I. D E F I N I S I

Asidosis metabolik adalah keasaman darah yang berlebihan,

ditandai dengan rendahnya kadar bikarbonat dalam darah. Bila peningkatan

keasaman melampaui sistem penyangga pH , da r ah akan bena r -bena r

men j ad i a s am. Se i r i ng dengan menurunnya pH da rah ,  pernafasan

menjadi lebih dalam dan lebih cepat sebagai usaha tubuh untuk

menurunkan ke l eb ihan a sam da l am da rah dengan ca r a

menurunkan j umlah ka rbond ioks ida . Pada a k h i r n y a , g i n j a l

j u g a b e r u s a h a m e n g k o m p e n s a s i k e a d a a n t e r s e b u t d e n g a n

c a r a menge lua rkan l eb ih banyak a sam da l am u r in . Te t ap i

kedua mekan i sme t e r s ebu t b i s a  berlebihan jika tubuh terus menerus

menghasilkan terlalu banyak asam, sehingga terjadi asidosis berat dan berakhir

dengan keadaan koma.

Asidosis metabolik adalah suatu keadaan terjadi peningkatan keasaman di

dalam darah yang disebabkan oleh berbagai keadaan dan penyakit

tertentu dimana tubuh tidak  bisa mengeluarkan asam dalam pengaturan

keseimbangan asam basa. Hal ini penting un tuk men j aga

ke se imbangan fungs i s i s t em o rgan t ubuh manus i a . G in j a l dan

pa ru merupakan dua organ yang berperan penting dalam pengaturan

keseimbangan ini. Untuk mempertahankan pH antara 7,38-7,42, tubuh

menetralkan dan membuang kuantitas volatile acid (dari pembakaran

selular karbohidrat dan lemak) dan nonvolatile acid (hasil metabolisme

protein). Asam-asam tersebut di buffer segera setelah diproduksi,sehingga akan

mencegah perubahan pH secara mendadak. Sistem buffer  yang

pokok d a l a m t u b u h a d a l a h p r o t e i n d a n f o s f a t d a l a m

k o m p a r t e m e n i n t r a s e l u l e r , s i s t e m  bikarbonat-asam karbonik

dalam kompartemen ekstra seluler, dan hemoglobin di dalam sel darah

merah. Dalam praktek sehari hari di klinik, sistem bikarbonat-asam

karbonik dipakai un tuk ana l i s i s , ka r ena dengan mudah komponen

bag i an dapa t d iuku r . Sebag i an be sa r   diagnosis gangguan asam

basa dapat ditegakan dengan data laboratorium, seperti pH, PCO2,

konsentrasi bikarbonat natrium (biknat), klorida urin, dan perhitungan

kesenjangan anion. Walaupun demikian, untuk akurasi diagnosis, data

laboratorium harus dikaitkandengan klinik pasien. Kelainan komponen

respirasi ditentukan oleh pengukuran PCO2 arterial, kadar dibawah 40

mmHg menunjukan terjadinya ventilasi pulmonary yang berlebihan

dankadar diatas 40 mmHg menunjukan keadaan hipoventilasi. Apakah

perubahan ventilasi d i s ebabkan o l eh ke l a inan p r ime r ( a s i dos i s

a t au a lka lo s i s r e sp i r a to r i k ) a t au ak iba tkompensa s i gangguan

me tabo l i k ( a s i dos i s a t au a lka lo s i s me t abo l i k ) t e rgan tung

da r i  penilaian klinik. Komponen metabolik dievaluasi dengan

pengukuran CO2 content atau CO2 combining power. Sua tu pe rubahan

konsen t r a s i b ika rbona t dapa t me rupakan kelainan metabolik

primer atau sekunder akibat kelainan respirasi.

II. E T I O L O G I

Asidosis metabolik dapat disebabkan oleh beberapa penyebab umum seperti

:

1. Kegagalan ginjal untuk mengekresikan asam metabolik yang

normalnya dibentuk dalam tubuh.

2. Pembentukan asam metabolik yang berlebihan dalam tubuh.

3. Penambahan asam metabolik ke dalam tubuh melalui makanan.

4 . Keh i l angan ba sa da r i c a i r an t ubuh ( f aa l ) .

Asidosis di tubulus ginjal terjadi akibat dari gangguan ekskresi ion hidrogen atau

reabsorbsi bikarbonat oleh ginjal ataukedua-duanya. Gangguan reabsorbsi

bikarbonat di tubulus ginjal menyebabkan hilangnya b ika rbona t da l am u r in

a t au ke t i dakmampuan mekan i sme sek re s i h id rogen d i t ubu lus

g in j a l un tuk mencapa i kea saman u r i n yang no rma l

menyebabkan eks r e s i u r i n yang alkalis.

