Sintesis dan Fungsi Fisiologis Hemoglobin

Hemoglobin (Hb) terbentuk dari heme dan globin. Rantai globin terdiri atas 4 rantai polipeptida

(tetramer). Orang dewasa normal membentuk HbA dengan kadar 95% dari seluruh hemoglobin.

Sisanya terdiri dari HbA2 yang kadarnya tidak lebih dari 4% dan HbF (foetus) dengan kadar

yang senantiasa menurun sampai usia 6 bulan hingga hanya mencapai kadar kurang dari 1%.

Tetramer globin HbA terdiri dari 2 rantai alfa dan 2 rantai beta (aa/ßß), HbA2 terdiri dari 2 rantai

alfa dan 2 rantai delta (aa/dd), dan HbF terdiri dari 2 rantai alfa dan 2 rantai gamma (aa/??). (AV

Hoffbrand, 1987). Di sisi lain, sintesis heme terjadi dalam mitokondria yang dimulai dengan

kondensasi glisin dan suksinil koenzim A di bawah aksi enzim kunci delta-amino laevulinic acid

(ALA)-sintetase yang membatasi kecepatan reaksi. Piridoksal fosfat (vitamin B6) adalah

koenzim untuk reaksi ini. Pada akhirnya, protoporfirin yang terbentuk bergabung dengan besi

untuk membentuk heme yang masing-masing molekulnya bergabung dengan rantai globin.

Tetramer 4 rantai globin dengan gugus heme-nya membangun molekul hemoglobin. (Daryl K.

Granner, 2003). Setiap atom besi dapat berikatan secara reversibel dengan 1 molekul O2 ;

dengan demikian, setiap molekul Hb dapat mengangkut empat O2. Selain mengangkut O2,

hemoglobin juga dapat berikatan dengan zat-zat lain, seperti karbondioksida serta ion hydrogen

asam (H+) dari asam karbonat yang terionisasi (reaksi penyangga). Dengan demikian, Hb

berperan penting dalam pengangkutan O2 sekaligus ikut serta dalam pengangkutan CO2 dan

menentukan kapasitas penyangga dari darah. (Lauralee Sherwood, 2001).

Produksi, Maturasi, dan Destruksi Eritrosit

Proses pembentukan eritrosit disebut eritropoiesis. Sel induk unipotensial pembentuk

eritrosit termuda yang dapat diidentifikasi secara morfologis dengan pewarnaan sitokimia adalah

sel proeritroblas. Sel berinti ini biasanya tampak berkelompok dan tidak masuk ke dalam

sinusoid. Barulah pada tahap retikulosit (tak berinti), sel-sel ini menjadi lebih bebas satu sama

lain dan dapat masuk ke dalam sinusoid untuk terus masuk ke dalam aliran darah. (A. Harryanto

Reksodiputro, 1994). Sel induk unipotensial mulai bermitosis sambil berdiferensiasi menjadi sel

eritrosit bila mendapat rangsangan eritropoetin. Selain merangsang proliferasi, eritropoetin juga

merangsang mitosis lebih lanjut sel proeritroblas, eritroblas basofilik, dan eritroblas

polikromatofilik. Biasanya diperlukan 3-5 kali mitosis untuk mengubah proeritroblas hingga

mencapai tahap akhir dari sistem eritropoiesis dan berakhir dengan terbentuknya eritrosit yang

mature. ((Iman Supandiman, 2003).

Eritrosit rata-rata bertahan selama 120 hari. Seiring dengan penuaan eritrosit, membran

plasmanya menjadi rapuh dan rentan mengalami ruptur ketika sel masuk ke dalam bagian-bagian

sistem pembuluh yang sempit. Sebagian besar eritrosit mengakhiri hidup di limpa, karena

jaringan kapiler dari organ ini sempit dan berbelit-belit, sehingga sel-sel eritrosit yang rapuh

akan terjepit dan mengalami destruksi. (A. Muhammad, 2005).

Tahapan Perkembangan Hemoglobin Manusia

Hemoglobin pada manusia berkembang seiring bertambahnya umur. Pada masa embrional, Hb

yang aktif adalah Hb Gower 1 (?2e2), Hb Gower 2 (a2e2), dan Hb Portland (?2?2). Pada masa

foetus, hemoglobin manusia yang dominan adalah HbF (a2?2). HbF memiliki afinitas yang

tinggi terhadap oksigen. Keberadaan HbF dengan kadar yang tinggi pada manusia dewasa

menyebabkan terjadinya hypoxia jaringan karena oksigen terikat kuat pada haemoglobin dan

tidak dialirkan ke jaringan. Setelah lahir, HbF pada manusia secara berangsur-angsur kadarnya

berkurang dan digantikan oleh HbA (a2ß2) dan HbA2 (a2d2). Adapun pada manusia dewasa, 96-

