Struktur dan Fungsi Hemoglobin (Hb)

Hemoglobin adalah protein yang terdapat di dalam eritrosit atau sel darah merah (sel darah merah), yang fungsi utamanya adalah mengangkut oksigen dari paru-paru ke seluruh jaringan di tubuh.

Hemoglobin bertanggung jawab untuk mengubah sel darah merah atau sel darah merah menjadi merah.

Dalam arti etimologis, kata hemoglobin berasal dari bahasa Yunani αἷμα (haima), yang berarti ‘darah’, dan globin, singkatan dari globulin, dari bahasa Latin globus, yang berarti ‘bola’, mungkin karena bentuk sel darah merah yang membulat.

Letak

Hemoglobin ditemukan dalam sel darah merah dan membawa oksigen secara efisien dari paru-paru ke jaringan dalam tubuh. Hemoglobin juga berfungsi membantu dalam mengangkut ion hidrogen dan karbon dioksida kembali ke paru-paru. Hemoglobin mampu mengikat oksigen (O2) dan gas nitrat oksida (NO). Ketika sel darah merah melewati lapisan kapiler insang (pada ikan), paru-paru atau organ pernapasan jenis lain, terjadi difusi oksigen ke eritrosit dan akhirnya hemoglobin mengikat NO dan O2.

Difusi oksigen ke dalam sel-sel tubuh terjadi ketika hemoglobin melepaskan kontennya di kapiler. Dinding kapiler dilonggarkan oleh NO untuk memungkinkan ekspansi sehingga memudahkan transportasi oksigen ke sel.

Hemoglobin terdiri dari empat subunit yang masing-masing mengandung kofaktor yang dikenal sebagai kelompok hem yang mencakup pusat atom besi. Komponen utama yang mengikat oksigen adalah zat besi.

Karenanya setiap molekul hemoglobin mampu membawa empat molekul oksigen.

Untuk mengangkut oksigen secara efisien, korporasi antara empat subunit dalam molekul hemoglobin menjadi wajib. Sebenarnya, keempat sub unit mengikat oksigen bersama. Ketika oksigen terikat ke satu situs di antara empat sub unit, itu juga meningkatkan kemungkinan situs lain yang tersisa terikat pada oksigen. Peran haemoglobin dalam membawa oksigen melalui darah dari paru-paru ke jaringan dianggap penting untuk kelangsungan hidup.

Ketika konsentrasi oksigen menjadi rendah, hemoglobin menunjukkan afinitas yang rendah terhadap oksigen. Ini memiliki banyak dampak dalam tubuh kita dan telah membantu kita beradaptasi secara efisien. Konsentrasi yang lebih rendah dan afinitas yang lebih rendah berarti bahwa ketika kita berolahraga, pasokan oksigen tubuh kita menjadi kurang. Karena hemoglobin menunjukkan afinitas yang kurang terhadap oksigen, mereka dapat menurunkan oksigen dengan mudah pada jaringan manusia. Ini memastikan pasokan oksigen yang baik ketika dihadapkan pada situasi yang bergantung pada oksigen.

Hemoglobin menampilkan afinitas yang lebih tinggi terhadap oksigen ketika konsentrasi oksigen tinggi dan karenanya tidak akan melepaskan oksigen ketika tidak diperlukan. Ini adalah sistem cerdas dan kompleks yang dikembangkan untuk mempertahankan hemoglobin sebagai molekul biologis yang signifikan selama periode waktu yang lama.

Mioglobin, juga protein, digunakan untuk menyimpan oksigen dalam otot. Afinitas mioglobin terhadap oksigen sedikit lebih tinggi daripada hemoglobin, khususnya pada level yang lebih rendah. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa mioglobin memiliki pekerjaan yang lebih sederhana daripada hemoglobin yaitu untuk menyimpan dan melepaskan oksigen ke otot-otot sedangkan, hemoglobin juga bertanggung jawab untuk membawa dan melepaskan oksigen di tempat yang tepat.

Mirip dengan semua protein lain, hemoglobin dikodekan oleh DNA. Mutasi dan perubahan hemoglobin mengakibatkan beberapa penyakit terkait darah seperti anemia sel sabit, penyakit di mana struktur sel terdistorsi dan tidak memiliki kapasitas untuk membawa banyak oksigen dengan cara yang diperlukan seperti yang dilakukan sel darah normal. Ini menandakan konsep dasar yang terkait dengan biokimia struktural: struktur menentukan fungsi.

Kondisi anemia sel sabit menunjukkan kepada kita mengapa dan bagaimana penyakit cenderung berkembang. Gen untuk anemia sel sabit melindungi seseorang terhadap malaria. Di negara-negara yang terserang malaria, lebih dari jumlah rata-rata orang membawa gen untuk anemia sel sabit.

