24
Sarah Kemalasari – 1102010264 B 14 SKENARIO 3 1.Memahami dan Menjelaskan tentang Asam dan Basa 1.1 Definisi asam dan basa Asam adalah sekelompok zat yang mengandung hidrogen yang mengalami disosiasi atau terpisah dalam larutan untuk menghasilkan H⁺ bebas dan anion. Basa adalah bahan yang dapat berikatan dengan H⁺ bebas dan menarik ion tersebut dari larutan. Menurut Bronsted Lowry asam adalah zat yang dapat memberikan ion (H + ) ke zat lain sebagai donor proton sedangkan basa adalah zat yang dapat menerima ion (H + ) dari zat lain akseptor proton dari asam konjugatnya. Menurut Lewis asam adalah akseptor elektron dan basa adalah molekul atau ion yang memiliki tendensi untuk mendonorkan PEBnya. Dalam sistem buffer, kedua teori ini dipakai, contoh: HCL (aq) + H 2 O (l) -> H3O + (aq) + Cl (aq) Menurut arrhenius asam adalah zat yang terdisosiasi dalam air membentuk ion hidrogen [H + ¿¿ ], sedangkan basa adalah zat yang terdisosiasi dalam air membentuk ion hidroksida [ OH ¿¿ ] 1.2 Klasifikasi asam dan basa Berdasarkan Kekuatannya

mandiri skenario 3

Embed Size (px)

DESCRIPTION

cairan

Citation preview

Page 1: mandiri skenario 3

Sarah Kemalasari – 1102010264B 14

SKENARIO 3

1. Memahami dan Menjelaskan tentang Asam dan Basa

1.1 Definisi asam dan basa

Asam adalah sekelompok zat yang mengandung hidrogen yang mengalami disosiasi atau terpisah dalam larutan untuk menghasilkan H bebas dan anion.⁺

Basa adalah bahan yang dapat berikatan dengan H bebas dan⁺ menarik ion tersebut dari larutan.

Menurut Bronsted Lowry asam adalah zat yang dapat memberikan ion (H+) ke zat lain sebagai donor proton sedangkan basa adalah zat yang dapat menerima ion (H+) dari zat lain akseptor proton dari asam konjugatnya. Menurut Lewis asam adalah akseptor elektron dan basa adalah molekul atau ion yang memiliki tendensi untuk mendonorkan PEBnya.

Dalam sistem buffer, kedua teori ini dipakai, contoh:

HCL(aq) + H2O(l) -> H3O+(aq) + Cl – (aq)

Menurut arrhenius asam adalah zat yang terdisosiasi dalam air membentuk ion hidrogen [H+¿¿], sedangkan basa adalah zat yang terdisosiasi dalam air membentuk ion hidroksida [OH−¿¿]

1.2 Klasifikasi asam dan basa

Berdasarkan Kekuatannya

Klasifikasi asam basa ini digolongkan berdasarkan kekuatannya dan ukuran terionisasi, dibagi menjadi 2 , yaitu:

1. Asam kuat adalah senyawa yang terurai secara keseluruhan saat di larutkan dalam air dan menghasilkan jumlah ion semaksimum mungkin. Contoh HCL, HNO3, H 2SO4, HCl4

Basa kuat adalah senyawa yang terurai secara keseluruhan saat dilarutkan dalam air dan bereaksi dengan asam. Contoh NaOH, KOH, Ba(OH2

2. Asam lemah adalah senyawa yang hanya sedikit terurai saat dilarutkan didalam air kurang bereaksi kuat dengan asam. Contoh H3PO4, H2SO3,

HNO2, CH3COOHBasa lemah adalah senyawa yang hanya sedikit terurai saat dilarutkan dalam air. Contoh NaHCO3, NH 4OH

Page 2: mandiri skenario 3

Berdasarkan Bentuk Ion

Asam anion adalah asam yang mempunyai muatan negatif.Contoh : SO3

-

Asam kation adalah asam yang mempunyai muatan positif.Contoh : NN4

+

Basa anion adalah basa yang mempunyai muatan negatif.Contoh : Clˉ, CN−¿ ¿

Basa kation adalah basa yang mempunyai muatan positif.Contoh : Na+

Berdasarkan kemampuan ionisasi asam dan basa

Asam dan basa monoprotik adalah asam dan basa yang dapat melepaskan satu ion H atau ion OHˉ (dikenal juga dengan ionisasi⁺ primer)Contoh : asam monoprotik [HCl, HNO3, CH 3COOH]

basa monoprotik [NaOH, KOH] Asam dan basa diprotik adalah asam dan basa yang dapat

melepaskan 2 ion H atau ion OHˉ (dikenal dengan ionisasi⁺ sekunder)Contoh : asam diprotik [H 2SO4 , H2S]

basa diprotik [Mg(OH¿2, Ca(OH)2, Ba(OH)2] Asam dan basa poliprotik adalah asam dan basa yang dapat

melepaskan 3 atau lebih ion H atau ion OHˉ (dikenal juga dengan⁺ ionisasi tersier)Contoh : asam poliprotik [H 3PO4]

basa poliprotik [Al(OH)3]

Asam-asam yang berasal dari proses metabolisme

Asam volatil adalah asam yang mudah menguap, dapat berubah bentuk menjadi bentuk cair maupun gas. Asam volatil merupakan hasil akhir dari metabolisme asam amino, lemak dan karbohidrat.Contoh : karbondioksida, asam karbonat

Asam nonvolatil adalah asam yang tidak mudah menguap, tidak dapat berubah bentuk menjadi gas untuk diekskresi oleh paru-paru, tapi harus dieksresikan oleh ginjal.Contoh : asam organik, asam nonorganic

2. Memahami dan Menjelaskan tentang pH

2.1 Definisi pH

pH adalah derajat keasaman yang digunakan untuk menyatakan nilai keasaman atau kebasaan yang dimiliki suatu larutan. Unit pH diukur pada skala 0 – 14. Istilah pH berasal dari “p”, lambang matematika dari negatif logaritma dan “H” lambang kimia untuk unsur hidrogen.

