05. keseimbangan cairan, elektrolit dan asam-basa.doc
TRANSCRIPT
BAB I
PENDAHULUAN
A. Tujuan
a. Mengetahui mekanisme kerja cairan dan elektrolit dalam tubuh .
b. Mengetahui fungsi dari cairan dalam tubuh .
c. Mengetahui proses keseimbangan cairan dan elektrolit dalam tubuh.
d. Mengetahui masalah-masalah yang di timbulkan dari ke abnormalan cairan dan
elektrolit dalam tubuh.
e. Mengetahui mengenai mekanisme asam dan basa.
f. Mengetahui pengaturan perubahan konsentrasi ion hidrogen.
g. Mengetahui sistem penyangga ion hidrogen dalam cairan tubuh.
h. Mengetahui keadaan seimbang asam basa dalam cairan tubuh.
i. Mengetahui keadaan-keadaan akibat ketidakseimbangan asam basa dalam cairan
tubuh.
B. Latar Belakang
Sel-sel hidup tubuh diselubungi cairan interstisial yang mengandung konsentrasi
nutrient, gas, dan elektrolit yang dibutuhkan untuk mempertahankan fungsi normal sel.
Kelangsungan hidup sel memerlukan lingkungan internal yang konstan (homeostatis).
Mekanisme regulator penting untuk mengendalikan keseimbangan volume, komposisi,
dan keseimbangan asam-basa cairan tubuh selama fluktuasi metabolic normal atau saat
terjadi abnormalitas, seperti penyakit atau trauma.
1
BAB II
PEMBAHASAN
A. CAIRAN TUBUH
JUMLAH DAN DISTRIBUSI
1.) Air tubuh total (total body water [TBW]) bergantung pada usia, berat badan, jenis
kelamin, dan derajat obesitas. Kandungan ini secara perlahan berkurang seiring
pertambahan usia.
a. Pada bayi, sekitar 80% berat badannya adalah air. Karena bayi memiliki area
permukaan yang lebih besar dibandingkan berat badannya, bayi mengalami
kehilangan air tak kasat mata (difusi air melalui sel-sel kulit). Kebutuhan
cairannya juga lebih tinggi karena pertumbuhan yang cepat dan peningkatan
metabolism yang mengakibatkan peningkatan produksi urine.
b. Pada orang dewasa, total body water mencapai 60% berat tubuh (sekitar 40L)
laki-laki muda dan 50% berat badan (sekitar 30 L) perempuan muda.
1. Total body water pada perempuan lebih sedikit karena lemak subkutannya
sangat banyak. Jaringan adipose mengandung air selular yang sangat
sedikit (hanya sekitar 10 L)
2. Obesitas dapat terjadi pada kandungan total body water yang hanya
berkisar 25% sampai 30% berat tubuh.
c. Pada orang berusia diatas 60 tahun, total body water mungkin hanya mencapai
40% sampai 50% berat badan.
d. Bayi, lansia, dan orang yang obesitas sangat rentan terhadap kehilangan air.
Kekurangan air (dehidrasi) dapat terjadi dengan cepat selama berlangsungnya
mekanisme kehilangan air seperti berkeringat, demam, diare, dan muntah.
2.) Distribusi. Total body water tersebar 50% dalam otot, 20% dalam kulit, 20%
dalam organ lain, dan 10% dalam darah.
2
KOMPARTEMEN CAIRAN TUBUH
1. Kompartemen cairan intraseluler (CIS) mengacu pada cairan dalam miliaran sel
tubuh. Kurang lebih dua pertiga cairan tubuh adalah cairan intraseluler.
2. Kompartemen cairan ekstraseluler (CES) yang terdiri dari seluruh cairan tubuh
diluar sel, mengandung sepertiga air tubuh.
a. Cairan interstisial adalah cairan disekitar sel tubuh dan limfe adalah cairan
dalam pembuluh limfatik. Gabungan kedua cairan ini mencapai tiga perempat
CES.
b. Plasma darah adalah bagian cair dari darah dan mencapai seperempat CES.
c. Cairan transeluler, sekitar 1% sampai 3% berat badan, meliputi seluruh cairan
tubuh yang dipisahkan dari CES oleh lapisan sel epitel. Subkompartemen ini
meliputi kerinagt; cairan serebrospinal; cairan synovial; cairan dalam
peritoneum, perikardiak, dan rongga pleura; cairan dalam ruang-ruang mata;
dan cairan dalam system pernafasan, pencernaan, dan urinaria.
3. Komposisi kompartemen cairan
a. CES. Plasma darah dan cairan interstisial memiliki isi yang sama yaitu ion
natrium dan klorida serta ion bikarbonat dalam jumlah besar, tetapi sedikit ion
kalium, kalsium, magnesium, fosfat, sulfat, dan asam organic. Perbedaannya
adalah dalam hal protein; plasma lebih banyak protein dan cairan interstisial
mengandung sangat sedikit protein.
b. CIS. Akibat pompa natrium-natrium dependen ATP, konsentrasi ion natrium
dan kalium intraseluler berlawanan dengan yang ada dalam CES. Ion kalium
intraseluler berkonsentrasi tinggi dan ion natrium intraseluler rendah.
