ANIMAL PHYSIOLOGY PRACTICAL REPORT DETERMINING THE CONTENT OF HEMOGLOBIN (HB)

ANIMAL PHYSIOLOGY PRACTICAL REPORT

DETERMINING THE CONTENT OF HEMOGLOBIN (HB)

By:

Zakyah

120210153086

A-International

BIOLOGY EDUCATION STUDY PROGRAM

SCIENCE DEPARTMENT EDUCATION

FACULTY OF TEACHER TRAINING AND EDUCATION

JEMBER UNIVERSITY

2014

      I.          Title

Determining the Content of hemoglobin (Hb)

   II.          Purpose

Determining the Content of hemoglobin in vertebrates

 III.          Basic Theory

The shape of blood cells derived from stem cells (stem cells) in the bone marrow and enter the blood stream in order to meet the specific needs of the animal (Poejiadi, 1994). The color of the blood caused by the presence of blood pigment, which is a protein that transports oxygen to function. One is the hemoglobin pliers are so widespread, found in almost all animal fila. In vertebrates, the hemoglobin is in the erythrocytes, but in many invertebrates free hemoglobin found in blood plasma and in other tissues. Protein pigments are: Hemocyanin, khlorokuorin, and hemeritrin (Soewolo, 2000).

Oxygen-carrying red pigment hemoglobin in the erythrocytes. Hemoglobin is a molecule formed into four globulin subunits. In each sub-unit of a cluster mnegandung kesuatu dikonjungsi heme peptide. Heme is a derivative porifirin (red) containing iron and globin which is a globular protein consisting of four chains of amino acids. The function of hemoglobin in erythrocytes as a carrier gas, either oxygen or carbon dioxide. Blood hemoglobin can carry about 60 times more oxygen when compared with water at the time in the same condition and quantity. Hemoglobin can combine with oxygen of air contained in the lungs because it has a high affinity, forming oxyhemoglobin then oxygen is released to the tissue cells of the body. Hemoglobin levels measured in grams per 100 ml of blood, or in grams per cent (Poejiadi, 1994).

The function of hemoglobin in O2 transport is probably the best understood of all the respiratory pigments. The structure is the monomer or basic building block of hemoglobin. In mammalian blood, for example, four of these subunits join together to make the final hemoglobin molecule, which is a tetramer. The role of hemoglobin is to bind reversibly with O2 at the site of gas exchange structures and deliver it to the tissues of the animaL In all cases, the movement of 0 2 from lung to blood and then from blood to cell occurs by the process of diffusion, with O2 moving down its concentration gradient. (Kay, 1998: 32)

Hemoglobin A (Hb A) with a2- a2 tetramer structure exhibited positive cooperativity in oxygen binding. It has been extensively investigated with various methods, since it serves as a basic model for general allosteric proteins (Nabil, 2008). Hemoglobin is a substance that causes the erythrocytes in solid red color. Compared to other cells in the tissue, erythrocytes contain less water. The osmotic pressure inside the cell is equal to the osmotic pressure in the plasma. If there is a change in the osmotic pressure in the solution outside the red blood cells will affect the cells. Hypotonic solution causes water to enter the cell and the cell will increase in size and hemoglobin will then break out of the cell. This process is called hemolysis. This process can be caused by other factors such as the presence of fat solvents such as ethers and chloroform (Poejiadi, 1994).

Red blood cells contain about 35% by weight of hemoglobin. Hemoglobin contains two α chains and two β chains and four heme groups, each of which binds to the polypeptide chain. Each heme group can bind one molecule of oxygen due to a large sejumalh hemoglobin contained in red blood cells, 100 ml of the blood of mammals, if fully oxygenated, it can carry 21 O ₂ gas. the amount of O ₂ is bound by hemoglobin depends on four factors: (1) the partial pressure (2) pH (3) the concentration of 2,3-diphosphoglycerate (DPG) and (4) the concentration of CO ₂ (Lehninger, 1994).

