Keseimbangan Asam Basa - USU OpenCourseWareocw.usu.ac.id/course/download/111-RESPIRATORY... · Mekanisme fisiologis homeostasis Ph •• Sistem kerja buffer yang dipengaruhi ...

1

Keseimbangan Asam BasaKeseimbangan Asam Basa

Dr. OK.M. Syahputra, M.KesDr. OK.M. Syahputra, M.Kes

Dr. Almaycano Ginting, M.KesDr. Almaycano Ginting, M.Kes

Departemen Biokimia FK USUDepartemen Biokimia FK USU

KESEIMBANGAN ASAM BASAKESEIMBANGAN ASAM BASA

��PengertianPengertian pHpH �������� DefanisiDefanisi pHpH �������� --loglog (H(H++))

��UntukUntuk menghitungmenghitung pHpH larutanlarutan ::

1.1.HitungHitung konsentrasikonsentrasi ionion HidrogenHidrogen (H(H++))

2.2.HitungHitung logaritmalogaritma ionion HidrogenHidrogen

3.3.NilaiNilai pHpH adalahadalah nilainilai LogLog daridari NoNo..22

��pHpH darahdarah normalnormal :: 77,,44 ++ 00,,0505

��KonsentrasiKonsentrasi pHpH ditentukanditentukan oleholeh ionionHidrogenHidrogen (H(H++))

2

3

ph cairan tubuhph cairan tubuh

•• NanoekivalanNanoekivalan konsentrasikonsentrasi ion H ( 40 ion H ( 40 nEqnEq / / L ) L ) dalamdalam keseimbangankeseimbangan terhadapterhadapmiliekivalenmiliekivalen konsentrasikonsentrasi elektrolitelektrolit sepertisepertiNa, K, Na, K, ClCl dandan HCO3 HCO3 cairancairan tubuhtubuh

•• Ph = Ph = -- log 10 [ion H] = log 10 ( 1 / [ion log 10 [ion H] = log 10 ( 1 / [ion H] ), H] ), karenakarena [ion H] = 4 * 10[ion H] = 4 * 10--88 EqEq / L, / L, makamaka : Ph = 7,4: Ph = 7,4

•• Ph Ph cairancairan tubuhtubuh normal normal antaraantara 7,3 7,3 –– 7,4 7,4 dandan nilainilai ph yang ph yang mungkinmungkin untukuntuk hiduphidupantaraantara 6,8 6,8 -- 88

Produk asam dari metabolismeProduk asam dari metabolisme

•• KatabolismeKatabolisme asamasam amino amino mengandungmengandungsulfur sulfur menghasilkanmenghasilkan asamasam sulfuriksulfurik dandankatabolismekatabolisme fosfolipidfosfolipid menghasilkanmenghasilkan asamasamfosforikfosforik

•• KeduaKedua jenisjenis asamasam tersebuttersebut merupakanmerupakanasamasam yang yang tidaktidak dapatdapat menguapmenguap ((non non volatile acidvolatile acid) ) dandan dibentukdibentuk sekitarsekitar 40 40 –– 80 80 mEqmEq / / harihari

•• KatabolismeKatabolisme karbohidratkarbohidrat dandan lipid lipid membentukmembentuk sekitarsekitar 15.000 15.000 –– 20.000 20.000 mMolmMolCOCO22 / / harihari, yang , yang termasuktermasuk asamasam yang yang mudahmudah menguapmenguap ((volatile acidvolatile acid))

4

KESEIMBANGAN ASAM BASAKESEIMBANGAN ASAM BASA

��IonIon HH++ berasalberasal daridari::

1.1.OxidasiOxidasi karbohidratkarbohidrat// hidrathidrat arangarang ygygtdktdk sempurnasempurna

2.2.OxidasiOxidasi FFAFFA ygyg tdktdk sempurnasempurna ��������

ketosisketosis

3.3.NHNH33 daridari deaminasideaminasi oxidatifoxidatif asamasamaminoamino NHNH33 �������� ureaurea

4.4.ProsesProses pengangkutanpengangkutan COCO22 drdr jaringanjaringankeke paruparu--paruparu �������� tdpttdpt ionion HH++ dlmdlmdarahdarah

Asam dan basaAsam dan basa

•• HA = HHA = H++ + A+ A-- , , makamaka asamasam diartikandiartikansebagaisebagai suatusuatu donor proton ( HA ) donor proton ( HA ) dandanbasabasa sebagaisebagai akseptorakseptor proton ( Aproton ( A-- ))

•• EritrositEritrosit dandan selsel tubulustubulus ginjalginjalmengandungmengandung enzymenzym karbonatkarbonat anhidraseanhidrase, , mengkatalisamengkatalisa ::

COCO22 + H+ H22O O ⇔⇔⇔⇔⇔⇔⇔⇔ HH22COCO33 . .

