Materi Tentang Blok 8

7/22/2019 Materi Tentang Blok 8

1/20

METABOLISME PORFIRIN1. Pendahuluan1.1 BatasanPorfirin adalah senyawa siklik yang dibentuk dari gabungan empat cincin pirol melalui jembatanmetenil (-CH=). Sifat khas porfirin adalah pembentukan kompleks dengan ion-ion logam(metaloporfirin) yang terikat pada atom nitrogen cincin-cincin pirol. Sebagai contoh misalnya heme

yang merupakan porfirin besi dan klorofil, merupakan porfirin magnesium.Di alam, metaloporfirin terkonjugasi dengan protein membentuk senyawa-senyawa penting dalam

proses biologi, antara lain: (1) Hemoglobin, merupakan porfirin besi yang terikat pada protein globin

dan mempunyai fungsi penting pada mekanisme transport oksigen dalam darah;(2) Mioglobin,

merupakan pigmen pernafasan yang terdapat dalam sel-sel otot; (3) Sitokrom, berperan sebagai

pemindah elektron (electron transfer) pada proses oksidasi reduksi.

1.2 Kimia Porfirin

Porfirin mengandung nitrogen tersier pada 2 cincin pirolen sehingga bersifat basa lemah dan adanya

gugus karboksil pada rantai sampingnya menyebabkan juga bersifat asam. Titik isoelektriknya

berkisar pada pH 3-4, sehingga pada pH trersebut porfirin mudah diendapkan dalam larutan air.

Berbagai jenis porfirinogen tidak berwarna, sedangkan berbagai jenis porfirin berwarna. Porfirin dan

derivat-derivatnya mempunyai spektrum absorbsi yang khas pada daerah yang dapat dilihat danpada daerah ultraviolet. Larutan porfirin dalam HCl 5% mempunyai pita absorbsi pada 400 nm yang

disebut pita Soret.

Porfirin dalam asam mineral kuat atau pelarut organik dan kemudian disianari sinar ultraviolet akan

memancarkan fluoresensi merah yang kuat. Sifat fluoresensi ini sangat khas sehingga sering

dipakai untuk mendeteksi porfirin bebas dengan jumlah yang sedikit. Sifat absorbsi dan fluoresensi

yang khas dari porfirin disebabkan oleh ikatan rangkap yang menyatukan cincin pirol. Ikatan

rangkap ini tidak ada pada porfirinogen sehingga tidak menunjukkan sifat-sifat tersebut. Jika

porfirinogen mengalami oksidasi dengan melepaskan 6 atom H akan terbentuk porfirin yang

mempunyai ikatan rangkap.

2. Biosintesis Heme

2.1 Tahap-tahap Biosintesis Heme

Biosintesis heme dapat terjadi pada sebagian besar jaringan kecuali eritrosit dewasa yang tidak

mempunyai mitokondria. Sekitar 85% sintesis heme terjadi pada sel-sel prekursor eritoid di sumsum

tulang dan sebagian besar sisanya di sel hepar. Biosintesis heme dapat dibagi menjadi 2 tahap,

yaitu: (1) Sintesis porfirin; (2) Sintesis heme.

Biosintesis heme dimulai di mitokondria melalui reaksi kondensasi antara suksinil-KoA yang berasal

dari siklus asam sitrat dan asam amino glisin. Reaksi ini memerlukan piridoksal fosfat untuk

mengaktivasi glisin, diduga piridoksal bereaksi dengan glisin membentuk basa Shiff, di mana karbon

alfa glisin dapat bergabung dengan karbon karbosil suksinat membentuk -amino--ketoadipat yang

dengan cepat mengalami dekarboksilasi membentuk d-amino levulinat (ALA/AmLev). Rangkaian

reaksi ini dikatalisis oleh AmLev sintase/sintetase yang merupakan enzim pengendali laju reaksipada biosintesis porfirin.

AmLev yang terbentuk kemudian keluar ke sitosol. Di sitosol 2 molekul AmLev dengan perantaraan

enzim AmLev dehidratase/dehidrase membentuk porfobilinogen yang merupakan prazat pertama

pirol. AmLev dehidratase merupakan enzim yang mengandung seng dan sensitif terhadap inhibisi

oleh timbal

Empat porfobilinogen selanjutnya mengadakan kondensasi membentuk tetrapirol linier yaitu hidroksi

metil bilana yang dikatalisis oleh enzim uroporfirinogen I sintase (porfobilinogen deaminase).


2/20

Hidroksi metil bilana selanjutnya mengalami siklisasi spontan membentuk uroporfirinogen I yang

simetris atau diubah menjadi uroporfirinogen III yang asimetris dan membutuhkan enzim tambahan

yaitu uroporfirinogen III kosintase Pada kondisi normal hampir selalu terbentuk uroporfirinogen III.

Uroporfirinogen III selanjutnya mengalami dekarboksilasi, semua gugus asetatny (A) menjadi gugus

metil (M) membentuk koproporfirinogen III. Reaksi ini dikatalisis oleh enzim uroporfirinogen

dekarboksilase. Enzim ini juga mampu mengubah uroporfirinogen I menjadi koproporfirinogen I.Selanjutnya, koproporfirinogen III masuk ke dalam mitokondria serta mengalami dekarboksilasi dan

oksidasi, gugus propionat (P) pada cincin I dan II berubah menjadi vini (V). Reaksi ini dikatalisis oleh

koproporfirinogen oksidase dan membentuk protoporfirinogen IX. Enzim tersebut hanya bisa bekerja

pada koproporfirinogen III, sehingga protoporfirinogen I umumnya tidak terbentuk. Protoporfirinogen

IX selanjutnya mengalami oksidasi oleh enzim protoporfirinogen oksidase membentuk protoporfirin

IX. Protoporfirin IX yang dihasilkan akan mengalami proses penyatuan dengan Fe++ melalui suatu

reaksi yang dikatalisis oleh heme sintase atau ferokelatase membentuk heme.

2.2 Pengendalian Biosintesis Heme

Enzim yang bertindak sebagai regulator biosintesis heme adalah AmLev sintase. Heme yang

mungkin bekerja melalui molekul aporepresor menghambat sintesis AmLev sintase, dalam hal ini

kemungkinan terjadi feed back negative. Obat yang metabolismenya menggunakan hemoproteinspesifik di hati (sitokrom-P450) menyebabkan konsentrasi heme intra seluler menurun. Hal ini

menyebabkan represi terhadap AmLev sintase menurun. Aktivitas AmLev sintase meningkat

sehingga sintesis heme juga meningkat. Pemberian glukosa dan hematin dapat mencegah

pembentukan AmLev sintase sehingga menurunkan sintesis heme.

PEMBENTUKAN HEME

Heme adalahgugus prostetikyang terdiri dari atombesiyang terdapat di tengah-tengah

cincin organikheterosiklikyang luas yang disebutporfirin.Tidak semua porfirin mengandungbesi, tapi fraksimetalloproteinyang mengandung porfirin memiliki heme sebagai gugus

protetiknya; ini kemudian dikenal sebagaihemoprotein.Heme banyak dikenal dalam perannya

sebagai komponenHemoglobin,namun heme juga merupakan komponen dari sejumlahhemoprotein lainnya.

METABOLISME PORFIRIN

1. Pendahuluan1.1 BatasanPorfirin adalah senyawa siklik yang dibentuk dari gabungan empat cincin pirol melalui jembatan

metenil (-CH=). Sifat khas porfirin adalah pembentukan kompleks dengan ion-ion logam

(metaloporfirin) yang terikat pada atom nitrogen cincin-cincin pirol. Sebagai contoh misalnya

heme yang merupakan porfirin besi dan klorofil, merupakan porfirin magnesium.Di alam, metaloporfirin terkonjugasi dengan protein membentuk senyawa-senyawa penting

dalam proses biologi, antara lain: (1) Hemoglobin, merupakan porfirin besi yang terikat pada

protein globin dan mempunyai fungsi penting pada mekanisme transport oksigen dalamdarah;(2) Mioglobin, merupakan pigmen pernafasan yang terdapat dalam sel-sel otot; (3)

Sitokrom, berperan sebagai pemindah elektron (electron transfer) pada proses oksidasi reduksi.

