SKENARIO 3/ DIARE LO 1 MM Asam Basa 1.1 DefinisIBronsted dan Lowry (1923) Asam : zat yang dapat memberikan ion H+ ke zat lain (donor proton)Basa : zat yang dapat menerima ion H+ dari zat lain (akseptor proton) Suatu asam dapat melepaskan proton bila ada basa yang dapat menerima proton yang dilepaskan. Oleh karena itu, reaksi asam basa adalah suatu reaksi pelepasan dan penerimaan proton misalnya: (hal 61)

Asam HA dalam pelarut air akan melepaskan ion H+ (proton donor) Air menerima ion H+ (proton aseptor). Disini air bersifat sebagai basaAsam dalam larutan air akan berdisosiasi dan melepaskan ion hodrogrn dan basa konjugasi

Basa dalam larutan dapat menerima atau bergabung dengan ion hydrogen. Basa dalam pelarut air akan menerima ion H+ yang dilepaskan air. Jadi, airnya bersifat asam Basa dalam air menjadi kation dan ion hidroksil. Ion hidroksil dapat mengikat ion hydrogen, sehingga basa disebut juga sebagai resipien ion hydrogen. (gangguan keseimbangan dan elektrolit Asam-Basa.FKUI, 60-61)Teori ArheniusAsam : Zat yang terdisosiasi dalam air yang membentuk ion hidrogen (H+)Basa : Zat yang terdiososiasi dalam air yang membentuk ion hidroksil (OH-)

Lewis Asam adalah zat yang menerima sepasang elektron, atau dikenal juga dengan akseptor elektron, sedangkan basa adalah zat yang memberikan sepasang elektron, atau dikenal juga dengan donor elektron.asam lewisbasa lewis

1.2 klasifikasiKlasifikasi Bronsted dan Lowry Asam lemah Asam kuat Basa lemah Basa kuat

1. Asam lemahAsam yang hanya terdisosiasi sebagian didalam air (disosiasi tidak sempurna). Asam karbonat akan dalam air hanya akan terdisosiasi sebagian menajdi ion H+ dan HCO3-Reaksi kesetimbangan asam lemahHA(aq) + H2O(l)H3O+(aq) + A-(aq)Rumus kesetimbangan[H3O+] [A-]= Ka[HA]1. Ka adalah tetapan kesetimbangan asam pada suhu tertentu

2. Asam Kuat Asam yang bedisosiasi sempurna di dalam air. HCL berdisosiasi sempurna menjadi ion H+ dan ion CL-Contoh, HBr, HI, H2SO4, HNO3, HClO43. Basa lemah Basa yang hanya terdisosiasi sebagian di dalam air. Basa lemah bereaksi dengan air untuk menghasilkan OH-1. Jumlah ion yang dihitung [OH-]1. Kb dari basa lemah lebih kecil dari 1 dan semakin lemah suatu basa, semakin kecil nilai Kb-nya

4. Basa Kuat Persenyawaan yang berdisosiasi secara sempurna dalam larutan air. Ion Na+ + OH- . ION OH- yang terbentuk akan bereaksi dengan ion H+ dari air (gangguan keseimbangan dan elektrolit Asam-Basa.FKUI, 62-63)Berdasarkan bentuk ion Asam Anion (-), contohnya H2SO4, SO3Asam Kation (+), contohnya NH4, H3OBasa Anion (-) , contohnya CL- , CN-Basa Kation (+) , contohnya Na+ Asam yang berasal dari proses metabolisme1. Asam Volatil Asam yang mudah menguap, dapat berubah bentuk menjadi cair maupun gasContoh, CO22. Asam non volatileAsam yang tidak mudah menguap, tidak dapat berubah bentuk menjadi gas untuk diekskresikan oleh paru-paru. Namun, harus diekresikan oleh ginjal Dapat berupa : Asam organic dan Asam non organik

Berdasarkan kemampuan ionisasinya1. Asam dan basa monoprotik Dapat melepaskan suatu ion H+ / OH- (ionosasi primer)2. Asam dan basa protipotik Dapat melepaskan 3/lebih ion H+ / OH- (ionisasi tersier)3. Asam dan basa diproticDapat melepaskan ion H+ / OH- (ionisasi sekunder)

