Porfirin adalah senyawa organik penting yang terdiri atas empat cincin pirol dan berperan dalam transportasi oksigen dan elektron. Ia dapat membentuk kompleks dengan logam seperti besi untuk membentuk heme yang berguna untuk hemoglobin dan protein lainnya. Porfiria adalah kelompok penyakit genetik yang disebabkan oleh gangguan biosintesis heme.

1. PORFIRIN
Porfirin adalah suatu senyawa organik yang mengandung empat cincin pirol, suatu cincin segi
lima yang terdiri dari empat atom karbon dengan atom nitrogen pada satu sudut. Senyawa ini
ditemukan pada sel hidup hewan dan tumbuhan, dengan berbagai macam fungsi biologis.Empat
atom nitrogen di tengah molekul porfirin dapat mengikat ion logam seperti magnesium, besi,
seng, nikel, kobal, tembaga, dan perak. Tiap-tiap logam yang diikat akan memberikan sifat yang
berbeda-beda. Jika logam yang diikat di pusat adalah besi, maka kompleks porfirin disebut
ferroporfirin, atau heme.
Empat gugus heme ini dapat bergabung menyusun hemoglobin, molekul dalam sel darah merah
yang berfungsi mengikat oksigen.Sementara vitamin B12 mengandung molekul porfirin dengan
ion kobal di tengahnya.Pada klorofil yang merupakan molekul penting pada tanaman yang
menangkap energi matahari dan memberi warna hijau, molekul porfirin mengikat ion logam
pusat magnesium (Mg).
Sifat khas porfirin:
pembentukan kompleks dengan ion-ion logam yang terikat pada atom N cincin-cincin pirol
Contoh: heme = porfirin + Fe2+
(porfirin besi/heme)
klorofil = porfirin + Mg2+
(porfirin magnesium/klorofil)
Di alam, metaloporfirin terkonjugasi dengan protein membentuk senyawa-senyawa antara lain:
1. Hemoglobin (Hb)
-merupakan porfirin besi yang terikat pada protein globin
-fungsi: mengangkut O2 di darah
2. Eritrokruorin
-terdapat pada beberapa invertebrata
-fungsi: hampir sama dengan Hb
3. Mioglobin
-pengangkut O2 di jaringan otot (pigmen pernafasan)
4. Sitokrom
-fungsi: pemindah elektron pada proses redoks
5. Katalase
-heme + protein

2. -pemecah 2H2O2 menjadi 2H2O + O2
6. Triptofan pirolase
-mengkatalisa oksidasi triptofan menjadi formil kinurenin
Fungsi porfirin:
1. Membentuk senyawa sebagai pengangkutan O2
2. Membentuk senyawa sebagai pengangkutan elektron
3. Membentuk senyawa sebagai enzim enzim tertentu
Perbedaan antara porfirin satu dengan yang lain adalah jenis
senyawa yang mensubstitusinya
STRUKTUR PORFIRIN
Menyingkat rumus porfirin dengan menghilangkan jembatan metenil dan setiap cincin pirol yang
diperlihatkan sebagai tanda kurung dengan 8 tanda substituent.
BIOSINTESA HEME
Ada 2 tahap, yaitu:
1. sintesa porfirin
2. sintesa heme
Selama proses metabolisme bahan-bahan di atas, pemakaian heme untuk sintesa sitokrom P 450
meningkat sehingga konsentrasi heme dalam sel menurun yang menyebabkan meningkatnya
amlev sintetase Protoporfirin III + Fe2+ heme sintetase heme ferokelatase (di mitokondria).
Sintesa heme terjadi dalam sebagian besar jaringan mamalia, kecuali eritrosit dewasa (karena
tidak mengandung mitokondria).
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:

3. sitokrom P 450 yang dibuat dari heme):
1. insektisida
2. bahan karsinogen
3. obat-obatan (steroid)
4. hormon estrogen
5. besi dalam bentuk chelated
KIMIA 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
isoelektrisnya pada pH 3,0 – 4,0 mudah diendapkan dalam larutan air Yang berwarna adalah
porfirin dan derivat-derivatnya yang mempunyai spektrum absorbsi pada daerah yang dapat
dilihat dan daerah UV.
