L0. 1. Memahami dan Menjelaskan Keseimbangan Asam Basa

LI. 1.1. Definisi Asam Basa

Asam adalah suatu zat yang dapat memberi proton (ion H+) kepada zat lain (yang disebut basa), atau dapat menerima pasangan elektron bebas dari suatu basa.

Basa adalah senyawa kimia yang menyerap ion hydronium ketika dilarutkan dalam air.

Menururt Arrhenius:

Asam merupakan senyawa yang dapat menghasilkan ion Hidrogen [H+].Contoh: HCl H+ + Cl-

HNO3 H+ + NO3-

Basa merupakan suatu senyawa yang dapat menghasilkan ion Hidroksida [OH-].Contoh: NaOH Na+ + OH-

NH4OH NH4+ + OH-

Menurut Bronsted-Lowry:

Asam adalah zat yang dapat memberikan ion H+ ke zat lain (donor proton). Basa adalah zat yang dapat meerima ion H+ dari zat lain (akseptor proton).

HA + B BH+ + A

Asam Basa

Menurut Lewis:

Asam adalah setiap spesi yang mengandung atom yang dapat menerima pasangan elektron.

Basa adalah setiap spesi yang mengandung atom yang dapat menberikan pasangan elektron yang dapat menberikan pasangan elektron.

LI. 1.2. Klasifikasi Asam Basa

Berdasarkan kemampuan melepaskan ion H+, asam dan basa dapat dibagi menjadi empat, yaitu:

1. Asam LemahAsam lemah adalah asam yang hany terdisosiasi sebagian di dalam air

(bedisosiasi tidak sempurna). Contoh: asam karbonat di dalam air akan terdisosiasi sebagian menjadi ion H+ dan HCO3

-.

H2CO3 + H2O H3O+ + HCO3

2. Asam Kuat

Asam kuat adalah asam yang berdisosiasi sempurna di dalam air. HCl dalam air akan berdisosiasi seluruhnya menjadi ion H+ dan ion Cl-. Selanjutya, ion H+ yang terbentuk akan didikat oleh molekul air.

HCl H+ + Cl-

HCl + H2O H3O+ + Cl+

3. Basa LemahBasa lemah adalah basa yang hanya terdisosiasi sebagian di dalam air atau

suatu persenyawaan yang bergabung tidak sempurna dengan ion H+ di dalam larutan air.

NH4OH + H+ NH4+ + H2O

NH3 + H2O NH4+ + OH-

4. Basa KuatBasa kuat adalah persenyawaan yang berdisosiasi seara sempurna dalam

laruta air. NaOH di dalam air akan terdisosiasi seluruhnya menjadi ion Na+ + OH-.Ion OH- yang terbentuk akan bereaksi dengan ion H+ dari air.

NaOH Na+ + OH-

NaOH + H+ Na+ + H2O

Asam-asam yang berasal dari proses metabolisme1. 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

2. 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 nonorganic

LI. 1.3. Indikator Keseimbangan Asam Basa

Indikator TunggalIndikator tunggal hanya dapat membedakan larutan bersifat asam atau basa, tetapi tiak dapat menentukan harga pH dan pOH. Yang termasuk dalam indikator tunggal adalah :

Lakmus merah dan biruLakmus merah => berwarna merah dalam larutan asam, dan akan berubah warna menjadi biru bila dicelupkan ke dalam larutan basa.Lakmus biru => berwarna biru dalam larutan basa, dan akan berubah warna menjadi merah bila dicelupkan ke dalam larutan asam.

FenolftaleinFenolftalein adalah salah satu indikator asam – basa sintetik yang memiliki rentang pH antara 8,00 – 10,0. Pada larutan asam dan netral, fenolftalein tidak berwarna. Sedangkan bila dimasukkan ke dalam larutan basa, warnanya akan berubah menjadi merah.

Metil jinggaLarutan metil jingga dapat membedakan antara larutan asam dengan larutan netral. Larutan asam yang ditetesi metil merah akan tetap berwarna merah, sedangkan larutan netral berwarna kuning. Akan tetapi, metil jingga juga akan menyebabkan larutan basa berwarna kuning, Berarti, untuk mengetahui apakah suatu larutan bersifat basa atau netral kita tidak dapat menggunakan metil jingga.

