cairan dan asam basa

Air merupakan salah satu dari dua pelarut terpenting dalam tubuh.

Dia memiliki keistimewaan karena memiliki konsentrasi molar yang tinggi yang menyebabkannya dapat menyediakan ion hidrogen yang tidak ada habisnya dalam tubuh.

1. Media semua reaksi kimia tubuh2. Berperan dalam pengaturan distribusi

kimia & biolistrik dalam sel3. Alat transport hormon & nutrien4. Membawa O2 dari paru-paru ke sel tubuh

5. Membawa CO2 dari sel ke paru-paru6. Mengencerkan zat toksik dan waste

product serta membawanya ke ginjal dan hati

7. Distribusi panas ke seluruh tubuh 

faal_cairan-asam-basa/ikun/2006 3

• Air dan lemak adalah dua pelarut utama dalam tubuh.

• Membran sel lemak memisahkan cairan intraseluler dengan cairan ekstraseluler.

• Bahan yang larut dalam air tidak akan dengan mudah melewati membran lemak kecuali ada mekanisme transportasi khusus.

• Dapat diharapkan bahwa air tidak akan dengan mudah melewati membran sel.

• Bahkan, dalam dua lapisan lemak buatan, air tidak dapat melintas dengan mudah dan hal ini konsisten dengan harapan kita.

... tetapi kebalikannya, air melintasi hampir semua membran dalam tubuh dengan mudah!

Molekul air melintasi membran sel dengan 2 jalur yang dapat kita katakan sebagai jalur lemak dan jalur saluran air.

Jalur lemak merujuk pada air yang melintasi dua lapisan lemak dari membran sel dengan cara difusi.

Hal ini penting karena jalur ini tersedia dalam semua sel dalam tubuh.

Komposisi lemak dari berbagai membran sel bervariasi sehingga angka aliran cairan yang melintasi membran sel juga bervariasi.

Pada sebagian membran fluktuasi air sangat tinggi dan tidak dapat diperhitungkan dengan difusi air yang melintasi barier lemak.

Fakta ini mengarah pada satu hipotesis bahwa membran harus mengandung protein yang menyediakan saluran air yang melewati saluran tersebut air dapat lewat.

Saluran air sekarang sudah ditemukan. Aliran air melalui saluran ini dapat terjadi

sebagai hasil dari difusi atau filtrasi.

Celah interseluler diantara sel-sel endotel Lubang pada daerah tertentu di sel-sel

endotel dimana sitoplasma begitu tipisnya sehingga dia menimbulkan defisiensi yang dikenal sebagai fenestrasi

Difusi disepanjang membran sel lemak dari sel endotel.

• Celah interseluler dalam membran kapiler memiliki diameter sekitar 7 nm yang lebih besar dari radius molekul air yang berukuran 0,12 nm.

• Karena total daerah permukaan dari kapiler dalam tubuh sangat besar (6.300 m2) dan dindingnya tipis (1 mm), total fluktuasi difusi air disepanjang kapiler di dalam tubuh sangat besar.

Fenestrasi ditemukan hanya pada kapiler di daerah tertentu dimana permeabilitas air yang sangat tinggi diperlukan untuk fungsi pada daerah tersebut.

Permeabilitas air yang tinggi sangat jelas diperlukan di kapiler glomerulus dan permeabilitas air disini lebih tinggi dibandingkan dengan kapiler otot.

Daerah lain yang memiliki fenestrasi adalah kapiler di vili usus dan dalam kelenjar yang tidak memiliki duktus.

Air juga dengan mudah memasuki kapiler limfe melalui celah diantara sel endotel limfe.

Celah-celah ini berfungsi sebagai katup flap dan hal ini mendorong aliran limfe ke depan ketika kapiler ditekan.

Dibagian lain dari tubuh permeabilitas air di membran kapiler cukup rendah.

Sebagai contoh adalah barier darah-otak. Sel endotel kapiler disini dihubungkan

dengan penghubung yang ketat yang sangat membatasi gerakan air melalui jalur interseluler.

• Aquaporin 0 ditemukan dalam lensa mata. Tugasnya adalah untuk mempertahankan kejernihan lensa.

• Aquaporin 1 ada dalam membran sel darah merah, tubulus konvulasi proksimal dan bagian menurun yang tipis dari Henle di ginjal, jaringan sekretori dan absorpsi di mata, pleksus koroid, otot polos, endotel kapiler yang tidak memililki fenestra, kelenjar keringat ekrin, duktus biliaris hati dan epitel kandung empedu.

• Aquaporin 2 adalah saluran air yang responsif terhadap Anti Diuretik Hormon (ADH) dalam duktus pengumpul dalam medulla.

• Aquaporin 3 dan 4 ada dalam membran basolateral dalam duktus pengumpul. Mereka tidak diubah oleh kadar ADH. Baru-baru ini aquaporin 4 telah ditemukan di neuron yang mengeluarkan ADH dari nuklei supraoptik dan paraventrikular dalam hipotalamus dan telah disarankan bahwa dia dapat terlibat dalam osmoreseptor hipotalamus yang mengatur keseimbangan air.

