ANEMIA - KULIAH BIOKIMIA

Anemia

Bahan kuliah : drKusuma Adji MSi.

Istilah awamnya dikenal sebagai kurang darah. Secara laboratorium di mana kadar Hb darahnya lebih rendah dari kadar Hb darah orang normal.

Terjadinya anemia dapat disebabkan oleh :

1.  Gangguan eritropoesis

Penurunan kecepatan produksi sel darah merah oleh RES (sistem retikulo endotelial) yang terdiri dari hati, limpa dan sumsum tulang merah.

Destruksi (hilangnya) fungsi RES misalnya yang didapatkan pada lekemia, anemia aplastik, keracunan zat kimia atau obat-obatan, radiasi, infeksi kronis.

Defisiensi bahan baku yang diperlukan untuk pembentukan sel darah merah, misalnya yang didapatkan pada defisiensi besi, tembaga, asam folat, protein, vitamin B-12.

2.  Peningkatan kehilangan atau destruksi sel darah merah.

Misalnya yang didapatkan pada perdarahan akut dan kronis, hemolisis sel darah merah disebabkan zat toksis dan infeksi misalnya destruksi sel darah merah oleh parasit malaria.

Tata nama anemia

Dilihat dari aspek :

1.  Diameter sel darah merah

Terdapat tiga jenis anemia

A.     Anemia makrositer mempunyai gambaran mikroskopik berupa s.d.m. kecil-kecil.

B.     Anemia normositcr mempunyai gambaran mikroskopik s.d.m yang normal besarnya.

C.     Anemia makrositer mempunyai gambaran mikroskopik berupa s.d.m besar-besar

2.  Intensitas warna sel darah merah.

     Terdapat tiga macam anemia :

1. Anemia hipokrom mempunyai s.d.m yang warnanya pucat.
2. Anemia normokrom mempunyai s.d.m. yang warnanya normal.
3. Anemia hiperkrom mempunyai s.d.m. yang warnanya lebih murah.

Tiga macam indeks anemia yang digunakan :

1.      M.C.V. ("mean corpuscular volume")

      Adalah nilai rata-rata volume eritrosit

2.      M.C.H. ("mean corpuscular hemoglobin')

Adalah nilai rata-rata kadar Hb dalam eritrosit

3.      M.C.H.C. ("mean corpuscular hemoglobin concentration')

       Adalah jumlah Hb yang dinyatakan dalam %-asi volume sel darah merah.

Biosintesis heme

Pada reaksi awal biosintesis heme, diperlukan dua senyawa, yaitu:

1.        Suksinat aktif (suksinil-SKoA)

2.        Glisin aktif.

       Tahapan berikutnya :

1.         Setelah reaksi awal menghasilkan asam alfa amino beta-keto adipat, reaksi dilanjutkan ke reaksi dekarboksilasi yang dikatalisis oleh AMLEV sintetase membentuk asam delta-amino levulinat (AMLEV).

2.         Dua molekul AMLEV membentuk porfobilinogen, Porfobilinogen adalah prazat pertama pirol.

3.         Pembentukan tetra pirol (porfirin) dibentuk melalui kondensasi empat moaopirol yang diturunkan dari porfobilinogen. Ke empat pirol dihubungkan oleh jembatan metilen; atom C jembatan metilen berasal dari atom C-alfa glisin.

Salah satu derivat tetrapirol yang diturunkan adalah protoporfirin type III atau 9.

4.         Langkah terakhir adalah penggabungan protoporfirin 9 dengan ion ferro, dikatalisis oleh enzim "hemesintetase" atau "ferro kelatase".

Eritrosit dewasa tidak dapat mensintesis heme, karena eritrosit dewasa tidak mengandung mitokondria.

Katabolisme heme atau pembentukan pigmen empedu

Senyawa biologis aktif yang mengandung heme bukan hanya Hb, tetapi masih ada beberapa senyawa lainnya di antaranya :

1.      Mioglobin

2.      Sitokrom

3.      Katalase

4.      Triptofan pirolase

Heme dikatabolisme di jaringan RES, sebagai berikut :

1.      Heme akan membuka cincinnya di bawah pengaruh heme oksigenase sehingga dihasilkan verdohemin. Verdohemin mengandung besi dalam bentuk ion fern.

