iUnit Pendidikan Kedokteran - Pengembangan Keprofesian Berkelanjutan (UPK-PKB)

FKUI 2012

Fakultas KedokteranUniversitas Indonesia

GANGGUANKESEIMBANGANAIR-ELEKTROLIT

DANASAM-BASA

Fisiologi, Patofisiologi, Diagnosis dan

Tatalaksana

EDISI KE-3

ii

Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang

Dilarang memperbanyak, mencetak dan menerbitkan sebagian atau seluruh isi buku ini dengan cara dan dalam bentuk apapun juga tanpa seizin penulis dan penerbit.

Diterbitkan oleh :

Badan Penerbit Fakultas Kedokteran Universitas IndonesiaAnggota IKAPI,Jakarta

Edisi pertama :Cetakan ke-1, 2007Edisi kedua : Cetakan ke-1,2008Edisi ketiga : Cetakan ke-1,2013 : Cetakan ke-2, 2017

Penerbitan buku ini dikelola oleh :

Badan Penerbit FKUI, JakartaWebsite: www.bpfkui.com

ISBN 978-979-15983-9-2

iii

DAFTAR ISI

Halaman

Daftar Isi .......................................................................................... iiiDaftar Tim Editor Edisi Ketiga ............................................................... iiiDaftar Tim Editor Edisi Kedua .............................................................. ivDaftar Kontributor .................................................................................. vKata Pengantar .................................................................................... viDaftar Glossary Definisional ................................................................. viiBab 1. Pengertian dasar ..................................................................... 1 1. Konsep Dasar Energi .......................................................... 1 2. Tingkat Energi ...................................................................... 2 3. Ikatan Kimia ......................................................................... 3 3.1. Ikatan Kovalen ............................................................. 4 3.2. Ikatan Hidrogen ........................................................... 6 3.3. Ikatan Ion ..................................................................... 8 4. Lingkungan Hidrasi .............................................................. 9 5. Sel dan Zat Kimia ................................................................. 9 5.1. Komponen Anorganik .................................................. 10 5.2. Komponen Organik ..................................................... 12 5.3. Asam dan Basa Organik .............................................. 23 6. Kelarutan ........................................................................... 23 7. Konsentrasi .......................................................................... 24 8. Reaksi Kimia ........................................................................ 26

Bab 2. Fisiologi ........................................................................... 30 1. Fisiologi Keseimbangan Air dan Elektrolit ............................ 30 1.1. Karakteristik Air .......................................................... 30 1.2. Jumlah Air .................................................................... 30 1.3. Distribusi Air di dalam tubuh ....................................... 34 1.4. Keseimbangan Gibbs-Donnan ................................... 37 1.5. Solut ........................................................................... 39 1.6. Osmolalitas ................................................................. 40 1.7. Pergerakan air ............................................................. 42 1.8. Pengaturan keseimbangan (homeostasis air dan elektrolit) ..................................................................... 49 2. Fisiologi Keseimbangan Asam dan Basa ........................... 60 2.1. DefinisiAsamBasa ..................................................... 60 2.2. Ion Hidrogen ............................................................. 63 2.3. Keasaman ................................................................ 67 . 2.3.1. Keseimbangan Asam Basa ............................ 68

iv

2.3.2. pH .................................................................... 69 2.3.3. Keseimbangan Asam Basa ................................ 70 2.3.4. Pengaturan Keseimbangan Asam Basa ............ 71 Bab 3. Patofosiologi ........................................................................... 86 1. Gangguan Keseimbangan Air dan Elektrolit ....................... 86 1.1. Gangguan Keseimbangan Air dan Natrium ................ 86 1.1.1. Gangguan Volume .......................................... 87 1.1.2. Gangguan Keseimbangan Natrium .................. 90 . 1.1.3. Gangguan Keseimbangan Kalium .................. 94 2. Gangguan Keseimbangan Asam Basa .............................. 100 2.1. AspekKlinikdanKlasifikasi ....................................... 100 2.2. Gangguan Keseimbangan Asam Basa Respiratorik .... 100 2.2.1. Asidosis respiratorik .......................................... 100 2.2.2. Alkalosis respiratorik ......................................... 104 2.3. Gangguan Keseimbangan Asam Basa Metabolik ........ 106 2.3.1. Asidosis metabolik ............................................. 106 2.3.2. Alkalosis metabolik ............................................ 110

Bab 4. Diagnosis dan Tatalaksana ...................................................... 115 1. Diagnosis ........................................................................... 115 1.1. Diagnosis Gangguan Keseimbangan Air-Elektrolit dan Asam-Basa .......................................................... 115 . 1.1.1. Gangguan status volume .................................. 115 1.1.2. Gangguan status keseimbangan natrium ......... 116 1.1.3. Gangguan keseimbangan kalium ..................... 117 1.2. Diagnosis Gangguan Keseimbangan Asam Basa ...... 118 1.2.1. Gangguan Keseimbangan Asam Basa Respiratorik ....................................................... 118 1.2.2. Gangguan Keseimbangan Asam Basa Metabolik 119 1.3. Pemeriksaan Laboratorium pada Gangguan Keseimbangan Air-Elektrolit dan Asam Basa ............... 122 1.3.1. Persiapan Pra Analisis .................................... 122 1.3.2. Analisis elektrolit dan gas darah ....................... 127 2. Tatalaksana ........................................................................ 131 2.1. Tatalaksana Gangguan Keseimbangan Air–Elektrolit dan Asam Basa ........................................................... 131 2.1.1. Tatalaksana gangguan volume ....................... 131 2.1.2. Tatalaksana gangguan status natrium .............. 134 2.1.3. Tatalaksana gangguan keseimbangan kalium .. 136 2.2. Tatalaksana Gangguan Keseimbangan Asam Basa . 137 2.2.1. Gangguan Keseimbangan Asam-Basa Respiratorik ..................................................... 137

v

2.2.2. Tatalaksana Gangguan Keseimbangan Asam- Basa Metabolik ............................................... 139 2.2.3. Tatalaksana Nutrisi pada Gangguan Keseimbangan Asam-Basa ............................ 143

Bab 5. Pendekatan Keseimbangan Asam-Basa Menurut Metode Stewart ...................................................................... 160

Bab 6. Aplikasi Klinik Pendekatan pada Gangguan Keseimbangan Asam-Basa ........................................................................... 170

Contoh Kasus ........................................................................... 175

vi

DAFTAR TIM EDITOR

Edisi Ketiga

1. DR. Yefta Moenadjat, dr., SpBP(K) Departemen Ilmu Bedah FKUI

2. Prof. DR. Amir Madjid, dr., SpAn-KIC Departemen Anestesiologi dan Perawatan Intensif FKUI

3. DR. Parlindungan Siregar, dr., SpPD-KGH Departemen Ilmu Penyakit Dalam FKUI

4. Dra. Lies K. Wibisono, MSi Departemen Biokimia FKUI

5. Tonny Loho, dr., DMM, SpPK(K) Departemen Patologi Klinik FKUI

vii

DAFTAR TIM EDITOR

Edisi Kedua

1. DR. Yefta Moenadjat, dr., SpBP(K) Departemen Ilmu Bedah FKUI

2. Prof. DR. Amir Madjid, dr., SpAn-KIC Departemen Anestesiologi dan Perawatan Intensif FKUI

3. DR. Parlindungan Siregar, dr., SpPD-KGH Departemen Ilmu Penyakit Dalam FKUI

4. Dra. Lies K. Wibisono, MSi Departemen Biokimia FKUI

5. Ninik Mudjihartini, dr., MS Departemen Biokimia FKUI

6. Prof. Nirwan Arif, dr., SpP(K) Departemen Pulmonologi FKUI

7. Tonny Loho, dr., DMM, SpPK(K) Departemen Patologi Klinik FKUI

8. Victor Tambunan, dr., SpGK Departemen Gizi Klinik FKUI

viii

DAFTAR KONTRIBUTOR

Darlan Darwis, dr., SpA(K) Departemen Ilmu Kesehatan Anak FKUIYefta Moenadjat, dr, SpBP(K) Departemen Ilmu Bedah FKUIDR. Amir Sjarifuddin Madjid, SpANKIC Departemen Anestesiologi dan Perawatan Intensif FKUI

DR. Parlindungan Siregar, dr., SpPD-KGH Departemen Ilmu Penyakit Dalam FKUIDra. Lies K. Wibisono, MSi Departemen Biokimia Kedokteran FKUINinik Mudjihartini, dr, MS Departemen Biokimia FKUIProf. Nirwan Arif, dr, SpP(K) Departemen Pulmonologi & Ilmu Kedokteran Respirasi FKUI – RS PersahabatanWahyu Aniwidyaningsih, dr, SpP Departemen Pulmonologi & Ilmu Kedokteran Respirasi FKUI – RS PersahabatanDR. Busjra M. Nur, dr, MS Departemen Ilmu Faal FKUIDR. Minarma Siagian, dr, MS Departemen Ilmu Faal FKUITonny Loho, dr, SpPK, DMM Departemen Patologi Klinik FKUISimon Kusnandar, dr, MS Departemen Patologi Klinik FKUIVictor Tambunan, dr, MS, SpGK Departemen Gizi Klinik FKUIInge Permadhi, dr, MS, SpGK Departemen Gizi Klinik FKUIDR. Luciana B. Sutanto, dr, SpGK Departemen Gizi Klinik FKUIDR. C. Martin Rumende, dr, SpPD-KP Departemen Ilmu Penyakit Dalam FKUI

Sunarya Soerianata, dr, SpJP Departemen FKUI

ix

Kata Pengantar Edisi Ketiga

Dengan mengucap syukur Alhamdulillah, Buku Keseimbangan Air–Elektrolit dan Asam–Basa edisi ketiga ini diterbitkan pada tahun 2012, menyusul edisi sebelumnya (2007) yang disadari memerlukan perbaikan disamping update maupun penyempurnaan lainnya.

Di bagian akhir buku ini, tim editor menyajikan panduan dalam pendekatan gangguan keseimbangan asam–basa dan beberapa contoh kasus yang kiranya dapat memberikan gambaran bagaimana penerapan ilmu dasar ini di klinik melalui pendekatan berdasarkan konsep yang diajukan oleh Henderson–Hesselbalch dan pendekatan berdasarkan konsep yang diajukan oleh Stewart.

Meski hanya beberapa kasus kritis yang dihadirkan, diharapkan kiranya contoh kasus ini akan memperkaya wawasan para klinisi dalam pemahaman maupun dalam menghadapi kasus dengan gangguan keseimbangan air–elektrolit dan asam–basa; yang tidak lain kesemua-nya berorientasi pada keselamatan penderita.

.Akhir kata, semoga buku ini bermanfaat.

Jakarta, Oktober 2012

Tim Editor

x

Daftar glossary definisional

asam Menurut teori Brönsted: molekul yang bertindak sebagai donor proton (ion hidrogen).

asidemial Kelebihan sejumlah ion hidrogen di dalam darah, cukup untuk menurunkan pH di bawah nilai normal. Asidemia metabolik disebabkan peningkatan ion hidrogen melalui proses metabolik (eksogen); asidemia respiratorik diakibatkan meningkatnya retensi CO2.

asidosis Perubahan ion hidrogen yang menyebabkan berkurangnya konsentrasi ion bikarbonat tanpa merubah pH, karena pada saat bersamaan terjadi penurunan H2CO3 (konsentrasi CO2). Bentuknya dapat primer maupun bentuk kompensasi. Perubahan pada ion hidrogen disebut proses metabolik, sedangkan perubahan pada PCO2 disebut respiratorik.

alkalemia, alkalosis

Lihatdefinisiasidemiadanasidosis,denganterminologi yang berlawanan

anion Molekul dengan elektrolit bermuatan negatif.anion gap (undetermined anion = R)

Anion-anion (bermuatan negatif) plasma (serum, atau larutan biologik lain) yang tidak dapat ditentukan dalam analisis plasma anorganik rutin. Biasanya jumlah kation Na+ dan K+ berkisar 20 mEq/L, lebih tinggi dari jumlah Cl- dan HCO3

-. Pada keadaan normal, kelompok anion ini termasuk H2PO4, H2SO4 dan laktat. Pada keadaan sakit, ketoasidosis, penggunaan obat, zat-zat ini menimbulkan adanya gap.

basa Menurut teori Brönsted, merupakan akseptor proton (ion hidroksil)

berat atom Berat relatif sebuah atom dibandingkan dengan carbon-12, yang memiliki nomor atom 12. Unitnya adalah Dalton. Berat molekul dinyatakan dalam gram.

berat molekul Jumlah atom dari suatu molekul zat di dalam larutan dibagi jumlah seluruh molekul. Pelarutnya terdiri dari satu komponen.

bufer basa Jumlah seluruh basa dalam 1 liter darahdefisitbasa;base excess

Perubahanbuferbasadalamdarah.Defisitditunjukkan dengan tanda minus (–), excess dengan tanda plus (+). Menjelaskan suatu ukuran dari komponen metabolik asidosis dan atau alkalosis.

xi

dehidrasi Kehilangan cairan ekstraseldifusi Pergerakan spesies molekul melalui suatu sistim, ke

arah suatu down grading, hingga dicapai keseimbanganelektrolit Substansi yang mengalami disosiasi (ionisasi) di

air dan menyebabkan larutan tersebut memiliki konduktivitas terhadap listrik

ekilibrium Keadaan dimana setiap zat yang bereaksi berada dalam nilai konstan (reaksi ke kanan dan ke kiri memiliki kecepatan yang sama)

hipertonik Terminologi yang digunakan untuk menjelaskan konsentrasi di atas konsentrasi cairan tubuh normal

hipotonik Terminologi yang digunakan untuk menjelaskan konsentrasi di bawah konsentrasi cairan tubuh normal

insensible water loss

Pengeluaran cair secara obligat melalui kulit dan paru, yang ditimbulkan oleh heat expenditure

ion Muatan partikel dari suatu molekul dalam larutankation Partikel bermuatan positif dari suatu molekulklirens ginjal Jumlah plasma yang mengalami kliring di ginjal per

satuan waktu, dalam milimeter per menit. Klirens kreatinindaninulinmendekatifiltrasiglomerulus. UV Klirens = mL/menit PU : konsentrasi zat dalam urinP : konsentrasi zat dalam plasmaV : volume urin per satuan menit

membran semipermeabel

Membran yang dapat dilalui oleh beberapa jenis partikel (ion, molekul), tetapi tidak dapat dilalui oleh larutan lain yang terpisah oleh membran

mili ekivalen (mEq) Unit konsentrasi, setara dengan seperseribu ekivalen, biasanya dinyataklan sebagai miligram berat atom

miliosmol (mOsm) Unit konsentrasi partikel dalam larutan, tidak tergantung ukuran dari pertikel

molal Satu gram mole suatu zat per kilogram pelarut (air)molar Satu gram mole suatu zat per liter larutanonkotik Terminologi yang digunakan untuk menjelaskan

tekanan osmotik koloidosmolalitas, miliosmolalitas

Jumlah osmol (miliosmol) per liter larutan, diukur menggunakan osmometer berdasarkan titik beku atau tekanan uap. Ukuran ini, bukan osmolaritas, merupakan konsentrasi kimiawi.

xii

osmolaritas, miliosmolaritas

Jumlah osmol (miliosmol) per liter larutan. Tidak diukur menggunakan instrumen. Konsentrasi ini dapat diketahui secara akurat dengan menghitung jumlah zat terlarut, atau dengan melakukan perhitungan dari osmolalitas.

osmosis Pergerakan suatu pelarut melalui membran sel dalam upaya memelihara keseimbangan konsentrasi pelarut di kedua sisi (dalam dan luar membran)

tekanan osmotik Diukur secara matematik :

= tekanan osmotik (mmHg)v = volume dalam litergm = gram larutanM = berat molekulR = konstanta gasT = suhu absolut (oKelvin)

PCO2 Tekanan parsial karbondioksida (CO2) dalam ukuran millimeter air raksa (mmHg).

pH Ukuran yang menggambarkan konsentrasi ion hidrogen. Dalam sistem elektroda gelas, ukuran aktifitas:

pK, pK’ pH normal darah adalah 7.4 ; konsentrasi [H+] 40 nmol/L

salin Larutan garam NaClserum Plasmatanpafibrindanfaktor-faktorpembekuan

lainsolut = zat terlarut Zat yang larut dalam solvensolution = larutan Solut di dalam solvensolution normal (N)solven = pelarut Senyawa (biasanya cair) dimana zat-zat lain larut di

dalamnyasolubility = kelarutansolubility product (K1) Ekspresi massa yang mengalami disosiasi (reaksi

garam) di dalam larutan

1

BAB 1Pengertian Dasar

Tubuh manusia merupakan suatu sistem terdiri dari berbagai proses fisikokimia yang menunjang kehidupan sehari–hari. Tubuhselalu berusaha agar seluruh nilai yang ada berada dalam rentang normal, atau dengan kata lain, berada dalam suatu rentang konstan dalam suatu kondisi yang disebut homeostasis. Dengan demikian, homeostasis adalah sistim kendali pada tubuh dalam mempertahankan nilai berbagai faktor relatif stabil. Pada keadaan ini, seluruh sistem metabolisme bekerja sama satu dengan lainnya secara harmonis dalam menjalankan fungsinya.

Salah satu syarat agar seluruh sistem metabolisme tubuh dapat bekerja secara optimal ialah konsentrasi ion hidrogen atau pH berada dalam rentang normal. Sebagian besar enzim yang terlibat dalam proses metabolisme dapat bekerja optimal pada pH 7,35–7,45. Perubahan pH akan menyebabkan gangguan fungsi dan perubahan struktur enzim yang terlibat pada berbagai proses metabolisme. Nilai pH normal tersebut dipertahankan oleh beberapa faktor, antara lain keseimbangan air dan elektrolit, sistem bufer, sistem respirasi dan ginjal. Bila sistem bufer, respirasi, dan ginjal tidak mampu mengendalikan pH, maka fungsi organ dengan sendirinya akan terganggu.

1. Konsep dasar energi

Energi adalah kapasitas suatu obyek melakukan aktivitas (kerja). Aktivitas sendiri merupakan suatu bentuk pergerakan atau perubahan strukturfisiksuatuobyek.Sebuahselakanmengalamiaktivitasdalambentukpergerakanatauperubahanfisik, atau keduanya.

1 Bahasa Yunani, ‘homeo’ artinya sama, ‘stasis’ artinya berdiri atau berada

2

Terdapat dua bentuk energi, yaitu energi potensial dan energi kinetik. Energi potensial adalah energi tersimpan di dalam suatu obyek (baik posisi maupun struktur) yang diperlukan untuk melakukan aktivitas. Energi kinetik merupakan bentuk energi bergerak yang diperlukan untuk kelangsungan aktivitas.

Energi tidak dapat habis, namun mengalami perubahan menjadi bentuk lain. Sebelum melakukan aktivitas, energi potensial diubah menjadi suatu bentuk energi kinetik. Namun, perubahan bentuk energi tersebuttidakpernahmencapaiefisiensiseratuspersenkarenasebagianenergi diubah menjadi panas. Saat istirahat otot rangka memiliki energi potensial dan ketika otot tersebut berkontraksi, energi potensial diubah menjadi energi kinetik dan panas. Jumlah panas yang dihasilkan berbanding secara proporsional dengan aktivitas yang dilakukan.

Reaksi yang melepaskan energi disebut sebagai reaksi yang bersifat eksergonik; sebaliknya reaksi yang menyerap energi disebut sebagai reaksi yang bersifat endergonik.

2. Tingkat EnergiPada sebuah atom, elektron beredar mengelilingi nukleus di

berbagai orbit (circular electron shell). Jumlah elektron maksimal pada setiap orbit sesuai dengan rumus n2n (dimana, n adalah jumlah orbit). - Orbit pertama maksimal memuat 1 x 21 = 2 elektron, orbit kedua 2 x

22 = 8 elektron, demikian seterusnya.- Orbit pertama harus sudah terisi penuh sebelum elektron mengisi

orbit kedua. Orbit kedua harus sudah terisi penuh sebelum elektron mengisi orbit ketiga, demikian seterusnya.

Jumlah elektron pada orbit terluar menentukan sifat kimia setiap atom. Atom yang orbit terluarnya sudah penuh terisi elektron merupakan atom yang stabil dan tidak bereaksi dengan atom lain. Sedangkan atom yang orbit terluarnya belum penuh terisi elektron merupakan atom yang tidak stabil (disebut juga atom reaktif) dan dapat bereaksi dengan atom lain untuk mencapai bentuk stabil. Hal ini dicapai dengan cara memberi, menerima atau berbagi (sharing) elektron pada orbit terluar. Sebuah atom atau molekul yang mengandung elektron yang tidak berpasangan di orbit terluarnya disebut radikal bebas. Radikal bebas bersifat sangat reaktif.

3

Gambar 1. Atom dengan tingkat energi yang presentasikan

Tabel 1. Jumlah elektron

3. Ikatan Kimia Ikatan kimia (chemical bond) terbentuk karena adanya

kecende¬rungan suatu atom memiliki konfigurasi gas mulia (teorioktet). Interaksi antar atom dengan elektron–elektron tersebut akan menyebabkan terbentuknya suatu ikatan kimia yang dapat mengikat beberapa atom sekaligus.

Ada beberapa jenis ikatan kimia antar atom dan antar molekul yang penting; yaitu ikatan kovalen (covalent bond), ikatan hidrogen (hydrogen bond), dan ikatan ion (ionic bond).

2 Teori oktet adalah teori yang menyatakan bahwa atom dengan delapan elektron pada orbit terluar merupakan bentuk yang paling stabil

4

3.1. Ikatan Kovalen

Ikatan kovalen merupakan ikatan yang terbentuk oleh pemakaian bersama pasangan elektron dari atom–atom yang bergabung dalam usahanya untuk memenuhi teori oktet.

Gambar 2. Ikatan kovalen. (a) Pada molekul hidrogen, dua atom hidrogen berbagi elektron yang menempati orbit terluar kedua atom; proses share ini membentuk ikatan kovalen tunggal. (b) Pada molekul oksigen, dua pasang atom oksigen berbagi dua pasang elektron; membentuk ikatan kovalen ganda. (c) Pada molekul karbondioksida, atom karbon sentral membentuk ikatan kovalen ganda dengan dua atom oksigen. (d) Atom oksida nitrit diikat oleh ikatan kovalen ganda, namun lingkar orbit terluar pada atom nitrogen memerlukan atom tambahan. Dengan demikian, oksida nitrit merupakan suatu radikal bebas yang siap bereaksi dengan atom atau molekul lainnya.

Berdasarkan jumlah ikatan yang mungkin terbentuk, ikatan kovalen dibagi menjadi ikatan kovalen tunggal dan ikatan kovalen ganda. Sedangkan berdasarkan polaritasnya, ikatan kovalen dibagi menjadi ikatan kovalen nonpolar dan ikatan kovalen polar.

5

- Ikatan Kovalen Tunggal Ikatan kovalen tunggal adalah ikatan yang terbentuk oleh dua buah atom yang masing–masing memiliki kelebihan atau kekurangan satu elektron pada orbit terluarnya. Sebagai contoh, sebuah atom hidrogen memiliki satu elektron pada orbitnya dan siap bereaksi dengan atom hidrogen lain atau dengan atom dari elemen lainnya. Pada molekul hidrogen (H2), dua atom hidrogen berbagi elektron yang mengisi lingkar luar orbit atom; membentuk ikatan kovalen tunggal (gambar 2).

- Ikatan Kovalen GandaIkatan kovalen ganda adalah ikatan yang terbentuk antara dua pasang elektron. Sebagai contoh, oksigen dengan nomor atom delapan memiliki dua elektron pada orbit pertama dan enam elektron pada orbit kedua. Pada molekul oksigen, dua buah atom oksigen akan saling berikatan dengan dua pasang elektron dan membentuk ikatan kovalen ganda (gambar 2).

- Ikatan Kovalen Nonpolar Ikatan kovalen nonpolar adalah ikatan antara atom–atom dengan nilai elektronegativitas (kemampuan menarik elektron) yang seimbang. Ikatan ini membentuk dan menyusun rangka dari molekul–molekul berukuran besar yang merupakan bentuk pada hampir seluruh komponen tubuh manusia.

- Ikatan Kovalen PolarIkatan kovalen polar adalah ikatan yang terbentuk antara atom–atom dengan nilai elektronegativitas tidak seimbang. Muatan atom yang tidak seimbang ini menyebabkan ikatan kovalen polar lebih lemah dibanding ikatan kovalen non polar. Pada ikatan kovalen polar dijumpai berbagai macam atom dengan elektron–elektron dengan nilai keseimbangan sangat bervariasi; elemen–elemennya berbeda dalam hal kekuatan menarik elektron (lihat gambar 3).

6

Gambar 3. Ikatan kovalen polar dan struktur air. (a) Pada molekul air, atom oksigen membagi elektron dengan sepasang atom hidrogen. Proses share disini bersifat tidak seimbang (unequal) karena atom oksigen menarik elektron lebih kuat dibandingkan atom hidrogen. (b) Karena atom oksigen memiliki dua elektron tambahan, ia cenderung bermuatan negatif; sementara hidrogen bersifat positif. Ikatan bentuk ini adalah suatu ikatan kovalen polar.

Pada molekul air, atom oksigen akan membentuk ikatan kovalen dengan dua atom hidrogen. Dalam hal ini, atom oksigen memiliki kekuatan menarik elektron jauh di atas kemampuan atom hidrogen, oleh karena itu elektron–elektron yang membentuk ikatan akan lebih tertarik ke arah atom oksigen dibandingkan dengan ke arah atom hidrogen. Dengan demikian atom oksigen akan bermuatan relatif negatif (ditunjukkan dengan simbol δ-) dan atom hidrogen bermuatan relatif positif (ditunjukkan dengan simbol δ+). Muatan elektron yang tidak seimbang ini menyebabkan ikatan kovalen polar merupakan ikatan yang lebih lemah dibandingkan ikatan kovalen non polar.

3.2. Ikatan Hidrogen

Salah satu ikatan antar molekul yang penting adalah ikatan hidrogen. Ikatan hidrogen terbentuk di antara atom hidrogen yang

7

bermuatan positif (δ+) dari suatu senyawa kovalen polar dengan atom lain yang bermuatan negatif (δ-) dari senyawa kovalen polar lain

Ikatan hidrogen terlalu lemah untuk membentuk suatu molekul, namun dapat merubah bentuk dan menarik molekul secara bersamaan. Contoh ikatan hidrogen adalah ikatan antara atom hidrogen yang bermuatan positif (δ+) dari suatu molekul air dengan atom oksigen yang bermuatan negatif (δ-) dari molekul air lainnya.

Ikatan hidrogen yang terbentuk merupakan interaksi elektrostatik antara inti hidrogen dari satu molekul air dengan pasangan elektron yang tidak terpakai dari atom oksigen pada molekul air lainnya (gambar 4).

Selain itu, ikatan hidrogen dapat juga terjadi antara molekul air dengan atom lain yang bersifat elektronegatif (misalnya oksigen dan nitrogen). Sebagai contoh, ikatan hidrogen yang terbentuk di antara asam–asam amino yang terdapat pada struktur protein sekunder. Bersama dengan ionisasi air, ikatan hidrogen sangat berperan pada fungsi protein dan asam nukleat.

Struktur molekul air bersifat bipolar dengan kutub hidrogen bermuatan relatif lebih positif dan kutub oksigen bermuatan relatif lebih negatif. Keadaan ini membuat keduanya sangat mudah berinteraksi melalui ikatan hidrogen yang lemah, namun secara keseluruhan molekul air bermuatan netral (gambar 4).

Gambar 4. Atom hidrogen dari suatu molekul air memiliki muatan positif, dan atom oksigen memiliki muatan negatif (lihat gambar 2). Ikatan antara atom hidrogen suatu molekul air dengan atom oksigen dari molekul lain membentuk ikatan hidrogen.

8

Kutub positif molekul air menarik kutub negatif molekul air lainnya sehingga terbentuklah ikatan hidrogen yang merupakan interaksi elektrostatik antara inti hidrogen dari satu molekul air dengan pasangan elektron yang tidak terpakai dari atom lainnya (empat molekul air dapat membentuk satu kesatuan yang masing–masing dihubungkan oleh ikatan hidrogen). Bersama dengan ionisasi air, ikatan hidrogen sangat berperan pada fungsi protein dan asam nukleat.

3.3. Ikatan Ion

Ikatan ion adalah suatu ikatan yang terbentuk akibat gaya tarik–menarik elektrostatik antara ion positif dengan ion negatif (gambar 5). Ion positif yang terbentuk dari satu atom yang melepaskan elektron (misalnya natrium) dengan ion negatif yang terbentuk dari atom yang menerima elektron (misalnya klorida).

Gambar 5. Ikatan ion. (a) Tahap pertama: atom natrium (Na+) melepaskan elektron, diterima oleh atom klorida (Cl—). Tahap kedua: Karena atom natrium (Na+) dan klorida (Cl—) memiliki muatan yang berlawanan, maka akan terjadi proses tarik–menarik di antara keduanya. Tahap ketiga: Penggabungan atom natrium dan klorida membentuk ikatan komponen natrium klorida. (b) Sejumlah besar natrium dan klorida membentuk kristal natrium klorida (garam dapur).

9

Natrium klorida (NaCl) merupakan suatu contoh senyawa dengan ikatan ion dalam bentuk kristal. Natrium memiliki nomor atom sebelas. Pada keadaan normal terkandung sebelas proton dan sebelas elektron. Dua elektron menempati orbit pertama, delapan elektron menempati lingkar orbit kedua, dan satu elektron menempati orbit ketiga atau terluar. Bila atom natrium melepaskan satu elektron, maka ion natrium akan bermuatan +1. Atom klorida memiliki tujuh elektron pada orbit terluarnya. Untuk memperoleh kestabilan, atom klorida memerlukan satu elektron; dengan demikian ion klorida bermuatan –1. Setelah berlangsung transfer elektron, natrium bermuatan positif akan diikat oleh klorida bermuatan negatif dengan ikatan ion dari komponen ion natrium–klorida. Kristal NaCl terbentuk karena adanya ikatan ion antara ion Na+ dan ion Cl–. Bila kristal NaCl dilarutkan dalam air, ikatan ion antara Na+ dan Cl− mengalami disosiasi atau ionisasi (terjadi penguraian) sehingga terbentuk ion Na+ dan ion Cl− dalam larutannya.

4. Lingkungan HidrasiLingkungan hidrasi adalah molekul air yang terhimpun di sekitar

molekul. Molekul–molekul yang cepat berinteraksi dengan molekul air disebutmemiliki sifat hidrofilik (misal, glukosa).Molekul organikmengandung ikatan kovalen polar yang menarik molekul air. Dengan demikian, lingkungan hidrasi menyebabkan molekul ini akan berubah menjadi suatu larutan.

Molekul yang tidak berinteraksi dengan air disebut sebagai hidrofobik. Molekul hidrofobik memiliki ikatan polar kovalen sangat sedikit, sehingga disebut sebagai molekul non–polar. Lemak misalnya, terdiri dari molekul–molekul hidrofobik tidak larut, berbentuk butiran–butiran yang terperangkap di sisi dalam sebuah sel yang berbasis cairan. Saat molekul non–polar terpapar dengan air, lingkungan hidrasi tidak terbentuk dan molekul tidak larut di dalamnya

5. Sel dan Zat Kimia Tubuh manusia merupakan kumpulan dari berbagai bahan kimia

yang terdapat di dalam sel. Sel adalah suatu unit fungsional yang dibentuk oleh berbagai bangunan kimiawi. Dinding sel merupakan

10

suatu membran fosfolipid yang memisahkan atau membatasi sel dengan lingkungannya. Di dalam sel terdapat membran interna yang membagi sel dalam beberapa kompartemen.

Sel merupakan suatu struktur dinamik yang beradaptasi terhadap lingkungannya. Hal ini dimungkinkan karena setiap sel memiliki organela yang memberi respons terhadap stimulasi internal maupun eksternal. Perubahan sel dapat terjadi karena adanya molekul organik antara lain deoxyribonucleic acid (DNA); suatu komponen di dalam inti sel yang berperan pada proses sintesis seluruh protein di tingkat sel.

Untuk berlangsungnya reaksi terhadap respons dibutuhkan waktu. Waktu yang diperlukan antara berlangsungnya proses sintesis dan degradasi disebut turnover rate. Sebagian besar molekul organik di dalam sel memiliki turnover rate yang berkisar beberapa jam sampai beberapa bulan. Proses perubahan molekul organik sel yang terjadi secara berkesinambungan disebut metabolic turnover.

5.1. Komponen Anorganik Pada umumnya, struktur primer komponen anorganik tidak

mengandung atom karbon dan hidrogen. Komponen anorganik tubuh yang terpenting adalah air, karbondioksida, oksigen, asam anorganik, basa dan garam–garam yang membentuk ikatan ion. Komponen anorganik umumnya diikat oleh suatu ikatan ion.

5.1.1. Air Air merupakan komponen terpenting yang membentuk tubuh;

mencakup dua per tiga berat badan (BB). Perubahan kandungan air dapat berakibat fatal karena memengaruhi faal sistemik. Air memiliki keunikan, karena pada suatu reaksi akan terbentuk ikatan hidrogen yang terjadi di antara molekul–molekul air.

5.1.2. Asam dan basa anorganik Tubuh mengandung asam dan basa anorganik yang berperan

penting sebagai donor dan atau akseptor proton- Asam

Asam adalah suatu zat yang menghasilkan ion hidrogen. Suatu asam akan terdisosiasi dalam larutan dan melepaskan ion hidrogen. Atom hidrogen yang kehilangan elektron sepenuhnya

11

terdiri dari proton, dalam hal ini ion hidrogen bertindak sebagai proton; dan asam selanjutnya disebut sebagai donor proton. Suatu asam kuat akan berdisosiasi atau terionisasi lengkap di dalam suatu larutan. Secara mendasar, reaksi yang timbul terjadi berlangsung satu arah. Asam lemah tidak mengalami disosiasi atau tidak terionisasi lengkap; pada keseimbangan, sejumlah molekul masih utuh di dalam larutan. Oleh karena itu, asam lemah kurang berperan dibanding asam kuat dalam memengaruhi konsentrasi ion hidrogen (pH). Asam karbonat adalah contoh asam lemah di tubuh. Di dalam larutan, asam karbonat mengalami disosiasi membentuk ion hidrogen dan ion bikarbonat secara reversibel.

- BasaBasa adalah suatu zat yang dalam suatu larutan melepaskan ion hidroksida yang akan mengikat ion hidrogen, sehingga basa bertindak sebagaiakseptorproton.Ionhidroksidamemilikiafinitaskuatterhadapion hidrogen yang terdapat di dalam molekul air, sehingga basa akan menghilangkan ion hidrogen dalam suatu larutann. Suatu basa kuat akan mengalami disosiasi atau terionisasi lengkap di dalam larutan; secara mendasar, reaksi terjadi berlangsung satu arah. Basa lemah tidak mengalami disosiasi atau ionisasi lengkap, pada keseimbangan, sejumlah molekul masih utuh di dalam larutan. Oleh karena itu, basa lemah kurang berperan dalam memengaruhi konsentrasi ion hidrogen (pH); dibandingkan dengan basa kuat.

- GaramGaram adalah komponen ion (elektrolit) yang mengandung kation selain hidrogen (H+) dan anion selain hidroksida (OH––). Karena terikat oleh ikatan ion, maka garam mengalami disosiasi lengkap di dalam air; melepaskan kation and anion.

12

- Elektrolit Elektrolit adalah molekul anorganik terlarut yang berperan sebagai ion dalam konduksi aliran listrik (baca lebih lanjut: kelarutan pada halaman 23).

5.2. Komponen organik

Dalam struktur primer komponen organik selalu terkandung karbon, hidrogen dan oksigen. Banyak molekul organik memiliki atom karbon rantai panjang yang dihubungkan melalui ikatan kovalen. Atom–atom ini kemudian membentuk ikatan kovalen tambahan bersama atom hidrogen atau oksigen; jarang bersama nitrogen, fosfor, sulfur, besi atau elemen lainnya.

Pola struktural merupakan hal yang umum dijumpai pada hampir semua jenis komponen organik. Kelompok fungsional merupakan kumpulan atom yang turut berperan dalam menentukan properti seluruh molekul. Kelompok fungsional yang penting antara lain adalah kelompok karboksil (–COOH), amino (–NH2), hidroksil (–OH) dan fosfat (–PO4). Umumnya molekul organik larut dalam air.

Kelompok komponen organik antara lain adalah: karbohidrat, lipid, protein, asam nukleat dan komponen berenergi tinggi.

5.2.1. Karbohidrat Karbohidrat adalah molekul organik yang mengandung karbon,

hidrogen dan oksigen dengan rasio 1 : 2 : 1. Karbohidrat merupakan sumber energi yang penting; energi ini lebih cenderung mengalami proses katabolisme dibandingkan disimpan. Karbohidrat merupakan sumber energi terpenting dalam proses metabolisme (dengan cara melakukan transfer komponen berenergi tinggi) untuk menunjang aktivitas vital dan membentuk komponen khusus seperti proteoglikan dan glikolipid. Terdapat tiga bentuk utama karbohidrat, yaitu monosakarida, disakarida dan polisakarida.

13

5.2.1.1. Monosakarida Monosakarida atau gula sederhana adalah suatu bentuk karbohidrat

yang mengandung 3 sampai 7 atom karbon. Suatu monosakarida dapat disebut triosa, tetrosa, pentosa, heksosa atau heptosa (tergantung jumlah atomnya). Glukosa (suatu heksosa) merupakan bahan bakar terpenting dalam proses metabolisme di dalam tubuh.

5.2.1.2. Disakarida dan PolisakaridaKKarbohidrat selain monosakarida; merupakan molekul–molekul

kompleks monosakarida yang membentuk suatu bangunan melalui proses sintesis dehidrasi. Sintesis–dehidrasi atau kondensasi, meng-hubungkan molekul–molekul dengan cara menghilangkan molekul air. Sintesis–dehidrasi berlanjut melakukan penambahan monosakarida membentuk karbohidrat yang sangat kompleks. Molekul–molekul besar ini disebut polisakarida. Starch adalah karbohidrat yang berbasis polisakarida. Selulosa adalah polisakarida yang tidak dapat dicerna, membentuk massa feses. Hidrolisis dari disakarida menjadi suatu bentuk monosakarida berlangsung melalui penambahan molekul air.

5.2.1.3. Glikogen Glikogen atau animal starch dibentuk oleh molekul glukosa yang

saling berhubungan. Sebagaimana kebanyakan polisakarida, glikogen tidak larut dalam air atau cairan tubuh. Hepar dan jaringan otot membuat dan menyimpan glikogen. Pada saat kebutuhan glukosa meningkat, molekul glikogen dipecah, sebaliknya bila kebutuhan berkurang, hepar dan jaringan otot menyerap glukosa dari darah dan menyimpannya dalam bentuk glikogen.

5.2.2. Lipid Lipid mengandung karbon, hidrogen dan oksigen. Rasio karbon ter-

hadap hidrogen umumnya 1 : 2. Lipid lebih sedikit mengandung oksigen dibanding karbohidrat. Rasio hidrogen terhadap oksigen sangat besar. Lipid dapat mengandung sejumlah kecil fosfor, nitrogen atau sulfur.

Molekul lipid umumnya tidak larut di dalam air, termasuk fats, oils, dan waxes; sehingga diperlukan mekanisme transportasi khusus untuk membawa lipid di dalam sirkulasi darah. Lipid membentuk komponen

14

struktur penting dari seluruh sel dan deposit lipid berperan penting sebagai cadangan energi. Ada lima bentuk lipid yang penting yaitu: asam lemak (fatty acids), eikosanoid, gliserida, steroid, fosfoslipid, dan glikolipid.

5.2.2.1. Asam lemak Asam lemak adalah suatu bentuk rantai karbon yang mengandung

atom hidrogen dan oksigen. Pada satu ujung rantai karbon ini selalu terdapat gugus karboksil (−COOH) dan ujung yang berlawanandikenal sebagai ujung hidrokarbon asam lemak. Hanya ujung karboksil yang dapat bergabung dengan molekul air, karena merupakan bagianhidrofilikdarimolekul;sedangkanujunghidrokarbonbersifathidrofobik. Makin panjang rantai karbon suatu asam lemak semakin rendah kelarutan asam lemak ini.

Asam lemak jenuh memiliki ikatan kovalen tunggal sedangkan asam lemak tak jenuh memiliki ikatan kovalen ganda. Asam lemak tak jenuh tunggal memiliki sebuah ikatan rangkap di antara rantai karbonnya, sedangkan asam lemak tak jenuh jamak memiliki lebih dari satu ikatan rangkap.

5.2.2.2. GliseridaAsam lemak dapat menyatu dengan gliserol menghasilkan suatu

bentuk lipid yang dikenal dengan sebutan gliserida. Sintesis–dehidrasi akan menghasilkan monogliserida, digliserida dan trigliserida. Proses hidrolisis akan menguraikan gliserida menjadi asam lemak dan gliserol.

Monogliserida mengandung satu molekul asam lemak dengan gliserol. Digliserida mengandung dua molekul asam lemak dengan gliserol. Trigliserida (asam netral) mengandung tiga molekul asam lemak dengan gliserol. Trigliserida sebagai lipid netral berperan penting sebagai sumber energi insulasi dan proteksi. Trigliserida disimpan dalam bentuk granul lipid di dalam sel. Lipid ini berfungsi dalam absorpsi dan akumulasi vitamin yang larut dalam lemak, berbagai jenis obat dan toksin.

5.2.2.3. EikosanoidEikosanoid adalah suatu derivat lipid yang berasal dari asam–

asam tak jenuh jamak, antara lain asam arakidonat. Terdapat dua jenis eikosanoid, yaitu leukotrien dan prostaglandin.

15

- Leukotrien Leukotrien terutama diproduksi oleh sel–sel yang terlibat dalam respons tubuh pada suatu trauma atau penyakit.

- Prostaglandin Prostaglandin merupakan suatu bentuk asam lemak rantai pendek dalam cincin yang mengandung lima atom karbon. Prostaglandin adalah suatu messenger kimia yang berfungsi melakukan koordinasi aktivitas lokal. Zat ini tidak dilepaskan ke sirkulasi untuk mencapai sel target; sehingga seringkali disebut sebagai suatu hormon lokal. Prostaglandin bersifat sangat kuat meskipun dalam jumlah kecil, efeknya sangat tergantung pada jenis prostaglandin dan tempat prostaglandin itu dilepaskan. Prostaglandin yang dilepaskan oleh jaringan yang mengalami cedera atau kerusakan akan merangsang ujung saraf dan menimbulkan sensasi nyeri, sedangkan prostaglandin yang dilepaskan oleh uterus akan memicu kontraksi yang diperlukan pada proses persalinan. Umumnya, semua jaringan mensintesis dan memberikan respons terhadap prostaglandin melalui koordinasi aktivitas sel.

5.2.2.4. Steroid Steroid berperan sangat penting pada membran sel. Hormon

steroid terlibat dalam pengaturan fungsi seksual, seperti testosteron dan estrogen. Hormon ini penting dalam metabolisme jaringan dan keseimbangan mineral kortikosteroid dan kalsitrol. Hormon seks turut berperan dalam pengaturan aktivitas metabolisme.

Getah empedu adalah derivat steroid yang diperlukan dalam proses digesti lemak yang terdapat di dalam diet. Getah empedu berinteraksi dengan lipid yang terdapat di saluran cerna serta memfasilitasi proses digesti dan absorpsi lipid.

Steroid adalah molekul berukuran besar yang memiliki rangka karbon tertentu. Masing–masing molekul memiliki empat cincin, dan setiap molekul yang tergabung memiliki rangka cincin yang berbeda. Perbedaan tersebut terletak pada sisi struktur rangka yang melekat pada cincin karbon.

5.2.2.5. KolesterolSel membutuhkan kolesterol untuk mempertahankan membran sel,

khususnya dalam proses pertumbuhan dan pemisahan sel. Karena

16

seluruh membran sel mengandung kolesterol, maka kadar kolesterol darah akan sulit dikendalikan melalui pembatasan diet saja; hal ini disebabkan karena tubuh mensintesis kolesterol.

5.2.2.6. Fosfolipid dan GlikolipidFosfolipid dan glikolipid secara struktural saling berhubungan. Sel

dapat melakukan sintesis kedua jenis lipid ini bersumber dari asam lemak. Pada fosfolipid gugus fosfat (PO4

3-) menghubungkan gugus digliserida ke gugus non lipid. Glikolipid karbohidrat melekat pada digliserida. Ujung rantai hidrokarbon dari fosfolipid dan glikolipid bersifat hidrofobik, namun pada ujung berlawanan, yaitu di bagian kepala (non lipid)bersifathidrofilik.Didalamair,molekulinicenderungmembentukdroplet padasisihidrofilikdanmengandunglipidtaklarutsepertisteroid,gliserida dan asam lemak rantai panjang.

Kolesterol, fosfolipid dan glikolipid disebut lipid struktural karena berperan dalam proses pembentukan dan pemeliharaan struktur intrasel, khususnya membran sel. Lapis membran sel dibentuk terutama oleh lipid yang bersifat hidrofobik; membatasi sel dari cairan ekstrasel. Karena dibatasi oleh membran sel, cairan intrasel dan ekstrasel sangat berbeda baik dalam hal struktur kimia maupun fungsi.

5.2.3. Protein Protein mengandung karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen dan

se¬jumlah kecil sulfur. Protein merupakan rantai asam amino yang terdiri dari asam amino rantai panjang. Setiap asam amino mengandung atom karbon di sentral dan dihubungkan dengan empat gugus, yaitu hidrogen, gugus amino (–NH2), gugus karboksilat (–COOH) dengan variasi gugus R pada setiap rantai.

Asam amino merupakan molekul-molekul yang relatif larut dalam air. Pada pH normal, gugus karboksilat pada asam amino akan memberikan ion H+, sehingga merubah –COOH menjadi –COO–yang bermuatan negatif, sedangkan gugus aminonya akan menerima ion H+ dan merubah —NH2 menjadi —NH3

+ .

17

Proses sintesis–dehidrasi dapat menghubungkan asam amino. Proses ini membentuk ikatan kovalen di antara gugus karboksilat dan gugus amino dari molekul lainnya. Ikatan ini dikenal dengan istilah ikatan peptida. Protein atau polipeptida adalah suatu rangkaian linier asam amino yang dihubungkan melalui ikatan peptida. Molekul–molekul mengandung asam amino yang tergabung melalui ikatan ini disebut peptida, dipeptida, tripeptida dan tetrapeptida. Polipeptida yang mengandung lebih dari seratus macam asam amino umumnya disebut protein. Protein akan bekerja dengan baik pada suhu dan pH optimal; pada pH dan suhu di luar batas normal akan terjadi denaturasi protein yang bersifat permanen.

5.2.3.1. Bentuk Protein Rantai peptida yang panjang dari suatu protein atau polipeptida

tidak terurai bebas, tetapi berlipat sehingga menjadi bentuk yang relatif mantap. Pelipatan rantai peptida ini untuk membentuk molekul protein yang sesuai dengan fungsinya dinamakan konformasi rantai peptida.

Sehubungan dengan jenis–jenis ikatan yang terdapat dalam protein dan konformasinya, maka dibedakan empat struktur dalam protein, yaitu:• Struktur primer

Struktur primer adalah rangkaian dari asam amino di sepanjang satu rantai polipeptida.

• Struktur sekunder Interaksi asam amino melalui ikatan hidrogen. Ikatan hidrogen dapatmembentuksuatuspiralsederhana(α-heliks) atau lembaran terlipat –β, tergantung dari rangkaian asam amino pada rantaipeptidadandimana ikatanhidrogen terbentuk.Strukturα–heliksterjadi karena ikatan hidrogen intra rantai polipeptida, antara gugus karbonil (−C = O) yang mengarah ke ujung karbonil (C ujung)dengangugusamino (−NH2) yang mengarah ke atas (N ujung). Lembarterlipat−βterbentukkarenaadanyaikatanhidrogeninterrantai polipeptida.

• Struktur tersier Komplekslapisan,ikatandisulfida,daninteraksidenganmolekulair. Struktur tersier adalah suatu spiral kompleks yang memberi bentuk final tiga dimensi dari suatu protein. Struktur tersier

18

ini dihasilkan oleh interaksi di antara rantai polipeptida dan molekul air di sekitar dan interaksi antara gugus R asam amino dengan berbagai bagian suatu molekul. Gugus R dari residu asam amino yang bersifat hidrofobik akan menjauhi molekul air, sedangkangugusRyanghidrofilikakanberadadi luar lipatan.Pada struktur tersier terdapat ikatan ion, ikatan hidrogen, ikatan hidrofob dan ikatan disulfida. Ikatan disulfida seimbang denganjumlah loop dari spiral pada suatu peptida. Globul–globul protein biasanya merupakan kesatuan yang utuh, berbentuk bulat dan siap bergabung dengan cairan (water–soluble), misalnya mioglobin.

• Struktur KuartenerPembentukan kompleks protein dari suatu subunit. Struktur kuartener merupakan interaksi dari rantai polipeptida yang membentuk kompleks protein. Setiap subunit polipeptida memiliki struktur sekunder dan tersier masing–masing. Protein hemoglobin terdiri atas empat subunit globular. Protein jaringan fibrosa sepertikeratin dan kolagen mengandung tiga polipeptida alfa heliks yang bersifat lentur dan tidak larut dalam air (insoluble).

5.2.3.2. Jenis ProteinBerdasarkan komposisinya protein dapat digolongkan menjadi protein sederhana dan protein terkonyugasi atau protein majemuk.- Protein Sederhana

Protein sederhana pada hidrolisis hanya menghasilkan asam–asam α–amino. Beberapa protein yang termasuk golongan ini, adalah: albumin, globulin, histon, albuminoid dan protamin.

