Mioglobin Hemoglobin

TUGAS BIOKIMIA

MIOGLOBIN DAN

HEMOGLOBIN

Disusun Oleh:

NI’AMAH LUHUNG S.

P17434113026

REGULER A

TINGKAT I / SEMESTER II

POLITEKNIK KESEHATAN KEMENKES SEMARANG

DIII ANALIS KESEHATAN

TAHUN 2013/2014

MIOGLOBIN DAN

HEMOGLOBIN

A. MIOGLOBIN

Mioglobin 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 konsentrasi 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

1 | Mioglobin dan Hemoglobin

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 Spesimen

Mioglobin 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 HEMOGLOBIN

Mioglobin 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-α, 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-α dan dua rantai-β. Walaupun urutan asam amino berbeda,

struktur tiga-dimensi rantai-α dan rantai-β hemoglobin serupa satu sama lain

dan serupa dengan rantai polipeptida tunggal dari mioglobin. Rantai-α

hemoglobin memiliki 141 residu asam amino, sedangkan rantai-β 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 HEMOGLOBIN

Apabila 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, apa-

bila 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).

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-Bisiosfogliserat

2,3-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 α-globin dan dua rantai γ-globin.

Dalam beberapa minggu pertama setelah kelahiran, HbF digantikan oleh

hemoglobin dewasa (HbA = α2β2). Perbedaan dalam komposisi asam amino

antara rantai-β HbA dan rantai-γ 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 Proton

Pengikatan 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 Dioksida

Walaupun 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

Laboratorium. Alih bahasa, Brahm U. Pendit, Dewi Wulandari; editor

edisi bahasa Indonesia, Huriawati Hartanto. Edisi 11. Jakarta: EGC, 2004.


Documents

Mioglobin Hemoglobin