A. Diare

Dia re be r a t me rupakan penyebab a s idos i s yang pa l i ng

s e r i ng . Penyebabnya ada l ah hilangnya sejumlah besar natrium bikarbonat

melalui feses karena sekresi gastrointestinal yang secara normal mengandung

sejumlah besar bikarbonat dan diare ini menyebabkanhilangnya ion

bikarbonat dari tubuh. Bentuk asidosis metabolik ini berlangsung berat dan dapat

menyebabkan kematian terutama pada anak-anak .

B. Diabetes Melitus (DM)

Diabe t e s me l i t u s d i s ebabkan o l eh t i dak adanya s ek re s i

i n su l i n o l eh pank rea s yang menghambat penggunaan glukosa dalam

metabolisme. Hal ini terjadi karena adanya  pemecahan lemak menjadi

asam asetoasetat dan asam ini dimetabolisme oleh jaringan u n t u k

m e n g h a s i l k a n e n e r g i , m e n g g a n t i k a n g l u k o s a . P a d a D M

y a n g b e r a t k a d a r   a se toa se t a t da l am da rah men ingka t s anga t

t i ngg i s eh ingga menyebabkan a s idos i s metabolik yang berat.

C. Penyerapan Asam

Ja r ang s eka l i s e jumlah be sa r a sam d i s e r ap da r i makanan

no rma l akan t e t ap i a s i dos i s me t abo l i k yang be ra t kadang -

kadang dapa t d i s ebabkan o l eh ke r acuan a sam t e r t en tu antara lain

aspirin dan metil alkohol.

[1,2,3]

D. Gagal Ginjal Kronis

Saat fungsi ginjal sangat menurun terjadi pembentukan anion

dari asam lemak dalam c a i r a n t u b u h y a n g t i d a k e k s r e s i k a n

o l e h g i n j a l . S e l a i n i t u p e n u r u n a n l a j u f i l t r a s i glomerulus

mengurangi eksresi fosfat dan NH 4+ yang mengurangi jumlah

bikarbonat. Asidosis metabolik bisa terjadi jika ginjal tidak mampu

untuk membuang asam dalam jumlah yang semestinya. Bahkan jumlah

asam yang normal bisa menyebabkan asidosis   j i ka g in j a l t i dak

be r fungs i s eca r a no rma l . Ke l a inan fungs i g in j a l i n i d ikena l

s ebaga i a s i dos i s t ubu lus r ena l i s , yang b i s a t e r j ad i pada

pende r i t a gaga l g in j a l a t au pende r i t a dengan kelainan yang

mempengaruhi kemampuan ginjal untuk membuang asam

III. PATOGENESIS

Pada keadaan normal, pH darah dipertahankan dalam rentang yang

sempit (7,35-7,45) agar sel tubuh dapat bekerja dengan baik. Ini dimungkinkan

dengan adanya sistem buffer yang dibantu mekanisme kompensasi dan

koreksi fisiologis oleh paru-paru dan ginjal. B i l a pH da rah

men ingka t da r i no rma l d i s ebu t a l ka l emia dan s eba l i knya pH

da rah menurun disebut asidemia. Sedangkan istilah “osis” (asidosis atau

alkalosis) merupakan proses yang menyebabkan perubahan kadar asam

atau basa dalam darah (asidemia ataualkalemia). Demikian juga, istilah

“osis” tidak selalu berarti ada perubahan pH darah. Misalnya, pada asidosis

metabolik tidak selalu ada asidemia. Karena penumpukan asam dapat

dinetralisir oleh sistem buffer  yang dibantu mekanisme kompensasi dan

koreksi oleh paru-paru dan ginjal.

Dari persamaan Henderson-Hasselbalch:

Terlihat pH dipengaruhi oleh rasio kadar bikarbonat (HCO 3-) dan asam

karbonat darah( H2CO3) sedangkan kadar asam karbonat darah

dipengaruhi oleh tekanan CO 2 darah (pCO2). Bila rasio ini berubah, pH

akan naik atau turun.

Penurunan pH darah di bawah normal yang disebabkan

penurunan kadar bikarbonat darah disebut asidosis metabolik. Sebagai

kompensasi penurunan bikarbonat darah, akan dijumpai pernafasan

cepat dandalam (pernafasan Kussmaul) sehingga tekanan CO2 darah menurun

(hipokarbia). Selain itu ginjal akan membentuk bikarbonat baru

(asidifikasi urine) sehingga pH urine akan men j ad i a s am.