- Protein Terkonyugasi (Conjugated Protein)Protein terkonyugasi pada hidrolisis dihasilkan asam–asam α-aminodansenyawalain(karbohidrat,lipid,asamnukleat,ion–ion logam, ion anorganik, dan lain–lain. Senyawa lain bukan asam α-aminodinamakangugusprostetik:Berdasarkan gugus prostetiknya, protein terkonyugasi dibagi menjadi:• Glikoprotein

Pada hidrolisis glikoprotein menghasilkan karbohidrat atau turunan karbohidrat dan asam–asam α–amino. Karbohidrat dan

19

turunannya yang biasa dijumpai terikat pada protein antara lain adalah glukosa, galaktosa, manosa, fukosa (6–deoksi galaktosa), N–asetilglukosamin, N–asetilgalaktosamin, arabinosa, xilosa, asam sialat (N–asetil Neuraminic acid = NANA) Pada manusia glikoprotein berperan antara lain sebagai: a) pembentuk membran sel, b) pelumas misalnya musin (dalam saliva), c) pembentuk tulang rawan, misal kolagen, d) pembentuk protein serat, misal elastin, e) faktor pembekuan, misalfibrin.

• Lipoprotein Pada hidrolisis lipoprotein dihasilkan asam–asam α–aminodan lipid (fosfolipid dan kolesterol). Hampir semua lipid darah mamalia diangkut dalam bentuk lipoprotein. Lipoprotein juga terdapat dalam kuning telur, inti sel, ribosom dan dalam liposom mielin syaraf. Sekitar 30% protein plasma terdiri dari lipoprotein yangberikatandenganαdanβglobulin.Berdasarkan analisis lipoprotein menggunakan cara elektroforesis pada pH 8,6.

• Nukleoprotein Nukleoprotein adalah protein majemuk dengan gugus prostetik asam nukleat sedangkan proteinnya adalah histon atau protamin. Asam nukleat merupakan polimer dari mononukleotida (= polinukleotida). Mononukleotida merupakan ester asam fosfat dari nukleosida. Nukleosida itu sendiri terbentuk dari gula pentosa dengan turunan basa purin atau pirimidin.

Ada beberapa jenis protein yang penting dalam tubuh, antara lain protein struktural, protein kontraktil dan protein transpor.

- Protein StrukturalProtein yang berfungsi sebagai cadangan energi disimpan di otot. Protein bukan merupakan cadangan energi utama, tetapi merupakan cadangan ketiga setelah glikogen dan trigliserida.

- Protein KontraktilProtein yang berfungsi pada kontraksi otot (aktin, miosin) maupun jaringan lunak lainnya (misal kolagen).

20

- Protein TransporProtein yang berperan sebagai media pada transportasi dalam suatu sistem, misalnya heme untuk transportasi oksigen; albumin untuk transportasi beberapa jenis obat–obatan tertentu, dsb.

5.2.3.3. EnzimProtein yang berperan dalam suatu reaksi, diperlukan agar suatu

reaksi terselenggara dalam waktu singkat (lihat reaksi enzimatik).

5.2.3.4. AntibodiProtein yang berperan dalam sistem imun, terdiri dari empat rantai

polipeptidaspesifikdenganbinding site terhadap antigen tertentu; dan memiliki binding site untuk mediator tertentu.

5.3.2.5. Fungsi Protein Protein berperan sangat besar dalam fungsi–fungsi tubuh.

Bentuk suatu protein menentukan fungsi protein itu sendiri. Bentuk struktur tersier dan kuatener tidak hanya tergantung pada rangkai asam amino, tetapi juga tergantung pada karakteristik lingkungan. Sedikit perubahan komposisi ion, temperatur dan pH di sekitar akan memengaruhi ikatan hidrogen yang memengaruhi fungsi protein. Bentuk suatu protein juga dipengaruhi oleh ikatan hidrogen terhadap berbagai molekul yang terdapat dalam suatu cairan. Peran faktor–faktor ini sangat nyata pada enzim. Enzim sangat esensial dalam peran dan fungsi setiap sel di dalam tubuh

5.2.3.6. Fungsi enzim Suatu reaktan dalam reaksi enzimatik disebut sebagai substrat;

berinteraksi membentuk suatu produk dengan mengikat suatu enzim. Interaksipengikataninibersifatsangatspesifik,tergantungprodukyangdihasilkan. Sebelum suatu enzim bereaksi sebagai suatu katalisator, substrat harus melekat terlebih dahulu dengan suatu area tertentu di bagian enzim yang aktif. Bentuk dari bagian aktif ini ditentukan oleh struktur tersier dan kuartener dari enzim. Setiap komponen organik dan anorganik akan terikat pada bagian aktif tersebut, dalam bentuk substrat.

21

5.2.3.7. Fungsi Enzim dan Kofaktor

Kofaktor adalah suatu ion atau molekul yang harus terikat pada suatu enzim sebelum substrat melekat pada enzim. Tanpa kofaktor, suatu enzim tetap utuh namun tidak dapat berfungsi. Koenzim adalah suatu molekul non protein organik yang berperan sebagai suatu kofaktor. Tubuh manusia merubah berbagai macam vitamin menjadi koenzim esensial.

5.2.4. Glikoprotein dan Proteoglikan

Glikoprotein dan proteoglikan merupakan kombinasi dari molekul–molekul protein dan karbohidrat. Glikoprotein adalah suatu protein berukuran besar dengan gugus karbohidrat berukuran kecil melekat padanya. Molekul–molekul glikoprotein dapat berperan sebagai enzim, antibodi, hormon atau komponen protein dari membran sel. - Glikoproteindimembranselberperandalamprosesidentifikasisel–

sel normal maupun abnormal pada proses inisiasi dan koordinasi suatu respons imun. Sekresi glikoprotein (disebut musin) akan menyerap air membentuk mukus yang akan melapisi permukaan saluran pernafasan dan saluran cerna sebagai fungsi lubrikasi.

- Proteoglikan merupakan molekul–molekul polisakarida yang di-hubungkan oleh rantai polipeptida. Di dalam jaringan, proteoglikan menyebabkan konsistensi jaringan menyerupai sirup.

5.2.5. Asam Nukleat

Asam nukleat merupakan rangkaian nukleotida yang terdiri dari molekul berukuran besar mengandung karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen dan fosfor. Asam nukleat menyimpan dan menyampaikan proses informasi di tingkat molekuler (di dalam sel). Ada dua bentuk asam nukleat yaitu deoxyribonucleic acid (DNA) dan ribonucleic acid (RNA).

Setiap nukleotida mengandung gula, gugus fosfat dan nitrogen. Gula yaitu ribosa terdapat di dalam RNA dan deoksiribosa di dalam DNA. DNA merupakan two–stranded double helix, mengandung basa nitrogen adenin, guanin, sitosin dan timin. RNA merupakan single strand, yang mengandung urasil dan timin.

22

5.2.6. Komponen Berenergi Tinggi

Untuk berlangsungnya fungsi vital, sel memerlukan energi yang diperoleh dari proses katabolisme substrat organik. Energi tersebut ditangkap oleh enzim dan dipindahkan dari molekul ke molekul atau dari satu bagian sel ke bagian sel lainnya. Metode pemindahan energi ini melibatkan pembentukan ikatan energi tinggi. Suatu ikatan energi tinggi adalah ikatan kovalen dengan energi yang dilepaskan dapat mengikat sel–sel. Ikatan energi tinggi ini biasanya menghubungkan gugus fosfat (PO4

3-) ke suatu molekul organik. Kompleks yang dihasilkan disebut komponen berenergi tinggi.

Gambar 6. Rantai respirasi merupakan proses pembentukan energi yang berlangsung di mitokondria. Rantai respirasi terdiri dari proses pemindahan energi (electron chain reaction) yang berlangsung di membran mitokondria dan fosforilasi oksidatif yang berlangsung di dalam matriks mitokondria. Pada proses electron chain reaction, energi diperoleh dari ion hidrogen melalui beberapa tahapan (5 kompleks) yang melibatkan aktivitas enzim. Proses berikutnya, pemindahan energi berlangsung melalui peran gugus fosfat (fosforilasi); juga melibatkan peran enzim.

Proses pembentukan komponen berenergi tinggi ini memerlukan gugus fosfat, enzim dan substrat tertentu; terutama adenin, ribosa dan dua gugus fosfat. Komponen ini disebut adenosin difosfat (ADP)

23

yang dibentuk melalui proses fosforilasi adenosin mono fosfat (AMP). Untuk konversi AMP menjadi ADP dibutuhkan asupan energi yang besar sehingga dapat mengikat gugus fosfat kedua. Sejumlah energi yang lebih besar lagi diperlukan untuk mengikat gugus fosfat ketiga, membentuk adenosin trifosfat (ATP). Dalam proses konversi ATP menjadi ADP dibutuhkan enzim adenosin trifosfatase (ATPase).

Setiap saat secara berkesinambungan, sel menghasilkan ATP melalui fosforilasi ADP dan memanfaatkan energi yang dihasilkan untuk menjalankan fungsi vital seperti sintesis protein atau kontraksi otot. Selanjutnya sel menyimpan komponen energi ini dalam bentuk ikatan energi tinggi untuk digunakan kemudian; salah satu yang terpenting adalah ATP.

5.3. Asam dan Basa OrganikDi dalam tubuh terdapat asam dan basa organik penting. Asam

laktat adalah suatu asam organik yang dihasilkan oleh jaringan otot aktif, yang harus dinetralisir oleh suatu bufer di cairan tubuh.

6. Kelarutan6.1. Larutan

Larutan (solusi) merupakan campuran homogen yang terdiri atas dua komponen (zat) atau lebih. Komponen yang jumlahnya sedikit dinyatakan sebagai solut (zat terlarut), sedangkan yang jumlahnya lebih banyak dinyatakan sebagai solven (pelarut).

Baik solut maupun solven dapat berwujud padat, cair atau gas. Solut dapat berupa atom, ion atau molekul yang mengalami dispersi. Bila larutan berujud suatu cairan, maka pelarutnya adalah cairan. Bila pelarutnya air, larutan cukup dinyatakan dengan larutan dan tidak perlu dinyatakan larutan dalam air (aquaeus: describing a solution in water), misalnya NaCl yang dilarutkan dalam air, cukup dinyatakan sebagai larutan NaCl. Sedangkan untuk larutan dengan pelarut organik, maka pelarutnya harus disebutkan, misalnya larutan lemak dalam alkohol.

24

Struktur kimia air memungkinkan air bertindak sebagai suatu pelarut unik yang efektif, karena pada suatu reaksi akan terbentuk ikatan hidrogen yang terjadi di antara molekul–molekul air. Molekul–molekul air memiliki kutub positif dan negatif, sehingga disebut sebagai molekul polar atau dipole. Ikatan pada molekul air menyebabkan atom hidrogen demikian dekatnya.

Larutan dengan pelarut air dapat mempunyai solut dengan wujud padat, cair atau gas. Pada larutan yang mengandung kation dan anion akan terjadi proses konduksi aliran listrik. Listrik akan melintasi membran sel dan memengaruhi aktivitas sel. Molekul anorganik terlarut yang berperan sebagai ion dalam konduksi aliran listrik ini disebut elektrolit.

6.2. KoloidKoloid adalah larutan yang mengandung molekul protein terdispersi

atau molekul–molekul lain berukuran besar.

6.3. SuspensiSuspensi mengandung partikel larutan yang tidak stabil, karena

dipengaruhi oleh gravitasi. Whole blood adalah suatu bentuk suspensi yang bersifat temporer, karena sel–sel darah merah tersuspensi di plasma darah.

7. Konsentrasi Konsentrasi suatu zat menjelaskan jumlah zat tersebut (solut)

dalam suatu pelarut (solven) tertentu atau dalam larutan. Solven yang paling umum adalah air. Banyak cara untuk menyatakan konsentrasi suatu zat dalam larutannya. Beberapa pernyataan konsentrasi diuraikan berikut ini.

7.1. PersentasePersentase menyatakan perbandingan antara zat terlarut dan

larutannya, dikalikan 100%. Untuk solut satuannya dalam gram, sedang kan larutannya dapat dinyatakan dalam volume atau dalam berat.

25

Jadi persentase dapat dinyatakan dengan:– Persentase berat solut/volume larutannya (weight/volume, % w/v)– Persentase berat solut/berat larutannya (weight/weight, % w/w)

Untuk konsentrasi yang kecil, berat solutnya dapat dinyatakan dengan miligram, sehingga satuannya menjadi miligram persen (mg solut per 100 mL larutan).

7.2. Molaritas (M) dan Molalitas (m)Molaritas adalah jumlah mol solut per liter larutan. Dalam keadaan

fisiologik, kerap dijumpai konsentrasi yang demikian kecilnya, yaitumili molar (mM) = 10–3 M, mikromolar (µM) = 10–6 M, nanomolar (nM) = 10–9 M, atau pikomolar (pM) = 10–12 M. Untuk konsentrasi yang kecil dapat dinyatakan dengan milimol per liter, mmol/L atau Mm, nano mol per liter, nanomol/L atau Nm. 1 nM = 0.000000001 M = 10–9. Molalitas adalah konsentrasi solut per kilogram solven.

7.3. Osmolaritas dan OsmolalitasOsmolaritas atau osmolalitas suatu larutan menyatakan banyaknya

mol partikel zat terlarut dalam satu liter atau satu kilogram pelarut. Sebagai contoh: larutan NaCl satu Molar ekivalen dengan dua osmol karena NaCl di dalam air terdisosiasi menjadi dua partikel, yaitu Na+ dan Cl–; sedangkan glukosa satu Molar ekivalen dengan satu osmol karena molekul–molekul glukosa di dalam air tidak terdisosiasi.

7.4. Kekuatan ionKekuatan ion merupakan suatu fungsi yang menyatakan pengaruh

muatan ion–ion dalam larutan yang sama dengan jumlah molalitas dari semua macam ion yang ada dikalikan dengan kuadrat muatannya.

7.5. Ekuivalensi (Eq)Ekivalen adalah unit pengukuran aktivitas ionik, konsentrasi

dinyatakan dalam ekivalen per liter (Eq/L) atau milliekivalen per liter (mEq/L). Ekivalen dimaksud dengan berat ion dalam gram yang menggantikan atau berkombinasi dengan satu gram (mol) dari ion H+

26

monovalen. Unsur garam seperti NaCl dan CaCl2 mengalami disosiasi menjadi ion positif (kation) dan ion negatif (anion). Untuk ion monovalen seperti natrium dan klorida adalah ekivalen dengan satu gram molekul. Untuk ion divalen seperti kalsium, magnesium dan HPO4

2–, satu ekuivalen adalahsetaradengansetengahGMW.Padakondisifisiologik,konsentrasidemikian kecilnya diukur dalam mEq/L = 10–3 Eq/L Unit ini demikian pentingnya pada saat menjelaskan zat yang dibutuhkan untuk memelihara netralitas elektrik.

7.6. Tekanan Parsial GasTekanan parsial gas adalah kontribusi tekanan suatu gas terhadap

jumlah tekanan semua gas yang ada dalam suatu campuran gas. Jika tekanan suatu gas dalam larutan naik, maka tekanan parsialnya akan naik. Hal ini akan menyebabkan tekanan parsial gas lain yang berada dalam larutan tersebut menurun, sehingga kelarutannya juga akan menurun.

Dalam perhitungan, kadang dijumpai kesulitan dalam menentukan konsentrasi plasma. Hal ini disebabkan karena tidak semua ion berada dalam keadaan bebas atau siap untuk mengalami proses disosiasi atau larut. Ada beberapa zat yang terikat dengan protein baik di sirkulasi atau di dalam kompartemen sel. Contohnya kalsium, kurang lebih 50% terikat pada albumin dan sitrat di dalam darah.

Hal lain yang perlu diperhatikan dalam konsentrasi suatu zat adalah komposisi plasma. Volume plasma mengandung 93% air, 7% terdiri dari lipid dan protein. Konsentrasi ion di dalam cairan plasma kadang lebih rendah dari yang diperkirakan bila diekspresikan terhadap keseluruhan jumlah cairan plasma (sebagaimana terdeteksi oleh pemeriksaan laboratorium). Umumnya hal ini tidak menjadi masalah, namun perlu dipertimbangkan saat dijumpai hiperlipidemia atau hiper-proteinemia

.

8. Reaksi Kimia Pada tubuh manusia, reaksi kimia terjadi di dalam air. Molekul

air akan turut berpartisipasi dalam reaksi. Proses sintesis, hidrolisis–dehidrasi adalah contoh dari reaksi kimia di dalam tubuh.

27

Melalui suatu reaksi kimia, sel berperan dalam memenuhi kebutuhan energi (sel dapat menangkap, menyimpan dan menggunakan energi) yang diperlukan untuk mempertahankan homeostasis dan penyelenggaraan fungsi–fungsi esensial tubuh. Setiap sel merupakan sumber produksi bahan kimia; dan setiap sel hidup akan tetap berfungsi dalam mengendalikan berbagai reaksi kimia.

Di dalam suatu reaksi kimia akan terbentuk dan atau terurai suatu ikatan kimia di antara atom–atom. Selanjutnya atom yang terdapat dalam reaksi di antara beberapa substansi atau reaktan mengalami pengaturan kembali; membentuk substansi atau produk lain yang berbeda

. Beberapa jenis reaksi kimia diuraikan berikut ini.

8.1. DekomposisiDekomposisi adalah reaksi yang terjadi bilamana suatu molekul

berubah menjadi bentuk fragmen yang lebih kecil. Di saat suatu ikatan kovalen (dengan energi potensial) diuraikan (dekomposisi), akan dihasilkan energi kinetik yang diperlukan untuk melakukan suatu aktivitas.

Katabolisme merupakan suatu proses dekomposisi molekul yang berlangsung di dalam sel; merupakan pemecahan (metabolik) molekul yang lebih kompleks disertai pelepasan sejumlah energi. Melalui proses katabolisme inilah sebuah sel memperoleh energi.

Hidrolisis merupakan reaksi kimia suatu senyawa dengan air. Reaksi dekomposisi pada air sangat penting pada proses penguraian molekul–molekul kompleks yang ada di dalam tubuh. Melalui proses hidrolisis, ikatan kimia pada molekul kompleks akan diuraikan; selanjutnya komponen air akan ditambahkan pada fragmen yang dihasilkan dalam proses tersebut.

8.2. SintesisSintesis adalah proses pembentukan suatu bentuk senyawa

dari senyawa–senyawa lain yang lebih sederhana. Sintesis selalu menyebabkan terbentuknya ikatan kimia baru; baik dalam bentuk reaktan yang diperlukan untuk suatu atom atau dalam bentuk suatu molekul. Reaksi dehidrasi merupakan suatu reaksi pelepasan molekul air, kebalikan dari proses hidrolisis.

28

Reaksi anabolisme adalah proses sintesis suatu molekul atau komponen baru di dalam tubuh. Sintesis karbohidrat, protein, lemak dan senyawa lain pada mahluk hidup, molekul–molekul atau perasat sederhana lainnya, adalah suatu proses anabolisme.

8.3. Reaksi pertukaran Pada reaksi pertukaran, bagian reaktif dari molekul berputar

berbaur dengan sekitar. Meskipun reaktan dan produk mengandung komponen yang sama, namun komponen–komponen tersebut terdapat dalam bentuk yang berbeda.

8.4. Reaksi reversibelReaksi reversibel merupakan suatu proses dimana perubahan

yang terjadi di satu sisi (arah reaksi) dapat menyebabkan perubahan pada sisi lain (arah sebaliknya) secara simultan. Perubahan yang terjadi meliputi perubahan konsentrasi, suhu, energi dan sebagainya. Pada kondisi ekilibrium, rasio reaksi di kedua sisi memiliki nilai seimbang.

8.5. Reaksi enzimatikPada umumnya reaksi kimia tidak berlangsung secara spontan

namun terjadi secara perlahan sehingga perubahan yang terjadi tidak akan banyak berpengaruh pada sel. Sebelum suatu reaksi kimia berlangsung, diperlukan sejumlah energi untuk mengaktivasi reaktan; aktivasi energi mencerminkan jumlah energi yang diperlukan untuk memulai suatu reaksi. Suatu sel memproduksi molekul enzim untuk memulai suatu reaksi kimia yang spesifik. Enzim berperandalam pengendalian reaksi–reaksi kimia di dalam tubuh sebagai suatu katalisator; yaitu suatu zat yang berperan dan berfungsi dalam akselerasi suatu reaksi kimia namun tidak ikut bereaksi (enzim berperan dalam mempercepat proses suatu reaksi kimia, bukan pada tujuan reaksi maupun dalam bentuk produk yang dihasilkan). Reaksi–reaksi kompleks membutuhkan rangkaian yang saling berkaitan, dimana setiap langkahdiperlukanenzimspesifik.Rangkaian reaksiyang demikian disebut sebagai pathway. Reaksi enzimatik umumnya bersifat reversibel dan berlangsung sampai diperoleh suatu ekilibrium.

29

8.6. Analisis Analisis adalah suatu proses yang diperlukan untuk menentukan

jenis komponen yang terdapat dalam sampel suatu zat. Proses ini dapat dilakukan secara kualitatif maupun kuantitatif.

Daftar pustaka1. Harper HA, Rodwell VW, Mayes PA. Review of physiological chemistry.

17th ed. Los Altos, California: Lange Medical Publications. 1979.2. Ganong WF. Review of medical physiology. 8th ed. Los Altos, California.

Maruzen Asian Ed: Lange Medical Publications. 1977.3. Sherwood L. Human Physiology. From cells to systems. 3rd ed. Belmont:

Wadsworth Publishing Co. 1997; p 524–538.4. Martini FH. Fundamentals of anatomy and physiology, 5th ed. New Jersey:

Prentice Hall. 2001; ch. 2: p.29–63, ch. 27: p.984–10155. Finberg L, Kravath RE, Hellerstein S. Water and electrolytes in pediatrics.

Physiology, pathology and treatment, 2nd ed. Philadelphia: WB Saunders Co. 1993.

6. Chang R. Physical chemistry with applications to biological systems. 2nd ed. New York: Macmillan Publishing Co, Inc. 1981; p 310–342

7. Guyton CA. Textbook of medical physiology. 8th ed. New York: WB Saunders. Co 1991; p.330–343.

.

30

BAB 2Fisiologi

1. Fisiologi Keseimbangan Air dan Elektrolit

1.1. Karakteristik Air

Air adalah senyawa esensial untuk semua makhluk hidup dan mempunyaibeberapakaraterisitkfisiologik:• Mediautamapadareaksiintrasel• Diperlukan oleh sel untuk mempertahankan kehidupan. Hampir

semua reaksi biokimiawi tubuh terjadi dalam media air, sehingga dapat dikatakan bahwa air merupakan pelarut untuk kehidupan.

• Pelarutterbaikuntuksolutpolardanionik.• Mediatransportasipadasistemsirkulasi,ruangdisekitarsel(ruang

intravaskular, interstisium), dan intrasel. • Memiliki panas jenis, panas penguapan dan daya hantar panas

yang baik sehingga berperan penting dalam pengaturan suhu tubuh.

1.2. Jumlah Air Tubuh

Jumlah air total (total body water) dapat ditentukan melalui beberapa perhitungan yang menerapkan teknik dilusi menggunakan berbagai zat seperti deuterium, tritium dan antipirin. Penentuan jumlah cairan ekstrasel biasanya diukur secara langsung tetapi lebih sulit dibanding pengukuran air tubuh total. Hal ini disebabkan bahan yang digunakan dalam proses dilusi harus hanya terdapat pada cairan ekstrasel dan tersebar pada seluruh kompartemen ekstrasel.

Ada beberapa cara mengukur kompartemen cairan tubuh, yaitu:a. Pengukuran cairan kompartemen tubuh berdasarkan konsentrasi

suatu zat di dalam kompartemen:

31

b. Dalam melakukan pengukuran jumlah air di kompartemen, perlu dilakukan perhitungan (koreksi) zat–zat yang diekskresikan dalam kurun waktu yang dibutuhkan oleh zat tersebut sejak diberikan dan terdistribusi ke dalam kompartemen.

c. Untuk mengukur volume cairan kompartemen, diperhitungkan zat tertentu yang terdistribusi dengan sendirinya di dalam kompartemen. Sementara pengukuran volume kompartemen yang tidak mengandung zat tertentu, dilakukan dengan melakukan pengurangan.• Untuk mengukur jumlah air tubuh total (total body water, TBW).

Dibubuhkan zat deuterium atau disebut deuterated water (D2O), tritium atau disebut tritiated water (THO), dan antipirin.

• Volume ekstrasel (extracellular fluid volume, ECFV) diukur dengan melakukan pemberian label dengan inulin, sukrosa, mannitol dan sulfat.

• Volumeplasma(plasma volume, PV) diukur dengan melakukan pemberian label radioaktif, yaitu radiolabeled albumin atau zat warna biru Evans (Evans blue dye yang berikatan dengan albumin).

• Volumeintrasel(intracellular fluid volume, ICFV) diukur dengan melakukan substraksi:

• Volume cairan interstisium (interstisium fluid volume, ISFV) diukur dengan melakukan substraksi

32

Jumlah cairan tubuh total kurang lebih 55–60% dari BB dan persentase ini berhubungan dengan jumlah lemak dalam tubuh, jenis kelamin dan umur. Pengaruh terbesar berhubungan dengan jumlah lemak tubuh. Kandungan air di dalam sel lemak lebih rendah dibandingkan kandungan air di dalam sel otot, sehingga cairan tubuh total pada orang yang gemuk (obes) lebih rendah dari mereka yang tidak gemuk. Pada bayi dan anak, persentase cairan tubuh total lebih besar dibanding dengan orang dewasa dan akan menurun sesuai dengan pertambahan usia. Pada bayi prematur jumlah cairan tubuh total sebesar 80% dari BB, sedangkan pada bayi normal 70%–75% dari BB, pra–pubertas 65%–70% dari BB, dan pada orang dewasa sebesar 55–60% dari BB.

Kadar lemak pada wanita umumnya lebih banyak dibanding dengan pria, sedangkan kadar air pada pria lebih besar dari pada wanita. Makin tua seseorang, biasanya jumlah lemaknya meningkat sedangkan jumlah airnya makin berkurang. Kadar air tubuh total berdasarkan umur dapat dilihat pada tabel 2 berikut ini.

Tabel 2. Kadar air tubuh total terhadap berat badan

Bila diperkirakan sekitar 55% berat tubuh merupakan air, maka perhitungan cairan tubuh total menggunakan rumus:

33

Perhitungan ini hanya berlaku untuk individu dalam keadaan keseimbangan air tubuh normal. Untuk orang dewasa obes hasil perhitungan rumus ini dikurangi 10%, sedangkan untuk orang kurus ditambahkan 10%. .

Pada keadaan dehidrasi berat, air tubuh total berkurang sekitar 10%, maka pada keadaan dehidrasi berat air tubuh total dihitung dengan menggunakan rumus:

Perhitungan di atas tidak dapat digunakan pada keadaan dijumpai edema karena kemungkinan kesalahan sangat besar.

Gambar 7. Jumlah air tubuh total adalah 55–60% dari BB. Air tubuh terdistribusi pada ruang intrasel (60%) dan ekstrasel (40%). Air ekstrasel terdistribusi di ruang interstisium (30%) dan intravaskular (10%), Air di ruang intravaskular terdiri dari plasma (7,5%), limfe (2,2%) dan trans–sel (0,3%).

34

1.3. Distribusi air di dalam tubuh Di dalam tubuh, air terdapat dalam dua kompartemen besar, yaitu

intrasel dan ekstrasel.

Gambar 8. Komposisi elektrolit pada cairan tubuh manusia.

1.3.1. Kompartemen Intrasel Cairan intrasel (intracellular fluid) adalah cairan yang terdapat

dalam sel tubuh. Volume cairan intrasel lebih kurang 33% BB atau 60% dari jumlah air tubuh total; merupakan air yang terdapat di dalam sel. Kandungan air di intrasel lebih banyak dibanding di ekstrasel dan persentase volume cairan intrasel pada anak lebih kecil dibandingkan orang dewasa karena jumlah sel lebih sedikit dan ukuran sel lebih kecil. Cairan intrasel berperan menghasilkan, menyimpan, dan penggunaan energi serta proses perbaikan sel. Selain itu, cairan intrasel juga berperan dalam proses replikasi dan berbagai fungsi khusus antara lain sebagai cadangan air untuk mempertahankan volume dan osmolalitas cairan ekstrasel.

1.3.1.1. Kandungan Elektrolit Intrasel

Dalam cairan intrasel, kation utama adalah kalium, sedangkan anion utama adalah fosfat dan protein. Ion K+, Mg2+ dan PO4

2+ me-rupakan solut yang dominan untuk menimbulkan efek osmotik pada cairan intrasel. Ion K+ juga penting dalam proses biolistrik. Konsentrasi ion kalsium intrasel sangat rendah.

35

1.3.2. Kompartemen Ekstrasel

Cairan ekstrasel adalah cairan yang terdapat di luar sel tubuh. Cairan ekstrasel terdiri dari: - Cairan interstisium atau cairan antar–sel, yang berada di antara

sel–sel - Cairan intra–vaskular, yang berada dalam pembuluh darah yang

merupakan bagian air dari plasma darah. - Cairan trans–sel, yang berada dalam rongga–rongga khusus,

misalnya cairan otak (likuor serebrospinal), bola mata, sendi. Jumlah cairan trans–sel relatif sedikit.

Dengan menggunakan berbagai marker, diperoleh volume cairan ekstrasel sebesar 42–53% jumlah cairan tubuh total untuk marker klorida dan 30–33% untuk marker inulin dan sulfat. Volume cairan ekstrasel sebesar 24% dari BB pada orang dewasa. Untuk penggunaan di klinik umumnya digunakan nilai 40% dari jumlah air tubuh total (tabel 3).

Tabel 3. Volume air tubuh pada masing–masing kompartemen*

Keterangan:* Sebagai model adalah seorang pria sehat BB = 73 kg dan cairan tubuh total

sejumlah 40 L (55%)** Cairan serebrospinal, gastrointestinal, traktus urinarius, duct of glands, cairan

serous cavities

Cairan ekstrasel berperan sebagai:• Pengantarsemuakeperluansel(nutrien,oksigen,berbagaiion,trace

minerals, dan regulator hormon/molekul).• PengangkutCO2, sisa metabolisme, bahan toksik atau bahan yang telahmengalamidetoksifikasidarisekitarlingkungansel.

36

1.3.2.1. Kandungan Elektrolit EkstraselKomposisi bahan yang terlarut dalam subkompartemen cairan

ekstrasel (plasma dan cairan interstisium) ternyata berbeda. Hal tersebut disebabkan oleh pengaruh keseimbangan Gibbs–Donnan3, kecuali untuk ion Ca2+ dan Mg2+; kadarnya lebih rendah pada cairan interstisium karena ion ini banyak yang terikat pada protein

Perbedaan yang nyata antara cairan ekstrasel dan intrasel adalah pada kationnya. Kation utama dalam cairan ekstrasel adalah natrium (Na+) dan dalam cairan intrasel kalium (K+). Kation ekstrasel lainnya adalah kalium (K+), kalsium, (Ca2+) dan magnesium (Mg2+). Untuk menjaga netralitas listrik, di dalam cairan ekstrasel terdapat anion klorida, bikarbonat dan albumin.

Natrium, kalium, klorida, dan bikarbonat merupakan elektrolit penting karena kontribusinya sebagai daya osmotik untuk mempertahankan air dalam cairan ekstrasel. Natrium dan kalium memengaruhi tekanan osmosis kristaloid cairan ekstrasel dan intrasel serta secara langsung berhubungan dengan fungsi sel dalam proses biolistrik. Konsentrasi natrium merupakan kontributor utama dalam osmolalitas serum dan penentu utama tonisitas plasma.

Tabel 4. Kadar elektrolit dalam cairan ekstrasel dan cairan intrasel

3 Pengertian Gibbs–Donnan: pada kondisi keseimbangan, konsentrasi pasangan kation dan anion yang dapat berdifusi yang dihasilkan pada salah satu sisi membran akan sama dengan produksi kation dan anion pada sisi lainnya stabil

37

Jumlah natrium di dalam cairan ekstrasel merupakan hasil kese-imbangan dua faktor, yaitu uptake natrium di saluran cerna dan ekskresi natrium di ginjal dan tempat lain. Natrium adalah komponen utama cairan ekstrasel karena selalu dipompa keluar sel oleh natrium–kalium ATPase. Kandungan elektrolit dengan komposisi dan kadar yang berbeda dalam cairan tubuh dapat dilihat pada gambar 4, sedangkan kandungan elektrolit dan bahan terlarut lainnya dari cairan ekstrasel dan intrasel dapat dilihat pada tabel 4

1.4. Keseimbangan Gibbs−DonnanKeseimbangan Gibbs–Donnan adalah keseimbangan antara cairan

intra dan ekstrasel yang timbul akibat peran membran sel. Protein yang merupakan suatu molekul besar bermuatan negatif, bukan hanya ukuran molekulnya yang besar namun merupakan suatu partikel aktif yang berperan mempertahankan tekanan osmotik. Protein ini tidak dapat berpindah, ia memengaruhi ion mempertahankan netralitas elektron (keseimbangan muatan positif dan negatif) sebanding dengan keseimbangan tekanan osmotik di kedua sisi membran. Pergerakan muatan pada ion akan menyebabkan perbedaan konsentrasi ion yang secara langsung memengaruhi pergerakan cairan melalui membran ke dalam dan ke luar sel (gambar 9).

Pada tahap awal, dijumpai ketidak–stabilan di satu sisi membran semi–permeabel (I), yaitu pada sisi yang memiliki permeabilitas terhadap kation (K+) dan anion impermeabel (Pr–); sedangkan di sisi lain (II) terdapat K+ dan Cl– yang keduanya bersifat permeabel terhadap membran. Konsentrasi K+ bersifat ekimolar pada kedua sisi (I dan II). Karena sisi I tidak mengandung Cl–, maka Cl– akan mengalami difusi sehingga tercapai suatu keseimbangan. Hal ini akan menyebabkan muatan sisi I negatif relatif dibandingkan sisi II, yang mana hal ini tidak lain disebabkan oleh karena di sisi I terdapat kelebihan konsentrasi anion (Pr– I + Cl– I).

38

Gambar 9. Keseimbangn Gibbs–Donnan menjelaskan perpindahan cairan dari intrasel ke interstisium akibat pergerakan muatan ion yang dipengaruhi oleh protein. Hasil akhir dari keseimbangan ini adalah berpindahnya cairan dari kompartemen yang kurang mengandung protein ke kompartemen yang lebih banyak mengandung protein.

Keseimbangan konsentrasi Cl– di kedua sisi tidak akan pernah tercapai karena efek muatan negatif di sisi I akan menyebabkan perpindahan dari sisi II ke sisi I; sehingga di sisi II konsentrasi Cl– akan lebih tinggi. Adanya kelebihan anion dalam bentuk Cl– di sisi I menimbulkan gradien muatan negatif di antara sisi I dan II. Gradien muatan listrik negatif ini menyebabkan penarikan K+ bermigrasi dari sisi II ke sisi I. Selanjutnya, dengan migrasi ini, terjadi kelebihan K+ di sisi II; kelebihan ini menyebabkan perpindahan K+ kembali ke sisi I sehingga terjadi suatu keseimbangan. Hasil akhirnya adalah suatu keseimbangan dimana kadar K+ dan Cl– sama.

Konsentrasi kation yang dapat larut (diffusible cation) lebih tinggi di dalam kompertemen yang mengandung protein anion yang tidak larut. Anion yang dapat larut (diffusible anion) yaitu protein. Tekanan osmotik total yang ditimbulkan oleh ion diffusible lebih besar pada kompartemen yang mengandung protein dibandingkan kompartemen yang tidak mengandung protein. Tekanan osmotik tambahan (ekstra) yang ditimbulkan oleh ion diffusible ini diperoleh dari anion protein.

39

1.5. Solut

Terdapat dua jenis solut, yaitu solut permeabel dan impermeabel.

1.5.1. Solut Permeabel

Solut permeabel adalah solut di dalam tubuh yang bersifat inefektif dalam mempertahankan tekanan osmosis (disebut juga solut inefektif). Solut permeabel bebas melintas seluruh membran sel, namun tidak efektif memengaruhi tekanan osmotik dan tidak menyebabkan perpindahan air. Solut permeabel terdiri dari urea (blood urea nitrogen, BUN), etanol, metanol dan etilen glikol. Urea yang solut permeabel, mudah melintas membran sel, menyebar pada seluruh cairan tubuh, tidak mempunyai kontribusi pada tonisitas, pada pergerakan air atau pengeriputan (shrinkage) sel, hanya mempunyai kontribusi pada osmolalitas tetapi tidak berpengaruh terhadap tekanan osmotik sehingga urea disebut sebagai osmol yang tidak efektif (ineffective–osmole). Solut utama kompartemen ekstrasel adalah natrium, glukosa and urea.

1.5.2. Solut Impermeabel Solut impermeabel adalah zat terlarut atau solut di dalam tubuh yang

bersifat efektif (disebut juga solut efektif), tidak bebas melintas membran sel (dari ekstrasel ke intrasel atau sebaliknya), namun efektif memengaruhi tekanan osmotik dan dapat menyebabkan perpindahan air.

Solut impermeabel intrasel adalah kalium, magnesium, fosfat, sulfat dan protein. Solut impermeabel ekstrasel adalah natrium dan anionnya (Cl–, HCO3

–), glukosa, manitol, gliserol, sorbitol. Natrium, kalium dan glukosa bebas berpindah antar interstisium dan intravaskular (plasma) sehingga ketiga osmol ini tidak berpengaruh terhadap perpindahan cairan dari interstisium ke dalam plasma atau sebaliknya. Urea dan glukosa merupakan komponen non–ionik osmolalitas plasma. Konsentrasi glukosa dan urea pada keadaan nonpatologik relatif stabil. Glukosa dan urea dapat merupakan penunjuk (indeks) osmolalitas plasma. Dalam keadaan normal glukosa berasimilasi ke dalam sel sehingga tidak besar pengaruhnya pada tonisitas serum. Glukosa adalah osmol efektif. Bila konsentrasi glukosa sangat tinggi dapat menimbulkan keadaan hipertonisitas sehingga air bergerak ke luar sel masuk ke dalam kompartttytemen ekstrasel.

40

Solut idiogenik adalah solut impermeabel intrasel yang merupakan molekul osmoprotektif intrasel yang dibentuk pada keadaan hipertonik. Pada keadaan hipernatremia, solut idiogeniknya adalah: natrium, asam amino, taurin, glutamat dan sorbitol

1.6. Osmolalitas

Osmolalitas adalah jumlah solut permeabel ditambah solut impermeabel. Istilah osmolalitas lebih disukai di bidang kimia karena massa tidak terpengaruh oleh suhu dan tekanan. Istilah osmolaritas lebih sering digunakan karena lebih mudah mengukur volume dibandingkan mengukur massa atau berat.

1.6.1. Prinsip Iso-osmolalitasOsmolalitas ekstrasel sama dengan osmolalitas intrasel. Osmo-

lalitas seluruh kompartemen pada steady state sama yaitu sekitar 290 mOsm/ kgH2O, walaupun konsentrasi partikel berbeda pada berbagai kompartemen. Dalam keadaan normal maka osmolalitas cairan intrasel adalah sama dengan osmolalitas cairan ekstrasel. Osmolalitas sangat penting pada fungsi sel sehingga osmolitas diatur dengan sangat ketat oleh berbagai variabel tubuh. Prinsip iso–osmolaritas sangat penting untuk memahami distribusi air di dalam tubuh.

1.6.2. Osmolalitas Plasma (Posm)Pengukuran: penurunan titik beku plasma (freezing point depression)Perhitungan:

Keterangan: X = manitol, gliserol, sorbitol, etanolOsmolalitas plasma = osmolalitas seluruh cairan tubuh

Osmolalitas plasma sedikit lebih tinggi (<2mosm/L) dibanding osmolalitas ruang interstisium. Perbedaan osmolalitas antara ruang vaskular dan ruang interstisium <2 mosm/L. Fenomena yang sama terdapat pada membran sel, namun pompa natrium–kalium adenosin

41

trifosfat mengatasi perbedaan ini sehingga osmolalitas intrasel sama dengan osmolalitas ekstrasel .

1.6.2.1. Tonisitas (Osmolalitas Plasma Efektif)

Tonisitas atau osmolalitas plasma efektif adalah jumlah konsentrasi solut impermeabel. Perhitungan

.

Keterangan:X = mannitol, gliserol dan sorbitol BUN : tidak dihitung karena merupakan solut permeabel

Tonisitas atau disebut juga sebagai osmolalitas plasma efektif adalah kemampuan solut mengasilkan tekanan osmotik yang menyebabkan pergerakan air dari satu kompartemen ke kompartemen lain. Pengaturan tonisitas menentukan status hidrasi dan ukuran sel.- Isotonisitas

Cairan (solution) dikatakan isotonik bila volume sel dapat dipertahan-kan dalam keadaan normal. Cairan isotonik adalah cairan yang osmolalitasnya sama dengan plasma atau bersifat iso–osmolar.

- HipertonisitasPeningkatan tonisitas cairan ekstrasel biasanya disebabkan oleh peningkatan konsentrasi natrium. Hipertonisitas merupakan stimulus utama rasa haus dan pelepasan ADH; rasa haus meningkatkan asupan air, ADH menyebabkan retensi air oleh ginjal.

- HipotonisitasKebalikan dari hipertonisitas, ADH ditekan sehingga ekskresi air di ginjal meningkat.

42

1.7. Pergerakan Cairan

Pergerakan cairan tubuh (hidrodinamika) mencakup penyerapan air di dalam usus, masuk ke pembuluh darah, dan beredar ke seluruhtubuh.Padapembuluhkapiler,airmengalamifiltrasikeruanginterstisium dan selanjutnya masuk ke dalam sel melalui proses difusi, sebaliknya air dari dalam sel keluar kembali ke ruang interstisium dan masuk ke pembuluh darah.

Pergerakanairjugameliputifiltrasiairdiginjal(sebagiankecildibuangsebagai urin), ekskresi air ke saluran cerna sebagai liur pencernaan (umumnya diserap kembali) serta pergerakan air ke kulit dan saluran napas yang keluar sebagai keringat dan uap air. Pergerakan cairan tersebut bergantung kepada tekanan hidrostatik dan tekanan osmotik

1.7.1. Tekanan Hidrostatik Tekanan hidrostatik adalah tekanan yang sangat ditentukan oleh

tekanan darah. Semakin ke perifer, tekanan ini semakin turun.

1.7.2. Tekanan OsmotikTekanan osmotik ada dua macam, yaitu tekanan osmotik kristaloid

dan tekanan osmotik koloid (tekanan onkotik)

1.7.2.1. Tekanan Osmotik Kristaloid Tekanan osmotik kristaloid4 adalah tekanan osmotik yang ditimbul-

kan oleh mineral dan ion mineral.

1.7.2.2. Tekanan Osmotik Koloid (Tekanan Onkotik)Tekanan onkotik adalah tekanan osmotik yang dihasilkan oleh

molekul yang tidak dapat berdifusi, dalam hal ini koloid5. Tekanan osmotik koloid (tekanan onkotik) menarik air ke dalam kapiler dan melawantekananfiltrasi.Tekananosmotikkoloidiniditimbulkanolehzat–zat yang bersifat koloid, misalnya protein.

Protein dalam plasma (albumin) tidak mudah berpindah dari intra-vaskular ke rongga interstisium, sehingga albumin merupakan koloid utama yang memengaruhi tekanan osmotik koloid di ruang intravaskular. 4 Kristaloid artinya mirip kristal5 Koloid berasal dari bahasa Yunani kolla yang artinya lem.

43

Perpindahan cairan dari ruang intravaskular ke interstisium atau sebaliknya sangat dipengaruhi oleh kadar albumin dalam plasma. Pada keadaan normal, albumin tidak dapat keluar dari pembuluh darah. Albumin adalah protein utama didalam plasma (80% protein plasma). 85% tekanan onkotik plasma berasal dari albumin. Protein plasma menghasilkan tekanan onkotik sekitar 25 mmHg. Efek osmotik packed red blood cells adalah nol karena sel darah berada dalam suspensi bukan di dalam solution, sehingga tidak bereaksi dengan air

1.7.3. Pergerakan Cairan Melintas Membran Sel

Membran sel bersifat permeabel selektif. Pergerakan cairan yang terjadi melalui difusi yang terdiri dari dua mekanisme, yaitu transpor pasif dan transpor aktif.

1.7.3.1. Transpor Pasif Proses difusi melalui membran semipermeabel disebut osmosis.

Transpor pasif adalah proses osmosis sederhana berdasarkan perbedaan tekanan osmotik yang tidak memerlukan energi. Air, molekul kecil tak bermuatan dapat melintas membran sel dengan transpor pasif (osmosis). Transpor pasif membawa air dari tekanan osmotik rendah ke tekanan osmotik tinggi dan membawa molekul dari tekanan osmotik tinggi tekanan osmotik rendah sehingga terjadi suatu keseimbangan osmotik baru. Transpor cairan (air dan molekul kecil tak bermuatan) keluar masuk sel melintasi membran plasma merupakan proses difusi.

Berpindahnya cairan dari intrasel ke ekstrasel (dan / atau sebaliknya) dipengaruhi oleh perbedaan osmolalitas. Cairan akan berpindah dari daerah yang memiliki osmolalitas lebih rendah ke daerah yang memiliki osmolalitas lebih tinggi.

1.7.3.2. Transpor Aktif

Transpor aktif adalah proses difusi yang memerlukan bantuan suatu zat pembawa (carrier) atau melalui suatu kanal tertentu, yang dihasilkan melalui penggunaan energi. Transpor aktif membawa molekul ke daerah yang memiliki konsentrasi lebih tinggi, dengan demikan sel dapat mempertahankan komposisi lingkungan internal yang berbeda dengan lingkungan di sekitarnya.

44

Gambar 10. Mekanisme pompa Na+K+ATPase dalam pertukaran elektrolit melintas membran sel.

Contoh transpor aktif adalah pompa natrium–kalium–ATPase. Tiga ion natrium dan ATP bergabung dengan pompa, ATP berubah jadi ADP dan melepaskan energi. Pompa berubah bentuk, ion natrium dilepaskan dari pompa. Fosfat dilepaskan, pompa berubah bentuk lagi, ion kalium dikeluarkan dari pompa. Bentuk pompa kembali seperti semula, selanjutnya pompa siap bergabung kembali dengan ion natrium dan ATP. Ion dan molekul besar hanya dapat melintas membran sel melalui transpor aktif (gambar 10).

1.7.4. Pergerakan Cairan Antara Kapilar dan Jaringan Tubuh

Pergerakan cairan antara kapiler dan jaringan tubuh terutama di-tentukan oleh tekanan hidrostatik dan osmotik koloid (tekanan onkotik). Tekanan onkotik relatif stabil, berkisar 25 mmHg. Filtrasi cairan di awal kapiler disebabkan oleh tekanan hidrostatik yang melebihi tekanan onkotik. Pada arteriol capillary beds tekanan hidrostatik 40 mmHg. Air didorong dari plasma ke dalam cairan interstisium dengan tekanan [40–25]mmHgatausamadengan15mmHg,sehinggaterjadifiltrasisecara terus–menerus cairan dari kapiler ke interstisium.

Pada bagian distal capillary beds tekanan hidrosatik turun menjadi 10 mmHg. Sebagian besar air dari cairan interstisium ditarik ke dalam plasma dengan tekanan [25–10] mmHg atau sama dengan 15 mmHg. Sebagian besar cairan yang difiltrasi di kapiler bagian proksimal

45

kembali ke darah di kapiler bagian distal karena tarikan tekanan onkotik. Cairan yang tertinggal, yang akan disalurkan melalui saluran limfe. Sisa air yang ditampung melalui sistem limfatik dibawa kembali ke sistem vena.

Protein di dalam darah memberikan tekanan osmotik koloid (tekanan onkotik) yangmenarik air ke dalamkapiler,melawan tekanan filtrasi.Filtrasi cairan di kapiler bagian proksimal disebabkan tekanan filtrasiatau tekanan hidrostatik6 yang melebihi tekanan onkotik. Sebagian besar cairan yang difiltrasi di kapiler bagian proksimal kembali ke darah dikapiler bagian distal karena tarikan tekanan onkotik, namun ada sedikit cairan yang tertinggal; yang akan disalurkan melalui saluran limfe.

Keterangan:TD: Tekanan Darah, TH: Tekanan Hidrostatik, TO: Tekanan Onkotik, TJ: Tekanan Jaringan, TI: Tekanan interstisium, TN: Tekanan Netto, TK: Tekanan Kendali

Gambar 11. Perbedaan tekanan hidrostatik dengan tekanan onkotik di arteriol menyebabkan cairan keluar ke jaringan interstisium. Di venula, jaringan interstisium ditarik kembali ke ruang intrabvaskular, sisanya diangkut oleh saluran limfatik.

6 Ada yang menyebutnya sebagai tekanan hidrodinamik

46

1.7.5. Pengaturan Keseimbangan (Homeostasis) Air dan Elektrolit

Perubahan volume cairan ekstrasel dalam jumlah kecil tidak akan memberireaksifisiologik.Pengaturankeseimbanganelektrolitsangatpenting dalam pengatuan volume cairan ekstrasel.

Keseimbangan air adalah kondisi dimana jumlah air yang masuk ke dalam tubuh seimbang dengan jumlah air yang keluar. Keseimbangan elektrolit adalah suatu kondisi dimana jumlah masing–masing elektrolit yang masuk ke dalam tubuh setara dengan jumlah masing–masing elektrolit yang keluar. Keseimbangan cairan tubuh adalah usaha untuk mempertahankan jumlah volume cairan yang terdapat dalam kompartemen ekstrasel dan intrasel selalu dalam keadaan tetap. Hal ini dipengaruhi oleh (a) jumlah cairan yang masuk dan keluar tubuh, (b) proses difusi melalui membran sel, dan (c) tekanan osmotik yang dihasilkan oleh elektrolit pada kedua kompartemen.

