Skenario 4 Biokimia

KESEIMBANGAN ASAM-BASA

PENGERTIANPerimbangan antara asam dengan basa dalam plasma darah, agar pH darah tetap normal (7,4). Keadaan ini dipertahankan oleh sistim Buffer.

Sistim Buffer mengandung larutan buffer yaitu : campuran asam lemah (donor proton) dengan basa konyugasinya (penerima proton) atau basa lemah dengan asam konyugasinya. Persamaan keseimbangan dikenal sebagai persamaan Henderson-Hasselbach : pH = pKa + log [ A - ] larutan Bufer [ HA]

A = garam HA = asam

Larutan Buffer : Buffer penting dalam biologi, yaitu yang efektif pada sekitar pH 7,4 (pH darah) dan 4-9 (pH urin).Buffer utama antara lain : bikarbonat, fosfat (utama pada urin), asam amino dan protein plasma (Hb).

HCO3- Hb- Prot- HPO4 dll

______ _______ ________ ________

H2CO3 HHb H prot H2PO4-

KESEIMBANGAN ASAM KARBONAT-BIKARBONAT

Sistem buffer asam karbonat-bikarbonat, memerlukan bahasan khusus. Nilai pK yang efektif untuk asam karbonat dalam plasma darah hanya 6,1 tetapi masih sangat penting untuk homeostasis (H+) karena kadar asam konjugatnya H2CO3 dipertahankan relatif konstan melalui pengendalian respirasi.

[HCO3- ] = 25 mEq/L

[H2CO3] = 1.25 mEq/L

pKa = 6.1pH darah arteri = 6.1 + log 25/1.25

7.4 = 6.1 + log 201.3 = log 20

Ratio HCO3- / H2CO3 = 20/1 dalam darah arterial kadar bikarbonat adalah 20 kali

kadar CO2 terlarut.

Pasangan asam karbonat-bikarbonat merupakan petunjuk status asam-basa karena darah mudah didapat dan diperiksa. Perubahan ion hidrogen pada plasma darah merupakan

1

Skenario 4 Biokimia

pedoman untuk perubahan di dalam jaringan, dan darah sendiri merupakan pengangkut ion H+ yang penting.

Karena masing-masing komponen sistem bikarbonat dan asam karbonat dapat diatur secara fisiologis maka sistem Buffer ini yang baik dipakai bagi suatu organisme .

Yang berperan mempertahankan ratio asam karbonat-bikarbonat adalah : - Paru mengatur kadar H2CO3- Ginjal mengatur kadar HCO3-

Alkali reserve = HCO3-

Sebagai akseptor proton dapat menetralisir asam kuat dengan mengikat H+ nya

ALKALINE TIDE : Pembentukan asam lambung yang dipengaruhi makanan

Protein sekresi HCl meningkat alkaline tide meningkat Karbohidrat dan Lipid sekresi HCl menurun alkaline tide menurun

Bila alkaline tide meningkat H + darah menurun pH meningkat

RE (RESPIRATORY EXCHANGE) = RQ (RESPIRATORY QUOTIENT) adalah perbandingan CO2 yang dikeluarkan paru dengan uptake O2 oleh paru RE untuk Karbohidrat = 1 RE untuk protein dan lemak < 1

PENYEBAB PERUBAHAN PH1. Beban Respirasi Peran paru dalam mengatur pH darah adalah dengan cara :

Hiperventilasi Hipoventilasi

Peningkatan laju pernapasan yang tidak disertai peningkatan aliran CO2 ke paru- paru akan mengurangi tekanan CO2 dalam alveoli, dan dengan demikian juga pada darah yang kembali menuju ke jaringan perifer sehingga terjadilah alkalosis respiratorik (H+) menurun pH meningkat.

Menahan napas atau adanya kegagalan pertukaran gas karena obstruksi sebagian pada saluran pernapasan atau karena kelebihan dosis obat akan menghentikan pengeluaran CO2 dan meningkatkan tekanan CO2 dalam darah. kenaikan (H+) dan penurunan pH yang diakibatkan merupakan gejala asidosis respiratorik.

