keseimbangan asam-basa
DESCRIPTION
keseimbangan asam basaTRANSCRIPT
7/18/2019 Keseimbangan Asam-Basa
http://slidepdf.com/reader/full/keseimbangan-asam-basa-56978076641a5 1/20
BAB I
PENDAHULUAN
Asam merupakan subtansi kimia yang dapat berperan sebagai pemberi proton atau ion
H+. Basa adalah ion atau molekul yang dapat menerima proton atau ion hidrogen.
Tingkat keasaman (pH) normal adalah 7,35-7,45 dan tingkat keasaman yang masih
memungkinkan untuk hidup adalah 6,7-7,9.
Keseimbangan asam basa merupakan suatu mekanisme tubuh untuk mempertahankan
pH tubuh agar tetap normal sehingga dapat menunjang kelangsungan hidup. Keadaan
asam dan basa pada tubuh tiap waktu akan selalu berubah sehingga diperlukan
mekanisme kompensasi agar perubahan tersebut tidak terlalu jauh dari rentang pH
normal. Mekanisme kompensasi asam basa pada tubuh manusia cukup banyak dan
cukup rumit untuk dimengerti sehingga perlu dipelajari lebih lanjut. Mekanisme
kompensasi asam basa ini sewaktu-waktu tidak dapat mengembalikan pH tubuh
kembali ke pH normal sehingga menyebabkan gangguan keseimbangan asam basa.
Gangguan keseimbangan asam basa merupakan suatu keadaan yang dapat
mempengaruhi fungsi organ vital. Gangguan tersebut dapat berupa disritmia jantung,
gangguan keseimbangan mineral dan elektrolit, gangguan ekskresi dan reabsorpsi pada
ginjal, dll.
Gangguan keseimbangan asam basa ini merupakan keadaan yang berbahaya bagi
kelangsungan aktivitas di dalam tubuh manusia. Untuk mengetahui bagaimana bisa
terjadi gangguan keseimbangan asam basa maka kita harus mempelajari mengenai
fisiologi keseimbangan asam basa terlebih dahulu. Atas dasar itulah penulis tertarik
untuk mempelajari mengenai fisiologi keseimbangan asam basa dan gangguannya.
1
7/18/2019 Keseimbangan Asam-Basa
http://slidepdf.com/reader/full/keseimbangan-asam-basa-56978076641a5 2/20
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Definisi Asam Basa
2.1.1 Asam dan Basa
Ion hidrogen adalah proton tunggal bebas yang dilepaskan atom hidrogen. Molekul
yang melepaskan atom-atom hidrogen disebut dengan asam. Asam merupakan subtansi
kimia yang dapat berperan sebagai pemberi proton atau ion H+.1,2
Basa adalah ion atau molekul yang dapat menerima proton atau ion hidrogen. Contoh
dari basa adalah ion bikarbonat (HCO3-) karena dia dapat bergabung dengan satu ion
hidrogen untuk membentuk H2CO3. Demikian juga dengan HPO42- adalah suatu basa
karena dapat menerima satu ion hidrogen untuk membentuk H2PO4. Protein dalam
tubuh juga berfungsi sebagai basa, karena beberapa asam amino yang membangun
protein dengan muatan akhir negatif siap menerima ion-ion hidrogen.1
Alkalosis merujuk pada pengeluaran ion hidrogen yang berlebihan dari cairan tubuh
sehingga meningkatkan pH, sedangkan asidosis merujuk pada penambahan ion
hidrogen yang berlebihan sehingga menurunkan pH.1,2
2.1.2 Asam-Basa Kuat dan Lemah
Asam kuat adalah asam yang berdisosiasi dengan cepat dan terutama melepaskan
sejumlah besar ion H+ dalam larutan. Contohnya adalah HCl. Asam lemah mempunyai
lebih sedikit kecenderungan untuk mendisosiasikan ion-ionnya, oleh karena itu kurang
kuat melepas H-. Contohnya adalah H2CO3.1
Suatu basa kuat adalah basa yang bereaksi secara cepat dan kuat dengan H-, oleh karena
itu dengan cepat menghilangkannya dari larutan. Contohnya yang khas adalah OH-,
yang bereaksi dengan H- untuk membentuk air (H20). Basa lemah yang khas adalah
HC03-, karena HC03
- berikaan dengan H+ secara jauh lenih lemah daripada OH-.
