PANDUAN PRAKTIKUM HISTOLOGI II MODUL 2.3 KARDIOVASKULER DAN HEMATOLOGI DARAH Tujuan pembelajaran: 1. Mahasiswa mampu memahami istilah plasma, serum, hematokrit 2. Mahasiswa mampu memahami komposisi plasma 3. Mahasiswa mampu mengenali preparat histologik darah: eritrosit, leukosit (neutrofil, eosinofil, basofil, limfosit, monosit), dan trombosit) 4. Mahasiswa mampu menggambarkan preparat histologik darah: eritrosit, leukosit (neutrofil, eosinofil, basofil, limfosit, monosit), dan trombosit) Darah adalah suatu jaringan ikat khusus yang terdiri atas komponen cair yang disebut plasma dengan unsur berbentuk (berupa eritrosit, leukosit, dan trombosit), berbagai nutrien, sisa metabolisme, hormon, protein, ion, oksigen, karbondioksida. Darah diangkut dan diedarkan dalam sistem sirkulasi yang melibatkan jantung dan pembuluh darah. Keberadaan unsur ini mendukung fisiologis darah sebagai berikut: - Suplai oksigen yang diperankan oleh hemoglobin - Suplai nutrisi yang di perankan protein plasma atau sebagai zat terlarut dalam darah - Fungsi imunologik yang di perankan leukosit - Transpor sisa metabolisme seperti karbondioksida, urea, asam laktat yang diperankan protein plasma - Transpor hormon dan sitokin - Regulasi osmosis dan keseimbangan asam basa - Regulasi suhu tubuh Untuk kepentingan pemeriksaan, darah disentrifus agar plasma terpisah dari komponen lainnya. Setelah disentrifus darah akan tampak dalam 3 lapisan, lapisan paling bawah berisikan endapan eritrosit yang disebut hematokrit, lapisan tengah yang tipis disebut buffy coat berwarna putih kekuningan, berisikan trombosit dan leukosit, sedangkan lapisan teratas berupa plasma (gambar 1). Keberadaan sel pada lapisan lapisan ini menjadi dasar penamaannya, eritrosit berada pada lapisan terbawah berwarna merah hingga ia disebut sel darah merah. Leukosit berada pada buffy coat yang berwarna putih kekuningan hingga ia disebut sel darah putih.
Gambar 1. Komposisi darah paska sentrifus 1. Plasma Adalah suatu larutan cair dengan ph 7,4, terdiri atas air (90%), zat organik seperti protein, asam amino, hormon (9 %), garam inorganik, gas yang larut, dan nutrien (1%). Protein plasma utama meliputi: a. Albumin,protein terbanyak, diproduksi di hepar, berfungsi terutama dalam regulasi osmosis b. α globulin dan β-globulin, diproduksi di hepar, berfungsi dalam transpor lipoprotein, ion ion metal (misal besi dan tembaga) c. γ-globulin, merupakan imunoglobulin yang disekresi limfosit d. Protein komplemen (C1-C9), merupakan bagian sistem imun dasar yang penting pada inflamasi e. Fibrinogen, protein plasma terbesar yang diproduksi di hepar, berperan membentuk anyaman yang menutup cedera pada pembuluh darah f. Darah yang keluar dari sirkulasi akan mengalami koagulasi, kemudian terdapat pula cairan bening yang disebut serum. Serum terdiri atas faktor pertumbuhan dan protein lain yang dilepaskan trombosit/platelet selama proses koagulasi. 2. Sel darah Secara umum sel darah terdiri atas eritrosit dan leukosit, trombosit atau platelet merupakan fragmen sel yang berasal dari megakariosit. Karena hal ini, trombosit sering disebut keping darah.