In the lungs where the high oxygen partial pressure (90-100 mmHg) and pH as well as the relatively high pH (25-40 mmHg) and a relatively low pH (7.2 to 7.3), there was the release of oxygen bound to the tissue mass that does respiration. Venous blood leaving the tissue, which contain hemoglobin saturation level of 65%. Therefore, hemoglobin saturation by oxygen cycle between 65% and 975, in recurrent circuits between the lungs and peripheral tissues (Lehninger, 1994).

Hemoglobin serves as a good carrier of oxygen gas (O ₂₎ and carbon dioxide (CO _2). Furthermore, the release of oxygen to the tissue cells found in the body. This process is called oxygenation, which require iron in the ferrous form in the hemoglobin molecule. These nutrients to the bone marrow so that it becomes part of the heme molecule to form erythrocytes (Frandson, 1992).

Vertebrate hemoglobin consists of four subunits (polypeptide chains), each with a cofactor called a heme group that has an iron atom at its center. Each iron atom binds one molecule ofOb hence, a single hemoglobin molecule can carry four molecules of O2, Like all respiratory pigments, hemoglobin binds O2 reversibly, loading O2 in Hemoglobin the lungs or gills and unloading it in other parts of the body. This process depends on cooperativity between the hemoglobin subunits. When O2 binds to one subunit, the others change shape slightly, increasing their affinity for when four O2 molecules are bound and one subunit un·loads its 02' the other three subunits more readily unload, as an associated shape change lowers their affinity for 02' (Champbell, 2008 : 924)

Hemoglobin is the protein molecule in red blood cells that serve as media transport oxygen from the lungs to all body tissues and carries carbon dioxide from the body tissue to the lungs. Hemoglobin molecule consists of globin, and four heme groups apoprotein, an organic molecule with an iron atom. The content of iron contained in hemoglobin makes blood red. If the hemoglobin level drops below normal, it will interfere with the activity in the body. A situation in which the hemoglobin level is lower than the normal price (13 g%) referred to as anemia (Ganong, 2002).

Hemoglobin and myoglobin are proteins responsible for binding and releasing oxygen in the blood and muscles, respectively. The hemoglobin protein consists of four polypeptide chains, and the myoglobin protein is a single polypeptide. Each polypeptide chain (of both macromolecules) contains one heme group that holds an iron ion; thus, hemoglobin contains four iron ions and myoglobin contains only one iron ion. Each iron ion binds reversibly with one oxygen molecule. Maintenance of this heme iron in the reduced state (Fe²⁺) is imperative for oxygenation to occur; oxidation of the iron into Fe³⁺ can result in the formation of methemoglobin or metmyoglobin and, subsequently, inhibit the oxygen-binding capabilities of the proteins. Hemoglobin exhibits two major conformations: the R state in which oxygen has a higher affinity for binding to hemoglobin (oxyhemoglobin), and the T state which is more stable in the absence of oxygen (deoxyhemoglobin). When oxygen binds to hemoglobin in the R state, this state is stabilized. When oxygen binds to hemoglobin in the T state, a change in conformation to the R state occurs, and the αβ dimers of hemoglobin slide past each other and rotate. (Barnes, et al, 2006).

Hemoglobin has the ability to combine with oxygen reversibly with ease, meaning easily bind hemoglobin and also easily release oxygen. The ability of hemoglobin combines with oxygen is known as the oxygen affinity of hemoglobin. Each heme group can combine with one oxygen molecule, and each molecule of hemoglobin can combine with four oxygen molecules. The amount of oxygen bound to hemoglobin can vary depending on the partial pressure of oxygen (PO). When all the groups of the heme in the hemoglobin molecule combines with oxygen, it is said that the blood is 100% saturated with oxygen. In the saturated state is equal to the oxygen content of the oxygen capacity. So the amount of oxygen in the oxygen capacity of the blood pigment bound (eg hemoglobin), if the blood is saturated with oxygen. One can bind the heme millimoles millimoles of oxygen, which represents a volume of 22.4 ml O _2. Oxygen capacity is directly proportional to the amount of hemoglobin or the other pigments in the blood or blood cells. Oxygen capacity of the blood of mammals and aves usually between 15-10 percent by volume (volume per 100 cc of blood) (Soewolo, 2000).

