ERITROSIT (SEL DARAH MERAH): CIRI, FUNGSI - ANATOMI DAN FISIOLOGI - 2025

The eritrosit , juga disebut sel darah merah, sel-sel darah yang sangat fleksibel dan berlimpah cekung ganda disc berbentuk. Mereka bertanggung jawab untuk mengangkut oksigen ke semua jaringan tubuh berkat adanya hemoglobin di dalam sel, serta berkontribusi pada pengangkutan karbon dioksida dan kapasitas penyangga darah.

Pada mamalia, bagian dalam eritrosit pada dasarnya terdiri dari hemoglobin, karena telah kehilangan semua kompartemen subseluler, termasuk nukleus. Pembangkitan ATP dibatasi pada metabolisme anaerobik.

Eritrosit sesuai dengan hampir 99% elemen formal yang ada dalam darah, sedangkan 1% sisanya terdiri dari leukosit dan trombosit atau trombosit. Dalam satu mililiter darah terdapat sekitar 5,4 juta sel darah merah.

Sel-sel ini diproduksi di sumsum tulang dan dapat hidup rata-rata 120 hari, di mana mereka dapat melakukan perjalanan lebih dari 11.000 kilometer melalui pembuluh darah.

Sel darah merah adalah salah satu elemen pertama yang diamati di bawah mikroskop pada tahun 1723. Namun, baru pada tahun 1865 peneliti Hoppe Seyler menemukan kapasitas transpor oksigen sel ini.

Karakteristik umum

Mereka adalah sel discoidal dengan diameter sekitar 7,5 hingga 8,7 um dan ketebalan 1,7 hingga 2,2 um. Mereka lebih tipis di tengah sel daripada di tepi, memberikan penampilan penyelamat. Mereka mengandung lebih dari 250 juta molekul hemoglobin di dalamnya.

Eritrosit adalah sel dengan fleksibilitas yang luar biasa, karena mereka harus bergerak selama sirkulasi melalui pembuluh yang sangat tipis, dengan diameter sekitar 2 sampai 3 um. Saat melewati saluran-saluran ini, sel berubah bentuk dan di ujung lorong itu kembali ke bentuk aslinya.

Oleh Jerome Walker, dari Wikimedia Commons

Sitosol

Sitosol dari struktur ini mengandung molekul hemoglobin, yang bertanggung jawab untuk pengangkutan gas selama sirkulasi darah. Volume sitosol sel sekitar 94 um ³ .

Ketika dewasa, eritrosit mamalia kekurangan inti sel, mitokondria, dan organel sitoplasma lainnya, membuatnya tidak mampu untuk sintesis lipid dan protein atau fosforilasi oksidatif.

Dengan kata lain, eritrosit pada dasarnya terdiri dari selaput yang membungkus molekul hemoglobin.

Diusulkan agar eritrosit berusaha menyingkirkan setiap kompartemen subseluler untuk memastikan ruang maksimum yang memungkinkan untuk pengangkutan hemoglobin - dengan cara yang sama kita akan berusaha menghilangkan semua elemen dari mobil kita jika kita akan mengangkut barang dalam jumlah besar.

Membran seluler

Membran sel eritrosit terdiri dari lapisan ganda lipid dan jaringan spektrin, yang bersama-sama dengan sitoskeleton, memberikan elastisitas dan kepatuhan pada struktur ini. Lebih dari 50% komposisinya adalah protein, sedikit lebih sedikit lipid dan sisanya sesuai dengan karbohidrat.

Membran eritrosit adalah membran biologis yang paling banyak mendapat perhatian dan paling banyak dipahami, kemungkinan karena kemudahan isolasi dan kesederhanaannya.

Membran mengandung serangkaian protein integral dan perifer yang terhubung ke lapisan ganda lipid dan spektrin. Hubungan yang melibatkan pengikatan protein dikenal sebagai interaksi vertikal dan yang melibatkan array dua dimensi spektrin melalui molekul aktin adalah interaksi horizontal.

