RESPIRASI DAN KESEIMBANGAN

ASAM - BASA

Dept. Biokimia

MALAHAYATI UNIVERSITY

Asam adalah setiap senyawa kimia yang melepas ion hidrogen kesuatu larutan atau kesenyawa biasa.

Contoh: asam klorida (HCl), yang berionisasi dalam air membentuk ion-ion hidrogen ( H+) dan ion klorida ( Cl-). Demikian juga, asam karbonat (H2CO3) berionisasi dalam air membentuk ion H+ dan ion bikarbonat ( HCO3-)

Basa adalah senyawa kimia yang menerima ion hidrogen.

Contoh, ion bikarbonat HCO3-, adalah suatu basa karena dapat menerima ion H+ untuk membentuk asam karbonat (H2CO3). Demikian juga fospat ( HPO4) suatu basa karena dapat membentuk asam fospat (H2PO4).

Protein-protein dalam tubuh juga berfungsi sebagai basa karena beberapa asam amino yang membangun protein dengan muatan akhir negatif siap menerima ion-ion hidrogen.

Asam kuat adalah asam yang berdisosiasi dengan cepat dan terutama melepaskan sejumlah besar ion H+ dalam larutan. Contohnya HCl

Asam lemah mempunyai lebih sedikit kecendrungan untuk berdisosiasikan ion-ionnya dan oleh karena itu kurang melepaskan H+.

Contohnya H2CO3.

Basa kuat adalah suatu basa yang secara cepat dan kuat bereaksi/ berikatan dengan H+ dan oleh karena itu dengan cepat menghilangkannya dari larutan.

Contoh ion hidroksil (OH-), yang bereaksi dengan cepat membentuk air (H2O)

Basa lemah adalah basa yang secara lemah bereaksi dengan ion H+.

Contohnya HC03-

Kertas Lakmus

Kertas lakmus adalah kertas yang diberi suatu senyawa kimia sehingga akan menunjukkan warna yang berbeda setelah dimasukkan pada larutan asam maupun basa.

Kertas lakmus biru , bila dicelupkan pada larutan yang bersifat asam akan menjadi merah

Apabila ketas lakmus merah dimasukkan ke dalam larutan yang bersifat basa, warnanya akan menjadi biru

Kertas lakmus biru pada larutan yang bersifat basa akan tetap biru

Apabila ketas lakmus merah dimasukkan ke dalam larutan yang bersifat asam, warnanya akan tetap merah

Konsentrasi ion hidrogen dan pH darah

Pengaturan ion hidrogen yang tepat bersifat penting karena hampir semua aktifitas sistem enzim dalam tubuh dipengaruhi oleh konsentrasi ion hidrogen.

Oleh karena itu perubahan konsentrasi hidrogen sesungguhnya merubah fungsi seluruh sel dan tubuh.

Konsentrasi ion hidrogen dalam cairan tubuh normalnya dipertahankan pada tingkat yang rendah,dibandingkan dengan ion-ion yang lain,konsentrasi ion hidrogen darah secara normal dipertahankan dalam batas ketat suatu nilai normal sekitar 0,00004 mEq/liter.

Karena konsentrasi ion hidrogen normalnya adalah rendah dan karena jumlahnya yang kecil ini tidak praktis, biasanya konsentrasi ion hidrogen disebut dalam skala logaritma dengan menggunakan satuan pH.pH = log 1/H+pH=-log H+ Normal H+ adalah 0,00000004 Eq/liter.oleh karena itu pH darah normal adalah:pH= -log (0,00000004)pH= 7,4

atau pH darah normal : 7,35 -7,45

Dari rumus diatas,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

Seseorang dikatakan asidosis saat pH turun dari nilai normal dan dikatakan alkolosis saat pH diatas nilai normal.

Batas rendah nilai pH dimana seseorang dapat hidup beberapa jam adalah sekitar 6,8 dan batas atas adalah sekitar 8,0

Pengaturan perubahan konsentrasi ion hidrogen Ada 3 sistem utama yang mengatur

konsentrasi ion hidrogen dalam cairan tubuh untuk mencegah asidosis atau alkalosis:1. Sistem penyangga asam basa kimiawi cairan tubuh2. Pusat pernafasan3. Ginjal

Saat terjadi perubahan dalam konsentrasi ion hidrogen ,sistem penyangga cairan tubuh bekerja dalam waktu singkat untuk mengatasi perubahan-perubahan ini.

Sistem penyangga tidak mengeliminasi ion-ion hidrogen dari tubuh atau menambahnya kedalam tubuh, tetapi hanya menjaga agar mereka tetep terikat sampai keseimbangan tercapai kembali.

Kemudian sistem pernafasan juga bekerja dalam beberapa menit untuk mengeliminasi CO2 dan H2CO3 dari tubuh.