Anemia defined as level HB <120 -="" 110-150="" 120-160="" 2012="" 95="" a="" acetate="" acid="" analyzed="" and="" anti="" as="" automatic="" blood="" by="" cell="" complete="" count="" defined="" devices="" ethylenediamine="" for="" freeze.="" g="" hb="" hemoglobin="" ikolov="" in="" l="" laboratory="" levels="" limit="" men="" normal="" of="" on="" range="" serum="" span="" tetra="" the="" women.="" women="">

Hemoglobin all hemenya usually the same species, but different globinnya. Similarly, in one species can be found several types of hemoglobin. Hemoglobin is no soluble extracellular fluid, some are found intracellularly in cell bodies tissues, especially muscle and nerve. All classes of vertebrates have hemoglobin contained in red blood drops, except in beberapajenis fish. Amphioxus and most chordates lower than vertebrates have no hemoglobin. Some types anelida soluble hemoglobin in the blood plasma or coelomic fluid. In the state of oxygenated hemoglobin is bright red, while the dark red color of deoxygenated state (Soewolo, 2000).

Hemoglobin concentration using units of grams / dl. That means the number of grams of hemoglobin in 100 milliliters of blood. Normal values ​​of hemoglobin depend on the age, among others:

• Newborns: 17-22 g / dl
• Age 1 week: 15-20 g / dl
• Age 1 month: 11-15 g / dl
• Children: 11-13 g / dl
• Adult males: 14-18 g / dl
• Adult female: 12-16 g / dl
• Old man: 12.4-14.9 g / dl
• Older women: 11.7-13.8 g / dl

Values ​​above can be different on each lab but will not be too far from the value above. There is also a lab that does not distinguish between an adult man or woman with a male or female parent (Ganong, 2001).

                       
IV. METHOD OF OBSERVATION          

4.1 Tools and Materials

Tools :

-               Hemometer

-               Pipette

-               Stirring tool

Materials :

-               Capillary Blood

-               0,1 HCl

-               Aquadest

4.2 Procedure

 

                                                                                                                                      

 

 

 

V.      RESULT OF OBSERVATION

No.	Name of Probandus	Sex	Age (year)	Weight(kg)	High(cm)	Hb Level(%/gr)
1	Firda	female	21	69	158	9,6
2	Bella	female	20	38,5	146	12,4
3	Ervan	male	21	48	163	12,6
4	Rahmat	male	21	54	175	10

VI. PEMBAHASAN

           

            Praktikum yang dilakukan yaitu mengenai penentuan kadar hemoglobin (Hb) yang bertujuan untuk menentukan kadar hemoglobin (Hb) pada hewan vertebrata. Praktikum ini dilakukan dengan cara mengisi tabung pengencer dengan HCl 0,1 N. Darah dan HCl 0,1 akan bereaksi membentuk hematin yang berwarna coklat. Ditambahkan HCl 0,1 N adalah berfungsi sebagai anti koagulan terhadap darah supaya darah tidak membeku dan darah masih tetap bisa dianalisa. Kemudian menghisap darah kapiler dengan pipet Hb sampai angka 20 dan menghapus darah yang melekat pada ujung pipet. Untuk menghindari agar darah tidak menjedal, darah harus segera dimasukkan kedalam tabung pengencer. Lalu menghisap HCl didalam tabung ke dalam pipet, kemudian dikeluarkan lagi. Tujuan menghisap dan mengeluarkan darah dari pipet adalah supaya larutan darah tersebut homogen. Perlakuan tersebut dilakukan sampai tiga kali dan didiamkan selama satu sampai tiga menit agar Hb bereaksi dengan HCl 0,1 N membentuk asam hematin, yang berfungsi untuk melisiskan dinding sel darah sehingga hemoglobin keluar dan bisa dilakukan pengukuran kadar hemoglobin dalam darah tersebut. Kemudian mengencerkan dengan aquadest sedikit demi sedikit sampai diperoleh warna sesuai dengan standart. Kadar Hb pada tabung pengencer hemometer yang dihitung sesuai dengan tinggi permukaan larutan darah tersebut.