Page 3: mandiri skenario 3

pH dibentuk dari informasi kuantitatif yang dinyatakan oleh tingkat derajat keasaman atau basa yang berkaitan dengan aktivitas ion hidrogen. Nilai pH dari suatu unsur adalah perbandingan antara konsentrasi ion hidrogen [H+] dengan konsentrasi ion hidroksil [OH-]. Jika konsentrasi H+ lebih besar dari OH-, material disebut asam. Yaitu nilai pH adalah kurang dari 7. Jika konsentrasi OH- lebih besar dari H+, material disebut basa dengan suatu nilai pH lebih besar dari 7.

2.2 Cara menghitung pH

- Hukum Henderson Hasselbalch

pH =

pKa+HCO 3−PCO 2

- Asam kuat : pH dihitung dari

HCO3−H+

pH = - log [H+]

- Basa kuat : pH dihitung dari OH-

pOH = - log [H+]

pH = 14 + log [OH-]

- Asam lemah pH larutan asam lemah Asam monoprotik :

[H3O+] = (Ka . C)1/2

pH = - ½ (log Ka1 + log C)

Asam diprotik :

Ka1 >> Ka2

[H3O+] = (Ka1 . C)

pH = - ½ (log Ka1 + log C)

- Basa lemah Basa monoprotik :

[OH-] = (Kb . C)1/2

pOH = - ½ (log Kb + log C)

Page 4: mandiri skenario 3

pH = 14 + ½ (log Kb + log C)

Basa diprotik :

Kb1 >> Kb2

[OH-] = (Kb1 . C)

pOH = - ½ (log Kb1 + log C)

pH = 14 + ½ (log Kb1 + log C)

Rumus mencari pH

Untuk asam kuat : pH = - log [ H+ ] atau [ H+ ] = x.M

Untuk asam lemah : pH = pKa + log garamasam

Untuk basa lemah : pH = pKa + log garambasa

Untuk basa kuat : pOH = - log [OH-] atau [OH-] = x.M

2.3 Menjelaskan cara menentukan pH

Yang digunakan untuk mengukur pH suatu larutan adalah:

- Kertas lakmus, kertas lakmus berubah menjadi merah bila keasaman larutan naik (asam), sedangkan berubah menjadi warna biru bila jika tingkat keasamaan larutan turun (basa). Penggunaan kertas lakmus ini adalah pengukuran yang paling sederhana, tetapi tidak dapat menentukan nilai pasti pH tersebut, hanya menunjukkan asam atau basa.

- Indikator universal, substansi yang dapat berubah warna diantara berbagai ukuran pH. Indikator tidak memberikan gambaran lebih spesifik terhadap nilai pH dibandingkan dengan kertas lakmus. Indikator universal merupakan gabungan berbagai indikator yang diikuti dengan perubahan warna dari pH 2 – 10. Berbagai macam indikator universal, yaitu :

Thimol biru 1 pH 1,2 – 2,2 merah – oranye Metil merah pH 4,4 – 6,2 merah – kuning Bromtimol biru pH 6,0 – 7,6 kuning – biru Thimol biru 2 pH 8,0 – 9,6 kuning – biru Fenolphtalein pH 8,3 – 10 tdk berwarna ungu

- Menggunakan alat pH meter yaitu alat yang digunakan di lab untuk menentukan pH dari suatu larutan dan nilainya tertera sangat jelas. pH

Page 5: mandiri skenario 3

meter bekerja berdasarkan prinsip elektrolit atau konduktivitas suatu larutan.

2.4 Menjelaskan manfaat pengukuran pH

Aplikasi dalam bidang kesehatan, biologi, kimia dan lain lain.

Dapat mengetahui pH berbagai substansi dalam tubuhCairan getah lambung pH 1,0 – 2,0Urine pH 4,8 – 7,5Saliva (air liur) pH 6,5 – 6,9Darah pH 7,35 – 7,45

Dapat lebih mudah untuk menunjang teori terapi Dapat menyesuaikan kadar enzim untuk terapi suatu penyakit pada organ

tertentu, contoh: Enzim A memiliki sifat spesifik akan rusak pada pH tertentu, maka harus disesuaikan dengan pH organ yang akan diterapi

Dapat mengetahui segala kemungkinan dari gangguan keseimbangan asam-basa jika memakan makanan yang asam seperti jeruk limo, cuka, orange juice, dll.

Menentukan derajat keasaman dari suatu larutan Menyatakan konsentrasi ion hidrogen Menentukan suatu kondisi asidosis atau alkalosis Mengatur mekanisme ion-ion di cairan ekstraselular

3. Memahami dan Menjelaskan tentang Pengaturan Asam dan Basa

3.1 Mekanisme keseimbangan asam dan basa

Keseimbangan asam basa adalah keseimbangan ion hidrogen, keseimbangan antara ion [H+¿¿] bebas dan [HCO3

−¿ ¿] dalam cairan tubuh sehingga pH darah

7,35 – 7,45 atau keseimbangan tubuh yang harus dijaga kadar ion [H+¿¿] bebas dalam batas normal maupun pembentukan asam maupun basa terus berlangsung dalam kehidupan.

