1.
1. Memahami Pengertian dan Klasifikasi Asam dan BasaMemahami Pengertian dan Klasifikasi Asam dan Basa 1.1
1.1 Menjelaskan pengertian asam dan basaMenjelaskan pengertian asam dan basa
Asam adalah sekelompok zat yang mengandung hidrogen yang mengalamiAsam adalah sekelompok zat yang mengandung hidrogen yang mengalami
disosiasi atau terpisah dalam larutan untuk menghasilkan H
disosiasi atau terpisah dalam larutan untuk menghasilkan H⁺⁺ bebas dan bebas dan
anion. anion.
Basa adalah bahan yang dapat berikatan dengan HBasa adalah bahan yang dapat berikatan dengan H⁺⁺ bebas dan menarik ion bebas dan menarik ion
tersebut dari larutan. tersebut dari larutan.
Menurut Bronsted Lowry asam adalah zat yang dapat memberikan ion (H 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 ke zat lain sebagai donor proton sedangkan basa adalah zat yang dapat menerima ion (H
(H++) dari zat lain akseptor proton dari asam konjugatnya. Menurut Lewis asam) dari zat lain akseptor proton dari asam konjugatnya. Menurut Lewis asam adalah akseptor elektron dan basa adalah molekul atau ion yang memiliki tendensi adalah akseptor elektron dan basa adalah molekul atau ion yang memiliki tendensi untuk mendonorkan PEBnya.
untuk mendonorkan PEBnya.
Dalam sistem buffer, kedua teori ini dipakai, contoh: Dalam sistem buffer, kedua teori ini dipakai, contoh:
HCL
HCL(aq)(aq) + H + H22OO(l)(l) -> H3O -> H3O++(aq)(aq) + Cl + Cl – – (aq)(aq)
Menurut arrhenius asam adalah zat yang terdisosiasi dalam air membentuk Menurut arrhenius asam adalah zat yang terdisosiasi dalam air membentuk ion hidrogen [
ion hidrogen [], sedangkan basa adalah zat ], sedangkan basa adalah zat yang terdisosiasi dalam air membentukyang terdisosiasi dalam air membentuk ion hidroksida [
ion hidroksida []]
(Sjafiruddin,2008) (Sjafiruddin,2008) 1.2
1.2 Menjelaskan klasifikasi asam dan basaMenjelaskan klasifikasi asam dan basa Berdasarkan Kekuatannya
Berdasarkan Kekuatannya
Klasifikasi asam basa ini digolongkan berdasarkan kekuatannya dan ukuran Klasifikasi asam basa ini digolongkan berdasarkan kekuatannya dan ukuran terionisasi, dibagi menjadi 2 , yaitu:
terionisasi, dibagi menjadi 2 , yaitu: 1.
1. Asam kuat adalah senyawa yang terurai secara keseluruhan saat di larutkan dalamAsam kuat adalah senyawa yang terurai secara keseluruhan saat di larutkan dalam air dan menghasilkan jumlah ion semaksimum mungkin. Contoh HCL, HN air dan menghasilkan jumlah ion semaksimum mungkin. Contoh HCL, HN,,
SS, HCl, HCl
Basa kuat adalah senyawa yang terurai secara keseluruhan saat dilarutkan dalam air Basa kuat adalah senyawa yang terurai secara keseluruhan saat dilarutkan dalam air dan bereaksi d
dan bereaksi dengan asam. Conengan asam. Contoh toh NaOH, KOH, NaOH, KOH, Ba(OHBa(OH
2. Asam lemah adalah senyawa yang hanya sedikit terurai saat dilarutkan didalam air 2. Asam lemah adalah senyawa yang hanya sedikit terurai saat dilarutkan didalam air kurang bereaksi kuat dengan asam. Contoh H
kurang bereaksi kuat dengan asam. Contoh H33POPO4,4,HH22SOSO3,3,HNOHNO2,2,CHCH33COOHCOOH
Basa lemah adalah senyawa yang hanya sedikit terurai saat dilarutkan dalam air. Basa lemah adalah senyawa yang hanya sedikit terurai saat dilarutkan dalam air. Contoh NaHCO
Contoh NaHCO33, N, NOHOH
Berdasarkan Bentuk Ion Berdasarkan Bentuk Ion
Asam anion adalah asam yang mempunyai muatan negatif.Asam anion adalah asam yang mempunyai muatan negatif.