2.      Ion Ferri dibebaskan, dihasilkan biliverdin; dan ion fern memasuki pool besi dalam tubuh.

3.      Kemudian, biliverdin direduksi menghasilkan bilirubin. RES dibedakan men­jadi RES ekstrahepatik dan hepatik. Bilirubin ekstrahepatik diangkut ke hati melalui sirkulasi darah dalam keadaan terikat dengan protein darah sebagai bilirubin proteinat (bilirubin indirek). Di hati, bilirubin proteinat melepaskan proteinnya, kemudian bilirubin bebas diikat oleh asam glukuronat membentuk bilirubin glukuronida (bilirubin direk). Bilirubin direk diekskresi melalui gin­jal dan empedu. Bilirubin di ginjal sebagian berubah menjadi urobilinogen, dan di kolon berubah menjadi sterkobilinogen. Bila urin dikeluarkan dan terkena udara luar urobilinogen berubah menjadi urobilin, bahan penyebab warna urin lebih tua di udara terbuka, Sterkobilinogen, bila tinja keluar dan terkena udara luar berubah menjadi sterkobilin, penyebab warna tinja lebih tua di udara terbuka.

Bagan 1. KATABOLISME HEME

Ikterus

Ikterus, bukan penyakit melainkan suatu gejala, ditimbulkan oleh pelbagai macam penyakit, misalnya

1.      anemia hemolitik

2.      obstruksi saluran empedu

3.      ikterus neonatorum (bukan penyakit melainkan faal)

4.      hepatitis

            Ikterus adalah penimbunan bilirubin di jaringan bawah kulit, selera mata; akibatnya kulit dan sklera mata berwarna kuning.

Hemoglobin abnormal

            Hemoglobin abnormal, adalah kelainan pada komposisi asam amino rantai polipeptida alfa atau rantai beta molekul globin.

Waktu paruh sel daran merah normal adalah 120 hari.

Struktur Hb Abnormal

Telah dipelajari dengan elektrofort.sis untuk mengetahui deretan asam-asam amino yang normal maupun yang abnormal di dalam rantai polipeptida alfa dan beta molekul globin dari molekul Hb.

Bila salah satu asam amino yang terdapat dalam rantai polipeptida alfa atau beta molekul globin Hb yang normal akan memberikan suatu molekul Hb yang abnormal.

Tata nama dengan cara menuliskan jenis asam amino yang diganti oleh asam amino pengganti dengan menyertakan posisinya:

berarti kedudukan asam amino ke 6 pada rantai beta yang normal digantikan oleh asam amino valin, asam amino pada posisi 6 yang normal ditempati oleh asam amino glutamat.

Derivat-derivat hemoglobin yang dapat dijumpai dalam intensi darah atau jaringan tubuh

1.      Oksihemoglobin

2.      Karboksihemoglobin

3.      Methemoglobin

4.      Sulfhemoglobin

5.      Hemoglobin terglikosilasi

6.      Mioglobin

7.      Haptoglobin

8.      Hemopeksin

9.      Methemalbumin

Oksihemoglobin

            O₂ terikat lemah pada ion Ferro, dan mudah dilepas lagi. Misalnya dengan larutan Stokes yaitu suatu reduktor lemah, dihasilkan Hb tereduksi. Bila Hb tereduksi diberikan O₂ lagi, oksi-Hb terbentuk lagi. Hb tereduksi, ungu muda; Oksi-Hb, kuning-merah. Pemeriksaan spektroskopis, Hb tereduksi memperlihat kan pita serap yang lebar, berpusat pada panjang gelombang 559 mu; oksi-Hb memperlihatkan dua pita serap yang sempit; yaitu pita yang lcbih sempit, berpusat pada panjang gelombang 579 mu dan satu pita lainnya yang agak lebar, berpusat pada panjang gelombang 542 mu.

1 Gm Hemoglobin mengikat 1,34 ml oksigen.

Karboksi hemoglobin.

Daya ikat hemoglobin dengan CO sebesar 200x daya ikat Hb dengan oksigen. HbCO banyak didapatkan pada polusi kendaraan bermotor, pembakaran batu bara, pembakaran parafin yang tidak sempurna, terlalu banyak merokok. Kesadaran hilang kalau 50% oksi hemoglobin telah berubah menjadi HbCO; bisa terjadi kematian, kalau 80% oksi Hb digantikan oleh HbCO. HbCO berwarna merah buah ccri, terutama di dalam larutan enter. Spektroskopik memberikan dua pita serap, hampir mirip dengan pita serap Oksi-Hb, yaitu pada panjang gelombang 570 mu dan 542 mu.

