HEMOGLOBIN

HEMOGLOBIN

Hemoglobin adalah metaloprotein (protein yang mengandung zat besi) di dalam sel darah merah yang berfungsi sebagai pengangkut oksigen dari paru-paru ke seluruh tubuh, pada mamalia dan hewan lainnya. Hemoglobin juga pengusung karbon dioksida kembali menuju paru-paru untuk dihembuskan keluar tubuh. Molekul hemoglobin terdiri dari globin, apoprotein, dan empat gugus heme, suatu molekul organik dengan satu atom besi. Mutasi pada gen protein hemoglobin mengakibatkan suatu golongan penyakit menurun yang disebut hemoglobinopati, di antaranya yang paling sering ditemui adalah anemia sel sabit dan talasemia Pada pusat molekul terdapat cincin heterosiklik yang dikenal dengan porfirin yang menahan satu atom besi; atom besi ini merupakan situs/loka ikatan oksigen. Porfirin yang mengandung besi disebut heme. Nama hemoglobin merupakan gabungan dari heme dan globin; globin sebagai istilah generik untuk protein globular. Ada beberapa protein mengandung heme, dan hemoglobin adalah yang paling dikenal dan paling banyak dipelajari.

Pada manusia dewasa, hemoglobin berupa tetramer (mengandung 4 subunit protein), yang terdiri dari masing-masing dua subunit alfa dan beta yang terikat secara nonkovalen. Subunit-subunitnya mirip secara struktural dan berukuran hampir sama. Tiap subunit memiliki berat molekul kurang lebih 16,000 Dalton, sehingga berat molekul total tetramernya menjadi sekitar 64,000 Dalton. Tiap subunit hemoglobin mengandung satu heme, sehingga secara keseluruhan hemoglobin memiliki kapasitas empat molekul oksigen:

Reaksi bertahap:

·         Hb + O₂ <-> HbO₂

·         HbO₂ + O₂ <-> Hb(O₂)₂

·         Hb(O₂)₂ + O₂ <-> Hb(O₂)₃

·         Hb(O₂)₃ + O₂ <-> Hb(O₂)₄

Reaksi keseluruhan:

·         Hb + 4O₂ -> Hb(O₂)₄

A.    Struktur Hemoglobin

Struktur Hemoglobin

Hemoglobin (kependekan: Hb) merupakan molekul protin di dalam sel darah merah yang bergabung dengan oksigen dan karbon dioksida untuk diangkut melalui sistem peredaran darah ke tisu-tisu dalam badan. ion besi dalam bentuk Fe+2 dalam hemoglobin memberikan warna merah pada darah. Dalam keadaan normal 100 ml darah mengandungi 15 gram hemoglobin yang mampu mengangkut 0.03 gram oksigen.

Terdapat beberapa cara bagi mengukur kandungan hemoglobin dalam darah, kebanyakannya dilakukan secara automatik oleh mesin yang direka khusus untuk membuat beberapa ujian terhadap darah. Di dalam mesin ini, sel darah merah diceraikan untuk mengasingkan hemoglobin dalam bentuk larutan. Hemoglobin yang terbebas ini dicampur dengan bahan kimia yang mengandungi cyanide yang mengikat kuat dengan molekul hemoglobin untuk membentuk cyanmethemoglobin. Dengan menyinarkan cahaya melalui larutan cyanmethemoglobin dan mengukur jumlah cahaya yang diserap (khususnya bagi gelombang antara 540 nanometer), jumlah hemoglobin dapat ditentukan.

