Tuesday, December 10, 2013

Transpor Oksigen

Sampainya oksigen dalam jumlah yang cukup merupakan hal yang penting, karena oksigen dibutuhkan untuk proses pembuatan energy pada jaringan. Oksigen ditranspor sebagai gas yang larut dalam darah, dan juga sebagai HbO2 (97-98 %). Begitu pula bila zat pembuangan hasil proses  metabolik terbentuk, misalnya  CO2, harus ada pula mekanisme pengantarannya ke tempat pembuangan. CO2 diantar sebagai gas yang larut dalam darah, sebagai ion bikarbonat (terutama) dan sebagai ion karbamat.

I.                   Hemoglobin
Hb terdiri dari 4 subunit.  Tiap subunit merupakan molekul globin yang berisi grup heme, dan keempat subunit dihubungkan bersama dengan ikatan non-kovalen. HbA terdiri dari 2 rantai α (masing-masing terdiri atas 141 asam amino) dan dua rantai β (terdiri dari 146 asam amino).

Grup Heme
Tiap subunit Hb berisi sebuah grup heme prostetik. Heme terdiri dari molekul porfirin (polyringed molecule), dengan atom Fe pada bentuk ferrous (Fe(II)) pada pusatnya. Porfirin Hb dan myoglobin disebut protoporfirin IX. Atom Fe tersebut selain terikat pada keempat atom N pada heme, juga terikat pada rantai subunit, tepatnya berikatan dengan residu histidin.

Kombinasi Hb dan Oksigen
Oksigen bisa berkombinasi secara reversible dengan tiap-tiap subunit dari Hb. Oksigen berikatan ke atom Fe pada group heme. Oksigen pertama berikatan pada subunit α. Pengikatan ini menyebabkan perubahan konformasi pada keseluruhan molekul Hb. Maka, dengan suksesnya pengikatan oksigen pertama, maka konformasi menjadi lebih relax dan meningkatkan afinitas pada oksigen

II.                Myoglobin
Myoblogin merupakan protein pada sel otot merah. Seperti Hb, myoglobin juga mengikat oksigen, namun tidak seperti Hb, mioglobin terdiri dari rantai polipeptida tunggal saja, sepanjang 152 asam amino, yang tersusun dalam delapan region heliks-α, dimana sebagian besar residu polar terletak dipermukaan dan residu nonpolar terletak dibagian dalam molekul. Memiliki satu grup heme, yang berikatan dengan bagian protein yang memiliki dua residu histidin. Salah satu residu histidin ini membentuk kompleks dengan besi hem.

Secara fungsional, myoglobin menyediakan tempat pengikatan untuk oksigen, yang bisa digunakan oleh otot yang sangat aktif secara metabolic. Pada kurva saturasi, myoglobin berada disebelah kiri Hb, berarti myoglobin memiliki afinitas yang lebih tinggi terhadap oksigen dibanding Hb.  Oleh karena itu, saat Hb tersaturasi oleh oksigen kurang dari 50%, myoglobin telah tersaturasi penuh. Saat jaringan membutuhkan oksigen lebih, PO2 turun drastis, dan kemudian myoglobin akan melepaskan sebagian besar oksigen yang diikatnya. 


III.             Transpor Oksigen dan karbondioksida
           
Transpor O2
Di darah, kebanyakan oksigen beredar dalam bentuk berikatan dengan Hb. Saat oksigen diikat, Hb disebut oxyHb. Hb merupakan protein otot merah, yang tiap gramnya mengikat sekitar 1,36 ml oksigen. Saturasi oksigen untuk Hb berupa sigmod.

Apabila jumlah oksigen yang terikat ke protein digambarkan dalam sebuah grafik terhadap tekanan parsial oksigen (PO2), untuk mioglobin akan diperoleh kurva hiperbolik sedangkan untuk hemoglobin akan didapatkan kurva sigmoidalis. Kurva-kurva ini memperlihatkan bahwa bila PO2 tinggi, mioglobin dan hemoglobin akan jenuh oleh oksigen. Namun, pada PO2 yang lebih rendah, mioglobin mengandung lebih banyak oksigen dibanding hemoglobin. Oleh karena itu, hemoglobin berfungsi sebagai pengangkut oksigen yang efektif, karena hemoglobin akan mengikat oksigen diparu tempat PO2 tinggi dan melepaskan oksigen di jaringan tempat PO2 rendah. Disisi lain, mioglobin tetap jenuh oleh oksigen pada PO2 jaringan. Dengan demikian, pada sel otot yang beristirahat, mioglobin mengikat oksigen yang dilepaskan dalam darah oleh hemoglobin. Sewaktu otot beraktivitas dan tekanan oksigen turun, mioglobin melepaskan oksigen.


Perbedaan fungsi antara mioglobin dan hemoglobin ini berasal dari perbedaan struktur. Molekul oksigen berikatan secara bebas dengan rantai polipeptida tunggal mioglobin. Dipihak lain, keempat subunit hemoglobin dapat bekerja sama mengikat oksigen. Hemoglobin dapat berada pada keadaan ‘kuat’ atau ‘tegang’ (T) yang inaktif atau keadaan ‘rileks’ (R) atau aktif. Dalam keadaan T, hemoglobin menolak mengikat oksigen. Dalam keadaan R, oksigen lebih mudah berikatan dengan hemoglobin. Pengikatan oksigen pertama ke subunit hemoglobin deoksigenasi (yang dalam keadaan T) memerlukan energi yang cukup banyak untuk mematahkan ikatan elektrostatik (ikatan garam) antara subunit-subunit. Namun, apabila salah satu subunit telah mengikat oksigen, maka terjadi perubahan konformasional yang memungkinkan subunit lain lebih mudah mengikat oksigen. Fenomena ini disebut kerja sama positif (positive reactivity).

Apabila jumlah oksigen dalam darah rendah, PO2 harus meningkat cukup tinggi agar hemoglobin dapat mengikat oksigen pertama. Namun, apabila beberapa oksigen telah terikat, hanya diperlukan sedikit peningkatan PO2 agar persen saturasi hemoglobin oleh oksigen banyak meningkat. Hasilnya adalah kurva saturasi oksigen yang berbentuk sigmoid.

Hb Allosterisme
Pengikatan oksigen ke Hb menyebabkan efek homotropik, karena dengan pengikatannya, merubah afinitas untuk pengikatan berikutnya. Hb juga menunjukkan interaksi heterotropik, contohnya penurunan afinitas untuk oksigen karena pengikatan ligan lain. Tiga ligan yang menurunkan afinitas Hb untuk oksigen adalah karbondioksida, ion H+, dan 2,3-BPG. 

dr. Atika
Reaksi:

0 komentar:

Post a Comment