Penu runan kada r b ika rbona t da r ah b i s a d i s ebabkan o l eh

h i l angnya   b i k a r b o n a t d a r i d a l a m t u b u h ( k e l u a r m e l a l u i

s a l u r a n c e r n a a t a u g i n j a l ) a t a u p u n disebabkan oleh penumpukan

asam-asam organik, baik endogen maupun eksogen, yang menetralisir

pH = pK + log HCO3 - H2CO3

bikarbonat. Berdasarkan hukum elektroneutral, jumlah kation harus

sama dengan j umlah an ion da l am sa tu l a ru t an , pada a s idos i s

me t abo l i k d i mana t e r j ad i  penurunan kadar bikarbonat plasma

akibat penumpukan asam organik dalam plasma (anion yang tidak terukur

meningkat), dijumpai kadar klorida darah normal. Keadaan ini d i s ebu t

a s i dos i s me t abo l i k dengan an ion gap (ke sen j angan an ion )

men ingka t a t au asidosis metabolik normokloremia. Sebaliknya bila

asidosis metabolik terjadi karena penu runan kada r b ika rbona t

p l a sma ak iba t h i l angnya b ika rbona t da r i t ubuh , akan dijumpai

peninggian kadar klorida darah. Ini disebut dengan asidosis metabolik

dengan anion gap (kesenjangan anion) normal ataupun asidosis metabolik

hiperkloremia. Anion gap (kesenjangan anion) dihitung dengan cara

mengurangi kadar natrium darah dengan jumlah bikarbonat dan klorida

darah.

Normalnya an t a r a 8–16 mEq /L . Ka rena i t u pemer ik saan kada r

k lo r i da da r ah , d i s amp ing kada r     b ika rbona t dan na t r i um da rah

d ipe r l ukan un tuk membedakan kedua j en i s a s i dos i s metabolik

tersebut di atas.

Pada diet normal, ginjal harusnya mengeluarkan 40-60 mEq ion hidrogen

(H+) untuk mencegah asidosis. Pada gagal ginjal, gangguan kemampuan ginjal

untuk mengekskresikan ion H+ mengakibatkan asidosis sistemik disertai

penurunan kadar bikarbonat (HCO3-) dan pH plasma. Kadar HCO3

- menurun

karena digunakan untuk mendapat H+. Ekskresi ion amonium (NH4+) merupakan

mekanisme utama ginjal dalam usahanya mengeluarkan H+ dan pembentukan

kembali HCO3- (sebab mekanisme ini memungkinkan perubahan de novo HCO3

-

baru dan bukan hanya reabsorbsi HCO3- terfiltrasi ke dalam cairan ekstraseluler).

Pada gagal ginjal, ekskresi NH4+ total berkurang karena berkurangnya

jumlah nefron. Ekskresi fosfat merupakan mekanisme lain untuk mengekskresi H+

dalam bentuk asam yang dapat difiltrasi (yaitu, H+ yang didapat fosfat). Namun,

Anion gap = Na+ - (HCO3¯ + Cl¯).

kecepatan ekskresi fosfat ditentukan kebutuhan untuk mempertahankan fosfat

bukan untuk mempertahankan keseimbangan asam dan basa. Pada gagal ginjal,

fosfat cenderung tertahan dalam tubuh karena berkurangnya massa nefron dan

karena faktor-faktor yang berkaitan dengan metabolisme kalsium. Retnsi sulfat

dan anion organik lainnya juga berperan dalam penurunan HCO3-. Kadar

bikarbonat serum biasanya stabil pada sekitar 18-20 mEq/L (asidosis sedang).

IV. PATOFISIOLOGI

Asidosis metabolik terjadi ketika terdapat peningkatan produksi asam

nonvolatile atau hilangnya bikarbonat dari tubuh sebagai mekanisme

keseimbangan asam-basa atau ketika mekanisme pengasaman ginjal terganggu.

Dalam kondisi pola makan dan metabolisme normal, rata-rata produksi

asam bersih adalah 1 mmol / kg per hari pada orang dewasa 6 dan 1-3 mmol / kg

per hari pada bayi dan anak. Kelainan pada metabolisme perantara, seperti yang

yang terjadi dalam sintesis asam laktat atau ketogenesis, dan pencernaan zat yang

dimetabolisme menjadi asam organik, seperti metanol atau etilen glikol, dapat

meningkatkan produksi asam beberapa kali lipat.

Untuk menjaga keseimbangan asam-basa normal, setiap hari para tubulus ginjal

harus menyerap kembali kuantitatif yang disaring HCO3- (4.500 mmol) dan

mensintesis cukup HCO3- untuk menetralkan beban asam endogen. Sebagian besar

(80-85%) dari HCO3- diserap dalam tubulus proksimal melalui NHE3 isoform

(90%) dari pertukaran Na+/H+ dan proton pemindahan ATPase (H+ATPase; 10%).