Aras hemoglobin biasanya ditentukan sebagai jumlah hemoglobin dalam gram (gm) bagi setiap dekaliter (100 mililiter). Aras hemoglobin normal bergantung kepada usia, awal remaja, dan jantina seseorang itu. Aras normal adalah :

1.      Baru lahir : 17-22 gm/dl

2.      Usia seminggu : 15-20 gm/dl

3.      Usia sebulan : 11-15gm/dl

4.      Kanak-kanak: 11-13 gm/dl

5.      Lelaki dewasa: 14-18 gm/dl

6.      Wanita dewasa: 12-16 gm/dl

7.      Lelaki separuh usia: 12.4-14.9 gm/dl

8.      Wanita separuh usia: 11.7-13.8 gm/dl

Paras hemoglobin yang rendah merupakan satu keadaan yang dikenali sebagai anemik. Terdapat beberapa sebab berlakunya anemia. Sebab utama biasanya kehilangan darah (kecederaan teruk, pembedahan, pendarahan kanser kolon), kekurangan vitamin (besi, vitamin B12, folate), masalah sum-sum tulang (penggantian sum-sum tulang oleh barah, pemendaman oleh rawatan dadah chemotherapy, kegagalan buah pinggang (ginjal)), dan hemoglobin tidak normal (anemia sel sabit).

Paras hemoglobin yang tinggi pula terdapat dikalangan mereka yang tinggal di kawasan tanah tinggi dan perokok. Pendehidratan menghasilkan kadar hemoglobin tinggi palsu yang hilang apabila kandungan air bertambah. Sebab lain adalah penyakit paru-paru, sesetengah ketumbuhan, masalah sum-sum yang dikenali sebagai polycythemia rubra vera, dan penyalahgunaan hormon erythropoietin (Epogen) oleh ahli sukan bagi tujuan meningkatkan prestasi dalam acara sukan masing-masing.

Molekul hemoglobin manusia terbina daripada empat subunit protein berbentuk globul (iaitu hampir berbentuk sfera). Oleh sebab satu subunit dapat membawa satu molekul oksigen, maka secara efektifnya setiap molekul hemoglobin dapat membawa empat molekul oksigen. Setiap subunit pula terdiri daripada satu rantai polipeptida yang mengikat kuat sebuah molekul lain, dipanggil heme.

Struktur heme adalah lebih kurang sama dengan klorofil. Ia terdiri daripada satu molekul bukan protein berbentuk cincin yang dinamai porphyrin, dan satu atom besi (Fe) yang terletak di tengah-tengah molekul porphyrin tadi. Di sinilah oksigen akan diikat semasa darah melalui peparu.

Terdapat dua keadaan pengoksidaan atom Fe iaitu +2 dan +3 (ion Fe2+ dan Fe3+ masing-masing). Hemoglobin dalam keadan normal membawa ion Fe2+, tetapi adakalanya ion ini dioksidakan kepada Fe3+. Hemoglobin yang membawa ion Fe3+ dipanggil methemoglobin. Methemoglobin tidak mampu mengikat oksigen, jadi ion Fe3+ ini perlu diturunkan kepada Fe2+. Proses ini memerlukan NADH, iaitu sebuah koenzim pembawa hidrogen, dan dimangkin oleh enzim NADH cytochrome b5 reductase

Terdapat beberapa jenis hemoglobin. Dalam darah manusia dewasa, hemoglobin yang paling banyak ialah hemoglobin A (HbA), yang terdiri daripada dua subunit α dan dua subunit β. Konfigurasi ini dinamai α2β2. Setiap subunit terdiri daripada 141 dan 146 molekul asid amino masing-masing.

Oksihemoglobin terbentuk apabila molekul oksigen diikat kepada hemoglobin. Proses ini berlaku di kapilari darah di dalam peparu. Oksihemogloin berwarna merah terang. Setelah oksigen digunakan oleh tubuh, hemoglobin dipanggil deoksihemoglobin. Ia berwarna merah gelap.