•• AsamAsam karbonatkarbonat merupakanmerupakan donor proton donor proton (H(H22COCO33))

⇔⇔⇔⇔⇔⇔⇔⇔ HH+ + + HCO+ HCO33-- ) ) makamaka COCO22 selaluselalu

digolongkandigolongkan sebagaisebagai asamasam

5

Mekanisme fisiologis homeostasis PhMekanisme fisiologis homeostasis Ph

•• Sistem kerja buffer yang dipengaruhi Sistem kerja buffer yang dipengaruhi sifatsifat--sifat fisik dan kimianyasifat fisik dan kimianya

•• Sistem pernapasan yang mengatur Sistem pernapasan yang mengatur perubahan pCOperubahan pCO2 2 melalui perubahan melalui perubahan ventilasiventilasi

•• Sistem pengaturan ginjal terhadap Sistem pengaturan ginjal terhadap penyimpanan bikarbonat tubuhpenyimpanan bikarbonat tubuh

BufferBuffer

•• SubstansiSubstansi yang yang dapatdapat menerimamenerima proton proton (ion H ) & (ion H ) & meminimalisasimeminimalisasi perubahanperubahan PhPh

•• SuatuSuatu larutanlarutan asamasam lemahlemah dengandengangaramnyagaramnya

•• BufferBuffer-- buffer buffer pentingpenting tubuhtubuh ::

1. ECF 1. ECF : HCO: HCO33--

2. ICF 2. ICF : HPO: HPO4422-- , H, H22POPO44

-- dandan protein ( protein ( HbHb ))

3. 3. KarbonatKarbonat tulangtulang

6

Buffer penting tubuhBuffer penting tubuh

•• EfektivitasEfektivitas tergantungtergantung padapada ::

-- Ph Ph lazimlazim yang yang dapatdapat dipertahankandipertahankan

-- KonsentrasinyaKonsentrasinya padapada cairancairan tubuhtubuh

-- pKapKa

-- MekanismeMekanisme khususkhusus yang yang dimilikidimiliki, , sepertisepertiHCOHCO33 yang yang merupakanmerupakan bagianbagian daridari sistemsistemterbukaterbuka ((volatilevolatile))

•• BikarbonatBikarbonat : : pKapKa 1,3 U 1,3 U dibawahdibawah Ph Ph fisiologisfisiologis, , konsentrasikonsentrasi ekstraselekstrasel tinggitinggi, , beradaberada dalamdalam keseimbangankeseimbangan dengandengan COCO22

((bagianbagian daridari sistemsistem terbukaterbuka))

Buffer penting tubuhBuffer penting tubuh

•• FosfatFosfat : : konsentrasikonsentrasi intraselintrasel tinggitinggi, , pentingpenting padapada pengasamanpengasaman urine, urine, dengandengan pKapKa 6,8 6,8 mempertahankanmempertahankan ph ph cairancairan tubulustubulus distal 6 s/d 7 distal 6 s/d 7

•• Protein : protein plasma Protein : protein plasma sebagaisebagai buffer buffer ekstraselekstrasel dengandengan peranperan terbatasterbatas, , HbHbberperanberperan besarbesar sebagaisebagai buffer buffer intraselintrasel

•• KarbonatKarbonat tulangtulang : : simpanansimpanan buffer yang buffer yang potensialpotensial, , berperanberperan pentingpenting sebagaisebagairesponrespon jangkajangka panjangpanjang padapada asidosisasidosiskroniskronis

7

Transport oksigen darahTransport oksigen darah

•• DiikatDiikat reversible reversible dandan dibawadibawa oleholehhemeproteinhemeprotein “hemoglobin “ “hemoglobin “ →→→→→→→→ HbHb + O+ O22 ⇔⇔⇔⇔⇔⇔⇔⇔

HbOHbO22

•• DerajatDerajat pengikatanpengikatan ditentukanditentukan oleholeh POPO2 2

sekitarsekitar HbHb

•• AffinitasAffinitas HbHb terhadapterhadap OO22 berkurangberkurang oleholeh ::

1. 1. PeninggianPeninggian [ H[ H++ ]]

2. 2. PeninggianPeninggian PCOPCO22 ((efekefek BohrBohr))

