KIMIACAIRAN TUBUH & KESEIMBANGAN ASAM BASA

Dr. Fransiska Lanni, MSFakultas Ilmu Kesehatan UNRIYO

Distribusi & cairan tubuh Komposisi cairan tubuhC. Keseimbangan asam-basaD. Buffer dan Kontrol pHSub Topik Bahasan

Kompetensi mata kuliah : Setelah mengikuti kuliah ini mahasiswa diharapkan mampu 1. memahami konsep biokimiawi cairan tubuh 2. memahami distribusi & komposisi cairan tubuh 3. menyebut dan mendiskripsikan komposisi cairan ekstra dan intraselular 4. membedakan cairan ekstra dengan intraselular 5. memahami konsep keseimbangan asam-basa dalam tubuh 6. menerangkan peranan buffer dan regulasi pH darah 7. menerangkan mekanisme terjadinya dan kompensasi acidosis & alkalosis

Komposisi Tubuh manusia60-70% adalah airKomponen organik dan anorganik 30-40%

Distribusi cairan tubuh - bervariasi tergantung : - jumlah sel (body mass), - jenis kelamin - umur - aktivitas & keadaan fisiologis tertentu - Total Body Water (TBW) kira-kira : 55 - 70% pada laki-laki dewasa 40 - 60% pada wanita dewasa 65 - 78% pada anak-anak 40 50% pada orang tua

Komposisi dasar cairan Tubuh: Komponen mayor = Air sebagai pelarutElektrolit (Anion & Kation)Senyawa organik & an-organikKomposisi dan prosentase bervariasi untuk setiap komponenDistribusi cairan ECF & ICF dlm tubuh ditentukan oleh tekanan osmotik.Tekanan osmotik ditentukan oleh: 1. Senyawa organik BM tinggi (ex.protein) 2. Senyawa organik BM kecil, jmlh besar (ex. glukosa) 3. Ion Na+ di ekstrasel & K+ di intrasel

AirAir: media semua reaksi kimia dlm sel hidupAir sebagai pelarut universal bersifat polar membentuk ikatan hydrogen yang mudah berikatan dan lepasAir terdissosiasi membentuk proton/ ion hidrogen (H+) & ion hidroksil (OH-)Mekanisme homeostasis mempertahankan lingkungan intrasel tetap konstan tergantung pada pH, volume cairan & elektrolit/mineralSumber Air tubuh : - Exogen dari Intake makanan & Minuman - Endogen dari air katabolisme

Elektrolit

Substansi yang molekulnya dapat terurai (dissosiasi) ke bentuk ion (partikel bermuatan) jika berada dalam airKation: bermuatan positif (Na+, K+, Ca2+, Mg2+)Anion : bermuatan negatif(HCO3-, CL-, HPO42- SO42-)

Satuan untuk elektrolit : - International standard= millimole per liter (mmol/L) - U.S.A standard = milliequivalent (mEq)

Komposisi cairan extra & intraselular Cairan intraselular dan extraselular sangat berbeda Cairan intraselular : * mengandung lebih banyak protein * konsentrasi ionik juga berbeda ion utama pada ECF = Na+ dan Cl- ICF = K+ dan PO43-

Komposisi Cairan intraselular---------------------------------------------------- Senyawa Sel manusia (%) ----------------------------------------------------Air 60,0 mineral 4,3Senyawa organik 35,7 Karbohidrat 6,2 Lemak 11,7 Protein 11,8 Asam nukleat--------------------------------------------------

Elektrolit penting untuk homeostatis sel : K+, Mg2+, PO42-, Na+, Cl-, HCO3-, SO42-Glukosa penting untuk metabolisme selularLipid dalam bentuk emulsi ex. lemak netral, fosfolipid dan kolesterolAsam amino banyak terdapat terutama pada sitoplasma (ribosom) untuk sintesis proteinAsam nukleat terdapat dalam inti sel, sitoplasma damn mitokondriaOksigen relatif tinggi untuk reaksi oksidasiCO2 merupakan hasil samping oksidasi, yang segera berdiffusi keluar dari membran sel

Komposisi Cairan Extraselular - berbeda satu sama lain, tergantung fungsinya * Plasma darah kaya akan protein * Getah lambung kaya akan HCl, Enzim dll * Saliva glykoprotein (mucin), enzim * Urin metabolit; ureum dll - Kation utama adalah Na+ - Anion utama adalah Cl-

Ex. ECF 1 Plasma DarahKomposisi kimiawi :90% airSisanya Nutrient (Karbohidrat, Lemak, Protein, Mineral, Vitamin dll)Electrolit (ion-ion terlarut; kation & anion)Gas (CO2)Protein (Albumin, Globulin, Fibrinogen dll)Faktor pembekuan darah (Clotting factors)Antibody (Ig, interferon, sitokin dll)Metabolit (keton, pigment empedu, laktat, ureum dll)Enzyme, hormon (peptida)pH dipertahankan dalam kisaran 7.35 s/d 7.45

Ex. ECF 2 Cairan Gastrointestinal

AirAir: media semua reaksi kimia dlm sel hidupAir sebagai pelarut universal bersifat polar membentuk ikatan hydrogen yang mudah berikatan dan lepasAir terdissosiasi membentuk proton/ ion hidrogen (H+) & ion hidroksil (OH-)Mekanisme homeostasis mempertahankan lingkungan intrasel tetap konstan tergantung pada pH, volume cairan & elektrolit/mineral

pHpH ditetapkan dari air murni aquabidest (ddH2O) pada suhu kamar maka akan terdissosiasi sempurna menjadi H2O H+ + OH-pH = - log [H+] ; pOH = - log [OH-] 7 maka nilai pH + pOH = 14Istilah pOH jarang digunakan yang sering digunakan adalah pHpH = 7 (netral); pH < 7 = asam ; pH > 7 = basapH rendah (asam) maka [H+] tinggi; pH tinggi (basa) maka [H+] rendahAsam donor proton; basa akseptor protonSebagian besar zat biokimia adalah asam lemah dan basa lemah berperan dalam sistem buffer atau penyangga: mencegah perubahan pH jika terjadi produksi atau konsumsi proton