Metil merahLarutan metil merah sama dengan larutan metil jingga.

Bromtimol biru Bromtimul biru di dalam larutan asam akan berwarna kuning, dalam larutan basa akan berwarna biru, dan di dalam larutan netral akan berwarna biru kekuningan.

Indikator UniversalIndikator Universal dapat membedakan larutan asam dan basa serta mengetahui harga pHnya. Indikator Universal dapat dalam bentuk cairan maupun kertas. Cara kerja indiator ini adalah dengan mencocokkan perubahan warna kertas indikator pada tabel warna indikator universal .

Penentukan pHpH adalah derajat keasaman yang digunakan untuk menyatakan nilai keasaman

atau kebasaan yang dimiliki suatu larutan. Konsep pH dikembangkan untuk menyatakan

[H+] secara lebih mudah. Secara spesifik, pH sama dengan logaritma (log) berbasis 10 dari kebalikan konsentrasi ion hidrogen:

pH = - [log H+]

Konsentrasi ion [H+] pada air adalah 1 × 10 -7 mol/L. berarti pH air:

pH air = - [log 10 -7 ] = 7

pH H2O murni adalah 7,0 yang dianggap secara kimiawi sebagai larutan netral. Terjadi disosiasi H2O dalam jumlah yang amat kecil mejadi ion hidrogen dan ion hidroksil (OH-). Karena menghasilkan ion hydrogen yang asam dan ion hidroksil yang basa dalam jumlah sama, H2O bersifat netral, tidak asam atau basa.

Larutan dengan pH kurang dari 7 mengandung [H+] lebih tinggi daripada H2O murni dan dianggap asam. Larutan dengan pH lebih besar daripada 7 memiliki konsentrasi [H+] yang lebih rendah dan dianggap basa atau alkali.

LI. 1.4. Mekanisme Keseimbangan Asam Basa

Mekanisme Keseimbangan Asam Basa dalam BiokimiaSistem dapar kimiawi adalah campuran larutan dua senyawa kimia yang

meminimalkan perubahan pH ketika asam atau basa ditambahan atau dikeluarkan dari larutan tersebut.

Tubuh memiliki 4 sistem dapar, yaitu:1) Sistem Dapar Asam Karbonat-Bikarbonat

Pasangan dapar asam karbonat-bikarbonat adalah sistem dapar terpenting di CES untuk menyangga perubahan pH yang ditimbulkan oleh kausa diluar fluktuasi H2CO3 yang dihasilkan oleh CO2. Ini adalah system penyangga CES yang efektif karena dua sebab. Pertama, H2CO3 dan HCO3

- banyak ditemukan d CES sehingga sistem ini cepat menahan perubahan pH. Kedua, setiap komponen dari pasangan dapar diatur secara ketat. Ginjal mengatur HCO3

- dan sistem pernapasan mengatur CO2, yang mengasilkan H2CO3. Dengan demikian, di tubuh system dapar asam karbonat-bikarbonat mencakup keterlibatan CO2 dengan reaksi berikut:

CO2 + H2O H2CO3 H+ +HCO3-

Ketika H+ baru ditambahkan ke plasma dari sumber atau pun diluar CO2, reaksi diatas terdorong ke sisi kiri persamaan. Karena berikatan dengan HCO3

-, H+

ekstra tersebut tidak lagi berkontribusi pada keasaman cairan tubuh sehingga tidak terjadi peningkatan [H+].

Pada situasi sebaliknya, ketika [H+] plasma kadag turun dibawah normal oleh sebab di luar perubahan CO2, reaksi terdrong ke sisi kanan persamaan. CO2 yang larut dan H2O di plasma membentuk H2CO3, yang mengasilkan H+ untuk menambah kekurangan H+

Hubungan antara [H+] dan anggota-anggota pasangan dapar dapat dinyatakan sesuai persamaan Henderson-Hasselbalch yang untuk sistem dapar H2CO3:HCO3

- adalah sebagai berikut:

pH = pK + log [HCO3-]/[H2CO3]

Konstanta disosiasi K untuk asam H2CO3:

K = [H+][HCO3-]/[H2CO3]

Bahwa hubungan pH dan [H+]:

pH = - log [H+] atau pH = log 1/[H+]Kemudian, dengan menggunakan rumus konstanta disosiasi untuk [H+],

yaitu:[H+] = K × [H2CO3]/[HCO3

-]

Secara praktis, [H2CO3] mencerminkan secara langsung konsentrasi CO2 terlarut sehingga disebut sebagai [CO2] terlarut karena sebagian besar CO2 dalam plasma diubah menjadi H2CO3. Konsentrasi CO2 terlarut ekuivalen dengan PCO2. Karena itu persamaan menjadi

pH = pK + log [HCO3

-]/[CO2]

Dalam keadaan normal, rasio antara [HCO3-] dan [CO2] di CES adalah

20:1, yaitu terdapat 20 kali lebih banyak HCO3- daripada CO2. Jika dimasukkan ke

dalam rumus:

pH = pK + log [HCO3-]/[CO2]

= 6,1 + log 20/1

Log 20 adalah 1,3. Karena itu, pH = 6,1 + 1,3 = 7,4, yaitu pH normal plasma.

Jika rasio [HCO3-] terhadap [CO2] meningkat melebihi 20/1, pH

meningkat. Dengan demkian, baik peningkatan meningkatkan rasio [HCO3

-]/[CO2] jika komponen lain tidak berubah, menggeser keseimbangan asam-basa ke sisi basa.

Sebaliknya, ketika rasio [HCO3-]/[CO2] berkurang di bawah 20/1, pH

turun menuju ke sisi asam hal ini dapat terjadi jika [HCO3-] menurun atau [CO2]

meningkat sementara komponen lain tidak berubah.

2) Sistem Dapar ProteinPenyangga yang paling banyak terdapat di cairan tubuh adalah protein,

termasuk protein intrasel dan protein plasma. Protein adalah penyangga yang sangat baik karena mengandung gugus asam dan basa yang dapat menyerahkan atau menyerap H+. Secara kuantitatif, sistem protein sangat penting dalam menyangga perubahan [H+] di CIS karena besarnya jumlah protein intrasel. Protein plasma yang jumlahnya lebih terbatas bersifat memperkuat sistem asam karbonat-bikarbonat dalam pendaparan ekstrasel.

3) Sistem Dapar HemoglobinHemoglobin menyangga H+ yang dihasilkan dari CO2 yang di produksi

secara metabolik dalam transit antara jaringan dan paru. Di tingkat kapiler sitemik, CO2 secara terus-menerus berdufusi ke dalam darah dari sel-sel jaringan tempat gas ini dihasilkan. Sebagian besar CO2, bersama dengan H2O, membentuk H+ dan HCO3

-di bawah pengaruh karbonat anhidrase di dalam sel darah merah. Sebagian besar H+ yang dihasilkan dari CO2 di tingkat jaringan akan terikat ke Hb tereduksi dan tidak lagi berkontribusi untuk keasaman cairan tubuh. Jika tidak terdapat Hb, darah akan menjadi terlalu asam setelah menyerap CO2 di jaringan. Dengan kemampuan sistem Hb yang sangat besar untuk mendapar, darah vena hanya sedikit lebih asam daripada darah arteri meskipun terdapat CO2 penghasil H+ dala jumlah besar di darah vena. Di paru, reaksi berbalik dan CO2 yang terbentuk dihembuskan keluar.

4) Sistem Dapar FosfatSistem dapar fosfat terdiri dari garam fosfat (NaH2PO4) yang asam yang

dapat mmendonasikan H+ bebas ketika [H+] turun dan garam fosfat basa (Na2HPO4) yang dapat menerima H+ bebas ketika [H+] meningkat. Pada dasarnya pasangan dapar ini dapat mengganti H+ untuk Na+ sesuai yang diperlukan oleh [H+] .

Na2HPO4 + H+ NaH2PO4 + Na+

Meskipun pasangan fosfat adalah dapar yang baik, konsentrasinya di CES agak rendah sehingga kurang penting sebagai penyangga CES. Karena fosfat paling banyak di dalam sel, sistem ini berperan secara signifikan dalam paparan intarsel yang jumlahnya lebih banyak.

