biokimia asam basa

Slide 1

Keseimbangan asam - basaDept. BiokimiaMALAHAYATI UNIVERSITY

Asam adalah setiap senyawa kimia yang melepas ion hidrogen kesuatu larutan atau kesenyawa biasa. Contoh: asam klorida (HCl), yang berionisasi dalam air membentuk ion-ion hidrogen ( H+) dan ion klorida ( Cl-). Demikian juga, asam karbonat (H2CO3) berionisasi dalam air membentuk ion H+ dan ion bikarbonat ( HCO3-)Basa adalah senyawa kimia yang menerima ion hidrogen. Contoh, ion bikarbonat HCO3-, adalah suatu basa karena dapat menerima ion H+ untuk membentuk asam karbonat (H2CO3). Demikian juga fospat ( HPO4) suatu basa karena dapat membentuk asam fospat (H2PO4). Protein-protein dalam tubuh juga berfungsi sebagai basa karena beberapa asam amino yang membangun protein dengan muatan akhir negatif siap menerima ion-ion hidrogen.Asam kuat adalah asam yang berdisosiasi dengan cepat dan terutama melepaskan sejumlah besar ion H+ dalam larutan. Contohnya HCl

Asam lemah mempunyai lebih sedikit kecendrungan untuk berdisosiasikan ion-ionnya dan oleh karena itu kurang melepaskan H+. Contohnya H2CO3.Basa kuat adalah suatu basa yang secara cepat dan kuat bereaksi/ berikatan dengan H+ dan oleh karena itu dengan cepat menghilangkannya dari larutan. Contoh ion hidroksil (OH-), yang bereaksi dengan cepat membentuk air (H2O)

Basa lemah adalah basa yang secara lemah bereaksi dengan ion H+. Contohnya HC03-

Kertas LakmusKertas lakmus adalah kertas yang diberi suatu senyawa kimia sehingga akan menunjukkan warna yang berbeda setelah dimasukkan pada larutan asam maupun basa.Kertas lakmus biru , bila dicelupkan pada larutan yang bersifat asam akan menjadi merahApabila ketas lakmus merah dimasukkan ke dalam larutan yang bersifat basa, warnanya akan menjadi biruKertas lakmus biru pada larutan yang bersifat basa akan tetap biruApabila ketas lakmus merah dimasukkan ke dalam larutan yang bersifat asam, warnanya akan tetap merahKonsentrasi ion hidrogen dan pH darah