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, asam sitrat, asam asetoasetat, ion ammonium, β-hidroksibutirat).

Karena ion [H+¿¿] berpengaruh besar dalam keseimbangan asam-basa, maka faktor yang mempengaruhi [H+¿¿] juga mempengaruhi keseimbangan asam basa, yaitu :

a) Lebihnya kadar [H+¿¿] yang ada dalam cairan tubuh, berasal dari Pembentukan H 2CO3 yang sebagian berdisosiasi menjadi H+ dan HC

O3−¿ ¿

Katabolisme zat organik

Page 6: mandiri skenario 3

Disosiasi asam organik pada metabolisme intermedik, contoh pada metabolik lemak terbentuk asam lemak dan laktat yaitu melepaskan [H+]

b) Keseimbangan intake dan output ion [H+] tubuh Bervariasi tergantung dari:

Diet ( makanan ), H+ naik, jika kebanyakan makan asam (asidosis), sedangkan dengan mengkonsumsi sayur dan buah bersifat basa banyak menghasilkan HCO3

−¿ ¿.

Aktivitas yaitu lari cepat membuat tubuh kita asam karena menghasilkan banyak CO2 sehingga pH turun

Proses anaerob yaitu lebih banyak penumpukan asam laktat seperti olahraga berat sehingga menimbulkan reaksi asam dan membuat pH turun

Pengaturan keseimbangan asam basa diselenggarakan melalui koordinasi dari tiga sistem,yaitu :

1. Sistem buffer2. Sistem respiratorik (sistem paru)3. Sistem metabolik (sistem ginjal)

Sistem buffer

Sistem buffer disebut juga sistem penahan atau sistem penyangga, karena dapat menahan perubahan pH. Sistem buffer merupakan larutan yang mengandung asam dan basa konjugasinya.

Sistem buffer kimia hanya mengatasi ketidakseimbangan asam basa sementara. Jika dengan buffer kimia tidak cukup memperbaiki, maka pengontrolan pH akan dilanjutkan oleh paru paru yang merespon secara cepat terhadap perubahan ion H+ dalam darah karena rangsangan kemoreseptor dan pusat pernafasan mempertahankan kadar [H+] sampai ginjal menghilangkan ketidakseimbangan tersebut, ginjal mampu meregulasi ketidakseimbangan ion H+

dengan mensekresikan ion H+ dan menambahkan HCO3−¿ ¿

baru dalam darah karena memiliki dapar fosfat.

Didalam tubuh terdapat beberapa sistem buffer, yaitu :

Sistem buffer asam karbonat-bikarbonat Sistem buffer hemoglobin Sistem buffer protein Sistem buffer fosfat

Fungsi utama sistem buffer ini adalah mencegah perubahan pH yang disebabkan oleh pengaruh asam fixed dan asam organik pada cairan ekstraseluler. Sistem ini memiliki keterbatasan, yaitu :

Tidak dapat mencegah perubahan pH di cairan ekstraseluler yang disebabkan karena peningkatan CO2

Page 7: mandiri skenario 3

Sistem ini hanya berfungsi bila sistem respirasi dan pusat pengendali sistem pernafasan bekerja normal.

Kemampuan menyelenggarakan sistem buffer tergantung pada tersedianya ion bikarbonat.

Sistem buffer asam karbonat-bikarbonatSistem buffer ini merupakan suatu komponen yang paling penting pada pengaturan pH cairan ekstraseluler. Sistem buffer bikarbonat merupakan sistem buffer istimewa, sistem buffer tetap merupakan sistem buffer terbaik pada pH 7.4 walaupun Pka nya 6.1, karena dapat mengeluarkan CO2 melalui paru dan jumlahnya banyak. Tubuh mempertahankan sistem buffer bikarbonat ini dengan pengaturan kadar karbondioksida di paru dan bikarbonat di ginjal.

H2O + CO2 ↔ H2CO3 ↔ H+ + HCO3-

CO2 bereaksi dengan H2O membentuk H 2CO3 yang kemudian berdisosiasi menjadi ion hidrogen dan ion bikarbonat melalui reaksi reversibel. Bila terjadi peningkatan ion hidrogen, terjadi interaksi dengan ion bikarbonat sehingga terbentuk asam karbonat. Berarti dalam hal ini ion bikarbonat bertindak sebagai basa lemah yang menerima kelebihan ion hidrogen. Asam karbonat yang terbentuk akan mengalami disosiasi menjadi CO2 dan air, dan CO2 yang dihasilkan akan dikeluarkan melalui paru.

Sistem buffer hemoglobinBuffer hemoglobin (Hb) merupakan buffer intraseluler yang bekerja di dalam sel darah merah. Hb dapat berfungsi sebagai buffer karena mengandung residu histidin, yaitu asam amino yang dapat berikatan secara reversibelion hidrogen, menghasilkan Hb bentuk berproton dan tidak berproton.

Na+ + HCO3 ↔ NaHCO3

Hb- + H+ ↔ HHb (PK 7-8)

Pada sel darah merah, Hb dapat mengikat karbondioksida dan mengubahnya menjadi 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 transport aktif membran sel. Kemampuan pengaturan ini dikenal sebagai sistem buffer hemoglobin.

