Laporan Praktikum Biokimia Klinis Hemoglobin

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Manusia membuang

membutuhkan

kelebihan

CO2

suplay O2

sebagai

untuk

limbah

proses respirasi

sel,

dan

beracun produk dari proses tersebut.

Pertukaran gas antara O2 dengan CO2 dilakukan agar proses respirasi sel terus berlangsung. Oksigen masuk kedalam tubuh melalui perantaraan alat pernapasan yang berada di luar. Pada manusia, alveolus yang terdapat di paru-paru berfungsi sebagai permukaan untuk tempat pertukaran gas. Hemoglobin merupakan protein yang terdapat di dalam sel darah merah (SDM) dan berfungsi untuk mengikat dan membawa oksigen dari pari-paru ke seluruh jaringan tubuh, mengikat dan membawa CO2 dari seluruh jaringan tubuh ke paru- paru, memberi warna merah pada darah dan mempertahankan keseimangan asam basa dari tubuh. Hemoglobin merupakan protein tetramer kompak yang setiap monomernya terikat pada gugus prostetik heme. Hemoglobin yang terikat pada oksigen disebut hemoglobin teroksigenasi atau oksihemoglobin (HbO2), sedangkan hemoglobin tang telah melepaskan oksigen disebut deoksihemoglobin (Hb). Hemoglobin juga dapat mengikat gas hasil pembakaran yang tidak sempurna yaitu karbonmonoksida (CO) dan disebut karbonmonoksida hemoglobin (HbCO). Ikatan Hb dengan CO 200 kali lebih kuat daripada ikatan Hb dengan oksigen dan akibatnya Hb tidak dapat lagi mengikat, membawa, dan mendistribusikan oksigen ke jaringan. Dalam keadaan lain, hemoglobin tidak dapat mengikat oksigen disebut methemoglobin (MetHb). Dalam bentuk ini Hb kehilangan fungsinya yang amat penting. Beberapa derivate dari Hb, misalnya oksiHb, Hb, dan HbCO dapat dibedakan dengan melakukan pengenceran, dan pada pengenceran ini oksiHb terlihat berwarna merah kekuning-kuningan, Hb berwarna merah kecoklatan dan HbCO berwarna merah terang (carmine tint). B. Tujuan Praktikum  Untuk membuktikan oksihemoglobin 

hemoglobin

(HbO2)

dan

dapat

dapat

mengikat

terurai

kembali

oksigen menjadi

membentuk O2

dan

deoksihemoglobin (Hb). Untuk memperlihatkan bahwa CO dapat mengikat hemoglobin menjadi HbCO.

BAB II 1

TINJAUAN PUSTAKA A. Darah

Gambar 1. Komposisi darah Darah tersusun dari plasma dan berbagai sel. Sebagian protein plasma yang terdapat dalam bagian plasma darah mempunyai keaneka ragaman dan sifat-sifat, fungsifungsi yang menarik. Protein yang paling banyak dalam plasma darah adalah albumin serum, ia bertugas sebagai protein trasfor bagi asam bebas fungsinya yang sangat penting adalah untuk mempertahankan tekanan emosa darah terhadap emosa jaringan. Sel darah putih akan dibahas dalam tiga kelompok; granulosit,monosit, dan limfosit. Granulosit yang juga dikenal sebagai leukosit polimorfonuklear karena yang nukleusnya yang multilobuler mengandung sejumlah lisosom serta granul (vesikel sekresi) dan dibagi menjadi tiga kelompok. Tiga kelompok ini neutrofil, basofil, dan eosifil. Dibedakan berdasarkan morfologinya dan sifat –sifat granulanya ketika diwarnai. y-globulin merupakan protein serum kedua dalam kelimpahan protein ini bekerja sebagai anti bodi yang membentuk suatu sistem pembelahan terhadap protein asing dan antigen-antigen lain y-globulin spesifik.ini merupakan dasar untuk kekebalan terhadap tetanus polio dipteri dan banyak penyakit lain. Keberhasilan pengebalan berganda membuktikan bahwa banyak anti bodi berbeda–beda dalam bagian y-globulin dari darah normal. Anti bodi bereaksi dengan antigen untuk membentuk presifitin komplekstak larut. Sel darah merah memiliki fungsi utama yang relatif sederhana dan terdiri atas fungsi untuk menyampaikan oksigen kepada jaringan dan membantu mengeluarkan 2