Karbonat anhidrase II (CA II) dalam tubulus proksimal memfasilitasi pemecahan

dari H2CO3 di sitosol menjadi H+ dan HCO3- sehingga memungkinkan sekresi

proton ke dalam lumen. HCO3- yang terbentuk keluar sel melalui electrogenic

basolateral Na+ / HCO3- cotransporter, SLC4A4 (juga dikenal sebagai kNBCe1).

CA IV meningkatkan disosiasi dari H2CO3 luminal menjadi CO2 dan H2O, yang

mencegah penumpukan gradien proton yang akan memperlambat proses tersebut.

Faktor utama reabsorbsi HCO3- termasuk konsentrasi HCO3

- luminal, pH luminal,

laju aliran luminal, tekanan parsial peritubular CO2 (pCO2), serta luminal dan

peritubular konsentrasi angiotensin II. Penurunan atau tidak adanya aktivitas CA

II atau CA IV atau mutasi pada gen SLC4A4, menyebabkan gangguan HCO3-

reabsorpsi dan karena itu dapat menyebabkan asidosis tubulus proksimal ginjal

(RTA).

HCO3- yang terlepas di tubulus proksimal diserap dalam lengkung Henle

asenden melalui pertukaran NHE3 Na+ / H+ dan H+ ATPase elektrogenik, dan juga

diserap di tubulus kolektivus melalui H+ ATPase electrogenik dan mungkin

sebuah electroneutral H+ / K+ ATPase.

Mekanisme pengasaman pada ginjal yang normal, HCO3- diekskresikan

dalam urin dan pH urin puasa biasanya di bawah 6,0. HCO3- yang baru terbentuk

oleh proses yang melibatkan baik tubulus proksimal dan tubulus kolektivus.

Sebagian besar HCO3- dihasilkan dalam tubulus proksimal sebagai efek dari

produksi NH3 dan ekskresi NH4+ dalam urin. Glutamin dimetabolisme oleh

glutaminase membentuk NH3 dan HCO3-. HCO3

- yang terbentuk keluar dari sel

melalui Na+/ HCO3-- SlC4A4 cotransporter.

V. MANIFESTASI KLINIS

Asidosis metabolik ringan bisa tidak menimbulkan gejala, namun

biasanya penderita merasakan mual, muntah dan kelelahan. Pernafasan

menjadi lebih dalam atau sedikit lebih cepat. Sejalan dengan memburuknya

asidosis, penderita mulai merasakan kelelahan yang luar biasa, rasa

mengantuk, semakin mual dan mengalami kebingungan. Apabila

asidosis semakin memburuk, tekanan darah dapat turun, menyebabkan

syok, koma dan kematian.

Penyakit asidosis jika dibiarkan bisa menimbulkan dampak berikut:

Rendahnya kada r ka l i um da l am da rah . J i ka kada r

ka l i um da rah r endah , maka terjadi kelainan neurologis

seperti kelemahan otot, penurunan refleks dan bahkan

kelumpuhan.

Pengendapan kalsium di dalam ginjal yang dapat

mengakibatkan pembentukan batu ginjal. Jika itu terjadi

maka bisa terjadi kerusakan pada sel-sel ginjal dan

gagalginjal kronis.

Kecenderungan terjadinya dehidrasi (kekurangan cairan).

P e r l u n a k a n d a n p e m b e n g k o k a n t u l a n g

y a n g m e n i m b u l k a n r a s a n y e r i (osteomalasia atau

rakhitis).

G a n g g u a n m o t o r i k t u n g k a i b a w a h m e r u p a k a n

k e l u h a n u t a m a y a n g s e r i n g ditemukan, sehingga anak

mengalami keterlambatan untuk dapat duduk, merangkak,dan

berjalan.

Kecenderungan gangguan pencernaan, karena kelebihan asam dalam

lambung dan usus, sehingga pasien mengalami gangguan

penyerapan zat gizi dari usus ke dalam darah. Akibat

selanjutnya pasien akan mengalami keterlambatan tumbuh

kembang (delayed development ) dan berat badan kurang.

VI. PENGUKURAN KLINIS DAN ANALISIS ASIDOSIS

Diagnosis asidosis dapat dilakukan dari analisis gas darah karena dapat

memberikan g a m b a r a n h o m e o s t a s i s d a r i k e s e i m b a n g a n a s a m

b a s a , p e r b e d a a n basa, dan oksigenasi darah. Pada asidosis metabolik

didapatkan hasil pemeriksaan:

Nilai pH kurang dari 7,4.

Konsentrasi PCO2 plasma akan meningkat dari 44 mmHg.

Konsentrasi bikarbonat kurang dari 22 mEq/L.