Kebutuhan air sangat dipengaruhi aktivitas fisik, suhu lingkunganserta suhu tubuh. Bila udara panas, keringat lebih banyak dihasilkan. Waktu berolah raga atau kerja berat, dimana suhu tubuh meningkat, dihasilkan pula keringat yang lebih banyak. Air berasal dari minuman, makanan dan hasil metabolisme. Metabolisme karbohidrat, protein dan lemak menghasilkan sejumlah air.

Air yang diminum atau air dalam makanan diserap di usus, masuk kepembuluhdarah,beredarkeseluruhtubuh.Dikapilerairdifiltrasikeruang interstisium, selanjutnya masuk ke dalam sel secara difusi, dan sebaliknya, dari dalamsel keluar kembali.Dari darahdifiltrasi di ginjaldan sebagian kecil dibuang sebagai urin. Ke saluran cerna dikeluarkan sebagai liur pencernaan (umumnya diserap kembali); ke kulit dan saluran napas keluar sebagai keringat dan uap air. Kehilangan cairan tubuh dapat dilihat pada tabel 5.

47

Keringat dihasilkan kelenjar keringat yang tersebar di sebagian besar kulit.Bilasuhutubuhmeningkat,secararefleksterjadisekresikeringat.Komposisi air keringat mirip dengan cairan ekstrasel, tetapi kadar garam–garamnya lebih rendah (hipotonis). Keringat lebih berperan sebagai pengatur suhu tubuh, bukan sebagai pengatur cairan tubuh

.

Tabel 5. Kehilangan cairan tubuh (mL)

Kebutuhan air sangat dipengaruhi aktivitas fisik, suhu lingkunganserta suhu tubuh. Bila udara panas, keringat lebih banyak dihasilkan. Saat berolah raga atau kerja berat, dimana suhu tubuh meningkat, dihasilkan pula keringat yang lebih banyak. Air berasal dari minuman, makanan dan hasil metabolisme (karbohidrat, protein dan lemak). .

1.7.5.1. Konsep Homeostasis

Sel-sel tubuh hanya dapat hidup dan berfungsi bila berada/terendam dalam cairan ekstrasel yang sesuai. Cairan ekstrasel ini biasa juga disebut lingkungan dalam tubuh (milieu interieur). Lingkungan dalam tubuh ini boleh dikatakan selalu konstan dan hanya dapat berdeviasi (berubah) dalam kisaran yang sangat sempit. Contoh: pH darah 7,40; hanya boleh berdeviasi antara 7,38—7,42. Proses mempertahankan lingkungan dalam yang relatif stabil ini disebut homeostasis (lihat kembali pengertian dasar pada halaman 1). .

Berbagai faktor lingkungan dalam yang harus dipertahankan dengan mekanisme tertentu, antara lain- Kadar molekul nutrien yang diperlukan untuk metabolisme,

misalnya kadar glukosa darah. Bila kadar glukosa darah meningkat, akan disekresi lebih banyak insulin; bila kadar glukosa darah menurun akan disekresi berbagai hormon seperti glukagon untuk meningkatkan glukosa darah.

48

• O2 yang terus dipakai dan harus selalu digantikan, CO2 yang terus dihasilkan dan harus dikeluarkan dalam jumlah yang sesuai. Bila kadar O2 darah arteri menurun atau kadar CO2 darah arteri meningkat, akan terjadi perangsangan dan peningkatan ventilasi.

- Kadar sisa metabolisme. Sisa metabolisme jangan sampai menimbul-kan gangguan (toksik), dengan meningkatkan pengeluaran misal melalui paru (CO2), ginjal dan hati.

- Keasaman (pH). Gangguan akibat perubahan pH terutama pada elektrofisiologi. Berbagai reaksi dalam sistem homeostasis akansegera mengatasi hal ini.

- Kadar air, garam–garam dan elektrolit lain, melalui berbagai hormon seperti ADH, aldosteron, ANP dan rasa haus.

Suhu tubuh, yang umumnya berkisar sekitar 37oC. Berbagai reaksi tubuh akan timbul bila ada peningkatan suhu tubuh, seperti berkeringat dan vasodilatasi atau vasokonstriksi dan menggigil bila suhu tubuh terlalu rendah. Volume dan tekanan, misalnya peningkatan atau penurunan volume darah, tekanan darah, dengan berbagai respons yang sesuai.

• Homeostasis Air Perubahan volume cairan ekstrasel dalam jumlah kecil tidak akan

memberi reaksi fisiologik. Keseimbangan cairan dipertahankandengan mengatur volume dan osmolaritas cairan ekstrasel. Bila terjadi peningkatan volume dalam jumlah besar akan timbul mekanisme koreksi yang serupa dengan pengaturan volume dan tekanan darah.

Peningkatan volume cairan ekstrasel akan meningkatkan volume dan tekanan darah; demikan pula sebaliknya. Jadi, pengaturan volume cairan ekstrasel penting dalam pengaturan tekanan darah. Oleh karena itu, pemantauan jumlah cairan ekstrasel dilakukan dengan melakukan pemantauan tekanan darah.

Bila asupan (intake) air terlalu banyak, akan segera dikeluarkan, dengan mengurangi sekresi anti diuretic hormone(ADH)darihipofisisposterior, yang rnengurangi reabsorpsi air di tubulus distal dan duktus koligentes nefron ginjal. Peningkatan volume plasma akan diikuti oleh berkurangnya venous return. yang akan meregang dinding atrium. Dengan adanya rangsangan pada reseptor (berupa baroreseptor yang berada di sinus karotid, sinus aorta dan dinding atrium kanan)

49

akan merangsang pelepasan atrial natriuretic peptide (ANP) yang menimbulkan blokade pada sekresi aldosteron dan diikuti peningkatan pengeluaran natrium dan air melalui urin.

Pada keadaan hipovolemia baik karena kekurangan intake atau pengeluaran berlebihan seperti pada diare dan muntah–muntah, tubuh berusaha menghambat pengeluaran air berkelanjutan dengan cara meningkatkan sekresi ADH, yang selanjutnya akan meningkatkan reabsorpsi air di ginjal. Bersamaan dengan peristiwa tersebut, juga timbul rasa haus dan dorongan untuk minum, agar kekurangan segera teratasi.

Pada saat terjadi penurunan volume cairan ekstrasel, volume dan tekanan darah akan berkurang. Hal ini akan menimbulkan rangsangan pada sistem renin–angiotensin sehingga timbul respons berupa pengurangan produksi urin (restriksi pengeluaran cairan), rangsang haus yang disertai dengan meningkatnya pemasukan cairan yang selanjutnya akan meningkatkan volume cairan ekstrasel. Keseimbangan cairan dipertahankan dengan mengatur volume dan osmolaritas cairan ekstrasel.

Mekanisme homeostasis air dan elektrolit bertujuan mempertahankan volume dan osmolaritas cairan ekstrasel dalam batas normal, dengan mengatur keseimbangan antara absorbsi diet (makanan dan minuman) dan ekskresi ginjal (konservasi dan ekskresi air dan elektrolit) yang melibatkan juga sistem hormonal

• Homeostasis Elektrolit Keseimbangan elektrolit ini sangat penting karena memengaruhi

keseimbangan cairan dan fungsi sel. Keseimbangan elektrolit ini sangat penting karena memengaruhi keseimbangan cairan dan fungsi sel.

Ada dua kation yang penting, yaitu natrium dan kalium. Keduanya memengaruhi tekanan osmotik cairan ekstrasel dan intrasel dan langsung berhubungan dengan fungsi sel. Oleh karenanya pem-bahasan kedua jenis kation ini sangat penting dalam keseimbangan elektrolit.

Elektrolit adalah senyawa yang di dalam larutan berdisosiasi menjadi ion bermuatan positif dan negatif. Elektrolit penting dalam mengatur keseimbangan cairan dan fungsi sel. Dalam dua kompartemen

50

cairan tubuh terdapat beberapa kation dan anion (elektrolit) yang penting dalam mengatur keseimbangan cairan dan fungsi sel. Perbedaan yang nyata antara cairan ekstrasel dan intrasel terletak pada kation. Dua kation penting, yaitu natrium dan kalium langsung berhubungan dengan fungsi sel. Jumlah kation sama dengan jumlah anion pada setiap kompartemen.

• Homeostasis Natrium Natrium merupakan kation dominan pada cairan ekstrasel. Lebih

dari 90% tekanan osmotik di cairan ekstrasel ditentukan oleh garam yang mengandung natrium, khususnya dalam bentuk natrium klorida (NaCl) dan natrium bikarbonat (NaHCO3) sehingga perubahan tekanan osmotik pada cairan ekstrasel menggambarkan perubahan konsentrasi natrium.

Pemasukan natrium melalui epitel mukosa saluran cerna. Natrium masuk melalui proses difusi dan sistem transpor media. Rasio absorbsi sangat bervariasi tergantung pada kandungan natrium dalam diet, ekskresi natrium di ginjal dan perspirasi di tempat lain.

Pemasukan dan pengeluaran natrium per hari mencapai 48– 144 mEq (1.1–3.3 g). Bila pemasukan natrium berlebihan (diet mengandung tinggi garam tanpa disertai pemasukan air adekuat) tidak terjadi perubahan konsentrasi natrium cairan ekstrasel; hal tersebut disebabkan adanya mekanisme pengaturan pemasukan dan pengeluaran cairan yang mempertahankan konsentrasi natrium tetap konstan. Ginjal merupakan organ terpenting dalam pengaturan konsentrasi natrium. Di cairan ekstrasel konsentrasi natrium berkisar antara 136 – 142 mEq/L, sedangkan di cairan intrasel berkisar 10 mEq/L.

Konsentrasi jumlah total di cairan ekstrasel mencerminkan keseimbangan dua faktor, yaitua. Pemasukan natrium melalui epitel mukosa saluran cerna. Natrium

masuk melalui proses difusi dan sistem transpor media. Rasio absorbsi sangat bervariasi tergantung kandungan natrium dalam diet. Ekskresi natrium di ginjal dan perspirasi di tempat lain. Dalam hal ini, ginjal merupakan organ terpenting dalam pengaturan.

51

b. Peningkatan konsentrasi natrium cairan ekstrasel yang diperoleh dari pemasukan tinggi natrium menyebabkan kandungan natrium (sodium content) di cairan ekstrasel meningkat. Peningkatan kandungan natrium akan diikuti peningkatan konsentrasi natrium plasma secara temporer. Selanjutnya terjadi peningkatan volume cairan esktrasel. Terjadi perubahan osmosis yang diikuti penarikan cairan intrasel sehingga volume cairan ekstrasel bertambah dan konsentrasi natrium kembali normal. Sekresi ADH meningkat dan menyebabkan restriksi pengeluaran air, akibatnya timbul rangsang rasa haus yang akan meningkatkan konsumsi/ pemasukan air. Dengan adanya inhibisi reseptor air yang terletak di faring, sekresi ADH sudah dimulai meskipun absorbsi Na+ belum berlangsung; kemudian disusul dengan meningkatnya kecepatan sekresi setelah absorbsi Na+ karena timbulnya rangsangan osmoreseptor. Bila pengeluaran natrium melebihi pemasukannya (misalnya minum banyak air yang tidak mengandung natrium), volume cairan ekstrasel berkurang dan terjadi tanpa perubahan tekanan osmosis. Konsentrasi dan tekanan osmotik cairan ekstrasel akan berkurang dengan cepat. Penurunan sebesar >2% akan mengurangi sekresi ADH diikuti peningkatan produksi urin. Saat cairan ekstrasel terbuang bersama urin, tekanan osmotik kembali normal.

Regulasi Keseimbangan Air dan NatriumPengaturan keseimbangan air di dalam tubuh dipengaruhi oleh

dua sistim regulasi, yaitu regulasi osmotik dan regulasi volume. - Regulasi osmotik aktivitasnya dipicu oleh tinggi–rendahnya

osmolalitas plasma. Sensor regulasi osmotik terletak di hipotalamus (supra optic neuron atau SON, nukleus paraventrikuler dan organum vasculosum laminae terminalis atau OVLT) serta pusat rasa haus di hipotalamus.

- Regulasi volume aktivitasnya dipengaruhi oleh volume arteri efektif atau tekanan arteri. Sensor regulasi volume terletak di otot atrium dan ventrikel, sinus karotis dan arteri aferen glomerulus.

52

Sensor di hipotalamus aktivitasnya terpicu oleh pengerutan sel SON dan OVLT karena peningkatan osmolalitas plasma; terjadi pelepasan vasopresin dan atau ADH. ADH melalui reseptornya di duktus koligentes (reseptor V2) akan menggeser saluran air AQP2 (aquaporin–2) dari sitoplasma ke arah membran daerah lumen sel duktus koligentes yang memungkinkan air dari lumen masuk ke dalam sel akibat perbedaan tekanan osmotik dan akhirnya masuk ke dalam sirkulasi. Besaran osmolalitas plasma juga akan memengaruhi pusat rasa haus di hipotalamus. Bila terjadi peningkatan osmolalitas plasma, maka pusat rasa haus terpicu sehingga individu bersangkutan akan meningkatkan asupan air.

Sensor regulasi volume di atrium dan ventrikel terpicu oleh peningkatan volume arteri efektif; dikeluarkanlah ANP atau B–type natriuretic peptide (BNP). Peptida–peptida natriuretik ini akan menghambat reabsorpsi natrium di duktus koligentes, menghambat penglepasan renin, menghambat sekresi aldosteron dari korteks adrenal dan meningkatkan laju filtrasi glimerulus. Peptida–peptida natriuretik inijuga menyebabkan peningkatan ekskresi natrium melalui urin.Pada kondisi hipovolemia: - Terjadi peningkatan aktivitas sensor regulasi volume di sinus karotis

dan arteri aferen glomerulus; berupa peningkatan aktivitas simpatis dan peningkatan penglepasan renin. Peningkatan aktivitas simpatis dan renin ini meningkatkan reabsorpsi natrium di duktus koligentes.

- Terjadi peningkatan sekresi ADH oleh hipotalamus; hal ini dikenal dengan sebutan regulasi volume non–osmotik.

Keseimbangan air di dalam tubuh merupakan kondisi berimbang dari volume air yang masuk ke dalam tubuh dengan volume air yang keluar dari tubuh. Keseimbangan ini sangat diperlukan agar regulasi osmotik maupun regulasi volume (yang berperan menendalikan keseimbangan air dan elektrolit intrasel dan ekstrasel) berada dalam kondisi steady state.

53

Gambar 12. Regulasi keseimbangan air dan natrium

Hasil akhir dari regulasi ini diuraikan sebagai berikut (gambar 12)::- Regulasi osmotik: terjadi atau tidaknya reabsorpsi air (free electrolyte

water) di duktus koligentes.- Regulasi volume: terjadi atau tidaknya ekskresi atau retensi natrium

di duktus koligentes.

Secara keseluruhan, yang diharapkan dari pengaturan ini osmolalitas cairantubuhdalamkeadaannormal;haliniterefleksidariosmolalitasplasma normal.

- Homeostasis KaliumKalium berfungsi dalam sintesis protein, kontraksi otot, konduksi saraf pengeluaran hormon, transpor cairan, perkembangan janin. Kalium merupakan kation yang memiliki jumlah yang sangat besar dalam tubuh dan terbanyak berada di intrasel. Kurang lebih 98% kandungan kalium berada di cairan intrasel. Untuk menjaga kestabilan kalium di intrasel diperlukan keseimbangan elektrokimiawi

54

yaitu keseimbangan antara kemampuan muatan negatif dalam sel untuk mengikat kalium dan kemampuan kekuatan kimiawi yang mendorong kalium keluar dari sel. Konsentrasi kalium di cairan ekstrasel mencerminkan keseimbangan antara pemasukan kalium melalui proses pompa ion di epitel mukosa saluran cerna dengan pengeluarannya melalui urin.Keseimbangan ini menghasilkan suatu kadar kalium yang kaku dalam plasma antara 3,5–5 mEq/L. Pengeluaran kalium diatur oleh aktivitas mekanisme pompa ion sepanjang bagian distal nefron dan collecting tube. Saat berlangsung reabsorpsi natrium di tubulus ginjal, terjadi pertukaran dengan kalium yang berada di jaringan peritubular. Pengeluaran ini tergantung pada pemasukannya, kurang lebih 50–150 mEq (1,9–5,8 g) dalam sehari. Pengeluaran kalium melalui feses dapat diabaikan.Konsentrasi kalium di cairan ekstrasel dikendalikan oleh sekresinya di tubulus ginjal. Kecepatan sekresi tergantung pada beberapa faktor, antara lain:a. Perubahan konsentrasi di cairan ekstrasel.b. Perubahan pH. c. Menurunnya pH cairan ekstrasel akan diikuti penurunan pH di

jaringan peritubular, sekresi ion hidrogen meningkat dengan pertukaran natrium. Akibatnya sekresi kalium berkurang.

d. Aldosteron. e. Pompa ion sangat sensitif terhadap efek aldosteron, respons

yang timbul berupa peningkatan reabsorpsi natrium dari proses filtrasi.Denganmeningkatnyareabsorpsinatriumatauretensinatrium,konsentrasi kalium meningkat pula dan untuk menormalkan kembali diperlukan peran pompa Na+,K+, ATP–ase yang diaktifkan oleh aldosteron. Aldosteron disekresikan oleh korteks adrenal yang diaktifkan oleh pengaruh angiotensin II.

1.7.6. Pengaturan Ginjal

Pada keadaan fungsi ginjal yang normal, mekanisme untuk mem-pertahankan homeostasis cairan tubuh terjadi melalui empat mekanisme, yaitu:

55

• Filtrasiplasmadiglomerulus• Reabsorpsi yang selektif oleh tubulusginjal untukmaterial yang

diperlukan dalam mempertahankan homeostasis, terutama millieu interior.

• Sekresisubstansitertentuolehtubulusyangberasaldaridarahkelumen tubulus agar diekskresikan bersama urin

• SekresiionH+ dan produksi amonia yang berfungsi untuk memper-tahankan pH darah.

Untuk melaksanakan mekanisme tersebut ginjal memerlukan energi. Energi ini digunakan untuk proses–reabsorpsi dan sekresi, dan keperluan oksigen untuk menghasilkan energi ini meliputi 10% dari konsumsi oksigen basal.

1.7.6.1. Filtrasi

Agarprosesfiltrasiberlangsungdiperlukansuatutenagapendoronguntuk memungkinkan filtrat menyeberangi barrier kapsular. Tenaga filtrasi ituberasaldari tekananhidrostatikdarah,akan tetapi tenagafiltrasiituternyatajugamendapatperlawanandariberbagaihal:Berbagai faktor yang melawan tekanan hidrostatik, antara lain:- Tekanan osmotik dari komponen–komponen plasma yang tidak

terfiltrasia.l.protein.- Tekanan dari jaringan interstisium renalis.- Tekanan intertubular ginjal.

Oleh karena itu hasil neto filtrasi yang menghasilkan filtratdiperkirakan sejumlah <25 mmHg, malah pada pengukuran pada orang dewasa normal hanya ditemukan sebesar 15 mmHg dan ini cukup untuk menghasilkansekitar120mL/menitfiltratglomerulusyangdihasilkandikapsula Bowman. Dalam waktu 24 jam jumlah itu berkisar sekitar 180 L.

Penurunanlajufiltrasiglomerulus(glomerular filtration rate, GFR) dapat dipengaruhi oleh berbagai faktor, yaitu:• Penurunantekanandarahsistemikyangbermakna.• Adanya obstruksi parsial dari suplai arteri yang menuju ginjal/

glomerulus.• Adanyaprosesinflamasiyangmeningkatkantekananinterstisium

pada ginjal.

56

• Peningkatanresistensipadaaliranyangterjadipadatubulusdannefron karena obstruksi yang terdapat di daerah distal.

• Penurunan tekanan osmotik yang bermakna dari komponen–komponen yang bersifat osmotik aktif pada plasma sehingga terjadi peningkatanjumlahfiltrasiglomerular.

• Barrier permeabilitas pada glomerulus dipengaruhi secara berlawanan oleh penyakit–penyakit yang mengakibatkan glomerulus tidak berfungsi sebagaiorganfiltrasilagi.Padakeadaaniniseldarahmerahdanproteinplasma mengalami kebocoran dan dijumpai di urin.

1.7.6.2. Reabsorpsi

• Reabsorpsi di Tubulus Proksimal Volume total filtrat glomerulus selama 24 jam adalah 180 L.

Perubahan penting terjadi di tubulus proksimal terhadap cairan filtrattersebutberupareabsorpsiair(obligatif),reabsorpsiproteinyang terfiltrasi, reabsorpsi glukosa dan asam–asam amino,reabsorpsi elektrolit (Na+, HCO3

–, PO42–, K+).

Pada umumnya proses reabsorpsi ini terjadi melalui difusi aktif dengan menggunakan suatu pembawa (carrier) yang memiliki keterbatasan. Bila kadar atau bahan yang akan dibawa itu melebihi jumlah kapasitas (threshold) yang dapat diangkutnya, maka substansi itu akan dibiarkan keluar bersama urin. Glukosa diketahui merupakan salah satu substansi yang mempunyai threshold tersebut. Ditemukannya glukosa dalam urin menunjukkan bahwa kadar glukosa telah melampaui batas carrier, yang untuk glukosa diketahui ambang (threshold)–nya berkisar pada kadar 180 mg/dL. Jumlah atau kadar maksimum suatu substansi sampai ditemukan di urin disebut sebagai tubular maximum (disingkat: Tm).

Dari180Lfiltratglomerulus,sekitar150Lakandiserapkembalipada tubulus proksimal. Dalam keadaan normal sekitar 65% Na+yangdifiltrasi jugadireabsorpsibersamadenganair.Kloridadireabsorpsi secara simultan untuk mempertahankan netralitas gradien elektrokimia. Proses penyerapan ion Na+ dijalankan melalui

57

pompa Na+K+ATP–ase. Sekitar 90% HCO3– juga direabsorpsi di

sini. Sekresi ion H+ terjadi pada bagian distal tubulus proksimal Reabsorpsi aktif juga terjadi pada asam amino, Pi, dan laktat. Re-

absorpsi pada tubulus proksimal ini dapat dihambat oleh ekspansi volume cairan tubuh dan inhibitor terhadap enzim anhidrase karbonat. Sel–sel tubulus proksimal juga mengandung enzim glutaminase yang akan menghasilkan glutamat dari glutamin dengan menghasilkan NH3.

Tabel 6. Komposisifiltratglomerulusdanurin.

• Reabsorpsi di Tubulus Distal Sel–sel pada tubulus distal diketahui mempunyai dua peran

penting, yaitu:• Umpan balik tubuloglomerular untuk pengaturan laju filtrasi

glomerulus (GFR). Sel–sel ini dapat mendeteksi perubahan pada GFR atau perubahan pada kadar natrium atau klorida. Bilalajufiltrasiglomerulusmeningkatsel–seltubuloglomerularakan memeringatkan aparatus jukstaglomerulus untuk meng-hasil kan vasokonstriktor (yang mungkin berupa adenosin atau

58

prostaglandin). Dilepaskannya zat ini menyebabkan arteri aferen yang menuju glomerulus mengalami konstriksi sehingga lajufiltrasiglomerularmengalamipenurunan.

• Perandalammengatursekresirenin. Renin adalah suatu enzim proteolitik yang akan mengeluarkan

angiotensin dari angiotensinogen. Selanjutnya enzim kedua yaitu angiotensin converting enzyme (ACE) akan melakukan katalisis suatu dipeptida dari angiotensinogen dan menghasilkan angiotensin–II yang merupakan suatu vasokonstriktor sangat kuat. Jadi dengan meningkatkan tekanan arteri, angiotensin II membantu terjadinya perfusi organ–organ vital bilamana organisme itu mengalami kekurangan cairan sebagaimana dijumpai pada perdarahan atau hipovolemia.

Pada tubulus distal terjadi penyesuaian akhir reabsorpsi Na+, sekresi K+, H+, dan air. Karena tubulus distal bersifat impermeabel terhadap air dan Na+, maka reabsorpsi air dan Na+ terjadi secara aktif. Untuk reabsorpsi kembali air diperlukan hormon ADH yang akan memengaruhi permeabilitas membran terhadap air (reabsorpsi fakultatif). Untuk Na+ reabsorpsinya memerlukan hormon aldosteron yang juga berperan untuk mengatur keseimbangan asam–basa. Sekresi ion H+ merupakan suatu fungsi penting dari tubulus distal yang merupakan lokasi dimana terjadi pengasaman urin. Enzim ini tampaknya diaktifkan dan diregulasi bila pH intrasel dari sel–sel tubulus distal menurun. Hal ini dimaksudkan untuk agar efek dari produksi ammonia itu dalam kombinasi dengan ion H+ baik di dalam sel maupun di lumen tubulus dihasilkan kation amonium. Untuk mempertahankan pH dan netralitas elektrokimia satu ion Na+ akan ditukar dengan satu kation amonium, ion Na itu akan bergabung dengan bikarbonat yang dihasilkan di dalam sel akibat kerja dari enzim anhidrase karbonat. Membran sel tubulus umumnya impermeabel terhadap urea, dan akan ditemukan dalam urin.

1.7.6.3. Sekresi

– Pengaturan HormonalPengaturan keseimbangan air dan elektrolit bertujuan untuk mem-pertahankan osmolaritas. Elemen–elemen yang berperan dalam

59

mempertahankan osmolaritas pada cairan ekstrasel terdiri dari rasa haus yang menginduksi masuknya cairan melalui mulut dan ginjal ginjal yang berperan memekatkan atau mengencerkan urin. Penyesuaian fisiologik fungsi ginjal terutamadiatur oleh hormonantidiuretik (ADH), aldosteron, peptida natriuretik atrial (ANP). Hormon–hormon ini dapat juga menyebabkan perubahan perilaku, misalnya kombinasi angiotensin II dan aldosteron menimbulkan sensasi rasa haus yang merangsang individu untuk minum.

– Hormon Anti DiuretikHormon anti diuretik (anti diuretic hormone, ADH) adalah suatu hormon yang dihasilkan di hipotalamus dan disekresikan melalui hipofisis posterior ke dalam darah. Organ sasaran hormon iniadalah sel–sel pada nefron distal ginjal. Hormon ini merupakan suatu non–peptida dan berperan untuk retensi cairan, dengan mengaktifkan reabsorpsi air secara aktif pada tubulus ginjal. ADH berperan penting dalam pengaturan keseimbangan cairan dengan cara mengendalikan ekskresi air oleh ginjal. Hormon ADH atau arginin vasopresin (AVP) beperan menurunkan permeabitas sel–sel pada nefron distal sehingga reabsorpsi air meningkat.Peningkatan osmolaritas plasma dan cairan interstisium menimbul-kan refleks umpan balik negatif cairan ekstrasel yang disensoroleh osmoreseptor di sistem saraf pusat. Sinyal dari osmoreseptor ini akan merangsang kelenjar yang menghasilkan ADH di hipotalamus sehingga hormon itu dihasilkan. Hormon ADH atau arginin vasopresin (AVP) akan dilepas dari ujung–ujung saraf pada kelenjar hipofisis posterior dan dikeluarkan ke sirkulasi.Peningkatan AVP plasma akan berperan dalam mempertahankan keseimbangan cairan tubuh dengan meningkatkan reabsorpsi air di dujktus koligentes.

– Aldosteron Aldosteron adalah hormon mineralokortikoid yang dihasilkan oleh korteks adrenal. Aldosteron berperan pada sel tubulus distal untuk menurunkan permeabilitas membran sel agar menyerap kembali natrium sehingga terjadi retensi natrium. Sekresi aldosteron diaktif-kan oleh angiotensin II yang dihasilkan di ginjal oleh sistem renin–

60

angiotensin. Bila terjadi penurunan volume cairan ekstrasel, volume dan tekanan darah akan berkurang. Hal ini akan menimbulkan rangsangan pada sistem renin–angiotensin sehingga timbul respons berupa pengurangan produksi urin (restriksi pengeluaran cairan), rangsang haus yang disertai dengan meningkatnya pemasukan cairan yang selanjutnya akan meningkatkan volume cairan ekstrasel.

– Atrial Natriuretic Peptide (ANP)Peptida ini dimasukkan ke dalam golongan hormon dan dihasilkan oleh dinding atrium; menyebabkan diuresis dan natriuresis. Hal ini terjadi bila dinding atrium itu mengalami distensi. Peran itu terjadi melalui peningkatan GFR dan hambatan terhadap sekresi aldosteron. Peningkatan volume cairan ekstrasel akan meningkatkan volume darah (demikan pula sebaliknya). Perubahan volume darah memberi efek langsung pada perubahan tekanan darah. Dengan adanya peningkatan volume darah, tekanan darah akan meningkat (demikian pula sebaliknya). Oleh karena itu, pemantauan jumlah cairan ekstrasel dilakukan dengan melakukan pemantauan tekanan darah. Bila terjadi peningkatan volume dalam jumlah besar akan timbul mekanisme koreksi yang serupa dengan pengaturan volume dan tekanan darah. Bila terjadi peningkatan volume plasma akan diikuti oleh berkurangnya venous return yang akan meregang dinding atrium. Dengan adanya rangsangan pada reseptor (berupa baroreseptor yang berada di sinus karotid, sinus aorta dan dinding atrium kanan) akan merangsang pelepasan atrial natriuretic peptide (ANP) yang menimbulkan blokade pada sekresi aldosteron dan diikuti peningkatan pengeluaran natrium dan air melalui urin.

2. Fisiologi Keseimbangan Asam Basa

2.1. Definisi Asam BasaBerbagai definisimengenai asam dan basa pernah dikemukan,

tetapi pendekatan yang lebih umum dikemukan oleh Brönsted dan

61

Lowrysecaraterpisahpadatahun1923.Asamdidefinisikansebagaizat yang dapat memberikan ion H+ ke zat lain (disebut sebagai donor proton), sedangkan basa adalah zat yang dapat menerima ion H+ dari zat lain (disebut sebagai akseptor proton).

Suatu asam baru dapat melepaskan proton bila ada basa yang dapat menerima proton yang dilepaskan. Oleh karena itu, reaksi asam basa adalah suatu reaksi pelepasan dan penerimaan proton, misalnya:HA H+ + A

Media di dalam sistem biologik adalah larutan air. Suatu asam HA dalam pelarut air akan melepaskan ion H+ (proton donor) dan air akan menerima ion H+ (proton aseptor). Pada reaksi ini air bersifat sebagai suatu basa. Asam dalam larutan air akan berdisosiasi dan melepaskan ion hidrogen dan basa konjugasi (conjugate base)

Basa di dalam larutan dapat menerima atau bergabung dengan ion hidrogen. Suatu basa dalam pelarut air akan menerima ion H+ yang dilepaskan oleh air, dengan demikian air akan bersifat asam. Basa adalah zat yang di dalam air menjadi kation dan ion hidroksil. Ion hidroksil dapat mengikat ion hidrogen, sehingga basa disebut juga sebagai resipien ion hidrogen:

(HB merupakan asam konyugasi dari basa B–)

62

Pada contoh di atas ternyata air dapat bersifat sebagai basa maupun sebagai asam (amfolit).

2.1.1. Klasifikasi Brönsted dan Lowry

Berdasarkan kemampuan melepaskan ion H+, asam dan basa masih dapat dibagi menjadi:•Asamlemah•Asamkuat•Basalemah•Basakuat

2.1.1.1. Asam Lemah

Asam lemah adalah asam yang hanya terdisosiasi sebagian di dalam air (berdisodiasi tidak sempurna). Asam karbonat di dalam air hanya akan terdisosiasi sebagian menjadi ion H+ dan HCO3

–

2.1.1.2. Asam KuatAsam kuat adalah asam yang berdisosiasi sempurna di dalam air. HCl dalam air akan berdisosiasi seluruhnya menjadi ion H+ dan ion Cl–.Selanjutnya, ion H+ yang terbentuk akan diikat oleh molekul air.

2.1.1.3. Basa LemahBasa lemah adalah basa yang hanya terdissosiasi sebagian di dalam air atau suatu persenyawaan yang bergabung tidak sempurna dengan ion H+ di dalam larutan air.

63

2.1.1.4. Basa kuatBasa kuat adalah persenyawaan yang berdisosiasi secara sempurna dalam larutan air. NaOH dalam air akan terdissosiasi seluruhnya menjadi ion Na+ + OH–. Ion OH– yang terbentuk akan bereaksi dengan ion H+ dari air.

Reaksi asam lemah dan basa lemah di dalam air merupakan reaksi keseimbangan. Banyak senyawa biokimia yang mempunyai gugus fungsi bersifat asam lemah atau basa lemah, misalnya gugus karboksil, gugus amino, gugus fosfat sekunder pada protein, asam nukleat, dan ko–enzim. Baik asam dan pasangan basanya (conjugate base) tetap berada di dalam larutan. Reaksi asam dan basa lemah berlangsung dalam dua arah sedangkan reaksi asam dan basa lemah berlangsung dalam satu arah.

2.2. Ion Hidrogen

2.2.1. Tingkat Energi Ion Hidrogen

Elektron mengelilingi inti dalam berbagai lintasan atau orbit (electron shell). Jumlah elektron pada setiap lintasan ditentukan oleh rumus n2n (n menunjukkan tingkat energi, dengan n = 1 merupakan tingkat energi terendah). Lintasan pertama dapat diisi oleh 1 x 21 = 2 elektron. Lintasan kedua dapat diisi 2 x 22 = 8 elektron. Lintasan yang lebih dalam harus terisi penuh oleh elektron sebelum elektron lain mengisi lintasan yang lebih luar. Jumlah elektron pada lintasan terluar menunjukkan sifat kimia atom atau elemen.

Atom yang lintasan terluarnya sudah terisi penuh merupakan atom yang stabil dan tidak dapat bereaksi dengan atom lain. Atom

64

yang lintasan terluarnya tidak terisi penuh merupakan atom yang tidak stabil dan siap bereaksi dengan atom lain (reaktif) untuk memperoleh stabilitasnya. Jadi stabilitas suatu atom diperoleh dengan memenuhi lintasan terluar baik dengan cara menerima atau melepaskan elektron.

Atom hidrogen hanya terdiri dari satu partikel tunggal (proton) dan satu elektron, sehingga lintasannya belum penuh, dan siap bereaksi dengan atom hidrogen lain membentuk molekul hidrogen atau bereaksi dengan atom lain. Jika atom hidrogen melepaskan elektronnya maka akan terbentuk partikel ion terkecil bermuatan positif yang paling reaktif dan sangat mudah bereaksi dengan molekul bermuatan negatif seperti protein (H → H++e).

Ion hidrogen di dalam air tidak terdapat dalam bentuk proton bebas tetapi dalam bentuk ion hidronium H3O

+, namun untuk kepraktisan, biasanya hanya ditulis sebagai ion H+ saja (H2O + H+ H3O

+). Molekul air sendiri dapat terdisosiasi (meskipun derajat disosiasinya sangat kecil) dan menghasilkan ion H3O

+ serta ion H3O+sertaionOH(H2O

H+ + OH- ; 2H2O H3O+ + OH-)

2.2.2. Peran Ion Hidrogen

Ion hidrogen sangat reaktif dan mudah bergabung dengan ion bermuatan negatif pada konsentrasi yang sangat rendah. Pada kadar yang sangat rendahpun, ion hidrogen mempunyai efek yang besar pada sistem biologi. Ion hidrogen berinteraksi dengan berbagai molekul biologis sehingga dapat memengaruhi struktur protein, fungsi enzim, dan eksitabilitas membran. Ion hidrogen sangat penting pada fungsi normal tubuh, misalnya sebagai pompa proton mitokondria pada proses fosforilasi oksidatif yang menghasilkan ATP.

65

Reaksi biokimia juga dipengaruhi oleh konsentrasi ion hidrogen [H+]. Reaksi kimia di dalam tubuh dan daya angkut oksigen oleh hemoglobin sangat tergantung pada konsentrasi ion hidrogen.

Konsentrasi ion hidrogen mempunyai efek yang sangat besar pada sistem enzim di dalam tubuh. Enzim berfungsi optimal pada rentang konsentrasi ion hidrogen yang sangat sempit. Kebanyakan enzim berfungsi optimal pada konsentrasi ion hidrogen rendah (7,35–7,45 atau [H+] antara 35 – 45 nmol/L), kecuali pepsin yang bekerja optimum pada konsentrasi ion hidrogen lebih tinggi (pH 1.5 – 3 atau [H+] = 3–30 juta nanomol/L). Perubahan konsentrasi ion hidrogen akan merubah derajat ionisasi protein sehingga protein itu tidak dapat berfungsi. Struktur protein dapat mengalami kerusakan dan protein tersebut mengalami denaturasi. Karena enzim mempunyai fungsi yang sangat banyak di dalam tubuh, maka gangguan konsentrasi ion hidrogen dapat menyebabkan gangguan sistem tubuh yang sangat luas.

Peningkatan ion hidrogen sangat berbahaya, karena dapat me-nyebabkan gangguan susunan saraf pusat, kelainan fungsi pernapasan dan jantung, merusak sistem pembekuan darah dan metabolisme obat.

2.2.3. Sumber Ion Hidrogen di Dalam Tubuh

Produksi ion hidrogen (H+) sangat banyak karena dihasilkan secara terus menerus di dalam tubuh. Proses metabolisme intrasel pada orang normal menghasilkan 15.000 mmoL ion hidrogen selama 24 jam. Perolehan dan pengeluaran ion hidrogen sangat bervariasi bergantung pada diet, aktivitas dan status kesehatan. Ion hidrogen di dalam tubuh dapat berasal dari makanan, minuman, dan proses metabolisme tubuh. Metabolisme buah–buahan menghasilkan ion bikarbonat. Olahraga menghasilkan asam laktat. Asam laktat dan benda keton merupakan hasil metabolisme antara (intermediary metabolism) saat berlangsung metabolisme anaerob. Benda keton disintesis di hati.

Muntah mengeluarkan asam dan meningkatkan bikarbonat. Produksi asam organik seperti asam asetoasetat dan asam b-hidroksibutirat meningkat pada penyakit diabetes melitus. Kehilangan ion bikarbonat HCO3

- pada diare akan meningkatkan asam. Di dalam tubuh, ion hidrogen

66

terbentuk sebagai hasil metabolisme karbohidrat, protein dan lemak, ureagenesis, glikolisis anerobik, atau ketogenesis, dan dapat berbentuk asam volatil, asam non volatil, asam anorganik, atau asam organik.

2.2.3.1. Produksi Asam Volatil

Asam volatil (volatile) ) adalah suatu jenis asam yang dapat menguap. Sumber utama asam volatil di dalam tubuh adalah karbondioksida. CO2 merupakan hasil metabolisme oksidasi (aerobik) dari lemak, karbohidrat, dan beberapa protein. CO2 dibentuk di dalam sel saat pembentukan ATP pada respirasi sel. Setiap hari dihasilkan CO2 sebanyak 10.000 sampai 24.000 mmol sebanding dengan 10.000 sampai 24.000 mmol H+ = 10 – 24.000.000.000 nmol H+.

CO2 tidak mengandung ion hidrogen. CO2 bereaksi dengan air (reaksi hidrasi) membentuk asam karbonat. Asam karbonat yang terbentuk berdisosiasi menjadi ion hidrogen dan ion bikarbonat (CO2 + H2O H2CO3 H

+ + HCO3-). Hampir semua CO2 diubah menjadi H2CO3.

Reaksi CO2 dan H2O menjadi H2CO3 terjadi secara cepat di dalam sel tubuh karena peran enzim anhidrase karbonat yang terdapat di dalam sitoplasma sel darah merah, hepatosit, sel tubuli ginjal, dan sel parietal lambung. CO2 berdifusi melalui cairan interstisium dan plasma ke dalam sel darah merah dan bereaksi dengan air (reaksi hidrasi) membentuk asam karbonat (H2CO3). Asam karbonat sebagai asam lemah dan ion bikarbonat sebagai basa konjugasinya akan membentuk sistem bufer terpenting di dalam tubuh.

Asam karbonat disebut sebagai asam volatil karena CO2 dapat dikeluarkan melalui paru. Dalam keadaan normal, sebagian besar CO2 dieliminasi paru secara efektif dan hanya sebagian kecil CO2 yang dibufer (bukan oleh bufer asam karbonat-bikarbonat). Di paru, H2CO3 akan berdisosiasi menjadi CO2 dan H2O, selanjutnya CO2 mengalami proses difusi ke alveoli

2.2.3.2. Produksi Asam Non VolatilSumber ion hidrogen yang lain adalah asam non–volatil atau

asam fixed. Asam ini merupakan hasil antara atau hasil akhir dari metabolisme asam amino, lemak dan karbohidrat yang selalu terdapat di dalam larutan sampai dieliminasi. Asam non–volatil tidak dieliminasi melalui paru, tetapi melalui ginjal.

67

Asam non–volatil dari katabolisme asam amino adalah asam sulfat dan fosfat yang diproduksi dalam jumlah kecil. Asam non–volatil yang dihasilkan dari metabolisme karbohidrat adalah asam laktat, sedangkan yang dihasilkan dari metabolisme lemak adalah benda keton seperti asam asetoasetat, asam beta hidroksibutirat dan aseton. Asam laktat dibentuk saat metabolisme anerob sedangkan asam keton dibentuk di dalam hati.

Asam non–volatil berasal dari metabolisme protein yang mengandung sulfur dan posfoprotein. Katabolisme protein (asam amino yang mengandung sulfur) mengasilkan asam sulfat (H2S04). Katabolisme posfolipid menghasilkan H3PO4

. Metabolisme protein, fosfolipid dan asam nukleat akan menghasilkan berbagai jenis asam non volatillain (jumlah kecil; 0,2% asam tubuh atau 1 mEq/kg per hari). Meskipun jumlah produksi asam non volatil(70 – 100 mmol per hari) jauh lebih rendah dibanding dengan asam volatil (15.000 mmol per hari), namun tetap asam tersebut harus dieliminasi dari tubuh

2.2.3.3. Asam OrganikAsam organik adalah asam yang mengandung satu atau lebih gugus

karboksil (COOH). Asam asetat, asam format, asam laktat dan semua asam lemak termasuk asam organik. Pada umumnya, asam organik merupakan hasil metabolisme anaerob. Asam laktat merupakan jenis asam organik terpenting yang dihasilkan dari metabolisme anaerob (sedangkan pada metabolisme aerob, asam laktat dibentuk dari piruvat dan zat keton melalui asetil–CoA dalam jumlah sangat kecil; bukan merupakan hasil utama).

2.3. KeasamanKeasaman suatu larutan bergantung dari konsentrasi ion hidrogen.

Molekul air dapat berdisosiasi meskipun jumlahnya sangat kecil. Disosiasi air akan menghasilkan ion H+ dan OH–. Pada keadaan seimbang, jumlah produk yang berdisosiasi sebanding dengan jumlah yang tidak berdisosiasi adalah konstan.

68

Konstanta keseimbangan air (Kw) adalah:

Keterangan: K = konstanta, w = water (air)

Sebagaimana disebutkan sebelumnya, ion hidrogen di dalam larutan air tidak terdapat dalam bentuk proton bebas tetapi dalam bentuk ion hidranium H3O

+, namun untuk keperluan praktis tetap ditulis sebagai H+.

2.3.1. Konsentrasi Ion HidrogenOleh karena hidrogen memiliki berat atom 1,00797, maka berat 1

mol hidrogen (H2) adalah 2.01594 gram. Pengukuran konsentrasi ion hidrogen (H+) ini tidak didasari pada beratnya tetapi berdasarkan jumlah molekul hidrogen per unit volume (mol per liter atau molar atau M). Konsentrasi H+ dalam air adalah 10–7 M, atau 0,0000001 M/L = 100 nM/L, sedangkan konsentrasinya dalam plasma adalah 0,000000040 mol/L = 40 x 10-9 mol/L, atau 40 nM. Konsentrasi ion hidrogen di dalam tubuh sangat rendah dibanding ion lain, misalnya dengan ion natrium (Na+) 140 mmol/L dan ion kalium (K+) 4 mmol/L.

Konsentrasi ion hidrogen yang dinyatakan dalam nanomolar akan memudahkan pengukuran/pembahasan fisiologi asam basa dilaboratorium, tetapi sulit untuk penerapan di klinik. Untuk memudahkan perhitungan di klinik, konsentrasinya dinyatakan dalam pH.

69

2.3.2. pHSorenson (1909) menyatakan jumlah ion hidrogen dalam bentuk

pH (power of hydrogen), yaitu logaritma negatif konsentrasi ion H+:

Konsentrasi ion H+ pada air adalah 1 x 10-7 mol/L = 0,0000001 mol/L = 100 nmol/L, berarti pH air:

Skala pH dapat dipakai untuk menyatakan konsentrasi antara 1 sampai 1/100.000.000.000.000 (10–14) mol/L.

Suatu larutan yang memiliki pH 7 disebut netral karena mengandung ion hidrogen dan ion hidroksida dengan konsentrasi setara. Suatu larutan disebut asam bila memiliki pH di bawah 7 karena mengandung ion hidrogen lebih banyak dibanding dengan ion hidroksida. Suatu larutan disebut basa bila pH di atas 7 karena memiliki ion hidroksida lebih banyak dibandingkan dengan ion H+.

Konsentrasi ion H+ di dalam plasma adalah 0,000000040 mol/L = 40 x 10-9 mol/liter, atau 40 nM. Maka, pH plasma adalah:

pH adalah suatu cara untuk menyatakan konsentrasi ion H+ yang sangat kecil. Skala pH dikembangkan untuk memudahkan perhitungan matematik dan sangat bermanfaat pada laboratorium, namun hal tersebut dapat membingungkan bila diterapkan pada pembahasan fisiologiasambasa,karenaadanyalogarithmic ”distortion” dan inverse relationship7.7 Logarithmic “Distortion” dan Inverse Relationship. Peninggian konsentrasi ion hidrogen sama dengan penurunan pH. Perubahan besar konsentrasi ion hidrogen terlihat sebagai perubahan kecil pada pH. Pe-rubahan 1 unit pH berarti perubahan konsentrasi ion hidrogen 10 kali lipat. Air dengan pH 1 mengandung ion hidrogen 10 kali lebih banyak dari pada air dengan pH 2. Penurunan pH dari 7.4 ke 7.1 sebanding dengan peningkatan konsentrasi ion hidrogen dua kali lipat, dari 40 ke 80 nmol/L. Peningkatan pH 7.4 ke 7.7 sebanding dengan penurunan ion hidrogen separuh dari 40 ke 20 nmol/L

70

Tabel 8. Konsentrasi ion hidrogen cairan tubuh

2.3.3. Keseimbangan Asam BasaKeseimbangan asam–basa adalah suatu keadaan dimana konsentrasi

ion H+ yang diproduksi setara dengan konsentrasi ion H+ yang dikeluarkan oleh sel. Keseimbangan asam–basa adalah keseimbangan ion H+. Pada proses kehidupan keseimbangan asam pada tingkat molekular umumnya berhubungan dengan asam lemah dan basa lemah, begitu pula pada tingkat konsentrasi ion H+ atau ion OH– yang sangat rendah.

2.3.3.1. Prinsip Isohidrik Bila beberapa asam lemah atau sistem bufer (HA1, HA2 dan HA3,

dst.) terdapat dalam satu larutan air, maka asam lemah tersebut berada dalam keadaan seimbang dan saling terkait satu sama lainnya karena melibatkan ion H+ yang sama.

Konsentrasi ion hidrogen adalah sama pada seluruh reaksi. Hubungan antara konsentrasi ion hidrogen [H+], tetapan disosiasi (dissociation constants) dan konsentrasi asam dan basa konjugasinya (conjugate acids and bases) dijelaskan sebagai berikut:

Keterangan: (K = tetapan disosiasi)

Persamaan Henderson-Hasselbalch

71

2.3.4. Pengaturan Keseimbangan Asam-Basa

Keseimbangan asam–basa adalah keseimbangan ion hidrogen. Walaupun produksi asam akan terus menghasilkan ion hidrogen dalam jumlah sangat banyak, ternyata konsentrasi ion hidrogen tetap dipertahan pada kadar rendah 40 ± 5 nM atau pH 7,4. Cairan tubuh harus dilindungi dari perubahan pH karena sebagian besar enzim sangat peka terhadap perubahan pH. Mekanisme protektif harus berlangsung aktif dan secara terus menerus karena proses metabolisme juga menyebabkan terbentuknya asam dan basa secara terus menerus (asam karbonat, asam sulfat, asam fosfat, asam laktat, asamsitrat,ionammonium,asamasetoasetat,β-hidroksibutirat).

Pengaturan keseimbangan asam basa diselenggarakan melalui koordinasi dari tiga sistem, yaitu: 1) sistem bufer, 2) sistem paru dan 3) sistem ginjal

Prinsip pengaturan keseimbangan asam–basa oleh sistem bufer adalah menetralisir kelebihan ion hidrogen, bersifat temporer dan tidak melakukan eliminasi (proses eliminasi dilakukan oleh paru dan ginjal).

Mekanisme paru dan ginjal dalam menunjang kinerja sistem bufer adalah dengan mengatur sekresi, ekskresi, absorpsi ion hidrogen dan bikarbonat serta membentuk bufer tambahan (fosfat, amonia).

Kedua prinsip pengaturan ini bertujuan mempertahankan pH darah pada rentang 7,35–7,45.

Mekanisme tubuh melindungi dampak perubahan pH terdiri dari dua tahap. Pertama, jangka pendek, melalui pengaturan sistem bufer. Kedua, jangka panjang, kelebihan asam atau basa dieliminasi melalui ginjal dan paru.

2.3.4.1. Sistem Bufer

Sistem bufer disebut juga sebagai sistem penahan atau sistem penyangga, karena dapat menahan perubahan pH. Sistem bufer merupakan larutan yang mengandung asam dan basa konjugasinya. Bufer ini terdiri dari asam lemah yang menjadi donor ion hidrogen dan basa lemah yang berfungsi sebagai akseptor ion hidrogen [HA

H+ + A]. Di dalam tubuh terdapat beberapa sistem bufer yaitu: 1) sistem bufer asam karbonat–bikarbonat, 2) sistem bufer protein, 3) sistem bufer hemoglobin dan 4) sistem bufer fosfat (gambar 13).