Pengaturan ion hidrogen yang tepat bersifat penting karena hampir semua aktifitas sistem enzim dalam tubuh dipengaruhi oleh konsentrasi ion hidrogen. Oleh karena itu perubahan konsentrasi hidrogen sesungguhnya merubah fungsi seluruh sel dan tubuh. Konsentrasi ion hidrogen dalam cairan tubuh normalnya dipertahankan pada tingkat yang rendah,dibandingkan dengan ion-ion yang lain,konsentrasi ion hidrogen darah secara normal dipertahankan dalam batas ketat suatu nilai normal sekitar 0,00004 mEq/liter. Karena konsentrasi ion hidrogen normalnya adalah rendah dan karena jumlahnya yang kecil ini tidak praktis, biasanya konsentrasi ion hidrogen disebut dalam skala logaritma dengan menggunakan satuan pH.pH = log 1/H+pH=-log H+ Normal H+ adalah 0,00000004 Eq/liter.oleh karena itu pH darah normal adalah:pH= -log (0,00000004)pH= 7,4ataupH darah normal : 7,35 -7,45Dari rumus diatas,bahwa pH berhubungan terbalik dengan konsentrasi ion hidrogen. Oleh karena itu pH yang rendah berhubungan dengan konsentrasi ion hidrogen yang tinggi dan pH yang tinggi berhubungan dengan konsentrasi ion hidrogen yang rendahSeseorang dikatakan asidosis saat pH turun dari nilai normal dan dikatakan alkolosis saat pH diatas nilai normal. Batas rendah nilai pH dimana seseorang dapat hidup beberapa jam adalah sekitar 6,8 dan batas atas adalah sekitar 8,0Pengaturan perubahan konsentrasi ion hidrogenAda 3 sistem utama yang mengatur konsentrasi ion hidrogen dalam cairan tubuh untuk mencegah asidosis atau alkalosis:1. Sistem penyangga asam basa kimiawi cairan tubuh2. Pusat pernafasan3. GinjalSaat terjadi perubahan dalam konsentrasi ion hidrogen ,sistem penyangga cairan tubuh bekerja dalam waktu singkat untuk mengatasi perubahan-perubahan ini. Sistem penyangga tidak mengeliminasi ion-ion hidrogen dari tubuh atau menambahnya kedalam tubuh, tetapi hanya menjaga agar mereka tetep terikat sampai keseimbangan tercapai kembali. Kemudian sistem pernafasan juga bekerja dalam beberapa menit untuk mengeliminasi CO2 dan H2CO3 dari tubuh. Kedua pengaturan ini menjaga konsentrasi ion hidrogen dari perubahan yang terlalu banyak sampai pengaturan yang ketiga bereaksi.Ginjal dapat mengeliminasi kelebihan asam dan basa dari tubuh. Walaupun ginjal relatif lambat memberi respon,dibandingkan sistem penyangga dan pernafasan, ginjal merupakan sistem pengaturan asam-basa yang paling kuat.Sistem penyangga ion-ion hidrogen dalam cairan tubuhPenyangga adalah zat apapun yang secara terbalik dapat mengikat ion-ion hidrogen,yang segera bergabung dengan asam basa untuk mencegah perubahan konsentrasi ion hidrogen yang berlebihan. Sistem ini bekerja sangat cepat dan menghasilkan efek dalam hitungan detik. Ada 4 sistem penyangga dalam cairan tubuh1) Sistem penyangga bikarbonatSistem ini terdiri dari larutan air yang mengandung dua zat : asam lemah H2CO3 dan garam bikarbonat NaHCO3. H2CO3 dibentuk dalam tubuh oleh reaksi CO2 dan H2O,yang dikatalisator oleh enzim karbonik anhidrase.Enzim ini terutama banyak sekali didinding alveoli paru dan di sel-sel epitel tubulus ginjalHasil akhir adalah pengubahan asam kuat menjadi asam lemah dan basa kuat menjadi basa lemah2) Sistem penyangga fosfat bekerja dalam cara yang serupa untuk mengubah asam kuat menjadi asam lemah dan basa kuat menjdi basa lemah.3) Sistem proteinSistem penyangga terkuat dalam tubuh. Karena mengandung gugus karboksil yang berfungsi sebagai asam dan gugus amino yang berfungsi sebagai basa.4) Sistem Hemoglobin dalam sel darah merahBerfungsi sebagai penyangga pembentukan H+ saat terjadi transpor CO2 di antara jaringan paru.Sistem pernafasanSistem pernapasan melibatkan perubahan ventilasi pulmonar untuk mengeluarkan CO2 dan untuk membatasi jumlah asam karbonat yang terbentuk. Pengaturan respiratorik memerlukan waktu satu sampai tiga menit untuk mulai bekerja dan fungsinya setelah penyangga asam basa Pernafasan sistem pengaturan asam basa yg keduaKarbon dioksida secara terus menerus ditambahkan kedalam darah vena akibat metabolisme sel dan transpor ke paru-paru. Saat CO2 terurai dalam paru maka akan terbentuk asam karbonat yang kemudian akan terurai membentuk ion hidrogen dan ion bikarbonat

CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3-Karbon dioksida dikeluarkan dari pada paru-paru agar plasma menjadi tidak terlalu asam.Dalam keadaan normal produksi karbon dioksida diimbangi dengan pengeluarannya seperti fungsi sistem pernapasan dalam pengaturan asam basa

Jika aktivitas metabolik meningkat karena olah raga, akan terjadi peningkatan tekanan parsial karbon dioksida arteri ( pCO2 ), peningkatan kadar asam karbonat plasma dan penurunan pH plasma ( asidosis ). Pernafasan disesuaikan untuk mengeluarkan lebih banyak karbon dioksida.CO2 berlebihan dalam darah berdifusi kedalam sistem saraf pusat untuk mencapai kemoreseptor sentral. Disistem saraf pusat CO2 membetuk asam karbonat yang terurai menjadi ion hidrogen.

Ion hidrogen ini merangsang kemoreseptorIon hidrogen menstimulasi kemoreseptor sentral mengakibatkan peningkatan frekuensi pernafasan dan kedalaman ventilasi. Peningkatan frekuensi perngeluaran CO2 respiratorik mengurangi asam karbonat dan peningkatan pHSebaliknya jika pH plasma meningkat (alkalosis), frekuensi respiratorik berkurang untuk mengurangi pengeluaran CO2. Tujuan untuk penurunan pHPengaturan ginjalPengaturan ini berlangsung melalui ekresi urin asam basa. Ginjal mengatur pH darah mengeluarkan lebih banyak ion hidrogen dan mereabsorpsi lebih banyak ion bikarbonat saat plasma darah lebih asam dan dengan mengeluarka sedit ion hidrogen dan mereabsorpi sdikit ion bikarbonat saat plasma darah lebih basa. Fungsi ginjal berlangsung selama beberapa jam sampai beberapa hari untuk mengatasi perubahan pH dan bekerja melalui mekanisme:Sekresi tubular ion hidrogenReabsorpsi dan ekskresi bikarbonatSistem penyangga memungkinkan ion hidrogen diekskresi dalam urinSenyawa Penyangga pada ginjalPasangan penyangga fosfatPasangan penyangga amonia dan amoniumPembentukan ion amonium menyebabakan terjadinya penambahan lebih banyak ion bikarbonat ke dalam darah dan peningkatan pH darah. Gangguan keseimbangan asam-basaASIDOSISALKALOSISASIDOSISAsidosis menekan aktivitas mental,jika asidosis berlebihan ( dibawah 7,4 ) akan menyebabkan disorentasi, koma dan kematian

