ANALISA pH Dan GAS DARAH

Biokimia Peran Ginjal Dalam Kesimbangan Asam Basa

Wiryatun LestarianaBagian Biokimia Fak. Kedokteran

Aspek Biokomia Ginjal

• Pendahuluan

• Fungsi ginjal

• Peran ginjal dalam keseimbangan asam - basa

Pendahuluan

• Selain paru-paru, ginjal alat tubuh penting ikut mengendalikan pH cairan tubuh

• Gangguan keseimbangan asam-basa, jelas tak dpt. diperbaiki dng. sempurna oleh paru-paru dengan fungsi respirasinya bila penyebab utamanya gangguan kation dan anion non volatil

• Pada kondisi normal bikarbonat yang berlebihan dan asam-asam non volatil dikeluarkan oleh ginjal pH urin beragam sebagai fungsi tubuh untuk mengeluarkan zat-zat tersebut

lanjutan

• Kebanyakan asam dikeluarkan dalam bentuk selain H+, terutama H2PO4

- atau NH4+

• Gangguan thd. fungsi ginjal berakibat timbulnya gangguan asam basa

• Selama tubuh masih normal gangguan keseimbangan asam basa diatasi dengan ekskresi dan reabsorbsi selektif

• Hanya saja respon lewat ginjal berlangsung lebih lambat dibandingkan respon melalui respirasi

Peran dan Fungsi ginjal

• Sebagai alat ekskresi yg. berperan dalam pengeluaran dan reabsorbsi beberapa metabolik yg. ada dalam plasma darah

• Ginjal mengandung unit-unit fungsional

nefron

• Dalam ginjal tdpt. sekitar 1,3 X 106 nefron yang bekerja secara paralel

lanjutan

• Tiap nefron mgd. satu glomerulus yang dipasok darah dalam suatu sistem kapiler

memungkinkan terjadinya ultrafiltrasi berbagai senyawa ber BM kecil dalam plasma

• Hasil filtrasi dikumpulkan dalam kapsul Bowman

tubulus konvolutus proksimalis loop Henle tubulus konvolutus distal dan saluran pengumpul yang menerima saluran dari beberapa nefron

lanjutan

Pada kondisi normal• ± 160 liter cairan disaring tiap hari, tetapi

air urin hanya ± 500 – 2500ml/hari tergantung pada diet dan aktivitas

sekitar 99% air yang disaring direabsorbsi• Filtrasi glomerulus memiliki osmolaritas

serupa dengan plasma yaitu ± 300 osmol/L trtm. mengandung Na+, K+, HCO3

-, HPO4=, SO4

=, urea, glukosa dan kreatinin

lanjutan

• Dalam tubulus konvolutus proksimal, Na+ dari filtrat bertukar dengan H+ dari sel pada permukaan saluran sel tubulus secara aktif diangkut dari sel ke dalam cairan peritubulus oleh pompa Na+,K+, dalam membran basal

• K+ dari filtrat ke dalam sel dengan proses pasif dan berdifusi ke cairan peritubulus bersama dengan K+ yang dipompa ke dalam membran basal

• bersama aliran Na+, ikut pula CL- masuk secara pasif

lanjutan

• Air dari filtrasi pindah secara pasif

osmolaritas filtrat hampir konstan

• Bersama penyerapan air, elektrolit juga diserap dengan proporsi yg sama

• ± 70 - 85% filtrat glomerulus direabsorbsi kembali dalam tubulus proksimal

Cairan lumen dari tubulus proksimal turun ke loop Henle

• Air berdifusi secara osmotik ke vasa rekta yang peka terhadap ADH (vasopresin)

berlanjut sampai volume urin berkurang sekali pada belokan loop.

• Kepekatan di daerah belokan ini dapat 4 X lebih besar dibanding ditempat lain

• Pada bagian loop yang naik bersifat tidak permeabel thd air tetapi tidak yang lain

Cl- diserap secara aktif dan Na+ diserap dng pompa Na+, K+ hipertonis

lanjutan

• Bagian loop yg naik bersifat hipertonis cairan masuk ke dalam tubulus distal dan ± 50%

Na+ yang direabsorbsi • Volume cairan yang memasuki tubulus distal ±

15% dari filtrat glomerulus semula • Segmen nefron ini peka sekali thd. Vasopresin tanpa adanya vasopresin, tubulus tak

permeabel untuk air• Adanya vasopresin air berdifusi dari

tubulus distal saluran pengumpul• Reabsorbsi Na+ terus berlangsung secara aktif

yang dipengaruhi aldosteron (suatu mineralo-kortikoid)