Buffer utama cairan ekstraseluler adalah sistem bikarbonat dan hemoglobin. Hb penting untuk pengangkutan oksigen ke jaringan, pengangkut CO2 dan sebagai sistem buffer yang kuat.

Sistem buffer proteinSistem buffer protein berfungsi mengatur pH cairan ekstraserselular dan interstitial. Protein sebagai buffer berinteraksi secara ekstentif dengan sistem buffer 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.

Fungsi pengaturan buffer protein:

Page 8: mandiri skenario 3

- Bila terjadi penurunan pH, gugus amino (-NH2) dari asam amino akan bertindak sebagai basa lemah dengan mengikat ion hidrogen dan membentuk ion amonium. Gugus amino bertindak sebagai akseptor proton.

- Bila terjadi peningkatan pH, gugus karboksil (-COOH) dari asam amino mengalami disosiasi dan berubah menjadi ion karboksil dan ion H+. Gugus karboksil bertindak sebagai donor proton.

Cairan interstitium yang mengandung protein dan asam amino terdisosiasi ikut berperan mengatur pH. Protein mengandung asam amino histidin yang mempunyai cincin imitazol dengan Pka = 6.0. Pada kebanyakan protein Pk sekitar 7.0-7.4. Proses pengaturan melalui sistem buffer protein berjalan lambat karena ion hidrogen harus melalui proses difusi membran sel yang dipengaruhi oleh pompa natrium.

Sistem buffer FosfatSistem dapar ini berperan penting dalam pendaparan cairan tubulus ginjal dan cairan intrasel

Pada cairan intra sel, kehadiran penyangga fosfat sangat penting dalam mengatur pH darah. Penyangga ini berasal dari campuran dihidrogen fosfat (H2PO4-) dengan monohidrogen fosfat (HPO3

2-). Sistem penyangga fosfat bekerja dalam cara yang serupa untuk mengubah asam kuat menjadi asam lemah dan basa kuat menjadi basa lemah. Natrium hidrogen fosfat ( Na2 P O4) adalah basa lemah dan natrium dihidrogen fosfat ( Na H 2PO4) adalah asam lemah

HCl + Na2HPO4 ↔ NaH2PO4 + NaClNaOH + NaH2PO4 ↔ Na2HPO4 + H2OH2PO4 - (aq) + H + (aq) H 2 PO 4(aq) H2PO4 - (aq) + OH - (aq) --> HPO4 2- (aq) ) + H2O (aq)

Penyangga fosfat dapat mempertahankan pH darah 7,4. Penyangga di luar sel hanya sedikit jumlahnya, tetapi sangat penting untuk larutan penyangga urin.

Sistem respiratorik (sistem paru)

Sistem pernapasan berperan penting bagi keseimbangan asam-basa karena kemampuannya mengubah ventilasi paru-paru sehingga dapat mengubah kecepatan ekskresi CO2 penghasil H+¿¿ yang diatur oleh konsentrasi H+¿¿ arteri.

Pengaturan pernapasan terhadap keseimbangan asam basa merupakan tipe sistem penyangga fisiologis. Seluruh tenaga penyangga sistem pernapasan adalah 1 atau 2 kali lebih besar daripada tenaga penyangga kimia.

Rata-rata secara normal terdapat sekitar 1,2 mmol/liter CO2 yang terlarut dalam cairan ekstraseluler yang sama dengan 40mmHg PCO2. Bila pembentukan CO2 metabolik meningkat, cairan ekstraseluler PCO2 juga meningkat.

Jika konsentrasi H+¿¿ meningkat, pusat pernapasan di batang otak secara refleks terangsang untuk meningkatkan CO2 ventilasi paru-paru yang mengakibatkan kedalaman nafas meningkat sehingga lebih banyak yang dikeluarkan sehingga jumlah H 2 CO3yang ditambahkan ke dalam cairan tubuh berkurang. Karena CO2 membentuk asam, pengeluaran CO2pada dasarnya adalah pengeluaran asam dari

Page 9: mandiri skenario 3

tubuh. Jadi, pH tubuh dapat kembali ke pH normal. Jadi, peningkatan ventilasi alveolus menurunkan konsentrasi ion hidrogen cairan ekstraseluler dan meningkatkan pH. Begitu pula sebaliknya.

Konsentrasi ion hidrogen juga berpengaruh terhadap kecepatan ventilasi alveolus. Sewaktu kecepatan alveolus menurun karena disebabkan oleh peningktan pH dan penurunan konsentrasi hidrogen, jumlah oksigen yang ditambahkan ke dalam darah menurun dan tekanan parsial oksigen di dalam darah juga menurun sehingga memberikan efek merangsang kecepatan ventilasi.

Paru-paru sangat penting dalam mempertahankan konsentrasi H+¿¿ plasma. Setiap hari, paru-paru mengeluarkan H+¿¿ yang berasal dari asam karbonat dari cairan tubuh , lebih banyak daripada jumlah yang dikeluarkan oleh ginjal.

Sistem pernapasan juga dapat menyesuaikan jumlah H+¿¿ yang ditambahkan ke cairan tubuh dari sumber sesuai dengan kebutuhan untuk memulihkan pH ke arah normal apabila terjadi fluktuasi konsentrasiH+¿¿ dari sumber-sumber asam non-karbonat.

Pengaturan oleh sistem pernapasan bekerja dengan kecepatan sedang dan hanya aktif berperan jika sistem penyangga kimiawi saja tidak mampu meminimalkan perubahan konsentrasi H+¿¿. Jika kelainan non-respiratorik mengubah konsentrasi H+¿¿, sistem pernapasan hanya akan dapat mengembalikan pH 50-75% dari normal karena gaya pendorong yang mengatur respon ventilasi kompensatorik lenyap apabila pH bergeser ke arah normal.

