Sel darah merah

Sel darah merah (atau juga dikenali sebagai eritrosit atau hematid) merupakan sel darah paling umum dalam vertebrat. Sel ini berfungsi membawa oksigen dari paru-paru atau insang untuk dihantar ke seluruh badan. Perkataan eritrosit berasal daripada perkataan-perkataan Yunani kuno, ἐρυθρός erythrós "merah" dan κύτος kýtos "lohong".
Sitoplasma sel darah merah kaya dengan kandungan hemoglobin, dengan setiap hemoglobin mengandungi jisim zat besi yang mengandungi biomolekul yang boleh bergabung dengan oksigen sekaligus membawa oksigen ke seluruh badan. Keaktifan besi juga dapat menyebabkan sel darah merah berwarna merah pekat. Sel darah merah dihasilkan di limpa atau kura, hati dan sumsum merah pada tulang pipih. Sel darah merah yang sudah mati dihancurkan di dalam hati.

Latar belakang

Vertebrata yang diketahui tidak memiliki sel darah merah serta hemoglobin ialah ikan daripada keluarga Channichthyidae. Ikan keluarga ini hanya menghantar oksigen melalui pelarutan oksigen dalam plasma darah. Meskipun begitu, genom keluarga ikan itu masih memiliki saki-baki gen hemoglobin. Selain itu, rata-rata semua vertebrata, termasuk semua mamalia memiliki sel darah merah.
Seorang manusia dewasa memiliki kira-kira 20 ke 30 trilion sel, merangkumi kira-kira 70 peratus jumlah bilangan sel manusia. Seorang lelaki memiliki 4.6 ke 5.9·10⁶ sel per µl darah manakala seorang perempuan pula memiliki 4.0 ke 5.2·10⁶ sel per µl darah. Seorang lelaki memiliki 4.6 ke 5.9·106 sel per µl darah manakala seorang perempuan pula memiliki 4.0 ke 5.2·106 sel per µl darah.

Fungsi

Sel darah merah secara umumnya memiliki hemoglobin, suatu jenis metaloprotein kompleks dengan gugus hem yang mempunyai atom besi yang bergabung dengan molekul oksigen, O₂ di peparu atau insang dan dilepaskan di seluruh badan. Sel darah merah juga melarutkan sedikit gas karbon dioksida, CO₂ ke peparu, tetapi kebanyakan karbon dioksida dibawa ke peparu dalam bentuk ion bikarbonat, HCO₃⁻, yang larut dalam plasma darah. Sel darah manusia mengambil kira-kira 60 saat untuk melengkapkan satu kitaran peredaran darah dalam badan manusia.

Fungsi sampingan

Sel darah merah melepaskan ATP apabila mengalami tekanan tinggi ketika melalui salur darah sempit untuk melebarkan salur darah untuk menjamin tekanan darah optimum. Hemoglobin sel-sel ini boleh membebaskan radikal bebas apabila mengalami lisis oleh patogen untuk membunuh patogen terlibat. Selain itu, sel darah merah boleh menghasilkan nitrik oksida dan hidrogen sulfida.

Struktur

Sel darah merah manusia biasanya memiliki diameter 6.2 - 8.2 µm, dan ketebalan sebanyak 2 - 2.5 µm di hujung sel dan 0.8 - 1 µm di tengah sel. Sel darah merah manusia tidak memiliki sebarang nukleus. Sel darah ini memiliki bentuk dwicekung yang membolehkan kadar resapan oksigen yang lebih tinggi dengan menjadikan jarak resapan ke dalam sel lebih cepat dan meningkatkan nisbah luas per unit isi padu sel.
Sel darah merah manusia serta mamalia lain tidak memiliki nukleus berbanding dengan vertebrata lain yang mempunyai nukleus dengan sedikit pengecualian seperti salamander dalam genus Batrachoseps dan ikan dalam genus Maurolicus.

Membran plasma

Membran sel darah merah ialah dwilapisan fosfolipid, membran umum bagi sel-sel manusia. Separuh daripada jisim membran sel darah merah ialah protein manakala separuh lagi ialah jisim lipid, yakni kolesterol dan fosfolipid. Molekul-molekul yang membentuk dwilapisan fosfolipid termasuklah fosfatidilkolina (PC), sfingomielin (SM), fosfatidiletanolamina (PE) dan fosfatidilserina (PS), dengan komposisi umum dwilapisan fosfolipid ialah 21% PC, 29% jumlah PS dan PE, 21% SM, 26% kolesterol dan selebihnya ialah molekul-molekul lain. Membran sel darah merah memiliki rangka protein yang terdiri daripada rangkaian filamen spektrin yang disambung dengan filamen aktin yang kecil.