B.     Pembentukan hemoglobin

Sintesis hemoglobin dimulai dalam erytrosit dan terus berlangsung sampai tingkat Normoblast. Meskipun sel darah merah mudah meninggalkan sumsum tulang dan rusak kedalam aliran darah, maka sel-sel drah tersebut harus membentuk hemoglobin dalam jumlah kecil selama hari-hari berikutnya, diketahui bahwa bagian heme dari hemoglobin terutama disintesis dari asam asetat dan glisin, sebagian besar sintesis ini terjadi dalam Mitokondria. Kemudian dua molekul glisin membentuk senyawa protoporfirin. Salah satu senyawa protoporfirin dikenal sebagai profofirin III, kemudian berikatan dengan Fe membentuk molekul heme. Akhirnya 4 molekul heme berikatan dengan satu molekul globin yang disintesis dalam ribosom reticulum endoplasma membentuk hemoglobin (Guyton, 1997).

C.    Pemeriksaan Hemoglobin

Pada keadaan fisiologik kadar hemoglobin dapat bervariasi.
Kadar hemoglobin meningkat bila orang tinggal di tempat yang tinggi dari permukaan laut. Pada ketinggian 2 km dari permukaan laut, kadar hemoglobin kira-kira 1 g/dl lebih tinggi dari pada kalau tinggal pada tempat setinggi permukaan laut. Tetapi peningkatan kadar hemoglobin ini tergantung dari lamanya anoksia, juga tergantung dari respons individu yang berbeda-beda. Kerja fisik yang berat juga dapat menaikkan kadar hemoglobin, mungkin hal ini disebabkan masuknya sejumlah eritrosit yang tersimpan didalam kapiler-kapiler ke peredaran darah atau karena hilangnya plasma. Perubahan sikap tubuh dapat menimbulkan perubahan kadar hemoglobin yang bersifat sementara. Pada sikap berdiri kadar hemoglobin lebih tinggi dari pada berbaring. Variasi diurnal juga telah dilaporkan oleh beberapa peneliti, kadar hemoglobin tertinggi pada pagi hari dan terendah pada sore hari.

Kadar hemoglobin yang kurang dari nilai rujukan merupakan salah satu tanda dari anemia. Menurut morfologi eritrosit didalam sediaan apus, anemia dapat digolongkan atas 3 golongan yaitu anemia mikrositik hipokrom, anemia makrositik dan anemia normositik normokrom 5. Setelah diketahui ada anemia kemudian ditentukan golongannya berdasarkan morfologi eritrosit rata-rata. Untuk mencari penyebab suatu anemia diperlukan pemeriksaan-pemeriksaan lebih lanjut.

Bila kadar hemoglobin lebih tinggi dari nilai rujukan, maka keadaan ini disebut polisitemia. Polisitemia ada 3 macam yaitu polisitemia vera, suatu penyakit yang tidak diketahui penyebabnya; polisitemia sekunder, suatu keadaan yang terjadi sebagai akibat berkurangnya saturasi oksigen misalnya pada kelainan jantung bawaan, penyakit paru dan lain-lain, atau karena peningkatan kadar eritropoietin misal pada tumor hati dan ginjal yang menghasilkan eritropoietin berlebihan; dan polisitemia relatif, suatu keadaan yang terjadi sebagai akibat kehilangan plasmanya misal pada luka bakar.

Dalam melakukan pemeriksaan laboratorium ada bermacam-macam pemeriksaan hematologi yaitu; pemeriksaan hemoglobin, pemeriksaan hemotokrit, pemeriksaan laju endap darah, dan pemeriksaan diffcount yaitu, hitung jumlah sel seperti sel leukosit, sel eritrosit dan sel eosinofil.

Hemoglobin merupakan protein yang terdapat dalam sel darah merah atau eritrosit, yang memberi warna merah pada darah. Hemoglobin terdiri atas zat besi yang merupakan pembawa oksigen. Kadar hemoglobin dapat ditetapkan dengan berbagai cara, antara lain metode Sahli, oksihemoglobin atau sianmethhemoglobin.