Hal yang lebih penting, sistem fosfat berfungsi sebagai penyangga urin yang sangat baik, manusia normlnya mengonsumsi lebih banyak fosfat daripada yang dibutuhkan. Kelebihan fosfat yang difiltrasi melalui ginjal tidak direabsorbsi tetapi tetap berada di cairan tubulus untuk diekskresikan. Fosfat yang diekskresikan ini mendapar urin selagi terbentuk dengan mengeluarkan H+ yang diekskresikan ke dalam cairan tubulus. Tidak ada sistem penyangga cairan tubuh lainnya yang ada di cairan tubuus untuk melakukan pendaparan urin selama pembentukannya. Sebagian besar atau semua HCO3

- dan CO2 yang difiltrasi direabsorbsi, sementara Hb dan protein plasma bahkan tidak di filtrasi.

Anion GapGangguan keseimbangan asam-basa dapat berupa dua atau tiga jenis kelainan

yang terjadi secara bersamaan atau mungkin suatu kasus gangguan kesimbangan asam-basa dengan nilai pH, PCO2, HCO3

- normal dan satu-satunya pertanda gangguan keseimbangan adalah peningkatan nilai anion gap. Normal 12 ± 3 mEq/L.

AG = [Na+] – {[Cl-] + [HCO3

-]

LO. 2. Memahami dan Menjelaskan Gangguan Keseimbangan Asam Basa

LI. 2.1. Memahami dan Menjelaskan Alkalosis Respiratorik dan Alkalosis Metabolik

1) Alkalosis RespiratorikAlkalosis respiratorik terjadi ketika kelebihan CO2 hilang dari tubuh akibat

hiperventilasi. Jika ventilasi paru meningkat melebihi laju produksi CO2, CO2 yang keluar terlalu banyak. Akibatnya, [H+] yang terbentuk dari sumber menjadi lebih sedikit.

Penyebab / Etiologi Alkalosis RespiratorikKemungkinan penyebab alkalosis respiratorik mencakup demam, rasa cemas, dan keracunan aspirin, yang semuanya merangsang ventilasi secara berlebihan tanpa mempertimbangkan status O2, CO2, atau H+ di cairan tubuh. Alkalosis respiratorik juga terjadi karena mekanisme fisiologik di tempat yang tinggi. Ketika konsentrasi O2 yang rendah dalam darah arteri secara refleks merangsang ventilasi untuk memperoleh lebih banyak O2, CO2 akan keluar dalam jumlah yang terlalu besar yang secara tak sengaja menyebabkan alkalotik.

Manifestasi

Terdapat pola pernafasan yang berbeda-beda pada sindrom hiperventilasi yang diinduksi oleh kecemasan; mulai dari pernafasan yang normal sampai pernafasan yang jelas tampak lebih cepat, dalam, dan panjang. Pasien seringkali terlihat

banyak menguap dan gejala mencolok lainnya adalah kepala terasa ringan, parestasi sekitar mulut. Apabila alkalosis yang terjadi cukup parah dapat timbul tetani seperti spasme karpopedal. Pasien dapat mengeluh kelelahan kronis, jantung berdebar-debar, cemas, mulut terasa kering, dan tidak bisa tidur. Gejala alkalosis respiratorik berat dapat disertai dengan ketidakmampuan berkonsentrasi, kekacauan mental, dan sinkop.

Penanganan Alkalosis RespiratorikTindakan kompensasi untuk menggeser pH kembali normal.

System dapar kimiawi membebaskan H+ untuk mengurangi keparahan alkalosis.

Sewaktu [CO2] dan [H+] plasma turun di bawah normal akibat ventilasi berlebihan, dua perangsang kuat untuk mendorong ventilasi lenyap. Efek ini cenderung “mengerem” dorongan yang timbul oleh factor non-respirasi, misalnya demam atau rasa cemas, terhadap ventilasi. Karena itu, hiperventilasi tidak berlanjut tanpa kendali.

Jika situasi berlanjut selama beberapa hari, ginjal melakukan kompensasi dengan menahan [H+] dan mengeksresikan lebih banyak HCO3

-.