Konstentrasi protein dalam sel tinggi, yaitu sekita 4 kali konsentrasi dalam
plasma.
4. Pergerakan cairan antar kompartemen.
a. Antara sel dan CES
1.) Distribusi air di dalam dan diluar sel bergantung pada tekanan osmotic.
3
2.) Tekanan osmotic berkaitan dengan konsentrasi zat terlarut total
(osmolalitas) di dalam dan di luar sel. Air akan bergerak dan regia
berosmolitas rendah ke regeia berosmolitas tinggi.
3.) Normalnya, osmolalitas di dalam dan di luar sel adalah sama dan tidak ada
penarikan atau pengeluaran air menuju dan keluar sel.
4.) Jika zat terlarut atau tidak bertambah maupun hilang, ekuilibrium osmotic
sementara akan terganggu. Air kemudian akan bergerak masuk atau keuar
sel sampai ekuilibrium baru tercapai.
b. Antara plasma dan cairan interstisial
1.) Pergerakan air menembus membrane sel kapiler diatur oleh tekanan
hidrostatik dan osmotic sesuai tekanan yang dijelaskan daam hipotesis
Starling-Landis. Cairan dan protein berlebih dikeluarkan melalui system
limfatik.
2.) Peningkatan tekanan hidrostatik kapilar atau penurunan tekanan osmotic
koloid plasma mengakibatkan semakin banyak cairan yang bergerak dari
kapilar menuju cairan interstisial. Sebaiknya, penurunan tekanan hidrostatik
kapilar atau peningkatan tekanan osmotic kolois plasma menyebabkan
pergerakan cairan interstisial ke dalam kapilar.
PENGATURAN KESEIMBANGAN AIR
1. Asupan dan output air harian dari seseorang dengan aktifitas sedang dan suhu
tubuh sedang adalah seimbang, yaitu sekitar 2.500 ml. dalam tubuh yang
sehat, penyesuaian terhadap keseimbangan air terjadi melalui peningkatan
asupan air dalam mekanisme haus atau melalui penurunan keluaran air oleh
ginjal.
a. Asupan aiur dalam 24 jam didapat terutama dari diet.
1.) Makanan yang ditelan mengandung sekitar 700 ml air. Daginga
mengandung 50% sampai 75% air dan beberapa jenis buah dab
sayuran mengandung 95% air.
2.) Air atau minuman lain yang dikonsumsi mencapai sekitar 1.600 ml.
4
3.) Air metabolic yang dihasilkan melalui katabolisme mencapai sekitar
300 ml. katabolisme 1 g karbohidrat, 0,55 ml air; dan 1 g protei, 0,41
ml air.
b. Keluaran air (kehilangan air) terjadi melalui beberapa rute.
1.) Ginjal bertanggung jawab untuk kehilangan air terbesar (sekitar 1.500
ml)
2.) Air juga hilang melalui kulit, yaitu say berkeringat dan melalui
perspirasi tak kasat mata (sekitar 500 ml), melalui eraporasi paru (300
ml), dan melalui saluran gastrointestinal (200 ml).
2. Haus atau berkeinginan secara sadar untuk mendapatkan air adalah
pengaturan utama asupan air.
a. Pengaturan haus. Mekanisme haus dikendalikan oleh pusat haus dalam
hipotalamus. Pusat ini mengandung saraf spesifik yang disebut
osmoreseptor yang letaknya dekat dengan neuran yang mensekresi
hormone antidiuretic (ADH).
b. Stimulus utama untuk pusat haus adalah peningkatan osmolalitas plasma
dan penurunan volume darah.
1.) Peningkatan osmolalitas CES, seperti yang diakibatkan oleh ingesti
natrium klorida menyebabkan osmoreseptor kehilangan air, mengecil
dan berdepolarisasi. Impuls memberi sinyal korteks serebral untuk
memulai sensasi haus yang dapat dihilangkan dengan meminum air.
2.) Penurunan volume darah (dan tekanan darah), seperti yang terjadi
akibat hemoragi, dirasakan oleh baroreseptor kardiovaskular, dan
impuls ditransmisi ke osmoreseptor dalam hipotalamus untuk
mengaktivasi mekanisme haus. Juga, pelepasan renin oleh ginjal
mengakibatkan produksi angiotensis yang berlangsung bekerja pada
otak untuk menstimulasi sensasi haus.
3.) Mulut dan kerongkongan kering menyebabkan sensasi haus.
3. Pengaturan hormonal untuk keluaran air
5
a. ADH diproduksi untuk merespons stimulus osmotic dan nonosmotik yang
sama yang menyebabkan sensasi haus. ADH mengakibatkan retensi air
oleh ginjal dn penurunan keluaran urine.