Selain dari AGD dapat diperlukan pemeriksaan tambahan untuk

membantu menentukan  p e n y e b a b n y a . M i s a l n y a k a d a r g u l a d a r a h

y a n g t i n g g i d a n a d a n y a k e t o n d a l a m u r i n  biasanya menunjukkan

suatu diabetes yang tidak terkendali. Adanya bahan toksik dalam darah

menunjukkan bahwa asidosis metabolik yang terjadi disebabkan oleh

keracunan a t a u k e l e b i h a n d o s i s . K a d a n g - k a d a n g

d i l a k u k a n p e m e r i k s a a n u r i n a l i s a s e c a r a mikroskopis dan

pengukuran pH urin serta kadar elektrolit serum.

 

VII. PENATALAKSANAAN ASIDOSIS METABOLIK

A. Asidosis Ringan

Asidosis metabolik kronik yang ringan akan menjadi stabil pada kadar

bikarbonat plasma 16-20 mEq/L. Keadaan ini tidak berkembang melewati

titik tersebut karena produksi H+ diimbangi oleh dapar tulang. Penurunan

asupan protein dapat memperbaiki kondisi asidosis,.

B. Asidosis Sedang

Bila kadar bikarbonat kurang dari 15 mEq/L diberikan natrium

bikarbonat maupun sitrat dosis 1mEq/kgBB/hari per oral untuk

menghilangkan efek sakit pada asidosis metabolik termasuk penurunan

masa tulang yang berlebihan.

C. Asidosis Berat

Asidosis berat dapat tercetus bila suatu asidosis akut terjadi pada

penderita yang sebelumnya sudah pernah mengalami asidosis kronik ringan.

Asidosis berat dikoreksi dengan pemberian NaHCO3 parenteral.

K o r e k s i d e n g a n NaHCO3 h a n y a d i l a k u k a n p a d a

a s i d o s i s m e t a b o l i k b e r a t a t a u diperkirakan tidak

terkompensasi dengan sendirinya atau pada keadaan dengan

gagal ginjal. Asidosis metabolik berat didefinisikan sebagai pH <7,2.

Karena pada pH demikian sangat mudah terjadi disritmia akibat

gangguan kontraktilitas otot jantung dan respons terhadap

katekolamin.Target pH adalah >7,2 dan HCO3 >38 (kecuali pada

gagal ginjal dimana target a d a l a h n i l a i n o r m a l ) . U n t u k

b a n y a k n y a b i k n a t y g d i b e r i k a n d a p a t d e n g a n l a n g s u n g

memberikan biknat IV sebesar 50-100 mEq dititrasi sampai

konsentrasi HCO3 sesuai target.

Cara cepat: 100mEq jika pH < 7,3.

Dengan defisit basa: HCO3= defisit basa x BB (kg) / 4

Dengan kadar HCO3= (HCO3 target- HCO3 terukur) x BB x

0,6 atau BE x BB x 0,3

Semen ta r a i n i penanganan gaga l g in j a l ba ru s eba t a s t e r ap i

un tuk mengon t ro l tingkat keasaman darah, yaitu dengan memberikan

obat yang mengandung zat bersifat  basa (alkalis) secara berkala (periodik),

sehingga tercapai tingkat keasaman netral, seperti pada orang normal. Zat basa ini

mengandung bahan aktif natrium bikarbonat (biknat). J i ka pa s i ennya anak -

anak , maka j i ka menggunakan oba t da l am ben tuk t ab l e t , t ab l e t

t e r s ebu t ha rus d ige rus t e r l eb ih du lu s ebe lum d igunakan .

Se t e l ah i t u d i campur  dengan air matang, lalu diberikan pada pasien.

Sedangkan apabila menggunakan bentuk   bubuk dan ca i r an , t i ngga l

d i campur a i r ma t ang l a l u d ibe r i kan kepada pa s i en , s e sua i dengan

dosis yang ditentukan dokter.

Kasus yang be rka i t an dengan a s idos i s me t abo l i k r i ngan

ya i t u pH > 7 ,2 dan  berkaitan dengan asidosis respiratorik tidak diberi terapi

bikarbonat karena menyebabkan penumpukan ion bikarbonat yang tinggi dalam

darah dan menyebabkan gagal napas. Keadaan ini timbul akibat

ketidakmampuan paru untuk mengeluarkan CO2. Ha l i n i

menyebabkan pen ingka t an H2CO3 dan konsentrasi ion hidrogen

sehingga menghasilkan asidosis.

Pembe r i an b ika rbona t t e rgan tung pada kond i s i be r a tnya

keadaan pa s i en . Te rap i  bikarbonat diberikan pada pasien dengan nilai pH <

7,2 serta tidak terkompensasi oleh tubuh. Hal ini dapat dinilai dari pemeriksaan

fisik dan laboratorium.4 .Kasus yang t i dak d ibe r i t e r ap i b ika rbona t

ada l ah a s idos i s me t abo l i k yang dapa t d i k o m p e n s a s i o l e h

t u b u h s e n d i r i d a n b e r k a i t a n d e n g a n p e n y a k i t

y a n g menyebabkan asidosis respiratorik.

