Keseimbangan Asam Basa

Selamat malam teman - teman sejawat.

Pada kesempatan kali ini saya akan mengulas tentang Keseimbangan Asam Basa.

Apasih Asam dan Basa Itu ..?

Asam adalah setiap senyawa kimia yang melepas ion hidrogen kesuatu larutan atau kesenyawa biasa. Contoh asam klorida (HCl), yang berionisasi dalam air membentuk ion-ion hidrogen (H+) dan ion klorida (Cl-). Demikian juga, asam karbonat (H2CO3) berionisasi dalam air membentuk ion H+ dan ion bikarbonat (HCO3-).

Basa adalah senyawa kimia yang menerima ion hidrogen. Contoh, ion bikarbonat HCO3-, adalah suatu basa karena dapat menerima ion H+ untuk membentuk asam karbonat (H2CO3). Demikian juga fospat (HPO4) suatu basa karena dapat membentuk asam fospat (H2PO4). Protein-protein dalam tubuh juga berfungsi sebagai basa karena beberapa asam amino yang membangun protein dengan muatan akhir negatif siap menerima ion-ion hidrogen.

Asam kuat adalah asam yang berdisosiasi dengan cepat dan terutama melepaskan sejumlah besar ion H+ dalam larutan. Contohnya HCl. Asam lemah mempunyai lebih sedikit kecendrungan untuk berdisosiasikan ion-ionnya dan oleh karena itu kurang melepaskan H+. Contohnya H2CO3. Basa kuat adalah suatu basa yang secara cepat dan kuat dengan H+ dan oleh karena itu dengan cepat menghilangkannya dari larutan. Contoh ion hidroksil (OH-), yang bereaksi dengan cepat membentuk air (H2O).

Basa lemah adalah basa yang secara lemah bereaksi dengan ion H+. Contohnya HC03-.

Konsentrasi ion hidrogen dan pH

Pengaturan ion hidrogen yang tepat bersifat penting karena hampir semua aktifitas sistem enzim dalam tubuh dipengaruhi oleh konsentrasi ion hidrogen. Oleh karena itu perubahan konsentrasi hidrogen sesungguhnya merubah fungsi seluruh sel dan tubuh. Konsentrasi ion hidrogen dalam cairan tubuh normalnya dipertahankan pada tingkat yang rendah,dibandingkan dengan ion-ion yang lain,konsentrasi ion hidrogen darah secara normal dipertahankan dalam batas ketat suatu nilai normal sekitar 0,00004 mEq/liter. Karena konsentrasi ion hidrogen normalnya adalah rendah dan karena jumlahnya yang kecil ini tidak praktis, biasanya konsentrasi ino hidrogen disebut dalam skala logaritma dengan menggunakan satuan pH.

pH = log 1/H+
pH=-log H+
Normal H+ adalah 0,00000004 Eq/liter.oleh karena itu pH normal adalah:
pH= -log (0,00000004)
pH= 7,4

Dari rumus diatas,bahwa pH berhubungan terbalik dengan konsentrasi ion hidrogen. Oleh karena itu pH yang rendah berhubungan dengan konsentrasi ion hidrogen yang tinggi dan pH yang tinggi berhubungan dengan konsentrasi ion hidrogen yang rendah.

Seseorang dikatakan asidosis saat pH turun dari nilai normal dan dikatakan alkolosis saat pH diatas nilai normal. Batas rendah nilai pH dimana seseorang dapat hidup beberapa jam adalah sekitar 6,8 dan batas atas adalah sekitar 8,0.

Pengaturan perubahan konsentrasi ion hidrogen
Ada 3 sistem utama yang mengatur konsentrasi ion hidrigen dalam cairan tubuh untuk mencegah asidosis atau alkalosis:

• Sistem penyangga asam basa kimiawi cairan tubuh
• Pusat pernafasan
• Ginjal

Saat terjadi perubahan dalam konsentrasi ion hidrogen ,sistem penyangga cairan tubuh bekerja dalam waktu singkat untuk menimbulkan perubahan-perubahan ini. Sistem penyangga tidak mengeliminasi ion-ion hidrogen dari tubuh atau menambahnya kedalam tubuh tetapi hanya menjaga agar mereka tetep terikat sampai keseimbangan tercapai kembali. Kemudian sistem pernafasan juga bekerja dalam beberapa menit untuk mengeliminasi CO2 dan oleh karena itu H2CO3 dari tubuh. Kedua pengaturan ini menjaga konsentrasi ion hidrogen dai perubahan yang terlalu banyak sampai pengaturan yang ketiga bereaksi lebih lambat,Ginjal dapat mengeliminasi kelebihan asam dan basa dari tubuh. Walaupun ginjal relatif lambat memberi respon,dibandingkan sistem penyangga dan pernafasan, ginjal merupakan sistem pengaturan asam-basa yang paling kuat selama beberapa jam sampai beberapa hari.