Bentuk heterozigot adalah yang paling aman karena akan mencegah perkembangan anemia sel sabit sambil menangkal malaria. Bentuk homozigot akan membuat seseorang sakit dengan malaria atau anemia sel sabit. Ini adalah alasan mengapa ada orang yang lebih tinggi dari jumlah rata-rata dengan bentuk anemia sel sabit heterozigot di daerah yang penuh dengan malaria. Ini juga merupakan alasan mengapa penyakit ini masih hidup. Sifat memilih status pembawa.

Pengertian

Hemoglobin adalah protein merah yang ditemukan dalam sel-sel darah merah vertebrata yang membawa oksigen dari paru-paru ke jaringan tubuh. Hemoglobin juga membawa karbon dioksida dari jaringan tubuh kembali ke paru-paru. Satu molekul hemoglobin pada mamalia dapat membawa sampai empat molekul oksigen. Hemoglobin juga membawa oksida nitrat, sebuah molekul regulator penting, dan melepaskan oksida nitrat ketika melepaskan oksigen.

Hemoglobin memiliki peran penting dalam tubuh, karena merupakan protein dalam sel darah merah yang membawa oksigen dari paru-paru ke jaringan tubuh. Dengan demikian, kadar hemoglobin yang abnormal, atau tipe hemoglobin yang abnormal dapat menyebabkan penyakit serius. Mari kita lihat rentang normal hemoglobin pada orang dewasa pada anak-anak, kondisi yang menyebabkan hemoglobin rendah atau kadar hemoglobin tinggi, dan tes untuk dan signifikansi dari hemoglobin abnormal herediter.

Anemia berarti bahwa sel-sel darah merah kurang tingkat kecukupan zat besi. Tanpa atom besi, pigmen hemoglobin yang rusak tidak dapat menarik oksigen di paru-paru dengan efektif. Hasilnya bisa menjadi proses yang lambat mengarah pada disfungsi tubuh.

Hemoglobin juga dapat diganggu oleh kondisi darah seperti diabetes atau kanker. Banyak tes darah standar termasuk pemeriksaan umum tingkat hemoglobin. Jumlah glukosa dalam aliran darah dapat bervariasi dari jam ke jam, namun pemeriksaan komponen ini sering memberikan pembacaan yang lebih akurat bagi penderita diabetes.

Kesulitan lain dengan hemoglobin adalah afinitas untuk gas selain oksigen. Ini adalah 200 kali lebih tertarik pada karbon monoksida daripada oksigen, misalnya. Ini berarti bahwa seseorang menghirup karbon monoksida dari knalpot mobil bisa menggantikan oksigen di paru-paru mereka dengan racun. Jika cukup hemoglobin terkena karbon monoksida, hasilnya bisa sama seperti sesak napas. Perokok yang secara teratur bernapas karbon monoksida bisa terganggu sebanyak 20% dari total pasokan oksigen paru-paru mereka.

Atraksi ini ke gas lain sebenarnya dapat bermanfaat dalam keadaan terkendali. Hal ini juga menarik untuk gas yang digunakan selama proses anestesi sebelum operasi. Oksida nitrat atau anestesi ihalasi lainnya dibawa ke otak melalui hemoglobin, yang memungkinkan tim bedah untuk mengontrol tingkat kesadaran pasien. Saat oksigen diperkenalkan kembali ke paru-paru pasien, pigmen menyegarkan sendiri dan gas lainnya menjadi produk limbah.

Struktur Hemoglobin

Hemoglobin adalah protein dalam sel darah merah yang terdiri dari empat rantai. Masing-masing rantai ini mengandung senyawa yang dikenal sebagai heme, yang pada gilirannya mengandung zat besi, yang mana mengangkut oksigen dalam aliran darah.

Hemoglobin bertanggung jawab atas bentuk sel darah merah, yang biasanya tampak seperti donat tetapi dengan pusat tipis dan bukannya lubang. Dalam kondisi di mana hemoglobin abnormal, seperti anemia sel sabit, bentuk sel darah merah yang tidak normal dapat menyebabkan masalah. Pigmen dalam hemoglobin bertanggung jawab atas warna merah darah.

Hemoglobin jenuh dengan oksigen disebut oksihemoglobin, dan hemoglobin tanpa oksigen dikenal sebagai deoksihemoglobin. Oksihemoglobin terbentuk selama respirasi fisiologis ketika oksigen mengikat komponen heme dari hemoglobin. Hal ini terjadi pada kapiler paru-paru. Oksigen kemudian bergerak melalui aliran darah ke sel-sel di mana ia digunakan sebagai akseptor elektron terminal dalam proses fosforilasi oksidatif untuk menghasilkan adenosin trifosfat, atau ATP. Hemoglobin mengandung sekitar 70 persen dari besi yang ditemukan pada mamalia. Besi sangat penting untuk produksi darah dan fungsi kekebalan tubuh yang tepat.