Beberapa prinsip pemberian terapi bikarbonat:

1.Tidak memberikan secara cepat melalui intravena kecuali

kasus cardiopulmonaryresuscitation (CPR).

2 . D i b e r i k a n s a m p a i p H 7 , 2 5

K o n s e n t r a s i b i k a r b o n a t d a l a m s e r u m h a r u s

m e n c a p a i 1 5 m E q / L j i k a  pasien tidak dapat mencapai pCO2 <

35 mmHg.

Bikarbonat diberikan secara perlahan-perlahan yaitu ½ dari total

defisit pada 1 jam pertama jika pH kurang dari 7,15 dan selanjutnya

diberi 2-3 jam berikutnya. Hal ini karena asam laktat sebagai produksi

dari koreksi akan dimetabolisme menjadi bikarbonatsetelah direhidrasi

dan diberi oksigen serta glukosa.4.Dilakukan pemeriksaan analisa gas

darah secara serial.Pengobatan yang paling baik untuk asidosis adalah

mengoreksi keadaan yangmenyebabkan kelainan, seringkali

pengobatan ini menjadi sulit terutama pada penyakit kronis yang

menyebabkan gangguan fungsi paru atau gagal ginjal. U n t u k m e n e t r a l k a n

k e l e b i h a n a s a m s e j u m l a h b e s a r n a t r i u m b i k a r b o n a t d a p a t

diserap melalui mulut. Natrium bikarbonat diabsorbsi dari traktus

gastroinstestinal ke dalam darah dan meningkatkan bagian bikarbonat

pada sistem penyangga bikarbonat sehingga meningkatkan pH menuju

normal.

VIII. SIKLUS KREBS

A. Definisi

Siklus Krebs adalah tahapan selanjutnya dari respirasi seluler. Siklus

Krebs adalah reaksi antara asetil ko-A dengan asam oksaloasetat, yang kemudian

membentuk asam sitrat. Siklus Krebs disebut juga dengan siklus asam sitrat,

karena menggambarkan langkah pertama dari siklus tersebut, yaitu penyatuan

asetil ko-A dengan asam oksaloasetat untuk membentuk asam sitrat.

B. Fungsi siklus Krebs

 Merupakan jalur akhir oksidasi Karbohidrat , Lipid dan Protein.

Karbohidrat, lemak dan protein semua akan dimetabolisme menjadi asetyl-KoA.

C. Tujuan Siklus Krebs

  Menjelaskan reaksi-reaksi metabolik akhir yang umum terdapat pada jalur

biokimia utama katabolisme tenaga. Menggambarkan bahwa CO2 tidak hanya

merupakan hasil akhir metabolisme, namun dapat berperan sebagai zat antara,

misalnya untuk proses lipogenesis. Mengenali peran sentral mitokondria pada

katalisis dan pengendalian jalur- jalur metabolik tertentu, mitokondria berfungsi

sebagai penghasil energi.

Gambar 1. Siklus Krebs

Pertama-tama, asetil ko-A hasil dari reaksi antara (dekarboksilasi

oksidatif) masuk ke dalam siklus dan bergabung dengan asam oksaloasetat

membentuk asam sitrat. Setelah "mengantar" asetil masuk ke dalam siklus Krebs,

ko-A memisahkan diri dari asetil dan keluar dari siklus. Kemudian, asam sitrat

mengalami pengurangan dan penambahan satu molekul air sehingga terbentuk

asam isositrat. Lalu, asam isositrat mengalami oksidasi dengan melepas ion H+,

yang kemudian mereduksi NAD+ menjadi NADH, dan melepaskan satu molekul

CO2 dan membentuk asam a-ketoglutarat (baca: asam alpha ketoglutarat).

Setelah itu, asam a-ketoglutarat kembali melepaskan satu molekul CO2, dan

teroksidasi dengan melepaskan satu ion H+ yang kembali mereduksi NAD+

menjadi NADH. Selain itu, asam a-ketoglutarat mendapatkan tambahan satu ko-A

dan membentuk suksinil ko-A. Setelah terbentuk suksinil ko-A, molekul ko-A

kembali meninggalkan siklus, sehingga terbentuk asam suksinat. Pelepasan ko-A

dan perubahan suksinil ko-A menjadi asam suksinat menghasilkan cukup energi

untukmenggabungkan satu molekul ADP dan satu gugus fosfat anorganik menjadi

satu molekul ATP. Kemudian, asam suksinat mengalami oksidasi dan melepaskan

dua ion H+, yang kemudian diterima oleh FAD dan membentuk FADH2, dan

terbentuklah asam fumarat. Satu molekul air kemudian ditambahkan ke asam

fumarat dan menyebabkan perubahan susunan (ikatan) substrat pada asamfumarat,

karena itu asam fumarat berubah menjadi asam malat. Terakhir, asam malat

mengalami oksidasi dan kembali melepaskan satu ion H+, yang kemudianditerima

oleh NAD+ dan membentuk NADH, dan asam oksaloasetat kembali terbentuk.