3. 3. PeninggianPeninggian suhusuhu

4. 4. PeninggianPeninggian [ 2,3 [ 2,3 bifosfogliseratbifosfogliserat eritrositeritrosit ]]

8

Transport COTransport CO22 darahdarah

•• 10% 10% dalamdalam bentukbentuk larutlarut dalamdalam plasmaplasma

•• 20% 20% berikatanberikatan dengandengan gugusgugus αα amino amino terminal terminal residuresidu valinvalin padapada molekulmolekul globinglobin daridariHbHb ( ( ikatanikatan karbaminokarbamino ))

•• 70% 70% dalamdalam bentukbentuk garamgaram HCOHCO33--

•• EfekEfek Haldane Haldane : : oksigenasioksigenasi HbHb diparudiparu--paruparumeningkatkanmeningkatkan pelepasanpelepasan COCO22, , sebaliknyasebaliknyadeoksigenasideoksigenasi HbHb dijaringandijaringan periferperifermeningkatkanmeningkatkan pengambilanpengambilan COCO22

•• Chloride shift Chloride shift : : gerakangerakan ClCl –– untukuntukmengimbangimengimbangi gerakangerakan HCOHCO33

–– antaraantara eritrositeritrositdandan plasma plasma →→ araharah gerakangerakan berbedaberbedadijaringandijaringan dandan dialveolidialveoli

Pengaturan pernafasan oleh SSPPengaturan pernafasan oleh SSP

•• Diperantarai oleh PCODiperantarai oleh PCO2 2 darahdarah

•• PCOPCO22 lebih besar dari 40 mmHg lebih besar dari 40 mmHg →→→→→→→→stimulasi medulla oblongata stimulasi medulla oblongata →→→→→→→→ ventilasi ventilasi alveoli meningkatalveoli meningkat

•• Sistem ini mengatur ekskresi dan retensi Sistem ini mengatur ekskresi dan retensi COCO22 darah darah →→→→→→→→ pengaturan PCOpengaturan PCO22 →→→→→→→→ berperan berperan dalam pengaturan keseimbangan asam dalam pengaturan keseimbangan asam basa tubuhbasa tubuh

9

Pengaturan asam basa oleh ginjalPengaturan asam basa oleh ginjal

•• Dengan mengatur [ HCODengan mengatur [ HCO33-- ] darah] darah

•• Ambang ginjal untuk HCOAmbang ginjal untuk HCO33-- : 26 : 26 –– 28 28

mmol/ L, sedangkan [HCOmmol/ L, sedangkan [HCO33-- ] plasma : ] plasma :

25 25 –– 26 mmol/L 26 mmol/L →→→→→→→→ sangat sedikit sangat sedikit diekskresidiekskresi

•• HCOHCO33–– hasil filtrasi darah mengalami hasil filtrasi darah mengalami

reabsorbsi ditub. Proksimal ( 90 %) dan reabsorbsi ditub. Proksimal ( 90 %) dan ditub. Distal ( 10 %)ditub. Distal ( 10 %)

•• COCO2 2 hasil filtrasi dan COhasil filtrasi dan CO22 yang berasal yang berasal dari HCOdari HCO33 berdiffusi bebas kesel tubulus berdiffusi bebas kesel tubulus →→→→→→→→ dalam sel : dalam sel : COCO22 + H+ H22O O ⇔⇔⇔⇔⇔⇔⇔⇔ HH22COCO33 ⇔⇔⇔⇔⇔⇔⇔⇔ HH++

+ HCO+ HCO33-- ( oleh karbonat anhidrase )( oleh karbonat anhidrase )

Pengaturan asam basa oleh ginjalPengaturan asam basa oleh ginjal

•• PCOPCO22 darahdarah ↑↑ →→ PCOPCO2 2 selsel tubulustubulus ↑↑ →→ [H[H++] ] ↑↑ →→sekresisekresi HH++ kelumenkelumen ↑↑ ( ( antiportantiport HH++-- NaNa++ ) ) →→mereabsorbsimereabsorbsi HCOHCO33 dandan//atauatau diekskresidiekskresi melaluimelaluiurineurine

•• HH++ dilumendilumen bergunaberguna untukuntuk ::1.1. ReabsorbsiReabsorbsi HCOHCO33

2.2. BereaksiBereaksi dengandengan buffer HPObuffer HPO44== / H/ H22POPO44

-- dandanmenjadimenjadi penukarpenukar NaNa++ padapada NaNa22HPOHPO44 menjadimenjadiNaHNaH22POPO44 ((penghematanpenghematan Na)Na)