Filtrasi glomerular

• Komposisi filtrat glomerulus sama dengan plasma

Protein - Protein dalam urin (proteinuria) terjadi hanya pada * penyakit ginjal * gagal jantung kongestif (krn payah jantung: hipertensi yang lama, gangguan paru-paru yg berat * proteinuria ortostatik (bila berdiri lama ada protein dalam urin) * kenaikan permeabilitas membran filtrasi pd kondisi abnormal misalnya pasokan darah kurang memadai (kegagalan sirkulasi), anoksia, agen toksis (obat, racun, bakteri)

Energi untuk filtrasi

• Untuk filtrasi glomerulus perlu energi yg berbeda untuk masing-masing kondisi

* tekanan hidrostatik darah : 75 mmHg

* tekanan osmotik (protein plasma): 30 mmHg

* tekanan interstisial ginjal : 10 mmHg

* tekanan intratubuler ginjal : 10 mmHg

* tekanan filtrasi efektif (75 – 50) mmHg

= 25 mmHg

Gangguan tekanan filtrasi efektif

tekanan darah turun karena: - dehidrasi,pendarahan, gagal bilik kanan tekanan interstisial ginjal naik karena: - proses inflamasi tekanan intratubular naik karena: - sumbatan pada tubulus collectivus: ureter akibatnya plasma tak difiltrasi sehingga zat yg seharusnya diekskresi melalui ginjal beredar kembali dalam darah berbahaya bagi tubuh. Contoh: - urea uremia - asam urat gout

Fungsi tubulus

• Senyawa-senyawa dengan nilai ambang batas (NAB)

* rendah direabsorbsi pelan atau sama sekali tidak: kreatinin, asam urat, urea * tinggi direabsorbsi baik: karbohidrat, asam amino yg reabsorbsinya berlangsung di tubulus proksimalis

Reabsorbsi glukosa

• Glukosa dalam filtrat glomerulus direabsorbsi di tubulus proksimalis perlu carrier yang kapasitasnya terbatas

• jika glukosa berlebihan, carrier tidak dpt. membantu mereabsorbsinya

NAB glukosa, yang besarnya 180 mg/dl• Jika kadar glukosa darah > 180 mg/dl glukosa tidak dapat direabsorbsi di

tubulus

lanjutan

• Reabsorbsi glukosa dengan fosforilasi• Pada kadar glukosa darah 100 mg/dl (normal) maka 120

mg glukosa difiltrasi per menit karena glomerular filtration rate (GFR) = 120 mg/menit

• Pada Renal threshold = 180 mg/dl, maka glukosa yang difiltrasi =

180 X 120 mg/menit = 216 mg/menit 100 • 1dl = 100 ml 180mg/100ml NAB glukosa

Reabsorbsi air

• Tempat

- tubulus konvolutus proksimalis, permeabel

thd. obligat

- bagian turun loop Henle: reabsorbsi air dan

elektrolit

- tubulus convolutus distalis: fakultatif,

dipengaruhi ADH

- tubulus kolektivus

lanjutan

* reabsorbsi wajib: 80% air di tubulus konvolutus proksimalis air direabsorbsi bersama elektrolit-elektrolit. Jika banyak zat terlarut dapat terjadi diuresis. Misalnya pd DM, terlalu banyak glukosa butuh banyak air untuk melarutkannya banyak urin keluar

* reabsorbsi fakultatif: berlangsung di tubulus konvolutus distalis = 15 ml/menit atau biasa ditulis (16 – 1) karena pengaruh ADH artinya air yang direabsorbsi 16ml/menit dan yang diekskresi 1ml/menit

ADH = anti diuretik hormon• Meningkatkan permeabilitas tubulus konvolutus

distalis dan tubulus kolektivus terhadap air

ADH secara selektif mengikatkan diri pada sel

Adenilat siklase meningkat

cAMP meningkat

Adenil siklase aktif

Permeabilitas membran sel meningkat

Reabsorbsi air

Pemacu dan penghambat ADH

• Pemacu ADH: stress tertentu

- pembedahan

- obat-obat anestesi

- trauma berat• Penghambat ADH:

- alkohol urin meningkat

diuresis

Reabsorbsi ion-ion

• Natrium - diabsorbsi secara aktif, diikuti anion terutama klorida (Cl-) - dalam tubulus proksinalis 7/8 X 560g = 490g 70g masuk ke dalam Ansa Henle dan tubulus renalis 5g Na+ tdp dalam urin - 2/3 air dan Na+ direabsorbsi (air pasif, Na aktif) tekanan osmotik tubulus tetap

KaliumDiekskresi dengan filtrasi dan disekresi tubulusDireabsorbsi di tubulus proksimalis dipengaruhi

oleh hormon aldosteronDisekresi di tubulus distalis terjadi pertukaran

ion H+

Kemampuan mengekskresi kalium sangat besar shg. jarang tjd. hiperkalemia

Jika gagal ginjal tdk. boleh diberi kalium agar tdk. terjadi hiperkalemia spt. pada gangguan ginjal kronis

