfirin yang mengandung besi. Polipeptida-

polipeptida itu secara kolektif disebut sebagai bagian globin dari molekul hemoglobin. Ada dua

pasang polipeptida di setiap molekul hemoglobin. Pada hemoglobin manusia dewasa normal

(hemoglobin A), dua jenis polipeptidatersebut dinamakan rantai α, dan masing-masing

mengandung 141 residu asam amino, dan rantai β yang masing-masing mengandung 146 residu

asam amino. Jadi hemoglobin A diberi kode α2β2. Tidak semua hemoglobin didalam darah

manusia dewasa normal merupakan hemoglobin A. Sekitar 2,5% hemoglobin adalah hemoglobin

A2 yang rantai β-nya digantikan oleh rantai δ (α2δ2). Rantai δ juga mengandung 146 residu asam

amino, namun 10 macam residu asam amino-nya berbeda dari residu asam amino di rantai β.

Ada derivat hemoglobin A dalam jumlah kecil yang terkait erat dengan hemoglobin A dan

merupakan hemoglobin terglikasi. Salah satunya hemoglobin A1c (HbA1c), yang mempunyai satu

3

glukosa yang menempel pada valin terminal di setiap rantai β. Hemoglobin ini sangat menarik

karena jumlahnya dalam darah meningkat pada diabetes mellitus yang tidak terkontrol.

Hemoglobin berperan dalam memelihara fungsi transpor oksigen dari paru-paru ke

jaringan-jaringan.5 Sel darah merah dalam darah arteri sistemik mengangkut oksigen dari paru-

paru ke jaringan dan kembali dalam darah vena dengan karbondioksida (CO2) ke paru-paru.

Ketika molekul hemoglobin memuat dan melepas O2, masing-masing rantai globin dalam

molekul hemoglobin mendorong satu sama lain. Ketika O2 dilepas, rantai-rantai akan tertarik-

pisah (pulled apart), memudahkan masuknya metabolit 2,3-difosfogliserat (2,3-DPG) yang

mengakibatkan merendahnya afinitas molekul untuk O2. Pergerakan ini bertanggung jawab

terhadap bentuk sigmoid kurve disosiasi O2 hemoglobin P 50 (yakni tekanan parsial O2 pada

mana hemoglobin setengah jenuh dengan O2) darah normal adalah 26,6 mmHg. Dengan

peningkatan afinitas untuk O2, kurve bergeser ke kiri (yakni, P 50 turun) sementara, dengan

penurunan afinitas untuk O2, kurve bergeser ke kanan (yakni P 50 naik). Normal di dalam tubuh,

pertukaran O2 bekerja di antara kejenuhan 95% (darah artei) dengan tekanan O2 arteri rata-rata

95 mmHg dan kejenuhan 70% (darah vena) dengan tekanan O2 vena rata-rata 40 mmHg. Posisi

kurva normal tergantung pada konsentrasi 2,3-DPG, ion H+ dan CO2 dalam sel darah merah dan

pada struktur molekul hemoglobin. Konsentrasi tinggi 2,3-DPG, H+ atau CO2, dan adanya

hemoglobin tertentu, misalnya hemoglobin sabit (Hb S) menggeser kurve ke kanan sedangkan

hemoglobin janin (Hb F) – yang tidak dapat mengikat 2,3-DPG – dan hemoglobin abnormal

tertentu yang langka yang berhubungan dengan polisitemia menggeser kurve ke kiri karena

hemoglobin ini kurang mudah melepas O2 daripada normal. Jadi oksigen binding/dissosiasi

dipengaruhi oleh pO2, pCO2, pH, suhu tubuh dan konsentrasi 2,3-DPG.

Bagian cairan dalam darah, yaitu plasma, merupakan suatu larutan luar biasa yang

mengandung banyak sekali ion, molekul anorganik, dan molekul organik yang diangkut ke

berbagai bagian tubuh atau membantu pengangkutan zat lain.6 Volume plasma normal adalah

sekitar 5% dari berat badan, atau secara kasar 3500 mL pada seorang pria berbobot 70 kg.

plasma menggumpal bila dibiarkan, dan tetap bersifat cair jika ditambahkan antikoagulan. Bila

darah lengkap dibiarkan menggumpal dan gumpalannya diambil, sisa cairannya disebut serum.

Serum pada dasarnya mempunyai komposisi yang sama seperti plasma kecuali bahwa

kandungan fibrinogen dan faktor pembekuannya yaitu protombin, globulin akselerator, dan

4

globulin antihemofilia telah dihilangkan dan serum memiliki kandungan serotonin yang lebih

tinggi akibat perombakan trombosit yang terjadi selama penggumpalan.