Jika perubahan konsentrasi H+¿¿, terjadi akibat fluktuasi konsentrasi CO2 yang timbul dari gangguan pernapasan, mekanisme pernapasan sama sekali tidak dapat berperan mengontrol pH.

Sistem metabolik (sistem ginjal)

Ginjal tidak saja dapat mengubah-ubah pengeluaran H+¿¿, tetapi juga dapat menahan atau mengeliminasi HCO3

−¿ ¿

Ginjal mampu memulihkan pH hampir tepat ke normal walaupun membutuhkan yang lebih lama.

Ginjal mengontrol pH cairan tubuh dengan menyesuaikan 3 faktor yaitu :a. Ekskresi ion hidrogen

Paru-paru hanya mampu mengeluarkan asam karbonat melalui eliminasi CO2 . Tugas untuk mengeliminasi H+¿¿ yang berasal dari asam sulfat, fosfat, laktat dan asam lain terletak di dalam ginjal.

Ginjal tidak saja secara kontinu mengeluarkan H+¿¿ dalam jumlah normal yang terus menerus dihasilkan dari sumber-sumber asamnon-karbonat, tetapi, juga mengubah-ubah kecepatan sekresinya untuk mengkompensasi perubahan konsentrasi H+¿¿ yang timbul dari kelainan konsentrasi asam karbonat.

Besarnya sekresi H+¿¿ bergantung pada status asam basa pada sel tubulus ginjal dan tidak dipengaruhi oleh pengaruh hormonal.

Proses sekresi H+¿¿ berawal di sel-sel tubulus dengan CO2 yang datang dari 3 sumber yaitu CO2yang berdifusi dari plasma atau dari cairan tubulus atau CO2 yang diproduksi secara metabolis di dalam sel tubulus. Lalu CO2 dan H 2O membentuk H 2 CO3 yang akan berdisosiasi membentuk H+¿¿ dan HCO3

−¿ ¿. Suatu pembawa yang bergantung energi

di membran luminal kemudian mengangkut H+¿¿ keluar sel ke dalam

Page 10: mandiri skenario 3

lumen tubulus. Di bagian nefron, pembawa ini mengangkut Na+¿¿ yang berasal dari filtrat glomerulus ke arah yang berlawanan. Karena reaksi ini diawali dengan CO2 jadi kecepatannya bergantung pada konsentrasi CO2, jika konsentrasi CO2meningkat, maka reaksi akan berlangsung cepat.

Jika konsentrasiH+¿¿ di plasma tinggi, sel-sel tubulus akan berespon dengan mensekresikanH+¿¿ dalam jumlah yang lebih untuk disekresikan ke dalam urin, begitu pula sebaliknya. Ginjal tidak dapat meningkatkan konsentrasi plasma dengan mereabsorpsiH+¿¿ yang sudah difiltrasi karena tidak terdapat mekanisme tersebut di dalam ginjal.

b. Ekskresi bikarbonat Sebelum dibuang oleh ginjal, H+¿¿ yang dihasilkan dari asam non-

karbonat disangga oleh HCO3−¿ ¿

plasma. Ginjal mengatur konsentrasi HCO3

−¿ ¿ plasma melalui 2 mekanisme

yaitu :1. Reabsorpsi HCO3

−¿ ¿ yang difiltrasi kembali ke plasma

Ion bikarbonat tidak mudah menembus membran luminal sel-sel tubulus ginjal sehingga tidak dapat difiltrasi dan direabsorpsi secara langsung.

Ion hidrogen yang disekresikan ke luar sel tubulus berikatan dengan HCO3

−¿ ¿ yang difiltrasi untuk membentuk H 2CO3−¿.

Lalu di bawah pengaruh karbonat anhidrase, H 2CO3−¿ ¿

tersebut teruari menjadi H 2O dan CO2. Lalu CO2 masuk kembali ke dalam sel tubulus karena CO2 mampu dengan mudah menembus membran sel tubulus. Di dalam sel, di bawah pengaruh karbonat anhidrase intrasel, CO2bergabung kembali dengan H2O membentuk H 2CO 3−¿❑¿ yang akan terurai menjadi H+¿¿dan HCO3

−¿ ¿. Karena dapat menembus membran

basolateral sel tubulus, HCO3−¿ ¿

secara pasif berdifusi keluar sel masuk ke dalam plasma kapiler-peritubulus. HCO3

−¿ ¿ ini seolah-

olah direabsorpsi padahal sebenarnya tidak. Dalam keadaan normal, ion hidrogen yang disekresikan ke

dalam lumen tubulus lebih banyak dibandingkan dengan ion bikarbonat yang difiltrasi. Sehingga semua ion bikarbonat yang difiltrasi biasanya direabsorpsi karena tersedia H+¿¿ di lumen tubulus untuk berikatan dengannya.

2. Penambahan HCO3−¿ ¿

yang baru ke dalam plasma Pada saat semua HCO3

−¿ ¿ yang difiltrasi telah direabsorpsi dan

sekresi H+¿¿ tambahan telah dihasilkan oleh disosiasi H 2CO3, HCO3

−¿ ¿ yang dihasilkan berdifusi ke dalam plasma sebagai

HCO3−¿ ¿

yang baru. Disebut baru karena kemunculannya di dalam plasma tidak berikatan dengan reabsorpsi HCO3

−¿ ¿ yang

difiltrasi. Sementara itu, H+¿¿yang dihasilkan bergabung dengan penyangga fosfat basa dan kemudian dieksresi di urin.

