Keseimbangan cairan, elektrolit dan asam basa (peran sistem kemih dan respirasi)

Dhaifina Dini Ghassani RizkiIBD 27

1506729576

1Distribusi cairan tubuh serta komposisinya pada

berbagai kompartemen cairan tubuh

Martini, F.H., Nath, J.L., and Bartholomew, E.F. Fundamentals of Anatomy & Physiology. 9th ed. San Fransisco: Pearson Education. 2012. p. 999

• Komponen terbesar tunggal dari tubuh adalah air.

• Air atau cairan tubuh didistribusikan antara dua kompartemen utama yang dipisahkan oleh membran semipermiable.

Sherwood, L. Human Physiology : From Cells to Systems. 7th ed. Belmont, California: Brooks/Cole Cengage Learning. 2010. p.588

CIS

1. Cairan Intrasel (CIS/ICF) = menyusun 2/3 dari total cairan tubuh.

2. Ion K berkonsentrasi tinggi.3. Ion Na berkonsentrasi

rendah.4. Konsentrasu protein dalam

sel : tinggi, sekitar 4 x konsentrasi dalam plasma

CES

1. Cairan Ekstrasel (CES/ECF) = menyusun 1/3 dari total cairan tubuh.

2. CES terdiri dari plasma dan interstitial fluid. Dan terdiri dari dua kategori kecil lainnya, yaitu lymph dan transcellular fluid.

3. Cairan interstisial-> cairan disekitar tubuh,

4. Limfe-> cairan dalam pembuluh limfatik,

5. Plasma darah terdiri dari ion Na, Ca, Mg, H2PO4, SO4, dan asam organik

Martini, F.H., Nath, J.L., and Bartholomew, E.F. Fundamentals of Anatomy & Physiology. 9th ed. San Fransisco: Pearson Education. 2012. p. 999

2Mengapa homeostasis CES perlu dipertahankan?

Terdapat dua faktor yang diatur untuk mempertahankan keseimbangan cairan di tubuh.1. Volume CES harus dipertahankan untuk membantu

mempertahankan tekanan darah. Penurunan volume CES menyebabkan penurunan tekanan darah arteri karena berkurangnya volume plasma.

2. Osmolaritas CES harus dipertahankan untuk mecegah membengkak atau menciutnya sel. Pemeliharaan keseimbangan cairan sangat penting dalam mengatur osmolaritas CES.

3Kompartemen CES pada tubuh kita

• Cairan Ekstrasel (CES/ECF) = menyusun 1/3 dari total cairan tubuh. CES terdiri dari plasma dan interstitial fluid. Dan terdiri dari dua kategori kecil lainnya, yaitu lymph dan transcellular fluid.

• Plasma adalah bagian cair dari darah.• Intertitial fluid adalah cairan di ruang antarsel, berfungsi untuk

merendam dan melakukan pertukaran dg sel.• Limfe adalah cairan yang dikembalikan dari intertitial fluid ke

plasma melalui sistem pembuluh limfe.• Trancellular fluid terdiri dari sejumlah volume cairan khusus

kecil, yg semuanya disekresikan oleh sel spesifik ke dalam rongga tubuh tertentu untuk melakukan fungsi tertentu ; cairan serebrospinal, cairan perikardium, dll.

Sherwood, L. Human Physiology : From Cells to Systems. 7th ed. Belmont, California: Brooks/Cole Cengage Learning. 2010. p.589

Komponen Ion pada Cairan Tubuh

PERGERAKAN CAIRAN ANTAR KOMPARTEMEN

a. Antar sel dan CES• Distribusi air didalam dan diluar sel bergantung pada

tekanan osmotik• Tekanan osmotik berkaitan dengan Konsentrasi zat terlarut

total (Osmolalitas) didalam dan diuar sel Air akan bergerak regia berosmolalitas rendah ke regia berosmolalitas tinggi.

• Normal osmolalitas didalam dan diluar sel adalah sama dan tidak ada penarikan atau pengeluaran air menuju dan keluar sel

• Jika zat terlarut atau air tidak bertambah maupun hilang, ekuilibrium osmotik sementara akan terganggu Air akan bergerak masuk atau keluar sel sampai ekuilibrium baru tercapai.