a. Eritrosit Berbentuk cakram bikonkaf yang sangat fleksibel dengan diameter sekitar 7,5μm, tebal 2,6 μm di bagian tepi dan 0,75 μm di tengah (gambar 2). Bentuk bikonkaf eritrosit ini untuk mempermudah pertukaran gas dan pergerakan eritrosit di pembuluh darah. Plasmalemma eritrosit tersusun atas 50% protein, 40% lipid dan 10% karbohidrat. Protein di membran ini sebagian besar adalah protein integral yang melekat erat pada plasmalemma. Keberadaan protein ini terutama mendukung aktivitas eritrosit dalam pertukaran gas. Eritrosit tidak memiliki inti dan organel, hal ini untuk memberi ruang untuk hemoglobin di sitoplasma. Hemoglobin adalah sebuah protein pembawa O2. Karena kaya akan hemoglobin yang mengangkut oksigen, eritrosit bersifat asidofilia, terpulas merah dengan pengecatan hematoksilin eosin. Gambar 2. Eritrosit Ketiadaan inti menyebabkan eritrosit tidak dapat melakukan regenerasi jika terjadi kerusakan, hal yang sama juga menyebabkan eritrosit bergantung pada glikolisis anaerob sebagai sumber energinya. Normalnya eritrosit beredar selama 120 hari di dalam sirkulasi, setelah 120 hari defek yang terjadi pada eritrosit akan menyebabkan ia di fagosit oleh makrofag, terutama di limpa, hepar, dan sumsum tulang. b. Leukosit Leukosit diklasifikasikan berdasarkan granul spesifik pada sitoplasma dan bentuk intinya, menjadi granulosit polimorfonuklear dan agranulosit mononuklear. Granulosit polimorfonuklear meliputi neutrofil, basofil, dan eosinofil. Sitoplasmanya memiliki granul spesifik yang berikatan dengan komponen pewarna netral (neutrofil), basa (basofil), dan asam (eosinofil) dan memiliki fungsi khusus. Protein dalam granul
spesifik ini berupa protein enzimatik yang dapat membunuh bakteri. Selain itu, terdapat pula granula azurofilik berupa lisosom khusus yang membunuh dan mencerna bakteri, mieloperoksidase yang menghasilkan hipoklorit dan zat reaktif lainnya yang toksik terhadap bakteri; defensin, yang berfungsi mengikat dan merusak mikroorganisme (tabel 1). Granulosit Polimorfonuklear Neutrofil Eosinofil Basofil Tabel 1. Komposisi granul pada granulosit polimorfonuklear Komposisi Granul spesifik Komposisi granul azurofilik Fosfatase alkali Kolagenase Laktoferin Lisozim Protein non-enzimatik antibakteri Fosfatase asam Arilsulfatase Glukoronidase-β Katepsin Fosfolipase RNA-ase Peroksidase eosinofilik Protein basa utama Faktor kemotaktik eosinofilik Heparin Histamin Peroksidase Fisfatase asam Mannosidase-α Arilsulfatase Galkatosidase-β Glukoronidase-β Katepsin Nukleotidase-5` Elastase Kolagenase Mieloperoksidase Lisozim Defensin Kelompok granulosit polimorfonuklear memiliki inti sejatinya hanya satu, namun tampak terpisah/polimorf dengan jumlah lobus 2. Antar lobus dihubungkan kromatin halus yang sering kali tidak tampak pada preparat histologik. Granulosit hanya memiliki sedikit organel seperti mitokondria, kompleks Golgi, dan Retikulum endoplasma kasar yang kurang berkembang. Sehingga, sama seperti eritrosit, granulosit polimorfonuklear bergantung pada glikolisis anaerob. Namun, berbeda dengan eritrosit, kelompok ini hanya berusia beberapa hari untuk kemudian mengalami apoptosis dan debrisnya dicerna oleh makrofag. - Neutrofil Merupakan leukosit terbanyak yang dijumpai pada sirkulasi, mencapai 60-70% dari keseluruhan leukosit. Neutrofil memiliki diameter 12-15 μm, atau lebih kurang 1,5-2
kali diameter eritrosit. Neutrofil berada dalam sirkulasi dalam fase inaktif berbentuk sferis dengan inti terdiri atas 2-5 lobus. Saat terjadi inflamasi, zat kemoatraktan menyebabkan neutrofil menjadi ameboid untuk kemudian melakukan diapedesis menuju jaringan yang terkena. Neutrofil bekerja sebagai fagosit aktif bakteri dan partikel pemicu inflamasi lainnya. Karena perannya ini, neutrofil memiliki granula azurofilik untuk membunuh bakteri yang difagosit dan banyak granula spesifik. Sayangnya, granula spesifik sangat halus dan sukar terlihat dengan mikroskop cahaya. Neutrofil berusia sangat pendek dalam sirkulasi, hanya 12-14 jam, namun dapat bertahan hingga 1-4 hari di lokasi inflamasi. - Eosinofil Sel ini berukuran sama dengan neutrofil, namun sesuai namanya, granul spesifik pada sitoplasma berwarna kemerahan (terpulas eosin) dengan inti bilobus (dua lobus). Eosinofil pada sirkulasi darah normal hanya mencapai 2-4% dari keseluruhan leukosit. Jumlah ini dapat meningkat pada kasus infeksi cacing dan reaksi inflamasi. Untuk mendukung fungsi eosinofil, granul spesifik berisikan protein basa utama (arginin yang berikatan dengan eosin memberi warna merah), peroksidase eosinofilia, enzim dan polipeptida lainnya yang sitotoksik terhadap parasit, dan memfagosit kompleks antigenantibodi pada reaksi inflamasi. - Basofil Memiliki ukuran dan bentuk inti bilobus mirip dengan eosinofil atau kadang lebih, namun sangat kaya akan granul spesifik berukuran besar yang terpulas biru. Sebaran granul ini menutupi inti sehingga seringkali basofil tampak sebagai sel sferis penuh granul dan tampak tidak memiliki inti, atau kadang tampak memiliki inti tunggal dan besar tanpa sitoplasma. Granul spesifik ini berisi histamin dan mediator peradangan lainnya, faktor kemotaktik eosinofil, dan leukotrien. Tak hanya itu, eosinofil juga memiliki IgE yang melekat pada permukaan sel. Keberadaan granul dan IgE ini mendukung fungsi basofil dalam reaksi hipersensitivitas tipe I yang melibatkan sel Mast. Struktural basofil dan sel Mast sangat mirip hingga ke granulnya, ini disebabkan kedua sel berasal dari sel progenitor yang sama. Basofil sangat sukar ditemukan dalam sirkulasi, jumlahnya hanya 0,5% dari keseluruhan leukosit.