2
7/18/2019 Keseimbangan Asam-Basa
http://slidepdf.com/reader/full/keseimbangan-asam-basa-56978076641a5 3/20
Kebanyakan asam dan basa dalam cairan ekstraseluler yang berhubungan dengan
pengaturan asam-basa normal adalah asam dan basa lemah.1
2.1.3 Konsentrasi Ion Hidrogen dan pH Cairan Tubuh Normal
Konsentrasi ion hydrogen dalam darah normalnya dipertahankan dalam batas ketat
suatu nilai normal sekitar 0,00004 mEq/liter (40nEq/liter). Variasi normal hanya sekitar
3 sampai 5 nEq/liter, tetapi dalam kondisi yang ekstrem, konsentrasi ion hidrogen dapat
bervariasi dari 10nEq/liter sampai 160 nEq/liter tanpa menyebabkan kematian.1
Karena konsentrasi ion hidrogen normalnya rendah dan karena jumlah yang kecil ini
tidak praktis, biasanya konsentrasi ion hidrogen disebut dalam skala logaritma, dengan
menggunakan satuan pH. pH berhubungan dengan konsentrasi ion hidrogen yang
sebenarnya melalui rumus berikut ini (konsentrasi ion hidrogen [H+] dinyatakan dalam
ekuivalen per liter):
pH = log 1 = - log [H+]
[H+]
Sehingga PH normal adalah –log (40 x 10-9), yaitu 7,40.1
Dari rumus tersebut, dapat terlihat bahwa pH berhubungan terbalik dengan konsentrasi
ion hidrogen; oleh karena itu, pH yang rendah berhubungan dengan konsentrasi ion
hidrogen yang tinggi dan pH yang tinggi berhubungan dengan konsentrasi ion hidrogen
yang rendah.1
Menurut Ad Hoc Committee of the New York Community of Sciences, pH adalah
logaritma negatif dari aktivitas ion hidrogen, dimana sama dengan konsentrasi ion
hidrogen ketika koefisien aktivitas menjadi satu.2 Nilai pH normal darah arteri adalah
7,4, sedangkan pH darah vena dan cairan interstisial sekitar 7,35 akibat jumlah ekstra
karbon dioksida (CO2) yang dibebaskan dari jaringan untuk membentuk H2CO3 dalam
cairan-cairan ini. Karena pH normal darah arteri adalah 7,4, seseorang diperkirakan
mengalami asidosis saat pH turun di bawah nilai ini dan mengalami alkalosis saat pH
meningkat di atas 7,4. batas rendah pH di mana seseorang dapat hidup lebih dari beberapa jam adalah sekitar 6,8, dan batas atas adalah sekitar 8,0.1,3
3
7/18/2019 Keseimbangan Asam-Basa
http://slidepdf.com/reader/full/keseimbangan-asam-basa-56978076641a5 4/20
2.2 Pendekatan Nilai pH
2.2.1 Pendekatan Henderson-Hasselbach
Pada pendekatan Henderson-Hasselbach, penentuan pH menggunakan persamaan pH
=pKa + log ([HCO3-]/ [0.03 pCO2 mmHg]) dimana nilai pKa pada suhu 37 derajat
celsius adalah 6.1.4 Pada persamaan ini, pH dapat ditentukan dengan menggunakan
parameter nilai HCO3- dan pCO2. Pendekatan ini mengenal 4 macam gangguan
keseimbangan asam basa. Perubahan pada konsentrasi HCO3- plasma akan
menyebabkan gangguan keseimbangan asam basa metabolik, sedangkan perubahan
pCO2 menyebabkan gangguan keseimbangan asam basa respiratorik.4,5
HCO3- dan pCO2 merupakan indikator yang interdependen, sehingga pendekatan ini
tidak mampu menjelaskan gangguan keseimbangan asam basa metabolik yang
kompleks pada pasien-pasien kritis.4 Kebanyakan pasien – pasien kritis mengalami
penurunan protein dan peningkatan anion metabolik, sedangkan indikator – indikator
tersebut tidak dapat digunakan dengan menggunakan pendekatan ini. Hal ini dapat
terjadi karena pada pendekatan ini, komponen – komponen dapar non bikarbonat tidak
diperhitungkan.4,5
2.2.2 Pendekatan Stewart
Pendekatan Henderson-Hasselbach tidak menjelaskan bagaimana dan mengapa asidosis
metabolik hiperkloremik dapat terjadi akibat infus salin normal dalam jumlah besar.
Pendekatan Stewart ini dapat menjelaskan mekanisme terjadinya asidosis
hiperkloremik.4
Konsep Stewart dimulai dengan adanya konsep ion kuat. Ion – ion disosiasi lengkap
yang dalam bentuk terikat hanya ada pada pH fisiologis pada larutan biologis. Pada
konsep ini autoionisasi air dapat menghasilkan ion H+ dan OH- sehingga reaksinya
dapat ditulis sebagai berikut.
H2O H+ + OH-
Disosiasi air ini bersifat konstan sehingga apabila [H+
] meningkat, [OH-
] menurunsebanyak jumlah yang sama.4
4
7/18/2019 Keseimbangan Asam-Basa
http://slidepdf.com/reader/full/keseimbangan-asam-basa-56978076641a5 5/20
Kw = [H+] x [OH-]
Pada pendekatan Stewart, terdapat 3 variabel yang menentukan disosiasi air, antara lain
pCO2, Strong Ion Difference, dan konsentrasi asam lemah.
Strong Ion Difference (SID) adalah selisih antara jumlah konsentrasi ion-ion kuat kation
yang dapat terukur dalam plasma dengan jumlah konsentrasi ion-ion kuat anion yang
dapat terukur dalam plasma. SID = {[Na+] + [K +] + [Ca2+] + [Mg2+]} – {[Cl-] + [SO4-]
+ [laktat]}.4,5 Persamaan diatas dapat juga dikatakan sebagai SID apparent (SIDa).
Selain SIDa, terdapat juga SID effective (SIDe), SIDe merupakan jumlah [HCO3-]
plasma, albumin dan fosfat. SIDe = [HCO3-] + [alb-] + [fosfat-]. [alb-] dan [fosfat-]
dapat dicari dengan menggunakan persamaan,
[alb-] = [alb g/l] x (0,123 x pH – 0,631)
[fosfat-] = [fosfat]/10 x pH – 0,47.
Selisih antara SIDa dan SIDe disebut dengan Strong Ion Gap (SIG).5,6
SID normal pada plasma adalah 40-42 mmol/l dengan tegangan positif. Perubahan pada
SID plasma sangat berpengaruh pada disosiasi air melalui hukum netralitas elektrik dan
konservasi massa.4
Peningkatan konsentrasi kation kuat pada plasma akan meningkatkan SID. Peningkatan
level SID mengurangi pelepasan H+ dari air, sehingga mengurangi ion hidrogen plasma
dan meningkatkan pH. Penurunan level serum SID akibat peningkatan konsentrasi
anion, dapat meningkatkan disosiasi air sehingga terjadi peningkatan ion hidrogen dan
penurunan pH.4
Pendekatan Stewart meliputi asam lemah non volatil (ATOT) sebagai komponen mayor
dalam gangguan asam basa. ATOT plasma meliputi fosfat inorganik, albumin dan protein
plasma yang lain.4
Albumin berlaku sebagai asam lemah pada plasma protein yang sangat berpengaruh
pada nilai pH dan peningkatannya dapat mengakibatkan asidosis. Normalnya level
serum fosfat sangat rendah sehingga perubahannya tidak terlalu berpengaruh pada
5
7/18/2019 Keseimbangan Asam-Basa
http://slidepdf.com/reader/full/keseimbangan-asam-basa-56978076641a5 6/20
gangguan asam basa. Namun, pada pasien gagal ginjal, hiperfosfatemia dapat
menyebabkan asidemia.4
Pada keadaan normal, SIG sama dengan nol. Pada asidosis organik, SIDa tidak berubah,
namun pada asidosis hiperkloremik mengalami penurunan. SIDe mengalami penurunan
pada kedua tipe asidosis metabolik. SIG sama dengan nol pada asidosis hiperkloremik,
namun meningkat pada asidosis organik.5
Cara lain yang lebih mudah adalah menghitung Base Deficit-Excess Gap (BEG).