3.3. BereaksiBereaksi dengandengan NHNH33 ( ( deaminasideaminasi oksidatifoksidatif asamasam--asamasam amino amino diseldisel tubulustubulus ) ) membentukmembentuk NHNH44

+ +

((pKapKa = 9,6) = 9,6) untukuntuk dapatdapat menetralisirmenetralisir asamasamkuatkuat ((sulfatsulfat dandan fosfatfosfat ) yang ) yang akanakandiekskresidiekskresi →→→→→→→→ melindungimelindungi mukosamukosa saluransaluran kemihkemih

10

Persamaan HendersonPersamaan Henderson--HasselbachHasselbach

•• Ph = Ph = pKapKa + log ( [ A+ log ( [ A-- ] / [ HA ] )] / [ HA ] )

•• Ph = Ph = pKapKa + log ( [HCO+ log ( [HCO33--] / [H] / [H22COCO33] )] )

•• COCO22 larutlarut dalamdalam plasma plasma dandan membentukmembentukHH22COCO33 sebandingsebanding dengandengan tekanantekanan COCO22

(pCO(pCO2 2 ), ), sehinggasehingga persamaanpersamaan iniinimenunjukkanmenunjukkan bahwabahwa Ph Ph adalahadalahperbandinganperbandingan antaraantara HCOHCO33

-- dandan pCOpCO22

•• 7,4 = 6,1 + log ( [HCO7,4 = 6,1 + log ( [HCO33--] / [H] / [H22COCO33] ), ] ),

untukuntuk mempertahankanmempertahankan Ph ideal Ph ideal tersebuttersebut, , perbandinganperbandingan antaraantarakonsentrasikonsentrasi garamgaram dandan asamasam karbonatkarbonatadalahadalah 20 : 120 : 1

11

Jadi : pH = 6,1 + LogJadi : pH = 6,1 + Log

7,4 = 6,1+ Log 7,4 = 6,1+ Log

7,4 = 7,47,4 = 7,4

20

40x0,03 1,3

20

1pH ↓ = acidosis

pH ↑ = alkalosis

Persamaan HendersonPersamaan Henderson--HasselbachHasselbach

GangguanGangguan--gangguan keseimbangan gangguan keseimbangan asam basaasam basa

-- GangguanGangguan metabolikmetabolik :: -- AsidosisAsidosis metabolikmetabolik

-- Alkalosis Alkalosis metabolikmetabolik

-- GangguanGangguan respirasirespirasi : : -- AsidosisAsidosis respiratorikrespiratorik

-- Alkalosis Alkalosis respiratorikrespiratorik

-- setiapsetiap gangguangangguan primer primer akanakan disertaidisertai responresponskunderskunder daridari sistemsistem berlawananberlawanan ( ( gangguangangguanprimer primer metabolikmetabolik direspondirespon dengandengan perubahanperubahansistemsistem respirasirespirasi dandan sebaliknyasebaliknya ))

-- Ph Ph dikembalikandikembalikan mendekatimendekati normal normal tetapitetapitidaktidak terjaditerjadi kompensasikompensasi berlebihanberlebihan

12

Asidosis metabolikAsidosis metabolik

•• Paling Paling banyakbanyak ditemukanditemukan

•• PenurunanPenurunan [ HCO[ HCO33-- ] ] , , karenakarena banyakbanyak digunakandigunakan

menanggulangimenanggulangi kelebihankelebihan asamasam asamasam organikorganiksisasisa metabolismemetabolisme

•• DitemukanDitemukan padapada penderitapenderita diabetes, diabetes, gagalgagalginjalginjal, gastroenteritis ( , gastroenteritis ( dehidrasidehidrasi ), ), tirotoksikosistirotoksikosisdsbdsb

•• BilaBila mekanismemekanisme kompensasikompensasi dapatdapatmengembalikanmengembalikan PH normal PH normal →→ asidosisasidosismetabolikmetabolik terkompensasiterkompensasi →→ konsentrasikonsentrasibikarbonatbikarbonat meningkatmeningkat

13

Kompensasi pada asidosis metabolikKompensasi pada asidosis metabolik

•• PeningkatanPeningkatan HH++ disanggahdisanggah HCOHCO33-- plasma plasma dandan

HbHb ((dtkdtk –– mntmnt))

•• PeningkatanPeningkatan ventilasiventilasi →→ menurunkanmenurunkan PCOPCO22

((mntmnt ))

•• PeningkatanPeningkatan HH++ disanggahdisanggah HCOHCO33-- intertisialintertisial

(30 (30 mntmnt))