Selama asidosis, ginjal melakukan kompensasi sebagai berikut :

Page 11: mandiri skenario 3

Meningkatkan sekresi dan ekskresi H+¿¿di urin sehingga kelebihanH+¿¿ dapat dieliminasi dan konsentrasi H+¿¿ di plasma menurun.

Mereabsorpsi semua ion bikarbonat yang difiltrasi disertai dengan penambahan ion bikarbonat baru ke plasma sehingga konsentrasi ion bikarbonat plasma meningkat.

Begitu pula sebaliknya pada alkalosis.c. Sekresi amonia

Terdapat dua penyangga urin yang penting yaitu penyangga fosfat (yang difiltrasi) dan amonia (NH3) yang disekresi.

Dalam keadaan normal, ion hidrogen yang disekresikan, pertama disangga oleh sistem penyangga fosfat, yang berada di dalam lumen tubulus karena kelebihan ingesti fosfat telah difiltrasi tetapi tidak direabsorpsi. Jika sekresi ion hidrogen meningkat, kapasitas fosfat urin untuk menyangga akan terlampaui,tetapi ginjal tidak dapat mengeluarkan lebih banyak fosfat basa, maka semua ion fosfat basa akan diekskresikan agar berikatan dengan ion hidrogen.

Lalu sel-sel tubulus mensekresikan NH 3 ke dalam lumen tubulus setelah penyangga fosfat urin menjadi jenuh. Lalu, ion Hidrogen akan terus berikatan dengan NH 3 untuk membentuk ion amonium (NH 4

−¿ ¿)

Ion amonium akan keluar melalui urin setiap ia mengangkut ion hidrogen.

NH 3sengaja disintesis dari asam amino glutamin (setiap satu molekul glutamin menghasilkan dua ion NH+¿¿yang akan dieksresikan melalui urin dan ion bikarbonat yang akan dikembalikan ke darah) di dalam sel tubulus kemudian berdifusi mengikuti penurunan gradien konsentrasike dalam lumen tubulus. Kecepatannya diatur oleh jumlah kelebihan ion hidrogen yang akan diangkut di urin.

Untuk setiap NH 4+¿¿

yang dieksresikan, dihasilkan HCO3−¿ ¿

yang baru untuk ditambahkan ke dalam darah.

Sekresi NH 3 selama asidosis berfungsi untuk menyangga kelebihan ion hidrogen di dalam lumen tubulus, sehingga ion hidrogen dapat disekresikan dalam jumlah besar ke dalam urin sebelum pH semakin menurun sampai batas 4,5.

4. Memahami dan Menjelaskan Gangguan Keseimbangan Asam dan Basa

4.1 Definisi gangguan keseimbangan asam dan basa

Gangguan keseimbangan asam-basa disebabkan oleh faktor-faktor yang mempengaruhi mekanisme keseimbangan antara lain system buffer, system respirasi, fungsi ginjal, gangguan system kardiovaskular maupun gangguan fungsi susunan saraf pusat.

Gangguan keseimbangan asam-basa serius biasanya menunjukkan fase akut, ditandai dengan pergeseran pH menjauhi baras nilai normal. Nilai pH abnormal meskipun salah satu nilai komponen gas darah lainnya (PCO2, HCO3-) masih berada dalam batas normal. Bila kondisi tersebut berlanjut, terjadi reaksi penyesuaian yang bersifat fisiologik dan pada kondisi ini disebut fase kompensasi. Jika kondisi penyebab tidak diatasi, maka

Page 12: mandiri skenario 3

mekanisme kompensasi tidak mampu mengatasi perubahan yang terjadi, hal ini disebut fase tidak terkompensasi.

4.2 Klasifikasi gangguan asam dan basa

Klasifikasi umum :

- Gangguan keseimbangan asam-basa metabolik

Terjadinya karena pembentukan CO2 oleh asam fixed dan asam organik yang menyebabkan peningkatan ion bikarbonat di jaringan perifer atau cairan ekstraselular

- Gangguan keseimbangan asam-basa respiratorik

Terjadi karena ketidakseimbangan antara pembentukan CO2 di jaringan perifer dengan ekskresinya di paru, ditandai oleh peningkatan atau penurunan konsentrasi CO2

1. Asidosis MetabolikAsidosis metabolik (kekurangan HCO3

−¿ ¿) adalah gangguan sistemik yang

ditandai dengan penurunan primer kadar bikarbonat plasma, sehingga menyebabkan terjadinya penurunan pH (peningkatan [H+¿¿]). [HCO3

−¿ ¿]

ECF adalah kurang dari 22 mEq/L dan pH-nya kurang dari 7.35. Kompensasi pernapasan kemudian segera dimulai untuk menurunkan PaCO3melalui hiperventilasi sehingga asidosis metabolik jarang terjadi secara akut.Etiologi- Pembentukan asam yang berlebihan di dalam tubuh- Berkurangnya kadar ion HCO3

−¿ ¿ dalam tubuh

- Retensi ion H+ dalam tubuh.- Penambahan asam Oksidasi lemak tak sempurna pada asidosis dibetika / kelaparan Oksidasi karbohidrat tak sempurna pada asidosis laktat- Pengurangan bikarbonat : asidosis tubulus ginjal, diare, kolostomi, dan

ileostomi- Berbagai gangguan, seperti gagal ginjal, asidosis laktat, produksi badan

keton naik, hyperaldosteron, keracunan

ManifestasiGejala serta tanda asidosis metabolik cenderung tidak jelas, dan pasien dapat asimtomatik, kecuali jika [HCO3

-] serum turun sampai di bawah 15 mEq/L. Pernafasan kussmaul (nafas dalam dan cepat yang menunjukan adanya hiperventilasi kompensatorik) mungkin lebih menonjol pada asidosis akibat ketoasidosis diabetik dibandingkan pada asidosis akibat gagal ginjal. Gejala dan tanda utama asidosis metabolik adalah kelainan kardiovaskular,neurologis, dan fungsi tulang.