Protein plasma terdiri dari fraksi albumin, globulin, dan fibrinogen. Dinding kapiler

relatif impermeable terhadap protein didalam plasma sehingga protein-protein tersebut

menimbulkan daya osmotic sekitar 25 mmHg di dinding kapiler yang menarik air ke dalam

darah.7 Protein plasma menyumbang 15% dari daya penyangga pada darah karena ionisasi lemah

pada substituent gugus COOH dan NH2 di protein tersebut. Pada pH plasma normal sebesar 7,4

protein kebanyakan berada dalam bentuk anion dan merupakan suatu bagian yang penting dari

komplemen anionic dalam plasma. Protein plasma seperti antibodi dan protein yang berfungsi

pada pembekuan darah mempunyai fungsi yang spesifik. Beberapa protein berfungsi pada

pengangkutan hormon tiroid, adrekorteks, gonad, dan hormon lain. Pengikatan menahan

hormon-hormon ini sehingga cepat terfiltrasi melalui glomerulus dan membentuk reservoir yang

stabil untuk hormon tersebut dan dapat diserap oleh jaringan. Selain itu, albumin bertindak

sebagai molekul pembawa untuk logam, ion, asam lemak, asam amino, bilirubin, enzim, dan

obat-obatan.

Eritrosit juga memiliki membran yang terdiri dari lipid dua lapis (lipid bilayer), protein

membran integral dan suatu rangka membran.8 Sekitar 50% membran adalah protein, 40%

lemak, dan 10% karbohidrat. Karbohidrat hanya terdapat pada permukaan luar sedangkan protein

terdapat di perifer atau integral, menembus lipid dua lapis. Beberapa protein eritrosit telah diberi

nomor menurut mobilitasnya pada elektroforesis gel poliakriamid. Rangka membran terbentuk

oleh protein-protein struktural yang mencakup spektrin α dan β, amkirin, protein, dan aktin.

Protein-protein tersebut membentuk jaringan horizontal pada sisi dalam membran eritrosit dan

penting untuk mempertahankan bentuk bikonkaf. Spektrin adalah protein yang terbanyak, terdiri

atas dua rantai (α dan β) yang saling mengelilingi untuk membentuk heterodimer, kemudia

berkumpul sendiri dengan posisi kepala-kepala membentuk tetramer. Tetramer ini terkait pada

aktin disisi ekornya. Pada sisi kepala, rantai spektrin β melekat pada ankirin yang berhubungan,

protein transmembran yang bekerja sebagai saluran anion. Protein memperkuat interaksi ini.

Defek protein-protein tersebut dapat menjelaskan terjadinya beberapa kelainan bentuk eritrosit,

misalnya sferositosis dan eliptositosis herediter, sedangkan perubahan komposisi lipid akibat

kelainan congenital atau didapat dalam kolesterol atau fosfolipid plasma dapat disertai dengan

5

kelainan membran yang lain. Contohnya, peningkatan kadar kolesterol dan fosfolipid telah

diperkirakan sebagai salah satu penyebab terjadinya sel target, sedangkan peningkatan selektif

yang besar dalam kadar kolesterol dapat menyebabkan pembentukan akantosit.

Sistem transport eritrosit dilakukan dengan sistem transport aktif dan pasif.9 pada

transport aktif, partikel berpindah karena energy kinetic yang dimilikinya. Hal ini penting untuk

memungkinkan partikel menyebrangi membran sel. Pada proses ini, tidak diperlukan energy

tambahan. Sedangkan pada transport aktif, diperlukan energy tambahan dalam bentuk ATP yang

disediakan oleh sel. Tanpa energi ekstra ini, pergerakan tidak dapat terjadi. Contoh transport

aktif yaitu difusi dan osmosis. Eksositosis dan endositosis juga merupakan contoh transport aktif.

Difusi adalah perpindahan partikel (molekul, ion, dan atom) dari area dengan konsentrasi tinggi

ke area dengan konsentrasi rendah. Difusi terjadi cepat pada jarak pendek tetapi sangat lambat

jika melalui jarak jauh, hal ini mungkin menjelaskan mengapa sel berukuran sangat kecil. Difusi

berjalan lebih cepat dalam gas daripada cairan. Difusi terfasilitasi memindahkan molekul besar

yang tidak larut lemak (lipid) seperti glukosa untuk melewati membran sel. Substansi yang

ditranspor terikat pada suatu protein pembawa yang spesifik untuk substansi tersebut. Hal ini

tetap merupakan difusi yang menuruni gradient konsentrasi. Difusi terfasilitasi dibatasi oleh

jumlah protein pembawa, dan saat semua protein pembawa bekerja tercapailah kejenuhan.

Hormon insulin terlibat dalam transport glukosa dan mempengaruhi kecepatan transport glukosa

ke dalam sel.

