1. STRUKTUR 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 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 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. BIOSINTESA 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 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 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

hemoprotein spesifik 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.

3. SINTESA PORFIRIN

Porfirin adalah senyawa siklik yg dibentuk oleh 4 cincin pirol.

Masing-masing cincin dihubungkan oleh 4 jembatan metenil (-HC=).

Sifat khas porfirin adalah atom nitrogennya mampu mengikat ion logam.

Contoh;

- heme pada Hb mengikat Fe

- klorofil pada tumbuhan hijau mengikat Mg

> Sifat porfirin

Berbagai porfirinogen tidak berwarna.

Sedangkan semua porfirin berwarna, karena adanya ikatan rangkap yang menyatukan

cincin pirol.

Porfirin yg terlarut dalam asam mineral kuat atau pelarut organik disinari dgn UV, maka

akan mengeluarkan cahaya fluorecen merah.

Sifat porfirin ini digunakan untuk menegakkan diagnosis porfiria dengan menggunakan

spektrofotometer.

4. SUNTESA HEME

85% sintesis heme terjadi dalam sel pembentuk eritrosit pada sumsum tulang

Heme disintesis dari suksinil KoA + glisin.Piridoksal fosfat diperlukan untuk mengaktifkan

glisin.Hasil kondensasi tsb ialah; asam a-amino-b-keto-adipatKondensasi diatas dikatalisis oleh

Aminolevulinat-sintase (ALA-sintase). Asam a-amino-b-keto-adipat dengan cepat mengadakan

dekarboksilasi untuk membentuk d-aminolevulinat (ALA). Reaksi ini dikatalisis oleh

ALA-sintase.ALA-sintase adalah enzim pengendali laju reaksi biosintesis porfirin di hepar.

5. PENGENDALIAN BIOSINTESA HEME

Yang pegang peranan adalah amlev sintetase Yang menghambat amlev sintetase:

1. heme

2. apopressor

3. glukosa

4. hematin in vivo

Yang meningkatkan amlev sintetase (karena dimetabolisir di hati dengan menggunakan

hemoprotein spesifik, yaitu:

sitokrom P 450 yang dibuat dari heme):

1. insektisida

2. bahan karsinogen

3. obat-obatan (steroid)

4. hormon estrogen

5. besi dalam bentuk chelated

6. KIMIA PORFIRIN

Porfirin mengandung nitrogen tersier pada 2 cincin pirolensehingga bersifat basa lemah

dan adanya gugus karboksilpada rantai sampingnya menyebabkan juga bersifat

asamTitik isoelektrisnya pada pH 3,0 4,0 mudah diendapkandalam larutan airYang berwarna

adalah porfirin dan derivat-derivatnya yangmempunyai spektrum absorbsi pada daerah yang

dapatdilihat dan daerah UVContoh:larutan porfirin dalam HCl 5% mempunyai pitaabsorbsi pada

400 nm disebut PITA SORET (ciri-ciripenting!)Hematoporfirin mempunyai 2 pita absorbsi yang

lebih lemahpada 550 nm dan 592 nm di samping pita soret-dalam pelarut organik,

porfirinmenunjukkan 4 pita utama seperti pitasoret-bila dilarutkan dalam asam mineral kuatatau

pelarut organik dan kemudiandisinari dengan UV akan

memancarkanfluoresensi merah yang kuat untukmendeteksi porfirin bebas dalam jumlahkecil

7. PENYAKIT KELAINAN PORFIRIN

Penyakit turunan atau bisa berupa penyakit yang didapat yang disebabkan oleh defisiensi salah

satu enzym pada jalur biosintesa heme dan mengakibatkan penumpukan dan peningkatan

porfirin atau prazatnya dijaringan atau didalam urine. Kelainan ini jarang dijumpai tapi perlu

dipikirkan dalam keadaan tertentu misalnya sebagai diagnosa banding pada penyakit dengan

keluhan nyeri abdomen, fotosensitivitas dan gangguan psikiatri .

Porfiria dikelompokkan menjadi 3 golongan yaitu :

1. Porfiria eritropoetik

2. Porfiria hepatik

3. Protoporfiria (gabungan)

Porfiria eritropoetik, merupakan kelainan kongenital. Terjadi karena ketidak seimbangan enzym

kompleks uroporfirinogen sintase dan kosintase. Pada jenis porfiria ini dibentuk uroporfirinogen

I yang tidak diperlukan dalam jumlah besar. Juga terjadi penumpukan uroporfirin I,

koproporfirin I dan derivat simetris lainnya. Penyakit ini diturunkan secara otosomal resesif dan

memunculkan fenomena berupa eritrosit yang berumur pendek, urine pasien merah karena

ekskresi uroporfirin I dalam jumlah besar, gigi yang berfluoresensi merah karena deposisi

porfirin dan kulit

yang hipersensitif terhadap sinar karena porfirin yang diaktifkan cahaya bersifat sangat reaktif .

Porfiria hepatik dibagi menjadi beberapa jenis antara lain : - Intermitten acute porfiria ( IAP ) -

Koproporfiria herediter - Porfiria variegata - Porfiria cutanea tarda - Porfiria toksik. IAP terjadi

karena defisiensi partial uroporfirinogen I sintase, diturunkan secara otosomal dominan. Pada

penyakit ini dijumpai ekskresi porfobilinogen dan asam amino levulenat yang meningkat

menyebabkan urine berwarna gelap. Koproporfiria herediter terjadi karena defisiensi partial

koproporfirinogen oksidase, diturunkan secara otosomal dominan. Terdapat peningkatan ekskresi

koproporfirinogen dan menyebabkan urine berwarna merah. Porfiria variegata terjadi karena

defisiensi partial protoporfirinogen oksidase, diturunkan secara otosomal dominan. Terdapat

peningkatan ekskresi hampir seluruh zat-zat antara sintesa heme. Porfiria cutanea tarda terjadi

karena defisiensi partial uroporfirinogen dekarboksilasi, diturunkan secara otosomal dominan.