Asam oksaloasetat ini kemudian akan kembali mengikat asetil ko-Adan kembali

menjalani siklus Krebs.Dari siklus Krebs ini, dari setiap molekul glukosa akan

dihasilkan 2 ATP, 6 NADH, 2FADH2, dan 4 CO2. Selanjutnya, molekul NADH

dan FADH2 yang terbentuk akan menjalani rangkaian terakhir respirasi aerob,

yaitu rantai transpor elektron.

Pada siklus Krebs, 1 molekul piruvat akan diubah menjadi Asetil-CoA

dengan bantuan enzim Pyruvate Dehidrogenase. Pada proses tersebut, satu

molekul CO2 dan dan satu atom H akan dilepaskan dari piruvat, serta satu

molekul CoA (coenzym A) akan ditambahkan. Atom H akan ditangkap oleh

NAD+ dan menghasilkan NADH. Asetil-CoA kemudian masuk ke dalam siklus

Krebs dengan langkah sebagai berikut: 

Asetil akan dilepaskan dari Asetil-CoA, kemudian digabungkan ke

oksaloasetat untuk membentuk sitrat dengan penambahan air. Proses

tersebut dikatalisasi oleh enzim citratesynthase.

Sitrat kemudian diubah menjadi isositrat dengan bantuan enzim

acotinase.

Isositrat akan diubah menjadi alfa-ketoglutarat dengan melepaskan

satu molekul CO2 dan satu atom H. Atom H akan ditangkap oleh

NAD+ untuk membentuk NADH. Proses tersebut dikatalisasi oleh

enzim isocitrate dehydrogenase.

Alfa-ketoglutarat kemudian diubah menjadi suksinil-CoA dengan

melepaskan satumolekul CO2 dan satu atom H serta menempelkan

satu molekul CoA. Atom H akan ditangkap oleh NAD+ untuk

membentuk NADH. Enzim yang berperan adalah alpha-ketoglutarate

dehydrogenase. 

Suksinil-CoA lalu diubah menjadi suksinat oleh enzim Succinyl-CoA

synthetase. Padaproses ini molekul CoA akan dilepaskan, selain itu

terdapat satu atom P yang ikut dalamreaksi dan kemudian akan

ditangkap oleh ADP untuk membentuk ATP.

Langkah selanjutnya adalah perubahan suksinat menjadi Fumarat oleh

enzim succinatedehydrogenase. Dua atom H akan dilepaskan dan

ditangkap oleh FAD+ untuk membentuk FADH2.

Fumarat lalu diubah menjadi malat oleh fumarase dengan penambahan

air.

Malat kemudian akan diubah kembali menjadi oksaloasetat oleh

enzim malatedehydrogenase. Satu atom H dilepaskan pada proses

tersebut dan ditangkap oleh NAD+ untuk membentuk NADH. Hasil

akhir dari siklus Krebs saja dari 1 molekul piruvat adalah 3 molekul

NADH, 1 molekul FADH2, dan 1 molekul ATP. Namun kalau

ditambah NADH yang dihasilkan pada perubahan piruvat menjadi

asetil-CoA, maka total NADH yang dihasilkan adalah 4 molekul.

 

Gambar 2. Pembentukan ATP pada siklus Krebs

IX. HUBUNGAN ASIDOSIS METABOLIK DAN SIKLUS KREBSPasien dengan asidosis metabolik mengalami peningkatan anion terutama

terkait dengan siklus asam trikarboksilat Krebs secara signifikan. Asidosis

metabolik memiliki efek berbeda pada fosforilasi aktif dan non-phos-phorylating

mitokondria yang menunjukkan bahwa pengaruh acidae-mia mungkin tergantung

pada kondisi fisiologis. Tingkat pengiriman oksigen ke saluran pernapasan juga

mungkin memainkan peran dalam menghasilkan intermediet asam Krebs. Selain

itu, hipoksia yang dapat menyebabkan peningkatan intermediet dari acidcycle

sitrat. Pada asidosis terjadi kelebihan proton yang disebabkan hilangnya basis

produksi ataupun proton yang berlebihan.