1.2 Kimia Porfirin

Porfirin mengandung nitrogen tersier pada 2 cincin pirolen sehingga bersifat basa lemah dan
http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Gugus_prostetik&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Gugus_prostetik&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Gugus_prostetik&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Besihttp://id.wikipedia.org/wiki/Besihttp://id.wikipedia.org/wiki/Besihttp://id.wikipedia.org/wiki/Heterosiklikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Heterosiklikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Heterosiklikhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Porfirin&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Porfirin&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Porfirin&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Metalloprotein&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Metalloprotein&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Metalloprotein&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Hemoprotein&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Hemoprotein&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Hemoprotein&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Hemoglobinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Hemoglobinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Hemoglobinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Hemoglobinhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Hemoprotein&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Metalloprotein&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Porfirin&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Heterosiklikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Besihttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Gugus_prostetik&action=edit&redlink=1


3/20

adanya gugus karboksil pada rantai sampingnya menyebabkan juga bersifat asam. Titik

isoelektriknya berkisar pada pH 3-4, sehingga pada pH trersebut porfirin mudah diendapkan

dalam larutan air. Berbagai jenis porfirinogen tidak berwarna, sedangkan berbagai jenis porfirinberwarna. Porfirin dan derivat-derivatnya mempunyai spektrum absorbsi yang khas pada daerah

yang dapat dilihat dan pada daerah ultraviolet. Larutan porfirin dalam HCl 5% mempunyai pita

absorbsi pada 400 nm yang disebut pita Soret.Porfirin dalam asam mineral kuat atau pelarut organik dan kemudian disianari sinar ultravioletakan memancarkan fluoresensi merah yang kuat. Sifat fluoresensi ini sangat khas sehingga

sering dipakai untuk mendeteksi porfirin bebas dengan jumlah yang sedikit. Sifat absorbsi dan

fluoresensi yang khas dari porfirin disebabkan oleh ikatan rangkap yang menyatukan cincinpirol. Ikatan rangkap ini tidak ada pada porfirinogen sehingga tidak menunjukkan sifat-sifat

tersebut. Jika porfirinogen mengalami oksidasi dengan melepaskan 6 atom H akan terbentuk

porfirin yang mempunyai ikatan rangkap.

2. Biosintesis Heme2.1 Tahap-tahap Biosintesis Heme


mempunyai mitokondria. Sekitar 85% sintesis heme terjadi pada sel-sel prekursor eritoid disumsum tulang dan sebagian besar sisanya di sel hepar. Biosintesis heme dapat dibagi menjadi 2

tahap, yaitu: (1) Sintesis porfirin; (2) Sintesis heme.

Biosintesis heme dimulai di mitokondria melalui reaksi kondensasi antara suksinil-KoA yang

berasal dari siklus asam sitrat dan asam amino glisin. Reaksi ini memerlukan piridoksal fosfatuntuk mengaktivasi glisin, diduga piridoksal bereaksi dengan glisin membentuk basa Shiff, di

mana karbon alfa glisin dapat bergabung dengan karbon karbosil suksinat membentuk -amino-

-ketoadipat yang dengan cepat mengalami dekarboksilasi membentuk d-amino levulinat(ALA/AmLev). Rangkaian reaksi ini dikatalisis oleh AmLev sintase/sintetase yang merupakan

enzim pengendali laju reaksi pada biosintesis porfirin.

AmLev yang terbentuk kemudian keluar ke sitosol. Di sitosol 2 molekul AmLev dengan

perantaraan enzim AmLev dehidratase/dehidrase membentuk porfobilinogen yang merupakanprazat pertama pirol. AmLev dehidratase merupakan enzim yang mengandung seng dan sensitif

terhadap inhibisi oleh timbal

Empat porfobilinogen selanjutnya mengadakan kondensasi membentuk tetrapirol linier yaituhidroksi metil bilana yang dikatalisis oleh enzim uroporfirinogen I sintase (porfobilinogen

deaminase). Hidroksi metil bilana selanjutnya mengalami siklisasi spontan membentuk

uroporfirinogen I yang simetris atau diubah menjadi uroporfirinogen III yang asimetris danmembutuhkan enzim tambahan yaitu uroporfirinogen III kosintase Pada kondisi normal hampir

selalu terbentuk uroporfirinogen III.

Uroporfirinogen III selanjutnya mengalami dekarboksilasi, semua gugus asetatny (A) menjadi

gugus metil (M) membentuk koproporfirinogen III. Reaksi ini dikatalisis oleh enzimuroporfirinogen dekarboksilase. Enzim ini juga mampu mengubah uroporfirinogen I menjadi

koproporfirinogen I.

Selanjutnya, koproporfirinogen III masuk ke dalam mitokondria serta mengalami dekarboksilasi

dan oksidasi, gugus propionat (P) pada cincin I dan II berubah menjadi vini (V). Reaksi inidikatalisis oleh koproporfirinogen oksidase dan membentuk protoporfirinogen IX. Enzim

tersebut hanya bisa bekerja pada koproporfirinogen III, sehingga protoporfirinogen I umumnya

tidak terbentuk. Protoporfirinogen IX selanjutnya mengalami oksidasi oleh enzimprotoporfirinogen oksidase membentuk protoporfirin IX. Protoporfirin IX yang dihasilkan akan


4/20

mengalami proses penyatuan dengan Fe++ melalui suatu reaksi yang dikatalisis oleh heme

sintase atau ferokelatase membentuk heme.

2.2 Pengendalian Biosintesis HemeEnzim yang bertindak sebagai regulator biosintesis heme adalah AmLev sintase. Heme yang

mungkin bekerja melalui molekul aporepresor menghambat sintesis AmLev sintase, dalam hal

ini kemungkinan terjadi feed back negative. Obat yang metabolismenya menggunakanhemoprotein spesifik di hati (sitokrom-P450) menyebabkan konsentrasi heme intra selulermenurun. Hal ini menyebabkan represi terhadap AmLev sintase menurun. Aktivitas AmLev

sintase meningkat sehingga sintesis heme juga meningkat. Pemberian glukosa dan hematin dapat

mencegah pembentukan AmLev sintase sehingga menurunkan sintesis heme.

Sistem hematologi terdiri dari semua selsel darah, sumsum tulangtempat selsel tumbuh matang, dan jaringan lomfoid tempat sel darah disimpan jika tidakbersirkulasi.

Sistem hematologi dirancang untuk membawa oksigen dan nutrisi, mengangkut hormon, membuangproduk sampah, dan menghantarkan selsel untuk mencegah infeksi, menghentikan perdarahan,

dan memfasilitasi proses penyembuhan.

Darah juga memungkinkan tubuh memberi makan dan menyembuhkan dirinya sertamenghubungkan antara bagianbagian tubuh.

KONSEP FISIOLOGIS KOMPOSISI DARAHDarah terdiri dari sekitar 45% komponen sel dan 55% plasma. Komponen sel tersebut adalah seldarah merah (eritrosit), sel darah putih (leukosit), dan keping darah (trombosit).

Sel darah merah berjumlah 99% dari total komponen sel; sisanya 1% sel darah putih dan platelet.Plasma terdiri dari air 90%, dan 10% sisanya dari protein plasma, elektrolit, gas terlarut, berbagaiproduk sampah metabolisme, nutrien, vitamin, dan kolesterol.