Fungsi

Secara sederhana hemoglobin (Hb) berfungsi sebagai pembawa oksigen. Dalam respirasi aerob, hemoglobin mengirim oksigen ke jaringan di mana oksigen digunakan dalam memproduksi ATP, sebagai balasannya hemoglobin menerima karbon dioksida dari jaringan.

Hemoglobin umumnya memiliki daya tarik lebih terhadap CO2 daripada O2, keberadaan CO2 (dihasilkan terutama melalui siklus TCA) lebih menyukai Hb dalam keadaan tegang, sedangkan O2 lebih memilih berada dalam keadaan santai. mengubah proses respirasi tanpa mengubah pH.

Hemoglobin (Hb) adalah protein yang ditemukan dalam sel darah merah yang membawa oksigen dari paru-paru ke jaringan tubuh, dan untuk menukar oksigen dengan karbon dioksida. Hemoglobin kemudian membawa karbon dioksida kembali ke paru-paru dan ditukar dengan oksigen. Zat besi adalah bagian penting dari hemoglobin. Sebagian besar sel darah, termasuk sel darah merah, diproduksi secara teratur di sumsum tulang Anda (ada di dalam rongga tulang besar).

Penurunan konsentrasi hemoglobin dalam darah menyebabkan anemia. Anemia adalah kelainan darah yang ditandai dengan penurunan jumlah sel darah merah (RBC) total atau hemoglobin dalam darah atau penurunan kemampuan darah untuk membawa oksigen ke organ dan jaringan tubuh. Anemia adalah kelainan darah yang paling umum, mempengaruhi sekitar sepertiga dari populasi global dan dapat menyebabkan gejala seperti kelelahan (kelelahan), kelemahan, sesak napas dll.

Kadar normal

Kadar hemoglobin biasanya diperiksa sebagai bagian dari hitung darah lengkap (CBC), Kisaran normal hemoglobin bervariasi tergantung pada usia dan jenis kelamin. Kisaran rata-rata adalah 14-18 g / dl untuk pria dewasa dan 12-16 g / dl untuk wanita dewasa.

Hemoglobin adalah komponen sel darah merah berbasis protein yang terutama bertanggung jawab untuk mentransfer oksigen dari paru-paru ke seluruh tubuh.  Hemoglobin sebenarnya alasan sel darah merah tampak merah, meskipun darah yang kaya oksigen terasa lebih terang daripada darah yang terkuras kembali ke jantung dan paru-paru. Hemoglobin segar diproduksi di sumsum tulang yang diperlukan.

Penciptaan komponen hemoglobin dikendalikan oleh kode genetik yang rumit. Karena bayi yang belum lahir mendapatkan darah beroksigen mereka dari ibu mereka dan bukan paru-paru mereka sendiri, dua zat terpisah yang disebut hemoglobin alpha dan gamma bergabung dengan beberapa atom nitrogen dan satu atom besi.

Hal ini memungkinkan janin untuk menerima darah yang kaya oksigen tanpa respirasi. Setelah bayi lahir, tubuh menggantikan gamma dengan varian baru yang disebut hemoglobin beta. Kombinasi dari kedua zat ini terus untuk seumur hidup.

Pada dasarnya, hemoglobin mengembangkan rasa lapar untuk molekul oksigen. Ketika darah dibawa ke paru-paru, protein, yang mengandung atom besi, menarik oksigen yang tersedia.

Darah yang mengandung oksigen ini kemudian berjalan di seluruh aliran darah, melepaskan oksigen ke otot dan organ. Sel-sel darah merah untuk menghabiskan ditransfer ke sistem pencernaan untuk pembuangan dan sel-sel darah merah yang baru mengambil tempat mereka dalam aliran darah.

Hemoglobin memperoleh oksigen dari paru-paru dan memberikan kepada sel didasarkan pada kondisi ideal. Kadang-kadang protein alpha atau beta yang diproduksi oleh kode genetik tidak sempurna terbentuk, seperti dalam kasus anemia sel sabit. Salah satu komponen yang berbentuk seperti sabit, menyebabkan ikatan yang tidak sempurna terbentuk.

