Defisiensi Glukosa 6 Fosfat Dehidrogenase dan Pengaruhnya pada Membran Sel

Defesiensi Glukosa 6 Fosfat Dehidrogenase dan

Pengaruhnya pada Membran Sel

Khandar Yosua , Retno Pangesti, Dewi S

[email protected] ; [email protected] ; [email protected]

Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida Wacana, Jakarta, Indonesia

Pendahuluan

Defisiensi Glukosa 6 fosfat dehidrogenase (G6PD) merupakan defek enzim herediter dari

eritrosit manusia yang paling sering ditemukan.1 Juga merupakan penyakit genetik terpaut

kelamin yang telah menyerang kurang lebih 400 juta orang di seluruh dunia dan mempunyai

frekuensi yang tinggi di Afrika, Mediterranean, dan populasi Asia yang merupakan wilayah

endemik malaria.2 Diwariskan secara x-linked, oleh karena itu mutasi pada gen G6PD,

ditemukan lebih banyak pada laki-laki daripada perempuan.1 Defisiensi G6PD dapat

menyebabkan anemia hemolitik.3

Enzim Glukosa 6 Fosfat Dehidrogenase

Enzim G6PD mengkatalis langkah pertama dalam jalur fosfat pentosa, glukosa mengkonversi

ke ribusa 5 fosfat dan melindungi sel terhadap stres oksidatif dalam bentuk Nicotinamide

adenine dinucleotide phosphate hydrogen (NADPH).1 Karena fungsi utama dari jalur fosfat

pentosa adalah untuk memproduksi NADPH, sel darah merah akan menjadi sangat sensitif

terhadap serangan oksidasi apabila fungsi jalur fosfat pentosa ini terganggu.3

Saat ini ditemukan sekitar 160 mutasi bersama dengan lebih dari 400 varian biokimia telah

dijelaskan.1 Varian G6PD oleh World Health Organitazion di klasifikasikan ke dalam empat

kategori berdasarkan pada aktifitas residu enzim dan manifestasi klinik. Varian kelas I

memiliki defisiensi enzim yang berat (kurang dari 10% dari normal) yang berhubungan

dengan anemia hemolitik kronis non-spherocytic. Varian kelas II juga memiliki defisiensi

enzim berat (kurang dari 10% dari normal), varian kelas III memiliki defisiensi enzim ringan

(10% sampai 60% dari normal). Varian Kelas IV tidak memiliki defisiensi enzim (60%

sampai 150% dari normal).1

1 | Universitas Kristen Krida Wacana

mailto:[email protected]



G6PD berfungsi sebagai penghambat hemolisis pada sel darah merah. G6PD adalah enzim

housekeeping yang melakukan fungsi-fungsi vital di seluruh sel tubuh. Namun, dalam

eritrosit tidak memiliki nukleus, mitokondria, organel lainnya, ada hambatan tertentu pada

metabolisme dan enzim ini memiliki peran penting.1 Peran ini berupa menjadi katalis dalam

proses pembentukan NADPH.

Peran G6PD pada metabolisme eritrosit

Pada sel eritrosit terjadi metabolism glukosa untuk menghasilkan energy (ATP), yang

digunakan untuk kerja pompa ionic dalam rangka mempertahankan milieu ionic yang cocok

bagi eritrosit.1 Pembentukan ATP ini berlangsung melalui jalur Embden Meyerhof yang

melibatkan sejumlah enzim seperti glukosa fosfat isomerase dan piruvat kinase, sebagian

kecil glukosa mengalami metabolisme dalam eritrosit melalui jalur heksosa monofosfat

dengan bantuan enzim G6PD untuk menghasilkan glutation yang penting untuk melindungi

hemoglobin dan membrane eritrosit dari oksidan.1 Defisiensi enzim piruvat kinase, glukosa

fosfat isomerase dan G6PD dapat mempermudah dan mempercepat hemolisis.1 Yang paling

sering mengalami defisiensi adalah G6PD.1

Metabolisme glukosa melalui jalur heksosa monofosfat meningkat beberapa kali ketika

eritrosit terpapar dengan obat-obatan atau toksin yang membentuk radikal bebas.1 G6PD

menginisiasi jalur ini dengan menjadi katalis oksidasi glukosa-6-fosfat menjadi 6-

phosphogluconolactone oleh ko-enzim nikotinamida adenin-dinucleotidephosphate (NADP),

yang dikurangi menjadi NADPH.1 6-phosphogluconolactone menghidrolisis secara spontan

untuk 6-phosphogluconate.1 Ini berfungsi sebagai substrat untuk 6-phosphogluconate

dehidrogenase dan NADP.1 Langkah kedua dalam jalur enzimatik ini juga berhubungan

dengan pengurangan NADP+ untuk NADPH.1 NADPH dihasilkan sebagai akibat dari reaksi

mengurangi glutation teroksidasi (GSSG) untuk mengurangi glutation (GSH) dalam reaksi

dikatalisis oleh glutation reduktase.1 GSH kemudian mengurangi hidrogen peroksida, oksidan

kuat yang dihasilkan dalam metabolisme sel dan sebagai konsekuensi dari respon inflamasi,

dan oksidan endogen dan eksogen lainnya, pada reaksi katalis oleh glutathione peroksidase.1