98 % dari Hb total adalah HbA, 1,5-3 % adalah HbA2, dan 0,5-1 % adalah HbF. (Isselbacher,

2000)

Sintesis Hemoglobin dan Katabolisme Hemoglobin

Hemoglobin terdiri dari ikatan heme-globin. Sintesis heme terutama terjadi di

mitokondria. Bermula dengan kondensasi glisin dan suksinil ko-A untuk kerja enzim kunci asam

d-aminolevulinat /ALA (enzim yang mengatur kecepatan produlsi hemoglobin) dengan

koenzimnya adalah Piridoksal Fosfat (vitamin B12) yang dirangsang oleh eritropoetin. Yang

kemudian membentuk profobilinogen. Selanjutnya profobilinogen akan menjadi uroporfirinogen

III (yang akan menjadi uroporfirin III) dan uroporfirin I (yang akan menjadi uroporfirin I).

Uroporfirinogen III akan mengalami konversi menjadi koproporfirinogen III (menjadi

koproporfirin III). Koproporfirinogen III akan membentuk protoporfirin IX yang kemudian

menjadi pirol. Protoporfirin bergabung dengan besi dalam bentuk ferro (Fe2+) untuk membentuk

heme. Masing-masing molekul heme akan bergabung dengan 1 rantai globin yang dibuat pada

ribosom, membentuk suatu subunit Hemoglobin yang disebut rantai Hb. Empat dari rantai Hb

tersebut selanjutnya akan berikatan satu sama lain secara longgar untuk membentuk molekul

Hemoglobin yang lebih lengkap.

Penghancuran sel darah merah terjadi dalam sistem retikuloendotelial yaitu dalam hati dan

limpa. Hemoglobin bebas dipecah menjadi heme (persenyawaan Fr-protoporfirin) dan globin.

Persenyawaan Fe-protoporfirin kemudian menjadi hematin. Rantai porfirin dipecah oleh suatu

oksidasi pada jembatan a-metan, Fe tetap terikat pada persenyawaan ikatan globin pun tetep

tidak terputus. Persenyawaan tersebut dinamakan verdo-hemoglobin. Kemudian Fe dan globin

lepas dan terbentuk biliverdin. Biliverdin selanjutnya akan menjadi bilirubin. Fe yang dilepaskan

itu diikat oleh protein dalam jaringan dan melalui plasma diangkut ke sumsum tulang untuk

dipergunakan pada pembentukan heme, sedangkan globin yang dilepaskan akan dipecah menjadi

asam amino lagi yang kemudia disintesis menjadi protein.

Bilirubin yang dibentuk (tidak larut dalam air) diikat oleh albumin dan diangkut dalam

plasma dari tempat pemnghancuran itu ke hati. Dalam hati bilirubin ini bersenyawa dengan asam

glukoronat dengan bantuan enzim glukoronil transverase. Persenyawaan ini larut dalam air dan

menyebabkan reaksi Hijmans van den Bergh positif. Bilirubin yang belum bersenyawa dengan

asam glukoronat akan bereaksi indirek dengan reagensia Hijmans van den Bergh. Persenyawaan

bilirubin-glukoronid ini akan keluar dari hati dan masuk ke dalam saluran pencernaan. Oleh

bakteri yang ada pada usus, persenyawaan ini akan diubah menjadi urobilin yang akan

dilkeluarkan bersama-sama tinja. Sebagian urobilinogen yang terdapat dalam usus akan diserap

kembali melalui plasma, sebagian kembali ke hati dan sebagian lagi dikeluarkan melalui ginjal.

Fungsi Hemoglibin

- Fungsi Hemoglobin Hb berikatan secara longgar dan reversibel dengan oksigen

- Fungsi utamanya bergantung pada kemampuannya bergabung dengan O2 dalam paru-paru dan

melepaskan O2 dalam kapiler jaringan dimana tekanan gas O2 jauh lebih kecil daripada paru-

paru

- Oksigen diangkut ke jaringan sebagai oksigen molekular dan dilepaskan ke dalam cairan

jaringan dalam bentuk oksigen molekuler terlarut

- Proses pengikatan O2 oleh Hb :

àEritrosit dalam darah arteri sistemik mengangkut O2 dari paru-paru ke jaringan dan kembali

dalam darah vena dengan membawa CO2 dari paru-paru

Pada saat molekul Hb mengangkut dan melepas O2, masing-masing rantai globin dalam molekul

Hb bergerak satu sama lain

Pada waktu O2 dilepaskan, rantai-rantai ß tarik terpisah, sehingga memungkinkan masuknya

metabolit 2,3-difosfogliserat (2,3-DPG) yang menyebabkan makin rendahnya afinitas molekul

Hb terhadap O2.