1.) Peningkatan osmolalitas pasma menstimulasi osmoreseptor
hipotalamus dan menyebabkan reflex sekresi ADH. Peningkatan
konsentrasi ion natrium (hypernatremia) dan glukosa (hiperglikemia)
plasma merupakan stimulus utama untuk melepaskan ADH.
2.) Penurunan volume darah sekitar 10% sampai 15% dirasakan oleh
osmoreseptor hipotalamus dan mengakibatkan peningkatan produksi
ADH.
b. Mekanisme ranin-angiotensin-aldosteron mengendalikan reabsorpsi ginjal
terhadap ion natrium dan ekskresi ion kalium. Angiotensin menstimulasi
aldosterone yang disekresi oleh korteks adrenal untuk bekerja pada
tubulus kontortus distal agar reabsorpsi natrium meningkat. Karena air
secara osmotic mengikuti natrium, maka terjadi retensi air. Peningkatan
volume CES akibat retensi air akan menghambat retensi renin.
GANGGUAN KESEIMBANGAN AIR
1. Dehidrasi adalah kekurangan air dalam satu periode waktu yang tidak dapat di
ganti melalui mekanisme regulator normal. Dengan demikian, tubuh dalam
keseimbangan air yang negative. Kehilangan air akibat kondisi abnormal atau
stress terjadi melalui hemoragi, demam, luka bakar, hiperventilasi, muntah,
diare, atau keringat yang berlebihan.
a. Kehilang air berlebihan dari CES mengakibatkan peningkatan
osmolalitasnya. Air intraselular masuk ke CES melalui osmotic untuk
menjaga agar osmolalitas tetap sama. ADH distimulasi untuk menahan air,
tetapi efek keseluruhannya tetap saja penururan total body water.
b. Penatalaksanaan dehidrasi adalah dengan pemberian air melalui oral atau
melalui pemberian larutan dengan osmolalitas yang sesuai secara
intervena untuk memperbaiki kehilangan air.
6
2. Overdehidrasi (intoksikasi air) adalah suatu keadaan klinis akibat kelebihan
cairan ekstraselular secara keseluruhan atau kelebihan cairan baik dalam
kompartemen plasma maupun kompartemen cairan interstisial.
a. Asupan air ekstra yang cepat (misalnya pemasukan air 1 liter sekaligus)
mengakibatkan penghambatan ADH dan di uresis air, yaitu eksresi urine
encer dalam volume besar. Peningkatan ekskresi urine dimulai segera
secara ingesti, dan kelebihan air akan diekskresi dalam beberapa jam.
b. Penyakit ginjal atau kardiovaskular berkatian dengan overhidrasi dan
ditandai dengan edema (akumulasi cairan interstisial yang berlebihan).
B. KESEIMBANGAN ELEKTROLIT
A.) Gambaran singkat
1. Pemeliharaan kesimbangan air dalam tubuh diatur melalui volume CES dan
osmolalitas yang pada gilirannya bergantung pada keseimbangan elektrolit CES
karena osmolalitas menentukan “daya penarikan air” suatu larutan.
2. Ion natrium merupakan ion paling banyak (90%) dari kation yang ada dalam CES.
Dengan demikian, natrium dan anion pasangannya bertanggung jawab untuk
osmolalitas CES.
3. Gangguan pada CES mengakibatkan perubahan volume plasma dan tekanan
darah. Dengan demikian mekanisme pengaturan volume dan tekanan darah
melibatkan pengendalian kandngan natrium dalam tubuh.
4. Konsentrasi elektrolit dalam cairan tubuh dinyatakan dalam Milliequivalen per
liter (mEq/L), yaitu ukuran sejumlah ion dalam larutan dikali jumlah muatan
listrik yang dibawa ion dalam setiap liternya.
B.) Natrium
1. Keseimbangan. Sumber utama natrium adalah makanan. Asupannya bervariasi
mulai dari 4 g sampai 20 g NaCl. Natrium dikeluarkan melalui kulit, ginjal dan
saluran gastrointestinal.
a. Keseimbangan natrium positif terjadi jika asupannya melebihi keluaran.
Karena air terikat dengan natrium, maka volume CES dan natrium akan
meningkat. Retensi air dan natrium dapat mengakibatkan penambahan berat
7
badan dan terjadi edema. Gagal jantung kongestif atau penyakit ginjal adalah
kondisi-kondisi klisnis yang dapat menyebabkan keseimbangan natrium
positif.
b. Keseimbangan natrium negative terjadi jika keluaran melebihi asupan.
Peningkatan kehilangan natrium menyebabkan penurunan volume CES dan
plasma dengan disertai tekanan darah rendah dan sirkulasi yang tidak
memadai.
2. Pengaturan natrium dalam tubuh terjadi terutama melalui eksresi natrium oleh
ginjal bukannya melalui asupan natrium. Faktor-faktor yang mempengaruhi
mekanisme ginjal meliputi gangguan pada volume darah, tekanan darah, atau
natrium plasma.
a. Laju fitrasi glomerular (glomerular filtration rate [GFR]) mengatur jumlah
natrium yang difiltrasi.