Protein plasma terdiri dari albumin, globulin, dan fibrinogen. Albumin merupakan protein plasmayang paling banyak dan membantu mempertahankan tekanan osmotik plasma dan volume darah.Globulin mengikat hormon yang tidak larut dan sisa plasma lainnya agar dapat larut.

Proses ini memungkinan zatzat penting terangkut di dalam darah dari tempat asalnya dibuat ketempat zatzat tersebut bekerja. Sebagai contoh, zatzat yang dibawa berikatan dengan proteinplasma termasuk hormon tiroid, besi, fosfolipid, bilirubin, hormon steroid, dan kolesterol.Proteinglobulin lainnya, imunoglobulin, adalah antibodi yang ada di dalam darah untuk melawaninfeksi. Fibrinogen merupakan komponen penting dalam proses pembekuan darah.PustakaBuku Saku Patofisiologi Carwin, oleh Elizabeth J. Corwin, EGC.


5/20

PEMBAHASAN

2.1 Pengertian Heme

Heme adalah kompleks senyawa protoporfirin IX dengan logam besi yang merupakan gugus

prostetik berbagai protein seperti hemoglobin, mioglobin, katalase, peroksidase, sitokrom c dan

triptophan pirolase. Kemampuan hemoglobin dan mioglobin mengikat oksigen tergantung pada

gugus prostetik ini yang sekaligus memberi warna khas pada kedua hemeprotein tersebut.

Heme terdiri atas bagian organik dan suatu atom besi. Bagian organik protoporfirin tersusun dari

empat cincin pirol. Keempat nya terikat satu sama lain melalui jembatan metenil, membentuk

cincin tetrapirol. Empat rantai samping metil, dua rantai samping vinil dan dua rantai samping

propionil terikat kecincin tetrapirol tersebut .

Atom besi didalam heme mengikat keempat atom nitrogen dipusat cincin protoporfirin. Atom besi

dapat berbentuk fero (Fe2+) atau feri (Fe3+) sehingga untuk hemoglobin yang bersangkutan

disebut juga sebagai ferohemoglobin dan ferihemoglobin atau methemoglobin. Hanya bila besi

dalam bentuk fero, senyawa tersebut dapat mengikat oksigen . 2004 Digitized by USU digital

library 2

2.2 Profirin

Porfirin merupakan senyawa organik aromatik. Keberadaan rumpun senyawa ini di bumi sangat

melimpah. Karakteristik porfirin kian banyak mendapat perhatian dari berbagai disiplin ilmu

karena kemampuannya bersenyawa dalam sistem biologis sekaligus mampu mengkonversi energi

surya menjadi energi kimia. Hal ini pula yang menyebabkan porfirin banyak dipakai sebagai

fotosensitizer. Dalam bidang nanosains dan nanoteknologi, porfirin mulai banyak dikembangkan

sebagai blok penyusun struktur nano. Penelitian yang dilakukan oleh Schwab et al. menunjukkan

bahwa struktur nano porfirin (nanotubes dan nanorods) memiliki sifat fotokonduktif sehingga


6/20

berpotensi dimanfaatkan untuk pengembangan perangkat elektronik dan fotonik, misalkan untuk

pengembangan fotosintesis buatan untuk konversi energi surya.

Sifat khas porfirin: pembentukan kompleks dengan ion-ion logam yang terikat pada atom N cincin-

cincin pirol

Contoh:

heme = porfirin + Fe2+ (porfirin besi/heme)

klorofil = porfirin + Mg2+ (porfirin magnesium/klorofil)

Di alam, metaloporfirin terkonjugasi dengan protein membentuk senyawa-senyawa antara lain:

1. Hemoglobin (Hb)

- merupakan porfirin besi yang terikat pada protein globin

- fungsi: mengangkut O2 di darah

2. Eritrokruorin

- terdapat pada beberapa invertebrata

- fungsi: hampir sama dengan Hb

3. Mioglobin- pengangkut O2 di jaringan otot (pigmen pernafasan)

4. Sitokrom

- fungsi: pemindah elektron pada proses redoks

5. Katalase

- heme + protein

- pemecah 2H2O2 menjadi 2H2O + O2

6. Triptofan pirolase

- mengkatalisa oksidasi triptofan menjadi formil kinurenin

Fungsi porfirin:1. Membentuk senyawa sebagai pengangkutan O2

2. Membentuk senyawa sebagai pengangkutan elektron

3. Membentuk senyawa sebagai enzim-enzim tertentu

Perbedaan antara porfirin satu dengan yang lain adalah jenis senyawa yang mensubstitusinya

2.3 Struktur Porfirin

Fischer:

- tokoh kimia porfirin

- menyingkat rumus porfirin dengan menghilangkan jembatan metenil dan setiap cincin pirol yangdiperlihatkan sebagai tanda kurung dengan 8 tanda substituent

Ada 4 macam porfirin, di alam hanya tipe I dan III (tipe III >)

Keterangan: O

A : Asetat = CH2 C OH O


7/20

P : Propionat = CH2 CH2 C OH+

V : Vinil = CH CH2

2.4 Biosintesa


mempunyai mitokondria. Sekitar 85% sintesis heme terjadi pada sel-sel prekursor eritoid di

sumsum tulang dan sebagian besar sisanya di sel hepar. Biosintesis heme dapat dibagi menjadi 2

tahap, yaitu:

(1) Sintesis porfirin;

(2) Sintesis heme.

1. Biosintesis profirin

Langkah awal biosintesa porfirin pada mamalia ialah kondensasi suksinil ko-A yang berasal dari

siklus asam sitrat dalam mitokondria dengan asam amino glisin membentuk asam amino

ketoadipat, dikatalisis oleh amino levulenat sintase dan memerlukan piridoksal phosfat untuk

mengaktifkan glisin. Asam diatas segera mengalami dekarboksilasi membentuk amino levulenat

atau sering disingkat ALA. Enzym ALA sintase merupakan enzym pengendali kecepatan reaksi .

Didalam sitosol 2 molekul ALA berkondensasi dan mengalami reaksi dehidrasi membentuk

porfobilinogen/PBG yang dikatalisis oleh ALA dehidratase.

4 molekul PBG berkondensasi membentuk hidroksi metil bilana, suatu tetrapirol linier oleh enzym

uroporfirinogen I sintase atau disebut juga PBG deaminase kemudian terjadi reaksi siklisasi

spontan membentuk uroporfirinogen, suatu tetrapirol siklik. Pada keadaan normal uroporfirinogen

I sintase adalah kompleks enzym dengan uroporfirinogen III kosintase sehingga kerja kedua

kompleks enzym tersebut akan membentuk uroporfirinogen III, yang mempunyai susunan rantai

samping asimetris. Bila kompleks enzym abnormal atau hanya terdapat enzym sintase saja, di

bentuk uroporfirinogen I yaitu suatu bentuk isomer simetris yang tidak fisiologis.Rangka porfirin sekarang telah terbentuk, uroporfirinogen I atau III mengalami dekarboksilasi

membentuk koproporfirinogen I atau III dengan melepas 4 molekul CO2 hingga rantai samping

asetat pada uroporfinogen menjadi metil, reaksi ini dikatalisis oleh uroporfirinogen

dekarboksilase. Hanya koproporfirinogen III yang dapat kembali masuk kemitokondria, mengalami

dekarboksilasi dan oksidasi membentuk protoporfirinogen III oleh enzym koproporfirinogen

oksidase, dimana dua rantai samping propionat koproporfirinogen menjadi vinil.

Protoporfirinogen III dioksidasi menjadi protoporfirin III oleh protoporfirinogen oksidase yang

memerlukan oksigen. Protoporfirin III diidentifikasi sebagai isomer porfirin seri IX dan disebut juga

dengan protoporfirin IX. Porfirin tipe I dan III dibedakan berdasar simetris tidaknya gugus

substituen seperti asetat, propionat dan metil pada cincin pirol ke IV.