Contoh : SO Contoh : SO33
--
Asam kation adalah asam yang mempunyai muatan positif.Asam kation adalah asam yang mempunyai muatan positif.
Contoh : N Contoh : N++
Basa anion adalah basa yang mempunyai muatan negatif.Basa anion adalah basa yang mempunyai muatan negatif.
Contoh : Clˉ, C Contoh : Clˉ, C
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, HN, CCOOH]
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 [S H2S]
basa diprotik [Mg(OH, 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 [P] 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 nonorganik
1.3 Penentuan 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 hi drogen.
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.
Memahami perhitungan pH.
(Guyton, 2008) - Hukum Henderson Hasselbalch
-PCO2
- 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) 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 lemah : pH = pKa + log
Untuk basa lemah : pH = pKa + log
Untuk basa kuat : pOH = - log [OH-] atau [OH-] = x.M 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 meter bekerja berdasarkan prinsip elektrolit atau konduktivitas suatu larutan.
(http //chem-is-try.org/pengukuran pH/oleh Jim Clark/diambil pada selasa,16 maret, 2010)
Aplikasi dalam bidang kesehatan, biologi, kimia dan lain lain.
Dapat mengetahui pH berbagai substansi dalam tubuh
Cairan getah lambung pH 1,0 – 2,0
Urine pH 4,8 – 7,5
Saliva (air liur) pH 6,5 – 6,9
Darah 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
2.1 Menjelaskan keseimbangan asam basa
Keseimbangan asam-basa adalah keseimbangan ion [H+]. Suatu keadaan dimana konsentrasi ion H⁺ yang diproduksi setara dengan kosentrasi ion H⁺yang di keluarkan oleh
sel. Pada proses kehidupan keseimbangan asam pada tingkat molekular umumnya berhubungan dengan asam lemah dan basa lemah, begitu pula pada tingkat kosentrasinya ion
H⁺ atau ion OH yang sangat lemah.
Pengaturan keseimbangan asam basa diselenggarakan melalui koordinasi dari tiga sistem, yaitu sistem buffer, sistem paru dan sistem ginjal. Prinsip pengaturan keseimbangan asam- basa oleh sistem buffer adalah menetralisir kelebihan ion H+, bersifat temporer, dan tidak melakukan eliminasi. Proses eliminasi dilakukan oleh paru dan ginjal. Mekanisme paru dan ginjal dalam menunjang sekresi, ekskresi, dan absorpsi ion hidrogen dan bikarbonat serta membentuk buffer tambahan (fosfat, ammonia)
Untuk jangka panjang, kelebihan asam atau basa dikeluarkan melalui ginjal dan paru, sedangkan untuk jangka pendek, tubuh dilindungi dari perubahan pH dengan sistem buffer. Mekanisme buffer tersebut bertujuan untuk mempertahankan pH darah antara 7.35-7.45
(Sjarifuddin, 2008) 2. Memahami aspek biokimia dan fisiologi keseimbangan asam basa
3.1 Menjelaskan mekanisme asam basa
Keseimbangan asam basa adalah keseimbangan ion hidrogen, keseimbangan antara ion [] bebas dan [HC] dalam cairan tubuh sehingga pH darah 7,35 – 7,45 atau keseimbangan tubuh yang harus dijaga kadar ion [] 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 [] berpengaruh besar dalam keseimbangan asam-basa, maka faktor yang mempengaruhi [] juga mempengaruhi keseimbangan asam basa, yaitu :
a) Lebihnya kadar [] yang ada dalam cairan tubuh, berasal dari
PembentukanC yang sebagian berdisosiasi menjadi H+ dan HC Katabolisme zat organik
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 HC.
Aktivitas yaitu lari cepat membuat tubuh kita asam karena menghasilkan
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 buffer
2. Sistem respiratorik (sistem paru) 3. Sistem metabolik (sistem ginjal)
1. 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 HC 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
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-bikarbonat
Sistem 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 CO3 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 hemoglobin
Buffer 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 protein
Sistem 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:
- 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
Sistem buffer Fosfat
Sistem 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 (HPO32-). Sistem penyangga fosfat bekerja dalam cara yang serupa untuk mengubah asam kuat menjadi asam lemah dan basa kuat menjadi basa lemah. Natrium hidrogen fosfat ( ) adalah basa lemah dan natrium
dihidrogen fosfat ( Na P) adalah asam lemah
HCl + Na2HPO4 ↔ NaH2PO4 + NaCl NaOH + NaH2PO4↔ Na2HPO4 + H2O
H2PO4- (aq) + H + (aq) H 2 PO 4(aq)
H2PO4 - (aq) + OH - (aq) --> HPO42- (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.