1.) Sebagai contoh, penurunan tekanan darah mengakibatkan reflex
vasokonstriksi arteriol aferen yang mengurangi aliran darah ke dalam
glomerulus. Akibatnya, GFR menurun. Jumlah natrium yang difiltrasi
berkurang, jumlah natrium dan air yang eksresi berkurang sehingga
simpanan garam dan air akan menaikkan tekanan darah.
2.) Sebaliknya, peningkatan kadar natrium darah yang disertai peningkatan
tekanan darah pada akhirnya akan meningkatkan GFR dan ekskresi
natrium serta air.
b. Aldosteron menstimulasi reabsorpsi ion natrium dari tubulus pengumpul dan
saluran distal ginjal serta dari kelenjar keringat, kelenjar saliva, dan saluran
gastrointestinal. Ini meningkatkan eksresi ion kalium dan hydrogen pada
tubulus kontortus distal dan duktus pengumpul. Kendali pada sekresi
aldosterone memiliki beberapa komponen.
1.) System ranin-angiotensin-aldosteron
a.) Renin dilepaskan dari apparatus jukstaglomerular ginjal untuk
merespons tekanan darah yang rendah, konstentrasi natrium yang
rendah, penurunan tekanan arteri, dan kehilangan air (hipovolemia).
8
b.) Renin bergabung dengan angiotensinogen substrat dalam plasma dan
mengubahnya menjadi angeotensin I. Angiotensin I diubah dalam paru
menjadi angiotensis II.
c.) Angiotensin II yang secara enzimzatik tidak teraktivasi dalam
beberapa menit memiliki beberapa aksi fisiologis langsung.
(i) Angiotensin II menstimulasi pelepasan aldosterone dari zona
glomerulosa korteks adrenal.
(ii) Angiotensin II menstimulasi haus.
(iii) Angiotensin menstimulasi sekresi ADH dan ACTH. ACTH
mempertahankan pertumbuhan zona glomerulosa.
(iv) Angiotensin II adalah vasokonstriktor kuat yang menyebabkan
peningkatan tekanan darah.
2.) Kalium. Peningkatan konsetrasi ion kalium plasma sebesar 10%
(hyperkalemia) secara langsung menstimulasi pelepasan aldosterone.
Pelepasan aldosterone akan meningkatkan sekresi K+ dalam tubulus
kontortus distal saat natrium diabsorpsi.
C.) Kalium
1. Keseimbangan. Kalium adalah kation intraseluler utama (95%). Ion ini secara
normal dikonsumsi dan diekskresi dalam jumlah yang seimbang, yaitu 10% dari
asupan harian diekskresi dalam feses dan 90% dalam urine.
2. Fungsi. Kalium penting dalam aktifitas listrik saraf dan jaringan otot. Ion ini
mempertahankan osmolalitas dalam sel dan penting dalam metabolism selular.
Kalium dalam CES memengaruhi keseimbangan asam basa cairan ini.
3. Pengaturan kadar kalium darah dikendalikan oleh aldosterone. Hormone lain yang
menstimulasi asupan selular terhadap kalium adalah insulin dan epinefrin.
4. Ketidakseimbangan kalium
a. Kekurangan kalium (hypokalemia) dapat terjadi akibat muntah dan diare,
asupan natrium berlebih, penyakit ginjal, atau akibat penggunaan obat diuretic
untuk hipertensi dan edema. Hypokalemia dapat menyebabkan aritmia jantung.
9
b. Kalium berlebih (hyperkalemia) terjadi akibat ekskresi ginjal yang inadekuat.
Hyperkalemia dapat menyebabkan fibrilasi jantung dan membahayakan
kehidupan.
D.) KALSIUM DAN FOSFAT
1. Distribusi
a. Kalsium pada dasarnya adalah elektrolit ekstraselular. Sebagian besar kalsium
(99%) berada dalam rangka, tempatnya berikatan dengan fosfat dalam bentuk
Kristal hidroksiapatit matriks. Sisanya berada di CES dan sejumlah jaringan.
b. Konsentrasi fosfat dalam CIS tinggi dan dalam CES rendah. Produk
konsentrasi kalsium dan fosfat dalam plasma akan tetap konstan walaupun ada
peningkatan atau penurunan salah satu ion. Umumnya, perubahan konstentrasi
fosfat dalam CES hanya memiliki sedikit atau bahkan tidak memiliki efek
fisiologis.
2. Keseimbangan. Factor yang memmengaruhi jumlah kalsium dalam plasma adalah
jumlah kalsium yang dikonsumsi, jumlah yang diabsorpsi dari saluran
pencernaan, dan jumlah yang diekskresi dalam feses dan urine.