Terdapat peningkatan ekskresi uroporfirin yang bila terpapar cahaya menyebabkan urine

berwarna merah. Porfiria ini paling sering dijumpai dibanding yang lainnya . Porfiria toksik atau

akuisita disebabkan oleh obat atau zat toksik seperti griseofulvin, barbiturat,

heksachlorobenzene, Pb dan sebagainya. Protoporfiria atau protoporfiria gabungan dikarenakan

terjadinya defisiensi partial ferrokatalase, diturunkan secara autosomal dominan. Terdapat

peningkatan ekskresi protoporfirin dalam urine. Gejala klinis yang dapat muncul dapat

dikelompokkan dalam dua patogenesa yaitu bila kelainan enzym sintesa heme menyebabkan

penumpukan asam amino levulenat dan porfobilinogen disel atau cairan tubuh akan menghambat

kerja ATP ase dan meracuni neuron sehingga menimbulkan gejala-gejala neuro-psikiatri

sedangkan bila kelainan enzym sintesa heme menyebabkan penumpukan porfirinogen dikulit dan

dijaringan lain akan teroksidasi spontan membentuk porfirin yang apabila terpapar dengan

cahaya, porfirin akan bereaksi dengan O2 molekuler membentuk suatu radikal bebas yang sangat

reaktif dan merusak jaringan atau kulit dimana porfirin terdeposisi, peristiwa ini memunculkan

gejala-gejala fotosensitivitas. Therapi yang dapat diberikan hanyalah bersifat symptomatik

karena therapi kausal yang bersifat genetik masih sulit dikerjakan. Obat yang dapat dipakai dan

beberapa tindakan yang dianjurkan seperti misalnya hindari preparat atau obat yang merangsang

aktifitas sitokrom P- 450 seperti obat anestesia, alkohol, steroid dan lain-lain. Hindari zat-zat

toksik penyebab porfiria. Pemberian zat-zat seperti glukosa dan hematin yang menekan kerja

ALA sintase untuk menghambat pembentukan pra zat porfirin. Pemberian anti oksidan seperti

karoten, vitamin E dan C juga dapat dianjurkan pemakaian tabir surya guna menggurangi

pemaparan terhadap cahaya.

1. METABOLISME BILIRUBIN

Pada individu normal, sekitar 85% bilirubin terbentuk dari pemecahan sel darah merah tua dalam

sistem monosit makrofag. Masa hidup rata-rata sel darah merah adalah 120 hari. Setiap hari

sekitar 50 ml darah dihancurkan, menghasilkan 200 sampai 250 mg bilirubin. Kini diketahui

bahwa sekitar 15 % pigmen empedu total tidak bergantung pada mekanisme ini, tetapi berasal

dari destruksi sel eritrosit matang dalam sumsum tulang (hematopoiesis tidak efektif) dan dari

hemoprotein lain, terutama dari hati.Pada katabolisme hemoglobin (terutama terjadi dalam

limpa), globulin mula-mula dipisahkan dari hem, setelah itu hem diubah menjadi biliverdin.

Bilirubin tak terkonyugasi kemudian dibentuk dari biliverdin. Bilirubin tak terkonyugasi berikat-

an lemah dengan albumin, diangkut oleh darah ke sel-sel hati. Metabolisme bilirubin oleh sel hati

berlangsung dalam empat langkah produksi, transportasi, konyugasi, dan ekskresi.

9. HIPERBILIRUBINEMIA

Sel darah merah yang tua, rusak dan abnormal dibuang dari peredaran darah, terutama di dalam

limpa. Selama proses pembuangan berlangsung, hemoglobin (protein pengangkut oksigen di

dalam sel darah merah) dipecah menjadi pigmen kuning yang disebut bilirubin. Bilirubin dibawa

ke hati, dimana secara kimiawi diubah dan kemudian dibuang ke usus sebagai bagian dari

empedu. Pada sebagian besar bayi baru lahir, kadar bilirubin darah secara normal meningkat

sementara dalam beberapa hari pertama setelah lahir, menyebabkan kulit berwarna kuning

(jaundice). Pada orang dewasa, bakteri yang dalam keadaan normal ditemukan di dalam usus

akan memecahkan bilirubin. Pada bayi baru lahir, bakteri ini sangat sedikit sehingga banyak

bilirubin yang dibuang melalui tinja yang menyebabkan tinjanya berwarna kuning terang. Tetapi

bayi baru lahir juga memiliki suatu enzim di dalam ususnya yang dapat merubah sebagian

bilirubin dan menyerapnya kembali ke dalam darah, sehingga terjadi jaundice (sakit kuning).

Karena kadar bilirubin darah semakin meningkat, maka jaundice menjadi semakin jelas. Mula-

mula wajah bayi tampak kuning, lalu dada, tungkai dan kakinya juga menjadi kuning. Biasanya

hiperbilirubinemia dan sakit kuning akan menghilang setelah minggu pertama. Kadar bilirubin

yang sangat tinggi bisa disebabkan oleh pembentukan yang berlebihan atau gangguan

pembuangan bilirubin. Kadang pada bayi cukup umur yang diberi susu ASI, kadar bilirubin

meningkat secara progresif pada minggu pertama; keadaan ini disebut jaundice ASI.

Penyebabnya tidak diketahui dan hal ini tidak berbahaya. Jika kadar bilirubin sangat tinggi

mungkin perlu dilakukan terapi cahaya bilirubin.