Contoh: larutan porfirin dalam HCl 5% mempunyai pita absorbsi pada 400 nm disebut PITA
SORET (ciri-ciri penting!) Hematoporfirin mempunyai 2 pita absorbsi yang lebih lemah pada
550 nm dan 592 nm di samping pita soret -dalam pelarut organik, porfirin menunjukkan 4 pita
utama seperti pita soret.
-bila dilarutkan dalam asam mineral kuat atau pelarut organik dan kemudian disinari dengan UV
akan memancarkan fluoresensi merah yang kuat untuk mendeteksi porfirin bebas dalam jumlah
kecil.
HEME DISENTESIS DARI SUKSINIL-KoA & GLISIN
Dua bahan awal sintesis heme adalah suksinil-KoA, yang berasal dari siklus asam sitrat di
mitokondria, dan asam amino glisin.Piridoksal fosfat juga diperlukan dalam reaksi sintesis heme
untuk ―mengaktifkan‖ glisin. Produk reaksi menggabungkan antara suksinil-KoA dan glisin
adalah asam α-amino-β-ketoadipat, yang cepat didekarboksilasi untuk membentuk α-
aminolevulinat (ALA).
Rangkaian reaksi ini dikatalisis oleh ALA sintase,yaitu enzim penentu kecepatan biosintesis
porfirin dalam hepar mamlia.sintesis ALA terjadi dimittokodria.
Pembentukan Heme Memerlukan Penggabungan Besi dengan Protoporforin

4. Tahap terakhir sintesis heme adalah penggabungan besi fero dengan protoporfirin dalam suatu
reaksi yang dikatalisis oleh ferokelatase(hemesintase),yaitu ezim metrokondria yang lain.
Tiga enzim terakir di jalur ini dan ALA sintase terletak di metrokondri,sedangkan enzim enzim
lain terletak di sitosol.baik bentuk dari eridtroid maupun non eritroid(housekeeping)dari keempat
enzim pertama ini dapat ditemukan.biosintesis heme terjadi di sebagian besar sel kecuali
eritrosid matang yang tidak mengandung mitrokondria.namun,sekitar 85% sintesis heme terjadi
di sel prekursor eritroid disumsum tulang dan sebagian besar sisanya di hepatosit.
Porfirin nogen yang dijelaskan diatas tidaklah berwarna dan mengandung 6 atom hydrogen
tambahan bila dibandingkan dengan porfirin berwarna padananya.porfirin tereduksi
inilah(porfirinogen) dan bukan porfirin padananya dan yang merupakan zat antara sejati dalam
biosintesis protoporfiirin dan heme.
ALA Sintase adalah enzim regulatorik kunci dalam biosintesis Biosintesis Heme di Hepar
ALA Sintase terdapat dalam bentuk hepatic (ALAS 1) dan eritroid (ALAS 2).Reaksi penentu
kecepatan dalam sintesis heme di hati adalah reaksi yang di katalisis oleh ALAS 1 suatu enzim
regulatorik.Hemi juga memengaruhi translasi enzim dan pemindahannya dari sitosol ke
mitokondria.
Banyak obat yang jika diberikan kepada manusia dapat menyebabkan peningkatan ALAS 1
secara mencolok.Sebagian besar obat ini metabolism oleh suatu system di hati yang
menggunakan hemoprotein spesifik, yaitu sitokrom P450.Selama metabolisme obat-obat tersebut
berlangsung pemakaian heme oleh sitokrom P450 sangat meningkat sehingga mengurangi
konsentrasi heme intrasel. Penurunan konsentrasi heme intrasel akan memengaruhi derepresi
ALAS 1 yang akan dibarengi oleh peningkatan laju sintesis heme untuk memenuhi kebutuhan
sel.
Regulasi bentuk eritroid ALAS (ALAS 2) berbeda dari regulasi yang terjadi pada ALAS
1.Contohnya, enzim ini tidak induksi oleh obat yang memengaruhi oleh ALAS 1, dan enzim ini
tadak mengalami regulasi umpan balik oleh heme.