Penggabungan besi (Fe 2+) ke protoporfirin IX yang dikatalisa oleh Heme sintase atau Ferro

katalase dalam mitokondria akan membentuk heme.

2. Biosintesa heme

Biosintesis heme dimulai di mitokondria melalui reaksi kondensasi antara suksinil-KoA yang berasal

dari siklus asam sitrat dan asam amino glisin. Reaksi ini memerlukan piridoksal fosfat untuk


8/20

mengaktivasi glisin, diduga piridoksal bereaksi dengan glisin membentuk basa Shiff, di mana

karbon alfa glisin dapat bergabung dengan karbon karbosil suksinat membentuk -amino--

ketoadipat yang dengan cepat mengalami dekarboksilasi membentuk d-amino levulinat

(ALA/AmLev). Rangkaian reaksi ini dikatalisis oleh AmLev sintase/sintetase yang merupakan enzim

pengendali laju reaksi pada biosintesis porfirin.

AmLev yang terbentuk kemudian keluar ke sitosol. Di sitosol 2 molekul AmLev dengan perantaraan

enzim AmLev dehidratase/dehidrase membentuk porfobilinogen yang merupakan prazat pertama

pirol. AmLev dehidratase merupakan enzim yang mengandung seng dan sensitif terhadap inhibisi

oleh timbal

Empat porfobilinogen selanjutnya mengadakan kondensasi membentuk tetrapirol linier yaitu

hidroksi metil bilana yang dikatalisis oleh enzim uroporfirinogen I sintase (porfobilinogen

deaminase). Hidroksi metil bilana selanjutnya mengalami siklisasi spontan membentuk

uroporfirinogen I yang simetris atau diubah menjadi uroporfirinogen III yang asimetris dan

membutuhkan enzim tambahan yaitu uroporfirinogen III kosintase Pada kondisi normal hampir

selalu terbentuk uroporfirinogen III.Uroporfirinogen III selanjutnya mengalami dekarboksilasi, semua gugus asetatny (A) menjadi gugus

metil (M) membentuk koproporfirinogen III. Reaksi ini dikatalisis oleh enzim uroporfirinogen

dekarboksilase. Enzim ini juga mampu mengubah uroporfirinogen I menjadi koproporfirinogen I.

Selanjutnya, koproporfirinogen III masuk ke dalam mitokondria serta mengalami dekarboksilasi

dan oksidasi, gugus propionat (P) pada cincin I dan II berubah menjadi vini (V). Reaksi ini

dikatalisis oleh koproporfirinogen oksidase dan membentuk protoporfirinogen IX. Enzim tersebut

hanya bisa bekerja pada koproporfirinogen III, sehingga protoporfirinogen I umumnya tidak

terbentuk. Protoporfirinogen IX selanjutnya mengalami oksidasi oleh enzim protoporfirinogen

oksidase membentuk protoporfirin IX. Protoporfirin IX yang dihasilkan akan mengalami proses

penyatuan dengan Fe++ melalui suatu reaksi yang dikatalisis oleh heme sintase atau ferokelatasemembentuk heme.

2.5 Hemoglobin

Hemoglobin adalah protein respiratori yang telah diidentifikasi pada tahun 1862 oleh Felix Seyler.

Beliau menemukan spektrum warna hemoglobin dan membuktikan bahwa warna ini adalah yang

memberikan warna pada darah. Protein yang terdapat dalam sel darah merah ini

bertanggungjawab menjalankan fungsi utama mengangkut oksigen ke jaringan dan membawa

karbon dioksida kembali ke paru. Komponen utama hemoglobin adalah heme dan globin.

Hemoglobin yang normal pada dewasa adalah hemoglobin A yang terdiri dari empat kelompok

heme dan empat rantai polipeptida dengan jumlah keseluruhan 547 asam amino. Rantai

polipeptida ini mempunyai dua rantai alfa dan dua rantai beta. Setiap rantai ini akan mengikat

satu kelompok heme. Satu rantai alfa terbentuk daripada 141 asam amino manakala satu rantai

beta pula terbentuk daripada 146 asam amino (Turgeon, 2005).

Sintesa

Hemoglobin disintesa semasa proses maturasi eritrositik. Proses sintesa heme berlaku dalam


9/20

semua sel tubuh manusia kecuali eritrosit yang matang. Pusat penghasilan utama bagi heme

(porfirin) adalah sumsum tulang merah dan hepar. Heme yang terhasil dari prekursor eritroid

adalah identik dengan sitokrom dan mioglobin. Aktiviti preliminer yang memulai pembentukan

heme yaitu sintesa porfirin berlaku apabila suksinil-koenzim A (CoA) berkondensasi dengan glisin.

Asam adipat yaitu perantara yang tidak stabil yang terhasil melalui proses kondensasi tersebut

akan mengalami proses dekarboksilasi menjadi asam delta-aminolevulinat (ALA). Reaksi

kondensasi awalan ini berlaku di mitokondria dan memerlukan vitamin B6. Faktor pembatas

penting pada tahap ini adalah kadar konversi kepada delta-ALA yang dikatalisir oleh enzim ALA-

sintetase. Aktivitas enzim ini pula dipengaruhi oleh eritropoietin dan kofaktor piridoksal fosfat

(vitamin B6). Setelah pembentukan delta-ALA di mitokondria, reaksi sintesis terus dilanjutkan di

sitoplasma. Dua molekul ALA berkondensasi untuk membentuk monopirol porfobilinogen (PBG).

Enzim ALA dehidrase mengkatalisir enzim ini. Untuk membentuk uroporfirinogen I atau III, empat

molekul PBG dikondensasikan menjadi siklik tetrapirol. Isomer tipe III dikonversi melalui jalur

koproporfirinogen III dan protoporfirinogen menjadi protoporfirin. Langkah terakhir yang

berlangsung di mitokondria melibatkan pembentukan protoporfirin dan penglibatan ferum untukpembentukan heme. Empat daripada enam posisi ordinal ferro menjadi chelating kepada

protoporfirin oleh enzim heme sintetase ferrocelatase.

Langkah ini melengkapkan pembentukan heme, yaitu komponen yang mengandung empat cincin

pirol yang dihubungkan oleh jembatan methene supaya membentuk struktur tetrapirol yang lebih

besar.

Struktur dan produksi globin tergantung kepada kontrol genetik. Sekuensi spesifik asam amino

dimulai oleh tiga kode dari basis DNA yang diwariskan secara genetik. Sekurang-kurangnya

terdapat lima loki yang mengarahkan sintesa globin. Kromosom 11 (rantai non-alfa) dan kromosom

16 (rantai alfa) menempatkan loki untuk sintesa globin.Rantai polipeptida bagi globin diproduksi di ribosom seperti yang terjadi pada protein tubuh yang

lain. Rantai polipeptida alfa bersatu dengan salah satu daripada tiga rantai lain untuk membentuk

dimer dan tetramer. Pada dewasa normal, rantai ini terdiri dari dua rantai alfa dan dua rantai

beta.

Sintesa globin sangat berkoordinasi dengan sintesa porfirin. Apabila sintesa globulin terganggu,

proses sintesa porfirin akan menjadi berkurang dan sebaliknya. Walaupun begitu, tiada kaitan

antara jumlah pengambilan zat besi dengan gangguan pada protoporfirin atau sintesa globin.

Sekiranya penghasilan globin berkurang, ferum akan berakumulasi di dalam sitoplasma sel sebagai

ferritin yang beragregasi (Turgeon, 2005).

Fungsi

Selain berperan dalam transportasi oksigen, hemoglobin juga berperan sebagai molekular

transduser panas melalui siklus oksigenasi-deoksigenasi. Hemoglobin juga adalah modulator

metabolisme eritrosit dan oksidasi hemoglobin merupakan petanda proses penuaan hemoglobin.