Fungsi utama dari jalur fosfat pentosa adalah menghasilkan kapasitas pengurangan melalui

produksi NADPH dan akhirnya GSH.1 Hanya ini mekanisme yang tersedia bagi eritrosit


untuk menghasilkan kapasitas pengurangan dan sehingga penting untuk kelangsungan hidup

sel, sedangkan pada sel lain dari tubuh berarti produksi NADPH tetap ada dan jalur pentosa

fosfat hanya untuk 60% dari produksi NADPH.1

GSH dihasilkan melalui jalur fosfat pentosa, seperti diuraikan di atas, melindungi hanya

terhadap stres oksidan dalam eritrosit.1 Dalam eritrosit yang normal tanpa tekanan G6PD,

aktivitas G6PD hanya sekitar 2% dari total kapasitas.1 Ini meningkatkan kemungkinan

terhadap tantangan dari stres oksidan dan GSH dipertahankan pada tingkat stabil.1 Namun,

eritrosit defisiensi G6PD telah sangat mengurangi aktivitas G6PD (10 sampai 20% dari

normal pada G6PD A (-) dan 0 sampai 10% dari normal pada G6PD Mediteranian dan varian

serupa).1 Peningkatan stress oksidan dapat menyebabkan penipisan GSH ditandai sebagai

kemampuan dari defisiensi G6PD untuk menghasilkan NADPH terlampaui oleh tingginya

tingkat kehilangan GSH.1

Stres oksidan tidak terkompensasi dalam eritrosit normal (atau lebih mudah dalam eritrosit

defisiensi G6PD) menghasilkan oksidasi hemoglobin menjadi methem-globin, pembentukan

Heinz body, dan kerusakan membran.1 Jika terjadi sangat berat akan mengakibatkan

hemolisis, sementara bila terjadi lebih ringan tetapi stres oksidan tidak terkompensasi akan

mengurangi kemampuan eritrosit dan meningkatkan kemungkinan bahwa eritrosit akan

dikeluarkan dari sirkulasi ke sistem retikuloendotelial.1 Akibat hilangnya eritrosit ,

hematopoiesis ditingkatkan karena tubuh berusaha untuk mempertahankan fungsi normal

vaskular, dan ada banyak retikulosit yang dikeluarkan (eritrosit muda dilepaskan dari

sumsum tulang).1 Retikulosit biasanya mencapai kurang dari 1% eritrosit total, tapi berikut

hemolisis dapat terdiri sampai 15% dari eritrosit.1

Fungsi dan Struktur Membran Sel

Membran plasma atau membran sel adalah suatu struktur membranosa yang sangat tipis yang

membungkus setiap sel.4 Membran ini tersusun atas fosfolipid dan 200 jenis protein yang

berbeda.5 Fosfolipid pada membran sel memiliki kepala yang polar (hidrofilik) dan dua ekor

non polar (hidrofobik).6 Fosfolipid-fosfolipid ini tersusun dalam barisan dengan posisi kedua

ekor saling berhadapan, sehingga daerah non polar membentuk region hidrofobik di antara

kepala hidrofilik yang terletak di sebelah dalam dan luar permukaan membran. 6


Jenis protein membran plasma menentukan perbedaan variasi perilaku membran dari satu

jenis sel ke jenis sel yang lain atau dari satu jenis organela ke organela lain.7 Protein

membran plasma mempunyai beberapa fungsi yaitu sebagai transporter (carrier) senyawa

yang melewati membran plasma, menerima isyarat (signal) hormonal dan meneruskan isyarat

tersebut ke bagian sel sendiri atau ke sel lainnya serta sebagai pangkal pengikat komponen-

komponen sitoskeleton dengan senyawa senyawa ekstraseluler.7

Karbohidrat merupakan senyawa penting membran plasma dan berperan dalam proses

pengenalan sel dengan sel atau sel dengan substansi antar sel. Komponen fraksi karbohidrat

membran plasma dapat berupa oligosakarida maupun polisakarida yang terikat secara

kovalen pada protein untuk membentuk glikoprotein atau berupa rantai oligosakarida yang

terikat secara kovalen pada lipida membran untuk membentuk glikolipida.

Kolesterol merupakan komponen penting lain dari membran sel yang terbenam di dalam

daerah hidrofobik di dalam regio ekor.6 Kolesterol menyebabkan fleksibilitas membran sel.

Setidaknya 50% dari membran plasma haru dalam keadaan setengah cari agar pertumbuhan

sel terjadi.5

Fungsi utama dari membran sel ini adalah menjaga agar cairan intrasel tetap berada di dalam

sel dan cairan ekstrasel tetap berada di luar sel. Selain dari fungsi utama tersebut ada

beberapa fungsi lain dari membran sel yang cukup penting, yaitu:

1. Sebagai pembatas lingkungan sitosolik dan lingkungan non sitosolik.

2. Mengatur permeabilitas terhadap senyawa-senyawa atau ion yang melewatinya.

3. Protein selaput berfungsi sebagai protein pengenal atau sebagai reseptor molekul-

molekul khusus (hormon, antigen, metabolit) dan agensia khas (bakteri, virus).