4

b. Antar plasma dan cairan Interstisium

*Di kapiler, tekanan hidrostatik = tekanan darah kapiler. Tekanan hidrostatik kapiler cenderung mendorong cairan keluar dari dinding kapiler. Tekanan hidrostatik lebih tinggi di ujung kapiler arteri dibandingkan diujung vena kapiler. Tekanan hidrostatik dalam sel disebut tekanan turgor.`.

1.Pergerakan air menembus membran sel kapilar diatur oleh tekanan Hidrostatik dan Osmotik. Cairan dan protein berlebih dikeluarkan melalui sistem limfatik

2.Untuk perpindahan cairan diantara kapiler dan cairan interstitial. Pada ujung arteri kapiler tekanan hidrostatik darah mendorong cairan keluar melebihi tekanan osmotik koloid ( menahan cairan tetap di dalam) sehingga mengakibatkan perpindahan dari Kapilerinterstitial. Pada ujung vena kapiler, cairan berpindah dari ruang interstitial Kapiler karena tekanan osmotik koloid melebihi tekanan hidrostatik. Proses ini mengeluarkan O2 dan nutrisi ke sel, mengangkut CO2 dan produk sisa.

Masukan dan Pengeluaran Air Tubuh

*Air metabolik yang dihasilkan melalui katabolisme mencapao 300 ml. Katabolisme 1 g lemak menghasilkan 1,07 ml air; 1g karbohidrat . 0,55 ml air; dan protein 0,41 mil air.

5

6. Respon homeostasis saat volume air tubuh rendah

7. Bagian Nefron dan Fungsinya

fungsi dari bagian-bagiannya

Nefron: fungsinya membersihkan produk sampah dari darah, membantu mengatur volume dan tekanan darah. Terdiri dari: a. Renal corpuscle (Badan Malphigi); fungsi utamanya adl

filtrasi plasma. Terdiri dari Bowman’s capsule dan Glomerulus.

b. Renal tubule; terdiri dari: 1. Proximal convoluted tubule (PCT)/ Tubulus Kontortus

Proksimal

Fungsinya mereabsorpsi air, ion, bahan organik, vitamin & sekresi obat-obatan, asam, toksin.

2. Distal convoluted tubule (DCT)/ Tubulus Kontortus Distal (1) Sekresi aktif ion, asam, obat-obatan, toksin, amonia (2) Reabsorpsi selektif ion sodium & kasium. (3) Reabsorpsi selektif air. Epitel DCT (macula densa) dan juxtaglomerular cells membentuk juxtaglomerular complex (JGC), struktur endokrin yang mensekresi 1. Hormon erythropoietin yang merangsang pembentukan eritrosit 2. Enzim renin yang mengatur tekanan darah & keseimbangan ion Na dalam plasma darah.

3. Loop of Henle (Nephron loop); - Fungsi pada bagian menurun: mereabsorpsi air - Fungsi pada bagian menaik: mereabsorpsi ion sodium & klorida, membantu pembentukan gradien konsentrasi di medulla. Collecting System: fungsinya menyesuaikan komposisi urine & menentukan konsentrasi osmotik dan volume urine. Terdiri dari: a. Tubulus kolektivus; fungsinya mereabsorpsi air, dan mereabsorpsi atau sekresi ion sodium, potassium, hidrogen, dan bikarbonat. b. Papillary duct; fungsinya menyalurkan urine ke minor calyx. Berperan dalam gradien konsentrasi medulla.

Komponen dalam darah yang berperan dalam membentuk tekanan osmotik?

Darah terdiri atas plasma darah dan sel-sel darah.• Plasma bagian darah yang berupa cairan. Fungsinya mengangkut

sari makanan ke seluruh tubuh. • Dalam plasma darah terdapat protein-protein yang mempunyai

fungsi khusus:• Albumin untuk menjaga tekanan osmotik darah• Globulin membentuk antibodi• fibrinogen pembekuandarah• Bagian plasma darah yang berperan dalam sistem kekebalan

disebut serum• Serum ini mengandung berbagai antibodi yang penting dalam

sistem kekebalan tubuh.