3. Fungsi. Selain peran strukturalnya dalam tulang dan gigi, kalsium CES diatur
secara seksama karena penting dalam motilitas sel, pembekuan darah, kontraksi
otot, konduksi saraf, respons hormonal, dan proses sekretorik. Kebalikan dari
fosfat, perubahan konsentrasi ion kalsium memiliki efek yang signifikan.
4. Pengaturan konsentrasi kalsium dalam CES dan plasma darah terutama dilakukan
melalui mekanisme hormonal.
a. Hormone paratiroid (dari kelenjar paratiroid) menstimulasi osteoklas dalam
tulang untuk melepas kalsium dan fosfat kedalam CES. Hormone ini
meningkatkan absorpsi kalsium dari saluran pencernaan dan reabsorpsi dari
tubulus ginjal, juga menurunkan ekskresi kalsium. Konsentrasi kalsium darah
yang rendah akan menstimulasi pelepasan hormone paratiroid.
10
b. Kalsitonin (dari kelenjar tiroid) dilepas untuk merepsons konsentrasi kalsium
darah yang tinggi. Kalsitonin menghambat osteoklas dan menstimulasi
osteoblast untuk membentuk tulang.
c. Vitamin D, esensial untuk pembentukan tulang baru, diaktivasi oleh hormone
tiroid. Vitamin ini meningkatkan absorpsi kalsium dari saluran pencernaan
dan reabsorpsi dari tubulus ginjal.
d. Modulator lain untuk kadar kalsium darah antara lain stress mekanis pada
tulang, aktivitas muscular yang berat dan lama, perubahan pH darah, dan
hormone kelamin.
E.) Anion lain, seperti klorida dan bikarbonat, diatur bersamaan dengan pengaturan ion
natrium dan keseimbangan asam-basa tubuh. Sulfat, nitrat, dan laktat memiliki
maksimum transport (transport makximum [Tm]). Jika maksimum transportnya
terlewati, ion yang berlebihan akan diekskresi.
C. KESEIMBANGAN ASAM-BASA
a. Keseimbangan asam-basa cairan tubuh adalah pengaturan konsentrasi ion-ion
hydrogen yang esensial untuk fungsi normal sel. Konsentrasi ion hydrogen
(dinyatakan sebagai pH) memengaruhi aktifitas enzimatik, permeabilitas sel, dan
struktur sel.
1. Status asam-basa dapat dievaluasi dalam dara arteri sistemik. pH normal darah
arteri adalah 7,4. pH normal darah vena dan cairan interstisial agak lebih asam
karena kandungan CO2-nya yang membentuk asam karbonat.
2. Asidosis adalah kondisi yang ditandai dengan penurunan pH darah arteri sampai
dibawah 7,35. Alkalosis terjadi jika pH arteri diatas 7,45. Rentang pH yang sesuai
untuk kehidupan berkisar antara 7,0 sampai 7,70.
b. Tujuan singkat pengaturan asam-basa pH darah.
1. Definisi
a. Asam adalah setiap senyawa kimia yang melepas ion hydrogen ke suatu
larutan atau ke senyawa basa. Contoh asam dalam tubuh antara lain asam
klorida, asam sulfat, asam nitrat, asam fosfat, asam laktat, asam karbonat,
asam asetat, atau ion ammonium (NH4+).
11
b. Basa adalah senyawa kimia yang menerima ion hydrogen. Contoh basa antara
lain natrium hidroksida; kalium hidroksida; dan ammonia, laktat, asetat, dan
ion bikarbonat.
c. Asam (atau basa) kuat adalah senyawa yang terurai secara keseluruhan saat
dilarutkan dalam air dan menghasilkan jumlah ion hydrogen semaksimum
mungkin. Asam klorida (HCl) adalah asam kuat dan secara keseluruhan dapat
terurai serta hanya meninggalkan sedikit HCl atau tidak sama sekali.
HCl H+ + Cl
d. Asam (atau basa) lemah adalah senyawa yang hanya sedikit terurai saat
dilarutkan dalam air dan menghasilkan sedikit ion hidorgen perunit asam.
Asam bikarbonat (H2CO3) adalah asam lemah dan sebagian besar tetap tidak
terurai dalam larutan.
H2CO3 H+ + HCO3
e. Bufer asam-basa adalah larutan yang terdiri dari dua atau lebih zat kimia yang
mencegah terjadinya perubahan yang signifikan pada konsentrasi ion
hydrogen (pH) jika asam atau basa ditambahkan kedalam larutan.
1.) System bifer terdiri dari asam lemah seperti asam karbonat dan garam
asam seperti natrium bikarbonat.
2.) Tujuan dari suatu buffer adalah untuk mengganti asam lemah dengan asam
kuat atau basa kuat dengan basa lemah.