(Guyton, 2008) 2. Sistem respiratorik (sistem paru)
Sistem pernapasan berperan penting bagi keseimbangan asam-basa karena
kemampuannya mengubah ventilasi paru-paru sehingga dapat mengubah kecepatan ekskresi C penghasil yang diatur oleh konsentrasi 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 C yang terlarut dalam cairan
ekstraseluler yang sama dengan 40mmHg PC. Bila pembentukan C metabolik
meningkat, cairan ekstraseluler PC juga meningkat.
Jika konsentrasi meningkat, pusat pernapasan di batang otak secara refleks
terangsang untuk meningkatkan C ventilasi paru-paru yang mengakibatkan kedalaman nafas meningkat sehingga lebih banyak yang dikeluarkan sehingga jumlah yang
ditambahkan ke dalam cairan tubuh berkurang. Karena C membentuk asam, pengeluaran C pada dasarnya adalah pengeluaran asam dari 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 plasma. Setiap hari,
paru-paru mengeluarkan yang berasal dari asam karbonat dari cairan tubuh , lebih banyak daripada jumlah yang dikeluarkan oleh ginjal.
Sistem pernapasan juga dapat menyesuaikan jumlah yang ditambahkan ke cairan
tubuh dari sumber sesuai dengan kebutuhan untuk memulihkan pH ke arah normal apabila terjadi fluktuasi konsentrasi 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 . Jika kelainan non-respiratorik mengubah konsentrasi , 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 , terjadi akibat fluktuasi konsentrasi C yang timbul dari
gangguan pernapasan, mekanisme pernapasan sama sekali tidak dapat berperan mengontrol pH.
3. Sistem metabolik (sistem ginjal)
Ginjal tidak saja dapat mengubah-ubah pengeluaran , tetapi juga dapat menahan atau
mengeliminasi HC
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 C . Tugas untuk mengeliminasi yang berasal dari asam sulfat, fosfat, laktat dan asam lain terletak di dalam ginjal.
Ginjal tidak saja secara kontinu mengeluarkan dalam jumlah normal yang terus menerus dihasilkan dari sumber-sumber asamnon-karbonat, tetapi, juga mengubah-ubah kecepatan sekresinya untuk mengkompensasi perubahan konsentrasi yang timbul dari kelainan konsentrasi asam karbonat.
Besarnya sekresi bergantung pada status asam basa pada sel tubulus ginjal dan tidak dipengaruhi oleh pengaruh hormonal.
Proses sekresi berawal di sel-sel tubulus dengan C yang datang dari 3
sumber yaitu C yang berdifusi dari plasma atau dari cairan tubulus atau C yang diproduksi secara metabolis di dalam sel tubulus. Lalu C dan O
membentuk yang akan berdisosiasi membentuk dan HC. Suatu pembawa yang bergantung energi di membran luminal kemudian mengangkut keluar sel ke dalam lumen tubulus. Di bagian nefron, pembawa ini mengangkut yang berasal dari filtrat glomerulus ke arah yang berlawanan. Karena reaksi ini diawali dengan C jadi kecepatannya bergantung pada konsentrasi C, jika konsentrasi Cmeningkat, maka reaksi akan berlangsung
cepat.
Jika konsentrasi di plasma tinggi, sel-sel tubulus akan berespon dengan mensekresikan dalam jumlah yang lebih untuk disekresikan ke dalam urin, begitu pula sebaliknya. Ginjal tidak dapat meningkatkan konsentrasi plasma dengan mereabsorpsi yang sudah difiltrasi karena tidak terdapat mekanisme tersebut di
b. Ekskresi bikarbonat
Sebelum dibuang oleh ginjal, yang dihasilkan dari asam non-karbonat
disangga oleh HC plasma.