Perhitungan ini memungkinkan kalkulasi ulang Base Deficit Excess (BDE)
menggunakan parameter ion-ion kuat, air bebas, dan albumin. Hasil kalkulasi BEG ini
mencerminkan nilai SIG.
Persamaan pertama dimulai dengan menghitung BDE dari NaCl.
BDE NaCl = ([Na+] – [Cl-]) – 38
Untuk setiap kenaikan 1 mEq/L natrium dari 140, base excess meningkat sebanyak +1,
sedangkan untuk setiap penurunan 1 mEq natrium dari 140, base deficit meningkat
sebanyak -1. Untuk setiap peningkatan 1 mEq/L korida dari 102, base deficit meningkatsebanyak -1, sedangkan untuk setiap penurunan 1 mEq/L klorida dari 120, base excess
meningkat sebanyak +1.
Setelah itu persamaan kedua adalah menghitung BDE dari albumin.
BDEAlb = 0,25(42 – albumin g/L)
Untuk setiap penurunan 0,4 g/dL pada albumin dari 4,0, maka ada peningkatan base
excess sebanyak +1.
Kemudian persamaan berikutnya adalah menghitung BDE kalkulasi.
BDEcalc = BDE NaCl – BDEAlb
Persamaan yang terakhir adalah menghitung BDE gap untuk mengetahui efek dari anion
maupun kation yang tidak terukur.
BDE gap = BDE - BDEcalc
6
7/18/2019 Keseimbangan Asam-Basa
http://slidepdf.com/reader/full/keseimbangan-asam-basa-56978076641a5 7/20
2.3 Pengaturan pH Normal
Ada 3 mekanisme yang mempertahankan nilai pH agar tetap dalam batas normal dalam
cairan tubuh untuk mencegah asidosis atau alkalosis, yaitu:1
1. Mekanisme Dapar Asam-Basa Kimiawi dalam Cairan Tubuh
Bila terjadi perubahan dalam konsentrasi ion hidrogen, sistem dapar cairan
tubuh merupakan lini pertama dan bekerja dalam waktu sepersekian detik untuk
memperkecil perubahan ini.1
Dapar adalah zat apapun yang secara reversibel dapat mengikat ion hidrogen
sehingga dapat menyesuaikan pH apabila terjadi penambahan asam maupun
basa ke dalam cairan tubuh.1,2,3 Dapar bisa merupakan campuran asam lemah
dan garam alkalinya atau campuran basa lemah dan garam asamnya.3,4 Bentuk
umum dari reaksi dapar adalah:
Dapar + H+ DaparH
Pada contoh diatas, ion hidrogen bebas bergabung dengan dapar untuk
membentuk asam lemah yang dapat tetap sebagai suatu molekul yang tidak
terkait maupun yang dapat terurai kembali menjadi dapar dan ion hidrogen. Bila
konsentrasi ion hidrogen meningkat, reaksi dipaksa bergeser ke kanan dan lebih
banyak ion hidrogen yang berikatan dengan dapar, selama dapar masih tersedia.
Bila konsentrasi ion hidrogen menurun, reaksi bergeser ke arah kiri dan ion
hidrogen dilepaskan dari dapar.1
Ada 3 sistem dapar di dalam tubuh
a) Sistem dapar bikarbonat
Sistem dapar bikarbonat merupakan sistem penyangga yang utama dalam
tubuh dan berfungsi terutama dalam cairan ekstrasel.3 Sistem dapar
bikarbonat terdiri dari larutan air yang mengandung dua unsur: (1) asam
lemah, H2CO3, dan (2) garam bikarbonat, seperti NaHCO3.1
H2CO3 dibentuk dalam tubuh oleh reaksi CO2 dengan H2O:
7
7/18/2019 Keseimbangan Asam-Basa
http://slidepdf.com/reader/full/keseimbangan-asam-basa-56978076641a5 8/20
CO2 + H2O H2CO3
Reaksi ini lambat, dan sangat sedikit jumlah H2CO3 yang dibentuk
kecuali bila ada enzim karbonik anhidrase. Enzim ini sangat banyak
terutama di dinding alveoli paru, tempat CO2 dilepaskan; karbonik
anhidrase juga ditemukan di sel epitel tubulus ginjal, tempat CO2 bereaksi
dengan H2O untuk membentuk H2CO3.1
H2CO3 berionisasi secara lemah untuk membentuk sejumlah kecil H+ dan
HCO3- .
H2CO3 H+ + HCO3-
Garam bikarbonat terdapat secara dominan sebagai natrium bikarbonat
(NaHCO3) dalam cairan ekstrasel. NaHCO3 berionisasi hampir secara
lengkap untuk membentuk ion bikarbonat (HCO3-) dan ion-ion natrium
(Na+).