PORFIRIN BERWARNA DAN BERFLUORESENSI
Berbagai porfirinogen tersebut tidak berwarna, sedangkan semua porfirin berwarna.Dalam
penelitian tentang porfirin atau turunannya, spectrum absorpsikhas yang diperlihatkan masing-
masing dalam region spectrum sinar tampak dan ultraviolet sangat bermanfaat.Salah satu
contohnya adalah kurva absorpsi untuk suatu larutan porfirin dalam 5 % asam hidroklorida. Jika

5. porfirin yang dilarutkan dalam asam mineral kuat atau dalam pelarut inorganic disinari oleh sinar
ultraviolet, Porfirin tersebut akan memancarkan Fluoresensi merah yang kuat. Fluorsensi ini
sedemikian khasnya sehingga sering digunakan mendeteksi adanya sejumlah kecil porfirin
bebas.Ikatan yang menyatukan cincin – cincin pirol diporfirin merupakan penyebab utama
absorpsi dan Fluoresensi khas senyawa golongan ini; ikatan rangkap ini tidak terdapat dalam
porfirinogen.
Hal yang menarik sifat fotodinamik porfirin adaalah kemungkinan pemakaiannya dalam terapi
kanker jenis tertentu, suatu prosedur yang disebut fototerapi kanker.Tumor sering membentuk
lebih banyak porfirin disbanding jaringan normal.Jadi, Hematoporfirin atau senyawa terkait
dapat diberikan kepada pasien yang mengidap tumor – tumor tertentu. Kemudian, tumor diberi
laser asrgon yang akan menyebabkan eksitasi porfirin dan menimbulkan efek – efek sitotoksik.
Spektrofotometri Digunakan untuk Memeriksa Porfirin & Prekursornya
Koporoporfirin dan Uroporfirin bermanfaat secara klinis karena pada porfiria, Koproporfirin dan
Uroporfirin di ekskresikan dalam jumlah besar. Senyawa – senyawa ini jika terdapat di urine
atau feses, dapat dipisahkan satu sama lain melalui ekstrasi dengan menggunakan campuran
pelarut yang sesuai. Keduanya lalu di identifikasikan dan dapat diukur dengan metode
spektrofotometri.
ALA dan PBG dalam urine juga dapat diukur dengan uji kolometri yang sesuai.
PORFIRIA ADALAH PENYAKIT GENETIK METABOLISME HEME
Porfiria adalh sekelompok penyakit yang disebabkan oleh abnormalitas jalur biosentesis heme;
penyakit ini dapat bersifat genetic atau didapat. Meskipun tidak prevalen, penyakit ini penting
diingat dalam keadaan tertentu. (mis. Sebagai diagnosis banding nyeri abdomen dan pada
berbagai kelainan neuropsikiatrik); jika tidak, pasien akan mendapat pengobatan yang tidak
tepat.
Fotosensitivitas (lebih senang beraktivitas dimalam hari) dan bentuk tubuh yang aneh
(disfigurement) yang diidap oleh sebagian penderita porfiria eritropoietik congenital
menimbulkan anggapan bahwa para pasien ini mungkin merupakan suatu prototype werewolf
(manusia srigala).Belum ada bukti yang menguatkan anggapan ini.
Biokomia Mendasari Kausa, Diagnosis, & Pengobatan Porfiria
Dilaporkan ada enam tipe porfiria yang terjadi akibat berkurangnya aktivitas enzim-enzim 3
sampai 8.Jadi, pemeriksaan aktivitas satu enzim atau lebih dengan menggunakan sumber yang

6. tepat (mis.Sel darah merah) penting dalam menegakkan diagnosis pasti pada kasus yang
dicurigai porfiria. Individu dengan penurunan aktivitas enzim 1 ( ALAS2) mengalami anemia
dan bukan porfiria ( Lihatt table 31-2) pasien dengan aktiviitas enzim 2 ( ALA2 HIDRATASE )
yang rendah pernah dilakukan tetapi sangat jarang, kelainan yang timbul disebut porfiria deisien-
ALA dehidratase.