Sel darah manusia terdiri dari eritrosit (sel darah merah), leukosit (sel darah putih), dan trombosit (keeping-keping darah). Eritrosit berwarna merah, karena mengandung pigmen pernapasan yang merah, disebut hemoglobin. Hemoglobin adalah protein yang kaya akan zat besi, yang mempunyai afinitas (daya gabung) terhadap oksigen dan dengan oksigen tersebut membentuk oxihemoglobin didalam sel darah merah, melalui fungsi ini maka oksigen di bawa dari paru-paru ke jaringan-jaringan lain. Sel darah merah memerlukan protein karena strukturnya terbentuk dari asam amino, juga memerlukan zat besi.

            Dari percobaan yang dilakukan, diperoleh data dari setiap kelompok yang berbeda. Pada kelompok 1 dengan probandus berjenis kelamin perempuan dengan umur 21 tahun, berat badan 69 kg, dan tinggi badan 158 cm diperoleh kadar Hb sebesar 9,6 %/gr. Pada kelompok 2 dengan probandus berjenis kelamin perempuan dengan umur 20 tahun, berat badan 38,5 kg, dan tinggi badan 146 cm diperoleh kadar Hb sebesar 12,4 %/gr. Pada kelompok 3 dengan probandus berjenis kelamin laki-laki dengan umur 21 tahun, berat badan 48 kg, dan tinggi badan 163 cm diperoleh kadar Hb sebesar 12,6 %/gr. Pada kelompok 4 dengan probandus berjenis kelamin laki-laki dengan umur 21 tahun, berat badan 54 kg, dan tinggi badan 175 cm diperoleh kadar Hb sebesar 10 %/gr.

Menurut dasar teori, lelaki dewasa memiliki kisaran Hb sebesar 14-18 %/gr, sedangkan pada perempuan dewasa kadar Hb dalam darah berkisar 12-16 %/gr. Data yang diperoleh dari kelompok 1  dengan probandus perempuan diperoleh hasil kadar hemoglobin 9,6 %/gr. Sedangkan menurut teori, bahwa kisaran hemoglobin dalam darah untuk perempuan dewasa adalah 12-16 %/gr. Dan data yang diperoleh dari percobaan tersebut tidak sesuai dengan teori yang ada. Ketidaksesuaian tersebut dapat disebabkan karena kesalahan pada saat melakukan percobaan, antara lain pada saat menghisap darah kapiler dengan menggunakan selang haemometer tidak terlalu kuat, sehingga darah yang keluar tidak tepat pada batas skala yang ditentukan. Selain itu, dalam mencocokkan warna sampel darah dengan standar warna pada haemometer juga akan dipengaruhi oleh kemampuan ketajaman mata individu yang mengamati, ini berarti dalam pengukurannya lebih bersifat subjektif. Faktor ketidakakuratan lainnya seperti tidak semua Hb bisa diubah menjadi hematin. Selain itu, kesalahan juga terjadi akibat dari haemometer yang digunakan banyak yang tersumbat oleh bekas darah yang membeku dan dapat menghambat kerja pada saat praktikum.

Sedangkan data yang diperoleh dari kelompok 2 dengan probandus perempuan diperoleh hasil kadar hemoglobin 12,4 %/gr. Hal tersebut sudah sesuai dengan teori bahwa kisaran hemoglobin dalam darah untuk perempuan dewasa adalah 12-16 %/gr.

            Menurut Ira (2004), ada beberapa faktor yang mempengaruhi kadar hemoglobin dalam darah, salah satunya adalah jenis kelamin. Berdasarkan teori yang ada, bahwa kadar Hb pada laki-laki lebih besar dibandingkan kadar Hb pada perempuan, karena perempuan lebih mudah mengalami penurunan hemoglobin daripada laki-laki, terutama pada saat menstruasi. Berdasarkan hasil pengamatan, hasil dari kelompok 3  dengan probandus laki-laki memiliki kadar Hb yang lebih tinggi dari pada kelompok 1 dan 2 dengan probandus perempuan. Hal ini berarti hasil pengamatan sudah sesuai dengan teori. Namun, pada kelompok 4 dengan dengan probandus laki-laki diperoleh hasil kadar hemoglobin 10 %/gr. Hal tersebut tidak sesuai dengan teori bahwa kadar hemoglobin pada laki-laki lebih besar dari pada kadar hemoglobin pada perempuan.

