mioglobin hemoglobin

Download Mioglobin Hemoglobin

If you can't read please download the document

Post on 18-Jul-2016

19 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

TUGAS BIOKIMIAMIOGLOBIN DAN HEMOGLOBIN

Disusun Oleh:NIAMAH LUHUNG S.P17434113026REGULER ATINGKAT I / SEMESTER II

POLITEKNIK KESEHATAN KEMENKES SEMARANGDIII ANALIS KESEHATANTAHUN 2013/2014MIOGLOBIN DAN HEMOGLOBIN

A. MIOGLOBINMioglobin adalah suatu protein kecil (ukuran molekular 17.200 dalton) yang terdapat di otot, tempat molekul ini berfungsi dalam penyimpanan dan pemindahan oksigen dari hemoglobin dalam sirkulasi ke enzim-enzim respirasi di dalam sel kontraktil. Dibandingkan dengan hemoglobin, mioglobin memiliki afinitas tinggi terhadap oksigen, sehingga terjadi kecenderungan penyimpanan oksigen di otot. Karena merupakan molekul kecil, mioglobin merupakan salah satu penanda protein pertama yang berdifusi keluar sel otot yang mengalami iskemia, bahkan sebelum CK (creatinine-kinase). Mioglobin dikode oleh sebuah gen yang menghasilkan hanya satu bentuk molekular protein, yang sama bagi semua jenis otot. Dengan demikian, mioglobin otot rangka tidak dapat dibedakan dari mioglobin miokardium. Mioglobin memperlihatkan aktivitas enzimatik pseudoperoksidase dari gugus hem-nya, demikian juga hemoglobin, tetapi biasanya diukur dalam serum dengan immunoassay. Mioglobin dibersihkan dari sirkulasi oleh ginjal. Pada konsen- trasi yang tinggi di dalam urine, mioglobin menghasilkan reaksi dipstick positif untuk darah samar karena adanya aktivitas pseudoperoksidase. Metmioglobin (besi hem dioksidasi dari fero 2+ menjadi feri 3+) tidak memiliki aktivitas ini.Walaupun tidak spesifik untuk miokardium, pengukuran mioglobin dalam serum memiliki sensitivitas yang tinggi untuk cedera otot, termasuk IMA (ischemia-modified albumin). Dengan demikian, pengukuran mioglobin serum efektif untuk menyingkirkan IMA apabila konsentrasi rendah dan tetap rendah. Peningkatan mioglobin mungkin berasal dari miokardium atau otot rangka (misal, penyuntikan intramuskulus atau trauma lain); namun, dalam konteks klinis nyeri dada akut, peningkatan mioglobin mengisyaratkan IMA dan memungkinkan kita memberikan terapi awal sebelum diagnosis dikonfirmasi dengan analisis yang lebih spesifik atau dengan perkembangan gejala dan analit lain setelah periode beberapa jam.Persyaratan SpesimenMioglobin diukur dalam serum dengan immunoassay. Mioglobin stabil dalam darah lengkap atau dalam serum yang disimpan dalam lemari pendingin selama beberapa jam sampai beberapa hari.

B. STRUKTUR HEMOGLOBINMioglobin dan hemoglobin, protein utama pengikat oksigen dalam tubuh, adalah protein pertama yang strukturya dipastikan secara rinci. Kristalografi sinar-X memperlihatkan bahwa masing-masing dari keempat subunit hemoglobin memiliki struklur tiga-dimensi yang sangat mirip dengan rantai polipeptida tunggal dari mioglobin (Gbr. 8.20).