NaHCO3 Na+ + HCO3-
Bila asam kuat seperti HCl ditambahkan ke dalam larutan dapar bikarbonat, peningkatan H+ yang dilepaskan dari asam didapar oleh
HCO3- :
H+ + HCO3- H2CO3 CO2 + H2O
Asam yang sangat lemah, yaitu H2CO3 semakin banyak terbentuk yang
kemudian membentuk CO2 dan H2O. CO2 yang berlebihan sangat
merangsang pernafasan, yang mengeluarkan CO2 dari cairan ekstrasel.1,3
Reaksi yang berlawanan terjadi bila suatu basa kuat seperti natrium
hidroksida (NaOH), ditambahkan ke dalam larutan dapar bikarbonat:
NaOH + H2CO3 NaHCO3 + H2O
OH- dari NaOH bergabung dengan H2CO3 untuk membentuk HCO3-
tambahan. Jadi, basa lemah NaHCO3 menggantikan basa kuat NaOH.
8
7/18/2019 Keseimbangan Asam-Basa
http://slidepdf.com/reader/full/keseimbangan-asam-basa-56978076641a5 9/20
Pada waktu bersamaan, konsentrasi H2CO3 menurun, menyebabkan lebih
banyak CO2 bergabung dengan H2O untuk menggantikan H2CO3.1,3
Hasil akhirnya adalah kecenderungan penurunan kadar CO2 dalam darah,
tetapi penurunan CO2 dalam darah menghambat pernapasan dan
menurunkan laju ekspirasi CO2. Peningkatan HCO3- dalam darah,
dikompensasi oleh peningkatan ekskresi HCO3- oleh ginjal.1,3
b) Sistem dapar fosfat.
Sistem dapar ini terutama berperan penting dalam pendaparan cairan
tubulus ginjal dan cairan intrasel. Elemen utama dalam sistem dapar
fosfat adalah H2PO4- dan HPO4
=.1,3 Penambahan asam kuat seperti HCl
akan menimbulkan reaksi sebagai berikut :
HCl + Na2HPO4 NaCl + NaH2PO4
Hasil dari reaksi ini adalah bahwa asam kuat, yaitu HCl, digantikan oleh
asam lemah tambahan, NaH2PO4, dan penurunan pH menjadi minimal.
Dengan cara serupa, basa kuat seperti NaOH akan menimbulkan reaksisebagai berikut :
NaOH + NaH2PO4 Na2HPO4 + H2O
Dalam keadaan ini, suatu basa kuat, NaOH, ditukar dengan suatu basa
lemah, NaHPO, yang menyebabkan pH hanya meningkat sedikit.1,3
Dapar fosfat sangat penting dalam cairan tubulus ginjal untuk dua alasan
berikut:
1. fosfat biasanya menjadi sangat pekat dalam tubulus, sehingga
meningkatkan tenaga dapar sistem fosfat.
2. cairan tubulus biasanya mempunyai pH yang lebih rendah daripada
cairan ekstrasel, menyebabkan jangkauan kerja dapar lebih mendekati
pK sistem.
c) Sistem dapar protein.
9
7/18/2019 Keseimbangan Asam-Basa
http://slidepdf.com/reader/full/keseimbangan-asam-basa-56978076641a5 10/20
Protein berada di antara banyak dapar yang paling kuat dalam tubuh
karena konsentrasinya yang tinggi, terutama di dalam sel.1,3
Ada sedikit H+ dan HCO3- yang berdifusi melalui membran sel, walaupun
ion-ion ini membutuhkan waktu beberapa jam untuk menjadi seimbang
dengan cairan ekstrasel. Akan tetapi, CO2 dapat dengan cepat berdifusi
melalui semua membran sel. Difusi elemen sistem bikarbonat ini
menyebabkan pH dalam cairan intrasel berubah ketika terjadi perubahan
pH dalam cairan ekstrasel. Sistem dapar di dalam sel membantu
mencegah perubahan pH cairan ekstrasel tetapi mungkin membutuhkan
waktu beberapa jam untuk menjadi efektif secara maksimal.1
Dalam sel darah merah, hemoglobin (Hb) adalah dapar yang penting.1
H+ + Hb HHb
Sistem ini berperan di dalam sel eritrosit untuk mengikat CO2 sebanyak
20% dalam bentuk carbamino compound. Hanya 5% CO2 yang diangkut
dalam plasma berbentuk larutan bebas. Sisanya sebanyak 75% diangkut
oleh darah sebagai bikarbonat.2,3
Karakteristik dapar dari hemoglobin tergantung dari grup imidazole
histidin.2,4 Histidin akan kurang berdisosiasi ketika dalam bentuk
teroksigenasi dibandingkan saat bentuk deoksigenasi, sehingga bentuk
hemoglobin yang deoksigenasi lebih baik untuk menjadi dapar.2
Kira – kira 60 sampai 70 persen dapar kimia total dalam cairan tubuh
berada di dalam sel – sel, dan kebanyakan dihasilkan dari protein intrasel.