Osmosis adalah difusi suatu zat pelarut melintasi membran. Pada makhluk hidup zat

pelarut adalah air. Tubuh manusia mengandung persentase air yang tinggi dan osmosisi

menggerakan air keluar masuk sel terus-menerus. Ketidakseimbangan osmosis pada tubuh dapat

menyebabkan pembengkakan sel atau penciutan sel, dehidrasi, dan diare, serta edema. Osmosis

didefinisikan sebagai pergerakan air melalui membran permeable selektif, dari area dengan

konsentrasi air tinggi ke area dengan konsentrasi air rendah. Tekanan yang diperlukan untuk

mencegah terjadinya perpindahan air secara osmosis disebut tekanan osmotik. Semakin besar

perbedaan konsentrasi di antara dua larutan di kedua sisi membran permeabel selektif, maka

semakin besar ekanan osmotik yang diperlukan untuk menghentikan perpindahan air secara

osmosis. Tekanan osmotik sering disebut juga sebagai tarikan osmotik karena terlihat seperti

menarik air melalui membran. Tekanan osmotik larutan tergantung dari jumlah partikel yang

6

terlarut dalam larutan, dan bukan jenis partikelnya. Konsentrasi suatu zat terlarut ditinjau dari

jumlah partikelnya dinyatakan dengan satuan yang disebut osmol. Konsentrasi suatu larutan

dalam osmol dapat dihitung dengan dua cara yaitu osmolaritas dan osmolalitas. Osmolaritas

dengan satuan osmol/L. Karena konsentrasi substansi tersebut dalam tubuh sangat rendah, maka

digunakan satuan miliosmol (mosmol/L). Larutan dengan osmolaritas yang lebih besar

dibandingkan larutan lainnya disebut hiperosmotik. Larutan dengan osmolaritas yang lebih

rendah dibandingka larutan lainnya disebut hipoosmotik. Dua larutan yang memiliki osmolaritas

yang sama disebut iso-osmotik. Osmolalitas atau larutan molal adalah jika 1 mol zat terlarut

dalam 1 kg zat pelarut. Di dalam tubuh zat pelarut selalu berupa air, dank arena berat 1 liter air

hampir sama dengan 1 kg maka dua satuan ini (osmolaritas dan osmolalitas) hampir identik.

Tonisitas adalah kemampuan larutan untuk memvariasikan ukuran dan bentuk sel dengan

mengubah jumlah air dalam sel. Tonisitas sel diklasifikasikan dalam tiga larutan yaitu:

1. Larutan isotonik

Larutan isotonik memiliki konsentrasi zat terlarut yang sama pada kedua sisi membran.

Air berpindah keluar masuk sel, tetapi tidak ada resultan pergerakan air, bentuk sel tetap.

2. Larutan hipertonik

Pada larutan hipertonik, konsentrasi zat terlarut lebih pekat di luar sel daripada di dalam

sel. Air akan berpindah keluar sel ke larutan secara osmosis dan menyebabkan penciutan

sel yang disebut juga krenasi.

3. Larutan hipotonik

Pada larutan hipotonik, konsentrasi zat terlarut lebih rendah di luar sel daripada di dalam

sel. Air akan masuk ke sel secara osmosis, menyebabkan pembengkakan sel dan sel

pecah yang disebut juga hemolisis.

Lama hidup eritrosit diukur dari ketahanan hidup eritrosit berlabel Cr51. Suatu sampel

darah subjek diinkubasi dengan Cr51 yang berkaitan kuat pada hemoglobin dan sel-sel berlabel

disuntikan dalam sirkulasi. hilangnya Cr51 dari darah diukur secara berurutan selama tiga minggu

sesudahnya. Letak penghancuran eritrosit ditetapkan dengan pengukuran diatas permukaan

limpa, hati, dan jantung (sebagai indeks aktivitas darah). Adapula cara kematian sel yang

terprogram yaitu apoptosis.10 Apoptosis adalah cara kematian sel yang penting dan tersendiri,

7

yang seharusnya dibedakan dengan nekrosis meskipun beberapa gambaran mekanistik sama.

Apoptosis adalah jalur bunuh diri sel yang terjadi pada kematian sel nekrotik. Apoptosis

menyebabkan kematian sel terprogram, pada beberapa proses fisiologik penting, meliputi

Kerusakan sel terprogram selama embryogenesis, seperti yang terjadi pada implantasi,

organogenesis, dan terjadinya involusi

Involusi fisiologik bergantung hormon, seperti involusi endometrium selama siklus

menstruasi, atau payudara di masa laktasi setelah penyapihan

Delesi sel pada populasi yang berproliferasi, seperti epitel kripta usu, atau kematian sel

pada tumor

Delesi sel T autoreaktif di timus (>95% timosit mati dalam timus selama proses maturasi)

kematian sel dari limfosit yang kekurangan sitokin, atau kematian sel yang diinduksi oleh

sel T sitotoksik

Berbagai rangsangan cedera ringan yang menyebabkan kerusakan DNA yang tidak dapat

diperbaiki, sebaliknya memicu jalur lalu lintas bunuh diri sel.

