Keseimbangan Asam-Basa

Asam-Basa

Khaulah Syifa Kabul

Keseimbangan Asam dan Basa

Pengaturan Keseimbangan oleh Ginjal

Definisi Asam-Basa Ion Hidrogen adalah proton tunggal bebas

yang dilepaskan dari atom Hidrogen

ASAM •Molekul yang mengandung atom-atom hidrogen dan dapat melepaskan ion-ion hidrogen dalam larutan•Contoh : Asam karbonat (H2CO3) yang berionisasi membentuk ion H+ dan ion bikarbonat HCO3

-

BASA •Ion atau molekul yang dapat menerima ion hidrogen•Contoh : HPO4

2- yang dapat menerima ion hidrogen menjadi H2PO4-

Pengaturan Keseimbangan Asam-Basa oleh Ginjal Urin mengurangi jumlah asam atau basa

dari CES

MekanismeSejumlah besar ion bikarbonat disaring

secara terus menerus ke dalam tubulus, dan bila ion bikarbonat

diekskresikan ke dalam urin, keadaan ini

menghilangkan basa dalam darah.

Sebaliknya, sejumlah besar

ion hidrogen disekresikan ke dalam lumen tubulus, jadi

menghilangkan asam dari

darah

Bila lebih banyak ion hidrogen

yang disekresikan daripada ion

bikarbonat yang disaring, akan

terdapat kehilangan asam

dari CES

Sebaliknya, bila lebih banyak

ion bikarbonat yang disaring daripada ion

hidrogen yang dieksresikan, akan terdapat

kehilangan basa

Pengaturan Keseimbangan Asam-Basa oleh Ginjal

3 mekanisme pengaturan

keseimbangan konsentrasi ion

hidrogen

Sekresi ion-ion

hidrogen

Reabsorpsi ion-ion

bikarbonat yang disaring

Produksi ion-ion

bikarbonat yang baru

Sekresi Ion Hidrogen di Tubulus Ginjal Berlangsung di sel epitel tubulus proksimal,

segmen tebal asenden ansa henle dan tubulus distal

Proses : Dimulai ketika CO2 berdifusi ke dalam sel tubulus

atau dibentuk melalui metabolisme sel di dalam epitel tubulus

CO2 akan berikatan dengan H2O membentuk H2CO3 melalui reaksi yang dikatalisis oleh enzim karbonik anhidrase

H2CO3 segera berdisosiasi membentuk ion hidrogen dan ion bikarbonat

Sekresi Ion Hidrogen di Tubulus Ginjal Ion bikarbonat mengikuti gradien konsentrasi

melalui membran basolateral akan pergi kecairan interstisial ginjal dan ke aliran darah kapiler peritubular

Bersama dengan itu, ion hidrogen akan disekresikan ke lumen tubular, tergantung daerah lumen, proses ini berlangsung melalui transport aktif primer pompa H-ATPase, transport aktif primer pompa H, K-ATPase di tubulus distal dan koligens, serta transport-imbangan Na/H di tubulus proksimal

Sekresi Ion Hidrogen di Tubulus Ginjal Sekresi ion hidrogen melalui transport-imbangan

Na/H terjadi ketika natrium bergerak dari lumen tubulus ke bagian dalam sel, natrium mula-mula bergabung dengan protein pembawa di batas luminal membran sel; pada waktu yang bersamaan, ion hidrogen di bagian dalam sel bergabung dengan protein pembawa

Natrium bergerak ke dalam sel melalui gradien konsentrasi yang telah dicapai oleh pompa Na-K-ATPase di membran basolateral kemudian menyediakan energi untuk menggerakan ion hidrogen dalam arah yang berlawanan dari dalam sel ke lumen tubulus

Reabsorpsi Ion Bikarbonat yang disaring Sekitar 80-90% ion bikarbonat direabsorpsi di

tubulus proksimal (dan sekresi ion hidrogen), sehingga hanya sejumlah kecil ion bikarbonat yang mengalir ke dalam tubulus distal dan duktus kolligens

Ion-ion bikarbonat tidak mudah menembus membran luminal sel-sel tubulus ginjal, karena itu ion bikarbonat tidak dapat direabsorpsi secara langsung