Met-hemoglobin

Ion ferro, dalam molekul Met-Hb berupa ion ferri akibatnya met-Hb tidak berfungsi lagi mengangkut oksigen. Normal didapatkan met- Hb, sebanyak kurang dari 1% total Hb. Bila met-Hb sebanyak 15% total menimbulkan sianosis; bila 30% Hb total menimbulkan anoksia. Methemoglobinemia kongenital, jarang terjadi; tetapi methemoglobinemia akuisita, terjadi akibat ohat-obatan, terutama fenasetin dan sulfonamida. Terapi methemoglobinemia dipergunakan biru metilen karena is mengaktifkan methemoglobin reduktase.

Sulfhemoglobin

Sruktur tidak tetap, tidak dapat mengangkut oksigen. Ditimbulkan oleh obat-obatan misalnya obat-obat penyebab methemoglobinemia. Konversi 5 g % hemoglobin menjadi sulfhemoglobin menyebabkan sianosis.

Sulthemoglobin berwarna coklat; dideteksi dengan spektroskop, selainnya tes kimia.

Hemoglobin terglikositasi

Adalah hemoglobin yang mengikat glukosa, membentuk derivat yang stabil bagi kehidupan eritrosit.

Pada orang sehat, tidak melebihi dari 8,5% hemoglobin total.

Mioglobin

Adalah derivat hemoglobin yang sederhana, terdiri dari 1 molekul Heme dengan 1 molekul Globin. Mengandung 1 ion Ferro, berat molekul 17.000.

Dijumpai dalam otot rangka dan otot jantung; berperan sebagai reservoir  oksigen, walau dalam jumlah sedikit; dibebaskan kalau terjadi iskemia. Karena Berat Molekulnya rendah mioglobin cepat dibersihkan dari plasma, dan dijumpai dalam urin (mioglobinuria), mioglobinuria adalah indeks kerusakan sel otot yang sensitif dan gerak badan yang hebat. Urin berwarna merah, tetapi tidak dapat dilakukan uji kimia Hb; hanya didiagnosa secara spektroskop. Mioglobinuria hebat menye­babkan kegagalan tubulus ginjal yang akut.

Haptoglobin

Adalah globulin-alfa₂ spesifik. Mengikat Hb pada Globin. Terdapat beberapa haptoglobin dengan sistem perbedaan genetik yang rumit. Batas rujukan total haptoglobin plasma adalah 0.3-1.8 g/L. Fungsi haptoglobin yaitu untuk meng­konservasi besi pasca hemolisis intravaskuler. Haptoglobin mengikat Hb sebesar 1.25 plasma; di atas konsentrasi itu, Hb bebas dijumpai dalam urin atau diikat oleh hemopektisin. Karena itu, haptoglobin berhubungan erat dengan ambang ginjal hemoglobin. Haptoglobin yang diikat hemoglobin, terutama diambil hepar; konsentrasi haptoglobin plasma yang rendah ditemukan pada hemolisis intravas­kuler.

Peningkatan kadar haptoglobin plasma tidak spesifik misalnya yang dijum­pai pada keganasan atau infeksi kronika. Haptoglobin disintesis di hati, maka akan terjadi penurunan kadar haptoglobin plasma pada penyakit hati tanpa adanya hemolisis darah.

Hemopeksin

Adalah glikoprotein-bebas, terikat dengan sisa Hb. Konsentrasinya dalam plasma normal, sebesar 0.5 g/l.

Methemalbumin

Senyawa terdiri atas komponen hematin dan albumin, berwarna coklat, abnormal bila ditemukan dalam plasma.

Methemalbumin dibentuk setelah hemolisis berat intravaskuler, sedangkan haptoglobin dan hemopeksin telah jenuh. Diidentifikasi secara spektroskopik.

Sifat metabolisme eritrosit.

