BIOKIMIA
DARAH
SINTESIS
Hb & METABOLISME HEME
Sub Topik Bahasan
- Komposisi
Kimiawi Darah
- Proteins Plasma
- Hemoglobin
D. Sintesis Heme
E. Metabolisme & Ekskresi Bilirubin
Kompetensi matakuliah:
Setelah mengikuti kuliah ini mahasiswa diharapkan
mampu
1. memahami konsep biokimiawi darah
2. menyebut dan mendiskripsikan komposisi plasma
darah
4. memahami dasar biokimiawi hemoglobin
5. menjelaskan mekanisme sintesis heme
6. menjelaskan mekanisme metabolisme bilirubin
7. menjelaskan mekanisme ekskresi bilirubin
8. menjelaskan mekanisme terjadinya
hyperbilirubinemia
Darah
•
Tergolong dalam Jaringan ikat lepas (cair)
dalam sistem sirkulasi tertutup
•
Berbentuk Suspensi :
* Komponen
padat (sel darah; eritrosit, leukosit
& trombosit) à 46-63%
* Komponen
cair (plasma) à
37-54%
* pH = 7,35-
7,45 (± 7,40)
-
Darah arteri lebih basa ( pH= 7.40 - 7.45)
-
Darah vena vena lebih asam (pH = 7.35 -7,36)
karena
mengandung CO2 lebih
banyak
* Volume
darah umumnya = 7-8% dari total berat tubuh
Komposisi Komponen Padat
•
Terdiri dari
- Sel
darah merah (SDM) à 99,9%
- Sel
darah putih (SDP)
-
Trombosit (platetet) 0,1%
Komposisi Plasma
•
Komponen cair : Plasma ;
- air (92%)
- Protein
(7%)
- Zat
terlarut (1%)
Komposisi Protein Plasma
- Albumin
:
-
Jumlahnya kira-kira 58-60% dari total protein plasma
-
berfungsi sebagai
* osmoregulator cairan tubuh
* cadangan makanan
* buffer
* transport (carrier); hormon, ions, vitamin, lemak, bilirubin dll
- Globulin
-
jumlahnya kira-kira 35-37%
-
berfungsi sebagai
* a & b
globulin untuk mengikat/melindungi ion hydrofobik
* pengangkut hormon,
transferin dll
* komponen sistem imun à
imunoglobulin
- Fibrinogen
-
jumlahnya ≤ 3-4%
-
merupakan glykoprotein (karbohirat +
protein)
-
bertanggungjawab pada pembekuan darah
4. Protein regulatory
- jumlah ≤ 1%
-
termasuk
a. protein transport;
- Transferin
- Ceruloplasmin
b.
enzim
- alkalin posfatase,
- esterase, dll
c.
hormon, semua hormon peptida
d. circulating
antibody
- interferon
- interleukin
- sitokin
- protein-C
Sintesis
Protein Plasma
-
Hampir semua protein plasma di sintesis
di dalam hati
sehingga
penurunan/gangguan fungsi hati, sangat berpengaruh
pada kadar protein plasma
- Kenaikan relatif protein serum total dapat
disebabkan oleh dehydrasi
-
Penurunan dapat terjadi karena kelaparan, atau ginjal
-
Penurunan globulin berhubungan dengan infeksi
kronis
Zat terlarut dalam Plasma
1. Electrolit
- Ion yang
bermuatan + ( kation) à Na+, K+, Ca2+,
Mg2+,
- Ion bermuatan
– (Anion) à Cl-,HCO3-,
HPO42-, SO42-
- menjaga tekanan osmotik
- Nutrient
- asam
lemak, asam amino, karbohidrat
- untuk
produksi energy, pertumbuhan, kontrol,
perbaikan/recovery dll
- Vitamin,
mineral, trace element dll
3. Sampah organic
- ureum
-
kreatinin
- asam
urat
-
bilirubin dll
Nutrient pendukung Erythropoiesis
- Protein à
sintesis protein Globin
- Mineral
- Besi à
sintesis heme
- Tembaga à sintesis Heme
- Cobalt (=/- dari Vit B12/Cobalamin)
--> kofaktor enzim
- Vitamin
- Vitamin A à membantu Erythroposis
- Vitamin C à
membantu absorpsi Fe2+
- Vitamin B12 ( Cobalamin) à
maturasi RBC
& Kelainan DNA
- Vitamin B9 (asam Folat)
Hemoglobin
-
Hemoglobin (Hb) merupakan
- Protein
fungsional à
pigment memberi warna merah pada eritrosit
-
terdapat ± 280 juta molekul/erytrosit
-
berfungsi untuk mengikat & mengangkut O2 dan CO2
-
Tiap molekul Hb mengandung
- 4 rantai
protein (tetramer) terdiri dari 2 rantai
a-globin
& 2 rantai b-globin
- setiap
rantai protein mempunyai 1 gugus non-protein (heme),
berbentuk cincin porfirin dan terdapat ion Fe (Fe) ditengahnya
- O2
dan CO2 terikat pada ion besi tersebut
- setiap
molekul Hb mempunyai 4 molekul besi
à
mampu mengikat 4 molekul O2 atau CO2
Myoglobin
(Mb)
- terdapat
di dalam otot
- satu
rantai globin dengan 1 molekul heme
- bentuk besi adalah Fe2+ (Fero) à
untuk mengikat O2 di otot
- Oxidasi menjadi Fe3+ (Feri) menjadi methemoglobin yang tidak
mengikat O2
Sintesis Hemoglobin
- Membutuhkan komponen Heme (besi) dan protein
(globin)
- Jenis Hb & organ yang berperan bervariasi
sepanjang fase kehidupan manusia
- Pada janin
disandi oleh gen, z, a, b,
g,
dan d
- Sesudah lahir disandi oleh gen-a, b,
g,
dan d.