Eritropoiesis tidak seluruhnya efisien karena sekitar 10-15% dari eritroblas yang sedang

berkembang, mati didalam sumsum tanpa menghasilkan sel matur. Hal ini dinamakan

eritropoeiesis inefektif dan sangat meningkat pada beberapa anemia kronik. Kadar bilirubin tak

berkonjungsi (berasal dari pemecahan hemoglobin) dan laktat dehidrogenase (LDH, berasal dari

sel yang rusak) dalam serum biasanya meningkat jika eritropoiesis inefektif nyata. Hitung

erikulosit rendah jika dibandingkan dengan derajat anemia dan proporsi eritroblas dalam

sumsum tulang.

Penghancuran eritrosit terjadi setelah umur rata-rata 120 hari ketika sel dipindahkan ke

ekstravaskular oleh makrofag system retikuloendotelial (RE), teristimewa dalam sumsum tulang

tetapi juga dalam hati dan limpa. Mebabolisme sel darah merah perlahan-lahan memburuk

karena enzim tidak diganti, sampai sel menjadi tidak mampu (non-viable), tetapi alasan yang

tepat mengapa sel darah merah mati tidak jelas. Sel darah merah pecah membebaskan besi untuk

sirkulasi melalui transferin plasma ke eritroblas sumsum, dan protoporfirin yang dipecah menjadi

bilirubin. Bilirubin beredar ke hati dimana ia dikonjugasikan dengan glukoronida yang dieksresi

ke dalam usus melalui empedu dan dikonversi menjadi sterkobilinogen dan sterkobilin

8

(diekskresi dalam feses). Sterkobilinogen dan sterkobilin sebagaian diserap kembali (reabsorpsi)

dan diekskresi dalam urin sebagai urobilinogen dan urobilin. Fraksi kecil protoporfirin

dikonversi menjadi karbon monoksida (CO) dan diekskresi melalui paru-paru. Rantai globin

dipecah menjadi asam amino yang dipakai kembali (reutilisasi) untuk sintesis protein umum

dalam tubuh. Hemolisis intravaskular (pemecahan sel darah merah di dalam pembuluh darah)

memainkan peranan sedikit atau tidak sama sekali pada penghancuran sel darah merah.

9

KESIMPULAN

Dari uraian-uraian sebelumnya dapat diambil simpulan sebagai berikut :

1. Hemoglobin berfungsi untuk transpor O2 dan CO2 antara paru-paru dan jaringan

Hemoglobin berperan dalam memelihara fungsi transpor oksigen dari paru-paru ke

jaringan-jaringan

2. Oksigen binding/disosiasi dipengaruhi oleh pO2, pCO2, pH, suhu tubuh dan konsentrasi

2,3-DPG. Sintesis dari 2,3-BPG dalam eritrosit adalah penting untuk mengontrol afinitas

hemoglobin terhadap oksigen.

3. Struktur sel eritrosit bersifat lentur dan bikonkaf sehingga dapat berubah-ubah ketika sel

berjalan melewati kapiler yang sangat kecil.

4. Eritrosit tidak mempunyai mitokondria atau organel lainnya dan juga metabolisme di

dalam sitoplasmanya sangat berkurang, sehingga untuk melaksanakan fungsinya

diperlukan penambahan glukosa yang dipecahkan melalui glikolisis menjadi laktat.

10

DAFTAR PUSTAKA

1. Christofalo DV, Pignolo RJ. Replicative senencence of human cells in culture. Physiol

Rev 73:617, 1999

2. Wiwik handayani, Andi sulistyo. Buku ajar asuhan keperawatan dengan gangguan sistem

hematologi. Penerbit salemba medika. Jakarta 2008

3. Larry waterbury. Hematologi. Penerbit buku kedokteran EGC. Jakarta 1995

4. Elizabeth JC. Buku saku patofisiologi corwin. Penerbit buku kedokteran EGC. Jakarta

2007

5. Jan tambayong. Patofisiologi. Penerbit buku kedokteran EGC. Jakarta 1999

6. Chris brooker. Ensiklopedia keperawatan. Penerbit buku kedokteran EGC. Jakarta 2005

7. John Gibson. Fisiologi dan anatomi modern untuk perawat. Penerbit buku kedokteran

EGC. Jakarta 2005

8. Ethel slonane. Anatomi dan fisiologi untuk pemula. Penerbit buku kedokteran EGC.

Jakarta 2008

9. Daniel SW. Anatomi tubuh manusia. Penerbit buku kedokteran EGC. Jakarta 2001

10. Vinay kumar, Ramzi SC, Stanley LR. Buku ajar patologi robbins, ed. 7, vol. 1. Penerbit

buku kedokteran EGC. Jakarta 2004

11