Sistem penyangga ion-ion hidrogen dalam cairan tubuh

Penyangga adalah zat apapun yang secara terbalik dapat mengikat ion-ion hidrogen,yang segera bergabung dengan asam basa untuk mencegah perubahan konsentrasi ion hidrogen yang berlebihan. Sistem ini bekerja sangat cepet dan menghasilkan efek dalam hitungan detik. Ada 4 sistem penyangga dalam cairan tubuh

1. Sistem penyangga bikarbonat, sistem ini terdiri dari larutan air yang mengandung dua zat : asam lemah H2CO3 dan garam bikarbonat NaHCO3. H2CO3 dibentuk dalam tubuh oleh reaksi CO2 dan H2O,yang dikatalisator oleh enzim karbonik anhidrase. CO2 + H2O H2CO3. Karbonik anhidrase. Reaksi ini lambat dan sangat sedikit jumlah H2CO3 yang dibentuk kecuali bila ada enzim karbonik anhidrase. Enzim ini terutama banyak sekali didinding alveoli paru dan di sel-sel epitel tubulus ginjal. H2CO3 berionisasi secara lemah untuk memebentuk sejumlah kecil H+ dan HCO3- : H2CO3 ? H+ + HCO3-. Bila asam kuat seperti HCl ditambahkan kedalam larutan penyangga bikarbonat ,peningkatan ion hidrogen yang dilepas dari asam ( HCl ? H+ + Cl-) disangga oleh HCO3- : ?H+ + HCO3- ? H2CO3 ? CO2 + H2O. Sebagai hasilnya, lebih banyak H2CO3 yang dibentuk menyebabakan peningkatan produksi CO2 dan H2O. Dari reaksi ini dapat diliat bahwa ion-ion hidrogen dari asam kuat HCl bereaksi dengan HCO3- untuk membentuk asam yang sangat lemah yaitu H2CO3 yang kemudian membentuk H2O dan CO3. CO3 yang berlebihan sangat merangsang pernapasan, yang mengeluarkan CO2 dari cairan ekstraseluler. Komponen kedua dari sistem ini yaitu: garam bikarbonat ( NaHCO3 ). Garam ini berionisasi unuk membentuk ion-ion natrium dan ion bikarbonat ( HCO3-) sebagai berikut: NaHCO3 ? Na+ + HCO3-. Bila basa kuat NaOH ditambahkan kedalam larutan penyangga bikarbonat : NaOH + H2CO3 ? NaHCO3 + H2O. Ion Hidrosil OH- dari NaOh bergabung dengan H2CO3 untuk membentuk HCO3- tambahan. Jadi basa lemah menggantikan NaHCO3 menggantikan basa kuat NaOH. Pada waktu yang bersamaan konsentrasi H2CO3 ( karena bereaksi dengan NaOH ), menyebabkan CO2 bergabung dengan H2O untuk menggantikan H2CO3 CO2 + H2O ? H2CO3 ? ? HCO3- + H+ + + NaOH Na+ .Oleh karena itu hasil akhir adalah cenderung penurunan kadar CO2 dalam darah, tetapi penurunan ini menghambat pernafasan dan menurunkan laju ekspirasi CO2. Peningkatan HCO3- dalam darah dikompensasi oleh peningkatan ekskresi HCO3- ginjal. Hasil akhir adalah pengubahan asam kuat menjadi asam lemah dan basa kuat menjadi basa lemah
2. Sistem penyangga fosfatbekerja dalam cara yang serupa untuk mengubah asam kuat menjadi asam lemah dan basa kuat menjdi basa lemah. Natrium hidrogen fosfat ( Na2HPO4) adalah basa lemah dan natrium dihidrogen fosfat ( Na H2PO4) adalah asam lemah HCl + Na2HPO4 ? NaH2PO4 + NaCl NaOH + NaH2PO4 ? Na2HPO4 + H2O
3. Sistem protein.Sistem penyangga terkuat dalam tubuh. Karena mengandung gugus karboksil yang berfungsi sebagai asam dan gugus amino yang berfungsi sebagai basa.
4. Sistem Hemoglobindalam sel darah merah berfungsi sebagai penyangga pembentukan H+ saat terjadi transpor CO2 di antara jaringan paru. Sistem pernafasan. Sistem pernapasan melibatkan perubahan ventilasi pulmonar untuk mengeluarkan CO2 dan untuk membatasi jumlah asam karbonat yang terbentuk. Pengaturan respiratorik memerlukan waktu satu sampai tiga menit untuk mulai bekerja dan fungsinya setelah penyangga asam basa, pernafasan sistem pengaturan asam basa kedua