Mioglobin menyimpan oksigen di dalam sel otot sehingga oksigen tersedia untuk oksidasi bahan bakar yang menghasilkan energi bagi kontraksi otot. Hem berfungsi sebagai gugus prostetiknya. Rantai polipeptida tunggal mengandung 153 asam amino, yang tersusun dalam delapan regio heliks-, di mana sebagian besar residu polar terletak di permukaan dan residu nonpolar terletak di bagian dalam molekul. Hem, yang terdiri dari sebuah cincin porfirin hidrofobik yang berikatan dengan besi, berikatan dengan kantong hidrofobik pada protein yang mengandung 2 residu histidin. Salah satu residu histidin ini membentuk kompleks dengan besi hem.Hemoglobin, yang mengangkut oksigen dari paru ke jaringan sehingga oksigen tersedia untuk oksidasi bahan bakar, mengandung empat subunit: dua rantai- dan dua rantai-. Walaupun urutan asam amino berbeda, struktur tiga-dimensi rantai- dan rantai- hemoglobin serupa satu sama lain dan serupa dengan rantai polipeptida tunggal dari mioglobin. Rantai- hemoglobin memiliki 141 residu asam amino, sedangkan rantai- memiliki 146 residu asam amino.Banyak molekul hemoglobin telah diteliti dan ditemukan lebih dari 300 keadaan di mana satu asam amino digantikan oleh asam amino lain. Sebagian besar substitusi ini bersifat konservatif, yaitu menimbulkan efek kecil pada keseluruhan bentuk dan fungsi molekul. Namun, sebagian substitusi menimbulkan akibat serius, misalnya substitusi residu valin dengan glutamat yang menyebabkan anemia sel sabit.

C. TRANSPOR OKSIGEN OLEH HEMOGLOBINApabila jumlah oksigen yang terikat ke protein digambarkan dalam sebuah grafik terhadap tekanan parsial oksigen (pO2), untuk mioglobin akan diperoleh kurva hiperbolik sedangkan untuk hemoglobin akan diperoleh kurva sigmoidalis (Gbr.8.21). Kurva-kurva ini memperlihatkan bahwa bila pO2 tinggi, mioglobin dan hemoglobin akan jenuh oleh oksigen. Namun, pada pO2 yang lebih rendah, mioglobin mengandung lebih banyak oksigen dibandingkan hemoglobin. Oleh karena itu, hemoglobin berfungsi sebagai pengangkut oksigen yang efektif. Hemoglobin akan mengikat oksigen di paru tempat pO2 tinggi dan melepaskan oksigen di jaringan tempat pO2 rendah. Di pihak lain, mioglobin tetap jenuh oleh oksigen pada pO2 jaringan. Dengan demikian, pada sel otot yang beristirahat, mioglobin mengikat oksigen yang dilepaskan dalam darah oleh hemoglobin. Sewaktu otot beraktivitas dan tekanan oksigen turun, mioglobin melepaskan oksigen.

Perbedaan fungsi antara mioglobin dan hemoglobin ini berasal dari perbedaan struktur. Molekul oksigen berikatan secara bebas satu sama lain dengan rantai polipeptida tunggal dari mioglobin. Di pihak lain, keempat subunit hemoglobin dapat bekerja sama mengikat oksigen. Hemoglobin dapat berada dalam keadaan kuat atau tegang (T) yang inaktif atau keadaan rileks (R) atau aktif (Gbr. 8.22). Dalam keadaan T, hemoglobin menolak pengikatan oksigen. Dalam keadaan R, oksigen mudah berikatan dengan hemoglobin. Pengikatan oksigen pertama ke subunit hemoglobin deoksigenasi (yang berada dalam keadaan T) memerlukan energi yang cukup banyak untuk mematahkan ikatan elektrostatik (garam) antara subunit-subunit. Namun, apabila salah satu subunit telah mengikat oksigen, terjadi perubahan konformasional yang memungkinkan subunit lain lebih mudah mengikat oksigen. Fenomena ini, yang dikenal sebagai kerja sama positif (positive cooperativity), menentukan kurva saturasi oksigen hemoglobin yang berbentuk sigmoid (lihat Gbr. 8.21).Tekanan pareial oksioon (mmHg)

Tekanan pareial oksioon (mmHg)

Apabila jumlah oksigen dalam darah (pO2) rendah, pO2 harus meningkat cukup banyak agar hemoglobin dapat mengikat oksigen pertama. Namun, apabila beberapa oksigen telah terikat, hanya diperlukan sedikit peningkatan pO2 agar persen saturasi hemoglobin oleh oksigen banyak meningkat. Hasilnya adalah kurva saturasi oksigen yang berbentuk sigmoid.