Pemeriksaan pengambilan darah diambil dari darah vena dan darah kapiler. Lokasi pengambilan darah vena umumnya didaerah fossa cubiti yaitu vena cubiti atau didaerah dekat pergelangan tangan, dan untuk lokasi pengambilan darah kapiler umumnya diambil pada ujung jari tangan yaitu telunjuk, jari tengah atau jari manis dan anak daun telinga. Adanya pemeriksaan darah vena yang dilakukan dengan posisi duduk dan berbaring menimbulkan perubahan kadar hemoglobin yang bersifat sementara. Pada sikap duduk pada hemoglobin lebih tinggi dari pada berbaring, karena pada sampel dengan posisi duduk terjadi peningkatan oksigen, sehingga mikrosirkulasi berdilatasi untuk meningkatkan aliran darah dan dalam keadaan aliran yang tinggi ini memungkinkan kenaikan dari kadar hemoglobin. Pada posisi berbaring viskositas darah mengalami penurunan dan perfusi meningkat, menyebabkan mikrosirkulasi menurunkan aliran darah dan memungkinkan penurunan kadar hemoglobin.Terdapat bermacam-macam cara untuk menetapkan kadar hemoglobin yaitu yang berdasarkan kolorimeterik visual cara sahli dan fotoelektrik cara sianmethemoglobin atau hemeglobinsianida. Cara sianmethemoglobin adalah cara yang di anjurkan untuk penetapan kadar hemoglobin di laboratorium kerena larutan standar sianmethemoglobin sifatnya stabil.

D.    Abnormalitas Hemoglobin

Abnormalitas hemoglobin herediter dibagi menjadi dua kelompok utama

a.       Sintesis hemoglobin abnormal. Ini mengandung penggantian (substitusi) asam amino baik pada rantai globin  α dan β. Yang penting dari penyakit – penyakit ini adalah anemia sel sabit..Hemoglobin abnormal juga bisa menyebabkan sindroma klinis lainnya, misalnya : polisitemia, atau satu jenis methemoglobinemia congenital ( A.V.Hoffbrand, 1996 ).

b.      Sintesis rantai normal berkurang, Ini mencakup talasemia alfa dan beta dimana sintesa salah satu rantai globin berkurang (A. V. Hoffbrand, 1996).

E.     Derivat – derivat Hemoglobin

a.       Oksihemoglobin

Hemoglobin tanpa oksigen (hemoglobin tereduksi) adalah ungu muda. Hemoglobin teroksidasi penuh, dengan tiap pasangan hem + globin membawa 2 atom oksigen, berwarna kuning merah: 1 gram hemoglobin membawa 1, 34 ml oksigen (Baron.D.N , 1995 )

b.      Karboksihemoglobin

Karbon monoksida yang terikat ke hemoglobin 200 kali lebih besar daripada oksigen, sehingga adanya karbon monoksida lebih mungkin terbentuk karboksihemoglobin. Karboksihemoglobin berwarna merah cheri, terutama di dalam larutan encer. ( Baron. D.N, 1995)

c.       Methemoglobin

Merupakan hematin – globin yang mengandung Fe³⁺ OH. Pada metabolisme hemoglobin normal diedarkan oleh autooksidasi dan reduksi melalui methemoglobin. Methemoglobin adalah coklat dan methemoglobi dapat dicurigai dari warna pasien dan darah yang diencerkan serta didiagnosa dengan spektroskopi diferensial.( Baron. D.N, 1995 )

d.      Sulphemoglobin

Merupakan struktur yang tidak tetap, yang berhubungan dengan methemoglobin dan juga tak dapat mengangkut oksigen pernafasan.   Sulphemoglobin juga berwarna coklat, diagnose adanya zat ini memerlukan spektroskopi dan tes kimia. ( Baron.D.N, 1995 )

e.       Hemoglobin Terglikosilasi

Hemoglobin yang diikat ke glukosa untuk membentuk derivate yang stabil bagi kehidupan eritrosit. Kemana eritrosit terpapar selama kira – kira 2 bulan sebelumnya dan pada orang sehat tidak melebihi sekitar 8,5 % dari hemoglobin kita. ( Baron.D.N, 1995 )

