Teori Asam Basa dan Pentingnya Ion Hidrogen dalam Tubuh

ASAM BASA

Herin Mawarti

PENDAHULUAN

TEORI ASAM BASA

1. ARRHENIUS

• Asam ialah senyawa yang dalam larutannya dapat menghasilkan ion H+.

• Basa ialah senyawa yang dalam larutannya dapat menghasilkan ion OH-.

Contoh:

1) HCl  H+ + Cl-

2) NaOH  Na+ + OH-

2. BRONSTED-LOWRY

•

Asam ialah proton donor, sedangkan basa adalah proton akseptor.

Contoh

H2O + NH3 NH4+ + OH-

asam-1 basa-2 asam-2 basa-1 Asam H+ + basa konjugasi

Basa + H+ asam konjugasi

• H2O dengan OH- merupakan pasangan asam-basa konjugasi.

• NH4+ dengan NH3 merupakan pasangan asam-basa konjugasi.

• Di dalam tubuh terdapat ion dalam jumlah sangat sedikit, tetapi mempunyai fungsi sangat penting dalam tubuh : ion hidrogen (H+).

• Konsentrasi ion H+ < 0,0001 mEq/L (pH)

• pH darah arteri = 7,34-7,45

• pH darah vena = 7,31-7,42

• Perubahan pada ion hidrogen akan banyak menganggu fungsi fisiologis :

• Mengganggu fungsi hormon dan enzym

• Mengganggu distribusi elektrolit dan

menyebabkan ketidakseimbangan cairan dan elektrolit

• Mengganngu eksitabel membran  jantung, saraf, otot, pencernaan kurang/lebih aktif dari normal

• Menurunkan uptake, aktivitas dan distribusi hormon dan obat.

KIMIA ASAM BASA

ASAM

•

Adalah zat yang dapat memberikan atau melepaskan ion H+ ketika bereaksi dengan air  konsentrasi ion hidrogen larutan meningkat

• Asam kuat : banyak mengeluarkan ion H+ (contoh : asam klorida)

HCL + H2O  H+ + CL + H2O

• Asam lemah : sedikit mengeluarkan ion H+ (contoh : asam asetat)

CH3COOH + H2O  H+ + CH3COO +H2O

Sumber Asam :

• Produksi CO2

• Metabolisme glukosa : glucosa  36 ATP + 6H2O + 6CO2

• CO2 ispirasi

• Metabolisme protein dan lemak  asam sulfur (H2S), asam lemak

• Metabolisme anaerobik glukosa dan lemak  asam laktat

• Kerusakan sel

BASA

• Adalah zat yang dapat menerima atau mengikat ion H+ ketika bereaksi dengan air  konsentrasi ion hidrogen larutan menurun.

• Basa Kuat : Sodium Hidroklorit (NaOH), Ammonia (NH3)

• Basa Lemah : Aluminium hidroksida (ALOH), bicarbonat (HCO3-).

BUFFER

• Zat khusus yang dapat mengikat atau melepaskan ion hidrogen  menjaga konsentrasi ion H+ dalam batas normal.

• Bila cairan basa maka buffer akan

mengeluarkan ion hidrogen, bila bersifat

asam buffer akan mengikat hidrogen.

KIMIA CAIRAN TUBUH

ION BICARBONAT

• Di dalam cairan tubuh banyak terdapat zat baik yang bersifat asam dan basa

• Zat asam yang paling banyak : asam bicarbonat (H2CO3) dan basa : bicarbonat (HCO3-)

• Dalam kondisi normal konsentrasi H2CO3:HCO3- = 1:20

• Rasio tersebut dijaga melalui produksi dan eliminasi CO2 dan H+

• Persamaan carbonik anhidrase :

CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3-

SUMBER ION BICARBONAT :

• Pemecahan H2CO3

• Absorbsi HCO3-

• Syntesis dan sekresi HCO3 pankreas

• Perpindahan HCO3 dari intra ke ekstra sel

• Reabsorbsi HCO3 ginjal

KESEIMBANGAN ASAM BASA

• Cairan tubuh bersifat netral : terdiri dari ion + ( kation / proton ) dan ion negatif (anion).

• Konsentrasi ion H+ (pH) dijaga normal  dengan mengikat atau melepas ion hidrogen.

• Keseimbangan asam basa tergantung pada 3 faktor : 1. Produksi H+ konsisten dan tidak berlebihan

2. Pengeluaran CO2 dari pernapasan untuk menjaga produksi H+

3. Rasio H2CO3:HCO3- = 1:20

1. Sistem Pernapasan

• Merupakan sistem penyangga fisiologis

• Perubahan kadar CO2 dalam darah mempengaruhi pH (kadar H2CO3)

• CO2 bersifat asam  jika cairan tubuh bersifat asam ( pH<7,43 ), maka CO2 akan dikeluarkan lewat

pernapasan dan sebaliknya

H2O + CO2  H2CO3  H+ + HCO3-

SISTEM MEKANISME

PENGATURAN ASAM BASA

Hambatan kemoreseptor

sentral

PaCO2 dan H+

menurun

hipoventilasi

Hiperventilasi Stimulasi

kemoreseptor sentral PaCO2 dan H+

meningkat

2. Ginjal

• Mekanisme penyangga pH lebih kuat dan lebih lama dari pernapasan

• Perubahan pH  terjadi sekresi dan reabsorbsi ion asam atau basa  urine asam/basa.