Aquaporin 5 ditemukan dalam kelenjar air mata dan lidah dan dalam paru-paru.

Gerakan air melintasi membran sel penting untuk integritas seluler tetapi dapat menyebabkan masalah.

Perbedaan yang kecil dalam konsentrasi solute menyebabkan perbedaan tekanan osmotik yang besar disepanjang membran sel dan membran sel dari sel-sel binatang tidak dapat menanggung setiap perbedaan tekanan.

Gerakan air dapat menghilangkan perbedaan dalam kelarutan disepanjang membran sel tetapi hal ini sendiri merupakan satu masalah karena dia menyebabkan terjadinya perubahan dalam volume sel.

Konsekuensinya peraturan dari konsentrasi solute intraseluler penting untuk mengendalikan volume sel.

Laki-laki standar dengan berat 70 kg mengandung 42 liter air – 60% dari berat badan.

Secara hipotesis wanita dewasa mengandung 55% dari berat badannya yang berupa air: persentase yang rendah ini karena lebih tingginya kandungan lemak.

• Variasi karena usia • Neonatus mengandung lebih banyak air

dibandingkan dengan orang dewasa: 75-80% air dengan proporsi lebih banyak cairan ekstraseluler lalu orang dewasa.

• Pada saat lahir, jumlah cairan interstisial secara proporsional tiga kali lebih besar dibandingkan dengan pada orang dewasa.

• Pada umur 12 bulan, jumlahnya telah menurun menjadi 60% yang mana merupakan nilai orang dewasa.

Total air dalam tubuh sebagai sebuah persentase terhadap berat badan total menurun secara progresif dengan meningkatnya usia.

Pada umur 60 tahun, total air dalam tubuh telah menurun menjadi hanya 50% dari berat badan total pada laki-laki sebagian besar karena peningkatan jaringan lemak.

Pembagian utama kompartemen adalah menjadi:

Cairan intraseluler (sekitar 23 liter) Cairan ekstraseluler (sekitar 19 liter)

Volume cairan tubuh- wanita (17-39 th) : 50% BB- pria (17-39 th): 60% BB

Distribusi cairan tubuh- cairan intrasel (CIS) = 2/3 cairan tubuh- cairan ekstrasel (CES) = 1/3 cairan tubuh * intravaskular (plasma) = 25% CES * intersisial = 75% CES

faal_cairan-asam-basa/ikun/2006 23

faal_cairan-asam-basa/ikun/2006 24

faal_cairan-asam-basa/ikun/2006 25

1. Difusiperpindahan molekul dari tekanan/konsentrasi tinggi ke tekanan/konsentrasi rendah

2. Osmosisperpindahan air dari konsentrasi zat terlarut rendah ke konsentrasi zat terlarut tinggiosmolaritas: ukuran konsentrasi suatu larutan- isotonus konsentrasi larutan = plasma darah

3. Transport aktifperpindahan molekul dari tekanan/konsentrasi rendah ke konsntrasi tinggi dgn menggunakan energi

faal_cairan-asam-basa/ikun/2006 26

1. Tekanan osmotik & onkotikTekanan osmotik: tekanan untuk mencegah aliran osmotik cairanTekanan onkotik: gaya tarik s/ koloid agar air tetap berada dalam plasma darah di intravaskular

2. Tekanan hidrostatik ( filtration force)tekanan yang digunakan oleh air dalam sistem tertutup

faal_cairan-asam-basa/ikun/2006 27

faal_cairan-asam-basa/ikun/2006 28

Membran sel lipid bilayer

Permeabilitas membran sel bersifat selektif terhadap: ion (kanal ion), air (aquaporin)

faal_cairan-asam-basa/ikun/2006 29

1. Pengaturan volume cairan ekstrasel* Asupan cairan* Peranan Ginjal * Pengontrolan tekanan darah - Hormon Atriopeptin (Atrial Natriuretic peptide) * Pengontrolan keseimbangan garam - Sistem Renin-Angiotensin-Aldosteron

2. Pengaturan osmolaritas cairan ekstrasel* Perubahan osmolaritas di nefron* Peranan Vasopresin

faal_cairan-asam-basa/ikun/2006 30

faal_cairan-asam-basa/ikun/2006 31

faal_cairan-asam-basa/ikun/2006 32

faal_cairan-asam-basa/ikun/2006 33

faal_cairan-asam-basa/ikun/2006 34

faal_cairan-asam-basa/ikun/2006 35

faal_cairan-asam-basa/ikun/2006 36

faal_cairan-asam-basa/ikun/2006 37

faal_cairan-asam-basa/ikun/2006 38

faal_cairan-asam-basa/ikun/2006 39

faal_cairan-asam-basa/ikun/2006 40

faal_cairan-asam-basa/ikun/2006 41

faal_cairan-asam-basa/ikun/2006 42

faal_cairan-asam-basa/ikun/2006 43

1. Sistem sarafReseptor - Baroreseptor di arkus aorta & sinus karotis- Reseptor regang tekanan rendah di thorakSistem saraf simpatis