Secara umum, porfiria diwariskan melalui autosom dominan dengan pengecualian porfiria
eritropoetik congenital yang diwariskan secara resesif sebagian porfiria dapat didiagnosi sebelum
kehamilan dengan menggunakan pelacak gen yang sesuai, seperti kebanyakan kelainan bawaan
lain gejala dan tanda porfiria timbul akinat adanya defisiensi produk metabolic setelah blob
enzimatik akibat penimbunan metabolic sebelum blog enzimatik. Jika kelainan enzim terjadi
pada awal jalur reaksi sebelum terjadinya porfirinogen ALA dan PBG akan menumpuk di
jaringan dan cairan tubuh secara klinis pasien mengeluh nyeri abdomen dan gejala
neuropsikiatrik, dipihak lain blogenzim yang terjadi belakangan dalam jalur reaksi tersebut
menyebabkan penimbunan berbagai porfirinogen. Produk-produk oksidasi yaitu turunan porfirin
padanannya menyebabakan fotosensitifitas yakni suatu reaksi terhadap sinar tamapk terpancar
gelombang sekitar 400nm porfirin jika terpajang dengan sinar berpanjang gelombang ini, diduga
akan tereksitasi dan kemudian bereaksi dengan molekul oksigen untuk membentuk radikal
oksigen. Radikal oksigen ini merusak lisosom dan organ lain. Lisosom yang rusak akan
membebaskan enzim-enzim degradatif dan menyebabkan kerusakan kulit dalam derajat yang
berfariasi termasuk pembentukan jaringan parut.
Porfiria dapat diklasifiikasikan berdasarkan organ atau sel yang paling terkena dampaknya.organ
atau sel ini biasanya adalah organ atau sel yang menyintesis heme dengan sangat aktif.sumsum
tulang membentuk cukup banyak hemoglobin,dan hepar juga aktif dalam menyintesis
hemoprotein lain,sitokrom P450.oleh karena itu,salah satu klasifikasi porfiria nenbagi penyakit
ini menjadi eritropoietik atau hepatic.
ALASI adalah enzim regulatorik kunci jalur biosintesis heme di hati.sejumlah besar
obat(mis.barbiturat,griseofulvin)memici enzim.sebagian besar obat ini melakukannya dengan
menginduksi sitokrom P450 yang menggunakan heme sehingga menderepresi (menginduksi)
ALASI.pada pasien porfiria,peningkatan aktifitas ALASI menyebabkan peningkatan kadar
berbagai precursor heme (sebelum hambatan/blok sintesis) yang berpotensi merugikan.

7. Jadi,konsumsi obat yang dapat memicu sitokrom P450 (yang di sebut sebagai penginduksi
mikrosom) dapat memici serangan porfiria.
Diagnosis tipe tertentu porfiria umumnya dapat di tegakkan berdasarkan gambaran klinis dan
riwayat keluarga,pemeriksaan fisik,dan pemeriksaan laboratorium yang sesuai.
Timbal berkadar tinggi dapat memengaruhi metabolism heme dengan berikatan pada gugus SH
enzim misalnya ferokelatase dan ALA dehidratase.Hal ini memengaruhi metabolism porfirin.
Kadar protoporfirin meningkat di sel darah merah,dan kadar ALA dan koproporfirin di urine
meningkat.
Diharapkan bahwa di masa mendatang porfiria dapat di tingkat gen. prinsip dasar terapi porfiria
adalah simtomatik.
KATABOLISME HEME MENGHASILKAN BILIRUBIN
Jika hemoglobin dihancurkan,globin akan di urai menjadi asam-asam amino pembentuknya yang
kemudian dapat di gunakan kembali, dan besi heme memasuki kompartemen besi (juga untuk
didaun ulang) bagian porfirin yang bebas-besi juga diuraikan, terutama di sel repikulo endotel
hati, limfa dan sumsum tulang. Kata bolisme heme dari semua protein heme tampaknya
dilaksanakan difraksi mikrosom sel oleh suatu sistem enzim ko0mplek yang disebut heme
oksigenase.Pada saat heme yang berasal dari protein heme mencapai sistem oksigenase, besi
tersebut biasanya telah dioksidasi menjadi bentuk feri, yang membentuk hemen.Sistem heme
oksigenase adalah sistem yang dapat di induksi oleh substrat.Besi fero kembali dioksidasi
menjadi bentuk feri. Dengan penambahan oksigen lain, besi feri dibebaskan dan karbon
monoksida dihasilkan serta terbentuk biliverdin dari pemecahan cincin tetrapirol dengan jumlah
molar yang setara. Diperkirakan bahwa 1 g hemoglobin menghasilkan 35 mg bilirubin.