2. Alkalosis Metabolik

Page 13: mandiri skenario 3

Alkalosis metabolik (kelebihan HCO3-) adalah suatu gangguan sistemik

yang dicirikan dengan adanya peningkatan primer kadar HCO3- plasma,

sehingga menyebabkan peningkatan pH (penurunan [H+]. [HCO3-] ECF

lebih besar dari 26 mEq/L dan pH lebih besar dari 7.45. Alkalosis metabolik sering disertai dengan berkurangnya volume ECF dan hipokalemia.Etiologi - Kekurangan H+ dari ECF (Muntah,penyedotan nasogastrik, diare dengan

kehilangan klorida, diuretik, hipokalemia) - Retensi HCO3

- (Pemberian natrium bikarbonat berlebihan, sindrom susu alkali)

Manifestasi

Tidak terdapat gejala dan tanda alkalosis metabolik yang spesifik. Adanya gangguan ini harus dicurigai pada pasien yang memiliki riwayat muntah, penyedotan, nasogastrik, pengobatan diuretik atau pasien yang baru sembuh dari gagal nafas (Hiperkapnia)

3. Asidosis RespiratorikAsidosis respiratorik (kelebihan H2CO3) ditandai dengan peningkatan primer PaCO2 (hiperkapnia), sehingga menyebabkan terjadinya penurunan pH: PaCO2 lebih besar dari 45 mmHg dan pH kurang dari 7.35. Kompensasi ginjal mengakibatkan peningkatan HCO3

- serum. Asidosis respiratorik dapat timbul secara akut maupun kronis.

Etiologi

Hambatan pada pusat pernafasan di medula oblongata (henti jantung akut), terapi oksigen pada hiperkapnia kronis, apnea saat tidur, obat-obatan:overdosis opiat, sedatif)

Gangguan pada otot-otot pernafasan(penyakit neuromuskular, kifoskoliosis, obesitas yang berlebihan, cedera dinding dada)

Gangguan pertukaran gas(emfisema dan bronkitis, edema paru akut, pneumonia, pneumotoraks)

Obstruksi saluran nafas atas akut(aspirasi benda asing atau muntah, langiospasme atau edema laring)

Manifestasi

Gejala dan retensi CO2 tidak bersifat khas dan pada umumnya tidak mencerminkan kadar PaCO2 selain itu asidosis respiratorik akut maupun kronis selalu disertai oleh hipoksemia sehingga hipoksemia bertanggung jawab atas banyak tanda-tanda klinik akibat retensi CO2.

4. Alkalosis Respiratorik Alkalosis respiratorik (kekurangan asam karbonat) adalah penurunan primer PaCO2 (hipokapnia), sehingga terjadi penurunan pH. PaCO2 <35 mmHg dan pH >7,45. Kompensasi ginjal berupa penurunan ekskresi H+

Page 14: mandiri skenario 3

akibat lebih sedikit absorpsi HCO3- serum berbeda-beda, bergantung pada

keadaannya yang akut atau kronis.

Etiologi

Rangsangan pusat pernafasan(Hiperventilasi, hipermetabolik, tumor otak, cedera kepala, intoksikasi salisilat) Hipoksia(Gagal jantung kongestif, fibrosis paru, tinggal ditempat yang tinggi, asma, edema paru) Ventilasi mekanisme yang berlebihan Mekanisme yang belum jelas(Sepsis gram negatif, sirosis hepatis) Latihan fisik

Manifestasi

Terdapat pola pernafasan yang berbeda-beda pada sindrom hiperventilasi yang diinduksi oleh kecemasan; mulai dari pernafasan yang normal sampai pernafasan yang jelas tampak lebih cepat, dalam, dan panjang. Pasien seringkali terlihat banyak menguap dan gejala mencolok lainnya adalah kepala terasa ringan, parestasi sekitar mulut. Apabila alkalosis yang terjadi cukup parah dapat timbul tetani seperti spasme karpopedal. Pasien dapat mengeluh kelelahan kronis, jantung berdebar-debar, cemas, mulut terasa kering, dan tidak bisa tidur. Gejala alkalosis respiratorik berat dapat disertai dengan ketidakmampuan berkonsentrasi, kekacauan mental, dan sinkop.

Kompensasi Gangguan Keseimbangan asam basa

Bila terjadi keadaan asidosis atau alkalosis maka tubuh akan melakukan mekanisme kompensasi oleh paru-paru dan ginjal, dengan merubah komponen PaCO2 dan HCO3.

- Asidosis RespiratorikRespon kompensasi adalah peningkatan HCO3 plasma, yang disebabkan oleh penambahan bikarbonat baru ke dalam cairan ekstrasel oleh ginjal. Peningkatan bikarbonat membantu mengimbangi peningkatan PCO2, sehingga mengembalikan pH plasma kembali normal.