72

Melalui reaksi yang bersifat reversibel, bufer dapat mengatasi perubahan konsentrasi ion hidrogen. Bila H+ bertambah ion hidrogen ini akan bergabung dengan A–. Reaksi mengarah ke kiri, mengurangi A– dan menambah HA. Bila H+ berkurang reaksi mengarah ke kanan, meningkatkan A– dan mengurangi HA. Bufer secara langsung segera mengambil atau melepaskan ion H+. Bufer mampu menahan perubahan konsentrasi ion hidrogen dalam batas normal yang sempit. Konsentrasi bufer cepat menurun dan habis. Untuk menjaga efektivitas sistem bufer, ion hidrogen harus dieliminasi; dikeluarkan dari tubuh.

Efektivitas bufer sangat bergantung pada konstanta disosiasi dan konsentrasi bufer (HA H++ A–). Sistem bufer yang baik adalah bila jumlah A– cukup untuk mengikat seluruh penambahan H+ dan HA cukup untuk mengganti seluruh H+ yang dikeluarkan dari tubuh. Jumlah A– dan H+ paling banyak adalah bila jumlah HA = A–. Konstanta disosiasi:

Sistem bufer tubuh paling baik pada konsentrasi normal ion hidrogen 40 nmol/L atau pH 7,4 adalah sistem bufer dengan pKa = 7,4. Makin tinggi tinggi konsentrasi bufer akan semakin baik fungsinya. Namun, meskipun suatu sistem bufer memiliki pKa 7,4; tetapi jumlahnya sangat kecil maka tidak akan efektif. Di dalam cairan ekstrasel, fosfat anorganik dengan pK = 6,80 tidak efektif berperan sebagai bufer karena konsentrasinya sangat kecil (hanya 1 mmol/L).Fungsi utama sistem bufer ini adalah mencegah perubahan pH yang disebabkan oleh pengaruh asam non volatil dan asam organik pada cairan ekstrasel. Sebagai bufer, sistem ini memiliki keterbatasan, yaitu• Tidak dapat mencegah perubahan pH di cairan ekstrasel yang

disebabkan karena peningkatan CO2.• Sisteminihanyaberfungsibilasistemrespirasidanpusatpengendali

sistem pernafasan bekerja normal.• Kemampuan menyelenggarakan sistem bufer tergantung pada

tersedianya ion bikarbonat.

Masalah yang menyebabkan berkurangnya cadangan bikarbonat memang jarang terjadi. Cairan tubuh mengandung cukup banyak

73

cadangan bikarbonat, khususnya dalam bentuk basa lemah yaitu natrium bikarbonat (NaHCO3

–).

Gambar 13. Sistim bufer. Sistem bufer fosfat bekerja terutama pada cairan intrasel, sementara sistim bufer asam karbonat–bikarbonat bekerja pada cairan ekstrasel. Sistim bufer protein bekerja pada kedua jenis cairan, yaitu cairan intrasel dan ekstrasel. Pada ketiga sistim bufer ini terjadi interaksi secara ekstensif.

• Sistem Bufer Asam Karbonat–BikarbonatSistem bufer asam karbonat–bikarbonat merupakan suatu komponen yang paling penting pada pengaturan pH cairan ekstrasel. CO2 bereaksi dengan H2O membentuk H2CO3 yang kemudian berdisosiasi menjadi ion hidrogen dan ion bikarbonat (conjugate base) melalui suatu reaksi yang bersifat reversibel seperti terlihat pada gambar 14 (a).

Karena reaksi bersifat reversibel, penambahan konsentrasi dari suatu komponen menyebabkan perubahan konsentrasi komponen lainnya. Bila terjadi peningkatan konsentrasi ion hidrogen, terjadi interaksi dengan ion bikarbonat sehingga terbentuk asam karbonat (H2CO3). Berarti dalam hal ini ion bikarbonat bertindak sebagai basa lemah yang menerima kelebihan ion hidrogen. Asam karbonat yang

74

ter bentuk akan mengalami disosiasi menjadi CO2 dan air; CO2 yang di hasilkan akan dieliminasi melalui paru seperti terlihat pada gambar 14 (b).

Gambar 14. Sistem bufer asam karbonat–bikarbonat. (a) Komponen dasar sistem bufer asam karbonat–bikarbonat menunjukkan hubungan antara karbon dioksida dengan cadangan bikarbonat. (b) Respons sistem bufer asam karbonat–bikarbonat terhadap penambahan ion hidrogen oleh asam non volatil dan asam organik pada cairan tubuh.

Sistem bufer bikarbonat merupakan sistem bufer istimewa, sistem bufer ini tetap merupakan sistem bufer terbaik pada pH 7,4 walaupun pKa nya 6,1; karena dapat mengeluarkan CO2 melalui paru dalam jumlah besar. Tubuh mempertahankan sistem bufer bikarbonat dengan dengan pengaturan kadar karbondioksida di paru dan bikarbonat di ginjal. Asam non volatil di bufer oleh HCO3

– dan bufer lain.

Gambar 15. Gambar menunjukkan kurva titrasi bufer karbonat–bikarbonat. Perhatikan pH darah 7,4 terletak di luar area dengan kapasitas bufer maksimal

75

Kurva ini menggambarkan titrasi sistim bikarbonat. Sumbu vertikal menunjukkan pH pada larutan bufer (dalam hal ini darah), sedangkan sumbu horizontal menunjukkan komposisi bufer: di sisi kiri kurva, sebagian besar bufer terdapat dalam bentuk asam karbonat dan karbondioksida sedangkan di sisi kanan terdapat dalam bentuk ion bikarbonat. Saat ditambahkan asam, pH mengalami penurunan. Terjadi per -geseran bufer dengan peningkatan H2CO3 dan CO2. Saat ditambah-kan basa, pH mengalami peningkatan. Terjadi pergeseran bufer dengan peningkatan kadar HCO3

–. Lengkung kurva mengalami pendataran di daerah dengan pH setara dengan nilai pK (6,1). Di daerah ini kapasitas bufer bekerja maksimal karena relatif konsentrasi bikarbonat dan karbondioksida menyebabkan hanya sedikit saja perubahan pH larutan. Namun, pada pH lebih dari 7,1 kelengkungan kurva akan jauh lebih besar. Pada kondisi ini, perubahan relatif dari konsentrasi bikarbonat dan karbondioksida meyebabkan perubahan pH larutan dalam jumlah besar.Karenanya,padapHfisiologik7,4diperlukanperanorgan–organ lain dalam mengendalikan jumlah HCO3

– dan CO2 di dalam darah agar pH relatif konstan, sebagai dijelaskan sebelumnya.Persentasi bufer dalam bentuk HCO3

– dihitung berdasarkan rumus berikut:

• Sistem Bufer ProteinSistem bufer protein berfungsi mengatur pH cairan ekstrasel dan interstisium. Protein sebagai bufer berinteraksi secara ekstensif dengan sistem bufer lainnya. Protein tersusun oleh asam amino yang mempunyai sifat amfoter, yaitu asam amino akan bersifat sebagai kation pada suasana asam dan bersifat sebagai anion pada suasana basa seperti yang terlihat pada reaksi berikut:

76

Keterangan: pI adalah pH pada keadaan isoelektrik, yaitu keadaan dimana jumlah muatan positif sama dengan jumlah muatan negatif (keadaan netral).

Fungsi pengaturan ini berjalan sebagai berikut:• Bila terjadi penurunan pH, gugus amino (–NH2) dari asam

amino akan bertindak sebagai basa lemah dengan mengikat ion hidrogen dan membentuk ion aminoum (–NH3

+). Gugus amino bertindak sebagai aseptor proton.

• BilaterjadipeningkatanpH,guguskarboksil(–COOH)dariasamamino mengalami disosiasi dan berubah menjadi ion karboksil (–COO−) dan ion H+. Gugus karbosil bertindak sebagai donor proton.

Sistem bufer protein berfungsi mengatur pH cairan ekstrasel dan interstisium. Protein sebagai bufer berinteraksi secara ekstensif dengan sistem bufer lainnya. Protein plasma memiliki kontribusi sebagai sistem bufer pada darah. Cairan interstisium yang mengandung protein dan asam amino terdisosiasi ikut berperan mengatur pH. Protein mengandung asam amino histidin yang mempunyai cincin imidazol dengan pKa = 6,0. Pada kebanyakan protein pK sekitar 7,0–7,4. Proses pengaturan melalui sistem bufer protein berjalan lambat karena ion hidrogen harus melalui proses difusi membran sel yang dipengaruhi oleh pompa natrium.

77

• Sistem Bufer HemoglobinBufer hemoglobin (Hb) merupakan bufer intrasel yang bekerja di dalam sel darah merah. Hemoglobin dapat berfungsi sebagai bufer karena mengandung residu histidin, yaitu asam amino basa yang dapat berikatan secara reversibel dengan ion hidrogen, menghasilkan Hb bentuk berproton dan tidak berproton. Mekanisme pengikatan Hb dan ion hidrogen dapat dilihat pada gambar 16.

Pada sel darah merah, hemoglobin dapat mengikat karbondioksida dan mengubahnya menjadi asam karbonat karena di dalam sitoplasma terkandung anhidrase karbonat, dan proses pengikatan terjadi dengan cepat karena CO2 berdifusi cepat melintasi membran sel darah merah tanpa memerlukan mekanisme transportasi aktif membran sel. Kemampuan melakukan pengaturan ini dikenal sebagai sistem bufer hemoglobin.

Gambar 16. Efek Bohr. CO2 yang dihasilkan di jaringan perifer berikatan dengan air membentuk asam karbonat yang terdisosiasi menjadi ion H+ (proton) dan ion HCO3

—. Deoksihemoglobin bertindak sebagai bufer yang mengikat proton dan membawanya ke paru. Di dalam paru hemoglobin melepaskan proton yang bergabung dengan ion bikarbonat membentuk asam karbonat yang akan terurai menjadi H2O dan CO2 oleh enzim karbonat anhidrase dan CO2 akan dikeluarkan oleh paru.

78

Bufer utama cairan ekstrasel adalah sistem bikarbonat dan hemo globin. Hemoglobin (Hb) penting sebagai pengangkut oksigen ke jaringan, pengangkut CO2 dan sebagai sistem bufer yang kuat. Hemoglobin sebagai bufer cukup efektif karena di dalam molekulnya terdapat beberapa kelompok bufer dengan pKa 6,5–7,8. Kelompok imidazol pKa sekitar 6 merupakan bufer utama hemoglobin. Fosfat dan Hb penting karena pKa dekat dengan kisaran normal.

• Sistem Bufer Fosfat Berperan pada pengaturan pH cairan interstisium dan urin. Bentuk asam lemah dari bufer fosfat ini adalah dihidrogenfosfat (H2PO4

–) dan monohidrogenfosfat (HPO4

=) yang berperan menstabilkan pH cairan interstisium dan urin. Kerja sistem bufer ini menyerupai sistem bufer asam karbonat–bikarbonat.

Sebagaimana asam karbonat–bikarbonat, sistem ini juga memiliki cadangan fosfat yang tersedia dalam bentuk natrium mono hidrogen fosfat (NaHPO4

2-).

Asam yang dihasilkan dari suatu proses metabolisme normal di tingkat sel, mengalami netralisasi secara temporer melalui sistem bufer yang ada di dalam cairan. Bagan sistem bufer dapat dilihat pada gambar 13.

Fosfat AnorganikBufer ini berasal dari beberapa residu histidin protein dengan pK berbeda.Pasanganionfosfatiniberfungsisebagaibuferfisiologisterutama di cairan ekstra sel dengan rentang pH lebar, namun jumlahnya hanya 1 mM dalam cairan ektrasel, kapasitasnya jauh lebih rendah dari sistem bikarbonat. Di dalam cairan tubulus ginjal dan cairan intrasel bufer fosfat sangat penting. pH intrasel lebih rendah dari cairan ekstrasel begitu juga pada urin.

79

pH: 5,3 – 8,5

Fosfat OrganikATP, ADP, G–6–P merupakan contoh fosfat organik dengan pKa sekitar 7. Semua sistem bufer berfungsi secara bersamaan karena perubahan konsentrasi ion H+ akan melibatkan seluruh sistem secara serentak. Sistem bufer saling membufer satu sama lain. Didalam kompartemen tubuh (misalnya plasma atau cairan intrasel), pH pada seluruh sistem asam–basa sama karena semua berada dalam keadaan seimbang dalam satu pool ion H+. Bila rasio K x [HA] / [A-] pada salah satu bufer diketahui, maka rasio bufer lainnya akan diketahui pula. Bila pH dan pKa seluruh sistem diketahui, maka komposisi seluruh sistem bufer dapat diketahui pula. Meskipun, seluruh sistem bufer menentukan pH plasma, tetapi cukup satu sistem saja yang dipahami untuk mengerti sistem bufer plasma secara keseluruhan.

2.3.4.2. Pengaturan Keseimbangan Asam-Basa oleh Paru

Peranan sistem respirasi dalam keseimbangan asam–basa adalah mempertahankan agar PCO2 selalu konstan walaupun terdapat perubahan kadar CO2 akibat proses metabolisme tubuh. Sistem per napasan meng-atur kadar karbon dioksida yaitu PCO2 darah arteri berkisar 40 mmHg. Ventilasi paru dikendalikan oleh pH dan PaCO2 darah.

Terdapat dua reseptor yang mengatur fungsi ventilasi, yaitu:- Pusat pernapasan di medula oblongata yang merespons penurunan

pH cairan serebrospinal dengan cara meningkatkan ventilasi alveolar.- Carotid dan aortic bodies dekat bifurkasio arteri karotis interna

dan eksterna dan pada arkus aorta. Penurunan pH mengaktifkan reseptor ini untuk meningkatkan ventilasi alveolar.

80

Keseimbangan asam basa respirasi bergantung pada keseimbangan produksi dan ekskresi CO2. Jumlah CO2 yang berada di dalam darah tergantung pada metabolic rate (laju metabolisme) sedangkan proses ekskresi CO2 tergantung pada fungsi paru.

Kelainan ventilasi dan perfusi pada dasarnya akan mengakibatkan ketidakseimbangan rasio ventilasi perfusi sehingga pada akhirnya akan terjadi V/Q mismatch (ketidakseimbangan ventilasi perfusi). Ketidak-seimbangan rasio ventilasi perfusi pada akhirnya dapat menyebabkan hipoksia maupun retensi CO2 sehingga terjadi gangguan keseimbangan asam basa. Kendali sistem ventilasi tergantung pada dua stimulus utama yaitu peningkatan PaCO2 dan penurunan PaO2 (hipoksemia). • Stimulus CO2

Stimulus CO2 terhadap ventilasi terjadi pada daerah kemosensitif di pusat pernapasan pada medula oblongata. Karbondioksida me-rupakan stimulus utama pernapasan yang dapat terjadi walaupun hanya terdapat sedikit peningkatan PaCO2. Pada kebanyakan orang normal, setiap peningkatan 1 mmHg PaCO2 terjadi peningkatan pernapasan sebesar 1-4 L/menit. Apabila terjadi peningkatan PaCO2

arteri seperti pada kelainan paru intrinsik dan penurunan pH akan merangsang pernapasan yang bertujuan untuk menurunkan PaCO2.Peningkatan PaCO2 adalah akibat penurunan ventilasi alveolar seperti yang terjadi pada kelainan paru obstruktif, bukan akibat peningkatan produksi CO2. Kegagalan dalam mempertahankan kadar CO2 akan mengakibatkan akumulasi CO2 dan asidosis respiratorik

• Stimulus O2 Stimulus O2 terjadi melalui perantaraan kemoreseptor di badan karotis yang terletak di percabangan arteri karotis. Hipoksemia akan merangsang ventilasi apabila terjadi penurunan PaO2 di bawah 50–60 mmHg sehingga meningkatkan frekuensi napas yang meng-akibatkan penurunan PaCO2 dan meningkatkan pH (alkalosis respiratorik) seperti dapat dilihat pada gambar 26.

• Hipoksemia Hipoksemia adalah terjadinya penurunan tekanan parsial oksigen (PaO2) < 80 mmHg pada orang dewasa yang menghirup udara pada

81

suhu ruangan. Pada bayi baru lahir rentang normal PaO2 berkisar antara 40–70 mmHg. Secara klinis, hipoksemia dibagi menjadi a) hipoksemia ringan (PaO2 60–80 mmHg), b) hipoksemia sedang (PaO2 40–60 mmHg) dan c) hipoksemia berat (PaO2 < 40 mmHg).

Gambar 17. Mekanisme hiperventilasi alveolar akut akibat hipoksemia. Perhitungan gradien oksigen alveolar–arteri (A–a) mungkin dapat berguna dalam membedakan penyakit paru dengan kelainan di luar paru sebagai penyebab hiperkapnia.

Penyebab hipoksemia adalah hipoventilasi, gangguan difusi di alveolus dan gangguan ventilasi – perfusi.Untuk mengetahui penyebab, penentuan nilai gradien oksigen alveolar–arteri akan sangat bermanfaat. Penentuan nilai gradien tersebut dapat dilakukan dengan melakukan perhitungan meng-gunakan rumus sebagai berikut.

Rumus gradien oksigen alveolar-arteri (gradien A – a):

Keterangan:PAO2 (Tekanan parsial O2 alveoli→diperolehdariAlveolar Gas Equation. PaO2 (Tekanan parsial O2arteri)→diperolehdaripemeriksaananalisisgasdarah.

82

Alveolar gas equation:

dimana:

atau, menggunakan nilai-nilai umum:

Keterangan: * PiO2 : tekanan parsial O2 pada saluran nafas * FiO2:fraksioksigeninspirasi→FiO2 pada suhu ruangan = 0,21 * PaCO2: : nilai diperoleh dari analisis gas darah * PB : tekanan barometrik (760 mmHg pada permukaan air laut)

Keterangan: * PH2O : tekanan air vaporasi (47 mm Hg pada suhu 37oC) * R : Respiratory quotient = VCO2 / VO2 = 0,8 (umum) (rasio produksi CO2 terhadap konsumsi oksigen)

Estimasi gradien A-a:

Terjadi peningkatan gradien A–a 5 sampai 7 mmHg untuk setiap peningkatan FiO2 10% Pada orang normal berusia kurang 30 tahun gradien tersebut berkisar antara 5–10 mmHg dan secara bertahap meningkat 15–20 mmHg. Bila terjadi hiperkapnia akibat penyakit intrinsik paru, maka gradien (A–a) O2 akan meningkat.

83

2.3.4.3. Pengaturan Keseimbangan Asam–Basa oleh Ginjal• Sistem Renal

Untuk mempertahankan keseimbangan asam basa, ginjal harus mengeluarkan anion asam nonvolatil dan mengganti HCO3

–. Ginjal mengatur keseimbangan asam–basa dengan sekresi dan reabsorpsi ion hidrogen dan ion bikarbonat. Pada mekanisme pengaturan oleh ginjal ini berperan tiga sistem bufer asam karbonat–bikarbonat, bufer fosfat dan pembentukan amonia. Ion hidrogen, CO2 dan NH3 diekskresi ke dalam lumen tubulus dengan bantuan energi yang dihasilkan oleh mekanisme pompa natrium di basolateral tubulus. Pada proses tersebut, asam karbonat dan natrium dilepas kembali ke sirkulasi untuk dapat berfungsi kembali. Tubulus proksimal adalah tempat utama reabsorpsi bikarbonat dan pengeluaran asam.

• Regenerasi BikarbonatBikarbonat dipertahankan dengan cara reabsorpsi di tubulus proksimal agar konsentrasi ion bikarbonat di tubulus sama dengan di plasma. Pembentukan HCO3

– baru, merupakan hasil ekskresi H+ dengan bufer urin dan dari produksi dan ekskresi NH4

+. Bikarbonat dengan ion hidrogen membentuk asam karbonat. Asam karbonat kemudian berdisosiasi menjadi CO2 dan air. Reaksi ini dipercepat oleh enzim anhidrase karbonat yang terdapat pada brush border sel tubulus ginjal. CO2 ini masuk sel tubulus dan dengan bantuan enzim anhidrase karbonat kembali membentuk asam karbonat. Asam karbonat berdisosasi menjadi ion bikarbonat dan hidrogen. Bikarbonat kembali ke aliran darah dan ion H+ kembali ke cairan tubulus untuk dipertukarkan dengan natrium. Dengan cara ini bikarbonat di reabsorbsi kembali. Berdasarkan pH urin, ginjal dapat mengembalikan bikarbonat ke dalam darah atau membiarkannya keluar melalui urin.

• Sekresi Ion Hidrogen Ekskresi ion H+ dari tubulus proksimal dan distal sangat sedikit, hanya sekitar 0,025 mmol/L (pH 4.6) atau 0,1 mEq/L pada pH urin

84

4,0.Untukmengeluarkan3040mmolionH+ menurut perhitungan diperlukan urin 1200 L per hari. Namun adanya aktivitas bufer di dalam lumen tubulus tidak memerlukan volume urin sebesar itu. Bufer utama di lumen tubulus adalah fosfat (HPO4

2– / H2PO4–) dan

amonia (NH3). Fosfat di dalam tubulus bergabung dengan ion H+ membentuk H2PO4

–. Kemampuan pengaturan (eliminasi) ion H+ dalam keadaan normal sangat tergantung pada pH cairan yang berada di tubulus ginjal (normal berada pada rerata 4,0–4,5). Ion H+ diekskresikan dengan bufer lumen tubulus terutama fosfat. Bila terjadi perubahan pH, maka ion H+ di ekskresi melalui lumen tubulus. Proses eliminasi ini berlangsung di tubulus proksimal dan distal serta pada duktus koligentes. Normalnya berkisar 100 mEq ion H+ per hari, dan ini setara dengan ion H+ yang diabsorbsi di usus. Ion H+ disekresikan melalui pertukaran dengan ion Na+ dengan bantuan energi yang berasal dari pompa Na–K–ATPase yang berfungsi mempertahankan konsentrasi ion Na+. Sekresi ion H+ melintasi concentration gradient, 40 nmol/L di plasma dan 25.000 nmol/L (25 x 103 nmol/L) di urin. Ginjal mampu mengeluarkan ion H+ melalui pompa proton (H–K–ATPase dan H–ATPase) sampai pH urin turun menjadi 4,5.

• Produksi dan Ekskresi NH4+

Sungguhpun pasangan amonium/amonia tidak berfungsi bufer secara fungsional (pKa = 9,4), tetapi mempunyai peran sebagai pengangkut utama proton ke urin. Dengan cara ini dua kali jumlah asam dapat dikeluarkan pada pH 4,5. Amonia dibuat di sel tubulus ginjal dari asam amino glutamin dengan bantuan enzim glutaminase. Enzim ini berfungsi optimal pada pH rendah. Amonia tidak diionisasi dan cepat sekali merendahkan concentration gradient. Ammonia bergabung dengan ion H+ membentuk ion amonium yang tidak kembali ke sel tubulus dan keluar melaui urin bersamaan dengan ion H+. Produksi dan ekskresi NH4

+ diatur ginjal sebagai respons perubahan keseimbangan asam basa. Anion asam nonvolatil diekskresikan dengan NH4

+. Setiap ekskresi NH4+ dalam urin, HCO3

– kembali ke dalam darah. Pengaturan keseimbangan asam–basa oleh ginjal dapat dilihat pada gambar 18.

85

Gambar 18. Tubulus ginjal dengan pengaturan pH. (a) Sistem bufer pada tubulus ginjal berperan dalam sekresi ion hidrogen. Terjadi interaksi ketiga sistem bufer. (b) Ion amonium dan amonia diproduksi dari pemecahan glutamin. (c) Respons ginjal terhadap alkalosis.

Daftar pustaka1. Sharif–Naeni R, Ciural S, Zhang Z, Bourque CW. Contribution of TRPV channels

to osmosensory transduction, thirst and vasopressin release. Kidney Int. 2008; 73: 811–15.

2. Rose BD, Post TW. Volume regulation versus osmoregulation. UpToDate version 15.3:CD–ROM; 2007.

3. Rose BD, Post TW. Water balance and regulation of plasma osmolality. UpToDate version 15.3:CD–ROM; 2007.

4. Rose BD. The steady state. UpToDate version 15.3:CD–ROM; 2007.5. Morgan TJ. Standard Base Excess. Australasian Anaesth. 2003. 95–104.6. Kellum JA. Review. Determinants of blood pH in health and disease. Crit Care 2000;

4: 6–14.7. Fenci V, Jabor A, Kadza A, Figge J. Diagnosis of Metabolic Acid–Base Disturbances

in Critically Ill Patients. Am J Respir Crit Care Med. 2000; 162: 2246–51.8. Waters J. Using Stewart for clinical gain [online] 2000 [cited 4 Jan 2006]; Available

from URL: http://www.anaesthetist.com/icu/elec/ionz/Findex.htm.9.Higgins C. Technology. Parameters that reflect the carbon dioxide content of

blood. [online] 2008 [cited 2 May 2008]; Available from: URL: http://www.bloodgas.org/0FB3F47D–E6B5–4FF3–8665–9FB79A7E1F3A.

86

BAB 3Patofisiologi

1. Gangguan Keseimbangan Air dan ElektrolitGangguan keseimbangan elektrolit umumnya berhubungan

dengan ketidakseimbangan natrium dan kalium. Prinsip utama ketidak-seimbangan tersebut adalah:• Ketidakseimbanganelektrolitumumnyadisebabkanolehpemasukan

dan pengeluaran natrium yang tidak seimbang. Kelebihan natrium dalam darah akan meningkatkan tekanan osmotik dan menahan air lebih banyak sehingga tekanan darah akan meningkat.

• Ketidakseimbangan kalium jarang terjadi, namun jauh lebih ber-bahaya dibanding dengan ketidakseimbangan natrium. Ke lebih-an ion kalium darah akan menyebabkan gangguan berupa pe-nurunan potensial trans–membran sel. Pada pacemaker jantung menyebabkan peningkatan frekuensi dan pada otot jantung me-nurunkan kontraktilitas bahkan ketidak–berdayaan otot (flaccid) dan dilatasi. Kekurangan ion kalium ini menyebabkan frekuensi denyut jantung melambat

1.1. Gangguan Keseimbangan Air dan Natrium

Perubahan yang terjadi pada volume dan komposisi cairan tubuh serta osmolalitas akan menimbulkan empat gangguan dasar di dalam tubuh yang secara klinis dikenal sebagai hipovolemia, edema, hiponatremia, dan hipernatremia. Cairan ekstrasel yang merupakan 40% dari air tubuh total didominasi oleh air dan natrium. Osmolalitas airan ekstrasel yang didefinisikan sebagai rasio antara jumlah solut dan air sangatdipengaruhi oleh jumlah natrium. Jumlah natrium yang lebih tinggi dari normal (hipernatremia) menimbulkan hiperosmolalitas cairan ekstrasel dan sebaliknya hiponatremia akan menimbulkan hipoosmolalitas.

87

1.1.1. Gangguan Volume

1.1.1.1. Hipovolemia

Hipovolemia adalah suatu keadaan berkurangnya volume (jumlah) air ekstrasel. Kondisi ini akan menyebabkan hipoperfusi jaringan. Hipovolemia disebut juga deplesi volume.

Pada hipovolemia, berkurangnya air dan natrium terjadi dalam jumlah yang sebanding. Misalnya hilangnya air dan natrium melalui saluran cerna seperti muntah dan diare, perdarahan atau melalui pipa naso–gastrik. Hilangnya air dan natrium juga dapat melalui ginjal (misalnya penggunaaan diuretik, diuresis osmotik, salt–wasting nephropathy, hipoaldosteronisme), melalui kulit dan saluran nafas (misalnya insensible water losses, keringat, luka bakar), atau melalui sekuestrasi cairan (misalnya pada obstruksi usus, trauma, fraktur, pankreatitis akut).

Bila terjadi penurunan volume cairan ekstrasel, volume dan tekanan darah akan berkurang. Hal ini akan menimbulkan rangsangan pada sistem renin–angiotensin sehingga timbul respons berupa penurunan produksi urin (restriksi pengeluaran cairan), rangsang haus diikuti meningkatnya pemasukan cairan akan meningkatkan volume cairan ekstrasel.

1.1.1.2. Dehidrasi

Dehidrasi adalah berkurangnya volume cairan intrasel akibat perpindahan air intrasel ke ekstrasel. Perpindahan air ini terjadi akibat peningkatan osmolalitas efektif cairan ekstrasel. Peningkatan osmolalitas cairan ekstrasel terjadi karena cairan ekstrasel yang terbuang (ke luar tubuh) bersifat hipotonik; berkurangnya air jauh melebihi berkurangnya natrium di ekstrasel. Air dari intrasel berpindah ke ekstrasel; hal ini merupakan bentuk regulasi agar osmolalitas cairan intrasel sama dengan osmolalitas cairan ekstrasel (homeostasis).

Secara klinik perbedaan antara hipovolemia dan dehidrasi terletak pada kadar natrium dalam plasma. Pada dehidrasi, dijumpai hipernatremia sedangkan pada hipovolemia kadar natrium plasma normal. Dehidrasi dapat terjadi akibat keluarnya air melalui keringat, penguapan dari kulit, saluran cerna, diabetes insipidus (sentral dan

88

nefrogenik), atau diuresis osmotik; yang kesemuanya disertai gangguan rasa haus atau gangguan akses cairan. Dehidrasi dapat pula terjadi pada keadaan masuknya cairan ekstrasel ke intrasel secara berlebihan, kejang hebat, setelah melakukan latihan berat, atau pada pemberian cairan natrium hipertonik berlebihan.

Hipovolemia dan dehidrasi dapat timbul secara bersamaan bila cairan hipotonik terbuang secara berlebihan hingga menimbulkan gejala hipovolemia berat seperti hipotensi dan gejala klinik hipernatremia.

1.1.1.3. Euvolemia (Normovolemia)

Meskipun istilah euvolemia (normovolemia) mengandung makna volume normal, namun kondisi ini menjelaskan kadar natrium yang normal disertai peningkatan jumlah air tubuh.

Kondisi seperti ini dapat dijumpai pada beberapa keadaan, antara lain:•SekresiADHberkurang

Osmolalitas normal, misal pada pemberian infus larutan iso–osmotik yang tidak mengandung natrium.

•SekresiADHmeningkata. Osmolalitas rendah pada SIADHb. Osmolalitas rendah pada hiperglikemia dan pemberian mannitol.

(Baca gangguan natrium pada halaman 90).

1.1.1.4. HipervolemiaHipervolemia adalah suatu keadaan dimana terjadi peningkatan

volume cairan ekstrasel khususnya intravaskular (volume overload) melebihi kemampuan tubuh mengeluarkan air melalui ginjal, saluran cerna, dan kulit.• Edema

Edema adalah suatu keadaan dimana terjadi akumulasi air di jaringan interstisium secara berlebihan akibat penambahan volume yang melebihi kapasitas penyerapan pembuluh limfe. Keadaan ini memberi gejala klinis pembengkakan (edema). Edema juga merupakanrefleksidarikelebihannatriumdanhipervolemia.

89

Mengapa pada edema tidak terjadi hipernatremia dapat dijelaskan sebagai akibat meningkatnya sekresi ADH dari hipotalamus dan adanya rangsang rasa haus akibat kelebihan natrium (hiperosmolalitas) yang menyebabkan retensi air sehingga tidak terjadi hipernatremia. Menurut lokasi, edema dapat dibagi (1) edema menyeluruh (generalisata) disebabkan oleh penurunan tekanan osmotik koloid pada hipoproteinemia dan (2) edema lokal, disebabkan oleh kerusakan kapiler, konstriksi sirkulasi (vena regional) atau sumbatan drainase limfatik.Ada dua faktor yang menentukan terjadinya edema, antara lain (1) perubahan hemodinamik dalam kapiler yang memungkinkan keluarnya cairan intravaskular ke jaringan interstisium dan (2) retensi natrium di ginjal. Hemodinamik dalam kapiler dipengaruhi oleh (1) permeabilitas kapiler, (2) selisih tekanan hidrolik dalam kapiler dengan tekanan hidrolik dalam interstisium, (3) Selisih tekanan onkotik dalam plasma dengan tekanan onkotik dalam interstisium. Retensi natrium dipengaruhi oleh• Aktivitassistemrenin–angiotensin–aldosteronyangeratkaitan-

nya dengan baroreseptor di arteri aferen glomerulus ginjal.• Aktivitas ANP (atrial natriuretic peptide) yang erat kaitannya

dengan baroreseptor di atrium dan ventrikel jantung.• Aktivitas saraf simpatis ADH yang erat kaitannya dengan

baroreseptor di sinus–karotikus.• Osmoreseptordihipotalamus

Bila volume sirkulasi efektif rendah misalnya pada gagal jantung kongestif, sirosis hati dan sindrom nefrotik, jumlah natrium akan meningkat karena terjadi retensi di ginjal akibat peningkatan sistem renin–angiotensin–aldosteron. Hal ini mengakibatkan terjadi penimbun-an air di jaringan interstisium yang akan menyebabkan edema umum. Dalam mencegah berlanjutnya penumpukan cairan di jaringan interstisium, berlangsung mekanisme sebagai berikut. Peningkatan jumlah cairan di jaringan interstisium mengurangi tekanan onkotik dan meningkatkan tekanan hidrolik jaringan interstisium yang akan menghambat penumpukan cairan di jaringan interstisium.

90

1.1.2. Gangguan Keseimbangan Natrium

1.1.2.1. HiponatremiaHiponatremia adalah suatu keadaan dimana tdijumpai kelebihan

cairan relatif. Hal ini terjadi bila (1) jumlah asupan air melebihi kemampuan ekskresi dan (2) ketidakmampuan menekan sekresi ADH, misalnya pada kehilangan air melalui saluran cerna, gagal jantung dan sirosis hati atau pada SIADH (Syndrome of Inappropriate ADH–secretion).

Gambar 19. Hiponatremia sebagai bagian dari gangguan keseimbangan air dan natrium.

Berdasarkan konsep ini, maka etiologi hiponatremia dapat dibagi atas:- Hiponatremia dengan ADH meningkat-HiponatremiadenganADHtertekanfisiologik- Hiponatremia dengan osmolalitas plasma normal atau tinggi

91

Sekresi ADH meningkat akibat deplesi volume sirkulasi efektif seperti pada muntah, diare, perdarahan, jumlah urin meningkat, gagal jantung,sirosishati,SIADH,insufisiensiadrenal,danhipotiroid.Padapolidipsia primer dan gagal ginjal terjadi ekskresi cairan lebih rendah dibanding asupan cairan sehingga menimbulkan respons fisiologikyang menekan sekresi ADH. Respons fisiologik dari hiponatremiaadalah tertekannya pengeluaran ADH dari hipotalamus sehingga ekskresi urin meningkat karena saluran–air (AQP2A) di bagian apikal duktus koligentes berkurang (osmolaritas urin rendah).

Pemberian cairan iso–osmotik yang tidak mengandung natrium ke dalam cairan ekstrasel dapat menimbulkan hiponatremia disertai osmolalitas plasma normal. Tingginya osmolalitas plasma pada keadaan hiperglikemia atau pemberian manitol intravena menyebabkan cairan intrasel keluar dari sel menyebabkan dilusi cairan ekstrasel yang menyebabkan hiponatremia.

Dalam keadaan normal, 93% dari volume plasma terdiri dari air dan elektrolit sedang 7% sisanya terdiri dari lipid dan protein. Pada hiper-lipidemia atau hiperproteinemia berat akan terjadi penurunan volume air plasma menjadi 80% sedang jumlah natrium plasma tetap dan osmo-lalitas plasma normal; akan tetapi karena kadar air plasma berkurang (pseudohiponatremia) kadar natrium dalam cairan plasma total yang terdeteksi pada pemeriksaan laboratorium lebih rendah dari normal.•Hiponatremia Akut

Hiponatremia akut adalah kejadian hiponatremia yang berlangsung cepat (kurang dari 48 jam). Pada keadaan ini akan terjadi gejala yang berat seperti penurunan kesadaran dan kejang. Hal ini terjadi akibat edema sel otak, karena air dari ekstrasel masuk ke intrasel yang osmolalitasnya lebih tinggi. Kelompok ini disebut juga sebagai hiponatremia simptomatik atau hiponatremia berat.

•Hiponatremia Kronik Hiponatremia kronik adalah kejadian hiponatremia yang berlangsung lambat (lebih dari 48 jam). Pada keadaan ini tidak terjadi gejala yang berat seperti penurunan kesadaran atau kejang (ada proses adaptasi), gejala yang timbul hanya ringan seperti lemas atau mengantuk. Pada keadaan ini tidak ada urgensi melakukan koreksi konsentrasi natrium, terapi dilakukan dalam beberapa hari dengan memberikan larutan garam isotonik. Kelompok ini disebut juga sebagai hiponatremia asimptomatik.

92

1.1.2.2. Isonatremia Isonatremia adalah suatu keadaan patologis yang tidak menyebab-

kan gangguan pada kadar natrium di dalam plasma (osmolalitas plasma tetap berada dalam keadaan normal). Keadaan seperti ini dapat dijumpai pada:• TurunnyakadarNatubuhtotaldiikutiolehberkurangnyaair tubuh

total dalam jumlah seimbang. Terjadi karena pemberian diuretik jangka panjang (kronik) atau pada beberapa kondisi seperti muntah, diare, perdarahan dan thrid space sequestration.

• Kondisinormal(steady state)• PeningkatanNatubuhtotaldiimbangiolehpeningkatanairtubuhtotal.

Terjadi pada pemberian natrium isotonik berlebihan (hipervolemia).

Keterangan:Kadar natrium urin 24jam

Gambar 20. Isonatremia sebagai bagian dari gangguan keseimbangan air dan elektrolit.

93

1.1.2.3. HipernatremiaHipernatremia adalah suatu keadaan dimana terjadi defisit cairan

relatif. Hipernatremia jarang terjadi, umumnya disebabkan resusitasi cairan menggunakan larutan NaCl 0.9% (kadar natrium 154 mEq/L) dalam jumlah besar. Hipernatremia juga dijumpai pada kasus dehidrasi dengan gangguan rasa haus (misal pada kondisi kesadaran terganggu atau gangguan mental). Hipernatremia terjadi bila:• Adanyadefisit cairan tubuhakibat ekskresi airmelebihi ekskresi

natrium atau asupan air yang kurang. Misalnya pada pengeluaran air tanpa elektrolit melalui insensible water loss atau keringat; osmotik diare akibat pemberian laktulosa atau sorbitol; diabetes insipidus sentral maupun nefrogenik; diuresis osmotik akibat glukosa atau mannitol; gangguan pusat rasa haus di hipotalamus akibat tumor atau gangguan vaskular.

• Penambahan natrium yangmelebihi jumlah cairan dalam tubuh,misalnya koreksi bikarbonat berlebihan pada asidosis metabolik.

• Masuknyaairtanpaelektrolitkedalamsel.Misalnyapadalatihan(olahraga berat), asam laktat dalam sel meningkat sehingga osmolalitas sel juga meningkat dan air dari ekstrasel akan masuk ke intrasel. Biasanya kadar natrium akan kembali normal dalam waktu 5–15 menit setelah istirahat.

Dalam kaitan dengan hipernatremia, harus dibedakan antara hipo-volemia dengan dehidrasi. Hipovolemia adalah keluarnya air ber sama natrium secara seimbang (isotonik) dari dalam tubuh sedangkan dehidrasi adalah keluarnya air tanpa natrium (cairan hipotonik) dari dalam tubuh yang mengakibatkan timbulnya hiperna tremia. Dengan kata lain, hipovolemia adalah penurunan volume air tubuh total dengan normonatremia sedang dehidrasi adalah penurunan volume air tubuh dengan hipernatremia. Pada dehidrasi terjadi pengurangan air baik ekstra– maupun intrasel sedang pada hipovolemia yang berkurang hanyalah air ekstrasel.

94

Respons fisiologik yang timbul pada hipernatremia adalah me-ningkat nya pengeluaran ADH dari hipotalamus sehingga ekskresi urin berkurang, karena saluran–air (AQP2) di bagian apikal duktus koligentes bertambah (osmolalitas urin tinggi).

Gambar 21. Hipernatremia sebagai bagian dari gangguan keseimbangan air dan natrium.

1.1.3. Gangguan Keseimbangan Kalium

Kadar normal kalium plasma berkisar antara 3,5–5 mEq/L. Bila kadar kalium kurang dari 3,5 mEq/L disebut sebagai hipokalemia dan kadar kalium lebih dari 5 mEq/L disebut sebagai hiperkalemia. Kedua keadaan ini dapat menyebabkan kelainan fatal penghantaran arus

95

listrik jantung yang disebut disebut aritmia. Kelebihan ion kalium darah akan menyebabkan gangguan berupa penurunan potensial trans–membran sel. Pada pacemaker jantung terjadi peningkatan frekuensi sedangkan pada otot jantung terjadi penurunan kontraktilitas bahkan ketidakberdayaan otot (flaccid) dan dilatasi. Kekurangan ion kalium ini menyebabkan frekuensi denyut jantung melambat.

1.1.3.1. HipokalemiaHipokalemia merupakan kejadian yang sering dijumpai di klinik.

Penyebab hipokalemia dapat dibagi sebagai berikut: •Asupankaliumkurang•Pengeluarankaliumberlebihan•Kaliummasukkedalamsel

Gambar 22. Pendekatan diagnostik hipokalemia

96

•Asupan Kalium KurangKalium yang masuk ke dalam tubuh dalam keadaan fungsi ginjal yang

normal, akan di ekskresikan melalui ginjal. Makin tinggi asupan kalium, makin tinggi ekskresi melalui ginjal, demikian sebaliknya bila asupan kalium rendah. Asupan kalium normal berkisar antara 40–120 mEq per hari. Dalam keadaan normal ekskresi kalium melalui ginjal dapat minimal sampai 5 mEq per hari untuk mempertahankan kadar kalium normal dalam darah, sejalan dengan rendahnya asupan kalium. Hipokalemia akibat asupan kalium rendah saja, jarang terjadi dalam klinik. Biasanya disertai oleh masalah lain misalnya pada pemberian diuretikum atau pemberian diet rendah kalori pada program menurunkan BB.

•Pengeluaran Kalium Berlebihan Pengeluaran kalium yang berlebihan terjadi melalui saluran cerna,

ginjal atau keringat. Pada keadaan muntah atau pemakaian selang naso–gastrik, pengeluaran kalium bukan melalui saluran cerna atas karena kadar kalium dalam cairan gastrik hanya sedikit (5–10 mEq/L), akan tetapi kalium banyak keluar melalui ginjal. Akibat muntah atau pemakaian selang naso–gastrik, terjadi alkalosis metabolik sehingga banyak bikarbonat yang difiltrasi di glomerulus yang akanmengikatkalium di tubulus distal (duktus koligentes) yang juga dibantu dengan adanya hiperaldosteronisme sekunder dari hipovolemia yang timbul akibat muntah. Kesemuanya ini akan meningkatkan ekskresi kalium melalui urin dan menyebabkan hipokalemia.

Pada saluran cerna bawah (diare, pemakaian pencahar), kalium keluar besama bikarbonat (asidosis metabolik). Kalium dalam saluran cerna bawah jumlahnya lebih banyak (20–50 mEq/L).

Pengeluaran kalium yang berlebihan melalui ginjal dapat terjadi pada pemakaian diuretik, kelebihan hormon mineralokortikoid primer/hiper-aldosteronisme primer (adenoma kelenjar adrenal), anion yang tak dapat di reabsorbsi yang berikatan dengan natrium berlebihan dalam tubulus (bikarbonat, beta–hidroksibutirat, hipurat) menyebabkan lumen duktus koligentes bermuatan lebih negatif dan menarik kalium masuk dalam lumen lalu dikeluarkan bersama urin, pada hipomagnesemia, poliuria (polidipsia primer, diabetes insipidus) dan salt–wasting nephropathy

97

(sindroma Bartter atau Gitelman, hiperkalsemia). Pengeluaran kalium berlebihan melalui keringat dapat terjadi bila dilakukan latihan berat pada lingkungan yang panas sehingga produksi keringat mencapai 10 L.

•Kalium Masuk ke Dalam Sel Kalium masuk ke dalam sel dapat terjadi pada alkalosis ekstrasel,

pemberian insulin, peningkatan aktivitas beta–adrenergik (pemakaian β2–agonis),paralisisperiodikhipokalemik,hipotermia.Hanyasejumlahkecil fraksi konsentrasi ion kalium berada pada rongga ekstrasel. Karenanya, konsentrasi ion kalium serum tidak mencerminkan konsen-trasitotalionkaliumsecaraakurat.Defisitionkaliumtergantungpadalamanya kontak dengan penyebab (time for equilibration) dan konsentrasi ion kalium serum. Pada kasus hipokalemia kronik, penurunan ion kaliumserum1mEqsebandingdengandefisit200mEq.Dianjurkanuntuk mempertahankan konsentrasi ion kalium serum <4,0 mEq/L.

1.1.3.2. Hiperkalemia

Istilah hiperkalemia digunakan bila kadar kalium dalam plasma lebih dari 5 mEq/L. Dalam keadaan normal jarang terjadi hiperkalemia oleh karena adanya mekanisme adaptasi oleh tubuh. Hiperkalemia dapat disebabkan oleh (1) keluarnya kalium dari intrasel ke ekstrasel dan (2) berkurangnya ekskresi kalium melalui ginjal.

• Keluarnya Kalium Intrasel ke Ekstrasel Kalium keluar dari sel dapat terjadi pada keadaan asidosis

metabolik bukan oleh asidosis organik (ketoasidosis, asidosis laktat), defisiensi insulin, katabolisme jaringanmeningkat, pemakaian obatpenghambat–βadrenergik,pseudohiperkalemiaakibatpengambilancontoh darah di laboratorium yang mengakibatkan sel darah merah lisis dan pada latihan olahraga.

98

Gambar 23. Skema pendekatan diagnostik hiperkalemia

Faktor–faktor seperti durasi hiperkalemia, konsentrasi kalsium plasma dan keseimbangan asam–basa memengaruhi toksisitas hiper kalemia. Konsentrasi K+ >7.5 mEq/L atau hiperkalemia dengan gangguan/perubahan gambaran elektrokardiogram (EKG) merupakan kondisi yang bersifat life–threatening, yang perlu segera diatasi.

Gambar 24.Perubahangelombangelektrokardiografipadahiperkalemiamenunjukkanpeaked T waves, flattened–prolonged PR interval, widening of the QRS complex.

Gambaran klinik timbul bila konsentrasi K+ >6,5 mEq/L; lemah, parestesia, ileus, paralisis, cardiac arrest. Pada EKG terlihat gambaran peaked T waves, flattened–prolonged PR interval, widening of the QRS complex, sine wave leading to vertricular fibrillation or asystole. Perubahan EKG tidak dapat diprediksi, perubahan minor dapat diikuti dengan gangguan konduksi atau aritmia dalam beberapa menit. Perubahan EKG dieksaserbasi oleh adanya hiponatremia, hipokalsemia, hipermagnesemia dan asidosis.

99

•Berkurangnya Ekskresi Kalium Melalui Ginjal Berkurangnya ekskresi kalium melalui ginjal terjadi pada keadaan

hipo aldosteronisme, gagal ginjal, deplesi volume sirkulasi efektif, pemakaian siklosporin. Hiperkalemia juga timbul akibat koreksi ion kalium berlebihan dan pada kasus–kasus yang mendapat terapi angiotensin–converting enzyme inhibitor dan potassium sparing dieuretics.

Meskipun banyak faktor yang memengaruhi ekskresi kalium, regulasi keseimbangan K+ sangat dipengaruhi oleh kondisi replesi dan deplesi K+.

Tabel 8. Faktor yang berperan pada ekskresi kalium

100

2. Gangguan Keseimbangan Asam-Basa

2.1. Aspek Klinik dan Klasifikasi

Gangguan keseimbangan asam–basa disebabkan oleh faktor–faktor yang memengaruhi mekanisme pengaturan keseimbangan antara lain sistem bufer, sistem respirasi, fungsi ginjal, gangguan sistem kardiovaskular maupun gangguan fungsi susunan saraf pusat. Gangguan keseimbangan asam–basa serius biasanya menunjukkan fase akut, ditandai dengan pergeseran pH menjauhi batas nilai normal. Nilai pH abnormal meskipun salah satu nilai komponen gas darah lainnya (PCO2, HCO3

–) masih berada dalam batas normal. Bila kondisi tersebutberlanjut, terjadi reaksipenyesuaianyangbersifat fisiologikdan pada kondisi ini disebut fase kompensasi. Jika kondisi penyebab tidak diatasi, maka mekanisme kompensasi tidak mampu mengatasi perubahan yang terjadi, hal ini disebut fase tidak terkompensasi.

Klasifikasi yang umum digunakan umumnya menggambarkanmasalah dan kelainan yang terjadi, sesuai dengan namanya.• Gangguankeseimbanganasam–basarespiratorik Terjadi karena ketidakseimbangan antara pembentukan CO2 di

jaringan perifer dengan ekskresinya di paru; ditandai oleh peningkatan atau penurunan konsentrasi CO2

• Gangguankeseimbanganasam–basametabolik Terjadi karena pembentukan CO2 oleh asam fixed dan asam organik

yang menyebabkan peningkatan ion bikarbonat di jaringan perifer atau cairan ekstrasel.

2.2.1. Gangguan Keseimbangan Asam–Basa Respiratorik

• Asidosis Respiratorik

Asidosis respiratorik terjadi apabila terdapat gangguan ventilasi alveolar yang mengganggu eliminasi CO2 sehingga akhirnya terjadi peningkatan PaCO2 (hiperkapnia). Awalnya sistem bufer dapat mengatasi namun akhirnya terjadi penurunan pH. Efek yang timbul dapat dilihat pada gambar 25.

101

Kemoreseptor yang terletak pada medula dan badan karotis akan memberi respons terhadap perubahan PCO2. Pada beberapa keadaan respons kemoreseptor di medula akan menyebabkan peningkatan ventilasi paru.