2. Sistem endokrin- Angiotensin II reabsorpsi Na- Aldosteron reabsorpsi Na- Antidiuretic hormone (ADH) reabsorpsi air- Atrial natriuretic peptide (ANP/atriopeptin) ekskresi Na & air

faal_cairan-asam-basa/ikun/2006 44

faal_cairan-asam-basa/ikun/2006 45

Umur Suhu lingkungan Diet Stres Penyakit

faal_cairan-asam-basa/ikun/2006 46

Keseimbangan asam-basa pengaturan konsentrasi ion H+ dalam cairan tubuh

Ion H+ sbg hasil dari metabolisme: C6H12O6 + O2 CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3

-

[H+] dlm plasma pH plasma darah = 7,4

Sistem dapar (buffer) menghambat perubahan pH yang besar jika ada penambahan asam atau basa

faal_cairan-asam-basa/ikun/2006 47

1. Asam karbonat:Bikarbonat sistem dapar di CES untuk asam non-karbonat

2. Protein sistem dapar di CIS & CES

3. Hemoglobin sistem dapar di eritrosit untuk asam karbonat

4. Phosphat sistem dapar di ginjal dan CIS

faal_cairan-asam-basa/ikun/2006 48

faal_cairan-asam-basa/ikun/2006 49

faal_cairan-asam-basa/ikun/2006 50

Sistem dapar hanya mengatasi ketidakseimbangan asam-basa sementara

Ginjal: meregulasi keseimbangan ion H+ dengan menghilangkan ketidakseimbangan kadar H+ secara lambat; terdapat sistem dapar fosfat & amonia

Paru-paru: berespons scr cepat thd perubahan kadar H+ dalam darah & mempertahankan kadarnya sampai ginjal menhilangkan ketidakseimbangan tersebut

faal_cairan-asam-basa/ikun/2006 51

Kadar CO2 meningkat pH menurun Kadar CO2 menurun pH meningkat Kadar CO2 & pH merangsang

kemoreseptor yg kemudian akan mempengaruhi pusat pernapasan hipoventilasi meningkatkan kadar CO2 dlm darah hiperventilasi menurunkan kadar CO2 dlm darah

faal_cairan-asam-basa/ikun/2006 52

faal_cairan-asam-basa/ikun/2006 53

Sekresi H+ ke dalam filtrat & reabsorpsi HCO3- ke CES menyebabkan pH ekstrasel meningkat

HCO3- di dlm filtrat diabsorbsi Laju sekresi H+ meningkat akibat

penurunan pH cairan tubuh atau peningkatan kadar aldosteron

Sekresi H+ dihambat jika pH urin < 4,5

faal_cairan-asam-basa/ikun/2006 54

1. Asidosis respiratorihipoventilasi retensi CO2 H2CO3H+

2. Alkalosis respiratorihiperventilasi CO2 banyak yg hilang H2CO3 H+

3. Asidosis metabolikDiare, DM HCO3

- PCO2 H+

4. Alkalosis metabolikmuntah H+ HCO3

- PCO2

faal_cairan-asam-basa/ikun/2006 55

faal_cairan-asam-basa/ikun/2006 56

faal_cairan-asam-basa/ikun/2006 57

faal_cairan-asam-basa/ikun/2006 58

faal_cairan-asam-basa/ikun/2006 59

faal_cairan-asam-basa/ikun/2006 60

faal_cairan-asam-basa/ikun/2006 61

Lihat pH darah

pH < 7,35 pH > 7,45

ASIDOSIS ALKALOSIS

Lihat pCO2 Lihat HCO3-

< 40mmHg > 40 mmHg < 24 mM > 24 mM

METABOLIKRESPIRATORIKRESPIRATORIKMETABOLIK

Lihat pH kembali- jika mendekati kadar normal (7,35-7,45) terkompensasi- jika belum mendekati normal tidak terkompensasi atau terkompensasi sebagian

Jika asidosis respiratorik dgn HCO3- < 24 mM

terkompensasi sebagian Jika asidosis metabolik dgn pCO2 < 40 mmHg

terkompensasi sebagian Jika alkalosis respiratorik dgn HCO3

- > 24 mM terkompensasi sebagian

Jika alkalosis metabolik dgn pCO2 > 40 mmHg terkompensasi sebagian

faal_cairan-asam-basa/ikun/2006 62

pH 7.32, PCO2 40, HCO3 19 pH 7.55, PCO2 20, HCO3 22 pH 7.55, PCO2 37, HCO3 30 pH 7.49, PCO2 35, HCO3 29 pH 7.30, PCO2 50, HCO3 29 pH 7.43, PCO2 53, HCO3 30 pH 7.44, PCO2 38, HCO3 26 pH 7.43, PCO2 32, HCO3 20

63

Asidosis metabolik tdk terkompensasi

Alkalosis respiratoriktdk terkompensasi

Alkalosis metaboliktdk terkompensasi

Alkalosis metaboliktdk terkompensasi

Asidosis respiratorikterkompensasi sebagian

Alkalosis respiratorikterkompensasi

normal

Alkalosis metabolikterkompensasi