            Selain jenis kelamin, umur juga dapat mempengaruhi kadar Hb dalam darah. Semakin tua umur seseorang, maka kadar hemoglobinnya (Hb) akan semakin rendah. Anak-anak, orang tua, ibu yang sedang hamil akan lebih mudah mengalami penurunan kadar Hemoglobin. Pada anak-anak dapat disebabkan karena pertumbuhan anak-anak yang cukup pesat dan tidak diimbangi dengan asupan zat besi sehingga dapat menurunkan kadar Hemoglobin. Pada hasil yang diperoleh kelompok 3 dan 4 dengan probandus laki-laki dan dengan umur yang sama yaitu 21 tahun, sehingga tidak dapat membandingkan jika berdasarkan umur. Sedangkan, pada hasil yang diperoleh kelompok 1 dan 2 dengan probandus perempuan dan umur dari masing-masing probandus berbeda meskipun tidak terpaut jauh, yakni pada kelompok 1 diperoleh kadar Hb 9,6 %/gr dengan uur probandus 21 tahun dan kelompok 2 diperoleh kadar Hb 12,4 %/gr dengan umur probandus 20 tahun. Dari hasil yang diperoleh dapat diketahui bahwa pada kelompok 2 dengan umur probandus 20 tahun memiliki kadar Hb lebih tinggi dibandingkan kadar Hb pada kelompok 1 dengan umur probandus 21 tahun. Sehingga dapat dikatakan bahwa hasil yang diperoleh dari percobaan yang dilakukan sudah sesuai dengan teori.

            Faktor lain yang dapat mempengaruhi kadar Hb dalam eritrosit adalah berat badan. Semakin berat dan tinggi seseorang, maka volume darah dalam tubunya juga semakin besar. Jika volume darah semakin besar, maka kandungan eritrositnya juga akan besar sehingga kadar Hb-nya juga semakin besar karena hemoglobin terdapat pada eritrosit. Data yang diperoleh oleh kelompok 3 dan 4 dari percobaan yang telah dilakukan dengan probandus laki-laki dapat diketahui bahwa, pada kelompok 3 memiliki kadar hemoglobin yang lebih tinggi dibandingkan kelompok 4. Sedangkan berat badan probandus kelompok 3 lebih rendah dari probandus kelompok 4. Sehingga hal ini tidak sesuai dengan teori Sedangkan pada kelompok 1 dan 2 dengan probandus perempuan, dapat diketahui bahwa probandus pada kelompok 2 memiliki kadar hemoglobin yang paling tinggi dibandingkan kelompok 1, seharusnya jika menurut teori, kadar hemoglobin yang paling tinggi adalah pada kelompok 1 karena probandus kelompok 1 memiliki berat badan yang lebih besar daripada kelompok 2. Hal ini berarti hasil yang diperoleh dari percobaan tersebut tidak sesuai dengan teori.

            Selain faktor-faktor dibahas diatas, ada juga beberapa faktor yang dapat mempengaruhi kadar Hb dalam darah, antara lain 1) Protein yang dikonsumsi, semakin banyak protein yang dikonsumsi, kadar Hb juga semakin tinggi. Karena protein banyak mengandung Fe yang berguna untuk pembentukan sel darah merah, 2) Aktivitas, Semakin banyak aktivitas seseorang, semakin banyak mengeluarkan O₂ sehingga Hemoglobinnya rendah, 3) Daerah tempat tinggal, ketinggian dapat mempengaruhi kadar hemoglobin ontohnya ketika tinggal di Daerah pegunungan yang mempunyai sedikit oksigen, maka kadar hemoglobin naik, 4) Penyakit Sistemik, beberapa penyakit yang dapat mempengaruhi kadar Hemoglobin yaitu Leukimia, thalasemia, tuberkulosi. Penyakit tersebut dapat mempengaruhi produksi sel darah merah yang disebabkan karenan terdapat gangguan pada sum-sum tulang     .