Proses : Ion bikarbonat yang disaring pada glomerulus

akan bereaksi dengan ion hidrogen yang disekresikan oleh sel-sel tubulus membentuk H2CO3 oleh kerja enzim karbonik anhidrase

H2CO3 kemudian berdisosiasi menjadi CO2 dan H2O CO2 dapat bergerak dengan mudah melewati

membran tubulus, CO2 segera berdifusi ke dalam sel tubulus, tempat dimana CO2 bergabung kembali dengan H2O untuk menghasilkan kembali H2CO3

H2CO3 ini kemudian berdisosiasi membentuk ion bikarbonat dan ion hidrogen

Ion bikarbonat kemudian berdifusi melalui membran basolateral ke dalam cairan interstisial dan ke dalam kapiler peritubular

Transpor ion bikarbonat melalui membran basolateral difasilitasi oleh dua mekanisme

1. Ko-transpor Na- HCO3- di tubulus proksimal

2. Pertukaran Cl- HCO3- di akhir tubulus proksimal,

bagian tebal pars asenden ansa hele, dan di tubulus distal serta duktus koligens

• Jadi, untuk setiap ion hidrogen yang disekresikan ke dalam lumen tubulus, satu ion bikarbonat masuk ke dalam darah

Ion Hidrogen

Ion Bikarbonat

Titrasi HCO3- terhadap H+

Dalam kondisi normal, kecepatan sekresi ion hidrogren tubulus adalah 4.400 mEq/hari dan kecepatan filtrasi ion bikarbonat adalah 4.320 mEq/hari

Jumlahnya hampir sama sehingga bergabung membentuk CO2 dan H2O

Tapi ada sedikit kelebihan ion hidrogen dalam tubulus yang akan diekskresikan dalam urin

Kelebihan ini membersihkan tubuh dari asam non-volatil yang dihasilkan oleh metabolisme

Sebagian ion hidrogen tidak dieksresikan dalam bentuk bebas tetapi dalam bentuk kombinasi dengan dapar urine lainnya terutama amonia dan fosfat

Eksresi Kelebihan Ion H+ dan Pembentukan HCO3

- Baru oleh Dapar Fosfat Sistem dapar fosfat terdiri dari HPO4

2- dan H2PO4

-

Keduanya menjadi pekat di dalam cairan tubulus karena air secara normal lebih banyak direabsorpsi daripada fosfat oleh tubulus ginjal (reabsorpsinya relatif buruk)

Proses : H+ bergabung dengan HPO4

2 membentuk H2PO4-

Kemudian dieksresikan sebagai garam natrium (Na H2PO4) dengan membawa serta kelebihan ion hidrogen

HCO3- yang dihasilkan dalam sel tubulus dan yang

memasuki darah peritubulus merupakan tambahan neto HCO3

-, bukan penggantian HCO3-

yang difiltrasi Oleh karena itu, kapanpun H+ yang disekresikan

ke dalam lumen tubulus bergabung dengan dapar selain HCO3

- hasil akhirnya adalah penambahan HCO3

- baru ke dalam darah Pada kondisi normal, kebanyakan fosfat yang

difiltrasi akan direabsorpsi dan hanya tersedia sekitar 30-40 mEq/hari untuk mendapar ion hidrogen

Eksresi Kelebihan Ion H+ dan Pembentukan HCO3

- Baru oleh Dapar Amonia Sistem ini terdiri dari amonia (NH3) dan ion

amonium (NH4+)

Ion amonium disintesis dari glutamin, yang terutama berasal dari metabolisme asam amino di hati

Glutamin yang diangkut ke ginjal akan ditranspor ke dala sel epitel tubulus proksimal, segmen tebal pars asenden ansa henle dan tubulus distal

Proses : Glutamin yang masuk ke dalam sel membentuk

dua ion NH4+ ddan dua ion HCO3

-

NH4+ yyang disekresikan ke dalam lumen tubulus

melalui mekanisme ko-transpor ditukarkan dengan ion natrium yang direabsorpsi

HCO3- ditranspor melewati membran basolateral

bersama dengan Na yang direabsorpsi, masuk ke dalam cairan interstisial dan diambil oleh kapiler peritubular