• Pengaturan volume urin dilakukan melalui mekanisme hormonal dan mekanisme pengkonsentrasian urin ginjal.

• Mekanisme hormonal salah satunya dengan Antidiuretik hormon (ADH)

• ADH mengatur reabsorbsi molekul yang berada pada ginjal dengan memengaruhi permeabilitas jaringan dinding tubulus ginjal, sehingga berfungsi untuk mengatur pengeluaran urin.

• Pengaruh hormon antidiuretik (ADH) pada pembentukan urine adalah jika kadar hormon ADH meningkat maka tubuh akan mempertahankan kadar air dalam darah dengan cara mengeluarkan air dari nefron melalui tubulus kontortus proksimal. Di sana air akan diserap kembali oleh tubuh dan keluar dari nefron sehingga urine berkurang. – Osmolaritas plasma naik (ex: saat dehidrasi)→sekresi ADH meningkat →air di reabsorpsi

sari tubulus ginjal → urine kental – Osmolaritas plasma turun → sekresi ADH menurun → berkurang reabsorpsi air →urine

encer.– Volume dan tekanan darah turun → peningkatan sekresi ADH → air di reabsorpsi sari

tubulus ginjal → urine kental – Volume dan tekanan darah naik →penurunan sekresi ADH → berkurang reabsorpsi air

→urine encer.

Tekanan Osmotik

• Tekanan yang berfungsi untuk menghentikan osmosis• Distribusi air di dalam dan di luar sel bergantung pada

tekanan osmotik• Tekanan osmotik berkaitan dengan konsentrasi zat

terlarut total (osmolalitas) di dalam dan luar sel. Air akan bergerak dari regia berosmolitas rendah ke tinggi

• Normalnya, osmolalitas di dalam dan luar sel adalah sama

• Jika zat terlarut atau air tidak bertambah ataupun hilang, ekuilibrium osmotik sementara akan terganggu. Air akan masuk atau keluar sel sampai ekuilibrium tercapai

• Turunnya tekanan osmotik darah dapat disebabkan karena penurunan albumin

• Albumin merupakan protein terbesar dalam plasma darah

• Bila kadar albumin menurun maka tekanan osmotik plasma turun sehingga cairan keluar dari pembuluh darah akibatnya timbul pembengkakan.

EDEMA DAN PROSES TERJADINYA

EDEMA adalah meningkatnya volume cairanekstraseluler dan ekstravaskuler (cairan interstitium) yang disertai denganpenimbunan cairan abnormal dalam sela-sela jaringan dan rongga serosa(jaringan ikat longgar dan rongga-rongga badan

PROSES TERJADINYA EDEMA • Adanya kongesti

Pada kondisi vena yang terbendung (kongesti), terjadi

peningkatantekanan hidrostatik intra vaskula (tekanan yang

mendorong darah mengalir di dalam vaskula oleh kerja pompa

jantung) menimbulkan perembesan cairan plasma ke

dalam ruang interstitium. Cairan plasma ini akan mengisipada

sela-sela jaringan ikat longgar dan rongga badan (terjadi edema)

• Retensi natrium dan air Retensi natrium terjadi bila

eksresi natrium dalam kemih lebih kecil daripada yang masuk (intake). Karena

konsentrasi natrium meninggi maka akan terjadi hipertoni. Hipertoni menyebabkan air ditahan, sehingga jumlah cairan ekstraseluler dan ekstravaskuler (cairan

interstitium) bertambah.

PROSES TERJADI EDEMA

• Tekanan osmotic koloidTekanan osmotic koloid dalam jaringan

biasanya hanya kecil sekali,sehingga tidak dapat melawan tekanan osmotic

yang terdapat dalam darah. Tetapi pada keadaan tertentu jumlah protein dalam jaringan dapat meninggi.Filtrasi

cairan plasma juga mendapat perlawanan dari tekanan

jaringan(tissue tension). Tekanan ini berbeda-beda pada berbagai jaringan. Pada jaringan subcutis yang renggang seperti kelopak mata, tekanan sangat rendah, oleh karena itu pada tempat

tersebut mudah timbul edema

• HipoproteinemiaMenurunnya jumlah protein

darah) menimbulkan rendahnya daya ikat air protein plasma

yang tersisa, sehingga cairanplasma merembes keluar vaskula sebagai cairan edema.