2. Sumber ion hydrogen dalam tubuh
a.) Sebagian besar ion hydrogen yang dihasilkan mrupakan produk sampingan
atau produk akhir dari proses katabolisme sempurna karbohidrat, lemak dan
protein. Oksidasi karbohidrat dan lemak yang tidak sempurna menghasilkan
asam laktat, asam-asam keto, dan asam lemak. Oksidasi sebagian asam amino
mengasilkan asam fosfat, dan metabolism purin menghasilkan asam nitrat.
b.) Sumber utama lain ion hydrogen adalah melalui produksi karbon dioksida
(CO2) oleh sel-sel jaringan. CO2 berikatan dengan air (terutama dalam sel
darah merah) untuk membentuk asam karbonat (H2CO3) yang terurai menjadi
ion-ion hydrogen.
c. Pertahanan tubuh terhadap perubahan konsentrasi ion hydrogen
12
1. System buffer asam-basa dalam cairan intraselular dan ektraselular, bekerja
sangat cepat dan menghasilkan efek dalam hitungan detik. Ada 4 sistem buffer
utama dalam cairan tubuh.
a.) System asam karbonat-natrium bikarbonat adalah buffer utama dalam CES.
1.) Dalam kondisi normal, rasio molekul asa karbonat (H2CO3) terhadap
molekul basa bikarbonat (NaHCO3) dalam plasma adalah 1:20.
= = pH 7,4
2.) Setiap perubahan dalam konsentrasi ion hydrogen akan mengubah rasio
tersebut (perbandingan asam karbonat terhadap bikarbonat) dan
mengakibatkan alkalosis atau asidosis.
3.) System buffer berfungsi untuk mencegah perubahan rasio, seperti berikut.
- Jika HCl (asam kuat) ditambahkan kedalam larutan berisi NaHCO3,
maka akan terbentuk asam karbonat lemah.
HCL + NaHCO3 H2CO3 +NaCl
- Jika natrium hidroksida (Basa kuat) ditambahkan kedalam larutan
buffer, maka akan terbentuk basa lemah natrium bikarbonat.
HCl + H2CO3 NaHCO3 +H2O
- Hasil akhir adalah poengubaha asam kuat menjadi asam lemah atau
basa kuat menjadi basa lemah.
b.) Fungsi system buffer fosfat bekerja dalam cara yang serupa untuk mengubah
asam kuat menjadi asam lemah dan basa kuat menjadi basa lemah. Natrium
hydrogen fosfat (NaH2PO4) adalah basa lemah, dan natrium dihidrogen fosfat
(NaH2PO4) adalah asam lemah. Komponen ini bekerja secara intraselular,
terutaa dalam sel darah merah dan dalam epitelium tubulus ginjal.
HCl + Na2HPO4 NaH2PO4 + NaCl
NaOH + NaH2PO4 Na2HPO4 + H2O
c.) Sistem bufer protein adalah system buffer terkuat dalam tubuh. System buffer
ini meliputi protein intraselular dan protein plasma ekrtaselular yang menjadi
buffer asam karbonat dan asam organic.
13
1.) Protein adalah buffer yang sangat baik karena mengandung gugus
karboksil yang berfungsi sebagai asam dan gugus amino yang berfungsi
sebagai basa, bergantung pada media yang mengelilingi protein.
2.) Sebagian besar protein dalam tubuh termasuk media dasar. Protein
bertindak sebagai asam dan berfungsi sebagai anion yang besar.
d.) System buffer hemoglobin dalam sel darah merah berfungsi sebagai buffer
pembentukan H+ saat terjadinya transport CO2 diantara jaringan dan paru-
paru. Hemoglobin adalah salah satu contoh protein intraselular yang bekerja
sebagai asam lemah untuk menjadi buffer asam karbonat yang agak lemah.
Jika tidak ada system buffer hemoglobin, darah vena akan menjadi terlalu
asam.
2. Pengaturan respiratorik terhadap pH melibatkan pengubahan ventilasi pulmonary
untuk mengeluarkan CO2 dan untuk membatasi jumlah asam karbonat yang
terbentuk. Pengaturan respiratorik memerlukan waktu 1-3 menit untuk mulai
bekerja dan fungsinya setelah buffer asam basa yaitu sebagai garis pertahanan
kedua terhadap perubahan pH.
a. Karbon dioksida secara terus-menerus ditambahkan kedalam darah vena
akibat metabolisme sel dan ditranspor ke paru-paru. Saat CO2 terurai dalam
plasma, maka akan terbentuk asam karbonat yang kemudian akan terurai
untuk membentuk ion hydrogen dan ion bikarbonat.
CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3-
Karbon dioksida dikeluarkan pada paru-paru sehingga reaksi bergerak ke kiri
dan plasma tidak menjadi terlalu asam.
b. Dalam kondisi normal, produksi karbon dioksida diimbangi dengan
pengeluarannya seperti fungsi system pernafasan dalam pengaturan-asam
basa.
c. Jika aktifitas metabolic meningkat karena olahraga, akan terjadi peningkatan
tekanan parsial karbon dioksida arteri (pCO2), peningkatan kadar asam
bikarbonat plasma, dan penurunan pH plasma (asidosis). Pernafasan
disesuaikan untuk mengeluarkan lebih banyak karbondioksida.