Jadi, untuk setiap molekul glutamin yang dimetabolisme di dalam tubbulus proksimal, dua ion NH4

+ disekresikan ke dalam urin dan dua ion HCO3

- direabsorpsi ke dalam darah HCO3

- yang dihasilkan oleh proses ini merupakan bikarbonat baru

Di dalam duktus koligens, penambahan ion NH4+ ke

cairan tubulus terjadi melalui mekanisme yang berbeda Proses :

H+ yang disekresikan oleh membran tubulus ke dalam lumen, tempatnya bergabung dengan NH3 untuk membentuk NH4

+ yang kemudian diekskresikann Duktus koligens bersifat permeabel untuk NH3 yang dapat

dengan mudah berdifusi ke dalam lumen tubulus Tetapi, membran luminal bagian tubulus ini kurang

permeabel untuk NH4+ oleh karena itu, sekali H telah

bereaksi dengan NH3 membentuk NH4+, NH4

+ terperangkap di dalam lumen tubulus dan dikeluarkan dalam urine

Untuk setiap NH4+ yang diekskresikan, dihasilkan HCO3

- yang baru dan ditambahkan ke dalam darah

Gangguan Asam dan Basa

Koreksi Asidosis dan Alkalosis oleh Ginjal

Asidosis Asidosis terjadi ketika rasio HCO3 terhadap CO2 dalam

CES menurun Asidosis respiratorik = pH turun karena peningkatan

PCO2 Asidosis metabolik= pH menurun akibat penurunan kadar

HCO3

Pada asidosis respiratorik, kelebihan H di dalam cairan tubulus terutama disebabkan oleh peningkatan PCO2 cairan ekstraseluler, yang merangsang sekresi H

Pada asidosis metabolik, peningkatan H melebihi HCO3 yang terjadi terutama di cairan tubulus akibat penurunan filtrasi HCO3

pH H+ PCO2 HCO3-Normal 7,4 40

mEq/L40

mmHg24

mEq/LAsidosis respiratorik ↓ ↑ ↑↑ ↑

Asidosis metabolik ↓ ↑ ↓ ↓↓

A. Respiratorik Respon kompensasi adalah peningkatan HCO3 plasma yang disebabkan oleh penambahan HCO3 baru ke dalam CES oleh ginjal

A. Metabolik Kompensasi utamanya meliputi peningkatan kecepatan ventilasi yang mengurangi PCO2 dan kompensasi ginjal yang dengan menambahkan HCO3 baru ke CES membantu memperkecil penurunan awal konsentrasi HCO3 ekstrasel

Alkalosis Alkalosis terajadi jika rasio HCO3 terhadap

CO2 di dalam CES meningkat, menyebabkan peningkatan pada pH (penurunan konsentrasi H) Alkalosis respiratorik : terdapat penurunan

PCO2 plasma yang disebabkan oleh hiperventilasi Alkalosis metabolik : terdapat peningkatan

konsentrasi HCO3 CES

A. Respiratorik respon kompensasinya adalah pengurangan konsentrasi HCO3 plasma yang disebabkan oleh peningkatan ekskresi HCO3 oleh ginjal

A. Metabolik kompensasi utamanya adalah penurunan ventilasi yang meningkatkan PCO2 dan peningkatan ekskresi HCO3 oleh ginjal yang membantu mengompensasi peningkatan awal konsentrasi HCO3 CES

pH H+ PCO2 HCO3-Normal 7,4 40

mEq/L40

mmHg24

mEq/LAlkalosis respiratorik ↑ ↓ ↓↓ ↓

Alkalosis metabolik ↑ ↓ ↑ ↑↑

Sampel darah arteri

pH

Alkalosis

MetabolikHCO3 <24

mEq/L

Kompensasi respiratorikPCO2 <40

mmHg

RespiratorikPCO2 >40

mmHg

Kompensasi ginjal

HCO3 >24 mEq/L

Asidosis

MetabolikHCO3 >24

mEq/L

Kompensasi respiratorikPCO2 >40

mmHg

RespiratorikPCO2 <40

mmHg

Kompensasi ginjal

HCO3 <24 mEq/L

<7,4 >7,4