f.       Mioglobin

Hemoglobin yang disederhanakan ini terdiri dari satu hem + globin yang mengandung satu atom Fe dengan berat molekul sekitar 17.000. Ia terdapat di dalam otot rangka dan otot jantung.( Baron.D.N, 1995 )

g.      Haptoglobin

Merupakan α_2- globulin spesifik, yang mengikat hemoglobin pada globin,Batas rujukan bagi haptoglobin plasma total adalah 0,3 – 1,8 gram/liter. Fungsi haptoglobin adalah untuk mengkonservasi besi setelah hemolisa intravaskuler. haptoglobin bertanggung jawab terhadap ambang ginjal bagi hemoglobin. ( Baron.D.N, 1995 )

h.      Hemopoksin

Merupakan β₁ - glikoprotein yang terikat dengan sisa hemoglobin. Konsentrasinya didalam plasma yang normal sekitar 0,5 gram/liter(Baron.D.N, 1995)

i.        Methemalbumin

Komponen ini merupakan hematin + albumin. Ia berwarna coklat adanya didalam plasma selalu abnormal. Methemalbumin dibentuk setelah hemolisa intravaskuler yang hebat. Bila haptoglobin dan hemopoksin telah disaturasi ( Baron.D.N, 1995 )

j.        Hemoglobinemia dan Hemoglobinuria

Hemolisa intravaskuler dari sebab apapun melepaskan hemoglobin kedalam sirkulasi dan bertanggung jawab sekitar 10% pemecahan eritrosit. Hemoglobin difiltrasi melalui glomerulus sebagai dimer serta dapat direabsorbsi dan dimetabolis di dalam tubulus.(Baron.D.N1995)

F.     Jenis Pemeriksaan Hemoglobin

Kadar hemoglobin darah dapat ditentukan dengan bermacam-macam cara. Yang sering dipakai dalam laboratorium klinik adalah cara-cara fotoelektrik dan kolorimetrik visual

1.      Cara Sahli

Metode sahli merupakan satu cara penetapan hemoglobin secara visual. Darah diencerkan dengan larutan HCl sehingga hemoglobin berubah menjadi hematin asam. Untuk dapat menentukan kadar hemoglobin dilakukan dengan mengencerkan larutan campuran tersebut dengan aquadest sampai warnanya sama dengan warna batang gelas standar.

2.      Oksihemoglobin

Metode oksihemoglobin merupakan yang paling sederhana dan tercepat dalam fotometri. Tetapi keterandalan ini tidak dipengaruhi oleh kenaikan bilirubin plasma. Kerugiannya standar oksihemoglobin tidak stabil.

3.      Cara Sianmethemoglobin

Cara sianmethemoglobin sangat baik untuk penetapan kadar hemoglobin dengan teliti karena standar sianmethemoglobin bersifat stabil. Ketelitian cara ini dapat mencapai 2%.

DAFTAR PUSTAKA

Ganong F.W. 2003. Fisiologi Kedokteran. Penerbit Buku Kedokteran EGC : Jakarta

Guyton. 1994. Anatomi & Fisiologi Untuk Paramedis. Jakarta : Gramedia Pustaka

Hartono, A. 1999. Prinsip Diet Penyakit Ginjal. Edisi I. Jakarta: Penerbit Arcon

Himawan, S. dr. 1994. Patologi. Balai Penerbit Buku Kedokteran UI: Jakarta

Hoffbrand, 1996. Kapita Selekta Haematologi, Edisi 2.EGC, Jakarta

Price, Sylvia Anderson. 1985. Pathofisiologi Konsep Klinik Proses-Proses Penyakit. Jakarta : EGC.

Sutedjo, A.Y. 2007. Mengenal Penyakit Melalui Hasil Pemeriksaan Laboratorium. Yogyakarta: Penerbit Amara Books.