Ketika salah satu interaksi vertikal atau horizontal ini gagal, ini menghasilkan kemungkinan perubahan dalam kepadatan spektrin, menyebabkan perubahan morfologi eritrosit.

Penuaan sel darah merah tercermin dalam stabilitas membran, mengurangi kemampuannya untuk mengakomodasi sistem peredaran darah. Ketika ini terjadi, sistem monosit-makrofag mengenali elemen fungsional yang buruk, menghilangkannya dari sirkulasi dan mendaur ulang isinya.

Protein membran sel

Protein yang terdapat pada membran sel eritrosit dapat dengan mudah dipisahkan pada gel elektroforesis. Dalam sistem ini pita-pita berikut menonjol: spektrin, ankyrin, pita 3, protein 4.1 dan 4.2, saluran ion, glukoporfin, dan enzim gliseraldehida-3-fosfat-dehidrogenase.

Protein ini dapat dikelompokkan menjadi empat kelompok sesuai dengan fungsinya yaitu transporter membran, molekul adhesi dan reseptor, enzim dan protein yang mengikat membran dengan komponen sitoskeleton.

Protein transporter melintasi membran beberapa kali dan yang terpenting dari grup ini adalah pita 3, penukar anion klorida dan bikarbonat.

Karena eritrosit tidak memiliki mitokondria, sebagian besar enzim berlabuh pada membran plasma, termasuk enzim glikolisis fruktosa-bifosfat aldolase A, α-enolase, ALDOC, gliseraldehida-3-fosfat dehidrogenase, fosgliserat kinase, dan piruvat kinase. kinase.

Mengenai protein struktural, yang paling melimpah adalah protein pita 3, spektrin, ankyrin, aktin dan pita 4.1, sedangkan protein pita 4.2, dematin, adduksin, tropomodulin, dan tropomiosin merupakan komponen minor membran.

Spectrin

Spektrin adalah protein berfilamen yang terdiri dari rantai alfa dan beta, yang strukturnya adalah heliks alfa.

Serat spektrin mengingatkan pada pegas kasur, dan bagian kain yang mengelilingi kasur akan mewakili membran plasma dalam contoh hipotetis ini.

Hemoglobin

Hemoglobin adalah protein kompleks dengan struktur kuaterner yang disintesis dalam eritrosit dan merupakan elemen fundamental dari sel-sel ini. Ini terdiri dari dua pasang rantai, dua alfa dan dua non-alfa (bisa beta, gamma atau delta) yang dihubungkan bersama oleh ikatan kovalen. Setiap unit memiliki grup heme.

Ini mengandung kelompok heme dalam strukturnya dan bertanggung jawab atas karakteristik warna merah darah. Mengenai ukurannya, ia memiliki berat molekul 64.000 g / mol.

Pada individu dewasa, hemoglobin terdiri dari dua rantai alfa dan dua beta, sedangkan sebagian kecil menggantikan beta dengan delta. Sebaliknya, hemoglobin janin terdiri dari dua alfa dan dua rantai gamma.

Oleh OpenStax College, melalui Wikimedia Commons

fitur

Transportasi oksigen

Oksigen yang diencerkan dalam plasma darah tidak cukup untuk memenuhi permintaan sel, untuk alasan ini harus ada entitas yang bertanggung jawab untuk mengangkutnya. Hemoglobin adalah molekul protein dan merupakan pengangkut oksigen yang paling baik.

Fungsi paling penting dari eritrosit adalah menampung hemoglobin di dalamnya untuk memastikan pasokan oksigen ke semua jaringan dan organ tubuh, berkat pengangkutan dan pertukaran oksigen dan karbon dioksida. Proses tersebut tidak membutuhkan pengeluaran energi.