Pembentukan belerubin harian pada orang dewasa adalah sekitar 250-350 mg yang terutama
berasal dari hemoglobin meskipun ada juga yang diperoleh dari eritropoiesis inefektif dan
berbagai protein heme lain, misalnya sitokrom P450. Perubahan kimia heme menjadi bilirubin
oleh sel retikuloendotel dapat diamati in vivo sebagai warna ungu heme dalam hematom yang
secara perlahan berubah menjadi pigmen kuning bilirubin.Bilirubin yang dibentuk di jaringan
perifer diangkut ke hati oleh albumin plasma.Metabolisme bilirubin selanjutnya, berlangsung
terutama dihati. Metabolism ini dapt dibagi menjadi tiga proses:
1. Penyerapan bilirubin oleh sel parenkim hati

8. 2. Konjugasi bilirubin dengan glukuronat di retikulum endoplasma
3. Sekresi bilirubin terkonjugasi kedalam empedu.
HATI MENYERAP BILIRUBIN
Bilirubin hanya sedikit larut dalam air, tetapi kelarutannya dalam plasma meningkat oleh
pembentukan ikatan non kovalen dengan albumin. Sejumlah senyawa, misalnya antibiotik dan
obat lain bersaing dengan bilirubin untuk menempati tempat pengikatan berafinitas tinggi di
albumin. Jadi dsenyawa – senyawa ini dapat menggeser bilirubin dari albumin dan
menimbulkan dampak klinis yang signifikal. Di hati, bilirubin dikeluarkan dari albumin dan
diserap pada ,permukaan sinusoid hepatosit oleh suatu sistem yang diperantarai oleh suatu sistem
kareier perantara yang dapat jenuh. Sistem transpor terfasilitasi ini memiliki kapasitas yang
sangat besar, bahkan pada kondisi patologi sekalipun, sistem ini masih dapat membatasi laju
metabolisme bilirubin.
Karena sistem transpor terfasilitasi ini memungkinkan tercapainya keseimbangan antara kedua
sisi membran hepatosit, penyerapan netto bilirubin tergantung pada pengeluaran bilirubin
melalui jalu-jalur metabolik berikutnya.Setalah masuk kedalam hepatosit, bilirubin berikatan
dengan protein sitosol tertentu yang membantu senyawa ini tetap larut sebelum dikonjugasi.
Liganding (Anggota famili glutation S-transferase) dan protein Y adalah protein-protein tang
berperan. Keduanya juga membantu mencegah aliran balik bilirubin kedalam aliran darah.
Konjugasi Bilirubin dengan Asam Glukuronat Terjadi diHati
Bilirubin bersifat non polar dan akan menetap disel (misalnya terikat pada lipid) jika tidak dibuat
llarut air. Hepatosit mengubah bilirubin menjadi bentuk polar yang mudah diekskresikan dalam
empedu denga menambahkan molekul asam glukurinat kesenyawa ini. Proses ini disebut
konjugasi dan dapat menggunakan molekul polar selain asam glukuronat (misalny sulfat).
Konjugasi bilirubin dikatalisis oleh suatu glukuronosiltranferase yang spesifik.Enzin ini terletak
di retikulum endoplasma, menggunakan UDP asm glukuronat sebagai donor glukuronosil, dan
disebut sebagai bilirubin UGT.Bilirubin monoglukuronida adalah zat antara dan kemudian
diubah menjadi diglukuronoda. Aktifitas bilirubin UGT dapat diinduksi oleh sejumlah obat yang
bermanfaat secara klinis, mencakup fenobarbital.