•• PeningkatanPeningkatan HH++ disanggadisangga protein protein dandan fosfatfosfatintraselintrasel ( jam )( jam )

•• PenghematanPenghematan dandan pembentukanpembentukan HCOHCO33-- oleholeh

ginjalginjal (2 (2 –– 6 6 harihari))

14

Alkalosis metabolikAlkalosis metabolik

•• PeningkatanPeningkatan HCOHCO33-- karenakarena konsumsikonsumsi atauatau

hilangnyahilangnya substansisubstansi asamasam yang yang berlebihanberlebihan

•• DitemukanDitemukan padapada pamakaipamakai obatobat--obatobat ulkusulkuspeptikumpeptikum yang lama, yang lama, obstruksiobstruksi usususus ( ( muntahmuntah ) ) dsbdsb

•• KompensasiKompensasi tubuhtubuh berupaberupa ::

-- PernapasanPernapasan lambatlambat dandan dangkaldangkal untukuntuk retensiretensiCOCO22

-- MengurangiMengurangi ekskresiekskresi HH++ dengandengan ekskresiekskresigaramgaram NaHCONaHCO3 3 dandan NaNa22HPOHPO44

-- MenekanMenekan pembentukanpembentukan NHNH33

15

Asidosis respiratorikAsidosis respiratorik

•• PeningkatanPeningkatan PCOPCO22 karenakarena gangguangangguan fungsifungsi paruparu→→ retensiretensi COCO22

•• DitemukanDitemukan padapada pneumonia, pneumonia, emfisemaemfisema, , keracunankeracunan morfinmorfin dandan barbituratbarbiturat dsbdsb

•• BikarbonatBikarbonat yang yang dibentukdibentuk daridari COCO22 yang yang meninggimeninggi karenakarena asidosisasidosis respiratorikrespiratorik

(CO(CO22 + H+ H22O = HO = H22COCO33 = H= H++ + HCO+ HCO33-- ) ) tidaktidak

dapatdapat membantumembantu menyanggamenyangga HH++

Kompensasi pada asidosis respiratorikKompensasi pada asidosis respiratorik

•• PeningkatanPeningkatan HH++ disanggadisangga oleholeh HbHb eritrositeritrosit((detikdetik –– mntmnt ))

•• PeningkatanPeningkatan HH++ disanggadisangga oleholeh protein protein dandan fosfatfosfatintraselintrasel ( jam )( jam )

•• PeningkatanPeningkatan ekskresiekskresi HH++ dengandengan peningkatanpeningkatanpembentukanpembentukan amoniakamoniak ditubuliditubuli distal distal dandanpembentukanpembentukan bikarbonatbikarbonat barubaru oleholeh ginjalginjal (2 (2 –– 6 6 harihari ))

16

Alkalosis respiratorikAlkalosis respiratorik

•• PenurunanPenurunan PCOPCO22 karenakarena gangguangangguan fungsifungsi paruparu((hiperventilasihiperventilasi))

•• DitemukanDitemukan padapada keadaankeadaan keracunankeracunan salisilatsalisilat, , demamdemam tinggitinggi, , histeriahisteria dsbdsb

•• KompensasiKompensasi tubuhtubuh dengandengan penurunanpenurunan ekskresiekskresiHH++ oleholeh ginjalginjal

•• KompensasiKompensasi respiratorikrespiratorik untukuntuk gangguangangguan--gangguangangguan metabolikmetabolik berlangsungberlangsung sempurnasempurnadalamdalam 24 jam 24 jam sedangkansedangkan kompensasikompensasi ginjalginjaluntukuntuk gangguangangguan--gangguangangguan respiratorikrespiratorik lebihlebihlambatlambat, , memerlukanmemerlukan waktuwaktu 2 2 –– 6 6 harihari

17

Acid Base DisordersAcid Base Disorders

DisorderDisorder pHpH [H[H++]] Primary Primary disturbancedisturbance

Secondary Secondary responseresponse

Metabolic acidosisMetabolic acidosis ↓↓ ↑↑ ↓↓ [HCO[HCO33--]] ↓↓ pCOpCO22

Metabolic alkalosisMetabolic alkalosis ↑↑ ↓↓ ↑↑ [HCO[HCO33--]] ↑↑ pCOpCO22

Respiratory acidosisRespiratory acidosis ↓↓ ↑↑ ↑↑ pCOpCO22 ↑↑ [HCO[HCO33--]]

Respiratory alkalosisRespiratory alkalosis ↑↑ ↓↓ ↓↓ pCOpCO22 ↓↓ [HCO[HCO33--]]

18