Asidosis respiratorik.Terjadi akibat penurunan ventilasi pulmonar melalui pengeluaran sedikit CO2 oleh paru-paru. Peningkatan selanjutnya dalam pCO2 arteri dan asam karbonat akan meningkatkan kadar ion hidrogen dalam darah. Asidosis respiratorik dapat bersifat akut dan kronis.Penyebabnya. Kondisi klinis yang dapat menyebabkan retensi CO2 dalam darah meliputi pneumonia, emfisema, obstrusi kronis saluaran pernafasan,stroke atau trauma dan Obat-obatan yang dapat menekan sistem pernafasan seperti barbiturat,narkotika dan sedatifFaktor kompensator Saat CO2 berakumulasi ,peningkatan frekuensi pernafasan respiratorik (hiperventilasi ) ketika istirahat terjadi untuk mengeluarkan CO2 dari tubuhGinjal mengkompensasi peningkatan kadar asam dengan mengekskresi lebih banyak ion hidrogen untuk mengembalikan pH darah mendekati tingkat yang normalJika penyesuaian respiratorik dan ginjal terhadap pH gagal, akan terjadi gejala-gejala depresi sistem saraf pusatAsidosis metabolikTerjadi saat asam metabolik yang diproduksi secara normal tidak dikeluarakan pada kecepatan yang normal atau basa bikarbonat yang hlang dari tubuhPenyebab. Paling umum terjadi akibat ketoasidosis karena DM atau kelaparan, akumulasi peningkatan asam laktat akibat aktivitas otot rangka yang berlebihan seperti konvolusi,atau penyakit ginjal. Diare berat dan berkepanjangan disertai hilangnya bikarbonat dapat menyebabakan asidosisFaktor kompensator. Hiperventilasi sebagai respon terhadap stimulasi saraf adalah tanda klinis asidosis metabolik. Bersamaan dengan kompensasi ginjal,peningkatan frekuensi respiratorik dapat mengembalikan pH darah mendekati tingkat normalnya. Asidosis yang tidak terkompensasi akan menyebabakan depresi sistem saraf pusat dan mengakibatkan disorentasi,koma dan kematian.ALKALOSISAlkalosis meningkatkan overeksitabilitas sistem saraf pusat. Jika berat alkalosis dapat menyebabakan kontraksi otot tetanik,konvulsi dan kematian akibat tetanus otot respiratorikAlkalosis respiratorikTerjadi jika CO2 dikeluarkan terlalu cepat dari paru-paru dan ada penurunaan kadarnya dalam darahPenyebab. Hiperventilasi dapat disebabkan oleh kecemasan,akibat demam,akibat pengaruh overdosis aspirin pada pusat pernafasan, akibat hipoksia karena tekanan udara yang rendah didataran tinggi atau akibat anemia beratFaktor kompensator, jika hiperventilasi terjadi akibat kecemasan gejalanya dapat diredakan melalui pengisapan kembali CO2 yang sudah di keluarkan. Ginjal mengkompensasi cairan alkalin tubular dengan mengekskresi ion bikarbonat dan menahan ion hidrogen.Alkalosis metabolikAdalah suatu kondisi kelebihan bikarbonat, hal ini terjadi jika ada pengeluaran berlebihan ion hidrogen atau peningkatan berlebihan iio bikarbonat dalam cairan tubuh.Penyebab. Muntah yang berkepanjangan ( pengeluaran asam klorida lambung ),disfungsi ginjal,pengobatan dengan diuretik yang mengakibatkan hipokalemia dan penipisan volume CES atau pemakian antasid yang berlebihan.Faktor kompensatorKompensasi respiratorik adalah penurunan ventilasi pulmonar dan mengakibatkan peningkatan pCO2 dan asan karbonatKompensasi ginjal melibatkan sedikit ekskresi ion amonium, lebih banyak ekskresi ion natrium dan kalium, berkurangnya cadangan ion bikarbonat dan lebih banyak ekskresi bikarbonat TERIMA KASIH