Gambar 3.Granulosit dan agranulosit Agranulosit hanya memiliki granul azurofilik yang terdiri atas lisosom, sesuai dengan fungsi limfosit dan monosit sebagai fagosit aktif. - Limfosit Sebagian besar limfosit berukuran hampir sama besar dengan eritrosit, dengan diameter 6-8 μm. Namun dapat juga ditemukan limfosit dengan diameter 9-18 μm, yang merupakan limfosit hasil aktivasi antigen. Inti limfosit berbentuk sferis dan menutupi hampir seluruh sel, sitoplasma sangat sedikit dan sering tampak seperti cincin tipis. Sitoplasma limfosit basofilik lemah (biru/ungu pucat), berisikan sedikit granul azurofilik, sedikit mitokondria, sebuah kompleks Golgi, dan poliribosom bebas. Membran sel limfosit berisikan molekul kimiawi yang penting untuk sistem imunitas tubuh. Limfosit dapat diklasifikasikan berdasar keberadaan molekul tersebut menjadi limfosit T yang berperan aktif dalam reaksi inflamasi; limfosit B yang berperan dalam pembentukan memori dan sistem pertahanan tubuh; sel NK (natural killer) yang bersifat sitotoksik. Pentingnya peran limfosit dalam pertahanan tubuh, sehingga ia memiliki jumlah kedua terbanyak setelah neutrofil, mencapai 28% dari keseluruhan leukosit. Rentang usia limfosit bervariasi dari beberapa hari hingga tahunan. Tidak seperti leukosit lainnya, limfosit dapat kembali ke dalam sirkulasi setelah mengalami ekstravasasi (limfosit B)
- Monosit Adalah leukosit terbesar, dengan diameter hingga 12-20 μm mencapai 1,5-3 kali diameter eritrosit. Inti monosit eksentris dengan kromatin yang lebih sedikit sehingga tampak lebih pucat dibanding limfosit. Inti monosit seringkali seperti ginjal, huruf S ataupun huruf U. Sitoplasma monosit basofilik dan berisikan granul azurofilik halus yang tersebar di sitoplasma, namun sulit dilihat dengan mikroskop cahaya. Sejatinya, monosit memiliki nukleolus, sedikit retikulum endoplasma kasar, beberapa mitokondria kecil, dan kompleks Golgi. Permukaan monosit memiliki banyak mikrovili dan vesikel pinositosis yang berfungsi dalam mendukung fungsi fagositosis. Monosit merupakan prekursor makrofag, adanya kemoatraktan dari reaksi inflamasi (salah satunya dari limfosit T) akan memicu ekstravasasi monosit ke jaringan untuk kemudian berdiferensiasi menjadi makrofag. Monosit Eosinofil Neutrofil Limfosit Monosit Basofil Gambar 3. Eritrosit dan Leukosit c. Trombosit Berupa fragmen ujung prosesus sitoplasma megakariosit yang sangat kecil berbentuk cakram dengan diameter 2-4 μm. Trombosit seringkali tampak berkelompok atau bergumpal dalam preparat histologik. Ini disebabkan trombosit memiliki selubung diluar plasmalemma yang mengandung glikosaminoglikan dan glikoprotein. Trombosit memiliki zona perifer terpulas pucat yang disebut hialomer, dan zona sentral dengan granul gelap yang disebut granulomer. Hialomer memiliki aktin dan miosin yang berfungsi untuk kontraksi trombosit. Hialomer juga berisikan berkas marginal mikrotubulus
dan mikrofilamen yang membantu mempertahankan bentuk trombosit. Selain itu, terdapat juga sistem kanalikuli yang berhubungan dengan invaginasi membran plasma dan mempermudah ambilan faktor fibrinogen dan serotonin dari plasma. Hialomer memiliki sistem tubular padat yang menyimpan ion kalsium. Kedua sistem ini mempermudah eksositosis saat proses koagulasi. Granulomer memiliki 3 jenis granul dengan fungsi berbeda. Granula alfa berukuran paling besar (diameter 300-500nm) dan paling banyak, mengandung platelet derived growth factor, faktor trombosit 4 dan beberapa protein spesifik trombosit lainnya. Granula delta berukuran lebih kecil dengan diameter 250-300nm namun padat elektron, mengandung adenosin difosfat (ADP) dan adenosin trifosfat (ATP). Granula lambda berukuran paling kecil dengan diameter 175-250nm, berupa vesikel kecil berisikan lisozim. Trombosit berperan dalam mengendalikan pendarahan yaitu dengan mekanisme: agregasi primer, diperankan selubung diluar plasmalemma agregasi sekunder, diperankan granula delta dengan degranulasi ADP dan ATP koagulasi darah, diperankan oleh granula alfa dengan degranulasi protein trombosit dan platelet derived growth factor untuk perbanyakan trombosit retraksi koagulan dan penghancuran bekuan yang diperankan granula lambda dengan pengeluaran lisozim Gambar 4. Trombosit (tanda panah)