2. Beban makanan dan beban metabolik

Ion hidrogen dapat ditambahkan atau dikurangi sebagai akibat makan makanan tertentu atau akibat perubahan metabolik. Perubahan keseimbangan H+ akibat perubahan proses metabolik, baik yang bersifat normal dan sementara maupun bersifat patologis akut dan kronis.

2

Skenario 4 Biokimia

Contoh beban akut : H+ yang ditimbulkan oleh pembentukan laktat selama olahraga berat .

asam laktat laktat + H+ asam laktat asam melepas H+ dan laktat basa berikatan dengan H+.

Contoh beban kronis :

Pembentukan senyawa keton pada diabetes mellitus yang tidak diobati Pembentukan propionate atau metilmalonat pada aminoasidopati pada

beban kronis terjadi pengeluaran anion dan H+secara tetap dalam urin agar supaya H+ tidak menumpuk.Jumlah H+ yang meningkat dikurangi sebagian dengan terjadinya reaksi dengan bikarbonat membentuk CO2 yang dikeluarkan lewat paru-paru :

H+ + HCO3 H2CO3 H2O + CO3

Bila tak terjadi hal lain, suatu asidosis metabolik akan ditandai dengan penurunan

bikarbonat atau kadar CO3 total, sedangkan asidosis respiratorik yang tak terkompensasi akan ditandai oleh kenaikan bikarbonat atau kadar CO2 total.

Muntah-muntah yang disertai keluarnya cairan dengan kadar H+ yang rendah menyebabkan berkurangnya H+ alkalosis metabolik. Demikian pula kelainan herediter dalam pembentukan urea yang mengakibatkan ekskresi ion ammonium dalam jumlah besar, juga mengakibatkan alkalosis metabolik.

Sementara peran ginjal dengan cara : Meningkatkan reabsorpsi HCO3 –

Menurunkan reabsorpsi HCO3 -

HCO3 - > 20/1 Alkalosis (pCO2 ↓ hiperventilasi ) Ratio ------------- H2CO3 < 20/1 Asidosis (pCO2 ↑ disebabkan oleh ventilasi tidak memadai )

HCO3- ↑

------------- Alkalosis Metabolik H2CO3 Alkalosis HCO3

- ------------- Alkalosis Respiratorik H2CO3 ↓

HCO3- ↓

------------- Asidosis Metabolik H2CO3 Asidosis HCO3

- ------------- Asidosis Respiratorik H2CO3 ↑

3

Skenario 4 Biokimia

Bila pH dikembalikan ke keadaan normal disebut dengan Asidosis atau Alkalosis Terkompensasi, dapat dibedakan dengan menggunakan data pCO2 atau [CO2 total] sebagai berikut :----------------------------------------------------------------------------------------------------------[H+] pH [CO2 total] PCO2 Peristiwa dasar Kompensasi---------------------------------------------------------------------------------------------------------- tinggi rendah rendah rendah asidosis metabolik alkalosis respiratoriktinggi rendah tinggi tinggi asidosis respiratorik alkalosis metabolikrendah tinggi tinggi tinggi alkalosis metabolik asidosis respiratorik rendah tinggi rendah rendah alkalosis respiratorik asidosis metabolik _____________________________________________________________________ Kompensasi kelompok metabolik oleh paruKompensasi kelompok respiratorik oleh ginjal

Reabsorpsi HCO3- oleh tubulus ginjal ada 3 mekanisme :1. Mobilisasi ion H+ dalam tubulus proximal2. Sekresi H+ dalam tubulus dalam tubulus distal3. Pembentukan amonia dalam tubulus distal

I. Mobilisasi ion H+ dalam tubulus proximal Darah Sel tubulus proximal Lumen tubulus CO2

H2O

HCO3-

Na+

CO2 + H2O ↓ k.a

H2CO3

↓ H+

HCO3

-

Na+

CO2 ↑ karbonat anhidraseH2O ← H2CO3

H+

HCO3-

Na+

II. Sekresi H+ dalam tubulus distal Darah Sel tubulus distal Lumen tubulus CO2

H2O

HCO3-

Na+

CO2 + H2O ↓ k.a H2CO3

↓ H+

HCO3

-

Na+

Na2HPO4

H+

Na+

NaH2PO4

4

Skenario 4 Biokimia

III. Pembentukan amonia dalam tubulus distal Darah Sel tubulus distal Lumen tubulus

CO2

H2O

HCO3-

Na+

Deaminasi As. Amino → NH3 ( glutamin )