Kedua pengaturan ini menjaga konsentrasi ion hidrogen dari perubahan yang terlalu banyak sampai pengaturan yang ketiga bereaksi.

Ginjal dapat mengeliminasi kelebihan asam dan basa dari tubuh.

Walaupun ginjal relatif lambat memberi respon,dibandingkan sistem penyangga dan pernafasan, ginjal merupakan sistem pengaturan asam-basa yang paling kuat.

Sistem penyangga ion-ion hidrogen dalam cairan tubuh

Penyangga adalah zat apapun yang secara terbalik dapat mengikat ion-ion hidrogen,yang segera bergabung dengan asam basa untuk mencegah perubahan konsentrasi ion hidrogen yang berlebihan.

Sistem ini bekerja sangat cepat dan menghasilkan efek dalam hitungan detik.

Ada 4 sistem penyangga dalam cairan tubuh

1) Sistem penyangga bikarbonat Sistem ini terdiri dari larutan air yang

mengandung dua zat : asam lemah H2CO3 dan garam bikarbonat NaHCO3.

H2CO3 dibentuk dalam tubuh oleh reaksi CO2 dan H2O,yang dikatalisator oleh enzim karbonik anhidrase.

Enzim ini terutama banyak sekali didinding alveoli paru dan di sel-sel epitel tubulus ginjal

Hasil akhir adalah pengubahan asam kuat menjadi asam lemah dan basa kuat menjadi basa lemah

2) Sistem penyangga fosfat bekerja dalam cara yang serupa untuk

mengubah asam kuat menjadi asam lemah dan basa kuat menjdi basa lemah.

3) Sistem protein Sistem penyangga terkuat dalam tubuh.

Karena mengandung gugus karboksil yang berfungsi sebagai asam dan gugus amino yang berfungsi sebagai basa.

4) Sistem Hemoglobin dalam sel darah merah

Berfungsi sebagai penyangga pembentukan H+ saat terjadi transpor CO2 di antara jaringan paru.

Sistem pernafasan

Sistem pernapasan melibatkan perubahan ventilasi pulmonar untuk mengeluarkan CO2 dan untuk membatasi jumlah asam karbonat yang terbentuk.

Pengaturan respiratorik memerlukan waktu satu sampai tiga menit untuk mulai bekerja dan fungsinya setelah penyangga asam basa

Pernafasan sistem pengaturan asam basa yg kedua

Karbon dioksida secara terus menerus ditambahkan kedalam darah vena akibat metabolisme sel dan transpor ke paru-paru.

Saat CO2 terurai dalam paru maka akan terbentuk asam karbonat yang kemudian akan terurai membentuk ion hidrogen dan ion bikarbonat

CO2 + H2O ↔ H2CO3 ↔ H+ + HCO3-

Karbon dioksida dikeluarkan dari pada paru-paru agar plasma menjadi tidak terlalu asam.

Dalam keadaan normal produksi karbon dioksida diimbangi dengan pengeluarannya seperti fungsi sistem pernapasan dalam pengaturan asam basa

Jika aktivitas metabolik meningkat karena olah raga, akan terjadi peningkatan tekanan parsial karbon dioksida arteri ( pCO2 ), peningkatan kadar asam karbonat plasma dan penurunan pH plasma ( asidosis ). Pernafasan disesuaikan untuk mengeluarkan lebih banyak karbon dioksida.

CO2 berlebihan dalam darah berdifusi kedalam sistem saraf pusat untuk mencapai kemoreseptor sentral.

Disistem saraf pusat CO2 membetuk asam karbonat yang terurai menjadi ion hidrogen.

Ion hidrogen ini merangsang kemoreseptor

Ion hidrogen menstimulasi kemoreseptor sentral mengakibatkan peningkatan frekuensi pernafasan dan kedalaman ventilasi.

Peningkatan frekuensi perngeluaran CO2 respiratorik mengurangi asam karbonat dan peningkatan pH

Sebaliknya jika pH plasma meningkat

(alkalosis), frekuensi respiratorik berkurang untuk mengurangi pengeluaran CO2.

Tujuan untuk penurunan pH

Pengaturan ginjal

Pengaturan ini berlangsung melalui ekresi urin asam basa.

Ginjal mengatur pH darah mengeluarkan lebih banyak ion hidrogen dan mereabsorpsi lebih banyak ion bikarbonat saat plasma darah lebih asam dan dengan mengeluarka sedit ion hidrogen dan mereabsorpi sdikit ion bikarbonat saat plasma darah lebih basa.