Ginjal mengatur konsentrasi HC plasma melalui 2 mekanisme yaitu :
1. Reabsorpsi HC 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 HC yang difiltrasi untuk membentuk C. Lalu di bawah
pengaruh karbonat anhidrase, C tersebut teruari menjadi O dan C. Lalu C masuk kembali ke dalam sel tubulus karena C
mampu dengan mudah menembus membran sel tubulus. Di dalam sel, di bawah pengaruh karbonat anhidrase intrasel, C bergabung kembali
dengan H2O membentuk C yang akan terurai menjadi dan
HC. Karena dapat menembus membran basolateral sel tubulus, HC secara pasif berdifusi keluar sel masuk ke dalam plasma kapiler-peritubulus. HC 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 di lumen tubulus untuk berikatan dengannya.
2. Penambahan HC yang baru ke dalam plasma
Pada saat semua HC yang difiltrasi telah direabsorpsi dan sekresi tambahan telah dihasilkan oleh disosiasi C, HC yang
dihasilkan berdifusi ke dalam plasma sebagai HC yang baru. Disebut baru karena kemunculannya di dalam plasma tidak berikatan dengan reabsorpsi HC yang difiltrasi. Sementara itu, yang dihasilkan bergabung dengan penyangga fosfat basa dan kemudian dieksresi di urin.
Selama asidosis, ginjal melakukan kompensasi sebagai berikut :
Meningkatkan sekresi dan ekskresi di urin sehingga kelebihan dapat dieliminasi dan konsentrasi 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 N ke dalam lumen tubulus setelah penyangga fosfat urin menjadi jenuh. Lalu, ion Hidrogen akan terus berikatan
dengan N untuk membentuk ion amonium (N)
Ion amonium akan keluar melalui urin setiap ia mengangkut ion hidrogen.
N sengaja disintesis dari asam amino glutamin (setiap satu molekul glutamin
menghasilkan dua ion Nyang 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 N yang dieksresikan, dihasilkan HC yang baru untuk ditambahkan ke dalam darah.
Sekresi N 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.
(Sherwood, 2004)
3. Memahami dan Menjelaskan Analisis Gas Darah 1. Definisi
ANALISA GAS DARAH (AGD)
A. Definisi
Gas darah arteri memungkinkan utnuk pengukuran pH (dan juga keseimbangan asam basa), oksigenasi, kadar karbondioksida, kadar bikarbonat, saturasi oksigen, dan kelebihan atau kekurangan basa. Pemeriksaan gas darah arteri dan pH sudah secara lu as digunakan sebagai pegangan dalam penatalaksanaan pasien-pasien penyakit berat yang akut dan menahun.
Pemeriksaan gas darah juga dapat menggambarkan hasil berbagai tindakan penunjang yang dilakukan, tetapi kita tidak dapat menegakkan suatu diagnosa hanya dari penilaian analisa gas darah dan keseimbangan asam basa saja, kita harus menghubungkan dengan riwayat
penyakit, pemeriksaan fisik, dan data-data laboratorium lainnya.
Pada dasarnya pH atau derajat keasaman darah tergantung pada konsentrasi ion H+ dan dapat dipertahankan dalam batas normal melalui 3 faktor, yaitu:
Mekanisme dapar kimia
Terdapat 4 macam dapar kimia dalam tubuh, yaitu: 1. Sistem dapar bikarbonat-asam karbonat
2. Sistem dapar fosfat 3. Sistem dapar protein 4. Sistem dapar hemoglobin
Mekanisme pernafasan
Mekanisme ginjal
Mekanismenya terdiri dari: 1. Reabsorpsi ion
HCO3-2. Asidifikasi dari garam-garam dapar 3. Sekresi ammonia
Nilai Normal Gas Darah
nilai normal analisa gas darah ::
Nilai normal analaisa gas darah PH = 7,35 -7,45
pO2 = 80-100 mmHg saturasi 02 = >95%
PCO2 = 35-45 mmHg HCO3 = 22-26mEq/L
BE (kelebihan basa) = -2 sampai +2
referensi : Arita Murwarni, S.Kep. 2008. KETERAMPILAN DASAR PRAKTEK KLINIK KEPERAWATAN. Fitramaya. Yogyakarta
4. Memahami gangguan keseimbangan asam basa (asidosis metabolik) 4.1 Menjelaskan pengertian asidosis metabolik
Asidosis metabolik (kekurangan HC) adalah gangguan sistemik yang ditandai dengan penurunan primer kadar bikarbonat plasma, sehingga menyebabkan terjadinya penurunan pH
(peningkatan []). [HC] ECF adalah kurang dari 22 mEq/L dan pH-nya kurang dari 7.35. Kompensasi pernapasan kemudian segera dimulai untuk menurunkan PaCmelalui hiperventilasi sehingga asidosis metabolik jarang terjadi secara akut.