Pada keadaan normal perubahan PCO2 dikendalikan oleh kemo-reseptor pusat (medula). Bila terdapat hipoksia atau hiperkapnia kronik, maka kemungkinan terjadi supresi kemoreseptor pusat seperti dijumpai pada penderita penyakit paru obstruksi kronik (PPOK). Pada keadaan tersebut, ventilasi akan dipertahankan oleh kemoreseptor pada badan karotis sebagai respons terhadap perubahan PO2 dan perubahan pH. Bila keadaan berlanjut dan kemoreseptor gagal memberikan respons atau pada keadaan dimana sirkulasi paru inadekuat, maka pH akan turun dan timbul asidosis respiratorik akut.

Keterangan: lss = likuor serebrospinalis

Gambar 25. Pengaturan keseimbangan asam-basa respiratorik: asidosis respiratorik. Pada pasien normal, respons respiratorik yang dikombinasi dengan respons ginjal umumnya mampu mengembalikan keseimbangan ke tingkat normal.

102

EtiologiBeberapa faktor di bawah ini dapat menimbulkan asidosis respiratorik,

antara lain:a. Inhibisi pusat pernapasan

- Obat yang menimbulkan depresi pusat pernapasan: sedatif, anastetikum

- Central sleep apnea- Kelebihan O2 pada hiperkapnia atau hipoksemia kronik

b. Penyakit neuromuskular - Neurologik: poliomielitis, sindrom Guilain Barré- Muskular: hipokalemia, muscular distrophy

c. Obstruksi jalan napas- Asma bronkial- Penyakit paru obstruktif kronik (PPOK)- Spasme laring- Aspirasi- Obstructive sleep apnea

d. Kelainan restriktif:- Penyakitpleura:efusipleura,empiema,pneumotoraks,fibrotoraks- Kelainan dinding dada: kifoskoliosis, obesitas- Kelainanrestriktifparu:fibrosispulmoner,pneumonia,edemaparu

e. Mechanical under ventilationf. Overfeeding

Hiperkapnia disebabkan oleh karena produksi CO2 yang berlebihan pada overfeeding. Proses oksidasi karbohidrat, lemak dan protein dalam menghasilkan energi membutuhkan oksigen (O2) dan meng-hasilkan CO2 dan H2O yang dapat digambarkan dengan respiratory quotient (RQ). RQ merupakan perbandingan antara CO2 yang dihasil-kan dengan kebutuhan O2 dari masing–masing substrat. RQ untuk karbo hidrat adalah 1, protein 0,8 dan lemak 0,7. Lipogenesis akan meng hasilkan RQ lebih besar dari 1. Pemberian diet tinggi karbohidrat dapat meningkatkan produksi CO2, sementara diet tinggi lemak dapat menyebabkan peningkatan oksidasi asam lemak yang berakibat konsumsi O2 dan produksi CO2 meningkat. Hal ini menjelaskan bahwa pemberian kalori secara berlebihan, baik yang berasal dari karbohidrat maupun lemak, akan meningkatkan konsumsi O2 dan produksi CO2.

103

• Asidosis Respiratorik AkutPada asidosis respiratorik akut terjadi gangguan eliminasi CO2

secara akut dan umumnya disertai dengan hipoksemia sehingga terjadi stimulasi ventilasi yang bertujuan untuk meningkatkan eliminasi CO2 dan meningkatkan O2, misalnya pada eksaserbasi akut asma, pneumonia, pengaruh obat sedatif yang berlebihan, pneumotoraks, henti jantung atau tenggelam. Respons bufer HCO3

– oleh ginjal dalam plasma terjadi dalam beberapa menit namun kompensasi ini belum sempurna.

Kompensasi secara sempurna terjadi dalam beberapa hari. Respons ginjal dapat berupa peningkatan ekskresi ion H+, peningkatan reabsorpsi HCO3

– di tubulus proksimal dan peningkatan produksi HCO3

– di tubulus distal. Manifestasi klinis asidosis respiratorik bervariasi tergantung derajat keparahannya dan penyakit dasar yang menyertainya. Peningkatan PaCO2 secara akut akan mengakibatkan penurunan kesadaran (confusion sampai somnolen) bahkan dapat terjadi narkose CO2. Gas CO2 merupakan vasodilator serebral maka pembuluh darah di fundus optikus akan dilatasi bahkan dapat terjadi edema papil.

Prinsip dasar terapi asidosis respiratorik adalah mengobati penyakit dasarnya dan dukungan ventilasi (ventilation support). Hiperkapnia akut merupakan keadaan kegawatan medis karena respons ginjal berlangsung lambat dan biasanya disertai hipoksemia, sehingga, bila terapi yang ditujukan untuk penyakit dasar maupun terapi oksigen sebagai suplemen tidak memberikan respons baik, maka mungkin diperlukan bantuan ventilasi mekanik; baik invasif maupun non invasif.

•Asidosis respiratorik kronikAsidosis respiratorik kronik dapat terjadi oleh berbagai keadaan

antara lain PPOK, sleep apnea, obesitas, kelainan dinding dada dan lain sebagainya. Pada gagal napas kronik terjadi retensi CO2 secara kronik dan hipoksemia kronik. Tubuh telah beradaptasi pada keadaan ini sehingga dorongan untuk bernapas bukan lagi disebabkan oleh peningkatan CO2 akut namun oleh hipoksemia kronik. Oleh karena itu tindakan koreksi gagal napas akut pada penderita gagal napas kronik perlu berhati-hati karena dapat menyebabkan hilangnya dorongan untuk bernapas.

104

2.2.2. Alkalosis respiratorik Pada alkalosis respiratorik terjadi hiperventilasi alveolar sehingga

terjadi penurunan PaCO2 (hipokapnia) yang dapat menyebabkan peningkatan pH.

Hiperventilasi alveolar timbul karena adanya stimulus baik langsung maupun tidak langsung pada pusat pernapasan, penyakit paru akut dan kronik, overventilasi iatrogenik (penggunaan ventilasi mekanik). Hiperventilasi kronik umumnya bersifat asimptomatik sedangkan hiperventilasi akut ditandai dengan rasa ringan di kepala (pusing), parestesia, circumoral numbness dan kesemutan.

EtiologiBeberapa faktor berikut ini dapat menimbulkan alkalosis respiratorik: a. Rangsang hipoksemia - Penyakit paru dengan kelainan gradien A – a - Penyakit jantung dengan right to left shunt - Penyakit jantung dengan edema paru - Anemia gravisb. Stimulasi pusat pernapasan di medula - Kelainan neurologik - Psikogenik misalnya serangan panik, nyeri - Gagal hati dengan ensefalopati - Kehamilanc. Mechanical over ventilationd. Sepsise. Pengaruh obat: salisilat, hormon progesteron

105

Gambar 26. Pengaturan keseimbangan asam–basa respiratorik: Alkalosis respiratorik yang disebabkan aktivitas pernapasan berlebihan dan inadekuat. Pada pasien normal, respons respiratorik yang dikombinasi dengan respons ginjal umumnya mampu mengembalikan keseimbangan ke tingkat normal

•AsidosisRespiratorikKronik

Asidosis respiratorik kronik dapat terjadi oleh berbagai keadaan antara lain penyakit paru obstruktif kronik (PPOK), sleep apnea, obesitas, kelainan dinding dada dan lain sebagainya. Pada gagal napas kronik terjadi retensi CO2 secara kronik dan hipoksemia kronik. Tubuh telah beradaptasi pada keadaan ini sehingga dorongan untuk bernapas bukan lagi disebabkan oleh peningkatan CO2 akut namun oleh hipok semia kronik. Oleh karena itu tindakan koreksi gagal napas akut pada penderita gagal napas kronik perlu berhati–hati karena dapat menyebabkan hilangnya dorongan untuk bernapas.

•AlkalosisRespiratorikPada alkalosis respiratorik terjadi hiperventilasi alveolar sehingga

terjadi penurunan PaCO2 (hipokapnia) yang dapat menyebabkan peningkatan pH.

Hiperventilasi alveolar timbul karena adanya stimulus baik langsung maupun tidak langsung pada pusat pernapasan, penyakit paru akut dan kronik, overventilasi iatrogenik (penggunaan ventilasi mekanik).

106

Hiperventilasi kronik umumnya bersifat asimptomatik sedangkan hiper -ventilasi akut ditandai dengan rasa ringan di kepala (pusing), parestesia, circumoral numbness dan kesemutan.

EtiologiBeberapa faktor berikut ini dapat menimbulkan alkalosis respiratorik:

a. Rangsang hipoksemia- Penyakit paru dengan kelainan gradien A–a- Penyakit jantung dengan right to left shunt- Penyakit jantung dengan edema paru- Anemia gravis

b. Stimulasi pusat pernapasan di medula- Kelainan neurologis- Psikogenik misalnya serangan panik, nyeri- Gagal hati dengan ensefalopati- Kehamilan

c. Mechanical over ventilationd. Sepsise. Pengaruh obat : salisilat, hormon progesteron

2.3. Gangguan Keseimbangan Asam–Basa Metabolik

2.3.1. Asidosis MetabolikAsidosis metabolik ditandai dengan penurunan kadar ion HCO3

– diikuti dengan penurunan tekanan parsial CO2 di dalam arteri. Kompensasi umumnya terdiri dari kombinasi mekanisme respiratorik dan ginjal, ion hidrogen berinteraksi dengan ion bikarbonat membentuk molekul CO2

yang dieliminasi di paru, sementara itu ginjal mengupayakan ekskresi ion hidrogen ke urin dan memproduksi ion bikarbonat yang dilepaskan ke cairan ekstrasel. Kadar ion HCO3

– normal adalah sebesar 24 mEq/L dan kadar normal pCO2 adalah 40 mmHg dengan kadar ion hidrogen sebesar 40 nanomol/L. Penurunan kadar ion HCO3

– sebesar 1 mEq/L akan diikuti oleh penurunan pCO2 sebesar 1,2 mmHg.

Penyebab asidosis metabolik dapat dibagi dalam tiga kelompok, yaitu:

107

a. Pembentukan asam yang berlebihan (asam non volatil dan asam organik) di dalam tubuh. Ion hidrogen dibebaskan oleh sistem bufer asam karbonat–bikarbonat, sehingga terjadi penurunan pH. Dalam klinik ditemukan keadaan ini seperti pada:• Asidosislaktat.Timbulkarenahipoksiajaringanberkepanjangan,

mengakibatkan berlangsungnya proses metabolisme anaerob.• Ketoasidosis.Timbulkarenaproduksibadanketondalamjumlah

sangat tinggi pada metabolisme fase pasca absortif. Ketoasidosis merupakan akibat dari starvasi dan komplikasi diabetes mellitus yang tidak terkendali, jaringan tidak dapat memanfaatkan glukosa dari sirkulasi, sehingga mengandalkan metabolisme lipid dan keton.

• Intoksikasisalisilat.• Intoksikasietanol.

b. Berkurangnya kadar ion HCO3– di dalam tubuh.

Sistem bufer asam karbonat–bikarbonat yang mengatur kese-imbangan ion hidrogen dan memengaruhi keseimbangan pH. Penurunan konsentrasi HCO3

– di cairan ekstrasel menyebabkan penurunan efektivitas sistem bufer dan asidosis timbul. Penyebab penurunan konsentrasi HCO3

– antara lain adalah diare, renal tubular acidosis (RTA) proksimal (RTA–2), pemakaian obat inhibitor enzim anhidrase karbonat atau pada penyakit ginjal kronik stadium III–IV.

c. Adanya retensi ion hidrogen di dalam tubuh.Jaringan tidak mampu mengupayakan ekskresi ion hidrogen melalui ginjal. Kondisi ini dijumpai pada penyakit ginjal kronik stadium IV–V, RTA–1 atau RTA–4.

108

Gambar 27. Respons terhadap asidosis metabolik. Asidosis metabolik dapat disebabkan (a) peningkatan produksi asam atau penurunan sekresi asam yang mengakibatkan akumulasi ion H+ pada cairan tubuh, atau (b) kehilangan ion bikarbonat yang mengakibatkan sistem bufer asam karbonat–bikarbonat tidak mampu mencegah penurunan pH. Kompensasi respiratorik dan ginjal dapat mempertahankan stabilitas pH, namun aspek kimia darah tetap abnormal sampai produksi atau sekresi asam dan ion bikarbonat kembali normal.

Kompensasi paru dengan cara hiperventilasi yang menyebabkan penurunan tekanan parsial CO2, dapat bersifat lengkap, sebagian atau berlebihan. Berdasarkan kompensasi ini, asidosis metabolik dapat dibagi menjadi tiga kelompok yaitu:a. Asidosis metabolik sederhana (simple atau compensated metabolic

acidosis); penurunan kadar ion HCO3– sebesar 1 mEq/L diikuti

penurunan pCO2 sebesar 1,2 mmHg.b. Gabungan asidosis metabolik dengan asidosis respiratorik dapat

juga disebut uncompensated metabolic acidosis; penurunan kadar ion HCO3

– sebesar 1 mEq/L diikuti penurunan pCO2 kurang dari 1,2 mmHg (pCO2 dapat sedikit lebih rendah atau sama atau lebih tinggi dari normal).

c. Gabungan asidosis metabolik dengan alkalosis respiratorik atau dapat disebut sebagai partly compensated metabolic acidosis; penurunan kadar ion HCO3

– sebesar 1 mEq/L diikuti penurunan PCO2 sebesar lebih dari 1,2 mmHg (pH dapat sedikit lebih rendah atau sama atau lebih tinggi dari normal).

109

Pada prinsipnya, penyebab gangguan harus diketahui sebelum melakukan pengobatan. Penyebab potensial demikian bervariasi sehingga seorang klinikus harus menegakkan diagnosis. Pada beberapa keadaan, diagnosis sangat jelas. Sebagai contoh misalnya kasus asidosis metabolik yang terjadi pada seorang setelah melakukan aktivitas fisik, tentunya jenis asidosis laktat. Kasus lainnya harusditelusuri lebih lanjut.

Untuk mengetahui etiologi dari tiap tiap kelompok penyebab asidosis metabolik tersebut perlu diketahui besarnya anion gap.

Anion gapDalam keadaan normal, jumlah anion dan jumlah kation di dalam

tubuh adalah sama besar. Ada anion dan kation yang dapat dihitung (Cl–, HCO3

– dan Na+) dan ada anion dan kation yang tak dapat dihitung (anion atau kation lain dari zat organik). Selisih antara Na dengan HCO3

– dan Cl– atau selisih dari anion lain dan kation lain disebut sebagai anion gap.

Besarnya anion gap dalam keadaan normal sebesar 12 ± 2 mEq.

Pada kelompok pembentukan asam organik yang berlebihan sebagai penyebab asidosis metabolik, besar anion–gap akan meningkat oleh karena adanya penambahan anion lain yang berasal dari asam organik antara lain asam hidroksi butirat pada ketoasidosis diabetik, asam laktat pada asidosis laktat, asam salisilat pada intoksikasi salisilat atau asam organik akibat intoksikasi etanol.

Pada kelompok berkurangnya kadar ion HCO3– sebagai penyebab

asidosis metabolik, besar anion–gap tetap dalam batas normal dengan peningkatan kadar ion Cl–. Misalnya pada keadaan diare atau renal tubular acidosis proksimal (RTA–2), pemakaian obat inhibitor enzim anhidrase karbonat atau pada penyakit ginjal kronik stadium III–IV.

Asidosis metabolik dengan anion gap yang normal selalu disertai dengan peningkatan ion Cl– dalam plasma sehingga disebut juga sebagai asidosis metabolik hiperkloremik. Pada kelompok retensi

110

ion hidrogen sebagai penyebab asidosis metabolik, besar anion gap meningkat, misalnya pada penyakit ginjal kronik stadium IV–V, dan besar anion gap normal misalnya pada renal tubular acidosis (RTA–1 atau RTA–4).

Anion Gap Dalam UrinPada keadaan asidosis metabolik dengan anion gap normal

(hiperkloremik), ion Cl– yang berlebih akan di sekresikan oleh sel interkalated duktus koligentes bersama dengan sekresi ion H+ (ion Cl–

melalui saluran Cl– dan ion H+ melalui pompa H–ATPase). Ekskresi ion Cl dilakukan bersama dengan ion NH3 dalam bentuk NH4Cl. Ion NH4 dibentuk dari ikatan antara ion NH3 dalam tubulus dengan ion H+ yang disekresikan oleh sel tubulus distal (duktus kolektif). Terganggu atau normalnya ekskresi ion NH3 dalam bentuk NH4Cl dapat dinilai dengan menghitung anion gap di dalam urin.

Anion–gap dalam urin dihitung dengan rumus :

Bila hasilnya positif, terdapat gangguan ekskresi ion NH3 sehingga NH4Cl tidak terbentuk akibat adanya gangguan sekresi ion H+ di tubulus distal (tidak dapat berikatan dengan ion NH3) misalnya pada renal tubular acidosis (RTA)–1 dan RTA–4.

Hasil yang negatif, menunjukkan keadaan asidosis metabolik anion–gap normal dimana ekskresi ion Cl– dalam bentuk NH4Cl sebanding dengan sekresi ion H+ di tubulus distal yang terjadi akibat adanya asidosis metabolik, misalnya pada keadaan diare.

Penghitungan anion gap dalam urin tak dapat diterapkan bila terjadi deplesi volume sehingga ekskresi Na+ urin rendah atau bila terjadipeningkatanekskresianionyangtakdapatdihitungsepertiβ–hidroksibutirat pada ketoasidosis diabetikum sehingga jumlah Na+ dan K+ yang diekskresi dalam urin meningkat.

2.3.2. Alkalosis MetabolikAlkalosis metabolik merupakan suatu proses terjadinya peningkatan

primer bikarbonat dalam arteri. Akibat peningkatan ini, rasio PCO2 dan

111

kadar HCO3– di arteri berubah. Usaha tubuh untuk memperbaiki rasio

ini dilakukan oleh paru dengan menurunkan ventilasi (hipoventilasi) sehingga PCO2 meningkat dalam arteri dan meningkatnya konsentrasi HCO3

– dalam urin (lihat gambar 28). Pada alkalosis metabolik yang sederhana, kenaikan kadar HCO3

– 1 mEq/L akan menyebabkan kenaikan PCO2 sebesar 0,7 mmHg.

EtiologiPenyebab alkalosis metabolik dapat antara lain:a. Terbuangnya ion H+ melalui saluran cerna atau melalui ginjal dan

berpindahnya (shift) ion H+ masuk ke dalam sel.b. Terbuangnya cairan bebas–bikarbonat dari dalam tubuh (contraction

alkalosis).c. Pemberian bikarbonat berlebihan.

Dalam keadaan normal, sekresi ion H+ oleh gaster akan merangsang ekskresi bikarbonat oleh pankreas dan penyanggaan ini berlangsung adekuat (tidak terjadi gangguan keseimbangan asam–basa). Terbuangnya ion H+ akibat muntah muntah maupun pemakaian pipa nasogastrik yang terbuka, ion bikarbonat tidak diekskresi oleh pankreas karena hilangnya stimulus oleh ion H+ di duodenum. Akibatnya hilangnya ion H+ yang tidak diimbangi oleh berkurangnya bikarbonat akan menimbulkan alkalosis.

Sekresi ion H+ melalui ginjal, akan meningkat pada keadaan keadaan hiperal–dosteronisme primer, penggunaan diuretic loop dan tiazid, pasca hiperkapnia, hiperkalsemia. Penggunaan diuretic loop dan tiazid akan meningkatkan kadar aldosteron, sekunder dari pengurangan volume plasma. Deplesi volume plasma akan merangsang sistem renin–aldosteron–angiotensin. Semua keadaan keadaan ini akan merangsang peningkatan sekresi ion H+ dan reabsorbsi bikarbonat dalam tubulus.

Sekresi ion H+ melalui tubulus juga meningkat pada keadaan asidosis dalam sel akibat masuknya ion H+ ke dalam sel. Keadaan hipokalemia akan merangsang keluarnya kalium dalam sel masuk ke dalam plasma. Untuk menjaga keadaan keseimbangan elektrik, ion H+ masuk ke dalam sel sehingga terjadi asidosis intrasel. Asidosis intrasel merangsang sekresi ion H+ meningkat ke lumen tubulus mengakibatkan peningkatan reabsorbsi ion–bikarbonat.

112

Terbuangnya cairan bebas–bikarbonat dalam jumlah besar misalnya pada pemberian diuretic loop dalam dosis yang tinggi, akan me-ningkat kan kadar bikarbonat per liter plasma akibat volume plasma yang berkurang. Pemberian bikarbonat tanpa kendali pada keadaan ketoasidosis diabetik atau asidosis laktat dapat mengakibatkan alkalosis metabolik. Pemberian insulin pada ketoasidosis diabetikum atau perbaikan oksigenisasi jaringan pada asidosis laktat akan dengan cepat meningkatkan kadar bikarbonat plasma.

Alkalosis metabolik juga ditemukan pada Sindroma Bartter dan Sindroma Gitelman suatu keadaan terjadinya mutasi genetik pada transporter Na–K–Cl di bagian asending loop–Henle (Bartter) dan di tubulus distal (Gitelman). Keadaan ini menyerupai alkalosis metabolik akibat diuretic loop atau tiazid.

Gambaran umum pengaturan keseimbangan asam basa oleh sistem respirasi dan ginjal dapat dilihat pada gambar 28.

Gambar 28. Pengaturan keseimbangan asam–basa. Pada orang normal, respons respiratorik dikombinasi dengan respons ginjal. Pada umumnya keduanya secara bersama mampu mengatasi gangguan keseimbangan.

113

Definisigangguankeseimbanganasambasadapatdilihatpadatabel9.

Tabel 9. Definisigangguankeseimbanganasam-basa

Daftar pustaka1. Sherwood L. Human Physiology. From cells to systems. 3rd ed. Belmont:

Wadsworth Publishing Co. 1997; p 524–538.2. Martini FH. Fundamentals of anatomy and physiology, 5th ed. New Jersey: Prentice

Hall; 2001. ch: 2 p.29–63, ch: 27 p.984–10153. Marik PE, Handbook of Evidence–Based Critical Care. New York: Springer; 2001;

ch:29 p.241–250, ch: 30 p.251–262.4. Finberg L, Kravath RE, Hellerstein S. Water and electrolytes in pediatrics.

Physiology, pathology and treatment, 2nd ed. Philadelphia: WB Saunders Co.1993.5. Markum AH, Ismael S, Alatas H, Akib A, Firmansyah A, Sastroasmoro S. Ilmu

kesehatan anak. Buku ajar, jilid 1. Jakarta: Bagian ilmu kesehatan anak FKUI Jakarta. FKUI. 1999; hal.80–113.

6. Sunaryo. Obat yang mempengaruhi metabolisme elektrolit dan konservasi air, diuretik dan antidiuretik. Dalam: Ganiswarna, SG, Setiabudy R, Suyatna FD, Purwantyastuti, Nafrialdi. Farmakologi dan terapi, edisi ke empat. Jakarta: Bagian Farmakologi FKUI. 1995; hal. 380–399.

7. Davenport HW. The ABC of acid–base chemistry. 6th ed. Chicago & London: The University Chicago Press: 1974; p.37–53.

8. Chang R. Physical chemistry with applications to biological systems. 2nd ed. New York: Macmillan Publishing Co, Inc: 1981. p 310–342

9. Guyton CA. Textbook of medical physiology. 8th ed. New York: WB Saunders. Co 1991; p.330 – 343.

10. Burton, David, Rose. Clinical Physiology of acid–base and electrolyte disorders, 4th ed. New York: McGraw Hill. 2000; p.353–355.

114

11. Isselbacher KJ, Adams, RD, Braunwald, E, Petersdorf, RG, Wilson, JD. Harrison’s principles of internal medicine, 9th ed. Auckland: McGraw–Hill International Book Co. 1982.

12. Braunwald E, Fauci A, Kasper DL, Hauser SL, Longo DL, Jameson JL. Harrison’s principles of internal medicine, 15th ed. Auckland: McGraw–Hill International Book Co.1999; vol2.

13. Newton LE, Morgan SLM. Pulmonary disease. Dalam: Heimburger DC, Ard JD, editor. Handbook of Clinical Nutrition 4th ed. Philadephia: Mosby Elsevier. 2006; 503–9.

14. Vanek VW. Assessment and management of acid–base abnormalities. Dalam: Shikora SA, Martindale RG, Schwaitzberg SD, editor. Nutritional Considerations in the Intensive Care Unit. Dubuque: Kendall/Hunt Publishing Co. 2002; 101–9.

15. Morgan TJ. Standard Base Excess. Australasian Anaesth. 2003; 95–104.16. Kellum JA. Review. Determinants of blood pH in health and disease. Crit Care

2000; 4: 6–1417. Fenci V, Jabor A, Kadza A, Figge J. Diagnosis of Metabolic Acid–Base Disturbances

in Critically Ill Patients. Am J Respir Crit Care Med. 2000; 162: 2246–51.18. Kellum JA, Puyana JC. Acid–base disorders. In: Souba WW, Fink MP, Jurkovitch

GJ, Kaiser LP, Pearce WH, Pemberton JH, et al., editors. ACS Surgery: Principles and Practice: WebMD Professional Publishing. 2006; 1–13.

115

BAB 4Diagnosis dan Tatalaksana

1. Diagnosis

1.1. Diagnosis Gangguan Keseimbangan Air–Elektrolit dan Asam–Basa

1.1.1. Gangguan status volume

1.1.1.1. Hipovolemia

Umumnya kehilangan cairan sampai dengan 10–20% tidak menimbulkan gejala klinik. Istilah hipovolemia ringan digunakan bila terdapat kehilangan kurang dari atau sama dengan 20% volume plasma dengan gejala klinis takikardia. Hipovolemia sedang bila terdapat kehilangan 20%–40%.8 volume plasma dengan gejala klinik takikardia dan hipotensi ortostatik. Hipovolemia berat bila terjadi kehilangan lebih dari atau sama dengan 40% volume plasma dengan gejala klinik penurunan tekanan darah, takikardia, oliguria, agitasi, dan kekacauan berpikir. Perfusi terganggu, hal ini dapat dinilai secara klinik dengan melakukan pemeriksaan fisik, kulit, bibir dan pangkal kukupucat, capillary refill berkurang, disamping timbulnya rasa haus

1.1.1.2. Dehidrasi

Dehidrasi melibatkan pengurangan cairan intra dan ekstrasel secara bersamaan dimana 40% dari cairan yang hilang berasal dari ekstrasel dan 60% dari intrasel. Hipernatremia merupakan tanda klinik dari dehidrasi.

8 Volume plasma jumlahnya 7.5% dari BB orang dewasa. Bila terdapat deplesi volume ringan (20%) pada orang dewasa dengan BB 60 kg, volume cairan yang hilang besarnya 20% dari 3,6 liter atau 0,72 liter (720 mL).

116

Defisitcairantubuhtotalinidapatdihitungdenganrumus:

1.1.1.3. EuvolemiaVolume air tubuh total tidak berubah namun terjadi perpindahan air

karena perubahan kadar elektrolit khususnya natrium.

1.1.1.4. Hipervolemia• Edema

Akumulasi cairan di jaringan interstisium dapat dideteksi secara klinis sebagai suatu pembengkakan. Tergantung penyebabnya, pembengkakan akibat akumulasi cairan ini disertai atau tanpa terjadi penurunan volume intravaskular (sirkulasi). Penyebabnya antara lain adalah kegagalan jantung dalam menjalankan fungsinya, kegagalan ginjal dalam menjalankan fungsi ekskresi, kegagalan atau kelainan sistem pembuluh limfatik, dan gangguan permeabilitas kapiler (syok luka bakar, dengue shock syndrome) dan hipoproteinemia berat yang menyebabkan gangguan tekanan osmotik koloid.

1.1.2. Gangguan Status Keseimbangan Natrium

1.1.2.1. Hipernatremia

Timbul bila kadar natrium plasma meningkat secara akut hingga di atas 155 mEq/L. Gejala yang ditimbulkan terjadi akibat mengecilnya volume otak karena air keluar dari dalam sel. Pengecilan volume ini menimbulkan robekan pada vena yang menyebabkan perdarahan lokal di otak dan perdarahan subarakhnoid. Gejala dimulai dari letargi, lemas, twitching, kejang, dan akhirnya koma. Kenaikan akut natrium plasma di atas 180 mEq/L dapat menyebabkan kematian.

1.1.2.2. Isonatremia

Keadaan seperti ini dapat dijumpai pada penurunan kadar Na tubuh total diikuti oleh berkurangnya air tubuh total dalam jumlah seimbang; terjadi karena pemberian diuretik jangka panjang (kronik) atau pada

117

beberapa kondisi seperti muntah, diare, perdarahan dan thrid space sequestration. Selain itu, dapat juga dijumpai pada Peningkatan Na tubuh total diimbangi oleh peningkatan air tubuh total; terjadi pada pemberian natrium isotonik berlebihan (hipervolemia). Keadaan ini juga dijumpai pada kondisi normal (steady state).

1.1.2.3. Hiponatremia

Di klinik bila ditemukan kasus hiponatremia dengan gejala yang berat (kesadaran menurun, kejang) maka hiponatremia digolongkan dalam kategori akut. Hiponatremia tanpa gejala berat (lemas, mengantuk) digolongkan dalam kategori kronik. Hal ini penting untuk diketahui sehubungan dengan tindakan yang akan dilakukan bila terjadi keadaan hiponatremia.

1.1.3. Gangguan Keseimbangan Kalium

1.1.3.1. Hipokalemia

Pada umumnya, hipokalemia akan menyebabkan ekskresi kalium melalui ginjal menurun hingga kurang dari 25 mEq per hari sedangkan ekskresi kalium di dalam urin lebih dari 40 mEq/L per hari menandakan adanya pembuangan kalium yang berlebihan melalui ginjal.

Ekskresi kalium yang rendah melalui ginjal disertai asidosis metabolik merupakan pertanda adanya pembuangan kalium berlebihan melalui saluan cerna seperti diare akibat infeksi atau penggunaan pencahar. Ekskresi kalium yang berlebihan melalui ginjal dengan disertai asidosis metabolik merupakan pertanda adanya ketoasidosis diabetik atau renal tubular acidosis (RTA), baik tipe proksimal maupun distal.

Ekskresi kalium yang rendah di urin disertai alkalosis metabolik merupakan pertanda adanya muntah kronik atau pemberian diuretik jangka lama. Ekskresi kalium yang tinggi di urin disertai alkalosis metabolik dan tekanan darah rendah merupakan pertanda dari Sindroma Bartter. Ekskresi kalium tinggi di urin disertai alkalosis metabolik dan tekanan darah tinggi merupakan pertanda adanya hiperaldosteronisme primer.

118

1.1.3.2. Hiperkalemia

Hiperkalemia dapat meningkatkan kepekaan membran sel sehingga dengan sedikit perubahan depolarisasi, potensial aksi lebih mudah terjadi. Di klinik, hiperkalemia ditemukan gejala akibat gangguan konduksi listrik jantung, kelemahan otot sampai dengan paralisis sehingga pasien merasa sesak napas. Gejala ini timbul bila kadar kalium melebihi 7 mEq/L atau peningkatan yang terjadi dalam waktu cepat. Asidosis metabolik disertai hipokalsemia mempermudah timbulnya gejala klinik hiperkalemia.

1.2. Diagnosis Gangguan Keseimbangan Asam-Basa1.2.1. Gangguan Keseimbangan Asam-Basa Respiratorik1.2.1.1. Asidosis respiratorik

Asidosis respiratorik dapat terjadi akibat depresi pusat pernapasan (misalnya akibat obat, anestesi, penyakit neurologi), kelainan atau penyakit yang memengaruhi otot atau dinding dada (poliomielitis, miastenia gravis, sindroma Guillain–Barré, trauma toraks berat), penurunan area pertukaran gas atau ketidakseimbangan ventilasi perfusi (PPOK, asma, pneumotoraks, pneumonia, edema paru), dan obstruksi jalan napas atas seperti edema larings atau sumbatan benda asing pada saluran napas atas.

Kandungan CO2 merupakan gambaran hasil akhir keseimbangan produksi (hasil metabolisme tubuh) dan eliminasi CO2 oleh paru. Peningkatan PCO2 akibat peningkatan produksi CO2 akan diatasi oleh tubuh dengan meningkatkan ventilasi. Penurunan ventilasi alveolar menyebabkan retensi CO2 dan mengakibatkan asidosis respiratorik.

Gambaran klinik asidosis respiratorik seringkali berhubungan dengan pengaruhnya pada sistem saraf yaitu cairan serebrospinal atau pada sel otak akibat asidosis, hipoksemia, atau alkalosis metabolik. Perubahan yang seringkali terjadi adalah sakit kepala, mengantuk yang berlebihan yang bila terus berlanjut akan terjadi penurunan kesadaran (koma). Peningkatan tekanan intrakranial dapat menyebabkan dilatasi vena retina dan papiledema. Ensefalopati metabolik yang terjadi dapat bersifat reversibel bila tidak ada kerusakan otak akibat hipoksia.

119

Kelainan–kelainan tersebut di atas umumnya terjadi secara bertahap, namun dapat terjadi secara mendadak terutama bila disebabkan oleh obat sedatif, infeksi paru yang berat, atau henti napas yang terjadi akibat pemberian oksigen dengan FiO2 yang tinggi pada penderita asidosis respiratorik kronik.

Pada asidosis respiratorik akut, pH yang rendah disebabkan oleh peningkatan PCO2 secara akut. Kadar HCO3

– mungkin normal atau dapat sedikit meningkat. Peningkatan PCO2 secara mendadak mungkin dapat diikuti oleh peningkatan HCO3

– plasma sebanyak 3–4 mEq/L sebagai efek bufer. Pada asidosis respiratorik kronik, adaptasi oleh ginjal umumnya sudah terjadi sehingga penurunan pH tidak terjadi akibat retensi HCO3

– dan peningkatan HCO3– plasma kurang lebih 3–4

mEq/L setiap kenaikan 10 mm Hg PCO2.

1.2.1.2. Alkalosis RespiratorikAlkalosis respiratorik seringkali disebabkan oleh sindrom hiper-

ventilasi (panik), overventilasi pada pasien dengan ventilasi mekanik, kelainan atau penyakit akibat sepsis. Hiperventilasi menyebabkan eliminasi CO2 yang berlebihan sehingga menyebabkan alkalosis respira torik. Vasokonstriksi pembuluh darah otak dapat menyebabkan hipoksia otak dan hal ini merupakan gejala yang sering terjadi pada hiperventilasi.

Peningkatan frekuensi dan dalam pernapasan umumnya meningkat bermakna terutama bila disebabkan oleh kelainan otak atau metabolik. Keluhan pasien umumnya adalah rasa cemas berlebihan dan sesak atau nyeri dada. Hal lain yang mungkin terjadi dalam kaitan dengan alkalosis respiratorik adalah tetani, parestesia sirkumoral atau sinkop. Diagnosis alkalosis respiratorik dapat dipastikan dengan kadar PCO2 yang rendah.

1.2.2. Gangguan Keseimbangan Asam-Basa Metabolik

1.2.2.1. Asidosis metabolik

Manifestasi asidosis metabolik sangat tergantung pada penyebab dan kecepatan perkembangan prosesnya. Suatu asidosis metabolik akut menyebabkan depresi miokardial disertai reduksi cardiac output (curah jantung), penurunan tekanan darah, penurunan aliran ke sirkulasi hepatik dan renal.Aritmia dan fibrillasi ventrikularmungkin

120

terjadi. Metabolisme otak menurun secara progresif. Pada pH lebih dari 7,1 terjadi fatigue (rasa lelah), sesak napas (pernafasan Kussmaull), nyeri perut, nyeri tulang, dan mual/muntah. Pada pH kurang dari atau sama dengan 7,1 akan tampak gejala seperti pada pH >7,1; efek inotropik negatif, aritmia, konstriksi vena perifer, dilatasi arteri perifer (penurunan resistensi perifer), penurunan tekanan darah, penurunan aliran darah ke hati, konstriksi pembuluh darah paru (pertukaran oksigen terganggu).

Gambar 29. Pendekatan diagnostik asidosis metabolik

1.2.2.2. Alkalosis MetabolikOverventilation pada kasus gagal napas dapat menimbulkan

alkalosis posthypercapnic. Pada sebagian besar kasus, alkalosis metabolik yang terjadi umumnya luput dari diagnosis. Alkalosis metabolik memberikan dampak pada sistem kardiovaskular, pulmoner,

121

dan fungsi metabolik. Curah jantung menurun, depresi ventilasi sentral, kurva saturasi oksi–hemoglobin bergeser ke kiri, hipokalemia dan hipofosfatemia yang terjadi semakin buruk, serta penurunan kemampuan pasien menerima ventilasi mekanik. Peningkatan pH serum menunjukkan korelasi dengan angka mortalitas. Koreksi alkalosis metabolik bertujuan meningkatkan minute ventilation, meningkatkan tekanan oksigen arterial dan mixed venous oxygen tension, serta menurunkan konsumsi oksigen. Oleh karena itu sangat penting melakukan koreksi pada pasien kritis.

Pada alkalosis metabolik, disebut letal bila pH darah lebih dari 7,7. Bila ada deplesi volume cairan tubuh, upayakan agar volume plasma kembali normal dengan pemberian NaCl isotonik. Bila penyebabnya hipokalemia, lakukan koreksi kalium plasma. Bila penyebabnya hipokloremia, lakukan koreksi klorida dengan pemberian NaCl isotonik. Bila penyebabnya adalah pemberian bikarbonat berlebihan, hentikan pemberian bikarbonat. Pada keadaan fungsi ginjal yang menurun atau edema akibat gagal jantung, kor pulmonal atau sirosis hati, koreksi dengan NaCl isotonik tidak dapat dilakukan karena dikhawatirkan dapat terjadi retensi natrium disertai kelebihan cairan (edema bertambah). Pada keadaan ini dapat diberikan antagonis enzim anhidrase karbonat sehingga reabsorpsi bikarbonat terhambat. Asetazolamid merupakan suatu penghambat anhidrase karbonat yang sangat efektif dalam mengatasi alkalosis metabolik. Dosis tunggal 500 mg (dewasa) dianjurkan untuk mengatasi kondisi alkalosis metabolik. Onset of action dicapai dalam waktu 1,5 jam dengan lama kerja berkisar 24 jam. Dosis ini dapat diulang bila diperlukan. Bila dengan antagonis enzim anhidrase karbonat tidak berhasil, dapat diberikan HCl dalam larutan isotonik selama 8–24 jam, atau larutan ammonium klorida, atau larutan arginin hidroklorida.

Kebutuhan HCl dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut:

122

1.3. Pemeriksaan Laboratorium Pada Gangguan Kese imbang an Air–Elektrolit dan Asam–Basa

1.3.1. Persiapan Pra Analisis1.3.1.1. Persyaratan Umum

Beberapa persyaratan umum yang perlu diperhatikan untuk mem-peroleh hasil pemeriksaan yang akurat:• Pasien diusahakan dalam keadaan tenang dengan posisi

berbaring (pasien dalam keadaan takut/gelisah akan menyebabkan hiperventilasi).

• Pengambilan darah pada pasien yang sedang mendapat terapioksigen dilakukan minimal 20 menit setelah pemberian oksigen dan perlu dicantumkan kadar oksigen yang diberikan.

• Perlu diwaspadai adanya perdarahan dan hematoma akibatpengambilan darah terutama pada pasien yang sedang mendapat terapi antikoagulan.

• Suhutubuhpasiendanwaktupengambilandarahharusdicantumkandalam formulir permohonan pemeriksaan

1.3.1.2. Proses Pengambilan DarahBahan yang diperlukan untuk pemeriksaan keseimbangan asam–

basa adalah darah arteri.Dalam pengambilan darah untuk pemeriksaan gangguan kese-

imbangan air, elektrolit dan asam–basa, beberapa hal perlu diperhatikan.

• Pengambilan Daraha) Pengambilan darah arteri radialis

Sebelum pengambilan darah arteri radialis, sebaiknya dilakukan uji Allen untuk pemeriksaan sistem kolateral pembuluh darah.

123

Gambar 30. Prosedur uji Allen untuk memperoleh informasi mengenai sistem kolateral arteri radialis; uji ini dilakukan sebelum melakukan pengambilan bahan pemeriksaan (analisis gas darah) dari arteri radialis.

• Usahakanagarlengandalamposisiabduksidengantapaktanganmenghadap ke atas dan pergelangan tangan ekstensi 300 agar jaringanlunakterfiksasiolehligamendantulang.Bilaperlubagianbawah pergelangan dapat diganjal dengan bantal kecil.

124

Gambar 31. Modifikasi uji Allen, pemeriksa berhadapan dengan penderita,menggunakan kedua tangan untuk menraba denyut arteri radialis dan ulnaris

• Jaripemeriksadiletakkandiatasarteriradialis(proksimaldarilipatankulit pergelangan tangan) untuk meraba denyut nadi agar dapat memperkirakan letak dan kedalaman pembuluh darah.

• Setelahmelakukan tindakanasepsis/antisepsis, jarum5–10mmditusukkan pada daerah distal dari jari pemeriksa yang menekan arteri. Jarum ditusukkan membentuk sudut 300 dengan permukaan lengan dengan posisi lubang jarum (bevel) menghadap ke atas.

Gambar 32. Pengambilan darah dari arteri radialis. Arah tusukan membentuk sudut 30o dengan permukaan. Torak semprit akan terdorong oleh tekanan darah.

• Jarum yang masuk ke dalam arteri akan menyebabkan toraksemprit terdorong oleh tekanan darah. Pada penderita hipotensi, torak semprit dapat ditarik perlahan (jangan terlalu cepat karena akan menghisap udara). Setelah darah jumlah diperlukan terpenuhi (minimal 1 mL), cabut jarum dengan cepat dan di tempat tusukan jarum lakukan penekanan dengan jari selama 5 menit untuk mencegah keluarnya darah dari pembuluh arteri.

125

b) Pengambilan darah arteri brakialisArteri brakialis letaknya lebih dalam dari arteri radialis yaitu di

fossa antekubiti. Pengambilan dari arteri brakialis harus dilakukan dengan memperhatikan letak saraf, jangan sampai mencederai nervus medianus yang letaknya berdampingan dengan arteri brakialis. Lengan pasien dalam posisi ekstensi maksimal, raba denyut arteri brakialis dengan jari, dan lakukan tindakan asepsis/antisepsis. Tusukkan jarum dengan sudut 450 dan lubang jarum menghadap ke atas, 5–10 mm distal dari jari pemeriksa yang menekan pembuluh darah. Setelah pengambilan, tekan daerah tusukan selama lima menit atau lebih hingga perdarahan berhenti.

c) Pengambilan darah kapilerBila dijumpai kesulitan pada pengambilan darah arteri, darah kapiler

dapat digunakan sebagai bahan untuk pemeriksaan keseimbangan asam–basa. Sepotong logam dimasukkan ke dalam tabung kapiler, selanjutnya gerakkan sepotong magnit pada dinding luar tabung kapiler agar antikoagulan tercampur dengan baik.Beberapa syarat yang harus dipenuhi untuk pemeriksaan dengan menggunakan darah kapiler: • Sebelumpengambilandarahdilakukanpemijatan (massage) dan

penghangatan pada daerah yang akan ditusuk (umumnya tumit). Penghangatan dilakukan dengan suhu 35–40oC selama sepuluh menit.

• Tusukanharuscukupdalamsehinggadarahkeluardengansendirinya(tanpa pijatan). Alat penusuk yang digunakan adalah lanset ukuran 2,5 X 1.5 mm. Setelah penusukan, daerah tusukan tidak dipijat lagi.

• Darah ditampung dalam dua tabung kapiler berisi heparin tanpagelembung udara. Setelah tabung terisi darah, masukkan pengaduk ke dalam tabung kapiler. Tutup tabung kapiler dengan sumbat penutupnya, sehingga dapat dengan mudah diaduk dengan magnit dari luar.

• Setelahpengambilandarahselesai,daerahtusukanjarumditekanselama lima menit, kemudian tutup menggunakan plaster.

126

d) Pengambilan darah venaDarah vena kurang baik untuk penentuan keseimbangan asam–

basa, walaupun demikian masih dapat digunakan untuk penentuan elektrolit, nilai pH, dan PCO2. Pengambilan darah vena dilakukan melalui vena kubiti. Bila menggunakan vacutainer, tabung dilepaskan sebelum mencabut jarum.• Antikoagulan• Antikoagulan yang umum digunakan untuk pemeriksaan kese-

imbangan asam–basa adalah garam heparin. Heparin adalah antikoagulan yang normal ada pada semua mamalia, diberi nama heparin karena pada mulanya (tahun 1916) ditemukan dalam jaringanhati.Disintesisdalamselmastdanbasofildandisimpandalam granul sel. Heparin komersial berasal dari mukosa intima usus babi.

• Heparin termasuk keluarga karbohidrat kompleks, glycosamino-glycan atau mucopolysaccharida. Heparin mencegah pembekuan darah karena memiliki gugus penta saccharida yang mampu mengikat antitrombin III. Antitrombin III adalah protein plasma yang mencegah pembekuan darah dengan menghambat reaksi enzimatik faktor pembekuan aktif seperti XIa, Xa, IXa dan IIa (trombin). Ikatan heparin pada antitrombin III, meningkatkan aktivitas antitrombin III hingga 1000 kali.

• Penggunaan heparin sebagai antikoagulan pada pemeriksaankimia darah sudah digunakan lebih dari 50 tahun. Pada tahun 1960 Siggaard–Andersen menggunakan Na heparin 200 IU/mL darah untuk pemeriksaan kesimbangan asam–basa, karena tidak memengaruhi pH dan PaCO2. Bila Na heparin digunakan berlebih maka pH akan rendah palsu dan PaCO2 tinggi palsu. Dalam perkembangan, untuk peningkatan mutu hasil pemeriksaan keseimbangan asam–basa digunakan lithium heparin. Cukup dengan 0,2 mL (1000 IU/mL), lithium heparin sudah dapat mencegah beku 5 mL darah atau konsentrasi lithium heparin sebesar 40 IU/mL darah.

• – Penggunaan heparin cair memiliki potensi kesalahan padahasil pemeriksaan selain karena terjadinya pengenceran bahan,

127

terdapat perbedaan pH, PaCO2 dan PaO2 antara darah dengan cairan heparin. Heparin cair memiliki pH 6,4 PaCO2 27,5 mmHg, dan PaO2 160 mmHg. Pengaruh ini dapat dihilangkan dengan peng-gunaan semprit/tabung vakum berisi heparin kering (lyophilized).

• Pemeriksaankeseimbanganasam–basabiasanyadisertaipeme-riksaan elektrolit, seperti K+, Na+, Cl–, kalsium ion. Kesalahan dapat terjadi pada pengukuran kadar ion kalsium. Kesalahan ini akibat kemampuan heparin untuk mengikat kalsium ion, hingga kadar ion kalsium akan rendah palsu.

• Calcium balanced heparin, suatu campuran lithium–sodium heparin yang ditambah dengan kalsium klorida sedemikian hingga kadar ion kalsium 1,25 mmol/L (rerata kadar ion kalsium pada orang dewasa sehat). Kadar ion kalsium pada 90–95% pasien berkisar antara 0,9–1,8 mmol/L, bias yang terjadi kurang dari 2% dan klinis dapat diabaikan.

1.3.1.3. Pengiriman Bahan Darah ke LaboratoriumBahan darah harus langsung dikirim di dalam termos berisi air es

dan es batu (semprit dibungkus plastik agar air tidak masuk ke dalam semprit). Keadaan dingin (4oC) bertujuan memperkecil terjadinya perubahan biokimiawi (proses metabolisme akan meningkatkan CO2).

1.3.2. Analisis Elektrolit dan Gas Darah

1.3.2.1. Parameter Analisis Elektrolit dan Gas Darah

Elektrolit, pH dan CO2diukurdenganmenggunakanelektrodaspesifikuntuk masing–masing parameter. • KadarNa+ dan K+ diukur dengan menggunakan fotometrik nyala

api atau ion selective electrode. Kadar Cl– diukur dengan metode fotokolorimetrik, cuolometry (titrasi berdasarkan pembentukan AgCl/ perak klorida9) atau ion selective electrode.

• PengukuranpHdilakukandenganelektrodapH.• Pengukuran PCO2 dilakukan dengan elektroda CO2. Elektroda

berada dalam lingkungan bufer bikarbonat dan dipisahkan dari

9 AgCl tidak menghantarkan listrik

128

sampel darah oleh suatu membran semipermeabel untuk CO2. CO2 yang berdifusi ke dalam bufer mengakibatkan perubahan pH dan nilai ini yang diukur oleh elektroda.

• PengukuranPO2 dilakukan dengan elektroda O2. Saat ini pengukuran pH darah dilakukan bersamaan dengan para meter

lain seperti PCO2, HCO3–, K+, Na+, Cl–, glukosa, aseton, ureum, kreatinin

dan osmolaritas. Penetapan HCO3 dilakukan melalui perhitungan pH dan PCO2 berdasarkan persamaan Henderson–Hasselbalch. Nilai CO2 total adalah sesuai dengan jumlah asam karbonat ditambah bikarbonat. Pengukuran CO2 total umumnya sesuai dengan kadar HCO3

–.

1.3.2.2. Nilai Normal

1.3.2.3. Persamaan Henderson Hasselbalch

Persamaan Henderson–Hasselbalch menggambarkan hubungan antara bikarbonat (HCO3

–) dengan CO2 yang merupakan sistem bufer tubuh utama. Rasio normal HCO3

– dengan CO2 adalah 20:1. Perubahan masing–masing variabel akan mengakibatkan perubahan pH.

Keterangan: atas: komponen metabolik, bawah: komponen respiratorik

129

Gambar 33. Hubungan antara PCO2 dengan pH. Pada asidosis, terjadi peningkatan PCO2 diikuti penurunan pH, sedangkan pada alkalosis terjadi hal sebaliknya yaitu penurunan PCO2 diikuti peningkatan pH.

1.3.2.4. Anion Gap (AG)Gangguan keseimbangan asam–basa dapat berupa dua atau tiga

jenis kelainan yang terjadi secara bersamaan atau mungkin suatu kasus gangguan keseimbangan asam–basa dengan nilai pH, PCO2 HCO3

– normal dan satu–satunya petanda gangguan keseimbangan adalah peningkatan nilai anion gap.