Hipoproteinemia ini biasanyamengakibatkan edema

umum.

KELEBIHAN NaCl DALAM TUBUH

HORMON YANG BERPERAN DALAM MASUKAN GARAM

ADH• Di sekresikan oleh kelenjar

hipofisis • Fungsi : menurunkan

produksi urin

ALDOSTERON• Mineral kortikoid yang di

produksi oleh korteks adrenal

• Fungsi : mengatur keseimbangan natrium dan kalium

SISTEM BUFFER

• Merupakan larutan yang terbentuk dari hasil pencampuran asam lemah atau basa lemah dengan garamnya.

• Kapasitas buffer menyatakan kemampuan maksimum sistem buffer untuk mempertahankan pH.

• Fungsi sistem buffer merupakan bagian dari mekanisme homeostastis tubuh untuk menjaga pH

• Darah dan jaringan mengandung sistem buffer untuk memperkecil perubahan pada kadar H

• Buffer utama yang menetralkan H+ yang dilepas dari sel adalah bikarbonat

• Hb berperan penting untuk buffer H yang dilepas oleh karbonik anhidrase pada Eritrosit

• H juga dibuffer oleh buffer intrasel terutama buffer protein dan buffer fosfat

• Tubuh menggunakan penyangga PH [buffer] dalam darah sebagai pelindung terhadap perubahan yang terjadi secara tiba-tiba dalam PH darah

• Suatu penyangga PH bekerja secara kimiawi untuk meminimalkan perubahan PH suatu larutan, penyangga PH yang paling penting dalam darah menggunakan bikarbonat.

14. Peran Pernapasan dalam MempertahankanKeseimbangan Asam Basa

Sistem pernapasan memiliki kemampuan mengubah ventilasi paru yang akan mengubah ekskresi CO2 penghasil H+. Tingkat aktivitasnya sebagian diatur oleh [H+] arteri

Reaksi kimia pada mekanisme kerja buffer bikarbonat

• Saat terjadi penambahan H+ pada plasma darah

• Saat terjadi penambahan OH- pada plasma darah

15. Gangguan Keseimbangan Asam Basa Metabolik dan Respiratorik

•keadaan cairan tubuh yang sangat asam.

Asidosis

•keadaan cairan tubuh yang sangat basa.

Alkalosis

Martini, F.H., Nath, J.L., and Bartholomew, E.F. Fundamentals of Anatomy & Physiology. 9th ed.

Asidosis Metabolik

Terjadi saat asam metabolik yang diproduksi secara normal tidak dikeluarkan pada kecepatan yang normal, atau ada basa bikarbonat yang hilang dalam tubuh. Gejala ini ditandai dengan penurunan ion bikarbonat yang bereaksi dengan ion H+ yang meningkat. Penyebabnya adalah diabetes melitus, kelaparan, akumulasi asam laktat karena peningkatan aktivitas otot rangka, penyakit ginjal, diare berat yang menghilangkan asam bikarbonat.

Alkalosis Metabolik

Gejala alkalosis ini ditandai dengan peningkatan ion bikarbonat. Penyebabnya adalah muntah berkepanjangan yang menyebabkan asam lambung keluar dari tubuh.

Asidosis Respiratorik

Terjadi akibat hipoventilasi sehingga konsentrasi CO2 meningkat dan bereaksi dengan air menghasilkan asam karbonat. Kemudian terjadi peningkatan [H+] (secara signifikan) dan [HCO3-].Penyebab asidosis respiratorik adalah Kondisi klinis (pneumonia, emfisema, stroke, trauma) Obat-obatan (narkotika)Penyalahgunaan obat yang menekan frekuensi pernapasan

Alkalosis Respiratorik

Terjadi ketika seseorang mengalami hiperventilasi sehingga kadar karbondioksida sangat rendah dan tubuh menjadi basa. Penyebabnya karena kecemasan, demam, pengaruh overdosis aspirin pada pusat pernapasan, dan anemia berat.