4. Protein membran berfungsi sebagai enzim khusus

5. Membran sebagai kelompokan molekul yang dapat berfungsi sebagai reseptor

terhadap perubahan lingkungan seperti perubahan suhu, macam dan intensitas cahaya.

6. Sebagai membran semi permeable dan transportasi zat terlarut

7. Elektron transport dan oksidasi fosforilasi

8. Eksresi eksoenzim hidrolitik dan protein patogenesitas

9. Fungsi biosintesis

10. Sistem kemotastis


Defesiensi Glukosa 6 Fosfat Dehidrogenase

Defesiensi Glukosa 6 fosfat dehidrogenase atau G6PD adalah penyakit genetik terpaut

kelamin yang telah menyerang orang di seluruh dunia dan mempunyai frekuensi yang tinggi

di Afrika, Mediterranean, dan Asia. Kelainan enzim yang pa1ing umum terjadi pada manusia

ini menyebabkan bayi yang baru lahir berwarna kuning, yang dapat menyebabkan kematian

atau kelumpuhan.2

Manifestasi klinis yang paling sering pada defisiensi G6PD adalah penyakit kuning neonatal,

dan anemia hemolitik akut, yang biasanya dipicu oleh agen eksogen.1 Beberapa varian G6PD

menyebabkan hemolisis kronis,anemia hemolitik bawaan non-spherocytic. Manajemen yang

paling efektif pada defisiensi G6PD adalah mencegah hemolisis dengan menghindari stres

oksidatif.1

Lebih dari 400 varian alelik G6PD telah dideskripsikan pada tingkat protein melalui

identifikasi karakteristik secara biokimiawi.2 Dewasa ini penelitian tentang varian G6PD

dilakukan pada tingkat molekular dan terdapat 97 mutasi atau kombinasi mutasi pada

berbagai lokasi sepanjang gen G6PD.2

Sebagian besar individu defisiensi G6PD adalah asimtomatik sepanjang hidup mereka, dan

tidak menyadari keadaan ini.1 Pada umumnya bermanifestasi sebagai anemia hemolitik akut,

favism, neonatal jaundice, atau anemia kronis non-hemolitik sferositik. yang biasanya

muncul ketika eritrosit mengalami stres oksidatif yang dipicu oleh zat oksidan seperti obat-

obatan, infeksi, atau mengkonsumsi kacang fava.1 Defisiensi G6PD tampaknya tidak

mempengaruhi angka harapan hidup, kualitas hidup atau aktivitas individu.1 Beberapa

gangguan klinis, seperti diabetes dan infark miokard dan latihan fisik berat, telah dilaporkan

memicu hemolisis pada individu defisiensi G6PD; walaupun paparan bersama antara infeksi

atau oksidan obat dapat menyebabkan hal ini. Mekanisme yang tepat yang meningkatkan

sensitifitas terhadap kerusakan oksidatif menyebabkan hemolisis tidak sepenuhnya diketahui.

penyebab hemolisis akut pada defisiensi G6PD ditandai dengan kelelahan, sakit punggung,

anemia, dan jaundice.Peningkatan bilirubin tak terkonjugasi, laktat dehidrogenase,dan

retikulositosis adalah marker kelainan tersebut.1


Kesimpulan

Defisiensi G6PD adalah penyakit genetik terpaut kelamin yang diturunkan melalui kromosom

X, sehingga penyakit ini lebih banyak di temukan pada laki-laki dibandingkan dengan

perempuan. Penyakit ini juga tidak secara langsung merusak membran sel, melainkan

menggangu proses pembentukan NADPH pada jalur fosfat pentosa. Selain itu defesiensi

G6PD juga menyebabkan metabolisme sel darah merah menurun sehingga terjadi hemolisis

dengan cepat. Cara terbaik untuk menghindari ini adalah menghindari stress oksidatif.

Daftar Pustaka

1. Engli K. Defisiensi glukosa-6-fosfat dehidrogenase. Universitas Brawijaya; 2012.

2. Wargasetia T. Varian Molekular Defisiensi Glukosa-6-fosfat Dehidrogenase.

Universitas Kristen Maranatha; 2013.

3. Murray R. Harper's illustrated biochemistry. New York: McGraw-Hill Medical;

2009. p.173, p.597-8.

4. Sherwood L. Fisiologi manusia : dari sel ke sistem. 6th ed. Jakarta: EGC; 2012.p.25.

5. Jumpowati M. Molekuler Membran Plasma Pada Sistem Transpor Bakteri.

Universitas Sanata Dharma; n.p.

6. Unknown. Sejarah, struktur dan fungsi sel secara umum.; n.p.

7. Brooks G. Jawetz, Melnick & Adelberg's medical microbiology. New York: McGraw-

Hill Medical; 2010.p.15-21.


Defisiensi Glukosa 6 Fosfat Dehidrogenase dan Pengaruhnya pada Membran Sel

Documents

Transcript of Defisiensi Glukosa 6 Fosfat Dehidrogenase dan Pengaruhnya pada Membran Sel