Kadar ion HCnormal adalah sebesar 24mEq/L dan kadar normal pC adalah 40 mmHg
dengan kadar ion-H sebesar 40 nanomol/L. Penurunan kadar i on-HCsebesar 1 mEq/L akan diikuti oleh penurunan pCsebesar 1.2 mmHg
Kompensasi paru dengan cara hiperventilasi yang menyebabkan penurunan tekanan parsial C, dapat bersifat lengkap, sebagian atau berlebihan. Berdasarkan kompensasi ini, asidosis metabolik dapat dibagi menjadi 3 kelompok, yaitu:
Asidosis metabolik sederhana (simple atau compensated metabolic acidosis);
penurunan kadar ion- HCsebesar 1 mEq/L diikuti penurunan pC sebesar 1.2
mmHg.
Gabungan asidosis metabolik dengan asidosis respiratorik dapat juga disebut
uncompensated metabolic acidosis; penurunan kadar ion- HC sebesar 1 mEq/L diikuti penurunan pC kurang dari 1.2 mmHg (pC dapat sedikit lebih rendah atau
sama atau lebih tinggi dari normal)
Gabungan asidosis metabolik dengan asidosis respiratorik atau dapat disebut sebagai
partly compensated metabolic acidosis; penurunan kadar ion- HCsebesar 1 mEq/L diikuti penurunan pC sebesar lebih dari 1.2 mmHg (pH dapat sedikit rendah atau
sama lebih tinggi dari normal)
(Price & Wilson, 2006) 4.2 Menjelaskan etiologi asidosis metabolik
Penyebab mendasar asidosis metabolik adalah penambahan asam terfikasi (non karbonat), kegagalan ginjal untuk mengekskresi beban asam harian, atau kehilangan bikarbonat basa. Penyebab asidosis metabolik umumnya dibagi dalam dua kelompok berdasarkan selisih anion yang normal atau meningkat. Penyebab asidosis metabolik dengan selisih anion yang tinggi adalah peningkatan anion tak terukur seperti asam sulfat, asam fosfat, asam laktat, dan asam – asam organik lainnya.
Anion-gap dalam plasma
Dalam keadaan normal, jumlah anion dan kation di dalam tubuh adalah sama besar. Selisih antara Na dengan HNO3 dan Cl atau selisih dari anion lain dan kation lain di sebut sebagai anion-gap. Pada kelompok pembentukan asam organik yang berlebihan sebagai penyebab asidosis metabolik, besar anion-gap akan meningkat oleh karena adanya penambahan anion lain yang berasal dari asam organik antara lain asam hidroksi butirat pada ketoadosis diabetik, asam laktat pada asidosis laktat, asam salisilat pada intoksikasi salisilat. Jumlah normal anion-gap dalam plasma 12±3 meq.
Anion-gap dalam plasma [Na+] – [Cl-] + [HCO3]
Asidosis metabolik dengan anion-gap yang normal selalu disertai dengan peningkatan ion-Cl dalam plasma sehingga disebut juga sebagai asidosis
metabolik hiperkloremik. Anion-gap dalam urin
Pada keadaan asidosis metabolik dengan anion gap normal, ion Cl yang berlebihan akan di sekresikan oleh sel interkaled duktus kolingentes bersama dengan sekresi ion H+. Terganggu atau normalnya ekskresi ion NH3 dalam bentuk NH4Cl dapat dinilai dengan menghitung anion gap di dalam urin.
Anion-gap dalam urin [Na- urin + K-urin] – [Cl-urin]
Bila hasilnya positif, terdapat gangguan pada ekskresi ion-NH3 sehingga NH4Cl tidak terbentuk akibat adanya gangguan sekresi ion H+ di tubulus distal misalnya pada renal tubular asidosis. Hasil yang negatif, menunjukkan keadaan asidosis metabolik anion-gap normal dimana ekskresi ion Cl dalam bentuk NH4Cl sebanding dengan sekresi ion H+ di tubulus distal yang terjadi akibat adanya asidosis metabolik, misalnya pada keadaan diare.