Normal 12 + 3 mEq/L

1.3.2.5. Osmolar GapOsmolar gap dihitung pada keadaan asidosis metabolik yang tidak

dapat diterangkan penyebabnya dengan pemeriksaan anion gap.

Normal = 290 mOsm/kg H2O

130

Normal < 10

Osmolar gap dapat meningkat akibat beberapa hal, antara lain etanol, metanol, isopropil alkohol, etilen glikol, manitol, sorbitol, paraldehid, dan aseton.

Tabel 9. Osmolar gap dan intoksikasi letal

1.3.2.6. Strong Ion Difference (SID)

Strong ion difference (SID) adalah perbedaan ion–ion utama dalam plasma. SID ini digunakan untuk membedakan asidosis metabolik dengan asidosis respiratorik. SID dinyatakan dalam satuan miliekivalen per liter (mEq/L) dan dihitung pada darah vena. SID ini merupakan metode penentuan adanya gangguan keseimbangan asam–basa yang diajukan oleh Stewart (lihat Bab 5 metode Stewart).

•Penetapan strong ion difference (Stewart & Figge)Stewart memperhitungkan pengaruh perbedaan ion kuat (SIDa) dengan menggunakan rumus berikut: :

Perhitungan ini tidak menyertakan peran asam lemah (CO2, albumin dan fosfat) pada keseimbangan muatan listrik dalam plasma.

131

Figge dkk memperhitungkan pengaruh asam lemah dalam keseimbangan muatan listrik plasma. Perbedaan yang terjadi dinyatakan sebagai perbedaan ion kuat efektif (SIDe). membuat persamaan:

Catatan: albumin dinyatakan dalam mEq/L, bukan dalam g/dL.

Perbedaan antara SIDa dengan SIDe harus 0. Pada kondisi tersebut, berarti muatan listrik seimbang. Hal ini diperoleh dari perhitungan menggunakan rumus:

Bila SIG positif menunjukkan adanya peningkatan anion yang tak terukur (keton, sulfat, sitrat, asetat, glukonat dsb).

2. Tatalaksana2.1. Tatalaksana Gangguan Keseimbangan Air–Elektrolit dan

Asam–Basa

2.1.1. Tatalaksana Gangguan Volume

2.1.1.1. HipovolemiaAda dua hal yang perlu dilakukan untuk mengatasi gangguan volume,

yaitu menanggulangi penyakit yang mendasari10 dan menggantikan cairan yang hilang. Untuk mengetahui jumlah cairan yang akan diberikan perlu dilakukan prediksi cairan yang hilang dari tubuh. Pada hipovolemia, cairan yang hilang berasal dari cairan ekstrasel (intravaskular dan intersisium), karena cairan yang hilang merupakan cairan yang isotonik. Pada keadaan normal, osmolaritas cairan interstisium sama dengan cairan intravaskular maka penghitungan cairan yang hilang dilakukan berdasarkan persentase berkurangnya plasma (cairan intravaskular).

10 Penyebab hipovolemia antara lain: dehidrasi, perdarahan, luka bakar kritis, penggunaan diuretikum pada penderita hipertensi.

132

Jenis cairan yang diberikan tergantung dari cairan yang keluar. Bila perdarahan, sebaiknya diganti dengan darah juga. Bila persediaan darah tidak ada, dapat diberikan cairan koloid atau cairan kristaloid seperti NaCl isotonik atau ringer–laktat. Cairan koloid tetap tertahan di dalam cairan intravaskular sedangkan 2/3 cairan kristaloid akan masuk ke cairan intersisium. Cairan yang keluar dari saluran cerna (diare atau muntah) dapat digantikan dengan NaCl isotonik atau ringer–laktat. Pada diare lebih dianjurkan pemberian ringer–laktat karena diare berpotensi menyebabkan asidosis metabolik. Kecepatan pemberian cairan tergantung pada keadaan klinik yang terjadi.

2.1.1.2. DehidrasiKoreksi air (rehidrasi). Jenis air yang diberikan adalah cairan

isotonikmengandung dekstrosa. Volume air yang dibutuhkan sesuai dengan perhitungan rumus (10%) ditambah dengan insensible water losses + volume urin 24 jam + volume air yang keluar melalui saluran cerna. Insensible water losses banyaknya kira-kira 40 mL/jam. Cairan diberikan secara intravena atau melalui oral bila pasien sadar. Kecepatan pemberian air tidak boleh menyebabkan penurunan kadar natrium plasma >0,5 mEq/jam.

Sebagai contoh, bila kadar Na+ plasma akan diturunkan dari 160 menjadi 140 maka lamanya pemberian air adalah 40 jam (20 dibagi 0,5). Misalnyaberatpasien60kgmakadefisitair0,4x60(160/140–1)=3,43 liter. Bila insensible loss 960 mL dan volume urin 1500 mL/24 jam maka volume air yang dibutuhkan besarnya 3,43 + 0,96 + 1,5 = 5,89 liter. Jumlah air ini diberikan dalam waktu 40 jam atau 0,15 liter/jam. Tindakan lain adalah mengatasi penyebab terjadinya dehidrasi.

3.1.1.3. Euvolemia

Bila kondisi ini disebabkan oleh penurunan kadar natrium, sangat dimungkinkan karena natrium masuk ke dalam sel (edema sel); diatasi dengan pemberian larutan hipertonik untuk menarik natrium ke luar dari sel yang akan diikuti oleh keluarnya air dari dalam sel. Bila kondisi ini disebabkan oleh tingginya kadar natrium, maka diberikan air tanpa elektrolit secara perlahan.

133

2.1.1.4. Hipervolemia• Edema

Penanggulangan edema yang dilakukan meliputi: (1) memperbaiki penyakit dasar bila mungkin, (2) restriksi asupan natrium untuk meminimalisasi retensi air, dan (3) pemberian diuretik. Hal–hal yang harus diperhatikan dalam pemberian diuretik untuk penanggulangan edema adalah (1) saat yang tepat, (2) risiko yang akan dihadapi bila edema dikurangi, dan (3) waktu yang dibutuhkan untuk menanggulangi edema, cepat atau lambat.Indikasi dan saat yang paling tepat untuk menanggulangi edema adalah bila terdapat edema paru, yang merupakan satu–satunya indikasi pemberian diuretik yang paling tepat untuk menanggulangi edema dibandingkan dengan penanggulangan jenis edema yang lain. Retensi natrium sekunder (kompensasi) yang terjadi pada gagal jantung atau sirosis hati adalah untuk memenuhi volume sirkulasi efektif menjadi normal kembali guna optimalisasi perfusi jaringan. Pemberian diuretik yang terlalu banyak pada keadaan ini akan menimbulkan risiko penurunan perfusi jaringan. Berkurangnya perfusi jaringan, dapat dinilai dari peningkatan kadar ureum dan kratinin darah. Pada retensi natrium primer seperti pada penyakit ginjal, akibat obat–obatan(minoksidil,obatantiinflamasinonsteroid,danestrogen),danrefeeding edema, tidak ada pengurangan volume sirkulasi efektif. Pada keadaan ini yang terjadi adalah ekspansi cairan ekstrasel. Pemberian diuretik tidak akan mengurangi volume sirkulasi efektif sehingga tidak mengurangi perfusi jaringan.Pada edema umum akibat gagal jantung, sindrom nefrotik dan retensi natrium primer, bila dilakukan pemberian diuretik maka mobilisasi cairan edema dapat berlangsung cepat sehingga pengeluaran cairan edema sebanyak 2–3 liter dalam 24 jam tidak akan mengurangi perfusi jaringan. Berbeda dengan pengeluaran cairan asites, mobilisasi cairan asites masuk ke intravaskular berlangsung lambat sehingga bila diberikan diuretik kuat untuk mengurangi asites dengan cepat, akan terjadi penurunan perfusi jaringan yang akan menimbulkan pening-katan kadar ureum atau sindrom hepato–renal dan dapat menjadi penyebab ensefalopati hepatik.

134

Asupan air yang dianjurkan hanya sebanyak insensible water losses yaitu kira–kira 40 mL/jam. Pasien dengan gagal ginjal akut atau gagal ginjal terminal dengan edema/hipervolemia memerlukan dialisis untuk penanggulangannya. Pasien dengan polidipsia primer, asupan air yang melebihi kemampuan pengeluaran melalui ginjal dan kulit, akan menimbulkan gejala akibat hiponatremia. Penanggulangan keadaan ini adalah dengan restriksi asupan air dan mengatasi gejala akibat hiponatremia akut.

2.1.2. Tatalaksana Gangguan Status Natrium

2.1.2.1. Hiponatremia

Langkah pertama yang dilakukan adalah mencari penyebab hiponatremia dengan cara: • Anamnesis yang teliti (antara lain riwayat muntah, penggunaan

diuretik, penggunaan mannitol)• Pemeriksaanfisikyangteliti(antaralainapakahadatanda–tanda

hipovolemia atau tidak)• Pemeriksaanguladarah,lipiddarah• Pemeriksaan osmolalitas darah (antara lain osmolalitas rendah

atau tinggi)• Pemeriksaanosmolalitasurinataudapatjugadenganmemeriksa

berat jenis urin (interpretasi apakah ADH meningkat atau tidak, gangguan pemekatan)

• Pemeriksaannatrium,kalium,dankloridaurinuntukmengetahuijumlah ekskresi elektrolit di dalam urin.

Langkah selanjutnya adalah melakukan pengobatan yang tepat sasaran:- Perlu dibedakan apakah kejadian hiponatremia akut atau kronik- Tanda atau penyakit lain yang menyertai hiponatremia perlu

dikenali (deplesi volume, dehidrasi, gagal jantung, gagal ginjal)- Koreksi natrium:

• Pada hiponatremia akut, koreksi Na dilakukan secara cepat dengan pemberian larutan natrium hipertonik intravena. Kadar natrium plasma dinaikkan sebanyak 5 mEq/L dari kadar natrium awal dalam waktu 1 jam. Setelah itu, kadar natrium plasma dinaikkan sebesar 1 mEq/L setiap 1 jam sampai kadar

135

natrium darah mencapai 130 mEq/L. Rumus yang dipakai untuk mengetahui jumlah natrium dalam larutan natrium hipertonik yang diberikan adalah 0,5 x BB (kg) x delta natrium. Delta natrium merupakan selisih antara kadar natrium yang diinginkan dengan kadar natrium awal.

• Padahiponatremiakronik,koreksiNadilakukansecaraperlahanyaitu sebesar 0,5 mEq/L setiap 1 jam, maksimal 10 mEq/L dalam 24 jam. Bila delta Na besarnya 8 mEq/L, dibutuhkan waktu pemberian selama 16 jam. Rumus yang dipakai sama seperti di atas. Natrium yang diberikan dapat dalam bentuk natrium hipertonik intravena atau natrium per oral.

2.1.2.2. Isonatremia

Tidak ada yang perlu dilakukan dalam hal ini selain mengatasi penyebab.

2.1.2.3. Hipernatremia

Langkah pertama yang dilakukan adalah menetapkan etiologi hipernatremia.Sebagianbesarpenyebabhipernatremiaadalahdefisitcairan tanpa elektrolit akibat koreksi air yang tidak cukup yang akan menyebabkan kehilangan cairan tanpa elektrolit melalui saluran cerna, urin, atau saluran nafas.

Setelah etiologi ditentukan, langkah berikutnya adalah berusaha menurunkan kadar natrium plasma ke arah normal. Pada diabetes insipidus, sasaran pengobatan adalah mengurangi volume urin (desmopressin pada diabetes insipidus sentral, atau diuretik tiazid dan mengurangi asupan garam atau protein pada diabetes insipidus nefrogenik). Bila penyebabnya adalah asupan natrium berlebihan maka pemberian natrium dihentikan.

Penyebab tersering adalah defisit cairan tanpa elektrolit danpengobatan yang dilakukan dengan melakukan koreksi cairan berdasarkanpenghitunganjumlahdefisitcairan(lihatpenanggulangandehidrasi).

136

2.1.3. Tatalaksana Gangguan Keseimbangan Kalium

2.1.3.1. HipokalemiaDalam melakukan koreksi kalium, perlu diperhatikan indikasinya. Indikasi koreksi kalium dapat dibagi dalam:• Indikasimutlak,pemberiankaliummutlaksegeradiberikanyaitupada

keadaan (1) pasien sedang dalam pengobatan digitalis, (2) pasien dengan ketoasidosis diabetik, (3) pasien dengan kelemahan otot pernapasan, dan (4) pasien dengan hipokalemia berat ( K< 2 mEq/L )

• Indikasikuat,kaliumharusdiberikandalamwaktutidakterlalulamayaitupadakeadaan(1) insufisiensikoroner/iskemiaotot jantung,(2) ensefalopati hepatik, dan (3) pasien menggunakan obat yang dapat menyebabkan perpindahan kalium dari ekstra ke intrasel.

• Indikasisedang,pemberiankaliumtidakperlusegerasepertipada(1) hipokalemia ringan (K antara 3–3,5 mEq/L).

Pemberian kalium lebih disukai melalui oral karena lebih mudah. Pemberian 40–60 mEq dapat meningkatkan kadar kalium sebesar 1–1,5 mEq/L, dan pemberian 135 – 160 mEq dapat meningkatkan kadar kalium 2,5–3,5 mEq/L.

Pemberian kalium intravena dalam bentuk larutan KCl disarankan melalui vena yang besar dengan kecepatan 10–20 mEq/jam. Pada keadaan aritmia yang berbahaya atau adanya kelumpuhan otot pernapasan, KCl dapat diberikan dengan kecepatan 40–100 mEq/jam. KCl dilarutkan sebanyak 20 mEq dalam 100 mL NaCl isotonik. Bila melalui vena perifer, KCl maksimal 60 mEq dilarutkan dalam NaCl isotonik 1000 mL karena bila melebihi kadar ini dapat menimbulkan rasa nyeri dan menyebabkan sklerosis vena.

2.1.3.2. Hiperkalemia

Prinsip pengobatan hiperkalemia: – • Mengatasipengaruhhiperkalemiapadamembransel,dengan

cara memberikan kalsium intravena. Dalam beberapa menit kalsium langsung melindungi membran akibat hiperkalemia ini. Pada keadaan hiperkalemia yang berat sambil menunggu efek insulin atau bikarbonat yang diberikan (baru bekerja setelah 30–60 menit), kalsium dapat diberikan melalui tetesan infus kalsium intravena.

137

Sebanyak 10 mL kalsium glukonat diberikan intravena dalam waktu 2–3 menit dengan monitor elektrokardiografi (EKG). Bila masihterdapat perubahan EKG akibat hiperkalemia, pemberian kalsium glukonas dapat diulangi setelah 5 menit.

– Memacu masuknya kembali kalium dari ekstra ke intrasel, dengan cara: • Pemberian insulin 10 unit dalam glukosa 40%, 50 mL bolus

intravena, kemudian diikuti dengan infus dekstrosa 5% untuk mencegah terjadinya hipoglikemia.

• InsulinakanmemicupompaNaK–ATPasememasukkankaliumke dalam sel, dan glukosa/dekstrosa akan memicu pengeluaran insulin endogen

• Pemberian natrium bikarbonat yang akanmeningkatkan pHsistemik

• PeningkatanpHakanmerangsang ionH+ keluar dari dalam sel yang kemudian menyebabkan ion K+ masuk ke dalam sel. Pada keadaan tanpa asidosis metabolik, natrium bikarbonat diberikan 50 mEq intravena selama 10 menit. Bila terdapat asidosis metabolik maka disesuaikan dengan keadaan asidosis metabolik yang ada

• Pemberian β2–agonis, baik secara inhalasi maupun tetesan intravena. Obat ini akan merangsang pompa NaK–ATPase dan kalium masuk ke dalam sel. Albuterol® diberikan 10–20 mg

– Mengeluarkan kelebihan kalium dari tubuh dapat dilakukan dengan cara: • Pemberiandiuretic-loop (furosemid) dan tiazid. Sifatnya hanya

sementara• Pemberianresin-penukar.Dapatdiberikanperoraldansupositoria• Hemodialisis

2.2. Tatalaksana Gangguan Keseimbangan Asam-Basa

2.2.1. Gangguan Keseimbangan Asam-Basa Respiratorik

2.2.1.1. Asidosis RespiratorikTatalaksana asidosis respiratorik adalah mengatasi penyakit

dasarnya dan bila terdapat hipoksemia harus diberikan terapi oksigen. Asidosis respiratorik dengan hipoksemia berat memerlukan ventilasi

138

mekanik baik invasif maupun noninvasif. Pemberian oksigen pada pasien dengan retensi CO2 kronik dan hipoksia harus berhati–hari karena pemberikan oksigen dengan FiO2 yang tinggi dapat mengakibatkan penurunan minute volume dan semakin meningkatkan PCO2. Pasien dengan retensi CO2 kronik umumnya sudah beradaptasi dengan hiperkapnia kronik dan stimulus pernapasannya adalah hipoksemia sehingga pemberian oksigen harus dilakukan secara hati–hati dan ditujukan dengan target kadar PaO2 >50 mm Hg dengan FiO2 yang rendah. Pada pasien asidosis respiratorik kronik, penurunan PCO2

harus berhati–hati untuk menghindari alkalosis yang berat mengingat umumnya sudah ada kompensasi ginjal. Pada asidosis respiratorik yang terjadi bersamaan dengan alkalosis metabolik atau asidosis metabolik primer, tatalaksana terutama ditujukan untuk kelainan primernya.

2.2.1.2. Alkalosis RespiratorikPada kondisi normal, pH darah berkisar antara 7,35 – 7,45. Pada

kondisi pH <7, terjadi kerusakan struktur ikatan kimiawi dan perubahan bentuk protein yang menyebabkan kerusakan jaringan dan perubahan fungsi seluler. Bila pH>7, terjadi kontraksi otot skelet yang tidak terkendali.

Tata laksana alkalosis respiratorik ditujukan terhadap kelainan primernya. Alkalosis yang disebabkan oleh hipoksemia diatasi dengan memberikan terapi oksigen. Alkalosis respiratorik yang disebabkan oleh serangan panik diatasi dengan menenangkan pasien atau mem-berikan pernapasan menggunakan sistem air rebreathing. Overventilasi pada pasien dengan ventilasi mekanik diatasi dengan mengurangi minute ventilation atau dengan menambahkan dead space. Alkalosis respiratorik yang disebabkan oleh hipoksemia diterapi dengan oksigen dan memperbaiki penyebab gangguan pertukaran gas. Koreksi alkalosis respiratorik dengan menggunakan rebreathing mask harus berhati–hati, terutama pada pasien dengan kelainan susunan saraf pusat, untuk menghindari ketidakseimbangan pH cairan serebrospinal dan pH perifer.

.

139

2.2.2. Tatalaksana Gangguan Keseimbangan Asam-Basa Metabolik

2.2.2.1. Asidosis Metabolik

Asidosis metabolik pada kasus–kasus kritis merupakan pertanda dari kondisi serius yang memerlukan tindakan agresif untuk memperoleh diagnosis dan tatalaksana penyebab. Tata laksana asidosis metabolik ditujukan terhadap penyebabnya. Peran bikarbonat pada asidosis metabolik akut bersifat kontroversial tanpa didasari data yang rasional. Bagaimanapun, pada banyak kasus, pemberian bikarbonat lebih banyak menunjukkan bahaya dibandingkan keuntungannya. Kecuali pada kasus–kasus disebutkan pada indikasi terapi berikut, tidak ada data ilmiah penunjang pengobatan asidosis metabolik atau respiratorik menggunakan natrium bikarbonat. Lebih lanjut, pH intrasel memiliki nilai sangat penting dalam menentukan fungsi seluler. Sistem bufer intrasel cukup efektif dalam mempertahankan pH ke nilai normal dibandingkan dengan sistem bufer ekstrasel. Sebagai konsekuensinya, pasien dapat bertoleransi terhadap pH di bawah 7,0 selama fase hiperkapnia tanpa efek yang membahayakan.

Pemberian infus bikarbonat menimbulkan problem pada pasien–pasien dengan asidosis, antara lain kelebihan pemberian cairan, alkalosis metabolik, dan hipernatremia. Selain itu, penelitian yang dilakukan pada hewan maupun manusia memperlihatkan bahwa alkali hanya menimbulkan efek sesaat (kadar bikarbonat plasma meningkat sesaat). Hal ini tampaknya memiliki korelasi dengan CO2 yang dihasilkan pada pemberian bikarbonat sebagai ekses bufer pada ion hidrogen. CO2 ini secara normal dibuang melalui paru. Namun, pada pasien–pasien kritis seringkali dijumpai penurunan sirkulasi ke pulmonar sehingga PCO2 vena terus meningkat melebihi nilai normal dan CO2 yang diproduksi tidak dapat dieliminasi. Meskipun minute ventilation ditingkatkan (pada pasien dengan ventilator), eliminasi CO2 tidak dapat ditingkatkan.

Pada kasus asidosis hiperkloremik dapat tidak terjadi regenerasi endogen bikarbonat karena yang berlangsung pada keadaan tersebut adalah kehilangan bikarbonat bukan aktivasi sistem bufer. Oleh karena itu, walaupun asidosis metabolik bersifat reversibel, pemberian bikarbonat eksogen hanya diperlukan bila pH <7,2. Keadaan tersebut dapatterjadipadadiareberat,fistulahigh–output, atau RTA.

140

Bikarbonat diperlukan pada kasus asidosis metabolik dengan ke-mampuan melakukan kompensasi yang menurun, misalnya pada penyakit paru obstruktif kronik (PPOK) dengan keterbatasan melakukan eliminasi CO2. Pada kasus ini, sejumlah kecil bikarbonat diperlukan untuk mencegah terjadinya gagal napas dan mengurangi kebutuhan intubasi serta penggunaan ventilator mekanik.

Indikasi koreksi asidosis metabolik perlu diketahui dengan baik agar koreksi dapat dilakukan dengan tepat tanpa menimbulkan hal–hal yang membahayakan pasien. Langkah koreksi asidosis metabolik:1. Langkah pertama. Tetapkan berat ringannya gangguan asidosis.

Gangguan disebut letal bila pH darah kurang dari 7 atau kadar ion H+ lebih dari 100 nmol/L. Gangguan yang perlu mendapat perhatian bila pH darah 7,1–7,3 atau kadar ion H antara 50–80 nmol/L.

2. Langkah kedua. Tetapkan anion–gap atau bila perlu anion–gap urin untuk mengetahui dugaan etiologi asidosis metabolik. Dengan bantuan gejala klinis lain dapat dengan mudah ditetapkan etiologinya.

3. Langkah ketiga. Bila dicurigai kemungkinan asidosis laktat, hitung rasio delta anion gap dengan delta HCO3

– (delta anion gap: anion gap pada saat pasien diperiksa dikurangi dengan median anion gap normal, delta HCO3

– : kadar HCO3– normal dikurangi dengan

kadar HCO3– pada saat pasien diperiksa). Bila rasio lebih dari 1

(dalam beberapa literatur lain disebutkan 1,6), asidosis disebabkan oleh asidosis laktat. Langkah ketiga ini menetapkan sampai sejauh mana koreksi dapat dilakukan.

Prosedur koreksi1. Secara umum koreksi dilakukan hingga tercapai pH 7,2 atau kadar

ion HCO3 12 mEq/L2. Pada keadaan khusus:

- Pada penurunan fungsi ginjal, koreksi dapat dilakukan secara penuh hingga mencapai kadar ion HCO3

– 20–22 mEq/L. Pertimbangan dilakukan hal tersebut adalah mencegah hiperkalemia, mengurangi kemungkinan malnutrisi, dan mengurangi percepatan gangguan tulang(osteodistrofiginjal).

141

- Pada ketoasidosis diabetik atau asidosis laktat tipe A, koreksi dilakukan bila kadar ion HCO3

– dalam darah kurang atau sama dengan 5 mEq/L, terdapat hiperkalemia berat, setelah koreksi insulin pada diabetes melitus, koreksi oksigen pada asidosis laktat, atau pada asidosis belum terkendali. Koreksi dilakukan sampai kadar ion HCO3

– 10 mEq/L- Pada asidosis metabolik yang terjadi bersamaan dengan asidosis

respiratorik dan tidak menggunakan ventilator, koreksi harus dilaku-kan secara hati–hati atas pertimbangan depresi pernapasan.

Koreksi dengan pemberian larutan natrium bikarbonat dilakukan setelah kebutuhan bikarbonat diketahui. Yang dimaksud dengan kebutuhan bikarbonat adalah menentukan berapa banyak bikarbonat yang akan diberikan pada satu keadaan untuk mencapai kadar bikarbonat darah yang diinginkan. Untuk hal ini, harus diketahui bicarbonate–space atau ruang bikarbonat pasien pada kadar bikarbonat tertentu. Ruang bikarbonat adalah besarnya kapasitas penyangga total tubuh, termasuk bikarbonat ekstrasel, protein intrasel, dan bikarbonat tulang.

Rumus untuk menghitung ruang bikarbonat pada kadar bikarbonat plasma tertentu adalah sebagai berikut:

Ruang bikarbonat pada kadar bikarbonat plasma 20 mEq/L adalah :

Bila ingin menaikkan kadar bikarbonat plasma dari 10 mEq/L menjadi 20 mEq/L, maka bikarbonat yang dibutuhkan adalah sebagai berikut:

142

Tabel 11.Ruang bikarbonat pada keadaan bikarbonat plasma tertentu

Bila BB 60 kg, maka bikarbonat yang dibutuhkan adalah:

Bikarbonat diberikan secara intravena selama 1 sampai 8 jam, bergantung berat ringannya asidosis yang terjadi (letal atau tidak letal).

2.2.2.2. Alkalosis MetabolikKoreksi alkalosis metabolik bertujuan meningkatkan minute

ventilation, meningkatkan tekanan oksigen arterial dan mixed venous oxygen tension, serta menurunkan konsumsi oksigen. Oleh karena itu sangat penting melakukan koreksi pada pasien kritis.

Pada alkalosis metabolik, disebut letal bila pH darah lebih dari 7,7. Bila ada deplesi volume cairan tubuh, upayakan agar volume plasma kembali normal dengan pemberian NaCl isotonik. Bila penyebabnya hipokalemia, lakukan koreksi kalium plasma. Bila penyebabnya hipokloremia, lakukan koreksi klorida dengan pemberian NaCl isotonik. Bila penyebabnya adalah pemberian bikarbonat berlebihan, hentikan pemberian bikarbonat. Pada keadaan fungsi ginjal yang menurun atau edema akibat gagal jantung, kor pulmonal atau sirosis

143

hati, koreksi dengan NaCl isotonik tidak dapat dilakukan karena dikhawatirkan dapat terjadi retensi natrium disertai kelebihan cairan (edema bertambah). Pada keadaan ini dapat diberikan antagonis enzim anhidrase karbonat sehingga reabsorpsi bikarbonat terhambat. Asetazolamid merupakan suatu penghambat anhidrase karbonat yang sangat efektif dalam mengatasi alkalosis metabolik. Dosis tunggal 500 mg (dewasa) dianjurkan untuk mengatasi kondisi alkalosis metabolik. Onset of action dicapai dalam waktu 1.5 jam dengan lama kerja berkisar 24 jam. Dosis ini dapat diulang bila diperlukan. Bila dengan antagonis enzim anhidrase karbonat tidak berhasil, dapat diberikan HCl dalam larutan isotonik selama 8–24 jam, atau larutan ammonium klorida, atau larutan arginin hidroklorida.

Kebutuhan HCl dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut:

:

2.2.3. Tatalaksana Nutrisi Pada Gangguan Keseimbangan Asam–Basa

Pemberian nutrisi pada tatalaksana gizi gangguan keseimbangan asam basa dapat berdampak buruk bila diberikan dalam jumlah berlebihan (overfeeding). Pemberian nutrisi yang berlebihan ini menyebabkan peningkatan pembentukan karbondioksida (CO2) dan memperberat keadaan asidosis respiratorik yang terjadi.

Pada proses oksidasi karbohidrat, lemak, dan protein dalam menghasilkan energi, dibutuhkan oksigen; selain energi, dihasilkan CO2 dan air. Respiratory Quotient (RQ) merupakan perbandingan antara volume CO2 yang dihasilkan dengan volume O2 yang dikonsumsi pada oksidasi masing–masing substrat tersebut. RQ untuk oksidasi karbohidrat, protein, dan lemak, besarnya masing–masing 1; 0,8 dan 0,7. Hal ini menjelaskan bahwa pemberian karbohidrat dalam jumlah besar (diet tinggi karbohidrat) akan meningkatkan konsumsi O2 dan produksi CO2.

Namun ternyata pada oksidasi lemak dihasilkan CO2 dan diguna-kan O2 yang jauh lebih banyak daripada oksidasi karbohidrat. Sebagai perbandingan, untuk oksidasi satu molekul asam palmitat (C15H31COOH)

144

dibutuhkan duapuluh tiga molekul O2 dan dihasilkan enambelas molekul CO2 sedangkan oksidasi satu molekul glukosa (C6H12O6) hanya membutuhkan enam molekul O2 dan memproduksi enam molekul CO2. Selain itu diet tinggi lemak juga dapat menyebabkan gangguan respon imun dan peningkatan kerentanan terhadap infeksi. Oleh karena itu saat ini diet tinggi lemak tidak lagi diberikan pada penderita dengan hiperkapnia.

Pada tatalaksana gizi, perlu diperhitungkan jumlah energi total yang sesuai dengan kebutuhan. Kebutuhan energi total merupakan penjumlahandarikebutuhanenergibasal,aktivitasfisik,danfaktorstres:

Kebutuhan energi basal dihitung dengan menggunakan ekuasi Harris–Benedict sebagai berikut:

Keterangan:BB = berat badan (kg), TB = tinggi badan (cm), U = usia (tahun)BB yang digunakan adalah BB aktual.

Pada penderita obesitas II (indeks massa tubuh/IMT ≥ 30),digunakan adjusted body weight (BB yang disesuaikan) dengan perhitungan:

Kebutuhan energi

Keterangan:KEB=kebutuhanenergibasal,AF=aktivitasfisik,FS=faktorstres

Untukaktivitasfisik,besarnyadarikebutuhanenergibasaladalah:•0%bilapenderitatirahbaring•5%bilapenderitadapatduduk•10%bilapenderitadapatberdiridisekitartempattidur

Besarnya faktor stres tergantung dari penyakit yang mendasari.

145

Pada penderita yang mendapat nutritional support (dukungan nutrisi), penting dilakukan penilaian adanya kemungkinan overfeeding. Kondisi ini sangat penting terutama pada pasien–pasien kritis dalam perawatan intensif dan berakhir fatal. Dengan pemberian jumlah kalori total yang dihitung berdasarkan rumus Harris–Benedict kerap terjadi kelebihan kalori diikuti overfeeding. Untuk mencegah dan menghindarinya, perhitungan kebutuhan kebutuhan energi menggunakan rule of Thumb (disebut juga quick method) menjadi pilihan.

Rule of Thumb:

Komposisi makronutrien yang diberikan adalah karbohidrat 50–60%, lemak 20–30%, dan protein 15–20% dari kebutuhan energi total; komposisi ini disebut sebagai ‘nutrisi seimbang’ (ballance nutrition).

Pada kasus gangguan keseimbangan asam basa yang lain, pemberian nutrisi hanya bersifat suportif untuk mencegah bertambah buruknya penyakit primer, yaitu dengan pemberian energi dan nutrien dalam jumlah dan komposisi yang sesuai kebutuhan serta cara pemberian yang sesuai dengan keadaan penderita.

Pada kasus gangguan keseimbangan asam basa yang lain, pemberian gizi hanya bersifat suportif untuk mencegah bertambah buruknya penyakit primer, yaitu dengan pemberian energi dan nutrien dalam jumlah dan komposisi yang sesuai kebutuhan serta cara pemberian yang sesuai dengan keadaan pasien.

Daftar pustaka1. Sherwood L. Human Physiology. From cells to systems. 3rd ed. Belmont: Wadsworth

Publishing Co. 1997; p 524–538.2. Martini FH. Fundamentals of anatomy and physiology, 5th ed. New Jersey: Prentice Hall.

2001; ch: 2 p.29–63, ch: 27 p.984–10153. Marik PE, Handbook of Evidence–Based Critical Care. New York: Springer. 2001; ch.29

p.241–250, ch.30: p.251–262.4. Finberg L, Kravath RE, Hellerstein S. Water and electrolytes in pediatrics. Physiology,

pathology and treatment, 2nd ed. Philadelphia: WB Saunders Co. 1993.5. Markum AH, Ismael S, Alatas H, Akib A, Firmansyah A, Sastroasmoro S. Ilmu kesehatan anak.

Buku ajar, jilid 1. Jakarta: Bagian ilmu kesehatan anak FKUI; Jakarta: FKUI. 1999; hal.80–113.6. Sunaryo. Obat yang mempengaruhi metabolisme elektrolit dan konservasi air, diuretik dan

antidiuretik. Dalam: Ganiswarna, SG, Setiabudy R, Suyatna FD, Purwantyastuti, Nafrialdi. Farmakologi dan terapi, edisi ke empat. Jakarta: Bagian Farmakologi FKUI.1995; hal.380–399.

146

7. Davenport HW. The ABC of acid–base chemistry. 6th ed. Chicago & London: The University Chicago Press. 1974; p.37–53.

8. Chang R. Physical chemistry with applications to biological systems. 2nd ed. New York: Macmillan Publishing Co, Inc. 1981; p 310–342

9. Burton, David, Rose. Clinical Physiology of acid–base and electrolyte disorders, 4th ed. New York: McGraw Hill; p.353–355.

10. Isselbacher KJ, Adams, RD, Braunwald, E, Petersdorf, RG, Wilson, JD. Harrison’s principles of internal medicine, 9th ed. Auckland: McGraw–Hill International Book Co. 1982.

11. Braunwald E, Fauci A, Kasper DL, Hauser SL, Longo DL, Jameson JL. Harrison’s principles of internal medicine, 15th ed. Auckland: McGraw–Hill International Book Co.1999; vol2.

12. Rose BD, Post TW. Volume regulation versus osmoregulation. UpToDate version 15.3:CD–ROM; 2007.

13. Rose BD, Post TW. Water balance and regulation of plasma osmolality. UpToDate version 15.3:CD–ROM; 2007.

14. Rose BD. The steady state. UpToDate version 15.3:CD–ROM; 2007.15. Newton LE, Morgan SLM. Pulmonary disease. Dalam: Heimburger DC, Ard JD, editor.

Handbook of Clinical Nutrition 4th ed. Philadephia: Mosby Elsevier. 2006: 503–9.16. Vanek VW. Assessment and management of acid–base abnormalities. Dalam: Shikora SA,

Martindale RG, Schwaitzberg SD, editor. Nutritional Considerations in the Intensive Care Unit. Dubuque: Kendall/Hunt Publishing Company, 2002: 101–9.

17. Story DA, Bellomo R. Henderson Hasselbalch vs Stewart: another acid–bace controversy. Crit Care & Shock. 2002; 2: 59–63.

18. Grogono AW. Acid–Base Tutorial: Anion gap. Available in website: http://www.acid–base.com/aniongap.php

19. Grogono AW. Acid–Base Tutorial: Stewart’s strong ion difference. Available in website: http://www.acid–base.com/strongion.php

20. Stewart PA. How to understand acid–base. A quantitative acid–base primer for biology and medicine. New York. Elsevier. 1981

21. Grogorno AW. Stewart strong ion difference [online] 2006 [cited 31 May 2006]; Available from: URL: http://www.acid–base.com/strongion.php.

22. Morgan TJ. Standard Base Excess. Australasian Anaesth. 2003; 95–104.23. Waters J. Using Stewart for clinical gain [online] 2000 [cited 4 Jan 2006]; Available from URL:

http://www.anaesthetist.com/icu/elec/ionz/Findex.htm.24.HigginsC.Technology.Parametersthatreflectthecarbondioxidecontentofblood.[online]

2008 [cited 2 May 2008]; Available from: URL: http://www.bloodgas.org/0FB3F47D–E6B5–4FF3–8665–9FB79A7E1F3A.

25. Kellum JA. Commentary. Closing the gap on unmeasured anions. Crit Care. 2003; 7: 219–20.26. Kellum JA, Puyana JC. Acid–base disorders. In: Souba WW, Fink MP, Jurkovitch GJ, Kaiser

LP, Pearce WH, Pemberton JH, et al., editors. ACS Surgery: Principles and Practice: WebMD Professional Publishing. 2006; 1–13.

27. Newton LE, Morgan SLM. Pulmonary disease. Dalam: Heimburger DC, Ard JD, editor. Handbook of Clinical Nutrition 4th ed. Philadephia: Mosby Elsevier. 2006; 503–9.

28. Vanek VW. Assessment and management of acid–base abnormalities. Dalam: Shikora SA, Martindale RG, Schwaitzberg SD, editor. Nutritional Considerations in the Intensive Care Unit. Dubuque: Kendall/Hunt Publishing Co. 2002;101–9.

29.HaitzU,HorneMM.Pocketgiudetofluid,electrolyteandacidbasebalance,5thed.Missouri:Elsevier Mostby. 2005; pp 272–304.

30. Vermeeren MAP, Wouters EF, Nelissen LH, van Lier A, Hofman Z, Schols AM. Acute effects of different nutritional supplements on symptoms and functional capacity in patients with chronic obstructive pulmonary disease. Am J Clin Nutr. 2001; 73: 295–301.

31. Lochs H, Allison SP, Meier R, et al. Introductory to the ESPEN guidelines on enteral nutrition: Terminology,definitionsandgeneraltopics.ClinNutr.2006;25:180–6.

147

BAB 5Pendekatan Keseimbangan Asam-Basa

Menurut Metode Stewart

PendahuluanGangguan asam–basa tubuh sering dijumpai dalam klinik, tapi

sering terlewatkan. Banyak kasus biasanya ringan dan self–limiting, tapi beberapa dapat membahayakan. Gangguan asam–basa berat adalah kritis, terutama bila gangguan ini berkembang cepat. Abnormalitas berat dapat menjadi penyebab langsung terjadinya disfungsi organ. Gejala klinik dapat meliputi edema serebral, kejang–kejang, penurunan kontraksi miokardium, vasokonstriksi pulmoner, dan vasodilatasi sistemik.1 Gangguan kurang hebat pun dapat menimbulkan bahaya karena respons pasien terhadap abnormalitas tersebut. Contohnya, pasien bernapas spontan dengan asidosis metabolik akan berusaha mengkompensasi dengan meningkatkan ventilasi semenit. Kerja napas menjadi meningkat dan dapat menimbulkan kelelahan otot napas dengan gagal napas atau terjadi pengalihan aliran darah dari organ–organ vital ke otot napas yang mengakibatkan cedera organ. Asidemia dihubungkan dengan peningkatan tonus adrenergik1 dan dapat menimbulkan disritmia jantung pada pasien sakit kritis atau peningkatan permintaan oksigen miokardium pada pasien–pasien dengan iskemia miokardium. Juga diketahui dari beberapa bukti yang muncul bahwa perubahan variabel–variabel asam–basa memengaruhi fungsi sel efektor imun.2,3

Oleh karena itu gangguan keseimbangan asam–basa perlu dipahami benar agar tidak terlewatkan sampai terjadi disfungsi organ yang dapat meningkatkan morbiditas dan mortalitas pasien.

Menurut Peter Stewart (akhir 1970), pendekatan konvensional mengenai keseimbangan asam–basa menggunakan persamaan Henderson–Hasselbalch gagal mempertimbangkan semua faktor yang memengaruhi konsentrasi ion hidrogen dan kurang menjelaskan

148

abnormalitasmetabolikyangkompleksdarifisiologiasam–basa.Bikar-bonat (HCO3

–) pada pendekatan Henderson–Hasselbalch dianggap se bagai suatu variabel independen yang konsentrasinya menentukan komponen metabolik keseimbangan pH. Konsep ini diragukan kebenaran-nya oleh Stewart.4

Stewart mendekati fisiologi asam–basa dengan matematikayaitumemperlakukancairantubuhsebagaisistemfisika–kimia,yangditentukanolehprinsip–prinsipfisika–kimiamodern:kenetralanmuatanlistrik elektrokimia, konservasi massa, dan ekilibrium disosiasi.

Fisika–Kimia AirTubuh manusia terutama terdiri dari air. Air adalah suatu molekul tiga

atom sederhana dengan suatu distribusi muatan yang tidak sama yang mengakibatkan suatu ikatan H–O–H bersudut 105°. Ini menimbulkan polaritas, agregasi, suatu tekanan permukaan yang tinggi, tekanan uaprendah,kapasitaspanasspesifiktinggi,penguapanpanastinggidan titik didih tinggi.

Air adalah suatu yang berionisasi tinggi. Air sendiri sedikit terionisasi menjadi suatu ion hidroksil yang bermuatan negatif (OH–) dan suatu ion protonasi bermuatan positif (HnO

+). Secara konvensional, ionisasi air itu sendiri ditulis sebagai berikut:

Simbol H+ adalah tepat sekali tapi metaforikal (kiasan). Sementara proton–proton berdisosiasi dari air mempunyai banyak alias (seperti H3O

+, H5O2+ dan H9O4

+), umumnya dokter dan ahli kimia menyebutnya sebagai ion–ion hidrogen. Disosiasi air adalah konstan (Kw), dan ditentukan oleh perubahan–perubahan suhu, elektrolit–elektrolit yang terlarut dan komponen–komponen sel.

Dengan kata lain, jika [H+] meningkat, maka [OH–] menurun dengan besaran yang sama.

149

Ionisasi air kecil sekali. Dalam air murni pada 25°C, [H+] dan [OH–] adalah 1,0 x 10–7 mEq/L.

Dengan suatu elektroda yang ditemukan oleh Hasselbalch, kosentrasi ion H yang kecil itu dapat diukur. Untuk mempermudah perhitungan konsentrasi ion H digunakan skala Sorensen yaitu pH, pH logaritma negatif dari air murni ini adalah pH 7,0.

Notasi pH diciptakan oleh seorang ahli kimia dari Denmark yaitu Soren Peter Sorensen pada thn 1909, yang berarti log negatif dari konsentrasi ion hidrogen. Dalam bahasa Jerman disebut Wasserstoff ionen exponent (eksponen ion hidrogen) dan diberi simbol pH yang berarti: ‘potency’ (power) of Hydrogen.

Air menjadi alkali dengan penurunan suhu (pada 0°C, pH adalah 7,5) dan menjadi asam dengan peningkatan suhu (pada 100°C, pH = 6,1). pH fisiologi, dimana tubuh terletak, berbeda antara intrasel(pH 6,9), kompartemen (pH 7,4) dan antara darah vena (pH 7,5) dan arteri (pH 7,4). Secara konvensional, keseimbangan asam–basa menunjukkan perubahan–perubahan dalam konsentrasi ion hidrogen dalamdaraharteri, yangmerefleksikan cairanekstrasel (CES), dari7,4. Ini beralasan karena sel–sel secara relatif tak dapat ditembus oleh material ion, sehingga perubahan–perubahan pada cairan–cairan, elektrolit–elektrolit dan tekanan CO2 mengubah dengan mudah CES. Oleh karena itu asidosis (suatu peningkatan konsentrasi ion hidrogen) terjadi ketika pH kurang dari 7,3, dan alkalosis (suatu penurunan konsentrasi ion hidrogen) terjadi ketika pH lebih besar dari pada 7,5. Suatu asam adalah suatu substansi yang meningkatkan konsentrasi ion hidrogen ketika ditambahkan ke suatu larutan. Suatu basa adalah suatu substansi yang menurunkan konsentrasi ion hidrogen (dan meningkatkan ion hidroksil) ketika ditambahkan ke suatu larutan. Semua ion hidrogen dan hidroksil diperoleh dari disosiasi air.

Cairan ekstrasel adalah suatu sop ionik yang mengandung sel–sel dan partikel–partikel tidak bermuatan, gas–gas terlarut (oksigen dan karbondioksida), dan ion–ion yang berdisosiasi penuh dan berdisosiasi sebagian. Banyak dari faktor–faktor ini memengaruhi disosiasi air yang bergantung pada muatan kimia, kuantitas dan derajat disosiasi. Partikel–partikel yang terionisasi, terutama Na dan Cl memberikan suatu efek osmotik bermakna. Partikel–partikel yang terlarut dalam CESmengikutitigaprinsipfisika–kimiayangdisebutkandiatas.

150

Sesuai Stewart, konsentrasi H+ dalam suatu larutan bergantung pada derajat disosiasi air menjadi H+ dan OH–. Hanya tiga variabel yang memengaruhi disosiasi air, walau dalam suatu larutan yang kompleks seperti plasma. Variabel–variabel independen ini adalah pCO2, total konsentrasi asam lemah [ATOT] dan perbedaan ion–ion kuat (strong ion difference [SID]). Walau ada beberapa variabel lain yang berhubungan dengan disosiasi air dan [H+], mereka tidak memengaruhi langsung, dan disebut variabel dependen. Mereka termasuk [H+], [OH–], [HA], [A–], [HCO3

–] dan [CO32–], dimana tanda kurung segi empat menunjukkan

konsentrasi. Variabel dependen tidak dapat langsung memengaruhi variabel lain. Karena itu, hanya perubahan variabel independen yang dapat bertanggung jawab atas perubahan [H+] atau pH dalam suatu larutan biologis. Sedangkan bikarbonat, adalah suatu variabel dependen, tidak dapat memengaruhi langsung [H+] (atau pH).

Sebenarnya semua larutan dalam biologi manusia mengandung air dan larutan–larutan berair yang menyediakan sumber H+ yang benar–benar tidak habis–habisnya. Dalam larutan–larutan ini, konsentrasi H+ ditentukan oleh disosiasi air menjadi ion–ion H+ dan OH–. Dengan kata lain, perubahan–perubahan dalam konsentrasi H+ terjadi tidak sebagai suatu akibat dari berapa banyak H+ ditambahkan atau diambil tapi sebagai suatu konsekuensi dari disosiasi air. Faktor–faktor yangmenentukandisosiasiairadalahhukumfisikakimia.Duayangterutama digunakan disini, electroneutrality (kenetralan elektrik) (yang menyatakan bahwa dalam larutan–larutan berair, jumlah semua ion bermuatan positif harus sama dengan jumlah semua ion bermuatan negatif) dan conservation of mass (konservasi massa) (yang berarti bahwa jumlah suatu substansi tetap konstan kecuali ia ditambah atau dibentuk, atau diambil atau dihancurkan). Dalam air murni, sesuai dengan prinsip kenetralan elektrik, konsentrasi H+ harus selalu sama dengan konsentrasi OH–. Dalam larutan yang lebih kompleks, kita harus mempertimbangkan determinan–determinan lain dari disosiasi air, tapi masih, sumber H+ tetap air. Untungnya, walau dalam suatu larutan serumit plasma darah, determinan–determinan konsentrasi H+ dapat dikurangi menjadi tiga. Jika kita mengetahui nilai dari tiga determinan ini, konsentrasi H+ dapat diprediksi dalam keadaan apapun. Tiga determinan ini adalah strong ion difference (SID), pCO2, dan total konsentrasi asam–asam lemah (ATOT).

151

Berbeda dengan pendekatan Henderson–Hasselbach, menurut Stewart konsentrasi dari [H+] hanya ditentukan oleh nilai dari perbedaan konsentrasi elektrolit kuat (SID), jumlah total asam lemah yang terdisosiasi (ATOT) dan pCO2.

1,2 Analisis secara matematika menunjukkan bahwa bukannya konsentrasi absolut dari ion–ion kuat tersebut yang menentukan [H+], namun perbedaan dari aktivitas ion–ion kuat tersebut yang berperan, yang disebut sebagai strong ions difference. Untuk mempermudah pemahaman, berikut ini adalah sketsa hubungan antara SID terhadap konsentrasi [H+] dan [OH–] menurut Jonathan Waters4 (gambar 34).

Gambar 34. Sketsa hubungan SID, [H+] dan [OH–]4

Dari sketsa tersebut ditunjukkan bahwa setiap perubahan komposisi elektrolit dalam suatu larutan akan menghasilkan perubahan pada [H+] atau [OH–] dalam rangka mempertahankan prinsip kenetralan muatan listrik.8 Misalnya, peningkatan ion klorida yang bermuatan negatif akan menyebabkan peningkatan [H+] untuk mempertahankan kenetralan muatan listrik akibat dari SID berkurang (karena Cl– meningkat). Peningkatan [H+] ini disebut asidosis.

Karena hubungan terbalik antara [H+] dengan [OH–] maka dapat juga (lebih mudah) menilai perubahan pH tersebut melalui perubahan pada [OH–]. Peningkatan [OH–] menyebabkan alkalosis, penurunan [OH–] menyebabkan asidosis. Sebagai contoh, pada keadaan hiper-kloremia, setiap peningkatan klorida akan menurunkan SID.8 Secara normal karena SID plasma selalu positif, maka akan sama saja jika kita menyebutkan setiap penurunan SID akan menurunkan [OH–]. Penurunan [OH–] menyebabkan asidosis. Jadi [OH–] = SID (hanya jika nilai SID positif, seperti larutan plasma darah dimana SID normal adalah + 40 mEq/l).

152

Gambar 35. Diagram ion–ion kuat

pCO2

Manipulasi pCO2 dengan menyesuaikan ventilasi alveolar menye-babkan perubahan cepat [H+] dalam larutan berair karena disosiasi reversibel asam karbonat. Ukurannya yang kecil dan kelarutannya yang tinggi memungkinkan CO2 lewat dengan cepat antar kompartemen dan memengaruhi [H+] dalam semua cairan tubuh.

Konsentrasi Total Asam Lemah [ATOT] Asam–asam lemah tidak berdisosiasi sempurna dalam larutan biologi.

Protein adalah asam lemah utama dalam plasma dan konsentrasinya sebagian besar dikendalikan oleh hati, dengan perubahan dapat terjadi beberapa hari. Fosfat juga mengkontribusi [ATOT] yang menjadi bermakna terutama selama hipoalbuminemia.