14
1.) Molekul karbondioksida berlebih dalam darah berdifusi kedalam system
saraf pusat untuk mencapai kemoreseptor sentral. CO2 berdifusi kedalam
neuron dan membentuk asam karbonat yang kemudian terurai untuk
melepas ion hydrogen.
2.) Ion hydrogen menstimulasi kemoreseptor sentral dan mengakibatkan
peningkatan frekuensi pengeluaran CO2 respiratorik mengurangi asam
karbonat dan meningkatkan pH.
3.) Sebaliknya, jika pH plasma meningkat (alkalosis), frekuensi respiratorik
berkurang untuk mengurangi pengeluaran CO2. Kadar CO2 yang sedikit
dalam plasma menyebabkan reaksi diatas bergerak ke kanan dan
menurunkan pH.
3. Pengaturan ginjal terhadap pH berlangsung melalui ekskresi urine asam maupun
basa. Ginjal mengatur pH darah dengan mengeluarkan lebih banyak ion hydrogen
dan mereabsorpsi lebih banyak ion bikarbonat saat pH darah lebih asam, dan
dengan mengeluarkan sedikit ion bikarbonat saat pH darah lebih basa. Fungsi
ginjal berlangsung selama beberapa jam sampai beberapa hari untuk mengatasi
perubahan pH dan bekerja melalui mekanisme berikut:
a. Sekresi tubular ion hydrogen
1. Karbon dioksida dalam cairan interstisial berdifusi kedalam cairan sel
epitel dan berkaitan dengan air untuk membentuk asam karbonat yang
berionisasi menjadi ion hydrogen dan ion karbonat.
2. Ion hydrogen di transport secara aktif keluar sel menuju lumen tubulus
dan dikeluarkan dari tubuh dalam urine
b. Reabsorpsi dan sekresi bikarbonat
1. Untuk setiap ion hydrogen yang di sekresi dari sel epitel kedalam lumen
tubulus, satu ion natrium secara aktif tereabsorpsi kedalam sel epitel dari
lumen untuk mempertahankan keseimbangan elektrokimia. Ion natrium
dan ion bikarbonat di transport secara bersamaan dari se epitel menuju
cairan interstisial dan masuk kedalam darah.
15
2. Dalam kondisi fisiologis normal, laju sekresi ion hydrogen sama dengan
laju filtrasi glomerular terhadap bikarbonat. Ginjal mereabsorpsi semua
bikarbonat yang yang terfiltrasi
3. Jika pH plasma basa, akan menurunkan ion hydrogen yang disekresi sel
tubular sehingga yang dieksresi dalam urine juga sedikit. Bikarbonat yang
terfiltrasi tidak akan tereabsorpsi sepenuhnya dan yang diekskresi dalam
urine semakin banyak.
c. System buffer memungkinkan ion hydrogen berlebih diekskresi dalam urine.
1. Pasangan buffer fosfat
a.) Buffer fosfat terkonsentrasi dalam cairan tubular karena tidak
tereabsorpsi. Buffer fosfat berfungsi untuk menegeluarkan ion
hydrogen dari cairan tubular dan membawanya kedalam urine.
b.) Mekanisme ini memungkinkan pengeluaran sejumlah besar ion
hydrogen yang disekresi tanpa melalui asidifikasi urine yang dapat
merusak traktus urinaria.
2. Pasangan buffer ammonia dan ammonium
a.) Sel-sel tubular menyintesis ammonia (NH3) dari asam glutamate.
Ammonia berdifusi kedalam lumen tubulus dan bereaksi dengan io
hydrogen untuk membentuk ammonium (NH4). Ion amoinum di
ekskresi kedalam urine bersama dengan klorida dan anion lain dalam
filtrate.
b.) Proses ini membantu mekanisme buffering fosfat. Selain itu, ion
ammonium mengganti ion natrium atau beberapa ion dasar lainnya
untuk membentuk garam ammonium dan melepas ion natrium untuk
berdiufsi balik kedalam sel tubulus dan berikatan dengan bikarbonat.
Pembentukan ion ammonium menyebabkan terjadinya penambahan
lebih banyak ion bikarbonat kedalam darah dan peningkatan pH darah.
d. Gangguan keseimbangan asam-basa
1. Asidosis menekan aktivitas mental. Jika asidosis berlebih (pH darah
dibawah 7,0) akan menyebabkan disorientasi, koma, dan kematian.
16
- Asidosis respiratorik terjadi akibat penurunan ventilasi pulmonar
melalui pengeluaran sedikit karbon diokasida oleh paru-paru.
Peningkatan selanjutnya dalam pCO2 arteri dan asam bikarbonat akan
meningkatkan kadar ion hydrogen dalam darah. Asidosis respiratorik
dapat bersifat akut atau kronik.
1.) Penyebab. Kondisi klinis dapat meneyebabkan retensi karbon
dioksida dalam darah meliputi pneumonia, emfisema, obstruksi
kronis saluran pernapasan, stroke, atau trauma. Obat-obatan
tertentu (barbutrat, narkotik, dan sedatil) atau penyalahgunaan obat
akan menekan frekuensi pernapasan dan mengakibatkan asidosis
respiratorik.