Pada penderita malaria, hemoglobin mempunyai implikasi resistensi genetik. Aktivitas enzimatik

hemoglobin mempunyai peranan dalam interaksi dengan obat, selain ia juga merupakan sumber


10/20

katabolit fisiologi yang aktif (Giardina et al., 1995). Penurunan jumlah hemoglobin dalam darah

dapat menimbulkan gangguan pada fungsi-fungsi di atas.

Uptake oksigen maksimum (VO2 max), kadar hemoglobin dan volume darah di dalam tubuh adalah

saling berkait. Jika volume darah dalam keadaan tidak berubah, penurunan konsentrasi

hemoglobin akan menyebabkan penurunan nilai uptake oksigen maksimum (VO2 max), manakala,

jika konsentrasi hemoglobin meningkat, uptake oksigen maksimum (VO2 max) turut meningkat.

Apabila kadar hemoglobin tidak berubah, tetapi volume darah bertambah, nilai uptake oksigen

maksimum (VO2 max) turut bertambah dan jika volume darah berkurang, nilai uptake oksigen

maksimum (VO2 max) turut berkurang. Di sini dapat disimpulkan bahawa uptake oksigen

maksimum (VO2 max) sangat dipengaruhi oleh kadar hemoglobin dan volume darah (Gledhill et

al., 1999).

Konsentrasi Hemoglobin dan Anemia

Menurut Standley (2010) nilai hemoglobin yang normal pada wanita adalah di antara 12g/dL hingga

ke 16g/dL. Sekiranya nilai hemoglobin yang diukur adalah di bawah 12g/dL, seseorang wanita itu

sudah dianggap anemia. Secara tepat, anemia adalah suatu keadaan di mana berlaku penurunan

terhadap massa sel darah merah. Metode pengukuran sel darah merah adalah agak rumit karena

butuh waktu, biaya yang mahal dan biasanya memerlukan transfusi eritrosit radio label. Secara

praktis, anemia ditemukan melalui hitung jumlah sel darah merah, konsentrasi hemoglobin dan

hematokrit (Conrad, 2009).

Tabel 2.1 Tahap Keparahan Anemia Menurut Konsentrasi Hemoglobin (Elesevier Oncology, 2006)

Tahap keparahan anemia Nilai Hb (g/dL) Simptom Tindakan medis

Ringan 9.5-12.0 Pada kebiasannya tiada tanda dan gejala Tiada intervensi

Sedang 8.0-9.5 Bisa disertai gejala anemia Perlu manajemen untuk mencegah dari terjadinya

komplikasi

Berat < 8.0 Pada kebiasaannya disertai gejala anemia Bisa menggugat nyawa dan perlukan

manajemen segera

DAFTAR PUSTAKA

http://id.wikipedia.org/wiki/Heme

http://klinikdokterhairrudin.blogspot.com/2008/10/kinetika-enzim.html

http://netsains.com/2010/02/porfirin-molekul-yang-mewarnai-hidup/

http://www.faikshare.com/2010/05/senyawa-porfirin-dan-legenda-vampire.html

http://my.opera.com/greatranika/blog/show.dml/4526502

http://lovesgreen.blogspot.com/2010/08/pembentukan-hb.html


11/20

A . METABOLISME ZAT BESI (Fe)Tubuh manusia mengandung sekitar 2 sampai 4 gram besi. Lebih dari 65% zat besi ditemukan di dalamhemoglobin dalam darah atau lebih dari 10% ditemukan di mioglobin, sekitar 1% sampai 5% ditemukansebagai bagian enzim dan sisa zat besi ditemukan di dalam darah atau ditempat penyimpanan. Jumlahtotal besi ditemukan dalam orang tidak hanya terkait berat badan tetapi juga pengaruh dari berbagai

kondisi psikologi termasuk umur, jenis kelamin kehamilan dan status tingkat pertumbuhan. Besimerupakan mineral mikro yang paling banyak terdapat di dalam tubuh manusia yaitu sebanyak 3-5gram di dalam tubuh manusia dewasa. Didalam tubuh sebagian besar Fe terkonjugasi dengan proteindan terdapat dalam bentuk ferro atau ferri. Bentuk aktif zat besi biasanya terdapat sebagai ferro,sedangkan bentuk inaktif adalah sebagai ferri(misalnya dalam bentuk storage). Besi, mempunyaibeberapa tingkat oksidasi yang bervariasi dari Fe6+ menjadi Fe2-, tergantung pada suasana kimianya.Hal yang stabil dalam cairan tubuh manusia dan dalam makanan adalah bentuk ferri (Fe3+) dan ferro(Fe2+).

Bentuk-bentuk konjugasi Fe adalah:

Hemoglibin; mengandung bentuk ferro. Fungsi hemoglobin adalah mentranspor CO2 dari jaringankeparu-paru untuk dieksresikan kedaam udara pernapasan dan membawa O2 dari paru-paru ke sel-seljaringan. Hemoglibin terdapat pada erytrocyt.Myoglobin; terdapat dalam sel-sel otot, mengandung Fe bentuk ferro. Fungsi myoglobin adalah dalamproses kontraksi otot.Transferrin; mengandung Fe bentuk ferro. Transferrin merupakan konjugat Fe yang berfungsimentransporFe tersebut didalam plasma darah dari tempat penimbunanFe kejaringan-jaringan (sel)yang memerlukan (sumsum tulang dimana terdapat jaringan hemopoletik).Ferritin; adalah bentuk storage Fe, dan mengandung bentuk Ferri. Kalau Fe Ferritindiberikan padatransterin untuk ditransfor, zat besinya diubah menjadi

Berikut fungsi Besi dalam tubuh.

Alat angkut oksigenSebagian besar besi berada dalam hemoglobin (molekul protein mengandung besi dari sel darah merahdan mioglobin di dalam otot. Hemoglobin dalam darah membawa oksigen untuk disalurkan ke seluruhtubuh. Miogloboin berperan sebagai reservoir oksigen: menerima, menyimpan dan melepas oksigen didalam sel-sel otot.Metabolisme energiFungsi besi sebagai kofaktor enzim-enzim yang terlibat dalam metabolisme energi.Kemampuan belajarBeberapa bagian dari otak mempunyai kadar besi tinggi yang diperoleh dari transport besi yangdipengaruhi oleh reseptor transferin. Defisiensi besi berpengaruh negatif terhadap fungsi otak,terutama terhadap fungsi sistem neurotransmitter. Akibatnya, kepekaan reseptor saraf dopaminberkurang yang dapat berakhir dengan hilangnya reseptor tersebut. Daya konsentrasi, daya ingat, dankemampuan belajar terganggu, ambang batas rasa sakit meningkat, fungsi kelenjar tiroid dankemampuan mengatur suhu tubuh menurun.Sistem kekebalanBesi memegang peranan dalam sistem kekebalan tubuh. Respon kekebalan sel oleh limfosit-T terganggu

karena berkurangnya pembentukan sel-sel tersebut, yang kemungkinan disebabkan oleh berkurangnyasintesis DNA. Berkurangnya sistesis DNA ini disebabkan oleh gangguan enzim reduktase ribonukleotidayang membutuhkan besi untuk dapat berfungsi.