Perbedaan Ion–ion Kuat (Strong Ions Difference [SID])Ion kuat berdisosiasi secara lengkap dalam larutan berair. Ion kuat

paling penting adalah natrium, kalium, magnesium, kalsium, klorida dan laktat. SID adalah perbedaan jumlah kation kuat dan anion kuat, diukur dalam milliequivalen per liter. Sehingga, untuk plasma:

Dalam plasma, secara normal kation lebih banyak dari anion, memberikan nilai SID positif 40–48 mEq/L. Konsentrasi milliequivalen menunjukkan muatan dan jumlah ion yang ada. Karena kenetralan elektrokimia harus dipertahankan, SID mempunyai pengaruh besar

153

pada disosiasi air, dan karena itu juga [H+]. Konsentrasi ion kuat dalam tubuh ditentukan oleh absorpsi usus dan ekskresi ginjal sehingga perubahan dalam SID hanya dapat terjadi selama berjam–jam. Nilai kalkulasi untuk SID ini, dinamakan SID apparent (SIDa), yaitu SID dari ion–ion kuat yang biasa dapat diukur dengan mudah (Gambar 36).

Gambar 36.Grafikmenunjukkankonsentrasimuatankationdananiondalamplasma.A–: disosiasi asam–asam lemah (terutama albumin dan fosfat). Perbedaan antara strong ion difference apparent dan effective (SIDa–SIDe) adalah strong ion gap (SIG) yang menunjukkan unmeasured anions. Unmeasured anion dan laktat dalam keadaan normal tidak bermakna.

Cara lain untuk menghitung SID yaitu dengan cara tidak meng-asumsikan ion kuat mana yang membentuk SID dalam plasma. SID yang dihitung dengan cara ini dikenal sebagai SID effective (SIDe) dan didasarkan pada konsentrasi bikarbonat dan kontribusi fosfat inorganik serta albumin ([A–]) dalam plasma. Dalam keadaan normal SIDa dan SIDe harus sama. Setiap perbedaan antara SIDa dan SIDe dinamakan strong ion gap (SIG) dan menunjukkan ada ion kuat lain, tak terukur, seperti asam keto, sulfat, dan urat. SIG serupa dengan anion gap yang digunakan untuk menghitung anion tak terukur dalam analisis tradisional asidosis metabolik. Tidak seperti anion gap, SIG tidak dipengaruhi oleh variasi konsentrasi albumin atau laktat. Karena itu SIG dapat memberikan gambaran yang lebih tepat tentang mekanisme yang mendasari suatu asidosis metabolik. SIG normal adalah nol, menunjukkan bahwa dalam plasma sehat biasanya sangat sedikit ion kuat selain dari natrium, kalium, kalsium, magnesium, klorida dan laktat.

154

Pendekatan Stewart Dalam TindakanSuatu prinsip penting teori ini adalah bahwa variabel–variabel

dependen hanya berubah dalam merespons perubahan–perubahan satu atau lebih variabel independen. Karena itu, untuk menjelaskan variasi [H+] atau pH, kita hanya membutuhkan mempertimbangkan pCO2, [ATOT] dan SID. Dengan SID meningkat (menjadi lebih positif), disosiasi air berkurang dan konsentrasi ion hidrogen menurun (pH meningkat), untuk mempertahankan kenetralan elektrik. Sebaliknya dengan SID menurun (menjadi kurang positif) konsentrasi H+ meningkat (pH menurun).

Beberapa contoh klinik menggambarkan efek perubahan [SID] pada keseimbangan asam–basa.6 Muntah–muntah dengan kehilangan asam hidrokhlorik (HCl) lambung mengurangi konsentrasi klorida plasma relatif terhadap natrium. Konsekuensinya, SID meningkat dan mengakibatkan alkalosis. Sesuai dengan hipotesis Stewart, alkalosis tidak disebabkan oleh kehilangan H+ karena disosiasi air memberikan suatu suplai H+ yang tidak habis–habisnya. Perubahan dalam SID juga menjelaskan asidosis metabolik yang terjadi karena pemberian “normal salin” jumlah besar. Hiperkloremia berkembang karena konsentrasi klorida dalam salin relatif tinggi (154 mmol/L) dibandingkan dengan konsentrasi klorida plasma normal (100 mmol/L). Akibat pengurangan SID meningkatkan disosiasi air dan [H+]. Pemberian natrium bikarbonat untuk mengobati asidosis dapat juga dijelaskan dalam istilahfisikokimia.Muatannatriumyangmenyertaipemberiannatrium bikarbonat meningkatkan [Na+] plasma dan meningkatkan SID. Disosiasi air plasma menurun agar kenetralan elektrik dapat dipertahankan dan konsentrasi H+ bebas berkurang. Karena itu bikarbonat tampak bekerja sebagai suatu buffer. Walau demikian, HCO3

– dalam natrium bikarbonat tidak dapat memengaruhi pH plasma karena [HCO3

–] adalah suatu variabel dependen.Model Stewart menjelaskan peran ginjal, hati dan usus dalam

pengendalian asam–basa. Pengendalian elektrolit plasma oleh ginjal, terutama klorida, memungkinkan memanipulasi SID dan pH plasma. Hati dan usus berfungsi memengaruhi [ATOT]. Alkalosis metabolik akibat dari hipoalbuminemia kronik pada pasien–pasien sakit kritis dapat diterangkan dengan adanya suatu [ATOT] yang rendah.

155

Cairan tubuh atau kompartemen tubuh yang berbeda tidak mem-punyai pH yang sama. Perbedaan pH antar kompartemen berdekatan ditimbulkan oleh manipulasi SID. Ini lebih disebabkan karena per gerakan ion–ion kuat melalui membran, dari pada pergerakan H+ atau HCO3

–, yang merubah pH. CO2 lewat begitu bebas melalui membran lipid yang tekanan parsialnya sesungguhnya sama dalam kompartemen berdekatan. Karena itu perubahan dalam pCO2 memungkinkan perubahan cepat tapi serupa dalam [H+] di semua kompartemen. Protein secara praktis terikat oleh membran karena ukuran molekularnya sehingga tidak dapat digunakan meregulasi pH antar kompartemen, walaupun menimbulkan suatu pengaruh kuat pada [H+] di dalam suatu kompartemen.

Pendekatan Stewart–FenclRefleksi yang lebih akurat dari status asam–basa murni dapat

diperoleh menggunakan pendekatan Stewart–Fencl.6,14 Ini, seperti anion gap, berdasarkan pada konsep kenetralan elektrik. Dalam plasma ada suatu strong ion difference (SID).

Ini diimbangi oleh muatan negatif bikarbonat dan ATOT (Buffer Base). Ada suatu perbedaan kecil antara SID apparent (SIDa) dan BB atau SID effective (SIDe). Ini menunjukkan suatu strong ion gap (SIG), yang menentukan jumlah unmeasured anion yang ada.

SIDe adalah [HCO3–] + [muatan albumin] + [muatan fosfat] (dalam

mmol/L). Derajat ionisasi asam lemah adalah pH dependen, sehingga seseorang harus mengkalkulasi untuk ini dengan memperhitungkan pH:

156

Penting untuk mengamati bahwa, walaupun SIDe tampaknya identik dengan buffer base, namun sebetulnya bukan.

Pendekatan BDE dan SIG adalah konsisten satu dengan yang lain dan dapat diperoleh dari suatu persamaan utama.

Pendekatan Stewart5, diperbaiki oleh Figge, Fencl13,14 dan lainnya, yang mengukur kontribusi muatan asam lemah lebih secara akurat, yang berubah dengan suhu dan pH.

Kelemahan dari sistem ini adalah bahwa SIG tidak selalu me-nunjukkan unmeasured strong anion tapi agak semua unmeasured anion. Selanjutnya, SID berubah secara kuantitatif dalam istilah absolut dan relatif bila ada perubahan–perubahan dalam konsentrasi air plasma. Fencl13 telah menunjukkan ini dengan mengoreksi [Cl–] untuk air bebas ([Cl–]corr) menggunakan persamaan berikut:

Konsentrasi klorida yang dikoreksi ini dapat dimasukkan ke dalam persamaan SIDa di atas. Demikian juga, nilai perolehan untuk unmeasured anion (UMA), harus dikoreksi juga untuk air bebas menggunakan UMA dari pada menggunakan Cl– dalam persamaan di atas. Dalam suatu seri 9 subjek normal, Fencl mengestimasi SIG “normal” = 8 + 2 mEq/L.13

Walaupun akurat, SIG tidak praktis dan mahal, memerlukan pengukuran ion–ion multipel dan albumin.

SuatupendekatanalternatifdigunakanolehGilfixdkk15 dan yang lain adalah mengkalkulasi base deficit excess gap (BDEgap). Ini meng izinkan rekalkulasi BDE menggunakan ion–ion kuat, air bebas dan albumin. Hasil BDEgap harus mencerminkan SIG, dan sesungguhnya, AG.

Perhitungan yang disederhanakan oleh Story adalah paling berguna16. Mereka menggunakan dua persamaan untuk memper hitungkan efek sodium chloride/free water (efek NaCl) dan efek albumin pada standard base excess (SBE).

Standard base excess (SBE) dalam mmol/L atau mEq/L dari mesin gas darah.

157

Perhitungan di bawah ini menyederhanakan struktur perhitungan dengan mengamati sepintas konsentrasi Na, Cl dan albumin dari suatu seri kimia:

BDENaCl = ([Na+] – [Cl–]) – 38 BDE Alb = 0,25 (42 – albumin g/dL)BDENaCl – BDEAlb = BDEcalc

BDE – BDEcalc = BDEgap = efek anion atau kation tak terukur.

Kalkulasi–kalkulasi ini menyederhanakan struktur untuk “eyeballing” (mengamati sepintas) suatu seri pemeriksaan kimia darah:

Na normal = 140– untuk tiap 1 mEq/L peningkatan Na dari 140, base excess meningkat

dengan +1 (Na 150 = BDE +10 = alkalosis kontraksi)– untuk tiap 1 mEq/L penurunan Na dari 140, base deficit meningkat

dengan –1 (Na 130 = BDE –10 = asidosis dilusional).

Normal Cl = 102– untuk tiap 1 mEq/L peningkatan Cl dari 102, base deficit meningkat

dengan – 1 (Cl 110 = BDE –8 = asidosis hiperkloremik– untuk tiap 1 mEq/L penurunan Cl dari 100, base excess meningkat

dengan +1 (Cl90 = BDE +12 = alkalosis hipokloremik, klorida sensitif.

Albumin normal = 42 g/L atau 4,2 g/dL– untuk tiap 0,4, ada 1 mEq/L peningkatan base excess (Tabel 2 di

bawah).

158

Tabel 12. Base Deficit Excess penyesuaian serum albumin.10

Berikut ini adalah suatu contoh penggunaan pendekatan ini:Seorang wanita 75 tahun masuk ke ICU dengan necrotizing

fasciitis (infeksi nekrotik). Tujuh hari setelah masuk ICU, setelah beberapa kali debridement dan sementara dengan ventilasi mekanik, hasil laboratorium menunjukkan kadar Na+ 146 mEq/L, Cl– 113 mEq/L, K+ 4,6 mEq/L, TCO2 25 mEq/L, Urea 19 mEq/L, Creat 1,1, Albumin 6 g/L (0,6 mg/dL), pH 7,45, PO2 121 mmHg, PCO2 39 mmHg, HCO3

– 27, BDE +3,3.

Pengamatan sepintas hasil laboratorium ini tidak mengesankan apa–apa, mungkin hanya ada suatu alkalosis metabolik ringan. Dengan menggunakan pendekatan Stewart – Fencl – Story gambaran menjadi berbeda:

BDENaCl = (146 – 113) – 38 = –5 BDEAlb = 0,25 (42 – 6) = +9 BDEcalc = BDENaCl – BDEAlb = (–5) – (+9) = +4 BDE–BDEcalc = (–3,3) – (+4) = 0,7

Pada kasus ini, pasien mempunyai suatu alkalosis hipoalbuminemik yangsignifikan,alkalosiskontraksidanasidosishiperkloremik.Semuasecara klinik bermakna, walaupun tampak gas darah sepertinya normal.

159

Dua hari kemudian, setelah elektrolit dikoreksi dengan pemberian salin hipotonik, kesadaran pasien menurun dan terjadi hipotensi. Pemeriksaan darah selanjutnya menunjukkan:

Na+ 140 mEq/L, Cl– 103 mEq/L, K+ 4,6 mEq/L, TCO2 24 mEq, Urea 19 mEq/L Creat 2,1, Albumin 6 g/L, pH 7,38, PO2 121 mmHg, PCO2 38 mmHg, HCO3

– 23, BDE –0,3. BDENaCl = (140 – 103) – 38 = –1 BDEAlb = 0,25 (42 – 6) = +9 BDEcalc = BDENaCl – BDEAlb = (–1) – (+9) = –8 BDEgap = BDE – BDEcalc = (–0,3) – (–8) = – 7,7

Base deficit gap pasien –7,7 menunjukkan ada unmeasured anion. Sebagian berasal dari laktat, laktat serum diukur 4,5 mEq/L. Unmeasured anion sisanya sebesar 2,2 mEq/L dianggap dari asam–asam ginjal tetap. Jadi pasien mempunyai asidosis laktat dan asidosis ginjal walau dengan suatu gas darah tampak normal. Penting diketahui, dengan menghitung anion gap yang dikoreksi untuk albumin didapat nilai 22, menunjukkan luasnya asidosis.

Gangguan Keseimbangan Asam–Basa10,18

Gangguan asam–basa adalah suatu bagian penting dari pemeriksaan laboratorium pada pasien sakit kritis. Ada enam abnormalitas asam–basa primer:1. Asidosis karena peningkatan PaCO2

2. Asidosis karena penurunan SID – peningkatan klorida (hiperkloremik) – penurunan natrium (dilusional) / peningkatan free water3. Asidosis karena peningkatan ATOT

– hiperfosfatemia, hiperproteinemia4. Alkalosis karena penurunan PaCO2

5. Alkalosis karena peningkatan SID– penurunan klorida (hipokloremik), peningkatan natrium (kontraksional)

/ penurunan free water6. Alkalosis karena penurunan ATOT

– hipofosfatemia, hipoalbuminemia

160

Penting untuk merealisasikan bahwa tubuh menggunakan mekanisme kompensatori spesifik untuk mengembalikan pH secara agresif keposisi istirahatnya. Ini diselesaikan melalui buffer yang berbeda–beda, perubahan ventilasi dan perubahan dalam penanganan sejumlah ion–ion oleh ginjal. Sehingga pH mungkin “dalam batas normal” walaupun abnormalitas asam basa bermakna. Pengecualian adalah asidosis respiratorik akut.

Asidosis respiratorik akut akibat hipoventilasi. Ini dapat akibat dari kehilangan dorongan respiratorik, kelainan neuromuskular atau dinding dada atau rapid shallow breathing, yang meningkatkan ruang rugi ventilasi.

Alkalosis respiratorik akut disebabkan oleh hiperventilasi. Penyebab kelainan ini adalah ansietas, stimulasi pusat respirasi (seperti terjadi pada keracunan salisilat) atau ventilasi buatan yang berlebihan. Alkalosis respiratorik akut sering menyertai asidosis metabolik akut. Pada kasus–kasus ini, pengurangan PCO2 dari baseline (biasanya 40 mmHg) sama dengan besarnya base deficit. Contohnya, pada seorang pasien dengan asidosis laktat akut dengan laktat 10 mEq/L akan mempunyai base deficit –10, dan PaCO2 30 mmHg. Suatu PCO2

yang lebih tinggi dari yang diharapkan menyebabkan suatu masalah aparatus respiratorik. Suatu keadaan seperti itu dapat timbul, contohnya, pada seorang pasien trauma dengan asidosis laktat sekunder akibat kehilangan banyak darah dan dada tergirik (flail chest), menyebabkan asidosis respiratorik.

Asidosis metabolik akut akibat dari suatu perubahan SID atau ATOT. SID berubah ketika jumlah relatif anion–anion kuat terhadap kation–kation kuat berubah. Ini dapat disebabkan oleh kelebihan anion, seperti terjadi dengan asidosis laktat, asidosis ginjal, ketoasidosis dan asidosis hiperkloremik, atau kehilangan kation, seperti terjadi dengan diare berat atau renal tubular asidosis. Asidosis juga akibat dari peningkatan free water relatif terhadap ion–ion kuat–asidosis dilusional, yang terjadi dengan pasokan cairan hipotonik berlebihan, intoksikasi tertentu – metanol, etilen glikol atau isopropil alkohol atau hiperglikemia. Hiperfosfatemia, yang meningkatkan ATOT, paling umum dihubungkan dengan asidosis gagal ginjal. Hiperalbuminemia adalah sangat luar biasa; namun pada kholera, bila berhubungan dengan hemokonsentrasi, ini dikaitkan dengan asidosis.

161

Pada asidosis metabolik akut, tiga diagnosis harus diselidiki segera– asidosis laktat (kirim pemeriksaan laktat serum – ia akan mencerminkan besarnya base deficit), ketoasidosis karena diabetes (pasien seharusnya hiperglikemia dan keton urin positif) dan gagal ginjal akut dibuktikan dengan ureum dan kreatinin tinggi dan total CO2 rendah.

Yang terakhir adalah suatu diagnosis eksklusi. Adanya suatu natrium serum rendah (<135 mEq/L) harus menyadarkan klinikus terhadap kemungkinan suatu asidosis dilusional disebabkan oleh intoksikasi alkohol. Alkohol seperti etanol, metanol, isopropil alkohol dan etilen glikol adalah molekul–molekul yang aktif secara osmotik yang mengekspansi air ekstrasel.

Glukosa dan manitol mempunyai efek yang sama tapi juga mendorong diuresis karena molekul–molekul cukup kecil untuk difilter oleh ginjal. Intoksikasi alkohol harus diduga dengan adanyasuatuosmolargap.Inididefinisikansebagaisuatuperbedaanantaraosmolalitas serum yang terukur dan yang dihitung lebih besar dari 12 mOsm, menunjukkan adanya unmeasured osmolar.

Asidosis ginjal disebabkan oleh akumulasi ion–ion kuat hasil metabolisme yang diekskresikan secara eksklusif oleh ginjal. Ini termasuk sulfat dan format. Tambahan lagi, ada kumulasi suatu asam lemah, fosfat.

Pemberian cairan intravena kepada pasien–pasien mempunyai dampakyangsignifikanpadakeseimbanganasam–basa(Tabel13).Ada perubahan–perubahan dalam volume free water, SID dan ATOT (secara prinsip albumin).

‘Asidosis dilusional’ akibat dari pemberian air murni ke cairan ekstra-sel (yang adalah alkalin). Ini dapat terjadi dengan pemberian volume besar cairan yang mempunyai SID = 0 : Dekstrosa 5%, Salin 0,9% (keduanya Na+ dan Cl– mengandung 154 mEq), atau salin hipertonik. Asidosis dilusional karena itu akibat dari suatu pengurangan natrium serum atau suatu peningkatan klorida relatif terhadap natrium. “Asidosis hiperkloremik” ini sering kali terlihat dalam kamar bedah setelah pemberian dalam jumlah besar larutan salin 0,9%, albumin 5%, atau hetastarch 6% (keduanya diformulasikan dalam salin). Kellum10 telah memperlihatkan bahwa seekor anjing sepsis yang diobati dengan larutan ringer laktat dan hydroxyethylstarch 5% yang dilarutkan dalam ringer laktat (keduanya dengan suatu SID 20) mengalami asidosis lebih sedikit dan bertahan hidup lebih lama dibandingkan dengan yang diobati dengan larutan salin normal.

162

Apa relevansinya asidosis hiperkloremik? Brill dkk menjumpai bahwa asidosis karena hiperkloremia dihubungkan dengan hasil–akhir yang lebih baik daripada yang disebabkan oleh asidosis laktat atau ketoasidosis.10

Ini mendukung anggapan bahwa masalah yang mendasari me ning kat-kan risiko pasien. Namun, asidosis metabolik, tanpa memandang asalnya, dapat menyebabkan depresi kontraktilitas miokardium, mengurangi curah jantung, membatasi perfusi jaringan. Asidosis menyebabkan inaktivasi kanal–kanal kalsium membran dan menghambat peng-lepasan norepinefrin dari serabut–serabut saraf simpatik. Ini meng-akibatkan vasodilatasi dan maldistribusi aliran darah. Lebih lanjut, asidosis metabolik berhubungan dengan peningkatan insiden mual dan muntah pasca bedah. Tingkat klorida plasma memengaruhi tonus arteriolar afferen melalui kanal–kanal kalsium yang diaktifkan oleh klorida dan memodulasi penglepasan renin. Hiperkloremia dapat mengurangi aliran darah ginjal dan laju filtrasi glomerulus.Hiperkloremia mengurangi aliran darah splangnikus.44 Dalam suatu penelitian relawan sehat, larutan salin normal berhubungan dengan pengurangan luaran urin dibandingkan dengan ringer laktat. Akhirnya, dalam suatu penelitian prahidrasi cairan untuk mencegah nefropati kontras, penggunaan natrium bikarbonat dihubungkan dengan suatu pengurangan absolut11,9%risikocederaginjal(didefinisikandengansuatu peningkatkan 25% kreatinin).

Alkalosis metabolik prebedah biasanya asal iatrogenik. Pasien hiperventilasi dengan gagal respiratori kronik mengakibatkan alkalosis metabolik akut karena alkalosis kompensatorik kronik dengan kehilangan klorida dalam urin. Lebih sering, alkalosis dihubungkan dengan peningkatan SID karena kelebihan natrium. Akibat dari pemberian cairan dimana natrium di bufer oleh ion–ion lemah, sitrat (dalam produk darah), asetat (dalam nutrisi parenteral) dan tentunya, bikarbonat.

Gangguan tunggal paling penting dalam kimia asam–basa pada pasien sakit kritis adalah hipoalbuminemia. Ini adalah ubiquetious (ada dimana–mana) dan menyebabkan suatu alkalosis metabolik yang tidak dapat diperkirakan. Ini dapat menutupi perubahan–perubahan signifikandalamSID,sepertiasidemialaktat.Pasien–pasiensakitkritisrentanterhadapperubahan–perubahansignifikanSIDdanfree water.

163

Pengisapan nasogastrik menyebabkan kehilangan klorida, sementara diare menimbulkan kehilangan natrium dan kalium. Drain bedah dapat mengeluarkan cairan–cairan dengan bermacam konsentrasi elektrolit (pankreas, contohnya, mensekresikan cairan kaya natrium). Demam, banyak keringat, oozing jaringan dan sirkuit ventilator dengan humidifikasi tak adekuat semua menimbulkan kehilangan volumecairan insensible yang besar dan alkalosis kontraksi.

Diuretika loop dan gagal ginjal poliuria dapat dihubungkan dengan alkalosiskontraksiyangsignifikankarenakehilangankloridadanfree water.

Pemberian infus kepada pasien–pasien sakit kritis mungkin bertanggung jawab atas perubahan–perubahan kimia serum yang tidak diketahui. Banyak antibiotika, seperti piperazillin – tazobactam, dilarutkan dalam larutan kaya natrium. Yang lain seperti vancomycin, diberikan dalam jumlah besar free water (Dekstrosa 5%). Lorazepam dilarutkan dalam propilin glikol, volume besar larutan ini akan menyebabkan asidosis metabolik serupa dengan yang terlihat dengan etilen glikol.

Continuous renal replacement therapy (CRRT) digunakan pada sakit kritis untuk melakukan hemofiltrasi dan hemodialisis pasien–pasien yang secara hemodinamik tak stabil. Rocktaschel10 dkk telah menunjukkan bahwa CRRT memecahkan asidosis gagal ginjal akut dengan mengambil ion–ion kuat dan fosfat. Tapi, alkalosis metabolik terjadi karena terbukanya alkalosis metabolik karena hipoalbuminemia.

Dampak Cairan Resusitasi Pada Keseimbangan Asam–Basa17

SID cairan yang diberikan kepada pasien mempunyai dampak pada keseimbangan asam–basa, terutama pada waktu resusitasi bila jumlah yang diberikan banyak. Contohnya adalah asidosis metabolik hiperkloremik yang disebabkan larutan salin normal. Larutan salin normal mengandung natrium dan klorida dalam konsentrasi masing–masing 154 mmol/L, membuat cairan ini agak hipertonik dan mudah menjadi asidosis. Dengan pemberian jumlah besar larutan salin normal (NaCl 0,9%), suatu kelebihan anion kuat klorida relatif diberikan ke kandungan plasma darah ‘normal’. SID dari NaCl 0,9% sesungguhnya 0 (Tabel 13). Untuk mempertahankan elektronetralitas, kelebihan klorida

164

akan mendorong peningkatan konsentrasi H+ dari disosiasi air. Ringer laktat mengandung natrium, klorida, kalium, kalsium dan laktat dalam konsentrasi relatif sama dengan yang di plasma. Sesungguhnya, SID ringer laktat adalah 28 mmol/L, jauh lebih dekat ke SID plasma darah manusia. Karena itu, Ringer laktat tampak sebagai suatu cairan yang lebih tepat untuk resusitasi masif. Tapi, pada ada dehidrasi karena muntah yang eksesif dan kehilangan klorida, cairan pengganti dengan NaCl 0,9 % akan lebih tepat. Karena itu, pemilihan cairan untuk resusitasi harus memperhitungkan keseimbangan asam–basa yang mendasarinya dan tipe proses dehidrasinya. Ketika suatu imbalans terjadi, biasanya tidak ada pengobatan spesifik yang diperlukan. Tapi, faktor–faktoryang dapat meningkatkan asidosis harus dihindarkan. Asidosis yang diinduksi hiperkloremik akan mengoreksi perlahan dan secara spontan; konsentrasi klorida akan normal umumnya setelah eliminasi ginjal.

Larutan mengandung dekstrose tidak mempunyai efek langsung pada keseimbangan asam–basa; tapi, produksi laktat mungkin meningkat, dan walaupun kekhawatiran meningkat, terutama pada ada cedera otak, tidak ada bukti jelas dari hasil akhir yang merugikan. Tapi, karena penelitian oleh van den Berghe dkk menganjurkan dengan kuat bahwa suatu pengendalian ketat glukosa (pada atau di bawah 6,1 mmol/L atau 110 mg/dL) mengurangi morbiditas dan mortalitas diantara pasien–pasien sakit kritis di ICU, suatu peningkatan glukosa serum harus ditangani dengan tepat.

Tabel 13. Kandungan elektrolit (mmol/L) dan strong ion difference beberapa cairan kristaloid dan koloid17

SID = strong ion difference (dianggap bahwa laktat, asetat dan glukonat dikonversikan menjadi HCO3

– dengan cepat

165

Substitusi plasma koloid menggunakan pelarut salin dapat juga menginduksi suatu asidosis metabolik hiperkloremik bila diberikan dalam jumlah besar. Hal serupa, juga demikian dengan koloid, pemberian infus klorida berlebihan adalah suatu faktor utama dalam asidosis metabolik hiperkloremik yang disebabkan salin atau dilusional. Dalam hal keseimbangan asam–basa, koloid baru yang menggunakan suatu larutan kristaloid seimbang sebagai pelarut (Hextend) mungkin menguntungkan. Suatu uji klinik prospektif acak terbaru pada pasien–pasien bedah usia lanjut memperlihatkan bahwa penggunaan larutan seimbang (dari pada dengan NaCl 0,9%0) dalam istilah SID dapat mencegah perkembangan asidosis metabolik hiperkloremik dan memberikan perfusi mukosa gaster lebih baik seperti dinilai dengan tonometri gaster. Human albumin tersedia dalam larutan 5% dan 25%. Larutan 5% menyebabkan suatu peningkatan volume intravaskular sama dengan volume yang diinfuskan, sedangkan larutan 25%, yang mempunyai tekanan osmotik sangat tinggi (70 mmHg), dapat memperluas volume intravaskular sampai dengan 5 kali volume yang diinfuskan. Albumin adalah suatu koloid dengan suatu SID lebih dekat dengan plasma darah normal, walaupun ia dapat bervariasi bergantung pada supplier.

Mengoreksi Gangguan Keseimbangan Asam–Basa10

Beberapa aspek pengobatan gangguan keseimbangan asam–basa dapat dibuktikan sendiri. Asidosis laktat diobati dengan resusitasi cairan dan pengendalian sumbernya. Diabetik ketoasidosis diobati dengan resusitasi cairan dan insulin. Asidosis ginjal berat di atasi dengan dialisis. Penggunaan natrium bikarbonat, pernah menjadi tatalaksana utama asam–basa, sekarang tidak lagi ditekankan. Tidak ada bukti bahwa pemberian bikarbonat memperbaiki hasil–akhir syok sirkulasi. Pemberian infus natrium bikarbonat mempunyai tiga efek:1. Ekspansi volume, karena larutan 7,5% adalah hipertonik (karena itu

memperbaiki perilaku kardiovaskular)2. Peningkatan SID, karena pemberian natrium tanpa disertai anion

kuat 3. Peningkatan pembentukan CO2

166

Hanya yang pertama mungkin berguna pada keadaan kekurangan volume yang banyak menyertai bentuk asidosis. Sementara banyak diskusi terfokus pada bikarbonat yang menginduksi asidosis intrasel, halinisecaraklinismenunjukkantidaksignifikan.Hiperkloremikatauasidosis dilusional (disebabkan oleh infus cairan intravena yang tidak tepat), diobati dengan meningkatkan SID cairan infus, contohnya dengan menginfuskan natrium tanpa klorida. Walaupun tidak ada cairan seperti itu yang tersedia di pasaran, orang dapat membuat secara mudah dengan melarutkan 3 ampul 7,5% natrium bikarbonat ke dalam 1 liter dekstrosa 5% atau air murni. Alternatif lain adalah menggunakan natrium asetat. Ini dijalankan sebagai cairan pemeliharaan (SID = 144) sampai base deficit kembali ke zero. Penambahan natrium adalah alkalosis “sensitif–klorida”, diobati dengan pemberian muatan bersih klorida – NaCl 0,9%, kalium klorida, kalsium klorida dan kadang–kadang hidrogen klorida. Penting untuk mengoreksi alkalosis sensitif klorida, karena tindakan kompensasi normal adalah hipoventilasi meningkatkan PaCO2, yang dapat menimbulkan CO2 narkosis, atau kegagalan melepas ventilasi mekanik.

Tidak ada pengobatan spesifik alkalosis hipoalbuminemia.Alkalosiskontraksi diobati dengan mengoreksi kekurangan free water meng-gunakan formula:

Asidosis ginjal diobati dengan dialisis untuk membuang fixed acid (asam tetap). Tapi, merubah SID dengan natrium bikarbonat atau natrium asetat dapat digunakan sebagai jembatan.

Asidosishiperkapniktidakmenariksecarasignifikandalambeberapadekade lalu. Ini berasal dari penggunaan permissive hypercapnia untuk mencegah ventilator associated lung injury pada ARDS. Ada akumulasi bukti bahwa hiperkapnia mempunyai suatu efek proteksi paru dan bahwa mengembalikan asidosis dapat mempunyai efek merugikan. Namun, pada pasien–pasien dengan asidosis hiperkapnia dan ada ketidakstabilan kardiovaskular, dianjurkan penggunaan THAM (Tris–Hydroxymethyl–Amino–Methane). Senyawa ini mentitrasi ion–ion hidrogen (misal, asam laktat atau CO2) sesuai dengan reaksi berikut:

167

THAM adalah suatu proton reseptor yang menghasilkan NH3+/

HCO3– tanpa membentuk CO2. Protonasi R–NH3

+ bersamaan dengan klorida, dieliminasi oleh ginjal. THAM mempunyai keuntungan yang signifikan mem–bufer asidosis tanpa meningkatkan natrium serumatau pembentukan CO2 lebih banyak.

Semua larutan harus memenuhi paksaan ekilibrium, konservasi massa dan netralitas elektrik. Karena itu, beberapa persamaan yang menggambarkan prinsip–prinsip ini harus dipenuhi secara simultan untuk larutan biologik kompleks apa saja. Menghitung nilai suatu variabel dependen, seperti [H+], klinisi memerlukan menyelesaikan perhitungan aljabar polinomial urutan ke–empat. Ini mungkin yang menjelaskan mengapa pendekatan Stewart lambat menjadi popular dalam praktik klinik dan mengapa penggunaan pendekatan tradisional tetap digunakan. Walau demikian, pendekatan Stewart terutama berguna untuk analisis gangguan asam–basa metabolik, yaitu yang disebabkan oleh perubahan baik [SID] atau [ATOT], atau keduanya. Anion tak terukur seperti asam laktat dan asam keto, terjadi dalam keadaan patologik, dapat diditeksi dan dihitung. Penggolongan kelainan asam–basa sesuai dengan kekacauan variabel–variabel independen memberikan suatu pemahaman yang jelas tentang masalah klinik primer agar terapi korektif terarah.

Kesimpulan1. Gangguan asam–basa penting diketahui karena bila berat dapat

menimbulkan disfungsi organ serebral, kardio–respirasi dan malah menganggu sistem imun.

2. Stewartmemperlakukancairantubuhsebagaisuatusistemfisika–kimia yang ditentukan berdasarkan prinsip kenetralan elektrik, konservasi massa dan ekilibrium disosiasi.

3. Berbeda dengan Henderson–Hasselbalch yang menyatakan pH di-tentu kan oleh bikarbonat, menurut Stewart perubahan pH cairan tubuh ditentukan oleh derajat disosiasi air menjadi ion hidrogen dan hidroksil, yang derajat disosiasinya ditentukan oleh variabel–variabel independen: strong ion difference (SID), asam–asam lemah (ATOT), dan pCO2.

168

4. Perhitungan Anion Gap (AG) digunakan untuk memperbaiki kekurangan perhitungan tradisional dengan menambahkan buffer non–bikarbonat atau buffer non–volatil. Diperbaiki lebih jauh dengan mengoreksi AG (AG corr) dengan memperhitungkan albumin.

5. Buffer Base (BB) digunakan untuk memperhitungkan semua komponen metabolik (bufer bikarbonat dan non–bikarbonat/non–volatil).

6. Base Deficit Excess (BDE) digunakan untuk menyingkirkan faktor respirasi (CO2) dengan pengukuran dilakukan pada pCO2 40 mmHg dan suhu 38oC. Sedangkan standard base excess (SBE) dengan cara yang sama tapi yang diukur adalah serum.

7. Story menyederhanakan metode Stewart, menilai gangguan asam–basa metabolik dengan memperhitungkan efek free water/NaCl dan efek albumin pada standard base excess, yang dapat menentukan efek ion tak terukur.

8. Asidemia metabolik akibat dari suatu penurunan SID plasma biasanya ditimbulkan oleh penambahan anion kuat (laktat, Cl, anion kuat lain yang “unmeasured”). Sebaliknya, alkalemia metabolik terjadi bila SID plasma meningkat baik karena akibat penambahan kation kuat tanpa disertai anion kuat (misal NaHCO3) atau oleh pembuangan anion kuat tanpa kation kuat (misal pengisapan cairan lambung).

9. Perubahan ATOT dapat menyebabkan gangguan asam basa metabolik. Albumin merupakan variabel tambahan utama dari analisis asam–basa yang dipertimbangkan Stewart (Hipoalbuminemia dapat menyebabkan alkalosis metabolik dan hiperalbuminemia menyebabkan asidosis metabolik).

10. Menghindari pemberian cairan yang mengandung salin dalam jumlah besar dapat membantu mencegah insiden asidosis hiperkloremik

Daftar Pustaka1. Arieff AJ, Gertz EW, Park R, et al. Lactic acidosis and the cardiovascular system

in the dog. Clin Sci. 1983; 64: 573–5802. Kellum JA, Song M, Li J. Lactic and hydrochloric acids induce different patterns of

inflammatoryresponseinLPS–stimulatedRAW264.7cells.AmJPhysiolRegulIntergr Comp Physiol. 2004; 286: R686–R692

169

3. Kellum JA, Song M, Almasri E. Hyperchloremic acidosis increases circulating inflammatorymoleculesinexperimentalsepsis.Chest.2006;130:962–967.

4. Waters J. Using Stewart for Clinical Gain 2001. Available in website: http://www.anaesthetist.com/icu/elec/ionz

5. Stewart PA. Independent and dependent variables of acid–base control. Respir Physiol. 1978; 33(1): 9–26.

6. Stewart PA. Modern quantitative acid–base chemistry. Can J Physiol Pharmacol. 1983; 61(12): 1444–61.

7. Sirker AA, Rhodes A, Grounds RM, Bennett EDE. Acid–base physiology: the ‘traditional’ and the ‘modern’ approaches. Anaesthesia. 2002; 57(4): 348–56.

8. Kellum J. Welcome to Acid Base pHorum. Acid Base pHorum. http://www.ccm.upmc.edu/education/resources/phorum.html/ 2005.

9. Watkinson P. The Stewart hypothesis of acid–base balance. AnesthesiaUK: Acid base: Stewart hypothesis and hyperchloremic acidosis. 10/10/2007 http://www.frca.co.uk

10. Neligan PJ, Deutschman CS. Acid base balance in critical care medicine. Department of Anesthesia University of Pennsylvania 2005.

11. MustafaI,GeogeY.Keseimbanganasambasa:BagianII:Patofisiologi,diagnosisdan terapi. RS Jantung Harapan Kita. 2006

12. Figge J, Jabor A, Kazda A, Fencl V. Anion gap and hypoalbuminemia. Crit Care Med. 1998; 26:1807–10.

13. Fencl V, Jabor A, Kazda A, Figge J. Diagnosis of metabolic acid–base disturbances in critically ill patients. Am J Respir Crit Care Med. 2000; 162: 2246–51.

14. Fencl V, Leith DE. Stewart’s quantitative acid–base chemistry: Applications in biology and medicine. Respir Physiol. 1993; 91:1–16.

15. GilfixBM,BiqueM,MagderS.Aphysicalchemicalapproachtotheanalysisofacid–base balance in the clinical setting. J Crit Care. 1993; 8:187–97.

16. Story DA, Morimatsu H, Bellomo R. Strong ions, weak acids and base excess: a simplifiedFencl–Stewartapproachtoclinicalacid–basedisorders.BrJAnaesth.2004; 92: 54–60.

17. Leblanc M. Acid–base balance in acute renal failure and renal replacement therapy. Best Practice & Research Clinical Anaesthesiology 2004, 18(1):113–127

18. Rastegar A. Clinical utiliy of Stewart’s method in diagnosis and management of acid–base disorders. Clin J Am Soc Nephrol. 2009; 4:1267–1274.

.

170

BAB 6Aplikasi Klinik Pendekatan Pada

Gangguan Keseimbangan Asam-Basa

Saat ini terdapat dua metode (pendekatan) untuk memperoleh informasi adanya gangguan kesimbangan asam–basa di klinik. Baik metode tradisional Henderson–Hasselbalch maupun metode baru Stewart, keduanya memiliki keunggulan dan kelebihan masing–masing, namun keduanyapun memiliki kelemahan dan kekurangan. Pengetahuan mengenai kedua metode ini membawa setiap klinikus sadar bahwa untuk memperoleh informasi akurat mengenai gangguan keseimbangan asam–basa diperlukan pendekatan secara sistematik.

Sistematika pendekatan akan membantu setiap klinikus menuju informasi dan analisis yang akurat mengenai gangguan keseimbangan asam–basa. Sistematika tersebut terujud dalam langkah–langkah yang diuraikan sebagai berikut.

I. Menurut metode Henderson–Hasselbalcha. Satu jenis gangguan keseimbangan asam–basa.

1) Identifikasi gangguan primer denganmelihat pH.Klasifikasi atasgangguan keseimbangan asidosis (< 7,35) atau alkalosis (> 7,45).

2) Identifikasipenyebabgangguanasidosis/alkalosisdenganmem-per hatikan parameter respiratorik (PaCO2) atau indeks metabolik (HCO3

–)3) Bila pH dalam rentang normal dan jenis gangguan tidak jelas,

maka lakukan penilaian di daerah mana pH berada. – Bila pH <7,4 atau berada di daerah terendah dari rentang

normal (7,35–7,40), maka jenis gangguan adalah asidosis. – Bila pH > 7,4 atau berada di daerah atas rentang normal

(7,40–7,45), maka jenis gangguannya adalah alkalosis.

171

Hal ini didasari pada konsep, bahwa respons kompensasi tidak pernah lengkap di setiap saat. Bila jenis gangguannya adalah asidosis dan pH turun hingga 7,35 maka repons kompensasi akan membawa pH kembali ke nilai terendah pada rentang normal. Hal yang sama terjadi pada alkalosis. Bagaimanapun, perlu disadari bahwa nilai pH normal dapat disebabkan oleh adanya gangguan gabungan kedua jenis (mixed acid–base disturbance, dua jenis gangguan keseimbangan asam–basa; campuran asidosis dan alkalosis).

4)Setelahdiperolehklasifikasigangguanasam–basasecaraseder-hana, yaitu asidosis (pH < 7,35) dan atau alkalosis (pH > 7,45), rentang normal rendah (7,35–7,40) dan rentang normal tinggi (7,40–7,45) maka langkah berikut adalah memperhatikan parameter ventilasi (PaCO2) dan indeks metabolik (HCO3

– atau BE).

Berdasarkan ini, gangguan keseimbangan asam–basa sederhana dapat dibedakan atas 12 kelainan.(a) pH < 7,35 (asidosis)

(i) Asidosis respiratorik akut (Acute ventilatory failure): – PaCO2 > 45 mm Hg, HCO3–/BE normal.

(ii) Asidosis respiratorik jenis partially compensated: – PaCO2 > 45 mm Hg, HCO3–/BE meningkat.

(iii) Asidosis metabolik akut (Uncompensated) : – PaCO2 35–45 mm Hg, HCO3–/BE menurun.

(iv) Asidosis metabolik jenis partially compensated: – PaCO2 < 35 mm Hg, HCO3–/BE menurun.

(b) pH > 7,45 (alkalosis)(v) Alkalosis metabolik jenis partially compensated:

– PaCO2 > 45 mm Hg, HCO3–/BE meningkat.

Pada penderita sadar dengan sistim saraf baik, jarang di-jumpai PaCO2 > 60 mmHg sebagai respons terhadap alkalosis metabolik. Namun pada penderita–penderita dengan penurunan kesadaran, PaCO2 dapat meningkat lebih tinggi.

(vi) Alkalosis metabolik (Uncompensated): – PaCO2 = 35–45 mm Hg, HCO3–/BE meningkat.

172

(vii) Alkaslosis respiratorik akut alkalosis (Acute alveolar ventilation): – PaCO2 < 35 mm Hg, HCO3–/BE normal. (viii) Alkalosis respiratorik jenis partially compensated: – PaCO2 < 35 mm Hg, HCO3

–/BE menurun.(c) pH 7,35–7,40 (rentang normal rendah) (ix) Asidosis repiratorik jenis compensated (Chronic ventilatory failure): – PaCO2 > 45 mm Hg, HCO3

–/BE meningkat (x) Asidosis metabolik compensated : – PaCO2 < 35 mm Hg, HCO3

–/BE menurun(d) pH 7,40–7,45 (rentang normal tinggi) (xi) Alkalosis respiratorik jenis compensated (Chronic alveolar hyperventilation): – PaCO2 < 35 mm Hg, HCO3

–/BE menurun (xii) Alkalosis metabolik jenis compensated: – PaCO2 > 45 mm Hg, HCO3

–/BE meningkat5) Selanjutnya, lakukan penilaian adanya respons kompensasi

untuk status gangguan keseimbangan (akut/kronik) dan adanya inappropriate compensation untuk deteksi gangguan kese-imbangan campuran (mixed) yang terselubung.

6) Lakukan perhitungan anion gap (AG): Pada asidosis, tentukan adanya asidosis dengan AG tinggi (normal 12 ± 2 mEq/L) atau asidosis dengan AG rendah.

7) Lakukan penilaian status hipoksemia:– PaO2 harus dinilai bersama dengan FiO2 – Usia dan rasio oksigenasi harus dihitung untuk menentukan

derajat shunting.

b. Gabungan (campuran) gangguan keseimbangan asam–basa.Mixed acid–base disorders ditandai oleh adanya kedua jenis gangguan asam–basa yang berlangsung pada saat bersamaan. Kondisiiniseringdijumpaidiklinik.Identifikasisangatpentinguntukmenentukan terapi.

Beberapa petunjuk menuju suatu bentuk gangguan keseimbangan gabungan (campuran) antara lain:

173

(a) Acute PaCO2 – pH relationship: Pada asidosis respiratorik, pH turun 0,06 setiap peningkatan

PaCO2 10 mm dan pH naik 0.1 setiap penurunan PaCO2 10 mm dimulai dari level PaCO2 40 mm Hg dengan faktor koreksi 0,03. Bila pH aktual melebihi nilai pH diperkirakan ± 0.03, maka kondisi ini disertai adanya alkalosis metabolik. Bila pH aktual kurang nilai pH diperkirakan ± 0,03, maka kondisi ini disertai adanya asidosis metabolik. Adanya abnormalitas metabolik dapat dikonfirmasidengan adanya perubahan pada indeks metabolik (HCO3

– atau base excess). Bila terjadinya kedua kondisi tidak dapat dinilai pada prosedur konfirmasi ini, maka hal tersebut menunjukkan telah terjadi kesalahan teknik pada pemeriksaan.

(b) Inappropriate Compensation: Proses kompensasi tidak pernah tercapai lengkap dan dengan adanya

inappropriate compensation memungkinkan adanya mixed disorder terdeteksi. Lakukan penilaian PaCO2 pada asidosis metabolik dan alkalosismetabolikuntukidentifikasiadanyagangguankesimbanganasam–basa respiratorik. Pada asidosis metabolik, bila PaCO2 lebih tinggi dari yang diperkirakan, maka kondisi ini menunjukkan adanya asidosis respiratorik. Bila PaCO2 lebih rendah, maka kondisi ini menunjukkan adanya asidosis metabolik.

Sebaliknya pada alkalosis respiratorik, bila dijumpai HCO3– lebih

rendah dari nilai yang diperkirakan, maka kondisi ini menunjukkan adanya asidosis metabolik (additional). Bila HCO3

– lebih tinggi, maka kondisi ini menunjukkan adanya alkalosis metabolik (additional).

(c) Bandingkan peningkatan anion gap dengan turunnya HCO3– plasma:

Pada tipe asidosis metabolik disertai peningkatan anion gap, penurunan HCO3

– biasanya sebanding dengan peningkatan anion gap. Bila peningkatan anion gap plasma melebihi penurunan HCO3

– maka dijumpai alkalosis metabolik (additional). Bila penurunan HCO3

– jauh lebih besar dibandingkan peningkatan anion gap, baik anion gap normal maupun meningkat, maka dijumpai asidosis metabolik (additional).

(d) Temporal inconsistencies : Kompensasi renal maksimal berlangsung sampai dengan

2–3 hari. Bila kompensasi maksimal renal ini berkelanjutan, maka

174

kondisi ini menunjukkan adanya gabungan kedua jenis gangguan keseimbangan asam–basa.

(e) Riwayat klinik, tanda vital dan penilaian analisis gas darah serial merupakan metode paling penting dalam menentukan adanya mixed acid–base disorders.

Beberapa kondisi (penyakit) yang kerap menunjukkan adanya kedua jenis gangguan asam–basa di klinik, antara lain:1. Asidosis metabolik/Asidosis respiratorik edema pulmoner berat,

cardiopulmonary arrest.2. Asidosis metabolik/Alkalosis respiratorik: gagal ginjal dengan muntah,

penyakit hati berat.3. Asidosis metabolik/Alkalosis metabolik: gagal ginjal dengan muntah,

ketoasidosis alkohol dengan muntah.4. Alkalosis metabolik/Asidosis respiratorik: PPOK dengan muntah

atau pemberian diuretik.

175

CONTOH KASUSGANGGUAN KESEIMBANGAN ASAM-BASA

PADA PREEKLAMPSIA BERAT

Seorang wanita berusia 35 tahun G2P0A1 dengan kehamilan 38–40 minggu dengan tekanan darah tinggi dan bengkak kedua tungkai disertai nyeri kepala dan gangguan penglihatan.

PadapemeriksaanfisiksaatmasukRS,penderitadalamkeadaansadardengan tekanan darah 170/110 mmHg, laju jantung 68 kali/menit, frekuensi pernapasan 42 kali/menit, suhu 36,6°C dan BB 50 Kg. Saturasi oksigen (pulse oximeter) menunjukan 94% pada udara kamar. Foto toraks menunjukan kardiomegali. Pemeriksaan laboratorium menunjukan Hb 11,7 g/dL, leukosit 14.600 U/L, trombosit 300.000 U/L, PT kontrol 14,4 detik, pasien 14,2 detik, INR 0,98, aPTT kontrol 33,40 detik, pasien 32,40 detik. TT kontrol 13,3 detik, pasien 13,0 detik. Ureum 20 mg/dL, kreatinin 0,7 mg/dL. SGOT 17 U/L, SGPT 10/µL. Na 135 mEq/L, K 3,6 mEq/L, Cl 105 mEq/L. Glukosa darah sewaktu 84 mg/dL. Proteinuria +++.

Pada penderita ini dilakukan terminasi kehamilan dengan prosedur seksio sesaria menggunakan anestesi regional epidural. Selama operasi, secara klinik hemodinamik stabil dengan oksigenasi adekuat. Tekanan darah berkisar 120–140/60–90 mmHg, laju jantung 75–90 kali/menit, saturasi oksigen (pulse oximeter, SpO2) 92–94%. Lahir bayi laki–laki dengan BB 2500 g, Apgar Score 8/9. Pasca bedah, penderita dirawat di ICU.

Pemantauan hari pertamaKeadaan umum sadar dengan tekanan darah 112–140/65–80 mmHg,

laju jantung (pemantauan melalui monitor) 90–140 kali/menit, laju pernapasan 19–24 kali/menit (menggunakan face mask dengan reservoir), suhu 37,2°C. Produksi urin 20 mL/jam. Edema pretibia (+). Hasil pemeriksaan kardiologi menunjukkan kardiomegali, mendapatkan furosemid 20 mg/12 jam.