(Sudoyo,ddk, 2009) Selisih Anion Normal (Hiperkloremik) Selisih Anion Meningkat Kehilangan Bikarbonat
Kehilangan melalui saluran cerna:
Diare
lleostomi; fistula pancreas,
biliaris, atau usus halus Kehilangan melalui ginjal:
Asidosis tubulus proksimal
ginjal (RTA)
Inhibitor karbonik anhidrase Hipoaldosteronisme
Peningkatan beban asam
Ammonium klorida
Cairan-cairan hiperalimentasi
Pemberian IV larutan salin secara cepat
Peningkatan produksi asam
Asidosis laktat: laktat (perfusi
jaringan atau oksigenasi yang tidak memadai seperti pada syok atau henti kardiopulmor)
Ketoasidosis metabolik
Kelaparan : peningkatan
asam-asam keto
Intoksilasi alcohol :
peningkatan asam-asam keto Menelan substansi toksik
Overdosis salisilat : salisilat,
laktat, keton
Metanol atau formaldehid:
format
Gagal ginjal akut atau kronis
(Price dan Wilson, 2006)
Selain penyebab pada selisih anion, terdapat pula penyebab lain pada asidosis metabolik, antara lain:
a. Pembentukan asam yang berlebihan (asam fixed dan asam metabolik) di dalam tubuh. Ion metabolik dibebaskan oleh metabolik buffer asam karbonat-bikarbonat, sehingga terjadi penurunan pH. Dalam klinik ditemukan keadaan ini seperti pada:
- Asidosis laktat. Timbul karena hipoksia jaringan berkepanjangan, mengakibatkan jaringan mengalami proses metabolik anaerob.
- Ketoasidosis. Timbul karena produksi badan keton dalam jumlah sangat tinggi pada metabolik fase pasca absortif. Ketoasidosis merupakan akibat dari starvasi
dan komplikasi diabetes mellitus yang tidak terkendali, jaringan tidak dapat memanfaatkan glukosa dari sirkulasi, sehingga mengandalkan metabolik lipid dan keton.
- Intoksikasi salisilat - Intoksikasi etanol
b. Berkurangnya kadar ion-HCO3 di dalam tubuh. Penurunan konsentrasi HC di
cairan ekstraseluler menyebabkan penurunan efektifitas metabolik buffer dan asidosis timbul. Penyebab penurunan konsentrasi HC antara lain adalah diare, renal tubular acidosis proksimal, pemakaian obat inhibitor enzim anhidrase karbonat atau pada penyakit ginjal kronik stadium 3-4.
c. Adanya retensi ion-H di dalam tubuh
Jaringan tidak mampu mengupayakan ekskresi ion metabolik melalui ginjal. Kondisi ini dijumpai pada penyakit ginjal kronik stadium 4-5, RTA-1 atau RTA-4
d. Diare berat. Selama diare, HC hilang dari tubuh dan tidak direabsorpsi. Penurunan HC plasma tanpa disertai penurunan CO2 yang setara akan menurunkan pH. Karena keluar, HCyang tersedia untuk menyangga H+ berkurang, sehingga lebih banyak terdapat H+ bebas dalam cairan tubuh.
e. Diabetes mellitus. Kelainan metabolik lemak yang terjadi akibat ketidakmampuan sel menggunakan glukosa karena tidak terdapat insulin akan menyebabkan pembentukan berlebihan asam-asam keto, yang disosiasinya meningkatkan H+ plasma.
f. Olahraga berlebihan. Jika otot mengandalkan glikolisis metabolik sewaktu berolahraga berat terjadi kelebihan produksi asam laktat yang menyebabkan peningkatan H+.
(Sherwood, 2004) 1.3 Menjelaskan manifestasi asidosis metabolik
pH lebih dari 7,1:
1. Rasa lelah (fatique) 2. Sesak nafas (Kussmaull) 3. Nyeri perut
4. Nyeri tulang 5. Mual/muntah
pH kurang dari atau sama dengan 7,1: 1. Gejala pada pH > 7,1
2. Efek inotropik negative, aritmia 3. Kontriksi vena perifer
4. Dilatasi arteri perifer (penurunan resistensi perifer) 5. Penurunan tekanan darah
6. Aliran darah ke hati menurun
7. Kontriksi pembuluh darah paru (pertukaran O2) terganggu
(Sudoyo,dkk, 2009) 4.4 Menjelaskan penatalaksanaan asidosis metabolik
Indikasi koreksi asidosis metabolik perlu diketahui dengan baik agar koreksi dapat dilakukan dengan tepat tanpa menimbulkan hal-hal yang membahayakan pasien.