Metabolisms eritrosit, dibandingkan dengan sel lainnya dari jaringan tubuh, adalah unik. Sel darah merah dewasa, tidak lagi mempunyai inti dan organel lagi. Sel darah merah, hampir seluruh fungsinya karena glikolisis, tetapi glikolisisnya memberikan gambaran khusus, yaitu sel darah merah mempertahankan kadar asam 2,3-bistostogliserat. Glukosa dengan cepat memasuki sel darah merah, glukosa diubah menjadi asam laktat, dan asam laktat tidak diubah menjadi CO₂, kecuali dalam keadaan tertentu saja. Pembentukan asam laktat melalui reaksi-reaksi mirip dengan glikolisis Embden-Meyerhof, karena struma sel darah merah mengandung banyak enzim-enzim glikolisis, walaupun sel darah merah tidak lagi mengandung organel sel misalnya mitokondria.

Untuk menghindari kelebihan energi, sel darah merah memiliki suatu  sistem yaitu "siklus Rapaport -Leubering", akibatnya integritas sel darah merah dapat dipertahankan. Siklus tersebut menggambarkan perubahan sementara senyawa berenergi tinggi menjadi senyawa berenergi rendah, yaitu perubahan asam 1,3- bisfos fogliserat menjadi asam 2,3-bisfosfogliserat (Gambar: 8).

Gambar 8. Siklus rapaport Leubering

Kimia darah

Adalah senyawa-senyawa yang dijumpai dalam darah, baik dalam bentuk senyawa yang masih diperlukan tubuh, maupun dalam bentuk senyawa yang tidak diperlukan lagi tubuh. Kadar senyawa-senyawa tersebut, melalui pemeriksaan bahan uji berupa darah (whole blood) plasma, serum, dan filtrat darah bebas protein. Macam bahan uji yang diperiksa tergantung pada jenis pemeriksaan.

Filtrat darah bebas protein

Yang biasa digunakan adalah filtrat darah bebas protein :

1.        Folin-Wu

2.        Somogyi

Filtrat folin Wu :

Filtrat ini dipergunakan untuk berbagai macam pemeriksaan, misalnya penetapan kadar urea, asam urat, glukosa, kreatinin, asam-asam amino, klorida dan NPN (Nitrogen Non Protein) lainnya.

Pembuatan filtrat didasarkan pada pengendapan protein oleh Na- tungstat dan asam sulfat; protein disingkirkan dengan cara menyaring. Filtrat yang diper­oleh harus jernih, kalau tidak jernih harus diulang. Untuk memperoleh filtrat yang jernih, proses hemolisis darah harus sempurna.

Filtrat Somogyi

Khusus digunakan untuk penetapan kadar glukosa dan urea.

Pembuatan filtrat didasarkan pada pengendapan protein oleh Zn- Hydroksida, yaitu Zn-sulfat dan Ba-Hidroksida. Keuntungan menggunakan Zn-hidroksida ialah pengendapan protein lebih baik, dan tidak perlu ditambahkan suatu garam ke dalam filtrat. Selain itu, antikoagulans yang berlebihan, misalnya fluorida dan oksalat, mengganggu deproteinasi; keduanya dapat diendapkan. Filtrat yang diperoleh harus jernih, kalau tidak jernih, berarti hemolisis belum sem­puma; dan harus diulang.

Cairan serebrospinal

Produk ultrafiltrasi darah di pleksus ventrikel otak, dan menempati ruang subarachnoid. Banyaknya adalah 100-150 ml. Jumlah tersebut bervariasi tergantung pada umur, semakin bertambah umur, semakin tinggi volume cairan serebro­spinal; Misalnya, waktu lahir adalah tetes sampai 5 ml, dan bertambah terus sampai dewasa. Cairan serebrospinal, jernih, viskositasnya rendah, tidak berwarna.

Kadar proteinnya rendah 15-55 mg%; 80% dari protein tersebut berupa albumin dan 20% berupa globulin. Tidak didapatkan fibrinogen.

Kadar gula lebih rendah daripada gula darah, yaitu 47-78 mg%, gula darah 75-100 mg%. Kadar Na+ dan kadar K+, tidak jauh berbeda dengan darah, begitu pula kadar Cl^-. Tetapi kadar P, jauh lebih sedikit dibandingkan dengan plasma darah. Kadar bikarbonat, sama dengan plasma darah. pH juga tidak berbeda dengan pH darah.

Cairan sinovial

Adalah cairan persendian, berfungsi sebagai lubrikan permukaan persendian. Cairan sinovial adalah jernih, mengandung zat padat berupa zat organik dan anorganik. Zat organik berupa protein, termasuk berbagai macam enzim, misalnya amilase, protease, lipase, musin; karbohidrat berupa glukosa; dan senyawa organik lainnya berupa urea, asam urat, asam hialuronat.