            Kesalahan-kesalahn yang terjadi pada saat melakukan percobaan tersebut, antara lain pada saat menghisap darah kapiler dengan menggunakan selang haemometer tidak terlalu kuat, sehingga darah yang keluar tidak tepat pada batas skala yang ditentukan. Selain itu, dalam mencocokkan warna sampel darah dengan standar warna pada haemometer juga dipengaruhi oleh kemampuan ketajaman mata individu yang mengamati, ini berarti dalam pengukurannya lebih bersifat subjektif. Faktor ketidakakuratan lainnya adalah seperti tidak semua Hb bisa diubah menjadi hematin. Selain itu, kesalahan juga terjadi akibat dari haemometer yang digunakan banyak yang tersumbat oleh bekas darah yang membeku dan dapat menghambat kerja pada saat praktikum.     

VII.         Closing

7.1 Conclusion

Hemoglobin is the protein molecule in red blood cells that function as me he oxygen transport from the lungs to all body tissues and bring karbondioks ida from body tissues to the lungs. The content of iron contained in hemoglobin makes blood red. Hemoglobin levels can be defined in various ways, among other methods Sahli, oxyhemoglobin or sianmethhemoglobin.

Normal hemoglobin levels Newborns: 17-22 g / dl, Age 1 week: 15-20 g / dl, 1 month Age: 11-15 g / dl, Children: 11-13 g / dl, Adult Male: 14 -18 g / dl, adult Women: 12-16 g / dl, old man: 12.4-14.9 g / dl, the old woman: 11.7-13.8 g / dl.

Hemoglobin levels in the blood can be affected by several factors, such as: gender, age, weight, consumption of protein, activity, systemic diseases and environmental conditions.

7.2  Suggestion

Practican should experiment with both for the results obtained is also good, but it is a tool that is used must be clean and no trace of dirt from previous usage. During the trial, the assistant should also accompany the order when the practitioner experiencing no difficulty directing.

REFFERENCE

Barnes, Catherine P. et al. 2006. Journal of Engineered Fibers and Fabrics    Volume           1, Issue 2 - 2006 16. Feasibility of Electrospinning the Globular    Proteins Hemoglobin and Myoglobin. Department of Anatomy and    Neurobiology, Richmond, Virginia USA.

Champbell, Neil A, et all. 2008. Biology Edisi kedelapan. Jakarta: Penerbit Erlangga.

Frandson, R. D. 1992. Anatomi dan Fisiologi ternak. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press.

Ganong, W.F. Fisiologi Kedokteran. Jakarta : Kedokteran EGC

Kay, Ian. 1998. Introduction To Animal Physiology. United Kingdom: BIOS Scientific Publishers Ltd

Lehninger. 1994. Dasar-dasar Biokimia Jilid 2. Jakarta: Erlangga.

Nabil, Ghada, M. 2008. A Biophysical Study on Hemoglobin Molecule Irradiated by near Ultraviolet Waves. Global Veterinaria 2 (4): 165-168, 2008. Department of Biochemistry, National Research Centre, Dokki, Giza P.O box 12622, Egypt

Nikolov, Deyan. 2012. Journal of IMAB - Annual Proceeding (Scientific Papers) 2012, vol. 18, book 1. The hemoglobin level as a prognostic factor   in patients with non- small cell lung cancer treated with gemcitabine and          cis- platinum. Department of Chemotherapy, UMHAT- Dr. G. Stranski, Medical University, Pleven, Bulgaria.

Poedjiadi, Anna. 1994. Dasar-dasar Biokimia. Jakarta: Universitas Indonesia Press.

Soewolo. 2000. Pengantar Fisiologi Hewan. Jakarta: Departemen Pendidikan Nasional.