Reabsorbsi Na+ da K+ dipengaruhi aldosteron

Bikarbonat• 7/8 bikarbonat (HCO3

-) filtrat glomerolus akan direabsorbsi

Fosfat• Direabsorbsi di tubulus proksimalis• HPO4

-- dan H2PO4- direabsorbsi dengan rasio 4 :

1Kreatinin• Dalam fungsi ginjal dikenal adanya creatinin

clearance.• Pada orang normal tiap hari dihasilkan

kreatininin dari kreatin jumlahnya ditentukan oleh ukuran masa otot

Lanjutan kreatinin

• Semua kreatinin yang masuk filtrat glomerulus diekskresi sempurna

• Pengukuran kreatinin bersama volume urin tiap hari merupakan ukuran filtrat glomerulus pengukuran creatinin clearance merupakan salah satu pengukuran fungsi ginjal

Pengaturan keseimbangan asam basa oleh ginjal

• Ginjal mengatur keseimbangan asam basa dengan mengendalikan

- reabsorbsi bikarbonat - mensekresi asam yang semuanya tergantung pd. pembentukan H+

dan HCO3- dari CO2 dan air dari dalam tubulus

• Dalam kondisi normal plasma mengandung 25 – 26 mmol/L HCO3

-

• NAB ginjal untuk HCO3-: 2 6 – 28 mmol/L

maka hanya sedikit HCO3- yang dikeluarkan

lanjutan

• Bikarbonat (HCO3-) direabsorbsi dalam tubulus proksimal dan distal

• 90% bikarbonat direabsorbsi dalam proksimal• Dengan adanya ion Na+ filtrat yang masuk ke

proksimal untuk keseimbangan tekanan osmose ion H+ keluar ke filtrat

• Na+ selanjutnya dipompa oleh pompa Na+, K+

menuju cairan peritubulus (darah)• Kadar Na+ dalam sel tubulus dipertahankan

rendah

lanjutan

• H+ dengan adanya HCO3- dalam filtrat

terbentuk H2CO3 oleh karbonik anhidrase terurai CO2 + H2O masuk sel tubulus proksimal

• Selanjutnya CO2 tadi bergabung dg. CO2 dalam tubulus, dengan adanya infiltrasi H2O dan karbonik anhidrase H2CO3 yang selanjutnya terurai lagi menjadi HCO3

- + H+

lanjutan

• Kenaikan pCO2 dalam darah tinggi dan juga dalam filtrat glomerulus kenaikan H2CO3 dalam sel tubulus

• H2CO3 selanjutnya terurai kadar H+ dalam tubulus meningkat, HCO3

- dapat diserap ke darah dan H+ nya dikeluarkan melalui urin

• Jadi pada kondisi asidosis yaitu tekanan CO2 darah tinggi kompensasinya adalah reabsorbsi HCO3- ditingkatkan

lanjutan

Kadar bikarbonat (HCO3-) dalam darah

• Dipengaruhi oleh kadar K+ dan Cl-

• Bila kadar K+ plasma tinggi (hiperkalemia)

ditukar dengan H+ dalam sel H+ dalam sel tubulus kurang reabsorbsi HCO3

- kurang air kemih menjadi alkalis karena mengandung KHCO3

• Pada hipokalemia, reabsorbsi HCO3- meningkat

krn kadar H+ dalam sel tinggi hipokalemia menyebabkan dipertahankan HCO3

- dalam sel

Kadar Klorida dalam darah

• Pada hipokloremia (Cl- dalam darah rendah) HCO3

- plasma meningkat untuk mempertahankan kadar anion

• Pada hiperkloremia penurunan HCO3

- dalam plasma sekresi H+ menurun

lanjutan

• Asam fosfat - senyawa non volatile untuk dapat diekskresi dalam urin perlu ion Na+ untuk dibufer fosfat Na2HPO4 4 = NaH2PO4 1 - bufer ini untuk menghemat Na+ sebab Na+

dibutuhkan tubuh dalam jumlah yang besar yaitu selain untuk sel-sel tubuh juga untuk ginjal krn. untuk mengeluarkan asam-asam non volatile menggunakan bufer tsb.

Ion hidrogen dalam sel tubulus

• Sekresi H+ oleh sel tubulus dapat digunakan dalam 3 peristiwa utama

1. reabsorbsi HCO3-. Disini H+ bereaksi dg.

HCO3- membentuk H2CO3 dan kemudian

terurai menjadi CO2 dan H2O 2. Reaksi dengan dapar HPO4

2-/H2PO4- yang

pengaruhnya pertukaran satu Na+ dalam Na2HPO4 untuk menghasilkan NaH2PO4

penghematan Na+

3. Pembentukan amonia dalam sel tubulus. Disini NH3 berdifusi dari sel ke dalam lumen NH4

+

Gangguan keseimbangan asam basa

Asidosis respirasi

1. Respirasi

Alkalosis respirasi

Asidosis metabolik

2. Metabolik

Alkalosis metabolik