Fungsi ginjal berlangsung selama beberapa jam sampai beberapa hari untuk mengatasi perubahan pH dan bekerja melalui mekanisme:

Sekresi tubular ion hidrogen Reabsorpsi dan ekskresi bikarbonat Sistem penyangga memungkinkan ion

hidrogen diekskresi dalam urin

Senyawa Penyangga pada ginjal

Pasangan penyangga fosfat Pasangan penyangga amonia dan

amonium Pembentukan ion amonium menyebabakan

terjadinya penambahan lebih banyak ion bikarbonat ke dalam darah dan peningkatan

pH darah.

Gangguan keseimbangan asam-basa

ASIDOSIS ALKALOSIS

ASIDOSIS Asidosis menekan aktivitas mental,jika

asidosis berlebihan ( dibawah 7,4 ) akan menyebabkan disorentasi, koma dan kematian

Asidosis respiratorik.

Terjadi akibat penurunan ventilasi pulmonar melalui pengeluaran sedikit CO2 oleh paru-paru. Peningkatan selanjutnya dalam pCO2 arteri dan asam karbonat akan meningkatkan kadar ion hidrogen dalam darah. Asidosis respiratorik dapat bersifat akut dan kronis.

Penyebabnya. Kondisi klinis yang dapat menyebabkan retensi CO2 dalam darah meliputi pneumonia, emfisema, obstruksi kronis saluaran pernafasan,stroke atau trauma dan Obat-obatan yang dapat menekan sistem pernafasan seperti barbiturat,narkotika dan sedatif

Faktor kompensator Saat CO2 berakumulasi ,peningkatan

frekuensi pernafasan respiratorik (hiperventilasi ) ketika istirahat terjadi untuk mengeluarkan CO2 dari tubuh

Ginjal mengkompensasi peningkatan kadar asam dengan mengekskresi lebih banyak ion hidrogen untuk mengembalikan pH darah mendekati tingkat yang normal

Jika penyesuaian respiratorik dan ginjal terhadap pH gagal, akan terjadi gejala-gejala depresi sistem saraf pusat

Asidosis metabolik

Terjadi saat asam metabolik yang diproduksi secara normal tidak dikeluarakan pada kecepatan yang normal atau basa bikarbonat yang hlang dari tubuh

Penyebab. Paling umum terjadi akibat ketoasidosis

karena DM atau kelaparan, akumulasi peningkatan asam laktat akibat aktivitas otot rangka yang berlebihan seperti konvolusi,atau penyakit ginjal. Diare berat dan berkepanjangan disertai hilangnya bikarbonat dapat menyebabakan asidosis

Faktor kompensator. Hiperventilasi sebagai respon terhadap

stimulasi saraf adalah tanda klinis asidosis metabolik. Bersamaan dengan kompensasi ginjal,peningkatan frekuensi respiratorik dapat mengembalikan pH darah mendekati tingkat normalnya. Asidosis yang tidak terkompensasi akan menyebabakan depresi sistem saraf pusat dan mengakibatkan disorentasi,koma dan kematian.

ALKALOSIS

Alkalosis meningkatkan overeksitabilitas sistem saraf pusat. Jika berat alkalosis dapat menyebabakan kontraksi otot tetanik,konvulsi dan kematian akibat tetanus otot respiratorik

Alkalosis respiratorik Terjadi jika CO2 dikeluarkan terlalu cepat dari

paru-paru dan ada penurunaan kadarnya dalam darah

Penyebab.

Hiperventilasi dapat disebabkan oleh kecemasan,akibat demam,akibat pengaruh overdosis aspirin pada pusat pernafasan, akibat hipoksia karena tekanan udara yang rendah didataran tinggi atau akibat anemia berat

Faktor kompensator, jika hiperventilasi terjadi akibat kecemasan gejalanya dapat diredakan melalui pengisapan kembali CO2 yang sudah di keluarkan. Ginjal mengkompensasi cairan alkalin tubular dengan mengekskresi ion bikarbonat dan menahan ion hidrogen.

Alkalosis metabolik

Adalah suatu kondisi kelebihan bikarbonat, hal ini terjadi jika ada pengeluaran berlebihan ion hidrogen atau peningkatan berlebihan iio bikarbonat dalam cairan tubuh.

Penyebab. Muntah yang berkepanjangan ( pengeluaran

asam klorida lambung ),disfungsi ginjal,pengobatan dengan diuretik yang mengakibatkan hipokalemia dan penipisan volume CES atau pemakian antasid yang berlebihan.

Faktor kompensator

Kompensasi respiratorik adalah penurunan ventilasi pulmonar dan mengakibatkan peningkatan pCO2 dan asan karbonat

Kompensasi ginjal melibatkan sedikit ekskresi ion amonium, lebih banyak ekskresi ion natrium dan kalium, berkurangnya cadangan ion bikarbonat dan lebih banyak ekskresi bikarbonat

Tabel kelainan Asam Basa

Asidosis pH pCO2 Ion Bikarbonat Resp Met

Alkalosis Resp Met

TERIMA KASIH