karbon dioksida serta proton yang terbentuk oleh metabolisme jaringan. Darah beredar dalam suatu sistem pembuluh yang pada hakekatnya tertutup, darah terdiri dari atas unsur-unsur padat, yaitu eritrosit, leukosit sertsatrombosit, yang tersuspensi didalam media, cair yang disebut plasma. Sebagaimana ditunjukkan di bawah, darah khususnya plasma mempunyai banyak fungsi yang mutlak penting untuk mempertahankan kesehatan tubuh. Begitu darah membeku (mengalami koagulasi) fase cair yang tertinggi dinamakan serum. Serum sudah tidak lagi mengandung faktor pembekuan (termasuk fibrinogen) yang normalnya terdapat didalam tetapi sudah dipakai dalam proses koagulasi, dalam keadaan normal tidak ditemukan di dalam plasma. Fungsi darah terdiri atas: 



Sebagai alat pengangkut yaitu: - Mengambil O2/zat pembakaran dari paru-paru untuk diedarkan keseluruh -

jaringan tubuh. Mengangkat CO2 dari jaringan untuk dikeluarkan melalui paru-paru. Mengandung zat-zat makanan dari usus halus untuk diedarkan dan diedarkan

-

dibagikan keseluruh jaringan atau alat tubuh. Mengatur/mengeluarkan zat-zat yang tidak berguna bagi tubuh untuk

dikeluarkan melalui kulit dan ginjal. Sebagai pertukaran tubuh terhadap serangan bibit penyakit dan racun yang akan membinasakan tubuh dengan perantaraan leokosit,antibodi atau zat-zat anti

 

racun. Menyebarkan panas keseluruh tubuh Suatu jaringan tubuh dapat di dalam pembuluh darah yang warnanya merah, warna merahnya itu keadannya tidak tetap tergantung pada banyaknya O2 dan CO2 didalamnya. Darah yang banyak mengandung CO2 warnanya merah tua. Adanya O2 dalam darah diambil dengan jalan bernapas dan saat ini sangat

berguna pada peristiwa pembakaran atau metabolisme dalam tubuh. Dalam selamanya beredar didalam tubuh oleh karena adanya kerja atau pompa jantung dan selama darah berada dalam pembuluh maka akan tetap encer, tetapi kalau ia keluar dari pembuluhnya maka ia menjadi beku.pembekuan ini dapat dicegah dengan jalan mencampurkan kedalam darah tersebut sedikit obat anti pembekuan atau sitrat natrikus. Dan keadaan ini sangat berguna apabila darah tersebut diperlukan untuk transfusi darah. Sekitar 8% dari berat tubuh kita adalah darah. Darah terdiri dari bagian cair (plasma) dan komponen-komponen seluler, eritrosit (sel darah merah), leukosit (sel darah

3

putih ) dan trombosit. Fungsi primernya adalah untuk mengangkut oksigen dan metabolit ke sel dan mengangkut CO2 dan hasil-hasil limbah keluar. Pengetahuan tentang diferensiasi sel darah, memberikan faktor-faktor yang mungkin bermanfaat dalam pengobatan dan juga memiliki implikasi bagi pemahaman dan pertumbuhan abnormal sel darah (misalnya leukimia). Seperti halnya eritropoetik, sebagian besar faktor pertumbuhan yang berhasil diisolasi adalah glikoprotein, bekerja sangat aktif secara infifo serta in vitro, mengadakan interaksi dengan sel sasarannya lewat reseptor permukaan sel yang spesifik, dan akhirnya (lewat sinyal intra seluler) mempengaruhi ekspresi gen yang dengan cara demikian akan meningkatkan diferesiasi. B. Hemoglobin Hemoglobin merupakan protein yang terdapat dalam sel darah merah (SDM) dan berfungsi antara lain untuk :  Mengikat dan membawa oksigen dari paru-paru ke seluruh jaringan tubuh.  Mengikat dan membawa CO2 dari seluruh jaringan tubuh ke paru-paru.  Memberi warna merah pada darah  Mempertahankan keseimbangan asam-basa dari tubuh