Abnormalitas

Anemia sel sabit

Anemia sel sabit atau anemia sel sabit terdiri dari serangkaian patologi yang mempengaruhi hemoglobin, menyebabkan perubahan bentuk sel darah merah. Sel-sel tersebut mengurangi waktu paruh mereka, dari 120 hari menjadi 20 atau 10 hari.

Patologi terjadi karena perubahan unik dari residu asam amino, glutamat untuk valin, dalam rantai beta protein ini. Kondisi tersebut dapat diekspresikan dalam keadaan homozigot atau heterozigotnya.

Sel darah merah yang terkena berbentuk sabit atau koma. Dalam gambar tersebut, sel darah normal dibandingkan dengan sel patologis. Selain itu, mereka kehilangan kelenturan karakteristiknya, sehingga dapat pecah saat mencoba melintasi pembuluh darah.

Kondisi ini meningkatkan viskositas intraseluler, mempengaruhi bagian sel darah merah yang terkena melalui pembuluh darah yang lebih kecil. Fenomena ini berakibat pada penurunan kecepatan aliran darah.

Oleh OpenStax College, melalui Wikimedia Commons

Sferositosis herediter

Sferositosis luka adalah kelainan bawaan yang melibatkan membran sel darah merah. Pasien yang menderita penyakit ini ditandai dengan diameter yang lebih kecil pada eritrosit dan konsentrasi hemoglobin lebih besar dari biasanya. Dari semua penyakit yang mempengaruhi membran sel darah merah, ini yang paling umum.

Ini disebabkan oleh kerusakan pada protein yang secara vertikal menghubungkan protein sitoskeletal ke membran. Mutasi yang terkait dengan gangguan ini ditemukan pada gen yang mengkode spektrin alfa dan beta, ankyrin, band 3, dan protein 4.2.

Individu yang terkena sering kali termasuk dalam populasi Kaukasia atau Jepang. Tingkat keparahan kondisi ini bergantung pada tingkat kehilangan koneksi dalam jaringan spektrin.

Eliptositosis herediter

Eliptositosis herediter adalah patologi yang melibatkan berbagai perubahan bentuk eritrosit, termasuk sel elips, oval, atau memanjang. Hal ini menyebabkan penurunan elastisitas dan daya tahan sel darah merah.

Insiden penyakit ini dari 0,03% hingga 0,05% di Amerika Serikat dan telah meningkat di negara-negara Afrika, karena memberikan perlindungan terhadap parasit penyebab malaria, Plasmodium falciparum dan Plasmodium vivax. Resistensi yang sama terlihat pada individu dengan penyakit sel sabit.

Mutasi yang menghasilkan penyakit ini melibatkan gen yang mengkode spektrin alfa dan beta dan protein 4.2. Dengan demikian, mutasi pada spektrin alfa mempengaruhi pembentukan heterodimer alfa dan beta.

Nilai normal

Hematokrit adalah ukuran kuantitatif yang mengekspresikan volume eritrosit dalam hubungannya dengan volume darah total. Nilai normal parameter ini bervariasi menurut jenis kelamin: pada pria dewasa adalah 40,7% hingga 50,3%, sedangkan pada wanita rentang normalnya berkisar antara 36,1% hingga 44,3%.

Dalam hal jumlah sel, pada pria kisaran normalnya adalah 4,7 sampai 6,1 juta sel per uL, dan pada wanita antara 4,2 dan 5,4 juta sel per uL.

Mengenai nilai hemoglobin normal, pada pria antara 13,8 hingga 17,2 g / dL dan pada wanita dari 12,1 hingga 15,1 g / dL.

Dengan cara yang sama, nilai normal bervariasi sesuai dengan usia individu; neonatus menunjukkan nilai hemoglobin 19 g / dL dan secara bertahap menurun hingga mencapai 12,5 g / dL. Saat anak masih kecil dan masih menyusui, tingkat yang diharapkan adalah 11 hingga 14 g / dL.