1.3 Keseimbangan Asam Basa Fisiologi Keseimbangan asam basa adalah keseimbangan ion hidrogen, keseimbangan antara ion [] bebas dan [HC] dalam cairan tubuh sehingga keseimbangan tubuh yang harus dijaga kadar ion [] bebas dalam batas normal maupun pembentukan asam maupun basa terus berlangsung dalam kehidupan. pH darah normal adalah 7.3-7.5 asam adalah pH dibawah 7.3 dan basa adalah pH di atas 7.5.pH 7.3-7.5 harus tetap dipertahankan,walaupun banyak senyawa-senyawa metabolit atau nutrien yang bersifat mengganggu nilai tersebut.Gangguan ke arah keasaman (asidosis) pH kurang dari 7.3 atau ke arah kebasaan (alkalosis) pH diatas 7.5.Gangguan dapat dipulihkan ke keadaan semula oleh alat kompensasi tubuh. Karena ion [] berpengaruh besar dalam keseimbangan asam-basa, maka faktor yang mempengaruhi [] juga mempengaruhi keseimbangan asam basa, yaitu :1. Lebihnya kadar [] yang ada dalam cairan tubuh, berasal dari1. Pembentukan C yang sebagian berdisosiasi menjadi H+ dan HC1. Katabolisme zat organik1. Disosiasi asam organik pada metabolisme intermedik, contoh pada metabolik lemak terbentuk asam lemak dan laktat yaitu melepaskan [H+]1. Keseimbangan intake dan output ion [H+] tubuh Bervariasi tergantung dari:1. Diet ( makanan ), H+ naik, jika kebanyakan makan asam (asidosis), sedangkan dengan mengkonsumsi sayur dan buah bersifat basa banyak menghasilkan HC.1. Aktivitas yaitu lari cepat membuat tubuh kita asam karena menghasilkan banyak CO2 sehingga pH turun1. Proses anaerob yaitu lebih banyak penumpukan asam laktat seperti olahraga berat sehingga menimbulkan reaksi asam dan membuat pH turunUntuk itu diperlukan kordinasi untuk pengaturan keseimbangan asam basa yang dilakukan dengan 3 sitem :1. 1.Sistem buffer1. 2.Sistem respirasi1. 3.Sistem eksresi melalui ginjal1. Sistem bufferSistem 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.(Horne, Mima M. Swearingen, Pamela.L.keseimbangan cairan,elektrolit&asam basa, 135)Didalam tubuh terdapat beberapa sistem buffer, yaitu :1. Sistem buffer asam karbonat-bikarbonat1. Sistem buffer hemoglobin1. Sistem buffer protein1. 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 :1. Tidak dapat mencegah perubahan pH di cairan ekstraseluler yang disebabkan karena peningkatan CO21. Sistem ini hanya berfungsi bila sistem respirasi dan pusat pengendali sistem pernafasan bekerja normal.1. Kemampuan menyelenggarakan sistem buffer tergantung pada tersedianya ion bikarbonat.1. 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 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.Hubungan antara [H+] dan anggota pasangan basa penyangga dapat dinyatakan menurut persamaan Henderson-Hasselbalch, untuk sistem penyangga H2CO3 : HCO3- , adalah sebagai berikut :pH = pK + log [HCO3- ]/[ H2CO3]Secara praktis, [ H2CO3] adalah pencerminan langsung dari konsentrasi CO2 yang larut, untuk selanjutnya disebut sebagai [CO2], karena sebagian besar CO2 dalam palsma diubah menjadi H2CO3. ( Konsentrasi CO2 yang larut sama dengan PDengan demikian, persamaan menjadi:pH = pK + log [HCO3- ]/[CO2]Untuk H2CO3 , pK adalah 6,1. Karena pK selalu konstan, perubahan pH berkaitan dengan perubahan rasio antara [HCO3- ] dan [CO2]. Dalam keadaan normal rasio antara [HCO3- ] dan [CO2] dalam CES adalah 20 : 1. Dengan memasukkan rasio ini ke dalam rumus kita:pH = pK + log [HCO3- ]/[CO2] = 6,1 + log 20/1 Log 20 adalah 1,3 . Dengan demikian, pH = 6,1 + 1,3 = 7,4, yaitu pH plasma normal.

1. 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.

1. 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:1. 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.1. 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.

1. 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 (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 + 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)

1. 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.1. 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.1. 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.1. 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 Cpada 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.1. 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.1. 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.1. 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.1. 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.1. Jika perubahan konsentrasi , terjadi akibat fluktuasi konsentrasi C yang timbul dari gangguan pernapasan, mekanisme pernapasan sama sekali tidak dapat berperan mengontrol pH.

Sistem metabolik (sistem ginjal)

1. Ginjal tidak saja dapat mengubah-ubah pengeluaran , tetapi juga dapat menahan atau mengeliminasi HC1. Ginjal mampu memulihkan pH hampir tepat ke normal walaupun membutuhkan yang lebih lama.1. Ginjal mengontrol pH cairan tubuh dengan menyesuaikan 3 faktor yaitu :1. Ekskresi ion hidrogen1. 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.1. 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.1. Besarnya sekresi bergantung pada status asam basa pada sel tubulus ginjal dan tidak dipengaruhi oleh pengaruh hormonal.1. Proses sekresi berawal di sel-sel tubulus dengan C yang datang dari 3 sumber yaitu Cyang 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.1. 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 dalam ginjal.

1. Ekskresi bikarbonat1. Sebelum dibuang oleh ginjal, yang dihasilkan dari asam non-karbonat disangga oleh HC plasma.1. Ginjal mengatur konsentrasi HC plasma melalui 2 mekanisme yaitu :1. Reabsorpsi HC yang difiltrasi kembali ke plasma1. Ion bikarbonat tidak mudah menembus membran luminal sel-sel tubulus ginjal sehingga tidak dapat difiltrasi dan direabsorpsi secara langsung.1. 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, Cbergabung kembali dengan H2O membentuk C yang akan terurai menjadi dan HC. Karena dapat menembus membran basolateral sel tubulus, HCsecara pasif berdifusi keluar sel masuk ke dalam plasma kapiler-peritubulus. HC ini seolah-olah direabsorpsi padahal sebenarnya tidak.1. 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.

1. Penambahan HC yang baru ke dalam plasma1. 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.

1. 1. Selama asidosis, ginjal melakukan kompensasi sebagai berikut :1. Meningkatkan sekresi dan ekskresi di urin sehingga kelebihan dapat dieliminasi dan konsentrasi di plasma menurun.1. Mereabsorpsi semua ion bikarbonat yang difiltrasi disertai dengan penambahan ion bikarbonat baru ke plasma sehingga konsentrasi ion bikarbonat plasma meningkat.1. Begitu pula sebaliknya pada alkalosis.1. Sekresi amonia1. Terdapat dua penyangga urin yang penting yaitu penyangga fosfat (yang difiltrasi) dan amonia (NH3) yang disekresi.1. 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.1. 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)1. Ion amonium akan keluar melalui urin setiap ia mengangkut ion hidrogen.1. Nsengaja 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.1. Untuk setiap N yang dieksresikan, dihasilkan HC yang baru untuk ditambahkan ke dalam darah.1. 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.LO 2 MM PH2.1 Definisi