Cairan ruang depan dan belakang mata

Cairan di ruang depan mata berupa cairan jernih, berperan mempertahankan tekanan intraokuler dan mensuplai makanan untuk lensa dan kornea mata, bagian mata ini tidak mempunyai sistem sirkulasi tersendiri. Cairan berasal dari sekret badan silier di iris mata, yang mengalir ke bagian anterior melalui kanal Schlemm. Peningkatan produksi cairan menyebabkan tekanan intraokuler rneningkat, dan dijumpai pada glaukoma.

Semen

Yaitu suspensi spermatozoa dalam plasma seminal, merupakan campuran sekret prostat, vesikle seminalis, epididimis, kelenjar uretra, kelenjar Cowper dan vasa deferens.

Semen sangat kental cepat menggumpal karena adanya fibrinogen. Tetapi fibrinolisin cairan prostat cepat melisiskan gumpalan tersebut.

pH semen manusia adalah 7.1-7.5; kandungan fruktosanya tinggi sebesar 90-520 mg%; sitrat sebesar 480 mg%; enzim fosfatase asam, 54.000-420.000 unit. Amilase, kolinesterase, beta-glukuronidase, hialuronidase, protease, dll.

Bau khas semen karena semen mengandung Spermin dan Spermidin, kedua­nya merupakan senyawa poliamino basa.

Struktur

H2N-(CH2)3-NH-(CH2)4-NH-(CH2)3NH2

Spermin

H2N-(CH2)3-NH-(CH2)4NH2

Spermidin.

Cairan interstisiel

Merupakan suatu ultra filtrat plasma darah dan merupakan media transport antara darah dengan sel-sel jaringan tubuh. Menurut hasil penelitian cairan inter­stisiel menempati kira-kira 15% Berat Badan sedangkan plasma darah hanya Berat Badan. Kandungan proteinnya berkisar antara 0.4-1.3 g%; kandungan non­elektrolit yang mudah berdifusi seperti urea dan glukosa kira- kira sama dengan kandungan plasma darah; kandungan ion-ion negatif seperti CL^-, HCO3^- sedikit lebih tinggi dan ion-ion positif seperti Na⁺, K⁺ sedikit lebih rendah daripada kandungan plasma darah.

Cairan limfe

Cairan interstisiel yang memasuki saluran limfe dan untuk kemudian memasuki sirkulasi darah melalui duktus torasikus dan jumlahnya kira-kira 1-2 liter sehari untuk seorang dewasa. Jumlah serta komposisi cairan limfe bervariasi tergantung lokasi saluran tersebut, misalnya saluran limfe lakteal banyak mengan­dung lemak karena saluran ini adalah penyalur lemak yang diserap di mukosa intestin untuk disalurkan ke seluruh tubuh. Kandungan ion-ion yang mudah berdifusi tergantung pada kandungan proteinnya, dan kandungan proteinnya biasanya mempunyai ratio A:G berkisar antara 3:1 sampai 5:1.

Keringat

Merupakan sekret kelenjar eksokrin keringat dan bersifat mendinginkan tubuh. Keringat mempunyai kandungan air berkisar antara 99.2-99.7% dengan pH berkisar antara 4.7-7.5. Latihan otot menyebabkan peningkatan kandungan elektrolit dan peningkatan volume keringat. Kandungan zat organik tidak banyak misalnya senyawa Nitrogen, asam laktat, NPN dll.

Air mata

Merupakan sekret kelenjar lakrimal, berupa cairan jernih dan pada mulanya bersifat cairan isotonik tetapi berubah menjadi hipertonik setelah di melewati kornea sebab telah terjadi evaporasi. Peranannya adalah sebagai lubrikan per­mukaan kornea serta memproteksi mata dari kerusakan karena kandungan musinnya. pH air mata kira-kira sama dengan plasma darah yaitu sekitar 7.4 atau berkisar di antara 5.2-8.3; kadar proteinnya sekitar 0.7 g% dengan ratio A:G kira-kira 1.5.

Air mata mengandung enzim lisozim yang melisiskan sejumlah sel mikroor­ganisme dengan cara merombak komponen mukopolisakarida lapisan luar mikro­organisme ybs., jadi lisozim memproteksi mata dari sumber-sumber infeksi.