• Karbon dioksida secara terus menerus ditambahkan kedalam darah vena akibat metabolisme sel dan transpor ke paru-paru. Saat CO2 terurai dalam paru maka akan terbentuk asam karbonat yang kemudian akan terurai membentuk ion hidrogen dan ion bikarbonat CO2 + H2O ? H2CO3 ? H+ + HCO3- Karbon dioksida dikeluarkan dari pada paru-paru sehingga reaksi bergerak kekiri dan plasma menjadi tidak terlalu asam.
• Dalam keadaan normal produksi karbon dioksida diimbangi dengan pengeluarannya seperti fungsi sistem pernapasan dalam pengaturan asam basa
• Jika aktivitas metabolik meningkat karena olah raga, akan terjadi peningkatan tekanan parsial karbon dioksida arteri ( pCO2 ), peningkatan kadar asam karbonat plasma dan penurunan pH plasma ( asidosis ). Pernafasan disesuaikan untuk mengeluarkan lebih banyak karbon dioksida.
• CO2 berlebihan dalam darah berdifusi kedalam sistem saraf pusat untuk mencapai kemoreseptor sentral. Disistem saraf pusat CO2 membetuk asam karbonat yang terurai menjadi ion hidrogen. Ion hidrogen ini merangsang kemoreseptor
• Ion hidrogen menstimulasi kemoreseptor sentral mengakibatkan peningkatan frekuensi pernafasan dan kedalaman ventilasi. Peningkatan frekuensi perngeluaran CO2 respiratorik mengurangi asam karbonat dan peningkatan pH
• Sebaliknya jika pH plasma meningkat ( alkalosis ), frekuensi respiratorik berkurang untuk mengurangi pengeluaran CO2. Kadar CO2 yang sedikit dalam plasma menyebabakan reaksi diatas bergerak kekanan dan penurunan pH

Pengaturan ginjal

Pengaturan ini berlangsung melalui ekresi urin asam basa. Ginjal mengatur pH darah mengeluarkan lebih banyak ion hidrogen dan mereabsorpsi lebih banyak ion bikarbonat saat plasma darah lebih asam dan dengan mengeluarka sedit ion hidrogen dan mereabsorpi sdikit ion bikarbonat saat plasma darah lebih basa. Fungsi ginjal berlangsung selama beberapa jam sampai beberapa hari untuk mengatasi perubahan pH dan bekerja melalui mekanisme:

• Sekresi tubular ion hidrogen

1. CO2 dalam cairan intersisial berdifusi kadalam sel epitel dan berikatan dengan air untuk membentuk asam karbonat yang berionisasi menjadi ion hidrogen dan ion karbonat
2. Ion hidrogen ditranspor secara aktif keluar sel menuju lumen tubulus dan dikeluarkan dari tubuh dalam urin

• Reabsorpsi dan ekskresi bikarbonat

1. Untuk setiap ion hidrogen yang disekresi dari sel epitel kedalam lumen tubulus,satu ion natrium secara aktif ditranspor ke dalam sel epitel dari lumen tubulus untuk mempertahankan keseimbangan elektrokima. Ion natrium dan ion bikarbonat ditranspor secara bersamaan dari sel epitel menuju cairan intersisial dan masuk kedalam darah.
2. Dalam kondisi fisiologis normal,laju sekresi ion hidrogen sama dengan laju filtrasi glomerular terhadap bikarbonat. Ginjal mereabsopsi semua bikarbonat yang terfiltrasi
3. Jika pH plasma basa akan menurunkan sekresi ion hidrogen oleh sel tubular sehingga yang diekskresi dalam urin juga sedikit. Bikarbonat yang terfiltrasi tidak akan terabsopsi sepenuhnya dan yang diekskresi dalam urin semakin banyak.