Bilirubin Disekresikan ke Dalam Empedu

9. Sekresi bilirubin terkonjugasi kedalam empedu terjadi oleh suatu mekanisme transpor aktif yang
menetukan laju keseluruhan proses metabolisme bilirubin dihati.
Protein yang berperan adalah MRP-2 (multidrug resistancelike protein) yang juga disebut
multispesific oganic anion transporter (MOAT). Protein ini terletak dimembran plasma
kanilukulus empedu dan menangani sejumlah anion organik. Protein ini meruoakan anggot
famili transporter ATP binding cassette (ABC).Transpor bilirubin terkonjugasi dihati kedalam
empedu dapat diinduksi oleh obat-obatan yang juga mampu menginduksi konjugasi
bilirubin.Jadi, sistem konjugasi dan ekskresi untuk bilirubin bertindak seperti satuan unit
fungsional terpadu.
Biliruin terkonjugasi direduksi manjadi urobilinogen oleh bakteri usus.
Sewaktu bilirubin terkonjugasi mencapai ileum terminal dan usus besar, glukurodina
dikeluarkan oleh enzim bakteri khusus (β-glukuronidase), dan pigmen tersebut kemudian
direduksi oleh flora feses. Flora feses menjadi sekelompok senyawa tretrapirol tak berwarna
yang disebut urobilinogen. Di ileum terminal dan usus besar, sebagian kecil urobilinogen
direabsorpsi dan dieksresi ulam melalui hati sehingga membentuk siklus urobilinogen
enterohepatik. Pada keadaan abnormal, terutama jika terbentuk pigmen empedu dalam jumlah
berlebihan atau terdapat [penyakit hati yang mengganaggu siklus intra hepatik ini, urobilinogen
juga dapat diekskresikan ke urine.
Pada keadaan normal, sebagian besar urobilinogen yang tak berwarna dan dibentuk dikolon oleh
klorafeses mengalami oksidasi disana menjadi urobilin (senyawa berwarna) dan diekskresikan
ditinja.Bbertambah gelapnya tinja ketika terkena udara disebabkan oleh oksidasi urobilin.
HIPERBILIRUBINEMIA MENYEBABKAN IKTERUS
Jika bilirubin darah melebihi 1 mg/dL (17,1 µmol/L), hiperbilirubinemia akan timbul.
Hiperbilirubinemia dapat disebabkan oleh pembentukan bilirubin yang melebihi kemampuan hati
normal untuk mengekskresikannya, atau disebabkan oleh kegagalan hati (karena rusak) untuk
mengekskresikan bilirubin yang diproduksi dalam jumlah normal. Tanpa adanya kerusakan hati,
obstruksi saluran ekskresi hati – dengan menghambat ekskresi bilirubin – juga akan
menyebabkan hiperbilirubinimenia. Pada semua keadaan ini, bilirubin tertimbun didalam darah,
dan jika konsentrasinya mencapai nilai tertentu (sekitar 2-2,5 mg/dL), senyawa ini akan berdifusi
kedalam jaringan yang kemudian menjadi kuning. Keadaan ini disebut ikterus atau
jaundice.suatu saat van den bergh secara tidak sengaja lupa menambahkan metanol ketika

10. berupaya memeriksa pigmen empedu didalam empedu manusia. Dengan terkejut, pembentukan
warna normal terjadi ― secara langsung‖. Bentuk bilirubin yang akan bereaksi tanpa penambahan
metanol ini kemudian dinamai bilirubin yang ― bereaksi langsung‖. Untuk biblirubin yang dapat
di ukur hanya setelah penambahan metanol ini, kta menggunakan istilah ― bereaksi tak
langsung‖. Hiperbilirubinemia dapat diklasifikasikan, bergantung pada jenis bilirubin yang ada
diplasma—yi.Tak-terkonjugasi atau terkonjugasi-menjadi hiperbilirubinemia retensi, akibat
produksi berlebihan, atau hiperbilirubinemia regurgitasi, akibat refluks kedalam aliran darah
karena obstruksi empedu.
Fungsi porfirin:
1. Membentuk senyawa sebagai pengangkutan O2
2. Membentuk senyawa sebagai pengangkutan elektron
3. Membentuk senyawa sebagai enzim-enzim tertentu