SUMBER

Besi biasanya selalu terkandung dalam makanan. Diet orang barat diperkirakan tidak lebih dari 5-7 mgbesi per 1.000 kkal. Diet besi ditemukan dalam satu dari dua bentuk dalam makanan yaitu hem dan non


12/20

hem. Besi heme terutama berasal dari hemoglobin dan mioglobin. Besi hem berada pada makananhewani dan besi non hem berada pada makanan nabati. Besi nonheme umumnya terdapat dalammakanan (kacang-kacangan, buah-buahan, sayur-sayuran, biji-bijian, dan tofu) dan dairy produk (susu,keju dan telur), meskipun dairy produk sangat sedikit mengandung besi. Besi nonheme biasanyaberikatan dengan komponen makanan dan harus di hidrolisis atau dilarutkan terlebih dahulu baru diabsorbsi. Sumber besi ialah makanan hewani, seperti daging, ayam, dan ikan.. Sumber baik yanglainnya ialah telur, serelia tumbuk, kacang-kacangan, sayuran hijau, dan beberapa jenis buah. Makananyang memiliki banyak kadar besi, yaitu hati dan organ daging, yang bukan merupakan bahan yangpopular di kebanyakan diet orang barat. Beberapa makanan yang lebih popular yang secara keseluruhanmerupakan sumber besi yang baika dalah daging merah, tiram dan kerang, kacang (lima,laut), darkgreen, sayur daun-daunan, dan buah kering. Sebagai tambahan untuk sejumlah besi alami ditemukanpada makanan, makanan seperti roti, roti kadet, paset, sereal, kersik, dan tepung yang difortifikasidengan besi. Besi alami, besi askorbat, besi karbonat,besi sitrat, besi fumarat, besi glukonat, besilaktat, besi pirofosfat, dan besi sulfat disediakan dan digunakan untuk fortifikasi makanan.

PENCERNAAN, ABSORPSI, DAN TRANSPOR

Tubuh sangat efisien dalam penggunaan besi. Sebelum diabsorpsi, di dalam lambung besi dalam bentukferi direduksi menjadi bentuk fero. Hal ini terjadi dalam suasana asam di dalam lambung denganadanya HCl dan vitamin C yang terdapat dalam makanan. Absorpsi terutama terjadi di bagian atas usushalus (duodenum) dengan bantuan alat angkut-protein di dalam sel mukosa usus halus yang membantupenyerapanbesi, yaitu transferin dan feritin. Transferin, protein yang disintesis di dalam hati, terdapatdalam dua bentuk. Transferin dan feritin. Transferin, protein yang disintesis di dalam hati, terdapatdalam dua bentuk. Transferin mukosa mengangkut besi dari saluran cerna untuk mengikat besi lain,sedangkan transferin reseptor mengangkut besi melalui darah ke semua jaringan tubuh. Dua ion feridiikatkan pada transferin untuk dibawa ke jaringan-jaringan tubuh. Banyaknya reseptor transferin yangterdapat pada membran sel bergantung pada kebutuhan tiap sel. Kekurangan besi pertama dapatdilihat dari tingkat kejenuhan transferin.

Pencernaan dan Absorbsi Besi Heme

Besi heme sebelumnya dihidrolisis dari hemoglobin bagian dari globin atau mioglobin untuk absorpsi.Percernaan dibantu oleh proteases dalam lambung dan usus kecil dan hasilnya berupa pelepasan besi

heme. Demikian , heme mengandung ikatan besi berupa cincin porphyrin sehingga lebih mudahdiabsorpsi sebagai metaloporphyrin ke dalam sel mokusal dari usus kecil.

Absorpsi besi heme dipengaruhi oleh simpanan besi tubuh. Absorpsi heme berhubungan dengansimpanan besi dan kemungkinan range dari 15% dengan status besi normal sampai 35% pada orang yangkekurangan besi. Absorpsi besi berlangsung seluruhnya di usus kecil tetapi lebih efisiens dalam proximalportion, khususnya di duodenum. Dalam mokusal sel absorpsi heme cincin porphyrin dihidrolisis olehheme oksigenase ke dalam besi ferrous inorganic dan protoporphyrin. Pelepasan besi digunakan olehmokusal sel usus atau transport selanjutnya ke sel usus dan kemudian transport diteruskan darah untukdigunakan oleh sel tubuh yang lain.

Pencernaan dan Absorbsi Besi Non Heme

Besi non heme, berikatan dengan komponen makanan, harus dibebaskan secara enzymatic dalamsialuran pencernaan untuk diabsorbsi lebih lanjut. Sekresi lambung mengandung HCL dan pepsinprotease membantu melepaskan besi nonheme dari komponen bahan makanan. Pelepasan pertama darikomponen bahan makanan, banyak besi nonheme tampil sebagai Ferric (Fe3+) dalam lambung. Besibentuk ferric dapat larut dalam waktu lama pada pH asam lambung, juga dalam suasana asamlambung, banyak besi bentuk ferric di reduksi menjadi bentuk ferro. Besi bentuk ferro dapat larutbahkan pada pH 8. Meskipun memiliki kelarutan pada pH basa dalam usus kecil, beberapa besi bentukferro mungkin mengalami oksidasi menjadi besi bentuk ferric. Besi bentuk ferric lebih kompleks untukmemproduksi ferric Hodroxida (Fe(OH)3 yang cenderung tidak larut dan membentuk agregat sehingga


13/20

menyebabkan ketersediaan besi menurun untuk di absorbsi.

BESI LAIN-MENGANDUNG ENZIM

Enzim tubuh yang lain termasuk dalam berbagai proses, disamping rangkaian respirasi, juga permintaanbesi besi. Banyak monooksigen, sebagai contoh, mengandung besi. Fungsi monooksigen adalahmemasukan satu dari dua molekul oksigen ke dalam subtract. Contoh besi mengandung oksigentermasukFenilalanin monooksigenTirosin monooksigen danTriptofan monooksigenEnzim itu memasukan molekul oksigen kedalam fenilalanin, tirosin, dan triptofan, saling berhubungan.Monooksigen lebih jauh diklasifikasi berdasarkan pada co-substrat yang berperan dalam reaksi. Fungsico-subtract untuk menyediakan atom hydrogen yang dikurangi molekul oksigen kedua dalam air.Fenilalanin monooksigen, tirosin monooksigen dan triptofan monooksigen semuanya menggunakantetrahidrobiopterin sebagai co-subtract dan selama reaksi, tetrabiopetrin dioksidasi menjadidihidrobiopetrin. Reaksi dikatalisis oleh fenilalanin monooksigen (juga disebut hidroksilase karenasubtract utama fenilalanin menjadi hidrisilat). Enzim ini mengandung satu sampai dua atom besi dankonversi fenilalanin menjadi tirosin; vitamin C termasuk dalam reaksi ini.

Banyak dioksigenase juga mengandung besi. Katalis dioksigenase menempatkan dua atom oksigenkedalam subtract. Ada banyak besi penting yang dibutuhkan dioksigenase dalam tubuh. Beberapacontoh termasukTriptofan dioksigenase (metabolism asam amino)Homogentisate dioksigenase (metabolime asam amino)Trimetil lisin dioksigenase dan -butirobetain dioksigenase (sintesis karnitin)Lisin dioksigenase dan prolin dioksigenase (sintesis prokolagen)Sintesis nitric oksida-karoten dioksigenase (sintesis vitamin A)

Reaksi penting yang lain untuk melindungi tubuh juga menggunakan besi yang mengandung enzim,seperti katalisis dan mieloperoksidasi.

Katalisis, dengan empat kelompok heme, mengubah hydrogen perooksida menjadi air dan molekuloksigen. Katalisis membantu mencegah sel rusak yang diakibatkan oleh hydrogen perioksida.

Mieloperoksida, heme lain mengandung enzim, ditemukan dalam plasma sama dangan granula dalamneutrofil (sel darah putih). Selama fagositosis bakteri, mieloperooksida dilepaskan dari fagositosisvesikel dalam neutrofil. Vesikel fagositosis mengandung berbagai senyawa termasuk peroksida (H2O2),hidroksi radikal bebas (OH-) dan ion lain seperti klorida (Cl-).

Bentuk hipoklorit dalam reaksi sitoksida kuat yang penting untuk menghancurkan subtansi asing sepertibakteri. Aktivitas Mieloperoksida mungkin dilemahkan oleh defisiensi besi dengan meningkatnyasusceptibilitas atau infeksi sederhana.