CO2 + H2O ↓ k.a H2CO3

↓ H+

HCO3

-

Na+

NH3

H+ NH4+Cl-

Cl -

Na+

Bila PCO2 ↑ → H2CO3 ↑ dalam tubulus → ion H >> dikeluarkan → reabsorpsi HCO3- ↑

PCO2 ↑ Pada asidosis respiratorik dan sebaliknya pada alkalosis respiratorik

ASPEK BIOKIMIA KESEIMBANGAN ASAM BASAAsidosis Metabolik ditemui pada :

Diabetes melitus dengan ketosis Gagal ginjal Keracunan asam Diare

Asidosis Respiratorik ditemui pada : Pneumonia Empisema Asma Bronkial Depresi pusat pernafasan

Misal : keracunan morfin

Alkalosis Metabolik ditemui pada: Muntah Makan alkali berlebihan

(misalnya : pada terapi ulkus peptikum )

Alkalosis respiratorik ditemui pada : Histeris Hiperventilasi Keracunan salisilat stadium dini

Penaksiran gangguan keseimbangan asam-basa analisis darah :

5

Skenario 4 Biokimia

pH pCO2

CO2 total Kadar Na, K, Cl

Nilai pH yang diperoleh menunjukkan apakah alkalosis atau asidosis.

Bila asidosis atau alkalosis metabolik timbul tanpa kompensasi respirasi, perbandingan bentuk asam dan basa dari buffer tanpa mengubah pCO2.

MEKANISME KOMPENSASI : Kompensasi alkalosis dan asidosis meliputi perubahan respirasi dan metabolik ginjal. Jadi, ginjal mengakibatkan asidosis metabolik dengan cara menahan H+ untuk kompensasi alkalosis respiratorik yang disebabkan hiperventilasi pada orang yang sangat pencemas.

KELAINAN BIOKIMIA PADA ALKALOSIS RESPIRATORIK :Alkalosis respiratorik terjadi pada keadaan seperti :

keracunan obat-obatan (keracunan salisilat) pernah luka kepala (head injury)

Kedua keadaan diatas menyebabkan : hiperventilasi, yaitu peningkatan laju pernapasan yang tidak disertai dengan peningkatan penyampaian CO2 ke paru-paru. Akibatnya akan mengurangi tekanan CO2 dalam alveoli dan darah yang ke jaringan perifer (konsentrasi H+ menurun, pH meningkat) penurunan sekresi ion H+ ke lumen tubulus ginjal menyebabkan :

reabsorpsi HCO3- dan Na+ berkurang

sekresi K+ bertambah karena konsentrasi Na+ meningkat pada distal nefron

Semua keadaan diatas menyebabkan : peningkatan ekskresi Na+; K+; dan HCO3

- dalam urin peningkatan reabsorpsi Cl- sebagai pengganti HCO3

-

dengan demikian konsentrasi anion dalam plasma dapat dipertahankan

Bila hiperventilasi dapat di kontrol dengan baik, akan terjadi peningkatan tekanan CO2

sebagai reaksi kompensasi dari ginjal. HCO3

- direabsorpsi dari filtrat dan sel tubulus sehingga (CO2 total) dan ratio (HCO3- )

(H2CO3 )

menjadi normal kembali.

DAFTAR PUSTAKA :1. Martin D. W et al; Harper’s Review of Biochemestry, 19th edition, 19842. Murray R. K et al : Harper’s Biochmestry, 25 th edition, 2000.3. E. S .Dorothy ; Inti Sari Biokimia, Bina aksara, 1993

6

Skenario 4 Biokimia

7

Skenario 4 Biokimia

8

Skenario 4 Biokimia

9

Skenario 4 Biokimia

10