2) Alkalosis MetabolikAlkalosis metabolic (atau non-respiratorik) adalah penurunan [H+] plasma akibat defisiensi relative asam-asam non-karbonat. Gangguan asam-basa ini berkaita dengan peingkatan [HCO3

-] yang, pada keadaan tak-terkompensasi, tidak disertai oleh perubahan [CO2].

Penyebab Alkalosis Metabolik Muntah

Menyebabkan pengeluaran abnormal H+ dari tubuh akibat hilangnya getah lambung yang asam. Asam hidroklorida disekresikan ke dalam lumen lambung selama pencernaan. Selama sekresi HCL, bikarbonat ditambahkan ke dalam plasma. HCO3

- ini dinetralkan oleh H+ sewaktu sekresi lambung akhirnya diserap kembali ke dalam plasma sehingga dalam keadaan normal tidak terjadi penambahan neto HCO3

- ke plasma dari sumber ini. Namun, jika asam ini keluar dari tubuh sewaktu muntah, tidak saja [H+] plasma menurun tetapi juga tidak lagi terjadi reabsorbsi H+ untuk menetralkan HCO3

- ekstra yang ditambahkan ke plasma sewaktu sekresi HCL lambung. Karena itu, keluarnya HCL pada hakikatnya meningkatkan [HCO3

-] plasma. Ingesti obat alkali

Dapat menyebabkan alkalosis, misalnya saat soda kue (NaHCO3, yang terurai menjadi Na+ dan HCO3

- dalam larutan) digunakan sendiri sebagai

terapi hiperasiditas lambung. Dengan menetralkan kelebihan asam di lambung, HCO3, meredakan gejala iritasi lambung dan heartburn, tetapi jika HCO3

- yang ditelan melebihi kebutuhan, kelebihan HCO3- akan

diserap dari saluran cerna dan meningkatkan [HCO3-] plasma. Kelebihan

HCO3- ini berikatan dengan sebagian H+ bebas yang normalnya ada di

plasma dari suber-sumber non-karbonat, menurunkan [H+] bebas.

ManifestasiTidak terdapat gejala dan tanda alkalosis metabolik yang spesifik.

Adanya gangguan ini harus dicurigai pada pasien yang memiliki riwayat muntah, penyedotan, nasogastrik, pengobatan diuretik atau pasien yang baru sembuh dari gagal nafas (Hiperkapnia)

Penanganan Alkalosis Metabolik

3. Asidosis RespiratorikAsidosis respiratorik (kelebihan H2CO3) ditandai dengan peningkatan primer PaCO2

(hiperkapnia), sehingga menyebabkan terjadinya penurunan pH: PaCO2 lebih besar dari 45 mmHg dan pH kurang dari 7.35. Kompensasi ginjal mengakibatkan peningkatan HCO3

- serum. Asidosis respiratorik dapat timbul secara akut maupun kronis.

Etiologi

Hambatan pada pusat pernafasan di medula oblongata (henti jantung akut), terapi oksigen pada hiperkapnia kronis, apnea saat tidur, obat-obatan:overdosis opiat, sedatif)

Gangguan pada otot-otot pernafasan(penyakit neuromuskular, kifoskoliosis, obesitas yang berlebihan, cedera dinding dada)

Gangguan pertukaran gas(emfisema dan bronkitis, edema paru akut, pneumonia, pneumotoraks)

Obstruksi saluran nafas atas akut(aspirasi benda asing atau muntah, langiospasme atau edema laring)

Manifestasi

Gejala dan retensi CO2 tidak bersifat khas dan pada umumnya tidak mencerminkan kadar PaCO2 selain itu asidosis respiratorik akut maupun kronis selalu disertai oleh hipoksemia sehingga hipoksemia bertanggung jawab atas banyak tanda-tanda klinik akibat retensi CO2.