1
2. Mekanisme Kompensasi Paru-Paru
Garis pertahanan kedua terhadap gangguan asam basa adalah pengaturan
konsentrasi CO2 cairan ekstraselular oleh paru-paru.1
CO2 dibentuk secara terus-menerus dalam tubuh melalui proses metabolisme
intrasel. Normalnya produksi CO2 dalam tubuh adalah 13.000 mmol perhari.1,2
10
7/18/2019 Keseimbangan Asam-Basa
http://slidepdf.com/reader/full/keseimbangan-asam-basa-56978076641a5 11/20
Setelah dibentuk CO2 berdifusi dari sel masuk ke dalam cairan interstitial dan
darah, dan aliran darah mengangkut CO2 ke paru-paru, disana CO2 berdifusi ke
dalam alveoli dan kemudian ditransfer ke atmosfer melalui ventilasi paru-paru.1
Perubahan ventilasi paru-paru atau perubahan kecepatan pembentukan CO2 oleh
jaringan dapat mengubah PCO2 cairan ekstrasel. Bila kecepatan pembentukan
CO2 metabolik meningkat, PCO2 cairan ekstrasel juga meningkat dan
sebaliknya. Apabila pembentukan CO2 metabolik tetap konstan, satu-satunya
faktor lain yang mempengaruhi PCO2 dalam cairan ekstrasel adalah kecepatan
ventilasi alveolus. Bila konsentrasi CO2 meningkat, maka konsentrasi H2CO3
dan konsentrasi H+ meningkat, sehingga pH cairan ekstrasel menurun.1
Tidak hanya kecepatan ventilasi saja yang dapat mempengaruhi konsentrasi ion
H+ dengan mengubah PCO2 cairan tubuh, tetapi konsentrasi H+ juga
mempengaruhi kecepatan ventilasi alveolus. Pusat nafas di medula oblongata
sangat sensitif terhadap perubahan PCO2 dan perubahan pH darah, selain itu
kemoreseptor di arkus aorta dan sinus karotikus juga dipengaruhi oleh O2, pH,
dan CO2 dalam darah.1,3,7 Apabila konsentrasi H+ meningkat diatas normal,
sistem pernapasan dirangsang, dan ventilasi alveolus meningkat sehingga
menurunkan PCO2 cairan ekstrasel dan mengurangi konsentrasi H+ kembali ke
normal. Apabila konsentrasi H+ turun di bawah normal, terjadi depresi pusat
pernafasan, ventilasi alveolus menurun, dan konsentrasi H+ meningkat menuju
normal.1,7
Pengaturan pernapasan tidak dapat mengembalikan konsentrasi H+ sepenuhnya
menjadi normal bila gangguan di luar sistem pernapasan telah mengubah pH.
Mekanisme kompensasi ini mempunyai efektivitas antara 50 sampai 75 persen.1
3. Mekanisme Kompensasi Ginjal.
Dalam keadaan normal ginjal berperan dalam keseimbangan asam basa melalui
3 cara, yaitu :1,3
a) Reabsorpsi Ion Bikarbonat
11
7/18/2019 Keseimbangan Asam-Basa
http://slidepdf.com/reader/full/keseimbangan-asam-basa-56978076641a5 12/20
Pada keadaan normal, dengan laju filtrasi glomerulus 120 ml/menit
dengan kadar HCO3 serum 24 mEq/l, ginjal harus mereabsorpsi 4000
mEq/l HCO3. Hal ini berlangsung melalui proses pertukaran ion H
(sekresi sel tubulus ginjal) dengan ion Na tubulus.1,3
Reabsorpsi ion bikarbonat terjadi hampir di seluruh bagian tubulus
kecuali segmen tipis desenden dan asenden ansa Henle, sebanyak 85-90%
direabsorpsi di tubulus proksimal.1,2 Reabsorpsi bikarbonat dicapai
melalui proses sekresi H+. HCO3- harus bereaksi dengan satu H+ yang
disekresikan untuk membentuk H2CO3 sebelum dapat direabsorpsi.1
Sel epitel tubulus proksimal, segmen tebal asenden ansa Henle, dan
bagian awal tubulus distal, semuanya menyekresikan H+ ke dalam cairan
tubulus melalui transport imbangan natrium-hidrogen. Sekresi aktif
sekunder dari H+ ini bersamaan dengan transport Na+ ke dalam sel pada
membran luminal oleh protein penukar natrium-hidrogen, dan energi
untuk sekresi H+ melawan gradien konsentrasi berasal dari gradien
natrium yang membantu pergerakan Na+ ke dalam sel. Gradien ini
dihasilkan oleh pompa natrium-kalium adenosin trifosfatase (ATPase) di
membran basolateral.1,3
Proses sekresi dimulai ketika CO2 berdifusi ke dalam sel tubulus atau
dibentuk melalui metabolism di dalam sel epitel tubulus. Dibawah
pengaruh enzim karbonik anhidrase, CO2 bergabung dengan H2O untuk
membentuk H2CO3, yang berdisosiasi menjadi HCO3- dan H+. H+
disekresikan dari sel masuk ke dalam lumen tubulus melalui transport
imbangan natrium-hidrogen. HCO3- hasil disosiasi tersebut kemudian
bergerak melintasi membran basolateral masuk ke dalam cairan
interstisial ginjal dan kapiler peritubulus.1,3
Determinan mayor yang mempengaruhi reabsorpsi bikarbonat antara lain
konsentrasi ion bikarbonat di luminal, pH luminal, laju aliran luminal,
tekanan parsial CO2 pada kapiler peritubulus, dan konsentrasi angiotensin
II pada peritubular dan luminal.8
12
7/18/2019 Keseimbangan Asam-Basa
http://slidepdf.com/reader/full/keseimbangan-asam-basa-56978076641a5 13/20
b) Sekresi Ion Hidrogen
Dimulai dari bagian akhir tubulus distal dan berlanjut melalui sisa sistem
tubuler, epitel tubulus mensekresikan H+ melalui transport aktif primer.