• Sistem penyangga memungkinkan ion hidrogen diekskresi dalam urin

1. Pasangan penyangga fosfat

• Penyangga fosfat terkonsentrasi dalam cairan tubular karena tidak terabsorpsi. Penyangga fosfat berfungsi untuk mengeluarkan ion hidrogen dari cairan tubuler dan membawanya kedalam urine
• Mekanisme ini memungkinkan pengeluaran sejumlah besar ion hidrogen yang disekresi tanpa melalui asidifikas urine yang dapat merusak traktus urinarius

2. Pasangan penyangga amonia dan amonium

• Sel-sel tubuler mensintesis amonia ( NH3 ) dari asam glutamat. Amonia berdifusi kedalam lumen tubulus dan bereaksi dengan ion hidrogen untuk membentuk ion amonium ( NH4-). Ion amonuim diekskresi kedalam urine bersama dengan klorida
• Selain itu ion amonium mengganti ion natrium atau beberapa ion dasar lainnya unuk membentuk garam amonium dan melepas ion natrium untuk berdifusi balik kedalam sel tubulus dan berikatan dengan bikarbonat. Pembentukan ion amonium menyebabakan terjadinya penambahan lebih banyak ion bikarbonat ke dalam darah dan peningkatan pH darah.

Gangguan keseimbangan asam-basa

ASIDOSIS

Asidosis menekan aktivitas mental,jika asidosis berlebihan ( dibawah 7,4 ) akan menyebabkan disorentasi, koma dan kematian

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

• Penyebabnya. Kondisi klinis yang dapat menyebabkan retensi CO2 dalam darah meliputi pneumonia, emfisema, obstrusi kronis saluaran pernafasan,stroke atau trauma dan Obat-obatan yang dapat menekan sistem pernafasan seperti barbiturat,narkotika dan sedatif
• Faktor kompensator
  • Saat CO2 berakumulasi ,peningkatan frekuensi pernafasan respiratorik ( hiperventilasi ) ketika istirahat terjadi untuk mengeluarkan CO2 dari tubuh
  • Ginjal mengkompensasi peningkatan kadar asam dengan mengekskresi lebih banyak ion hidrogen untuk mengembalikan pH darah mendekati tingkat yang normal
  • Jika penyesuaian respiratorik dan ginjal terhadap pH gagal, akan terjadi gejala-gejala depresi sistem saraf pusat

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

• Penyebab. Paling umum terjadi akibat ketoasidosis karena DM atau kelaparan, akumulasi peningkatan asam laktat akibat aktivitas otot rangka yang berlebihan seperti konvolusi,atau penyakit ginjal. Diare berat dan berkepanjangan disertai hilangnya bikarbonat dapat menyebabakan asidosis
• Faktor kompensator. Hiperventilasi sebagai respon terhadap stimulasi saraf adalah tanda klinis asidosis metabolik. Bersamaan dengan kompensasi ginjal,peningkatan frekuensi respiratorik dapat mengembalikan pH darah mendekati tingkat normalnya. Asidosis yang tidak terkompensasi akan menyebabakan depresi sistem saraf pusat dan mengakibatkan disorentasi,koma dan kematian.

ALKALOSIS

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

Alkalosis respiratorik. Terjadi jika CO2 dikeluarkan terlalu cepat dari paru-paru dan ada penurunaan kadarnya dalam darah.

• Penyebab. Hiperventilasi dapat disebabkan oleh kecemasan,akibat demam,akibat pengaruh overdosis aspirin pada pusat pernafasan, akibat hipoksia karena tekanan udara yang rendah didataran tinggi atau akibat anemia berat
• Faktor kompensator, jika hiperventilasi terjadi akibat kecemasan gejalanya dapat diredakan melalui pengisapan kembali CO2 yang sudah di keluarkan. Ginjal mengkompensasi cairan alkalin tubular dengan mengekskresi ion bikarbonat dan menahan ion hidrogen.

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

• Penyebab. Muntah yang berkepanjangan ( pengeluaran asam klorida lambung ),disfungsi ginjal,pengobatan dengan diuretik yang mengakibatkan hipokalemia dan penipisan volume CES atau pemakian antasid yang berlebihan.
• Faktor kompensator
• Kompensasi respiratorik adalah penurunan ventilasi pulmonar dan mengakibatkan peningkatan pCO2 dan asan karbonat
• Kompensasi ginjal melibatkan sedikit ekskresi ion amonium, lebih banyak ekskresi ion natrium dan kalium, berkurangnya cadangan ion bikarbonat dan lebih banyak ekskresi bikarbonat

Semoga dapat membantu terima kasih.