Pemeriksaan analisis gas darah (dengan FiO2 60%, 6L/menit): pH 7,416, PaCO2 26,7 mmHg, PO2 58,0 mmHg, HCO3

– 16,7 mEq/L, CO2 total 17,6 mEq/L, BE –6,0 mEq/L, SpO2 91,1%. Na 136 mEq/L, K 4,6 mEq/L, Cl 112 mEq/L, glukosa darah sewaktu 102 mg/dL, ureum 43 mg/dL, kreatinin 0,6 mg/dL. D–dimer 2400.

176

Diberi diet cair melalui NGT sebesar 1.500 kkal, dan cairan intra vena Ringers’ Lactate 1500 mL/24 jam.

Pemantauan hari keduaPasien sadar, tekanan darah 105–110/50– 90 mmHg, laju jantung 900–

104 kali per menit, frekuensi napas 22–30 kali per menit, dijumpai end systolic murmur, suhu 37,3oC, produksi urin 30 mL/jam.

Pemeriksaan analisis gas darah: pH 7,473, PCO2 23.5 mmHg, PaO2 69,5 mmHg, HCO3

– 18,8 mEq/L, CO2 total 18 mEq/L, BE –4,6 mEq/L, SaO2 95,3%. Na 137 mEq/L, K 3,6 mEq/L, Cl 112 mEq/L. Albumin 2,4 g/dL. Glukosa darah sewaktu 84 mg/dL. Ureum 66 mg/dL, kreatinin 1,2 mg/dL. D–dimer 2300. SGOT 66 U/L, SGPT 13 U/L, Bilirubin total 1,82 mg/dL, Bilirubin direk 0.44 mg/dL, alkali fosfatase 441 mg/dL. PT/ aPTT / TT: 18,2 (13.5) detik / 31,7 (29,8) detik / 12,9 (11) detik.

Pemantauan hari ketigaPasien sadar dengan tekanan darah 103–110/63–84 mmHg, laju jantung 96–

108 kali per menit, laju napas 24–26 kali per menit, suhu 37,3oC. Pemeriksaan analisis gas darah (dengan FiO2 60%): pH 7,317, PaCO2 33,9 mmHg, PaO2 67,7 mmHg, HCO3

– 16,9 mEq/L, CO2 total 18 mEq/L, BE – 9,2 mEq/L, SaO2 92,3 %. Na 135 mEq/L, K 4,1 mEq/L, Cl 113 mEq/L.

Pemeriksaan lainnya: Prothrombin time (PT) 11,1–13,1 detik, Thrombin time (TT) 16–24 detik, activated partial thromboplastin time (aPTT) 22,1–35,1 detik. PT meningkat menunjukkan intrinsic coagulation. Pemanjangan waktu ini menunjukkan adanya defisiensi faktor VIII, vitamin K atau pemberianantikoagulan. Demikian pula halnya dengan aPTT (intrinsic coagulation). Pemanjanganwaktumenunjukkanadanyadefisiensi atau inhibisi terhadapfaktor VIII. Sedangkan pemanjangan aPTT dan PT bersamaan dijumpai pada defisiensifaktorX,V,IIdanIX.TT menunjukkan fibrinogen conversion.

Pemantauan hari keduabelas, pasien meninggalPemeriksaan analisis gas darah: pH 7,213, PCO2 44,5 mmHg, PaO2 108,3

mmHg, HCO3– 17,5 mEq/L, CO2 total 18,9 mEq/L, BE –10,3 mEq/L, SaO2 92,9%

(dengan FiO2 100 %). Na 140 mEq/L, K 5,2 mEq/L, Cl 116 mEq/L. Albumin 3,2 g/dL. Glukosa darah 109 mg/dL. Ureum 239 g/dL, kreatinin 7,28 g/dL

177

Hari I Analisis gas darah: pH 7,416, PO2 58,0 mmHg, PaCO2 26,7 mmHg, SaO2 91,1%, HCO3

– 16,7 mEq/L, CO2 total 17,6 mEq/L, BE –6,0 mEq/L, Elektrolit: Na 136 mEq/L, K 4,6 mEq/L, Cl 112 mEq/L

Metode Henderson–Hasselbalch Metode StewartAnalisis1. pH berada pada rentang normal (antara 7,35–

7,45)2. PaCO2 (26,7 mmHg) menunjukkan jenis gangguan

alkalosis respiratorik sebagai kompensasi asidosis metabolik.

3. Dalam keraguan, terlihat pH berada pada batas atas rentang normal (7,416), menunjukkan alkalosis

4. Dari 12 jenis kelainan, tidak dijumpai kesesuaian.5. Terlihat adanya inappropriate compensation6. Anion gap

AG = ([Na+] + [K+]) – ([CI–] + [HCO3–])

= (136+4,6) – (112+16,7) = 11,9 (normal), hal ini menunjukkan asidosis yang terjadi disebabkan hiperkloremia.

7. Informasi mengenai hipoksemia ditunjukkan oleh nilai PO2 58 mmHg. Dengan FiO2 60%, SaO2 91,1%, seharusnya PO2 60 mmHg.

Kesimpulan dari data di atas adalah alkalosis respiratorik dengan asidosis metabolik hiperkloremik.

Analisis data di atas menunjukkan adanya gabungan kedua jenis gangguan keseimbangan asam – basa.a. Melihat penurunan PaCO2 (40–26,7 = 13,3):

– Penurunan PaCO2 sebesar 10 mmHg akan menyebabkan peningkatan pH 0,10. Pada kasus ini terjadi peningkatan pH sebesar 0,13. Maka pH 7,40 menjadi 7,53

Alkalosis respiratorik terjadi akibat hiperventilasi dapat disebabkan oleh ventilasi artifisial atau sebagai kompensasi asidosis metabolik.b. Melihat rendahnya HCO3

– (16,7 mEq/L) dibandingkan dengan anion gap (normal), maka kondisi ini sangat menunjang adanya asidosis metabolik (additional). Dengan demikian, pada kasus ini dijumpai kedua jenis gangguan, yaitu alkalosis dan asidosis metabolik.

Analisis• Strong ion difference (SID) dan Strong

ion gap (SIG) tidak dapat dihitung, karena data kadar laktat, albumin, Ca2+ Mg2+ dan PO4 tidak diperoleh.

• Berdasarkan efek Na dan Cl pada BE, maka diperoleh perhitungan sbb:

[136] – [112] – 38 = –14 Berdasarkan efek albumin pada BE, maka diperoleh perhitungan sbb:0,25 [42 – 2,4] = 9,9Berdasarkan efek ion pada BE, maka diperoleh perhitungan sbb:SBE – efek NaCl – efek albumin[–6,0] – [–14] – [9,9] = –1,9

SID = [Na+ + K+] –[ Cl–] SID = [136 + 4,6] – 112SID = 140,6 – 112 SID = 28,6SID normal berkisar antara 38 – 40 mEq/L, perhitungan data di atas menunjukkan adanya asidosis metabolik.

Hiperkloremik menyebabkan penurunan renal bloodflowdanglomerularfiltrationrate(dalamhal ini ditunjukkan oleh peningkatan ureum/kreatinin dan produksi urin) serta hypoperfusi splangnikus (ditunjukkan oleh peningkatan liver function test SGOT/SGPT).

Tatalaksana hiperkloremik dalam hal ini adalah menurunkan SID cairan (infus) yang diberikanMemberikan cairan cairan infus tanpa Na dan ClPemberian sodium bikarbonat 7.5% yang dilarutkan dalam 1 L larutan Dekstrosa 5%Atau larutan sodium asetat

178

Hari II Analisis gas darah: pH 7,473, PCO2 23.5 mmHg, PaO2 69,5 mmHg, HCO3

– 18,8 mEq/L, CO2 total 18 mEq/L, BE –4,6 mEq/L, SaO2 95,3%. Elektrolit: Na 137 mEq/L, K 3,6 mEq/L, Cl 112 mEq/L. Albumin 2,4 g/dL

Metode Henderson–Hasselbalch Metode Stewart1. pH menunjukkan alkalemia2. PaCO2 (¯ <35 mmHg) menunjukkan jenis

gangguan asidosis metabolik. Kadar HCO3

– (¯) menunjukkan jenis gangguan asidosis metabolik partially compensated.

3. Terlihat pH berada pada batas atas rentang normal (7,473), menunjukkan alkalosis

4. Dari 12 jenis kelainan, dijumpai alkalosis respiratorik partially compensated.

5. Terlihat adanya inappropriate compensation

6. Anion gap AG = ([Na+] + [K+]) – ([CI–] + [HCO3

–])AG = (137 + 3.6) – (112 + 18.8) AG = 140.6 – 130.8 AG = 9,8 (rendah)

7. Hipoksemia ditunjukkan oleh nilai PaO2, 69,5 namun disayangkan tidak ada data FiO2.

Kesimpulan dari data di atas adalah alkalosis disertai asidosis metabolik hiperkloremik dengan AG rendah.

Analisis data di atas terlihat adanya gabungan kedua jenis gangguan keseimbangan asam – basa.a. Melihat acute PaCO2–pH relationship,

terlihat penurunan PaCO2 (40–23,5) atau 16,5; maka pH naik kl 0,2. Artinya, pH sebenarnya adalah 7,473 – 0,2 atau 7,273 (asidosis)

b. Melihat rendahnya HCO3– (18,8 mEq/L),

maka kondisi ini sangat menunjang adanya asidosis metabolik.

c. Melihat rendahnya HCO3– (18,8 mEq/L)

jauh lebih rendah dibandingkan dengan penurunan anion gap (9,8), maka kondisi ini sangat menunjang adanya asidosis metabolik.

Analisis• Strong ion difference (SID) (Na+ + K+ + Ca2+ + Mg+) – (Cl–) = (HCO3

– + Laktat + Albumin + fosfat)Tidak ada data Ca, Mg dan laktat, meski diperoleh data albumin.• Kadar albumin rendah (2,4)

merupakan informasi sangat berharga, menyebabkan peningkatan SID yang selanjutnya menyebabkan alkalosis.

•

179

Hari III Analisis gas darah:pH 7,473, PCO2 33,9 mmHg, PaO2 67,7 mmHg, HCO3– 16,9 mEq/L, CO2 total 18 mEq/L,BE –9,2 mEq/L, SaO2 92,3 %. Elektrolit: Na 135 mEq/L, K 4,1 mEq/L, Cl 113 mEq/L.

Metode Henderson–Hasselbalch Metode Stewart1. pH menunjukkan alkalosis2. PaCO2 (↓ <35 mmHg) menunjukkan

jenis gangguan asidosis metabolik. Kadar HCO3

– (↓) menunjukkan jenis gangguan asidosis metabolik partially compensated.

3. Terlihat pH berada pada batas atas rentang normal (7,473), menunjukkan alkalosis

4. Dari 12 jenis kelainan, dijumpai alkalosis respiratorik partially compensated.

5. Terlihat adanya inappropriate compensation

6. Anion gap AG = ([Na+] + [K+]) – ([CI–] + [HCO3

–]) = (135 + 4,1) – (113 + 16,9) = 141,1 – 129,9 = 9,2 (rendah)7. Hipoksemia ditunjukkan oleh nilai PaO2,

67,7 namun disayangkan tidak ada data FiO2.

Kesimpulan dari data di atas adalah asidosis metabolik hiperkloremik dengan AG rendah.

Analisis data di atas menunjukkan adanya gabungan kedua jenis gangguan keseimbangan asam – basa.a. Melihat acute PaCO2–pH relationship,

terlihat penurunan PaCO2 (40–33,9) atau 6,1; maka pH naik kl 0,1. Artinya, pH sebenarnya adalah 7,473–0,1 atau 7,373 (rentang normal)

b. Melihat rendahnya HCO3– (16,9 mEq/L),

maka kondisi ini sangat menunjang adanya asidosis metabolik.

c. Melihat rendahnya HCO3– (16,9 mEq/L)

jauh lebih rendah dibandingkan dengan penurunan anion gap (9,2), maka kondisi ini sangat menunjang adanya asidosis metabolik

Analisis• Strong ion difference (SID) (Na+ + K+ + Ca2+ + Mg+) – (Cl–) = (HCO3

– + Laktat + Albumin + fosfat)Tidak ada data Ca, Mg dan laktat, meski diperoleh data albumin.

180

Hari XII Analisis gas darah: pH 7,213, PCO2 44,5 mmHg, PaO2 108,3 mmHg, HCO3

– 17,5 mEq/L, CO2 total 18,9 mEq/L, BE –10,3 mEq/L, SaO2 92,9% (FiO2 100 %). Elektrolit: Na 140 mEq/L, K 5,2 mEq/L, Cl 116 mEq/L. Albumin 3,2 g/dL.

Metode Henderson–Hasselbalch Metode Stewart1. pH menunjukkan asidosis

2. PaCO2 (↓ < 35 mmHg) dengan kadar HCO3

– (↓) menunjukkan jenis gangguan asidosis metabolik partially compensated.

3. Terlihat pH turun (7,213), menunjukkan asidosis

4. Dari 12 jenis kelainan, dijumpai asidosis metabolik partially compensated.

5. Terlihat adanya inappropriate compensation

6. Anion gap

AG = ([Na+] + [K+]) – ([CI–] + [HCO3–])

= (140 + 5,2) – (116 + 17,5) = 145,7 – 133,5 = 12,2 (normal)

7. Hipoksemia tidak ada.

Kesimpulan dari data di atas adalah asidosis metabolik dengan AG normal.

Analisis• Strong ion difference (SID)

(Na+ + K+ + Ca2+ + Mg+) – (Cl–) = (HCO3– +

Laktat + Albumin + fosfat)Tidak ada data Ca, Mg dan laktat, meski diperoleh data albumin.

Pada hari kedua perhitungan anion gap, menunjukkan hasil sebagai berikut: AG = ([Na+] + [K+]) – ([CI–] + [HCO3

–]) = (137 + 3,6) – (112 + 18,8) = 140,6 – 130,8 = 9,8

Perhitungan di atas menunjukan AG masih dalam batas normal (Normal AG = 12 ± 2 mEq/L).

Dengan melibatkan nilai albumin sebagai faktor yang ikut berperan; diperoleh nilai AG sebagai berikut: AG = AG + 2,5 x (Albumin normal – Albumin aktual) = 9,8 + 2,5 (4.2 – 2.4) = 14,3Nilai tersebut menunjukan AG masih dalam batas normal (Normal AG = 12 ± 2 mEq/L).

181

Pada hari ketiga, perhitungan anion gap, menunjukkan hasil sebagai berikut: AG = ([Na+] + [K+]) – ([CI–] + [HCO3

–]) = (135 + 4,1) – (113 + 16,9) = 139,1 – 129,9 = 9,2

kembali, pada hari ketiga ini nilai tersebut menunjukan AG masih sedikit di bawah batas normal (Normal AG = 12 ± 2 mEq/L).

Penilaian berdasarkan nilai–nilai pH, BE dan AG tidak memberikan informasi adanya gangguan keseimbangan karena berdasarkan nilai–nilai tersebut di atas:1) Pada hari pertama dan ketiga, pH dalam rentang 7,35–7,452) Pada hari pertama dan ketiga BE–6 dan –4,63) Tanda–tanda vital umum (TD, N, S dan P) dalam batas relatif normal.

Pada hari pertama dan kedua, terlihat adanya mixed acid–base disturbance (gabungan atau campuran dari kedua jenis gangguan keseimbangan asam–basa); mencerminkan bertanya gangguan keseimbangan yang terjadi. Sangat disayangkan SID dan SIG tidak dapatdihitungkarenatidakadadata.SIDdanSIGsebagaikonfirmasigangguan keseimbangan yang terjadi.

Dalam menafsirkan penilaian, beberapa faktor harus diperhitungkan secara seksama. Salah satunya adalah perhitungan sederhana kerangka–kerja untuk eyeballing kimia sebagaimana diuraikan berikut ini.―Untuk kenaikan 1 mEq/L Na+ di atas 140 mEq/L, BE meningkat +1,

dan ―Untuk penurunan 1 mEq/L Na+dibawah140mEq/LBEmenurun−1 Pada kasus ini: Na+ = 136 mEq/L, maka terjadi penurunan BE sebesar

4 angka, atau BE = –4 mEq/L―Untuk kenaikan 1 mEq/L Cl di atas 102 mEq/L, BE menurun –1, dan ―Untuk penurunan 1 mEq/L CI– di bawah 102 mEq/L, BE meningkat +1 Pada kasus ini: CI– = 112 mEq/L, maka terjadi penurunan BE sebesar

10 angka, atau BE = –10 mEq/L―Untuk penurunan kadar albumin 0,4 g/dL di bawah 4,0 g/dL, BE

meningkat +1 Pada kasus ini: Albumin pada hari kedua 2,4 g/dL, terjadi penurunan sebanyak 1,6 angka, atau BE meningkat sebesar = 1,6/0,4 = +4 angka

182

Hasil perhitungan BE dari mesin di hari pertama –6,0 mEq/LBerdasarkan perhitungan eyeballing, maka nilai BE yang seharusnya adalah: (–6) – {(–4) + (–10)} – (+4) = –16 mEq/L

Hari kedua belasNa+ 140 mEq/L Normal Cl 116 mEq/L Hiperkloremia.

Kenaikan: 116–102 mEq/L = 14 mEq/L, artinya terjadi penurunan BE sebesar 14 angka atau BE = –14 mEq/L

Albumin 3.2 g/dL Terdapat penurunan albumin dari 4.0 – 3,2 g/dL atau 0,8 angka. Artinya BE mengalami peningkatan sebesar 0,8/0,4 atau +2 mEq/L

Diperberat adanya hiperkloremik, terjadi perubahan nilai BE. Perubahan ini mengaburkan nilai BE yang sesungguhnya.Dengan demikian, nilai BE sesungguhnya adalah:BE berdasarkan perhitungan mesin gas darah + (–14) – (+2) = (–10,3) + (–14) – (+2) = –22 mEq/L dan ini menunjukan kondisi asidosis metabolik berat.

Perbandingan PCO2/ HCO3– normal berkisar 40. Pada kasus ini

dijumpai 58/16,7 X 24 atau sama dengan 83. Hal ini menunjukan kekacauan sistem pengaturan keseimbangan.

Karena nilai HCO3– serum di bawah 19 mEq/L dihubungkan dengan

efek detrimental (merusak), dianjurkan untuk mempertahankan HCO3–

serum di atas 22 mEq/L.Asidosis metabolik memiliki konsekuensi detrimental, terutama bila

berlangsung lama. Asidosis metabolik diikuti peningkatan katabolisme jaringan dan pemecahan protein oleh aktivasi ATP–dependent ubiquitin proteasome dan branched–chain ketoacid dehydrogenase degradative pathways. Asidosis metabolik tempak terlibat dalam denutrition dan muscle wasting process dari pasien–pasien gagal ginjal stadium akhir. Asidosis metabolik juga merupakan suatu faktor dalam resistensi insulin. Asidosis menyebabkan tumpulnya respons ter-hadap katekolamin/vasopressor, menimbulkan depresi kontraktilitas miokardium, dan predisposisi terjadinya aritmia. Karenanya,untuk menghindari timbulnya konsekuensi yang tidak diinginkan tersebut, asidosis metabolik harus segera diatasi.

183

SIG (strong ion gap) atau SID (strong ion difference) serupa dengan AG yang digunakan untuk menghitung anion tak terukur pada analisis asidosis metabolik tradisional. Tidak seperti AG, SIG tidak dipengaruhi oleh variasi konsentrasi albumin atau asam laktat; karenanya lebih menggambarkan mekanisme yang mendasari terjadinya suatu asidosis metabolik secara tepat.

SIG normal adalah nol yang menunjukkan bahwa pada keadaan normal (sehat), sangat sedikit dijumpai ion–ion kuat dalam plasma selain dari sodium, potassium, kalsium, magnesium, klorida, dan asam laktat.Merupakan pilihan lain sebagai pengganti AG. SIG adalah suatu parameter yang bersumber dari [SID]. Berdasarkan definisi, [SID]harus sesuai dan sama jumlah muatan positif dan negatif (electrically neutral). Muatan negatif diwakili oleh A dan CO2 total.

[ATOT] adalah konsentrasi total dari asam lemah non volatil, fosfat anorganik, albumin dan protein serum.

Keterangan: ATOT = asam lemah non volatil, Pi= fosfat inorganik PrTOT = protein total)

Pada kasus ini sulit untuk menghitung SIG (SID) karena nilai–nilai Ca2+, Mg2+, PO4 tidak diketahui (tidak diperiksa), sehingga adanya asidosis tidak terdeteksi.

Rangkuman 1. Melalui pendekatan metode Henderson–Hasselbalch saja sulit

atau tidak terdeteksi adanya gangguan keseimbangan asam basa berat pada kasus ini, yaitu asidosis metabolik disertai alkalosis yang terjadi secara bersamaan. Nilai pH menunjukan dalam batas normal karena dijumpai hipoalbuminemia yang menyebabkan reabsorpsi bikarbonat meningkat.

2. Dengan pengembangan metode Henderson–Hasselbalch selanjutnya yang memperhitungkan albumin sebagai faktor yang berperan

5

[ATOT] adalah konsentrasi total dari asam lemah non volatil, fosfat anorganik,

albumin dan protein serum.

Keterangan: ATOT = asam lemah non volatil, Pi= fosfat inorganik PrTOT = protein total)

Pada kasus ini sulit untuk menghitung SIG (SID) karena nilai–nilai Ca2+, Mg2+,

PO4 tidak diketahui (tidak diperiksa), sehingga adanya asidosis tidak terdeteksi.

Rangkuman

1. Melalui pendekatan metode Henderson–Hasselbalch saja sulit atau tidak

terdeteksi adanya gangguan keseimbangan asam basa berat pada kasus ini,

yaitu asidosis metabolik disertai alkalosis yang terjadi secara bersamaan.

Nilai pH menunjukan dalam batas normal karena dijumpai hipoalbuminemia

yang menyebabkan reabsorpsi bikarbonat meningkat.

2. Dengan pengembangan metode Henderson–Hasselbalch selanjutnya yang

memperhitungkan albumin sebagai faktor yang berperan mempengaruhi

keseimbangan asam basa, diperoleh nilai AG – koreksi. Perhitungan anion

gap koreksi (dengan memperhitungkan faktor albumin) juga menunjukkan

nilai dalam batas normal.

3. Dari data yang diperoleh, dapat ditelusuri kondisi yang mendasari kelainan

ini, antara lain:

• Adanya hipervolemia disertai gangguan sirkulasi, meski secara klinik

hemodinamik stabil.

• Adanya perubahan tekanan hidrostatik dan onkotik menyebabkan

terganggunya GFR yang berlanjut dengan gagal ginjal akut. 5

[ATOT] adalah konsentrasi total dari asam lemah non volatil, fosfat anorganik,

albumin dan protein serum.

Keterangan: ATOT = asam lemah non volatil, Pi= fosfat inorganik PrTOT = protein total)

Pada kasus ini sulit untuk menghitung SIG (SID) karena nilai–nilai Ca2+, Mg2+,

PO4 tidak diketahui (tidak diperiksa), sehingga adanya asidosis tidak terdeteksi.

Rangkuman

1. Melalui pendekatan metode Henderson–Hasselbalch saja sulit atau tidak

terdeteksi adanya gangguan keseimbangan asam basa berat pada kasus ini,

yaitu asidosis metabolik disertai alkalosis yang terjadi secara bersamaan.

Nilai pH menunjukan dalam batas normal karena dijumpai hipoalbuminemia

yang menyebabkan reabsorpsi bikarbonat meningkat.

2. Dengan pengembangan metode Henderson–Hasselbalch selanjutnya yang

memperhitungkan albumin sebagai faktor yang berperan mempengaruhi

keseimbangan asam basa, diperoleh nilai AG – koreksi. Perhitungan anion

gap koreksi (dengan memperhitungkan faktor albumin) juga menunjukkan

nilai dalam batas normal.

3. Dari data yang diperoleh, dapat ditelusuri kondisi yang mendasari kelainan

ini, antara lain:

• Adanya hipervolemia disertai gangguan sirkulasi, meski secara klinik

hemodinamik stabil.

• Adanya perubahan tekanan hidrostatik dan onkotik menyebabkan

terganggunya GFR yang berlanjut dengan gagal ginjal akut.

184

memengaruhi keseimbangan asam basa, diperoleh nilai AG – koreksi. Perhitungan anion gap koreksi (dengan memperhitungkan faktor albumin) juga menunjukkan nilai dalam batas normal.

3. Dari data yang diperoleh, dapat ditelusuri kondisi yang mendasari kelainan ini, antara lain:• Adanya hipervolemia disertai gangguan sirkulasi, meski secara

klinik hemodinamik stabil.• Adanya perubahan tekanan hidrostatik dan onkotik menyebabkan

terganggunya GFR yang berlanjut dengan gagal ginjal akut.• Ekskresi ion H+ meningkat mengakibatkan reabsopsi bikarbonat

meningkat; diikuti peningkatan pH.• Asidosis hiperkloremik bersifat fatal tidak terdeteksi dan tidak

diatasi. • Nilai Cl yang tinggi dan HCO3

– yang rendah menyebabkan nilai AG berada dalam rentang normal.

4. Melalui perhitungan eyeballing dan pendekatan menggunakan metode Stewart seyogyanya asidosis metabolik dan respiratorik yang berlangsung pada kasus ini dapat terdeteksi. Sangat disayangkan nilai–nilai yang diperlukan tidak diperoleh karena tidak dilakukan pemeriksaan.

185

Contoh Kasus 2Luka Bakar Kritis

Seorang pria berusia 42 tahun dengan luka bakar 52% derajat 2–3 terkena api letupan tiner (pengencer cat) 12 jam sebelum masuk rumah sakit; dirujuk dari RS A. Pada surat rujukan, tercantum cairan yang telah diberikan sebanyak 6L Ringers’ Lactate dalam 8 jam pertama. Tidak ada keterangan lain.

Pada pemeriksaan fisik dijumpai paenderita gelisah dengan LBmengenai muka, disertai edema seluruh muka terutama kedua palpebra superior, dan kedua bibir disertai hipersekresi (drooling). Laju pernapasan sulit dihitung dan dijumpai bunyi napas. Dilakukan penilaian jalan napas melalui pemeriksaan laringoskopik, dijumpai edema jalan napas atas. Segera dilakukan intubasi, penghisapan sekret jalan napas (dijumpai deposit karbon) dan pemberian oksigen. Pasca intubasi, pernapasan 24 kali/menit dan penderita lebih tenang.

Selanjutnya dilakukan pemasangan jalur intravena menggantikan jalur yang telah terpasang sebelumnya di tungkai bawah, dan dilakukan pengambilan sampel darah untuk pemeriksaan laboratorium. Suhu rektal menunjukan 36,1oC

Dilakukan pemasangan kateter vena sentral, setelah pengukuran dijumpai (–4) cm H2O atau sama dengan (–5,04) mmHg. Setelah pemasangan pipa nasogastrik, dilakukan tes retensi dengan pemberian larutan NaCl isotonik 50 mL. Setelah satu jam, melalui pipa nasogastrik terpantau cairan produksi lambung bewarna coklat gelap 120mL. Melalui kateter urin terlihat urin bewarna gelap 50mL. Pengukuran mean arterial pressure (MAP) pada monitor menunjukan 62 mmHg.

Pada pemeriksaan laboratorium diperoleh hasil sebagai berikut. Kadar hemoglobin (Hb) 21 g/dL dengan hematokrit (Ht) 56 vol%, leukosit 19.000 /uL dan trombosit 256.000 /uL. Glukosa darah sewaktu 316 g/dL, kadar asam laktat 6,8 mmol/L. SGOT 471 U/L, SGPT 72 U/L, ureum 52 mg/dL kreatinin 1,2 mg/dL. Kadar albumin 2,1 g/dL. PTT 93,2 detik dan aPTT 49,1 detik.

Analisis gas darah (AGD) menunjukan pH 7,32, PO2 86 mmHg, PCO2 31,4 mmHg, HCO3

– 18,5 mEq/L, BE –21 mEq/L dan saturasi O2 96,1%. Kadar elektrolit: Na 136 mEq/L, K 3,4 mEq/L dan Cl 112 mEq/L. Ca serum 2,6 mmol/L, Ca ion 0,7 mmol/L.

186

Metode Henderson–Hasselbalch Metode Stewart1. pH menunjukkan asidosis

2. PaCO2 (↓ <35 mmHg) menunjukkan jenis gangguan asidosis metabolik akut. Kadar HCO3

– (↓) dan BE ( –21) menunjukkan jenis gangguan asidosis metabolik.

3. Terlihat pH turun (7,32), menunjukkan asidosis

4. Dari 12 jenis kelainan, dijumpai asidosis metabolik partially compensated.

5. Terlihat adanya inappropriate compensation

6. Anion gap

AG = ([Na+] + [K+]) – ([CI–] + [HCO3–])

= (136 + 3,4) – (112 + 18,5) = 139,4 – 130,5 = 8,9 (rendah)

7. Hipoksemia PO2 menunjukkan tren penurunan (86 mmHg).

Kesimpulan dari data di atas adalah asidosis metabolik dengan AG rendah.

Analisis•Strong ion difference (SID)

(Na+ + K+ + Ca2+ + Mg+) – (Cl–) = (HCO3

– + Laktat + Albumin + fosfat)SID (tanpa data Mg) = (136 + 3,4) – (112) = 18,5+ 6,8 + 2,1)3, atau lebih besar dari 0.Hal ini menunjukkan kekacauan anion.

PembahasanKasus ini memenuhi kriteria luka bakar kritis berdasarkan luas luka

bakar (>25% TBSA), dengan cedera inhalasi dan syok luka bakar yang ditegakkan berdasarkan nilai CVP rendah (–5.04 mmHg) ditunjang hemokonsentrasi (Hb 21 g/dL dan Ht >40 vol%) dan MAP < 65 mmHg. Pemeriksaan lain yang menunjang syok secara klinik/laboratorik adalah: 1) cairan produksi lambung bewarna gelap, 120 mL dalam 1 jam, 2) SGOT dan SGPT mengalami peningkatan; 1 dan 2 menunjukan adanya hipoperfusi splangnikus, 3) anuria ditunjang peningkatan kadar ureum menunjukan adanya acute kidney injury (AKI), 4) gangguan perfusi ditunjukkan oleh penurunan PO2 (86 mmHg), PCO2 (31,4 mmHg), HCO3

– (18,5 mEq/L), dan penurunan BE (–21 mEq/) disertai peningkatan kadar glukosa darah sewaktu (316 g/dL) dan kadar asam laktat (6,8 mmol/L).

187

Ada dua hal yang menyebabkan terganggunya perfusi–oksigenasi pada kasus ini, yaitu 1) cedera inhalasi (gangguan asupan oksigen) dan 2) hipovolemia yang nyata menyebabkan gangguan sirkulasi. Keduanya menyebabkan gangguan keseimbangan asam–basa (asidosis metabolik dan asidosis respiratorik) pada saat bersamaan.

Bila dilihat dari pH (7.32) seseorang tidak akan menyadari bahwa seseimbangan asam–basa terganggu demikian berat; menganggap asidosis terkompensasi (normal, 7,35–7,45).

Informasi adanya gangguan terlihat dari perubahan nilai–nilai PO2 (86 mmHg), PCO2 (31.4 mmHg), HCO3

– (18.5 mEq/L), dan penurunan BE (–21 mEq/L). Sebagai pengujian kebenaran nilai AGD, terlihat nilai PCO2 / HCO3

– : 31,4/18,5 x 24 = 40,73.

Beberapa faktor memperkuat adanya asidosis berat pada kasus ini, antara lain:1. Perhitungan anion gap (AG): AG = ([Na+] + [K+]) – ([CI–] + [HCO3

–]) = (136 + 4,6) – (112 + 18,5) = 139,4 – 146,1 = -6,7

Perhitungan di atas menunjukan AG demikian besar (Normal AG = 12 ± 2 mEq/L) menunjukan menunjukan asidosis berat.

2. Perhitungan anion gap (AG) dengan mempertimbangkan albumin: AG = AG + 2.5 x (Albumin normal – Albumin aktual) = –6,7 + 2,5 (4,2 – 2,1) = –6,7 + 5,25 = –1,45 Nilai tersebut menunjukan AG sangat besar (Normal AG = 12 ± 2

mEq/L).

3. Memperhitungkan nilai BE (–21 mEq/L) dengan memperhatikan SID.a. Memperhitungkan peran natrium

- Untuk kenaikan 1 mEq/L Na+ di atas 140 mEq/L, BE meningkat +1, dan

- Untuk penurunan 1 mEq/L Na+di bawah 140 mEq/L BE menurun−1

188

Pada kasus ini: Na+ = 136 mEq/L, maka terjadi penurunan BE sebesar 4 angka, atau BE = –4 mEq/L.

b. Memperhitungkan peran klorida - Untuk kenaikan 1 mEq/L Cl– di atas 102 mEq/L, BE menurun

–1, dan - Untuk penurunan 1 mEq/L CI– di bawah 102 mEq/L, BE

meningkat +1 Pada kasus ini: CI– = 112 mEq/L, maka terjadi penurunan BE

sebesar 10 angka, atau BE = –10 mEq/Lc. Memperhitungkan peran albumin

- Untuk penurunan kadar albumin 0,4 g/dL di bawah 4,0 g/dL, BE meningkat +1

Pada kasus ini: Albumin 2,1 g/dL, terjadi penurunan sebanyak 1,9 angka, atau BE meningkat sebesar = 1,9/0,4 = + 4,75 angkaHasil perhitungan BE dari mesin –21,0 d. Memperhitungkan peran klorida

- Untuk kenaikan klorida di atas 102 terjadi penurunan BE sebesar 1 angka

Pada kasus ini: 112 – 102 mEq/L = 10 mEq/L, artinya terjadi penurunan BE sebesar 10 angka atau BE = –10 mEq/L

Berdasarkan perhitungan eyeballing, maka nilai BE yang sebenarnya adalah: (–21) – {(–4) + (–10)} – (+4,75) + (–10) = –20,75 (dibulatkan, –21). Perhitungan pada mesin sesuai dengan peran faktor–faktor SID.Kondisi ini menunjukan beratnya gangguan dan sekaligus menunjukkan ketidakmampuan tubuh melakukan kompensasi. Nilai ini merupakan pertanda prognosis buruk pada penderita ini.

RangkumanDalam interpretasi hasil pemeriksaan analisis gas darah (AGD)

dan elektrolit diperlukan pemahaman mengenai makna dari setiap nilai dan perlu dilakukan pengkajian.

Pada kasus ini, hasil AGD menghadirkan nilai–nilai yang menunjukan adanya gangguan keseimbangan asam–basa (asidosis metabolik) berat yang dialami penderita dan memberi informasi beratnya masalah

189

yang terjadi. Pengkajian dalam hal ini pengujian beberapa nilai menurut dua konsep yang ada (metode Henderson–Hasselbalch dan metode Stewart) ternyata bermanfaat dalam menghadirkan kebenaran informasi mengenai keadaan yang sesungguhnya terjadi.

Kesalahan yang kerap terjadi di klinik adalah terlalu cepat mengambil kesimpulan berdasarkan interpretasi terhadap satu nilai semata, dalam hal ini pH. Padahal, demikian banyak faktor yang berperan dan saling terkait hingga menghasilkan suatu resultan pH dalam tanda petik terkompensasi, atau bahkan kerap menunjukan rentang normal.

190

Contoh Kasus 3Penyakit Ginjal Kronik

Kasus ILaki–laki 34 tahun dengan keluhan utama mual muntah yang

semakin berat sejak 5 hari sebelum masuk rumah sakit. Pada riwayat penyakit sekarang, diperoleh informasi bahwa pasien mengeluh nyeri perut kanan atas, terasa berdenyut–denyut hilang timbul, terutama jika tangan/badan digerakkan. Keluhan ini dialami sejak 2 minggu yang lalu. Lebih lanjut, diperoleh informasi riwayat SIDA sejak 1 tahun yang lalu. Pada riwayat penyakit terdahulu, diperoleh informasi mengenai penyakit TB paru enam tahun yang lalu dan mendapat obat anti tuberkulosis selama enam bulan; telah dinyatakan sembuh.

Padapemeriksaanfisikdijumpaikesadarankomposmentis.Tekanandarah 100/60 mmHg, frekuensi nadi 80 kali/menit, isi cukup, frekuensi napas 18 kali/menit, suhu 37,8°C. Berat badan 45 Kg tinggi badan 161 cm, indeks massa tubuh 16,5. Pada pemeriksaan rongga mulut didapatkan oral trush dengan higiene mulut buruk, mukosa bibir basah.

Paru simetris dalam keadaan statis dan dinamis, sela iga tidak melebar, sonor di kedua lapang paru, vesikuler, dijumpai ronki basah kasar +/+. Abdomen lemas, tak ada nyeri tekan epigastrium, hepar teraba tiga jari di bawah arkus kosta, kenyal, tepi tumpul, permukaan licin. Limpa tidak teraba, tidak teraba massa. Tak ditemukan asites.

Pada pemeriksaan laboratorium didapatkan kadar Hb 11,7 , leukosit 8800 sel/mm3, trombosit 115.000 sel/mm3, ureum 122 mg/dL, kreatinin 5,8 mg/dL, SGOT 38 U/L, SGPT 14 U/L, kadar albumin 3,1 g/dL, globulin 5,4 g/dL, glukosa darah sewaktu 132 mg/dL, Na 124 mEq/L, K 3,5 mEq/L, 105 mEq/L, anion gap 10,3, osmolalitas plasma 275,66 mOsm/kg. Analisis gas darah pH 7,156, PCO2 24,6 mmHg, PO2 126,6 mmHg, Saturasi oksigen 98,2%, HCO3 8,7 mEq/L.

191

Pembahasan

1. Menurut metode Henderson–HaselbalchpH < normal, HCO3 rendah (delta dari normal : 24–8,7 = 15,3 mEq/L), pCO2 turun (delta dari normal: 40–24,6 = 15,4 mmHg). HCO3 turun menunjukkan pasien mengalami asidosis metabolik. Setiap penurunan HCO3 1 mEq/L, akan diikuti penurunan pCO2 sebesar 1,2 mmHg. Pada kasus ini HCO3 turun sebesar 15,3 mEq/L, jadi seharusnya PCO2 turun sebesar 18,36 mmHg. PCO2 diharapkan menjadi 21,64 mmHg, akan tetapi kenyataannya pada kasus adalah 24, 6 mmHg.Kesimpulan: Asidosis metabolik dan asidosis respiratorik.

Anion gap: 124–(105+8,7) = 10,3 mEq/L. Kadar albumin pasien adalah 3,1 g/dL, anion gap terkoreksi adalah sebesar 10,3 – {(4,4–3,1) x 2,5} = 7,05. Setiap penurunan albumin sebesar 1 g/dL dari nilai albumin 4,4 g/dL, anion gap turun sebesar 2,5 mEq/L.

Kesimpulan akhir gangguan keseimbangan asam basa menurut metode Henderson–Haselbalch adalah gabungan asidosis metabolik non anion gap dengan asidosis respiratorik.

Asidosis metabolikAnion gap yang normal pada kasus ini menunjukkan bahwa asidosis metabolik disebabkan terbuangnya bikarbonat. Terbuangnya bikarbonat dapat terjadi melalui ginjal atau melalui saluran cerna. Terbuangnya bikarbonat melalui ginjal disebabkan oleh karena gangguan reabsorpsi bikarbonat di tubulus proksimal pada kasus RTA (Renal Tubular Acidosis) tipe–2 oleh karena defek reabsorpsi bikarbonat yang menyebabkan ambang reabsorpsi bikarbonat turun sampai sebatas kadar bikarbonat darah mencapai kadar 15 mEq/L, atau kegagalan ekskresi ion–H atau NH4 di duktus koligentes pada kasus RTA tipe–1. Terbuangnya bikarbonat melalui saluran cerna dapat terjadi pada kasus enteritis. Untuk membedakan keduanya ini, harus dilakukan penghitungan anion gap urin. Anion gap dalam urin dapat dihitung dengan rumus: (Na+ + K+ – Cl–) urin. Bila hasilnya minus, artinya terjadi pembuangan bikarbonat melalui saluran cerna; bila hasilnya positif, artinya terjadi pembuangan bikarbonat melalui ginjal. Pada kasus ini, tidak dilakukan pemeriksaan Na, K, dan Cl dalam urin. Pada kasus ini juga tidak

192

ada riwayat gangguan saluran cerna, jadi dapat dikatakan bahwa bikarbonat terbuang melalui urin. Pada kasus dengan SIDA sangat dimungkinkan terjadi gangguan pada tubulus ginjal, sehingga etiologi asidosis metabolik pada kasus ini adalah suatu RTA. Kadar bikarbonat darah pada kasus ini adalah 8,7 mEq/L, sehingga sangat mungkin etiologi asidosis metabolik pada kasus ini adalah RTA tipe–1. Pada RTA tipe–2, kadar bikarbonat darah adalah antara 12–20 mEq/L.

Asidosis respiratorikAsidosis respiratorik pada kasus ini sangat dimungkinkan karena pada pemeriksaan fisik ditemukan ronki basah kasar di kedua lapanganparu sehingga menimbulkan gangguan ventilasi di alveoli paru.

2. Menurut metode StewartStrong Ion Difference (SID):Apparent SID atau SIDapp

Effective strong ion difference atau SIDeff

SIDapp = [Na+] + [K+] + [Ca++] + [Mg++] – [Cl–] – [laktat–]SIDapp normal bila nilainya adalah sebesar 40 mEq/L.Sehubungan dengan kadar ion–Ca, ion–Mg, dan laktat kadarnya kecil dibandingkan dengan kadar Na, K, dan Cl maka rumus untuk menghitung SIDapp adalah (Na+ + K+) – Cl–. Alkalemia atau pH meningkat bila SIDapp > 40 mEq/L, dan asidemia atau pH turun bila SIDapp < 40 mEq/L.

SIDeff = 12,2xPCO2/(10–pH)+[albumin]x(0,123xpH–0,631)+[PO4

–]x (0,309xph–0,469)

SIG = SIDapp – SIDeff

Dalam keadaan normal, SIG adalah sama dengan NOL.SIG > 0 menunjukkan asidosis organik (metanol, etilen glikol, atau salisilat). Karena data Ca, Mg, dan laktat pada kasus ini tidak ada, maka dengan rumus alternatif (Na+ + K+) – Cl–, SIDapp kasus ini adalah 22,5. Menurut Stewart, bila SIDapp kurang dari 40 maka hal ini menunjukkan keadaan asidosis metabolik, dengan anion gap normal.

193

Kesimpulan akhir gangguan keseimbangan asam basa menurut metode Stewart adalah asidosis metabolik dengan anion gap normal. Penetapan gangguan keseimbangan yang ideal adalah dengan melengkapi data yang diperlukan.

Data yang diperlukan pada penetapan adanya gangguan kese-imbangan asam basa menurut metode Stewart antara lain adalah Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl–, laktat–, PO4

–, pH, PCO2, dan kadar albumin darah.

Kasus IILaki–laki 72 tahun dengan keluhan utama luka di kaki kanan

yang semakin berat sejak 4 hari sebelum masuk rumah sakit. Riwayat penyakit sekarang, timbul luka di kaki kanan, melenting sejak tiga minggu sebelum dirawat. Pasien sudah berobat ke puskesmas. Di puskesmas, luka digunting, namun luka tidak menunjukkan perbaikan malahan setelah itu muncul 3 luka di punggung kaki yang semakin membesar. Pasien sebelumnya dirawat di RS A selama 6 hari karena keluhan sesak. Dari keterangan yang diperoleh, dikatakan terjadi radang paru. Pasien pulang dengan keadaan umum baik, namun luka tidak menunjukkan perbaikan.

Empat hari sebelum masuk perawatan, luka mulai bernanah. Pasien mengalami demam dengan suhu naik–turun disertai mual dan penurunan nafsu makan. Pasien berobat ke RSCM karena saran anaknya. Keluhan lain yang dialami antara lain penglihatan kabur seperti berkabut, buang air kecil berbusa, rasa kesemutan dan baal di kaki.

Sepuluh tahun yang lalu, pasien dinyatakan menderita diabetes melitus oleh dokter. Pengobatan di puskesmas diberikan glibenklamid 2 kali sehari 1 tablet; pasien berobat secara teratur.

Pada riwayat penyakit terdahulu, diketahui pasien mengalami TB paru sejak 3 tahun yang lalu, berobat selama 8 bulan dan dinyatakan sembuh. Pada riwayat penyakit keluarga, tidak dijumpai keluarga yang menderita penyakit diabetes mellitus. Tidak ada riwayat hipertensi, penyakit jantung, asma, alergi, penyakit kuning dan penyakit ginjal.

Pada penelusuran riwayat sosial ekonomi dan kebiasaan, diketahui pasien tidak bekerja; pensiun sebagai supir 15 tahun yang lalu. Berobat selalu dilakukan dengan pembayaran tunai. Pasien memiliki kebiasaan

194

merokok sejak > 20 tahun, 1 bungkus/hari, namun sudah berhenti merokok selama 10 tahun terakhir. Tidak ada riwayat kebiasaan minum jamu. Kadang pasien mengonsumsi pil rheumacyl.

Padapemeriksaanfisikdijumpaikesadaransomnolendantampaksakit berat. Tekanan darah 110/80 mmHg, frekuensi nadi 96 kali/menit, regular dan suhu 37,4oC. Frekuensi napas 24 kali/menit. Berat badan 72 kg, tinggi badan 170 cm, BMI 24,9. Turgor kulit cukup. Konjungtiva pucat. Pemeriksaan funduskopi tidak menunjukkan perdarahan dan eksudat +/+.

Pada pemeriksaan paru gerakan napas dada simetris dalam kondisi statis dan dinamis, dijumpai ronki basah kasar di kedua lapangan paru. Pada pemeriksaan jantung batas kiri jantung melebar. Bunyi jantung I dan II regular, tak ada murmur.Pada pemeriksaan abdomen tak ditemukan kelainan. Pada pemeriksaan ekstremitas, ankle brachial index 0,7.Pemeriksan laboratorium menunjukkan kadar Hb 8,9 g/dL, leukosit 23.200 sel/mm3, Trombosit 356.000 sel/mm3. Ureum 308 mg/dL, kreatinin 7,7 mg/dL, glukosa darah sewaktu 548 mg/dL. Na 138 mEq/L, K 4,6 mEq/L, Cl 104 mEq/L. Albumin 2,8 g/dL dan keton darah 4,1 .Pada pemeriksaan analisis gas`darah dijumpai pH 7,346, PCO2 18,9 mmHg, PO2 138,5 mmHg, HCO3 10,4 mEq/L, Saturasi O2 99,1%.

Pembahasan1. Menurut metode Henderson–Haselbalch

pH < 7,4; pCO2 < 40 mmHg (delta = 21,1); HCO3 < 24 mEq/L (delta = 13,6). pH yang rendah dengan HCO3 yang rendah menunjukkan suatu proses asidosis metabolik. Dengan delta HCO3 sebesar 13,6 mEq/L, maka seharusnya delta PCO2 adalah (13,6x1,2) = 16,32 dan PCO2 seharusnya sebesar 23,68 mmHg, akan tetapi pada kasus ini dijumpai PCO2 18,9 mmHg.

Pada kasus ini dijumpai kompensasi paru berlebihan mengarah pada alkalosis respiratorik sehingga pH darah mendekati normal, walau terdapat asidosis metabolik. Anion gap pada kasus ini (Na+ + K+ – Cl–), 38,6 mEq/L. Kadar albumin serum 2,8 mg/dL; sehingga anion gap koreksi adalah 38,6 – {(4,4–2,8) x 2,5} = 34,6. Adanya peningkatan anion gap menunjukkan adanya anion tak terukur pada kasus ini.

195

Kesimpulan akhir gangguan keseimbangan asam basa menurut metode Henderson–Haselbalch pada kasus ini adalah asidosis metabolik disertai peningkatan anion gap dan ganbungan dengan alkalosis respiratorik.

Asidosis metabolikAdanya peningkatan keton darah disertai riwayat diabetes mellitus

dengan peningkatan anion gap, menunjukkan bahwa pada kasus ini penyebab asidosis metabolik adalah akibat peningkatan asam hidroksi butirat atau suatu ketoasidosis diabetikum.

2. Menurut metode StewartSIDapp pada kasus ini dengan hanya memperhitungkan (Na+ + K+ – Cl–), adalah 38,6. SIDapp pada kasus ini < 40, menunjukkan suatu proses asidosis metabolik dengan anion gap meningkat.Kesimpulan akhir gangguan keseimbangan asam basa menurut metode Stewart (dengan catatan, hanya memperhitungkan Na K dan Cl) adalah asidosis metabolik dengan peningkatan anion gap.

Daftar Pustaka1. Barthwal MS. Analysis of Arterial Blood Gases — A Comprehensive Approach.

Review article. JAPI 2004; 52573–577.2. Magder S. Assessment of acid – base balance: A physical – chemical approach. In

Meakins – Christie Physiologic basis of respiratory disease. 699 – 708.3. Watkinson P. The Stewart hypothesis of acid–base balance. Acid Base:

Stewart Hypothesis and Hyperchloraemic acidosis. Available in website: www.anaesthesiauk.com

4. KellumJA.Disordersofacid–basebalance.ConciseDefinitiveReview–DellingerRP, Section Editor. Crit Care Med 2007; 35(11): 2630–2636.

5. Kaplan LJ, Frangos S. Clinical review: Acid–base abnormalities in the intensive care unit. Critical Care 2005, 9:198–203.

6. Rastegar A. Clinical Utility of Stewart’s Method in Diagnosis and Management of Acid–Base Disorders. Clin J Am Soc Nephrol 2009; 4: 1267–1274,

7. Story DA, Morimatsu H, Bellomo R. Strong ions, weak acids and base excess: a simplifiedFencl–Stewartapproachtoclinicalacid–basedisorders.BrJAnaesth.2004; 92 (1): 54–60.

8. Fencl, Jabor A, Kazda A, Figge J. Diagnosis of metabolic acid – base disturbances in critically ill patient. Am J Respir Care Med 2000; 162: 2246–2251.

196