Sekresi terjadi pada membran luminal sel khusus di tubulus bernama sel
interkalatus. Pada sel interkalatus H+ ditranspor secara langsung oleh
suatu protein khusus, yaitu pentranspor hidrogen ATPase. Energi yang
dibutuhkan dihasilkan dari pemecahan ATP.1
Sekresi ion hidrogen dalam sel ini diawali oleh bergabungnya CO2 yang
terlarut dalam sel ini dengan H2O membentuk H2CO3. H2CO3 ini
kemudian berdisosiasi menjadi HCO3- yang direabsorpsi ke dalam darah
dan H+ yang disekresikan ke dalam tubulus melalui pentranspor hidrogen
ATPase.1
c) Produksi Ion Biakarbonat Baru
Hanya sebagian kecil dari kelebihan H+ yang dapat diekskresikan dalam
bentuk ion H+ dalam urin. Ini dikarenakan pH minimal untuk urin adalah
sekitar 4,5 sama dengan konsentrasi H+ 0,03 mEq/L.1
Ekskresi sejumlah besar H+ dalam urin dicapai secara primer dengan
menggabungkan H+ dengan dapar dalam cairan tubulus. Dapar yang
paling penting adalah dapar fosfat dan ammonia.1
1) Sistem Dapar Fosfat
Sistem dapar fosfat terdiri dari HPO4- dan H2PO4-. Keduanya
menjadi pekat di dalam cairan tubulus akibat reabsorpsinya yang
relatif buruk dan akibat reabsorpsi air dari cairan tubulus.1
Walaupun fosfat bukanlah dapar cairan ekstrasel yang penting, fosfat
jauh lebih efektif sebagai dapar dalam cairan tubulus. Faktor lain yang
membuat fosfat penting sebagai dapar adalah karena pK sistem ini
sekitar 6,8 sehingga befungsi efektif pada suasana pH di urin.1
13
7/18/2019 Keseimbangan Asam-Basa
http://slidepdf.com/reader/full/keseimbangan-asam-basa-56978076641a5 14/20
Proses sekresi H+ dan reabsorpsi HCO3- sama dengan proses diatas,
namun ketika HCO3- telah habis direabsorpsi, maka H+ akan
bergabung dengan HPO4= dan dapar tubulus lainnya. Setelah H+
bergabung dengan HPO4= untuk membentuk H2PO4-, H+ dapat
disekresikan sebagai garam natrium (NaH2PO4).1,3
Pada kondisi normal, fosfat yang difiltrasi akan direabsorpsi dan
hanya tersedia sekitar 30 sampai 40 mEq/hari untuk mendapar H+.
Oleh karena itu, sebagian besar pendaparan untuk kelebihan H+
dalam cairan tubulus pada keadaan asidosis terjadi melalui sistem
dapar ammonia.1
2) Sistem Dapar Ammonia
Sistem dapar kedua dalam cairan tubulus yang bahkan lebih penting
secara kuantitatif daripada sistem dapar fosfat, terdiri atas ammonia
(NH3) dan ion ammonium (NH4+). Ion ammonium disintesis dari
glutamin, yang terutama berasal dari metabolism asam amino di
dalam hati.1,3
Pengangkutan glutamin ke ginjal ditranspor ke dalam sel epitel
tubulus proksimal, segmen tebal asenden ansa Henle, dan tubulus
distal. Setelah berada di dalam sel, glutamin akan dimetabolisme
dalam serangkaian reaksi sehingga terbentuk dua ion NH4+ dan dua
ion HCO3-.1 Ion NH4
+ disekresikan ke dalam tubulus melalui
mekanisme transport-imbangan sebagai pertukaran dengan ion
natrium. HCO3- ditranspor bersamaan dengan Na+ masuk ke dalam
cairan interstisial dan masuk ke dalam kapiler peritubulus.1,3
Dalam tubulus koligentes, penambahan ion NH4+ ke cairan tubulus
melalui mekanisme yang berbeda. Di tubulus koligentes, H+
disekresikan ke dalam lumen tubulus untuk berikatan dengan NH3
untuk membentuk NH4+. Membran luminal duktus koligentes bersifat
permeabel terhadap NH3, namun tidak permeabel terhadap ion NH4+,
14
7/18/2019 Keseimbangan Asam-Basa
http://slidepdf.com/reader/full/keseimbangan-asam-basa-56978076641a5 15/20
sehingga apabila NH3 telah berdifusi ke dalam lumen dan berikatan
dengan H+, maka NH4+ terperangkap di dalam lumen.1,2
2.4 Gangguan Keseimbangan Asam Basa
2.4.1 Asidosis Metabolik
Asidosis metabolik adalah suatu keadaan dimana terjadi penurunan primer dari serum
bikarbonat, penurunan sekunder dari tekanan parsial arteri karbon dioksida yang
menyebabkan penurunan pH.8
Pada keadaan normal, orang dewasa menghasilkan 50 sampai 100 mEq/l asam per hari
dalam bentuk H2SO4, H3PO4, dan asam organik lainnya yang akan diekskresikan
melalui ginjal. Selain dieksresikan, ginjal juga memproduksi bikarbonat dengan adanya
asam ini.3
Tanda utama dari asidosis metabolik adalah hipobikarbonatremia yang dapat terjadi
pada keadaan berikut.