2.) Factor kompensator
a.) Saat karbon dioksida berakumulasi, peningkatan frekuensi
respiratorik (hiperentilasi) ketika istrirahat terjadi untuk
mengeluarkan CO2 dari tubuh.
b.) Ginjal mengompensasi peningkatan kada asam dengan
mengekskresi lebih banyak ion hydrogen untuk
mengembalikan pH darah mendekati tingkat yang normal.
3.) Jika penyesuaian respiratorik dan ginjal terhadap pH gagal, akan
terjadi gejala-gejala depresi system saraf pusat.
- Asidosis metabolic terjadi saat asam metabolic yang diproduksi secara
normal tidak dikeluarkan pada kecepatan yang normal atau ada basa
bikarbonat yang hilang dari tubuh.
1.) Penyebab. Asidosis metabolic paling umum terjadi akibat
ketoasidosis karena diabetes mellitus atau kelaparan, akumulasi
asam laktat akibat peningkatan aktivitas otot rangka seperti
konvulsi, atau penyakit ginjal. Diare berat dan berkepanjangan
disertai hilangnya bikarbonat yang ilang dari tubuh.
2.) Factor kompensator. Hiperventilasi sebagai respons terhadap
stimulasi saraf adalah tanda klinis asidosis metabolic. Bersamaan
dengan kompensasi ginjal, peningkatan frekuensi respiratorik
17
dapat mengembalikan pH darah mendekati tingkat normalnya.
Asidosis yang tidak terkompensasi akan menyebabkan depresi
system saraf pusat dan mengakibatkan disorientasi serta pada
akhirnya, koma dan kematian.
2. Alkalosis meningkatkan overeksitabilitas system saraf. Jika parah,
alkalosis dapat menyebabkan kontraksi otot tetanik, konvulasi, dan
kematian akibat tetanus otot respiratorik.
a. Alkalosis respiratorik terjadi jika CO2 dikeluarkan terlalu cepat dari
paru-paru da nada penurunan kadarnya dalam darah.
1.) Penyebab. Hiperventilasi dapat disebabkan oleh kecemasan, akibat
demam, akibat pengaruh overdosis aspirin pada pusat pernafasan,
akibat hipoksia karena tekanan udara yang rendah di dataran
tinggi, atau akibat anemia berat.
2.) Factor kompensator. Jika hiperventilasi terjadi akibat kecemasan,
gejalanya dapat diredakan melalui pengisapan kembali karbon
dioksida yang sudah dikeluarkan. Hinjal mengompensasi cairan
alkalin tubular dengan mengekskresi ion bikarbonat dan menahan
ion hydrogen.
b. Alkalosis metabolic adalah suatu kondisi kelebihan bikarbonat. Hal ini
terjadi jika ada pengeluaran berlebih ion hydrogen atau peningkatan
berlebih ion bikarbonat dalam cairan tubuh.
1.) Penyebab. Muntah yang berkepanjangan (pengeluaran asam
klorida lambung), disfungsi ginjal, pengobatan dengan diurektik
yang mengakibatkan hypokalemia dan penipisan volume CES, atau
pemakaian antacid berlebihan dapat menyebabkan alkalosis
metabolic.
2.) Factor kompensator
a.) Kompensasi respiratorik adalah penurunan ventilasi pulmonary
dan mengakibatkan peningkatan pCO2 dan asam bikarbonat.
18
b.) Kompensasi ginjal melibatkan sedikit ekskresi ion ammonium,
lebih banyak ekskresi ion natrium dan kalium, berkurangnya
cadangan ion bikarbonat, dan lebih banyak ekskresi bikarbonat.
19
BAB III
PENUTUPAN
A. Kesimpulan
- Air tubuh total (total body water [TBW]) bergantung pada usia, berat badan, jenis
kelamin, dan derajat obesitas. Kandungan ini secara perlahan berkurang seiring
pertambahan usia.
- Asupan dan output air harian dari seseorang dengan aktifitas sedang dan suhu tubuh
sedang adalah seimbang, yaitu sekitar 2.500 ml. dalam tubuh yang sehat, penyesuaian
terhadap keseimbangan air terjadi melalui peningkatan asupan air dalam mekanisme
haus atau melalui penurunan keluaran air oleh ginjal.
- System buffer asam-basa dalam cairan intraselular dan ektraselular, bekerja sangat
cepat dan menghasilkan efek dalam hitungan detik. Ada 4 sistem buffer utama dalam
cairan tubuh.
20
DAFTAR PUSTAKA
1. Sloane, ethel.1995: (Anatomi dan fisiologi untuk pemula)Jakarta: Penerbit Buku
Kedokteran EGC
2. http://nininkarengga.blogspot.com/2013/12/makalah-cairan-elektrolit-dan-asam-
basa.html
21