LecturePLUS Timberlake*Kisaran pH

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Neutral [H+]>[OH-] [H+] = [OH-] [OH-]>[H+]

AsamBasa

- Jika suatu Molekul di dalam air akan terurai menjadi ion-ion; * Senyawa asam akan menaikkan jumlah ion H+ pH turun. * Senyawa basa akan menurunkan jumlah ion H+ pH naik. - pH Normal cairan tubuh: * darah Arteri= 7.4 * darah vena & cairan interstitial = 7.35 * Cairan Intracellular = 7.0 Nilai pH ditentukan oleh banyaknya ion H+Di dalam tubuh Ion H+ sebagian besar berasal dari hasil metabolisme; * Katabolisme Asam amino (protein) yang mengandung gugus phospat H2PO4 dan gugus Sulfur H2SO4 * Metabolisme Anaerob glukosa asam laktat * Metabolisme asam lemak aasm organik & benda keton * Sisa metabolisme CO2 yang terlarut dalam H2O plasma menjadi asam carbonat (H2CO3) yang dapat terdisosiasi menjadi HCO3 + H+ Terdapat kolerasi berlawanan antara nilai pH dengan konsentrasi CO2 ; kadar CO2 rendah pH naik; Kadar CO2 tinggi pH turun

Keseimbangan Asam-Basa

- Jika suatu Molekul di dalam air akan terurai menjadi ion-ion; * Senyawa asam akan menaikkan jumlah ion H+ pH turun. * Senyawa basa akan menurunkan jumlah ion H+ pH naik. - pH Normal cairan tubuh: * darah Arteri= 7.4 * darah vena & cairan interstitial = 7.35 * Cairan Intracellular = 7.0 Nilai pH ditentukan oleh banyaknya ion H+Di dalam tubuh Ion H+ sebagian besar berasal dari hasil metabolisme; * Katabolisme Asam amino (protein) yang mengandung gugus phospat H2PO4 dan gugus Sulfur H2SO4 * Metabolisme Anaerob glukosa asam laktat * Metabolisme asam lemak aasm organik & benda keton * Sisa metabolisme CO2 yang terlarut dalam H2O plasma menjadi asam carbonat (H2CO3) yang dapat terdisosiasi menjadi HCO3 + H+ Terdapat kolerasi berlawanan antara nilai pH dengan konsentrasi CO2 ; kadar CO2 rendah pH naik; Kadar CO2 tinggi pH turun

Keseimbangan Asam-Basa

Korelasi antara Kadar (Tekanan) CO2 dgn pH Homeostatis (pH 7,35-7,45) pada P CO2 40-45 mm Hg Acidosis (pH < 7,35) jika P CO2 > 40-45 mm Hg (ex hipoventilasi) Alkalosis (pH > 7,45 jika P CO2 < 40-45 mm Hg (ex hyperventilasi)

Keseimbangan Asam-Basa Darah Agar reaksi kimia dapat berjalan lancar pH darah harus dipertahankan dalam kisaran 7.35 -7.45

Berada diluar kisaran ini dapat mengancam jiwa, karena metabolisme /reaksi biokimiawi terganggu Untuk mempertahankan kisaran pH tersebut maka berperan - system buffer (beraksi dlm beberapa detik) - respirasi (beraksi dlm 1-3 menit) - ginjal (beraksi dlm jam sampai hari)

* Jika pH darah berada di bawah 7, 35 (acidemia) acidosis di atas 7, 45 (alkalidemia) alkalosis

System Buffer Asam karbonat-Bicarbonate

CO2 sisa metabolisme terlarut dalam air (plasma) asam carbonat bicarbonat + ion H+

CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3

pada alkalosis H+ + HCO3 H2CO3 ( pH menurun)

pada acidosis H2CO3 H+ + HCO3 ( pH meningkat)

System Buffer Phosphat

Prinsip sama dengan System buffer Asam Karbonat-Bikarbonat PO4 sisa metabolisme terlarut dalam air (plasma) H2PO4 Hydrophosphat + H+

PO4 + H2O H2PO4 H+ + HPO42

pada alkalosis H+ + HPO42 H2PO4 ( pH menurun)

pada acidosis H2PO4 H+ + HPO42 ( pH meningkat)

System Buffer Protein (asam Amino)Figure 27.8

- Protein Plasma merupakan system buffer yang kuat - Sebagian asam amino protein tersebut yang mempunyai: * gugus karboksil bebas (asam lemah) * yang bertindak sebagai basa lemah adalah gugus amino Asam amino Amphoteric dapat berperan baik sebagai asam maupun basa lemah Jika pH naik (alkalosis) maka AA akan melepas H+ pH turun Jika pH turun (acidosis) maka AA akan mengikat ion H+ pH naik

Air adalah sumber kehidupan Terima kasih & selamat belajar .

*+ cation=sodium, potassium, calcium, magnesium_anion=bicarbonate, chloride phosphate*Electrolytes as active chemicals that unite in varying combinations, it is more practical to express their concentration as a measure of chemical activity (milliequivalents) rather than as a measure of weight.