Kondisi Dengan Hemoglobin Rendah

Tingkat hemoglobin yang rendah disebut anemia. Penyebab anemia dapat mencakup segala sesuatu yang mengganggu hemoglobin atau jumlah sel darah merah yang ada dalam tubuh. Dengan sel darah merah, pada gilirannya, mungkin ada kerugian (seperti pada pendarahan), kurangnya produksi di sumsum tulang (baik karena kerusakan pada sumsum tulang atau penggantian sumsum oleh sel-sel tumor), atau darah merah sel-sel malah dapat dipecah dalam aliran darah (“hemolisis”).

Ada banyak kemungkinan penyebab rendahnya kadar hemoglobin, termasuk:

  • Kehilangan darah: Ini dapat terjadi karena pembedahan, periode menstruasi yang berat, kehilangan darah dari saluran pencernaan, atau segala bentuk perdarahan lainnya.
  • Wanita yang mengalami pramenopause jauh lebih mungkin memiliki kadar hemoglobin yang rendah dibandingkan laki-laki dibandingkan laki-laki.
  • Kurangnya produksi: Kurangnya produksi sel di sumsum tulang dapat terjadi karena kegagalan sumsum tulang (seperti anemia aplastik), atau infiltrasi sumsum tulang dengan kanker (seperti dengan leukemia atau limfoma atau tumor padat seperti kanker payudara metastasis) ).
  • Kerusakan sel darah merah: Sel darah dapat dipecah (hemolisis) dalam kondisi seperti anemia hemolitik.
  • Defisiensi nutrisi: Asupan zat besi yang tidak memadai (anemia defisiensi besi), asam folat, atau vitamin B12 (anemia pernisiosa).
  • Penyakit ginjal

Kondisi Dengan Hemoglobin yang Tinggi

Ada beberapa kondisi yang terkait dengan peningkatan kadar hemoglobin. Dalam banyak dari ini, peningkatan kadar hemoglobin adalah mekanisme kompensasi untuk mencoba memasok lebih banyak oksigen ke tubuh.

  • Penyakit paru-paru seperti COPD dan fibrosis paru.
  • Penyakit jantung bawaan (penyakit jantung yang ada saat lahir).
  • Gagal jantung kanan (cor pulmonale).

Tingkat hemoglobin dapat meningkat secara artifisial (hanya tampak meningkat) karena dehidrasi. Hemoglobin mungkin juga “secara normal” meningkat pada orang yang tinggal di dataran tinggi.

Hemoglobin abnormal

Kondisi di mana hemoglobin memiliki struktur abnormal meliputi:

  • Anemia sel sabit: Anemia sel sabit adalah suatu kondisi yang diwariskan di mana hemoglobin abnormal menghasilkan sel darah merah yang berbentuk seperti sabit. Sel-sel darah merah ini bisa “tersangkut” dalam pembuluh darah yang mengakibatkan sejumlah masalah.
  • Thalassemia: Thalassemia adalah hemoglobin abnormal herediter. Baik alpha thalassemia dan beta thalassemia memiliki sejumlah tipe yang berbeda, dan gejalanya mungkin bervariasi dari tidak ada yang parah. Orang dengan kondisi ini akan sering mengalami anemia seumur hidup, dan banyak yang membutuhkan transfusi yang sering. Thalassemia intermedia juga disebut “thalassemia yang tidak tergantung transfusi” dan mungkin tidak ditemukan sampai dewasa.

Tes Lain untuk Mengevaluasi Kadar Hemoglobin

Ketika seorang dokter mencatat tingkat hemoglobin yang rendah, dia juga melihat tes laboratorium lain yang dapat membantu menentukan penyebabnya. Ini termasuk jumlah sel darah merah total, indeks sel darah merah seperti MCHC (rata-rata konsentrasi hemoglobin sel darah putih), MCH (rata-rata hemoglobin sel darah putih), dan MCV (volume rata-rata sel darah putih). Tingkat serum feritin juga dapat dilakukan yang memberikan indikasi penyimpanan zat besi dalam tubuh.

Ringkasan

Jika Anda mendengar tentang hemoglobin, Anda mungkin berpikir tentang perdarahan, terutama perdarahan menstruasi yang berat. Namun ada berbagai macam kelainan yang dapat menyebabkan peningkatan atau penurunan hemoglobin. Selain itu, ada beberapa jenis hemoglobin abnormal yang dapat berkontribusi pada penyakit. Untuk menentukan penyebab hemoglobin rendah atau tinggi, dokter Anda akan bertanya, melakukan pemeriksaan fisik, dan melihat tes darah lain dalam kombinasi dengan kadar hemoglobin Anda.

Kehilangan darah adalah penyebab paling umum dari kekurangan zat besi. Menyumbangkan darah menghasilkan kehilangnya 200-250 miligram zat besi. Tingkat besi donor diperiksa sebelum setiap sumbangan untuk memastikan aman bagi donor untuk memberikan darah.