- komposisi hemoglobin oarng dewasa normal :
* 97,0%
adalah Hb A1(a2b2)
* 2,5% adalah HbA2 (a2d2
)
* 0,5% lainnya adalah hemoglobin F (a2g2)
- jumlah besi hanya 0,35% dari berat protein
keseluruhan
Sintesis Protein Globin
a.Periode Embrional
- dari
embrio s/d 8 minggu kehamilan akan dibentuk Hemoglobin Gower I (z2e2)
kemudian
hemoglobin Gower II (a2e2)
dan hemoglobin Portland (z2g2).
- organ
yang bertanggung jawab adalah yolk sac dan hati
b. Periode Fetal
- dibentuk
hemoglobin fetal atau Hb-F (a2g2)
dan hemoglobin A2 (a2d2).
- organ
yang bertanggung jawab adalah : hati, limpa dan sumsum tulang.
c. Periode postnatal – dewasa
- Hb F
akan menurun
- akan
diganti oleh HbA1 (a2b2 )
- organ yang bertanggungjawab adalah sumsum
tulang merah (bone marrow)
Sinthesis Globin
- Globin
merupakan protein fungsional
- rantai b-globin
t.a 141 AA disandi oleh 1 gen pd
Kromosom no. 11
- rantai a-globin
t.a 146 AA disandi oleh 2 gen pada
Kromosom no. 16
- laju
sintesis tergantung pada ketersediaan sumber AA (asupan protein)
dan
efektifitas gen
-
berkurangnya sintesis globin à produksi Hb menurun à
anemia
Kluster Gen Globin
- Kluster Gen β-globin terletak pada kromosom
11 terdiri dari
gen
epsilon, gama, delta dan beta
- Kluster gen α-globin terdiri dari zeta (1
& 2) dan Alfa (1 & 2)
- Protein Hb selalu tetramer ; terdiri dari
2 rantai kluster β-globin
dan 2 rantai α-globin
Mekanisme Sintesis Protein Globin:
- sumber
protein tubuh berasal dari diet (exogen)
dan
protein turnover dalam tubuh (endogen)
- 85% protein dari diet digunakan untuk
membentuk
protein
baru dalam tubuh à struktural &
fungsional termasuk Globin
- sintesis Globin terjadi di ribosom sel
jaringan yg
bertanggung jawab sesuai dengan
kode genetik
dalam gen masing-masing
Protein Globin
Sumber :
- Protein
nabati; kacang-kacangan dll
- Hewani ;
daging, susu, putih telur dll
Komposisi :
- 20 jenis
Asam amino;
* Asam
amino essensial à mutlak harus
ada
dlm makanan, Phenilalanin,
Metionin dll
* Asam
amino non-essensial à dapat
di
sintesis dlm tubuh contoh Aspartat,
glutamat dll
Kelainan Hemoglobin
- disebabkan oleh mutasi (perubahan struktur DNA) gen penyandi
- dibagi menjadi 2 golongan :
1.
Thalassemia jika sintesis globin berkurang atau tdk ada sama sekali
* thalassemia-α
jika gangguan pada sintesis globin-α
* thalassemia-β
jika gangguan pada sintesis globin-β
2.