Pada remaja laki-laki, pubertas menyebabkan peningkatan dari 14 g / dL menjadi 18 g / dL. Pada anak perempuan yang sedang berkembang, menstruasi dapat menyebabkan penurunan zat besi.

Tingkat eritrosit rendah

Ketika jumlah sel darah merah lebih rendah dari nilai normal yang disebutkan di atas, itu bisa disebabkan oleh sejumlah kondisi yang heterogen. Penurunan sel darah merah dikaitkan dengan kelelahan, takikardia, dan dispnea. Gejala juga termasuk pucat, sakit kepala, dan nyeri dada.

Patologi medis yang terkait dengan penurunan tersebut adalah penyakit jantung dan sistem peredaran darah secara umum. Juga patologi seperti kanker diterjemahkan ke dalam nilai eritrosit yang rendah. Myelosuppression dan pansitopenia menurunkan produksi sel darah

Demikian juga, anemia dan talasemia menyebabkan penurunan sel darah ini. Anemia dapat disebabkan oleh faktor genetik (seperti anemia sel sabit) atau oleh kekurangan vitamin B12, folat, atau zat besi. Beberapa ibu hamil mungkin mengalami gejala anemia.

Terakhir, pendarahan yang berlebihan, baik dari luka, wasir, pendarahan menstruasi yang banyak, atau tukak lambung, menyebabkan hilangnya sel darah merah.

Tingkat eritrosit tinggi

Penyebab tingkat eritrosit tinggi sama beragamnya dengan yang terkait dengan tingkat rendah. Kondisi yang menunjukkan jumlah sel darah merah yang tinggi disebut polisitemia.

Yang paling tidak berbahaya terjadi pada individu yang tinggal di daerah tinggi, di mana konsentrasi oksigen jauh lebih rendah. Juga dehidrasi, secara umum, menghasilkan konsentrasi sel darah merah.

Penyakit yang berhubungan dengan ginjal, sistem pernafasan dan penyakit kardiovaskuler bisa menjadi penyebab peningkatan tersebut.

Beberapa agen eksternal dan kebiasaan berbahaya, seperti merokok, dapat meningkatkan jumlah sel darah merah. Penggunaan rokok jangka panjang menurunkan kadar oksigen dalam darah, meningkatkan permintaan dan memaksa tubuh menghasilkan lebih banyak eritrosit.

Konsumsi steroid anabolik dapat merangsang produksi sel darah merah di sumsum tulang, seperti halnya doping eritropoietin yang digunakan untuk mengoptimalkan kinerja fisik.

Dalam beberapa kasus anemia, ketika pasien mengalami dehidrasi, efek penurun plasma melawan penurunan sel darah merah, menghasilkan nilai normal yang menipu. Patologi terungkap ketika pasien terhidrasi dan nilai eritrosit yang rendah secara abnormal dapat dibuktikan.

Referensi

1. Campbell, NA (2001). Biologi: Konsep dan hubungan. Pendidikan Pearson.
2. Diez-Silva, M., Dao, M., Han, J., Lim, C.-T., & Suresh, S. (2010). Bentuk dan Karakteristik Biomekanis Sel Darah Merah Manusia dalam Kesehatan dan Penyakit. MRS Bulletin / Material Research Society, 35 (5), 382-388.
3. Dvorkin, M., Cardinali, D., & Iermoli, R. (2010). Dasar Fisiologis Praktik Medis Terbaik & Taylor. Panamerican Medical Ed.
4. Kelley, WN (1993). Penyakit Dalam. Panamerican Medical Ed.
5. Rodak, BF (2005). Hematologi: dasar-dasar dan aplikasi klinis. Panamerican Medical Ed.
6. Ross, MH, & Pawlina, W. (2012). Histologi: atlas teks dan warna dengan biologi seluler dan molekuler. Editorial Médica Panamericana.
7. Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). Histologi. Panamerican Medical Ed.