Penghasilan

Penghasilan sel darah merah dinamakan sebagai eritropoiesis, di mana sel-sel baharu dihasilkan dalam sumsum tulang utama. Eritropoiesis boleh dirangsang oleh hormon eritropoietin, EPO, terutamanya ketika berlaku hipoksia, kekurangan kepekatan oksigen dalam darah. 
Secara ringkas, penghasilan sel darah merah bermula daripada sejenis sel stem, hemositoblas yang menjadi proeritroblas. Proeritroblas pula menjadi eritroblas dan kemudiannya menjadi normoblas. Eritropoiesis berlaku dalam tempoh tujuh hari dan seterusnya, pada saat sel keluar dari sumsum tulang, sel-sel itu dibuang nukleusnya dan menjadi retikulosit dan merangkumi kira-kira 1% jumlah sel darah merah. Dalam satu hingga dua hari, retikulosit menjadi sel darah merah umum yang matang.
Eritropoiesis dalam fetus manusia pula adalah berbeza dengan eritropoiesis biasa. Eritropoiesis primer bermula pada minggu kedua perkembangan bayi apabila sel-sel darah merah embrio mula dihasilkan dalam kantung yolka. Namun begitu, eritropoiesis ini mula digantikan dengan eritropoiesis definitif pada minggu kelapan perkembangan apabila sel-sel darah merah dihasilkan di hati dan ginjal fetus pula. Pada tahap akhir perkembangan, pusat eritropoiesis berubah ke sum-sum tulang dan peranan hati dan ginjal dalam eritropoiesis merosot.

Pelupusan

Setelah kira-kira 120 hari, sel darah merah berada pada tahap akhir kitaran hidupnya dan mula dilupuskan. Sel darah merah mengalami fagositosis oleh makrofaj, biasanya di limpa, dalam proses eritposis (kematian sel darah merah terancang). Hemoglobin diuraikan menjadi hem dan glubin. Hem pula diuraikan menjadi zat besi (ion Fe²⁺) dan biliverdin. Ion Fe²⁺ menjadi ion Fe³⁺ dan dihantar ke salur darah dengan bantuan protein transferin manakala biliverdin ditukarkan menjadi bilirudin di hati, sebelum dimasukkan ke dalam cecair hempedu lalu dihantar ke duodenum dan dibuang sebagai bahan kumuh.

Nutrisi

Daripada kira-kira tiga ke empat gram kandungan zat besi dalam badan, dua per tiga daripadanya ialah zat besi dalam hemoglobin eritrosit. Zat besi lazimnya diperoleh semula selepas pelupusan eritrosit, dengan kehilangan zat besi biasanya tidak melebihi beberapa miligram per hari. Namun begitu, kehilangan zat besi yang banyak akibat pendarahan boleh menyebabkan bekalan zat besi tidak mencukupi bagi proses eritropoiesis lalu membawa kepada bentuk sel darah merah yang kecil dan mengalami hipopigmentasi (kehilangan warna), menyebabkan berlaku anemia kekurangan ferum.
Kekurangan vitamin B₁₂ menyebabkan berlaku gangguan dalam penghasilan DNA dalam sel darah merah. Akibatnya, sel-sel besar yang cacat dan tidak matang, iaitu megaloblas pula terbentuk dan membawa kepada anemia megaloblas. Asid folik bertindak bersama dengan vitamin B₁₂ dalam pematangan sel darah merah, dan kekurangan asid folik akan menyebabkan masalah yang sama. Secara umumnya, masalah anemia yang berlaku akibat kekurangan kekurangan vitamin B₁₂ dipanggil sebagai anemia kekurangan vitamin B₁₂.

Pengaruh osmosis

Sel-sel darah merah boleh mengalami perubahan bentuk akibat pengaruh osmosis tanpa daya luar memandangkan sel-sel ini memiliki akuaporin, protein di membran plasma yang membenarkan aliran molekul air secara cekap. Dalam keadaan tekanan osmosis rendah seperti air tawar, molekul air akan memasuki sel darah merah hingga menyebabkan sel darah merah membesar dan pecah, iaitu proses hemolisis. Sebaliknya, keadaan tekanan osmosis tinggi pula menyebabkan molekul air keluar dari sel darah merah lalu mengecut, yakni krenasi.
Meskipun tahap kepekatan isotonik bendalir manusia ialah 0.9%, proses hemolisis mula berlaku pada tahap 0.5%. Membran sel yang kurang sempurna akibat masalah seperti sferositosis keturunan boleh memudahkan masalah hemolisis.

Transfusi darah

Transfusi darah ialah proses pemindahan darah dari badan seseorang ke badan yang lain. Darah yang dipindahkan akan disaring dahulu untuk memastikan tiada penyakit bawaan darah seperti HIV dan Hepatitis B yang wujid dalam darah. Kemudian, kumpulan darah yang diterima pula ditentukan sebelum pemindahan diteruskan. Sel darah merah yang didermakan akan disimpan ke dalam bank darah sebagai sel marah merah padat (pRBC).