Gambar 2. Fungsi Hemoglobin Hemoglobin merupakan protein tetramer kompak yang setiap monomernya terikat pada gugus prostetik hem dan keseluruhannya mempunyai berat molekul 64.450 Dalton. Darah mengandung 7,8 sampai 11,2 mMol hemoglobin monomer/L (12,6 sampai 18,4 gram/dL), tergantung pada jenis kelamin dan umur individu. Hemoglobin merupakan protein tetramer yang dapat mengikat 4 atom oksigen per tetramer (satu pada tiap subunit hem), atom oksigen terikat pada atom Fe2+, yang terdapat pada hem, pada ikatan koordinasi ke 5. hemoglobin yang terikat pada oksigen disebut hemoglobin teroksidasi atau oksihemoglobin (HbO2), sedangkan hemoglobin yang sudah melepaskan oksigen disebut deoksihemoglobin (Hb). Hemoglobin juga dapat mengikat suatu gas hasil pembakaran yang tidak sempurna yaitu karbonmonoksida (CO) 4

dan disebut karbonmonoksida hemoglobin (HbCO). Ikatan Hb dengan CO ini 200 kali lebih kuat daripada ikatan Hb dengan oksigen, dan akibatnya Hb tidak dapat lagi mengikat, membawa dan mendistribusikan oksigen ke jaringan. Dalam keadaan lain, muatan Fe yang terdapat pada pusat hem dapat menjadi Fe3+. Hal ini dapat terjadi karena

oksidasi

oleh

senyawa-senyawa

pengoksidasi.

Hemoglobinnya

disebut

hemoglobin teroksidasi atau methehemoglobin (MetHb) atau Hb (Fe3+). Dalm bentuk ini Hb tidak dapat mengikat oksigen atau kehilangan fungsinya yang amat penting. Beberapa derivat dari hemoglobin, misalnya oksiHb, Hb, HbCO dapat dibedakan dengan melakukan pengenceran, dan pada pengenceran ini OksiHb terlihat berwarna merah kekuning-kuningan, Hb berwarna merah kecoklatan dan HbCO berwarna merah terang (carmine tint). Reaksi yang terjadi pada hemoglobin : a. Reaksi oksihemoglobin Hb + O2 HbO2 b. Reaksi reduksi O2 (deoksihemoglobin) HbO2 Hb + O2 c. Reaksi dengan gas CO Hb + CO COHb (karbon monoksida hemoglobin)

BAB III METODOLOGI PRAKTIKUM A. Waktu dan Tempat Praktikum.  Waktu : Jum’at, 04 Desember 2015.  Tempat : Laboratorium Biokimia Klinis Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta B. Alat dan Bahan Alat praktiku :  Alat gelas  Lemari asam Bahan Praktikum :  Suspensi darah  Larutan amonium hidroksida (NH4OH)  Aquades  Pereaksi Stokes 5

 Karbonmonoksida (CO) C. Prosedur Kerja Deoksihemoglobin dan Oksihemoglobin  Oksihemoglobin 1) Menyiapkan alat dan bahan 2) Mengambil darah dari probandus sebanyak 2 ml darah 3) Mencampurkan 6 ml aquades pada suspensi darah 4) Mengamati warna darah yang terbentuk Bahan Suspensi darah Aquades

Tabung A 2 ml 6 ml

 Deoksi Hemoglobin 1) Membagi hasil oksihemoglobin ke dalam dua tabung reaksi 2) Memberikan 10 tetes pereaksi stokes yang telah dicampur dengan NH4OH pada salah satu tabung reaksi 3) Mengamati perubahan warna yang terbentuk dan membandingkan kedua tabung. Bahan