• Sekresi H+ > HCO3-  menghilangkan asam darah / urin asam

• Sekresi HCO3- > H+  menghilangkan basa darah / urin basa

• Mekanisme pengaturan :

1. Pengeluaran HCO3- tubulus ginjal

2. Pembentukan asam : HPO₄^2- + H+  H₂PO₄ (urine) 3. Pembentukan amonium ; NH3 + H+  NH4

Gb. Reabsorbsi ion bicarbonat diberbagai segmen Tubulus Ginjal.

Sekresi H+ dalam Tubulus Ginjal

• Disekresi oleh transport aktif sekunder pada tubulus awal ( ansa hanle, proksimal, distal)

• H+ disekresi melalui transport imbangan Natrium-Hidrogen (sodium-hydrogen

counter-transport)

• Untuk sekresi setiap ion H+ ke lumen

tubulus, akan diserab ion bicarbinat masuk

dalam darah

Reabsorbsi HCO3-

• HCO3- tidak dapat diabsorbsi secara langsung oleh membran luminal sel tubulus ginjal

• Proses absorbsi terlebih dahulu harus berikatan dengan H+

• Jumlah ionH+ dan HCO3- dalam lumen tubulus relatif sama dan bergabung membentuk CO2 dan H2O

• Kelebihan ion H+ atau HCO3- tidak bisa diabsorbsi

 disekresi lewat urin.

3. Sistem Penyangga (Buffer)

• Zat khusus yang dapat mengikat atau melepaskan ion hidrogen  menjaga konsentrasi ion H+ dalam batas normal.

• Ketika cairan bersifat basa maka buffer akan

mengeluarkan ion hidrogen, sebaliknya bila bersifat asam buffer akan mengikat hidrogen.

• 4 sitem buffer :

1. Sistem bikarbonat-asam karbonat (H2CO3)

 yang merupakan sistem terbanyak dan terpenting, aktif baik pada cairan intra dan ekstrasel

2. Sistem penyangga fosfat (H2PO4)

 Aktif pada cairan intrasel

3. Sistem penyangga protein (Hprot)

 Protein cairan tubuh dapat melepaskan maupun mengikat H+ baik pada cairan intra dan ekstrasel

4. Sistem penyangga hemoglobin (HHb)

Sistem bikarbonat-asam karbonat (H2CO3)

• Terdiri dari larutan air yang mengandung 2 zat : asam lemah (H2CO3) dan Garam bicarbonat

(NaHCO3-).

• Persamaan Henderson-Hasselbalch :

Henderson-Hasselbalch

EquationRegulation of Carbonic Acid/Bicarbonate buffer pair

GANGGUAN KESEIMBANGAN ASAM BASA

Ada 4 jenis gangguan utama :

1. Asidosis( metabolik dan respiratorik )

 suatu keadaan di mana kadar ion H+ dalam darah lebih tinggi dari normal (pH rendah),

1. Alkalosis ( metabolik dan respiratorik )

 suatu keadaan di mana kadar H+ di dalam

darah lebih rendah dari normal (pH tinggi

MEKANISME KOMPENSASI

• Asidosis metabolik  pH turun  stimulasi pernapasan (hyperventilasi) pCO2 turun  pH naik (normal)

• Alkalosis metabolik  pH naik  depresi pernapasan  pCO2 naik  pH turun (normal)

• Asidosis respiarorik  pH turun  reabsorbsi HCO3- diginjal naik (Acidic urine)  pH naik (normal)

• Alkalosis Res  pH naik  reabsorbsi HCO3- diginjal turun ( Alkaline urine)  pH turun (normal)

Etiologi :

• Penambahan asam:

• Oksidasi lemak tak sempurna, misalnya pada asidosis diabetika atau kelaparan.

• Oksidasi karbohidrat tak sempurna, misalnya pada asidosis laktat.

• Pengurangan bikarbonat:

• Renal tubular acidosis.

• Diare.

Dengan penambahan H+ sistem penyangga bikarbonat-asam karbonat akan bekerja dengan mengeluarkan HCO3- guna mengikat penambahan H+ itu sehingga perubahan pH yang

terjadi tidak begitu besar.

Asidosis metabolik

Etiologi :

• Pengurangan asam:

• Muntah-muntah, HC1 lambung dikeluarkan.

• Penggunaan antasida berlebihan.

• Penambahan basa:

• Infus bikarbonat berlebihan.

• Efek aldosteron/steroid.

• Dengan adanya pengeluaran ion H+ sistem

penyangga akan bekerja dengan mengeluarkan H+

guna mengurangi perubahan pH.

Alkalosis metabolik

ETIOLOGI :

• Terjadi karena adanya hipoventilasi, sehingga PCO2 Naik :

• Kelainan paru, misalnya Penyakit Paru Obstruksi Menahun (PPOM).

• Kelainan susunan saraf pusat, misalnya depresi pernapasan.

• Kelainan dinding dada.

Asidosis respiratorik

• Terjadi karena adanya hiperventilasi sehingga P CO2 darah akan turun.

• Hal ini dapat terjadi karena:

• Perangsangan S.S.P. : emosi, salisilat dan lain-lain.

• Stimulasi kemoreseptor perifer: hipoksemia.

• Stimulasi reseptor intratorakal: berbagai penyakit pam.

• Keadaan hipermetabolisme: sepsis, hipertiroid

Alkalosis respiratorik