D. BAHAN YANG MEMPENGARUHI PENGIKATAN OKSIGEN (GBR.8.23)

2,3-Bisiosfogliserat2,3-BisfosfogIiserat (2,3-BPG) dibentuk dalam sel darah merah dari zat antara glikolitik 1,3-bisfosfogliserat. 2,3-BPG berikatan dengan hemoglobin dalam rongga sentral yang dibentuk oleh keempat subunit, meningkatkan energi yang diperlukan untuk perubahan konformasional yang memudahkan pengikatan oksigen. Dengan demikian, 2,3-BPG menurunkan afinitas hemoglobin terhadap oksigen. Oleh karena itu, oksigen menjadi kurang mudah terikat (yaitu, lebih mudah dilepaskan dalam jaringan) apabila hemoglobin mengandung 2,3-BPG.Selama perkembangan, terjadi perubahan dalam komposisi hemoglobin. Hemoglobin janin (HbF) terdiri dari 2 rantai -globin dan dua rantai -globin. Dalam beberapa minggu pertama setelah kelahiran, HbF digantikan oleh hemoglobin dewasa (HbA = 22). Perbedaan dalam komposisi asam amino antara rantai- HbA dan rantai- HbF menimbulkan perubahan struktural yang menyebabkan HbF memiliki afinitas lebih rendah terhadap 2,3-BPG dibandingkan dengan hemoglobin dewasa (HbA) dan dengan demikian HbF memiliki afinitas yang lebih tinggi terhadap oksigen. Oleh karena itu, oksigen yang dibebaskan dari hemoglobin ibu (HbA) mudah diikat oleh HbF janin. Dengan demikian, perbedaan struktural antara molekul hemoglobin ibu dan molekul hemoglobin bayi mempermudah pemindahan oksigen dari ibu kepada janin.

Pengikatan ProtonPengikatan proton oleh hemoglobin menyebabkan afinitas hemoglobin terhadap oksigen menurun (Gbr. 8.24), dan berperan menimbulkan fenomena yang dikenal sebagai efek Bohr (Gbr. 8.25). pH darah menurun sewaktu darah masuk ke dalam jaringan (dan konsentrasi proton meningkat) karena CO2 yang dihasilkan oleh metabolisme diubah menjadi asam karbonat oleh reaksi yang dikatalisis oleh karbonat anhidrase di dalam sel darah merah. Penguraian asam karbonat menghasilkan proton yang bereaksi dengan beberapa residu asam amino pada hemoglobin, sehingga terjadi perubahan konformasional yang mendorong pelepasan oksigen.Di paru, proses ini berbalik. Oksigen berikatan dengan hemoglobin, menyebabkan pelepasan proton yang berikatan dengan bikarbonat untuk membentuk asam karbonat. Penurunan proton menyebabkan pH darah meningkat. Karbonat anhidrasi memecah asam karbonat menjadi CO2 dan H2O, dan CO2 dikeluarkan melalui napas. Dengan demikian, di jaringan dimana pH darah rendah karena dihasilkan CO2 melalui metabolisme, terjadi pelepasan oksigen dari hemoglobin. Di paru, dimana pH darah lebih tinggi karena CO2 dikeluarkan melalui napas, oksigen berikatan dengan hemoglobin.

Karbon DioksidaWalaupun sebagian besar CO2 yang dihasilkan oleh metabolisme di jaringan dibawa ke paru sebagai bikarbonat, sebagian CO2 berikatan secara kovalen dengan hemoglobin (Gbr. 8.26). Di jaringan, CO2 membentuk produk kimia tambahan (adduct) karbamat dengan gugus amino terminal-N pada deoksihemoglobin. Di paru di mana pO2 tinggi, oksigen berikatan dengan hemoglobin dan CO2 yang terikat tersebut dibebaskan.

DAFTAR PUSTAKA

Marks, Dawn B., Allan D. Marks, dan Collen M. Smith. Biokimia Kedoketran Dasar : Sebuah Pendekatan Klinis. Alih bahasa, Brahm U. Pendit ; editor edisi bahasa Indonesia, Joko Suyono, Vivi Sadikin, Lydia I. Mandera. Jakarta: EGC, 2000.Sacher, Ronald A. dan Richard A. McPherson. Tinjauan Klinis Hasil Pemeriksaan Labora