Tabung A

Tabung B

Hasil OksiHb Larutan stokes

(kontrol) 4 ml Kocok dengan kuat

4 ml 10 tetes

 Karbonmonoksida hemoglobin (HbCO) 1) Mengambil darah 1 ml. 2) Mencampurkan 9 ml aquades. 3) Membagi suspensi darah ke dalam dua tabung reaksi. 4) Mengalirkan gas CO dengan hati-hati pada salah satu tabung. 5) Mengamati warna yang terbentuk. 6) Memberikan 10 tetes pereaksi Stokes yang telah dicampurkan dengan NH4OH pada kedua tabung. 7) Mengamati warna yang terbentuk. Bahan Suspensi darah + aquades Aliran gas CO Larutan stokes

Tabung A 5 ml 10 tetes Kocok dengan kuat

Tabung B 5 ml Menit 10 tetes

6

Lampiran Foto : a. OksiHb dan DeoksiHb

b.

Karbonmonoksida Hb (HbCO)

7

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN A. Hasil Praktikum 1. Oksihemoglobin Hasil Warna

Tabung 1 Merah terang

Tabung 2 Merah terang

Tabung 1 (Kontrol) Merah terang

Tabung 2 (+) larutan stokes, dikocok Merah kecoklatan, dan timbul buih

2. Deoksihemoglobin Hasil Warna

3. Karbonmonoksida hemoglobin (HbCO) 8

Hasil Warna

Tabung 1 (Kontrol) Merah kehitaman

Tabung 2 (+) larutan stokes, dikocok Merah kehitaman, dan timbul buih

B. Pembahasan Dalam praktikum kali ini kelompok kami melakukan pengujian pada darah dengan untuk membuktikan bahwa hemoglobin dapat mengikat oksigen membentuk oksihemoglobin (HbO2) dan dapat terurai kembali menjadi O2 dan deoksihemoglobin, dan dapat mengikat CO membentuk karbonmonoksida hemoglobin (HbCO). Prinsip dasar dari percobaan ini adalah dalam keadaan tereduksi Fe dalam molekul Hb dapat mengikat dan melepaskan oksigen tergantung pada tekanan O2 atau CO2. Hemoglobin merupakan protein tetramer kompak yang setiap monomernya terikat pada gugus prostetik hem. Hemoglobin dapat mengikat empat atom oksigen pada tiap tetramer (satu pada tiap subunit hem). Atom oksigen terikat pada atom Fe2+ yang terdapat pada hem pada ikatan koordinasi kelima, dimana atom besi tersebut dalam keadaan tereduksi (Fe2+). Hemoglobin yang mengikat O2 disebut hemoglobin teroksigenasi atau oksihemoglobin (HbO2), sedangkan hemoglobin yang sudah melepaskan oksigen disebut hemoglobin tereduksi atau deoksihemoglobin (deoksiHb). Hemoglobin dapat mengikat suatu gas hasil pembakaran yang tidak sempurna yaitu karbonmonoksida (CO) dan disebut karbonmonoksida hemoglobin (HbCO). Ikatan Hb dengan CO ini 200 kali lebih kuat daripada ikatan Hb dengan oksigen sehingga tidak dapat dilepaskan dengan menggunakan pereaksi stokes dan akibatnya Hb tidak dapat lagi mengikat, membawa dan mendistribusikan oksigen ke jaringan. Pada percobaan pertama, Hal yang dilakukan adalah mengambil darah sebanyak 3 ml dari probandus wanita berumur 19 thn. Kemudian dari 3 ml darah tersebut diambil 2 ml darah dan dimasukkan ke dalam tabung reaksi dan ditambahkan dengan 6 ml aquades, kemudian dikocok dengan kuat sehingga dihasilkan warna darah yang semula berwarna merah pekat menjadi warna merah terang. Hal ini dikarenakan terjadinya ikatan antara Hb dengan O2 yang terdapat di dalam air (H2O) dengan bantuan ion Fe2+, dalam 9