16. Cara Ginjal Mempertahankan Keseimbangan pHGinjal berperan dalam keseimbangan asam basa dengan cara: menyekresikan H+, HCO3-, dan amoniak ( NH3 ).

Pengaturan pH di Proximal Tubule

Di proximal tubule, terjadi sekresi H+ dengan 2 cara : Sekresi dengan pompa H+ ATP ase Sekresi dengan secondary active transport. Terdapat Na+/ K+ ATP ase yang memompa Na+ ke dalam darah. Dengan demikian terdapat gradien konsentrasi Natrium dari luar sel menuju sel tubulus. Hal ini digunakan oleh antiport H+/Na ATPase yang mendifusikan Na+ menuju sel dan di saat yang sama menyekresikan H+ menuju lumen.

Silverthorn, D.U., Human Physiology: An Integrated Appoarch. 5th ed

Pengaturan pH di Distal Tubule dan Collecting Tubule

Sel intercalated di tubulus ini berperan dalam acid base balance. Terdapat 2 tipe sel intercalated:

Alfa- intercalated cell adalah sel yang berfungsi untuk sekresi H+, reabsorbsi K+ dan HCO3-. Sel ini memiliki 2 pompa dalam proses sekresi H+ yaitu pompa H+ ATPase dan antiport H+ / K+ATPase. Beta-intercalated cell adalah sel yang berfungsi untuk reabsorbsi H+, sekresi K+ dan HCO3-. Sel ini memiliki pompa yang sama dengan alfa- intercalated cell, Namun berlawanan letak pompanya.

Silverthorn, D.U., Human Physiology: An Integrated Appoarch. 5th ed

Rearbsorbsi HCO3- sebagai Komponen Penting Buffering

Reabsorbsi ion bikarbonat meliputi 2 mekanisme : H+ dan HCO3- hasil filtrasi bereaksi menjadi asam karbonat, kemudian dengan bantuan enzim karbonat anhidrase di lumen tubulus terurai menjadi air dan karbondioksida. Karbondioksida berdifusi menuju sel tubulus berekasi dengan air menjadi asam karbonat, menjadi ion bikarbonat dan H+. H+ disekresikan dan bereaksi dengan HPO4- sebagai komponen buffer di lumen. Asam bikarbonatpun direabsorpsi ke darah.

Cara yang kedua yaitu asam amino glutamin baik dari hasil filtrasi diserap ke tubulus maupun dari darah terurai menjadi ion amonium dan ion bikarbonat. Ion amonium disekresikan dan ion bikarbonat direabsorpsi ke darah.

Martini, F.H., Nath, J.L., and Bartholomew, E.F. Fundamentals of Anatomy & Physiology. 9th ed. San Fransisco: Pearson Education. 2012.

Sherwood, L. Human Physiology : From Cells to Systems. 7th ed. Belmont, California: Brooks/Cole Cengage Learning. 2010.

Sherwood L. Fisiologi Manusia: dari sel ke Sistem. Pendit, B.U., Translator. Edisi 6. Jakarta: EGC. 2009.

Silverthorn, D.U., Human Physiology: An Integrated Appoarch. 5th ed. San Francisco: Pearson Education. 2010.

Tortora, G.J., Derrickson, B. Principles of Anatomy & Physiology. 14th ed. United States of America: John Wiley & Sons, Inc. 2014.

Referensi

Daftar Pustaka

• Martini, F.H., Nath, J.L., and Bartholomew, E.F. Fundamentals of Anatomy & Physiology. 9th ed. San Fransisco: Pearson Education. 2012.

• Sherwood, L. Human Physiology : From Cells to Systems. 7th ed. Belmont, California: Brooks/Cole Cengage Learning. 2010.

• Tortora GJ, Derrickson B. Principles of anatomy and

physiology. 14th ed. USA: John Wiley & Sons Inc; 2014.

• Silverthorn DE. Human physiology: an integrated approach. 5th

ed. San Fransisco, CA: Pearson Education; 2010