Beberapa oksidereduktase yang termasuk besi-terikatAldehid oksidase, yang menggunakan oksigen untuk mengubah alehid (RCOH) menjadi alcohol (RCOOH):Oksidasi sulfit, besi sulfur mengandung enzim yang mengubah suilfit (SO3-) menjadi sulfat (SO4-) : danOksidasi xanthin dan dehidrogenase, kedua non besi heme tersebut dan molybdenum yang mengandungenzim yang mengubah hipoxantine dihasilkan dari kataboisme purin menjadi xantin dan ketika xantinmenjadi asam uric untuk pengeluaran.

Enzim non heme terikat lain yang dibutuhkan dalam sintesis DNA dan replikasi sel adalah ribonukleotidareduktase yang mengubah adenosine difosfat (ADP) menjadi dioksi ADP (dADP) . Dalam glikolisis,


14/20

gliserol fosfat dehidrogenase, flavoprotein, adalah komponen besi non heme. Dalam Siklus krebs,akonitasi yang mengubah sitrat menjadi isositrat, membutuhkan satu sampai dua atom besi non heme.Fosfoenolpirufat karbosikinase, penting dalam glukoneogenesis, juga membutuhkan besi untukfungsinya. Tiroperoksida, enzim besi heme terikat lain, dibutuhkan untuk organifikasi iodida(penambahan 2I- menjadi tiroglobulin tirosin) dan konjugasi residu iodinated tirosin pada tiroglobulin.Reaksi ini dibutuhkan untuk sintesis dari hormone tiroid T3 dan T4.Sebagai peroksidan, besi ferro bebas mengkatalisis reaksi non enzimatik fenton, yang mana reaksi besiferrous dengan hydrogen perioksida untuk menghasilkan besi ferrik dan radikal bebas. Dalam reaksidiketahui sebagai reaksi Haber Weiss, superoksida radikal O2- kemungkinan bereaksi dengan molekulhydrogen perioksida lain untuk menghasilkan molekul oksigen dan hidroksil radikal bebas seperti OH-,sebuah membrane oksida berbahaya.

INTERAKSI DENGAN BAHAN MAKANAN LAIN

Zat gizi lain yang memiliki kemungkinan untuk berinteraksi dalam hal penyerapan adalah zinc.Ingestion kedua zat gizi adalah 25: 1 molar hal ini mengurangi absorpsi zinc dari air sampai 34% padamanusia; meskipun, ketika rasio besi sama dengan zinc yang diberikan lewat daging, tidak ada efekinhibitor yang diperlihatkan. Rasio besi non heme dengan zinc pada 2:1 dan 3:1 juga menunjukkanadanya hambatan absorpsi zinc, sementara rasio yang sama antara besi heme dengan zinc tidak adaefek absorpsi zinc.

Asosiasi lain antara vitamin A dan besi. Status kekurangan vitamin A merubah distribusi besi antarajaringan. Konsentrasi rendah plasma retinol diasosiasi dengan pengurangan plasma besi dan hemoglobindarah dan hematrokit sebanding bertambahnya akumulasi hepatic besi dalam tikus.

Besi dan timah juga berinterksi. Timah menghalangi aktifitas -aminolevulinik asam dehidratase, enzimdimasukkan dalam sintesis heme. Timah juga menghalangi aktifitas ferochelatase enzim yangmenggabungkan besi ke heme. Sebagai tambahan, absorpsi timah meningkat berlangsung dengankekurangan besi pada hewan dan dapat bermasalah untuk anak-anak yang sering kekurangan besi dandapat meningkatkan perombakan ke timah. Seluruh Mekanisme kekurangan besi yang diperbaiki olehabsorpsi timah tidak diketahui.

Defisiensi besi diasosiasi dengan penurunan konsentrasi selenium sama dengan sintesis dan aktivitasglutation peroksida. Glutation peroksida, sebuah enzim yang diperlukan oleh selenium, untukmengkatalisis reduksi hydrogen peroksida dengan menggunakan glutation (GSH). Sebagai tambahanenzim ini mengubah peroksida organic (ROOH) menjadi bentuk hidroksinya (atau alcohol). Mekanismeinteraksi antara besi dan selenium tidak diketahui. Besi jumlah sedikit dibutuhkan dalam regulasipretranslasional sintesis glutation peroksida. Secara berurutan, defisiensi besi berpengaruh padaabsorpsi selenium atau peningkatan penggunaan selenium pada tubuh. Kemungkinan lain besi atauprotein yang mengandung besi dibutuhkan untuk aktifitas glutation peroksida.

Faktor-faktor yang mempengaruhi besi yaitu:

Bentuk besi di dalam makanan berpengaruh terhadap penyerapannya. Besi-hem, yang merupakanbagian dari hemoglobin dan mioglobin yang terdapat di dalam daging hewan dapat diserap dua kali

lipat daripada besi-nonhem.

Asam organik, seperti vitamin C sangat membantu penyerpan besi-nonhem dengan merubah bentuk ferimenjadi fero. Bentuk fero lebih mudah diserap oleh tubuh.Asam fitat dan faktor lain di dalam serat serealia dan asam oksalat di dalam sayuran menghambatpenyerapan besi. Faktor-faktor ini mengikat besi, sehingga mempersulit penyerapannya.Tanin yang merupakan polifenol dan terdapat di dalam teh, kopi dan beberapa jenis sayuran dan buahjuga menghambat absorpsi besi namun mekanismenya belum diketahui dengan pasti.Tingkat keasaman lambung meningkatkan daya larut besi. Kekurangan asam klorida di dalam lambung


15/20

atau penggunaan obat-obatan yang bersifat basa seperti antasid menghalangi absorpsi besi.Faktor intrinsik di dalam lambung membantu penyerapan besi, diduga karena hem mempunyai strukturyang sama dengan vitamin B12.Kebutuhan tubuh akan besi berpengaruh besar terhadap absorpsi besi. Bila tubuh kekurangan besi ataukebutuhan meningkat pada masa pertumbuhan, absorpsi besi non-hem dapat meningkat sampai sepuluhkali, sedangkan besi-hem dua kali.

B. PERTUKARAN BESI DALAM TUBUH

Meskipun diet besi penting dalam mempertahankan adekutnya dalam jangka panjang oleh tubuh besi,namun jumlah absorpsi besi, sekitar 0,06% total kandungan besi tubuh hal ini tidak menyediakankonsentrasi besi yang dibutuhkan.

Kebanyakan besi masuk ke dalam plasma untuk distribusi dan redistribusi oleh transferin yang jugaberkonstribusi melalui bagian pengrusakan hemoglobin dan bagian degradasi ferritin dan hemosiderin.Hemoglobin didegradasi terutama oleh fagosit pada system retikuloendotelia (ditemukan dalam hati,limfa dan sumsum tulang). Simpanan besi sebagai feritin dan hemosiderin didegradasi terutama dalamhati, limfa dan sumsum tulang.

Kebanyakan sel darah merah berumur sekitar 120 hari, yang tua selanjutnya dimakan oleh makrofag didalam limfa dan diturunkan (fagositosit); walaupun , sel makrofag retikuloendotelial dalam sumsumtulang dan sel kupfer dalam hati juga mendegradasi sel darah merah.Selama degradasi sel darah merah, bagian heme dari molekul hemoglobin dalam sel darah marahdikatabolis oleh oksigenase heme menjadi biliverdin dan selanjutnya menjadi bilirubin, yang kemudiandikeluarkan ke empedu untuk diekskresi dari tubuh. Sebagai tambahan, sekitar 20 sampai 25 mg besiper hari dilepaskan dari katabolisme hemoglobin. Besi itu akan digunakan kembali, sebagai contohuntuk eritropoiesis atau untuk penggabungan kedalam enzim besi terikat, atau besi menjadi cadanganuntuk disimpan.