kandungan hemoglobin oksigen akan terikat karena sifat reduksi Fe2+ sehingga dari ikatan tersebut menghasilkan suatu oksihemoglobin (HbO2). Reaksi hemoglobin dengan O2 terjadi sangat cepat (hanya 1 / 10 th detik). Setelah O 2 mengikat satu molekul, bentuk hemoglobin berubah, sehingga memudahkan oksigen berikutnya mengikat 2 molekul yang membuatnya lebih mudah bagi sisa molekul O2 untuk mengikat hemoglobin. Pada percobaan selanjutnya hasil dari percobaan pertama (oksihemoglobin) dibagi menjadi 2 tabung sehingga tiap tabung terdapat 4 ml larutan oksihemoglobin. Pada tabung pertama dijadikan sebagai kontrol, dan pada tabung 2 ditambahkan dengan 10 tetes larutan stokes yang berisi campuran pereaksi stokes dengan larutan NH 4OH 10% dimana fungsi NH4OH adalah untuk mencegah terjadinya pengendapan karena sifat basa yang dimilikinya mampu mencegah protonasi oleh asam sehingga tidak terbentuk endapan pada pembuatan pereaksi stokes. Sedangakan pada pereaksi stokes dapat dibuat dari 3 gram Fe2SO4 yang ditambah dengan 2 gram asam tartrat kemudian dilarutkan dalam 100 cm3 air suling, dan pada larutan NH 4OH 10% dapat dibuat dengan melarutkan padatan NH4OH 10 gram dalam 100 mL aquades. Pada tabung 2 setelah ditambah 10 tetes larutan stokes dan dikocok dengan kuat menghasilkan warna merah kecoklatan pada larutan oksihemoglobin. Hal ini dikarenakan pereaksi stokes yang digunakan berfungsi sebagai pereduksi kuat dimana Fe 2+ tereduksi dan melepaskan O2, dalam hal ini disebut reaksi pembentukan deoksihemoglobin. Setelah dikocok kuat-kuat warna larutan menjadi lebih pekat (merah kecoklatan hampir hitam) dan timbul buih. Hal ini disebabkan O2 dalam oksiHb tereduksi keluar karena longgarnya ikatan koordinasi O2 dengan atom besi dalam hemoglobin, ditambah dengan adanya tekanan CO2 yang besar dari pengocokan kuat-kuat sehingga terbentuklah deoksihemoglobin. Pada prinsipnya oksigen tidak bergabung dengan dua ikatan positif besi dalam molekul hemoglobin. Namun, berikatan secara longgar dengan salah satu ikatan yang disebut ikatan koordinasi atom besi. Ikatan ini begitu longgar. Sehingga gabungan tersebut bersifat sangat reversibel, karena longgarnya dan sangat reversibel. Oksigen dapat mudah dilepaskan. Dari hasil percobaan diatas maka hal tersebut dapat menggambarkan proses faal yang terjadi di dalam tubuh yaitu peristiwa pertukaran gas O2 dialveolus di mana setelah O2 berhasil masuk ke aliran darah akan diikat oleh hemoglobin menjadi oksihemoglobin dan ketika sampai dijaringan yang membutuhkan O2, ikatan Hb dan O2 dilepas dan akan membentuk deoksihemoglobin. Pada percobaan selanjutnya adalah uji korbonmonoksida hemoglobin (HbCO). Pada uji ini dimasukkan 1 ml darah segar ke dalam tabung reaksi kemudian 10

ditambahkan dengan 9 ml aquades sehingga terbentuk 10 ml larutan oksihemoglobin yang berwarna merah terang. Selanjutnya larutan oksihemoglobin tersebut dibagi menjadi 2 tabung sehingga tiap tabung berisi 5 ml larutan oksihemoglobin. Pada uji ini larutan oksihemoglobin dialiri dengan gas CO selama