- Asidosis MetabolikKompensasi primernya meliputi peningkatan kecepatan ventilasi, yang mengurangi PCO2 dan kompensasi ginjal, yang dengan menambahkan bikarbonat baru ke cairan ekstrasel membantu memperkecil penurunan awal konsentrasi HCO3 ekstrasel.

- Alkalosis RespiratorikRespon kompensasi terhadap pengurangan PCO2 primer pada alkalosis respiratorik adalah pengurangan konsentrasi HCO3 plasma, yang disebabkan oleh peningkatan ekskresi HCO3 oleh ginjal.

- Alkalosis Metabolik

Page 15: mandiri skenario 3

Kompensasi utamanya adalah penurunan ventilasi, yang meningkatkan PCO2 dan peningkatan ekskresi HCO3 oleh ginjal, yang membantu mengkompensasi peningkatan awal konsentrasi HCO3 cairan ekstrasel.

4.3 Faktor-faktor yang mempengaruhi

Terdapat gangguan pada pengaturan keseimbangan, antara lain :

- Sistem buffer

- Sistem respirasi

- Fungsi ginjal

- Sistem kardiovaskular

- Fungsi susunan saraf pusat

4.4 Cara pemeriksaan analisa gas darah

Parameter analisa elektrolit dan gas darah

- Kadar Na dan K diukur dengan metode fotometrik nyala api atau ion selective electrode. Kadar Cl diukur dengan metode fotokolorimetrik, cuolometry (titrasi berdasarkan pembentukan AgCl/perak klorida) atau ion selective electrode

- Pengukuran pH dilakukan dengan elektroda pH- Pengukuran PCO2 dilakukan dengan elektroda CO2. Elektroda berada

dalam lingkungan buffer bikarbonat dan dipisahkan dari sample darah oleh suatu membran semipermeabel untuk CO2. CO2 yang berdifusi ke dalam buffer mengakibatkan perubahan pH dan niali ini yang diukur oleh elektroda

- Pengukuran PO2 dilakukan dengan elektroda O2

Langkah-langkah untuk menilai gas darah:

1.      Pertama-tama perhatikan pH (jika menurun klien mengalami asidemia,

dengan dua sebab asidosis metabolik atau asidosis respiratorik; jika meningkat

klien mengalami alkalemia dengan dua sebab alkalosis metabolik atau

alkalosis respiratorik; ingatlah bahwa kompensasi ginjal dan pernafasan jarang

memulihkan pH kembali normal, sehingga jika ditemukan pH yang normal

meskipun ada perubahan dalam PaCO2 dan HCO3 mungkin ada gangguan

campuran)

2.      Perhatikan variable pernafasan (PaCO2 ) dan metabolik (HCO3) yang

berhubungan dengan pH untuk mencoba mengetahui apakah gangguan primer

bersifat respiratorik, metabolik atau campuran (PaCO2 normal, meningkat atau

menurun; HCO3 normal, meningkat atau menurun; pada gangguan asam basa

Page 16: mandiri skenario 3

sederhana, PaCO2 dan HCO3 selalu berubah dalam arah yang sama;

penyimpangan dari HCO3 dan PaCO2 dalam arah yang berlawanan

menunjukkan adanya gangguan asam basa campuran).

3.      Langkah berikutnya mencakup menentukan apakah kompensasi telah

terjadi (hal ini dilakukan dengan melihat nilai selain gangguan primer, jika

nilai bergerak yang sama dengan nilai primer, kompensasi sedang berjalan).

4.      Buat penafsiran tahap akhir (gangguan asam basa sederhana, gangguan

asam basa campuran)

Rentang nilai normal

pH             : 7, 35-7, 45                                         TCO2               : 23-27 mmol/L

PCO2         : 35-45 mmHg                                      BE                   : 0 ± 2 mEq/L

PO2            : 80-100 mmHg                                    saturasi O2        : 95 % atau lebih

HCO3        : 22-26 mEq/L

Faktor yang mempengaruhi pemeriksaan AGD

- Gelembung udara

Tekanan oksigen udara adalah 158 mmHg. Jika terdapat udara dalam sampel

darah maka ia cenderung menyamakan tekanan sehingga bila tekanan oksigen

sampel darah kurang dari 158 mmHg, maka hasilnya akan meningkat.

- Antikoagulan

Antikoagulan dapat mendilusi konsentrasi gas darah dalam tabung. Pemberian

heparin yang berlebihan akan menurunkan tekanan CO2, sedangkan pH tidak

terpengaruh karena efek penurunan CO2 terhadap pH dihambat oleh keasaman

heparin.

- Metabolisme

Sampel darah masih merupakan jaringan yang hidup. Sebagai jaringan hidup,

ia membutuhkan oksigen dan menghasilkan CO2. Oleh karena itu, sebaiknya

sampel diperiksa dalam 20 menit setelah pengambilan. Jika sampel tidak

langsung diperiksa, dapat disimpan dalam kamar pendingin beberapa jam.

- Suhu

Ada hubungan langsung antara suhu dan tekanan yang menyebabkan tingginya

PO2 dan PCO2. Nilai pH akan mengikuti perubahan PCO2.

Page 17: mandiri skenario 3

Nilai pH darah yang abnormal disebut asidosis atau alkalosis sedangkan nilai PCO2

yang abnormal terjadi pada keadaan hipo atau hiperventilasi. Hubungan antara tekanan dan saturasi oksigen merupakan faktor yang penting pada nilai oksigenasi darah