a. Kelebihan Produksi Asam
Keadaan ini dapat muncul pada asidosis diabetik atau asidosis laktat dimana
produksi asam melebihi kemampuan ginjal untuk mengekskresikan asam dan
membentuk bikarbonat.3,8 Selain itu mengkonsumsi substansi yang
dimetabolisme menjadi asam organik seperti methanol atau ethylene glycol
dapat meningkatkan produksi asam.8
b. Kurangnya Cadangan Dapar
Ion bikarbonat dapat terbuang percuma melalui ginjal dan usus sehingga tubuh
tidak mampu mendapar asam yang ada.3
c. Kurangnya Ekskresi Asam
Asam dapat gagal diekskresi apabila ada gangguan pada ginjal.3
Turunnya konsentrasi serum ion bikarbonat menurunkan rasio HCO3/H2CO3, sehingga
nilai pH menurun. Turunnya pH akan mempengaruhi pusat nafas untuk melakukan
15
7/18/2019 Keseimbangan Asam-Basa
http://slidepdf.com/reader/full/keseimbangan-asam-basa-56978076641a5 16/20
kompensasi hiperventilasi untuk mengeluarkan CO2. Namun mekanisme ini tidak akan
pernah mencapai pH normal apabila produksi asam terus berlangsung.3
Asidosis metabolik dapat dibedakan menjadi dua jenis dengan tujuan untuk menentukan
penyebabnya, yaitu asidosis metabolik dengan peningkatan anion gap dan anion gap
normal. Anion gap adalah kalkulasi [Na+] - ([Cl-]+[HCO3-]). Asidosis metabolik dengan
peningkatan anion gap (>13 mEq/l) dapat disebabkan oleh uremia, asidosis ketotik,
asidosis laktat, intoksikasi methanol dan ethylene glycol. Asidosis metabolik dengan
anion gap normal (<13 mEq/l) dapat disebabkan oleh asidosis tubular renal, diare,
inhibisi enzim karbonik anhidrase, diversi uretral, gagal ginjal, dan hidronefrosis.8,9
Asidosis metabolik dapat meningkatkan katabolisme protein dan oksidasi rantai asam
amino pada manusia. Selain itu sintesis protein berupa albumin juga dihambat oleh
asidosis metabolik. Asidosis metabolik kronik dapat meningkatkan aktivitas dari
hormon glukokortikoid. Hormon ini mempengaruhi ekpresi mRNA dari gen ubiquitin-
proteasome. Protein ubiquitin-proteasome ini merupakan protein yang memfasilitasi
proteolisis melalui jalur ubiquitin-proteasome ATPase.10
Asidosis metabolik pada manusia dapat menyebabkan hiperkalsiuria karena terjadi
pelepasan kalsium dari tulang dan penurunan reabsorpsi kalsium pada tubulus renal.3,10
Mekanisme munculnya hiperkalsiuria ini masih belum dapat dijelaskan, namun ada
hubungan antara konsentrasi ion bikarbonat dengan reabsorpsi dari kalsium pada
tubulus renal.10
Asidosis metabolik juga dapat menyebabkan pengosongan fosfat renal dan
hipofosfatemia. Hal ini dapat terjadi karena fosfat digunakan sebagai mekanisme
kompensasi untuk mendapar kelebihan ion hidrogen sehingga dapat diekskresikan
melalui ginjal.10
Asidosis metabolik secara langsung memperburuk kontraksi dari miokard, namun pada
keadaan asidosis metabolik terjadi pelepasan epinefrin sehingga perburukan kontraksi
miokard masih dapat dikompensasi oleh efek inotropik dari epinefrin tersebut. Bila pH
dibawah 7,2, efek inhibisi dari asam menjadi semakin kuat dan dominan sehingga dapat
terjadi kegagalan kontraksi miokard.3
16
7/18/2019 Keseimbangan Asam-Basa
http://slidepdf.com/reader/full/keseimbangan-asam-basa-56978076641a5 17/20
2.4.2 Alkalosis Metabolik
Alkalosis metabolik ditandai dengan hiperkarbonatremia yang menyebabkan
peningkatan rasio HCO3/H2CO3 sehingga terjadi peningkatan pH.3 Penyebab dari
alkalosis metabolik cukup banyak, diantaranya kehilangan HCl dalam jumlah banyak
karena muntah, pengisapan lambung, dan pemakaian diuretik yang lama; penggunaan
antasid dalam jumlah banyak dan waktu yang lama; kehilangan ion K + karena diare dan
penyakit sirosis hati; gangguan fungsi tubulus ginjal akibat hiperkalsemia; efek
aldosteron atau steroid yang sejenis; kompensasi dari suatu asidosis respiratorik.3
Kekurangan ion hidrogen akan merangsang kemoreseptor di batang otak untuk
menurunkan laju respirasi sehingga dapat menahan CO2 tetap di dalam tubuh. Keadaan
ini dapat menyebabkan hipoksia sekunder dan kenaikan PCO2 untuk mengembalikan
pH ke keadaan normal, namun kompensasi ini tidak akan pernah mencapai pH normal.
Pada alkalosis metabolik, untuk setiap kenaikan 10 mEq/l serum HCO3, maka PCO2
akan naik sebanyak 6 mmHg.3
2.4.3 Asidosis Respiratorik
Asidosis respiratorik ditandai dengan meningkatnya PCO2 sampai diatas 45 mmHg, ini
menyebabkan rasio HCO3/H2CO3 menurun sehingga nilai pH menurun.3,11 Beratnya
asidemia tergantung dari beratnya hiperkapnia, kemampuan pendaparan, dan
mekanisme kompensasi ginjal untuk mempertahankan pH.3
Asidosis respiratorik dapat disebabkan oleh depresi pada pusat pernafasan di batang
otak dan adanya penyakit paru. Depresi pusat pernafasan ini dapat disebabkan oleh
intoksikasi opiat atau barbiturat, trauma atau tumor pada sistem saraf pusat, infeksi pada
sistem saraf pusat, perdarahan pada otak, maupun karena hipoventilasi sentral primer.
Kelainan pada paru yang dapat menyebabkan asidosis respiratorik antara lain penyakit
paru obstruktif, trauma pada dada, maupun kelainan saraf-otot nafas.3
Pada asidosis respiratorik akut, untuk setiap peningkatan PCO2 sebanyak 10 mmHg,
maka serum HCO3 akan meningkat sebanyak 1 mEq/l.3,11 Mekanisme kompensasi ini
dapat dilakukan secara lengkap 5 sampai 10 menit dari onset.
Mekanisme ini merupakan
mekanisme kompensasi awal yang menggunakan sistem dapar kimia cairan tubuh.11
17
7/18/2019 Keseimbangan Asam-Basa
http://slidepdf.com/reader/full/keseimbangan-asam-basa-56978076641a5 18/20
Pada keadaan asidosis respiratorik kronik, untuk setiap peningkatan PCO2 sebanyak 10
mmHg, maka serum HCO3 akan meningkat sebanyak 3,5 mEq/l.3,11 Mekanisme
kompensasi ini dapat terlaksana apabila hiperkapnia berlangsung 3 sampai 5 hari.