4. Asidosis MetabolikAsidosis metabolik (kekurangan HCO3

−¿ ¿) adalah gangguan sistemik yang ditandai

dengan penurunan primer kadar bikarbonat plasma, sehingga menyebabkan terjadinya penurunan pH (peningkatan [H+¿¿]). [HCO3

−¿ ¿] ECF adalah kurang dari 22 mEq/L dan

pH-nya kurang dari 7.35. Kompensasi pernapasan kemudian segera dimulai untuk

menurunkan PaCO3melalui hiperventilasi sehingga asidosis metabolik jarang terjadi secara akut.

Etiologi- Pembentukan asam yang berlebihan di dalam tubuh- Berkurangnya kadar ion HCO3

−¿ ¿ dalam tubuh

- Retensi ion H+ dalam tubuh.- Penambahan asam

Oksidasi lemak tak sempurna pada asidosis dibetika / kelaparan Oksidasi karbohidrat tak sempurna pada asidosis laktat

- Pengurangan bikarbonat : asidosis tubulus ginjal, diare, kolostomi, dan ileostomi- Berbagai gangguan, seperti gagal ginjal, asidosis laktat, produksi badan keton naik,

hyperaldosteron, keracunan

ManifestasiGejala serta tanda asidosis metabolik cenderung tidak jelas, dan pasien dapat asimtomatik, kecuali jika [HCO3

-] serum turun sampai di bawah 15 mEq/L. Pernafasan kussmaul (nafas dalam dan cepat yang menunjukan adanya hiperventilasi kompensatorik) mungkin lebih menonjol pada asidosis akibat ketoasidosis diabetik dibandingkan pada asidosis akibat gagal ginjal. Gejala dan tanda utama asidosis metabolik adalah kelainan kardiovaskular,neurologis, dan fungsi tulang.

LO. 3. Memahami dan Menjelaskan Diare

LI. 3.1. Memahami dan Menjelaskan Definisi Diare

Diare adalah buang air besar (defekasi) dengan tinja berbentuk cair atau setengah cair (setengah padat), kandungan air tinja lebih banyak dari biasanya lebih dari 200 gram atau 200 ml/24 jam.

Definisi lain memakai kriteria frekuensi, yaitu bauang air besar encer lebih dari 3 kali per hari. Buang air besar tersebut dapat /tanpa disertai lender dan darah.

Diare dapat diklasifikasikan berdasarkan:

o Lama waktu diare:

Diare akutYaitu diare yang berlangsung kurang dari 15 hari. Sedangkan

menurut world Gastroenterology Organisation global guidelines 2005, diare akut didefenisikan sebagai pasase tinja yang cair atau lembek dengan jumlah lebih banyak dari normal, berlangsung kurang dari 14 hari.

Diare kronikYaitu diare yang berlangsung lebih dari 15 hari.

o Mekanisme Patofisiologis

Diare osmotik

Diare tipe ini disebabkan meningkatnya tekanan osmotic intralumen dari usus halus yang disebabkan oleh obat-obat/zat kimia yang hiperosmotik.

Diare sekretorikDiare tipe ini disebabkan oleh meningkatnya sekresi air dan

elektrolit dari usus , menurunnya absorbsi. Yang khas pada diare ini yaitu secara klinis ditemukan diare dengan volume tinja yang banyak sekali.

o Penyebab infeksi atau tidak

Diare

LI. 3.2. Memahami dan Menjelaskan Gejala Diare

Bisa bersifat inflamasi dan noninflamasi. Diare noninflamasi bersifat sekretorik (watery) bisa mencapai lebih dari 1 liter per hari. Biasanya tidak disertai dengan nyeri abdomen yang hebat dan tidak disertai darah atau lender pada feses. Demam dapat juga dijumpai dapat juga tidak. Gejala mual dan muntah bisa dijumpai. Pada diare tipe ini penting diperhatikan kecakupan cairan karena pada kondisi yang tidak terpantau dapat menyebabkan terjadinya hilangnya cairan yang mengakibatkan syok hipovolemik

Diare yang bersifat inflamasi bisa berupa sekretori atau disentri. Biasanya disebabkan oleh patogen yang bersifat infasif. Gejala mual, muntah disertai dengan demam, nyeri perut hebat dan tenesmus, serta feses berdarah dan berlendir merupakan gejala dan tanda yang dapat dijumpai.

LI. 3.3. Memahami dan Menjelaskan Penyebab Diare