menit, sampai terbentuk warna

merah kehitaman pada larutan tersebut. Hal ini terjadi dikarenakan hemoglobin juga dapat mengikat gas hasil pembakaran yang tidak sempurna yaitu karbonmonoksida (CO) dan menghasilkan HbCO dan akibatnya Hb tidak dapat lagi mengikat, membawa, dan mendistribusikan oksigen ke jaringan. Percobaan selanjutnya, pada tabung 1 larutan karbonmonoksida hemoglobin dijadikan sebagai kontrol, dan pada tabung 2 ditambahkan dengan 10 tetes larutan stokes kemudian dikocok dengan kuat. Dari percobaan tersebut didapatkan hasil bahwa larutan HbCO tidak mengalami perubahan dan tetap berwarna merah kehitaman dan timbul buih. Hal ini membuktikan bahwa larutan stokes tidak mampu melepaskan ikatan antara Hb dengan CO pada HbCO karena ikatan pada HbCO 200 kali lebih kuat daripada ikatan Hb dengan oksigen. Karbon monoksida (CO) mengandung tempat ikatan yang sama pada hemoglobin seperti oksigen. Kompleks Hb dengan CO benar-benar diikat secara bolak-balik (reversilble) seperti oksigen tetapi menunjukkan kecenderungan ikatan yang lebih kuat dari ikatan oksigen pada Hb. Karbon monoksida (CO) bergabung bersama dengan ferrohemoglobin dan membentuk suatu kompleks yang sangat mirip strukturnya dengan oksihemoglobin. Secara stereokimia, O2 dan CO2 saling berikatan sedemikian rupa sehinga atom Fe, C, dan O tidak linier dan menghasilkan pengikatan oksigen yang optimum.

Karbon monoksida (CO) dalam hemoglobin dipaksa ada dalam struktur nonliniear yang kurang stabil maka pengikatan terhadap Hb hanyalah 200 kali lebih kuat dari oksigen. Pada CO yang bersifat racun akan dapat berakibat mematikan bagi yang mempunyai saturasi Hb 4% - 8%. Pengikatan CO yang sangat bersaing dengan O 2 dapat mengurangi jumlah oksigen karena hilangnya sifat kooperatif pengikatan oksigen sehingga oksigen tidak akan mudah dilepaskan atau dibawa ke dalam jaringan. Dari 11

percobaan di atas dapat menggambarkan tentang aplikasi klinis yaitu hipoksia dimana pada seseorang yang merokok, maka kandungan CO pada rokok akan berkompetisi dg O2 sehingga mengurangi jumlah oksigen pada jaringan tubuh. Umur paruh HbCO pada seseorang yang menghirup udara sekitar 5-8 jam, CO akan dapat dilepaskan dari Hb jika diberi oksigen tambahan yang lebih besar.

BAB V PENUTUP A. Kesimpulan Berdasarkan hasil percobaan yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwa :  Hb dalam darah mengandung ion Fe2+ dan akan tereduksi membentuk oksihemoglobin (HbO2) pada penambahan air karena ion Fe2+ pada Hb terika dg O2 pada molekul air. Hal ini ditandai dengan warna darah yang terbentuk berwarna merah terang  Pada saat penambahan larutan stokes maka oksihemoglobin dapat terlepas menjadi deoksihemoglobin dan O2 sehingga warna merah terang pada darah menjadi merah kecoklatan. Hal ini karena Fe2+ tereduksi dan melepaskan O2.  Hb dapat mengikat gas hasil pembakaran yang tidak

sempurna

yaitu

karbonmonoksida (CO) dan menghasilkan HbCO yang berwarna merah kehitaman. Hal ini karena kompleks Karbon monoksida (CO) bergabung bersama dengan ferrohemoglobin dan membentuk suatu kompleks yang sangat mirip strukturnya dengan oksihemoglobin.  Pada penambahan larutan stokes ke dalam HbCO tidak terjadi perubahan dan tetap berwarna merah kehitaman. Hal ini karena ikatan antara Hb dengan CO pada HbCO 200 kali lebih kuat daripada ikatan Hb dengan oksigen.

12

Daftar Pustaka Bagian Biokimia. FKUI.2001. Biokimia Eksperimen Laboratorium. Jakarta : Widya Medika Hardjasasmita, Pantjita. 2006. Ikhtisar Biokimia Dasar A. Jakarta : Balai Penerbit FKUI Murray, Robert K. 2009. Biokimia Harper Edisi 27. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC. Sadikin, Muhammad., 2001, Biokimia Darah, Widya Medika; Jakarta. Guyton, Arthur C., 2006, Buku Ajar Fisiologi Kedokteran, edisi II, Buku Kedokteran EGC; Jakarta. Barret KE, Barman SM, Boitano S, Brooks HL. 2010. Ganong’s Review of Medical Physiology: gas Transport dan pH dalam Paru. 23rd. United States: Mc Graw Hill.

13