Mekanisme ini merupakan kompensasi dari ginjal dalam memproduksi bikarbonat.11
Pada sistem saraf pusat asidosis respiratorik menyebabkan terjadinya ensefalopati
hiperkapnik yang ditandai dengan iritabilitas, ketidakmampuan dalam berkonsentrasi,
sakit kepala, anoreksia, apatis, kebingungan, halusinasi, delirium, psikosis transien,
narcosis progresif, dan koma.3,11
Asidosis respiratorik dapat meningkatkan tekanan intra kranial. Ini disebabkan karena
pada asidosis respiratorik, PCO2 meningkat sehingga berefek pada vasodilatasi
pembuluh darah serebral. Salah satu tanda dari peningkatan tekanan intrakranial pada
asidosis respiratorik adalah frank papiledema.3,11
Asidosis respiratorik menyebabkan inhibisi dari kontraktilitas miokard, vasodilatasi
sistemik, dan stimulasi beta adrenergik. Pada hiperkapnia ringan, inhibisi dari
kontraktilitas miokard masih dikompensasi oleh efek stimulasi beta adrenergik, namun
apabila hiperkapnia menjadi berat maka efek inhibisi terhadap kontraktilitas miokard
semakin dominan dan dapat menyebabkan penurunan curah jantung.11
2.4.4 Alkalosis Respiratorik
Alkalosis respiratorik merupakan suatu gangguan asam basa yang ditandai dengan CO2
yang rendah akibat hiperventilasi.3,11 Penurunan CO2 menyebabkan rasio HCO3/H2CO3
meningkat sehingga nilai pH naik.3
Alkalosis respiratorik ini dapat disebabkan oleh gangguan pada susunan saraf pusat,
penyakit pada paru, dan kelainan kardiovaskular. Gangguan pada susunan saraf pusat
diantaranya ensefalopati metabolik, infeksi pada otak, stroke, hipoksia serebri,
intoksikasi salisilat, dan kecemasan. Penyakit pada paru yang dapat menyebabkan
alkalosis respiratorik diantaranya, pneumonia, asma, emboli paru, dan penyakit
interstitial paru. Kelainan kardivaskular yang berperan pada alkalosis respiratorik
adalah sepsis dan gagal jantung kongestif.3
18
7/18/2019 Keseimbangan Asam-Basa
http://slidepdf.com/reader/full/keseimbangan-asam-basa-56978076641a5 19/20
Pada keadaan akut, untuk setiap penurunan PCO2 sebanyak 10 mmHg, maka serum
HCO3 akan turun sebanyak 2,5 mEq/l. Mekanisme kompensasi ini terjadi akibat dari
dapar intrasel dan jaringan yang memproduksi ion hidrogen untuk mendapar untuk
mendapar ion HCO3 ekstrasel.3,11 Mekanisme kompensasi ini terjadi 5-10 menit setelah
onset hipokapnia.11
Pada keadaan kronik, untuk setiap penurunan PCO2 sebanyak 10 mmHg, maka serum
HCO3 akan turun sebanyak 5 mEq/l. Mekanisme kompensasi ini diselenggarkan oleh
ginjal dengan cara mengekskresi bikarbonat dan terjadinya retensi asam-asam yang
diproduksi.3,11 Mekanisme kompensasi ini dapat dilakukan apabila hipokapnia terjadi 2
sampai 3 hari.11
Alkalosis respiratorik dapat menyebabkan penurunan aliran darah serebral. Ini terjadi
karena pada alkalosis respiratorik PCO2 menurun sehingga terjadi vasokonstriksi
pembuluh darah serebral yang terjadi secara akut.11
Alkalosis respiratorik juga dapat menyebabkan hipofosfatemia. Pada alkalosis
respiratorik, PCO2 turun sehingga CO2 intrasel berdifusi ke ekstrasel. Hilangnya CO2
dari intrasel menyebabkan pH intrasel meningkat. Peningkatan pH ini menstimulasi
glikolisis yang membutuhkan fosfat untuk memproduksi adenosine trifosfat. Fosfat
yang digunakan ini berasal dari fosfat organik ekstrasel yang berdifusi ke intrasel.12
19
7/18/2019 Keseimbangan Asam-Basa
http://slidepdf.com/reader/full/keseimbangan-asam-basa-56978076641a5 20/20
BAB III
RINGKASAN
Asam merupakan subtansi kimia yang dapat berperan sebagai pemberi proton atau ion
H+. Basa adalah ion atau molekul yang dapat menerima proton atau ion hidrogen.
Tingkat keasaman (pH) normal adalah 7,35-7,45 dan tingkat keasaman yang masih
memungkinkan untuk hidup adalah 6,7-7,9.
Untuk menentukan nilai pH dapat menggunakan pendekatan Henderson-Hasselbach
atau pendekatan Stewart. Pendekatan Henderson-Hasselbach menggunakan parameter
HCO3- dan pCO2 untuk menentukan nilai pH, sedangkan pendekatan Stewart
menggunakan parameter pCO2, Strong Ion Difference, dan ATOT.
Pengaturan tubuh untuk menjaga pH tubuh tetap normal dapat dilakukan dengan tiga
mekanisme kompensasi, yaitu: kompensasi dapar kimia cairan tubuh, kompensasi paru-
paru, dan kompensasi ginjal. Kompensasi dapar kimia menggunakan 3 sistem dapar,
yaitu : sistem dapar bikarbonat, sistem dapar fosfat, dan sistem dapar protein.Mekanisme kompensasi ginjal dapat dilakukan melalui 3 cara yaitu: reabsorpsi ion
bikarbonat, sekresi aktif ion hidrogen, dan produksi ion bikarbonat.
Gangguan keseimbangan asam basa dapat dibagi menjadi 4 kelompok, yaitu : asidosis
metabolik, alkalosis metabolik, asidosis respiratorik, dan alkalosis respiratorik. Asidosis
metabolik ditandai dengan adanya hipobikarbonatremia sedangkan alkalosis metabolik
ditandai dengan hiperbikarbonatremia. Asidosis respiratorik ditandai dengan
peningkatan PCO2 sedangkan alkalosis respiratorik ditandai dengan penurunan PCO2.
20