Langkah Pertama adalah menetapkan berat ringannya gangguan asidosis. Gangguan disebut letal bila pH darah < 7 atau kadar ion H > 100 nmol/L. Gangguan yang perlu diperhatikan bila pH darah 7,1-7,3 atau kadar ion H antara 50-80 nmol/L
Langkah Kedua adalah menetapkan anion-gap atau bila perlu anion-gap urin untuk mengetahui dugaan etiologi asidosis metabolik. Dengan bantuan tanda klinik lain kita dengan mudah menetapkan etiologi.
Langkah Ketiga, bila dicurigai kemungkinan asidosis laktat, hitung rasio delta anion-gap dengan delta HCO3 (delta anion gap : anion gap pada pasien diperiksa dikurangi dengan median anion gap normal, delta delta HCO3: kadar HCO3 normal dikurangi dengan kadar HCO3 pasien). Bila rasio >1, asidosis disebabkan oleh asidosis laktat. Langkah ketiga ini menetapkan sampai sejauh mana koreksi dapat dilakukan.
Prosedur koreksi
a. Secara umum koreksi dilakukan hingga tercapai pH 7.2 atau kadar ion HCO3 12mEq/L
b. Pada keadaan khusus:
- Pada penurunan fungsi ginjal, koreksi dapat dilakukan secara penuh hingga mencapai kadar ion HCO3 20-22 mEq/L. Pada ketoasidosis diabetik atau asidosis laktat tipe A, koreksi dilakukan bila kadar ion HCO3 dalam darah kurang atau sama dengan 5 mEq/L, terdapat hiperkalemia berat, setelah koreksi insulin pada diabetes mellitus, koreksi oksigen pada asidosis belum terkendali. Koreksi dilakukan sampai kadar ion HCO310 mEq/L
- Pada asidosis metabolik yang terjadi bersamaan dengan asidosis respiratorik dan tidak menggunakan ventilator, koreksi harus dilakukan secara hati-hati atas pertimbangan depresi pernapasan.
Koreksi dilakukan dengan pemberian Na-Bikarbonat yang secukupnya untuk menaikkan HC menjadi 15 mEq/L dan pH kira-kira sampai 7.20 dalam jangka waktu 12 jam.
Larutan Ringer Laktat IV biasanya merupakan cairan pilihan untuk memperbaiki keadaan asidosis metabolik dengan selisih anion normal serta kekurangan volume ECF yang sering menyertai ini. Natrium laktat dimetabolisme secara perlahan dalam tubuh menjadi NaHCO3, dan memperbaiki keadaan asidosis secara perlahan.
Daftar Pustaka
Price, Sylvia Anderson (2006), Patofisiologi Konsep Klinis Proses-Proses Penyakit
edisi 6 ,ab. Huriawati Hartanto, Jakarta, EGC.
Sherwood, Lauralee (2004), Fisiologi Manusia dari Sel ke Sistem edisi 2, Jakarta,
EGC.
Sudoyo, W Aru, Bambang setiyohadi, Idrus Alwi (2009), Buku Ajar Ilmu Penyakit
Dalam Jilid I Ed.5, Jakarta, Interna Publishing.
Sukmariah M, Karmiati A (1990), Kimia Kedokteran edisi 2, Binarupa Aksara,
Jakarta.
Ganong, WF, (2007), Buku Ajar Fisiologi Kedokteran edisi 21,ab. M. Djauhari
Widjajakusumah, Jakarta, EGC.
Saifuddin, M, dkk. (2008), Gangguan Kesimbangan air-elektrolit dan asam-basa
edisi II. Jakarta, FKUI.
Guyton, Arthur c, dkk. (2008), Buku ajar fisiologi kedokteran. Jakarta, EGC (http//medicastore.com/diambil pada selasa, 16 Maret 2010)
(http//belajarkimia.com/oleh Harthadinajha, diambil pada jumat, 12 Maret
2010)
(http //chem-is-try.org/pengukurankeasaaman/oleh Jim Clark/diambil pada selasa,16