Walaupun kebanyakan sel darah merah didegradasikan dalam system retikuloendotelial, beberapa lisissel darah merah berlangsung dalam darah. Dua protein, haptoglobin dan hemopexin, berfungsi untuk

melepaskan pelepasan hemoglobin dan heme bebas, secara berturut-turut di dalam darah.Haptoglobin, disintesis oleh hati, bentuk kompleks dengan hemoglobin bebas , sementara hemopexin,juga disintesisoleh hati, bentuk kompleks dengan heme bebas dalam darah. Protein lalu mengantarakankomponen yang mengandung besi ke hati, dimana degradasi lebih jauh berlangsung untuk dapatdigunakan kembali besi tersebut.

Kecuali kalau simpanan tubuh dihabiskan, persedian besi pada plasma pool dapat disesuaikan denganbatas banyaknya. Kebutuhan untuk besi transferin ditentukan oleh kebutuhan sumsum tulang untuksintesis sel darah merah. Walaupun , hemolisis kronik kuantiti besi melewati plasma dapatdikembangkan enam sampai delapan kali normal.

EKSKRESI

Kehilangan besi sehari-hari oleh laki-laki dewasa kira-kira antara 0,9 dan 1,0 mg/hari (12-14mg/Kg/hari). Kehilangan tersebut berlangsung dari berbagai letak:

Dinding gastrointersinal : 0,6Kulit : 0,2-0,3Ginjal : 0,1


16/20

Dapat dilihat dari angka tersebut, kebanyakan kehilangan besi via daerah gastrointestinal (0,6 mg). dari0, 6 mg, sekitar 0,45 mg sesuai dari kehilangan darah menit (-1 mL) dan 0,15 mg besi yang lain sesuaikehilangan empedu dan kematian sel mokusa. Kehilangan pada kulit kira-kira 0,2 sampai 0,3 mg besiberlagsung untuk kematian permukaan sel dari kulit. Terakhir, kira-kira sangat sedikit , sekitar 0,1 mg,hilang di urin. Kehilangan besi , walaupun mungkin meningkat pada orang dengan ulkus gastrointensialatau parasit intestinal atau hemorange ditimbulkan oleh operasi atau luka yang sesuai.

Kehilangan besi basal baru digambarkan sedikit (0,7-0,8 mg/hari) pada wanita karena daerahpermukaannya lebih kecil. Kehilangan total premanopause wanita, walaupun diperkirakan kurang lebih1,3 sampai 1,4 mg/hari karena kehilangan besi pada saat menstruasi. Rata-rata kehilangan darahselama siklus menstruasi sekitar 35 mL, dengan batas lebih sekitar 80 mL. Kandungan besi dalam darahsekitar 0,5 mg/100 mL darah, yang kehilangan hampir 17,5 mg besi per periode. Ketika dirata-ratakanlebih sebulan, kehilangan besi dalam menstruasi sekitar 0,5 mg per hari; pada beberapa wanita,kehilangan besi untuk menstruasi mungkin melebihi 1,4 mg/hari. Ekskresi besi meningkat pada orangsehat dengan asupan yang melebihi rata-rata konsentrasi besi ferritin pada kematian sel mokusa sel.

Keseimbangan pemasukan besi dengan kehilangannya dari tubuh sangat penting untuk kesehatan.Tingginya kejadian anemia defisiensi besi, merupakan defisiensi gizi yang umum pada manusia di dunia,menjadi fakta bahwa keseimbangan besi sering tidak dicapai, sebagian pada banyak anak-anak,perempuan dan wanita usia subur.

RECOMMENDED DIETARY ALLOWANCES

Kehilangan besi basal, dengan rata-rata 0,7 sampai 1,0 mg/hari oleh laki-laki dewasa dan wanita padasaat menopause dengan pertambahan kehilangan besi meningkat dalam memformulasi RDA. Pada tahun1989 RDA berasumsi absorpsi besi sekitar 10% dan telah diatur rekomendasinya 10 mg pada laki-laki danwanita postmonopouse. RDA untuk besi pada wanita sebelum monepouse diatur 15 mg/hari. Karenakurangnya menstruasi selama kehamilan dan bertambah atau lebih efisien absorpsi besi yang jugaberlangsung saat kehamilan, RDA menyarankan 30 mg besi/hari wanita hamil. Karena 30 mg besi lebihdari biasanya yang didapatkan dari diet, supplement yang biasanya digunakan


17/20

Biosintesa porfirin dan heme

Langkah awal biosintesa porfirin pada mamalia ialah kondensasi suksinil ko-A yang

berasal dari siklus asam sitrat dalam mitokondria dengan asam amino glisin membentuk asam

amino ketoadipat, dikatalisis oleh amino levulenat sintase dan memerlukan piridoksal phosfat

untuk mengaktifkan glisin. Asam diatas segera mengalami dekarboksilasi membentuk amino

levulenat atau sering disingkat ALA. Enzym ALA sintase merupakan enzym pengendalikecepatan reaksi .

Didalam sitosol 2 molekul ALA berkondensasi dan mengalami reaksi dehidrasi

membentuk porfobilinogen/PBG yang dikatalisis oleh ALA dehidratase.

4 molekul PBG berkondensasi membentuk hidroksi metil bilana, suatu tetrapirol linieroleh enzym uroporfirinogen I sintase atau disebut juga PBG deaminase kemudian terjadi reaksi

siklisasi spontan membentuk uroporfirinogen, suatu tetrapirol siklik. Pada keadaan normal

uroporfirinogen I sintase adalah kompleks enzym dengan uroporfirinogen III kosintase sehingga

kerja kedua kompleks enzym tersebut akan membentuk uroporfirinogen III, yang mempunyaisusunan rantai samping asimetris. Bila kompleks enzym abnormal atau hanya terdapat enzym

sintase saja, di bentuk uroporfirinogen I yaitu suatu bentuk isomer simetris yang tidak fisiologis.

Rangka porfirin sekarang telah terbentuk, uroporfirinogen I atau III mengalamidekarboksilasi membentuk koproporfirinogen I atau III dengan melepas 4 molekul CO2 hingga

rantai samping asetat pada uroporfinogen menjadi metil, reaksi ini dikatalisis oleh

uroporfirinogen dekarboksilase. Hanya koproporfirinogen III yang dapat kembali masuk

kemitokondria, mengalami dekarboksilasi dan oksidasi membentuk protoporfirinogen III olehenzym koproporfirinogen oksidase, dimana dua rantai samping propionat koproporfirinogen

menjadi vinil.

Protoporfirinogen III dioksidasi menjadi protoporfirin III oleh protoporfirinogen oksidaseyang memerlukan oksigen. Protoporfirin III diidentifikasi sebagai isomer porfirin seri IX dan

disebut juga dengan protoporfirin IX. Porfirin tipe I dan III dibedakan berdasar simetris tidaknya

gugus substituen seperti asetat, propionat dan metil pada cincin pirol ke IV.

Penggabungan besi (Fe2+

) ke protoporfirin IX yang dikatalisa oleh Heme sintase atauFerro katalase dalam mitokondria akan membentuk heme.

A. HemoglobinHemoglobin adalah hemoprotein pembawa oksigen pada eritrosit yang terdiri dari empatgugus hem dan globin. Tiap eritrosit mengandung sekitar 640 juta molekul hemoglobin

(A.V. Hoffbrand, et al., 2005). Pada manusia dewasa hemoglobin utama (mayor) disebut Hb

A (hemoglobin dominan setelah 3-6 bulan), yang terdiri dari dua rantai dan dua rantai (22) dengan kadar 95% (Slamet Suyono, 2001; A.V. Hoffbrand, et al., 2005). Selain HbA pada manusia dewasa terdapat hemoglobin pendamping (minor) yang disebut Hb A2 yang

terdiri dari 2 rantai dan dua rantai (22). Kadar Hb A2 pada orang dewasa adalah

Materi Tentang Blok 8

Documents

Transcript of Materi Tentang Blok 8