Hemoglobinopati jika rantai globin yang
dibentuk tidak normal
* Hb E, Hb S (sickle cell anemia), Hb C, Hb Constans Spring dll
Thalassemia (di Indonesia)
n Penyakit
darah herediter/keturunan paling umum
n Bersifat
resesif karena mutasi pada gen alfa/beta globin
n Produksi
globin-β
(thalassemia-β)
atau globin-α
(thalassemia-α)
berkurang atau tdk ada sama sekali
n Di
Indonesia jumlah pembawa sifat (carrier)
= 5-10%)
* Diturunkan
dari pasangan pembawa sifat
n Belum
dapat disembuhkan, tindakan medis hanya bersifat supportif
n Paling
baik adalah tindakan preventif à hindari perkawinan antar pembawa sifat
n Butuh
transfusi darah rutin seumur hidup à resiko Blood
transmitted infection
n Transfusi
tanpa kelasi besi à komplikasi iron overload
n Tanpa
management klinik yang memadai jarang anak bisa mencapai usia dewasa
n Biaya
perawatan sangat mahal à
200-300 juta/tahun/anak
n Mendatangkan
masalah psycososial
Manifestasi Klinik
1. Thalassemia minor
- pembawa
sifat/trait/carrier
- tidak ada gejalah, hanya anemia
ringan,
anemia meningkat pada kehamilan
- hanya terdeteksi dgn pemeriksaan
hematologis
2.Thalassemia intermedia
- gejalah klinik ringan
sampai berat
- tidak membutuhkan transfusi darah rutin
3. Thalassemia mayor
- gejalah klinik berat
- butuh transfusi darah rutin
Sintesis heme
A.
Jaringan erythroid sumsum tulang merah
(± 85%) à
mitokondria
* untuk membentuk hemoglobin dalam
eritrosit
* life span 120 hari
* dalam retikulosit, heme memacu
sintesis
protein
* diregulasi oleh enzim Amino Levulenat
Asam
(ALA Syntase), ferrochelatase
dan uroporphobilinogen deaminase.
B. Jaringan hati (± 15%) à
mitokondria
* dibutuhkan dalam pembentukan cytokrom P450.
yang berfungsi untuk proses detoxifikasi
* Dibutuhkan dalam cytocrome lainnya dalam
fosforilasi oksidatif
* diregulasi oleh aktivitas enzim
ALA-Synthase,
Fe3+ à
hemin (feed back inhibitor
terhadap ALA synthase)
Sumber
Besi Tubuh
-
didapatkan dari makanan sekitar
10-20 mg/hari
- yang
diserap sekitar 1-2 mg
-
dalam darah terikat pada transferin à untuk transport
-
hilang dari tubuh melalui pengelupasan
kulit ± 1-2 mg
- 75% à
untuk pembentukan Hb
pada Erythropoesis
-
10-20% à
dalam bentuk feritin,
disimpan dalam hati & jantung
- 5-15% untuk proses lainnya; kofaktor
enzim dll
Absorbsi Besi
- mayoritas terjadi di duodenum dan bagian atas jejenum
- normal hanya 5-15% dari besi diet yang
diserap,
dapat meningkat > 50% pada anemia,
tergantung pada cadangan besi tubuh
- faktor yang meningkatkan absorbsi besi
* bentuk Heme > Fe2+ >
Fe3+
* vitamin C
- Faktor penghambat
* tanin pada teh
* makanan dengan EDTA
* Phytates, oxalat dan phosphat
- life span
SDM = 120 hari
- destruksi dilakukan oleh sistem
retikuloendothelial sebagian besar
oleh limpa (hati dan sumsum tulang
hanya sedikit)
- protein plasma, globin diturn-over ke
Asam Amino à untuk membentuk
protein baru termasuk globin.
- heme (besi) akan direcycle menjadi
cadangan besi tubuh à hemoglobin
baru
- cincin porfirin à
dioksidasi menjadi
bentuk biliverdin yang larut oleh
enzim hemeoxygenase
kemudian biliverdin akan dioksidasi
lanjut menjadi bilirubin oleh
bilirubin reduktase.
Ekskresi Pigment heme
- Oleh
hati Bilirubin tidak
terkonjugasi akan
diubah menjadi Bilirubin
terkonjugasi à diekresikan
melalui empedu
-
Bilirubin terkonjugasi akan
diurai oleh bakteri usus menjadi
urobilinogen dan diekresikan
feces (90%)
-
10% urobilinogen dalam kolon
diserap kembali ke vena portal à
hati à sirkulasi à
diekresikan
lewat ginjal à urin
Hyperbilirubinemia
- meningkatnya kadar bilirubin dalam darah
- dalam keadaan normal Bilirubin dalam darah terkonjugasi/terikat
dengan albumin sehingga tidak toxic disebut dengan bilirubin
direk
- Jika kadar bilirubin berlebihan maka sebagian
tidak terikat dengan
albumin dan bersifat toksik disebut
bilirubin indirek
- Bilirubin inderek sukar larut dalam air
tetapi larut dalam lemak, dapat
melewati barrier membran otak à
bilirubin encephalophaty (kernicterus)
- penumpukan bilirubin dalam plasma dan
jaringan disebut Juandice.
- pada orang dewasa biasanya disebabkan oleh
gangguan hati, atau
penyumbatan saluran empedu sehingga jalur
utama ekskresi bilirubin terhambat
Tidak ada komentar:
Posting Komentar