Peningkatan konsentrasi laktat ion dalam darah mencerminkan peningkatan

produksi laktat baik, penurunan metabolisme, atau kombinasi dari keduanya. Pada

pasien dengan asidosis metabolik, 3 asam hidroksibutirat dan asam acetoacetic

memainkan peran utama dalam generasi anion gap. Asidosis dihasilkan sebagai

akibat dari hilangnya elektrolit tidak terkendali baik dari ginjal (asidosis tubulus

ginjal) atau usus. Konsentrasi asam pada plasma yang terkait dengan siklus asam

trikarboksilat meningkat pada pasien dengan asidosis metabolik. Akumulasi dari

asam tersebut dapat memberikan kontribusi yang signifikan untuk produksi anion

gap.

Asidosis metabolik memiliki efek berbeda pada fosforilasi aktif dan non-

phos-phorylating mitokondria, menunjukkan bahwa pengaruh asidemia mungkin

tergantung pada kondisi fisiologis. Tingkat pengiriman oksigen ke saluran

pernapasan juga mungkin memainkan peran dalam menghasilkan intermediet

asam Krebs. Selain itu, hipoksia juga dapat menyebabkan peningkatan intermediet

dari acidcycle sitrat

Pada pasien asidosis terjadi peningkatan konsentrasi plasma pada siklus

Krebs dan keberadaan oksaloasetat sitosol. Hal ini menyebabkan terjadinya

penyimpangan kecil pada piruvat. peran anion terutama terkait dengan siklus

Krebs mungkin lebih besar daripada yang diperkirakan sebelumnya. Selain itu,

anion tampaknya memiliki peran penting dalam generasi anion gap pada pasien

asidosis. Konsentrasi anion biasanya terkait dengan siklus asam trikarboksilat

Krebs yang meningkat dalam jumlah yang cukup pada pasien dengan asidosis

metabolik. Hal tersebut memainkan peran penting dalam menghasilkan anion

gap.

DAFTAR PUSTAKA

1 . G o m e l l a L , H a i s t S . Blood Gases and Acid Base Disorders.

Dalam: Clinicians PocketReference 10th ed. New York, McGraww-Hill;

2004:159-1642 .

2 . S a b a t i n e M . Acid Base Disturbances. Dalam: Pocket

Medicine 3rdv ed. Philadelphia,Lippincot William & Willkins; 20083 .

3 . S e t y o h a d i B , S a l i m S . Gangguan Keseimbangan Asam

Basa. Dalam: Sudoyo AW,Setiyohadi B, Alwi I, Simadibrata M,

Setiati S. ed. Buku Ajar Ilmu Penyakit Dalam jilid III, edisi

keempat. Jakarta, Pusat Penerbitan Departemen Ilmu Penyakit

DalamFKUI; 2006: 143-149.

4 . D u B o s e T D . J r .  Acidosis and Alkalosis. Dalam: Kasper

DL, Braunwald E, Fauci ASe t a l ( e d s ) . H a r r i s o n ’ s P r i n c i p l e s

o f I n t e r n a l M e d i c i n e 1 6 th. McGraww-Hill. NewYork. 2005:267-

70.5 .

5 . B e r g C S e t a l . Sodium bicarbonate administration and

outcome in preterm infants. JPediatr 2010 Oct; 157:684

6. Nazaret C. et al. 2008. Mitochondrial energetic metabolism: A simplified

model of TCA cycle with ATP Production. Journal of Theoretical Biology

7. Schroeder M.A. Real-time assessment of Krebs cycle metabolism using

hyperpolarized 13C magnetic resonance spectroscopy. The FASEB Journal

8. Forni L.G. et al. 2005. Circulating anions usually associated with the Krebs

cycle in patients with metabolic acidosis. Critical care Vol 9 No.5

9. Smith I, Kumar P, Molloy S, Rhodes A, Newman PJ, Grounds RM, Bennett

ED: Base excess and lactate as prognostic indicators for patients admitted to

intensive care. Intensive Care Med 2001, 27:74-83.

10. Haterwill M, Waggie Z, Purves L, Reynolds L, Argent A: Correction of the

anion gap for albumin in order to detect occult tissue anions in shock. Arch

Dis Child 2002, 87:526-529.

11. Kaplan LJ, Kellum JA: Initial pH, base deficit, lactate, anion gap, strong ion

difference, and strong ion gap predict outcome from major vascular injury.

Crit Care Med 2004, 32:1120-1124.

12. Morgan TJ: The meaning of acid-base abnormalities in the intensive care

unit: part III - effects of fluid administration. Crit Care 2005, 9:204-211.

13. Kellum JA: Closing the gap on unmeasured anions. Crit Care2003, 7:219-

220.

14. Bowling F.G dan Morgan T.J. 2005. Krebs Cycle Anions in Metabolic

Acidosis. Critical Care 2005, 9:E23

15. Hatherill M, Waggie Z, Purves L, Reynolds L, Argent A: Correction of the

anion gap for albumin in order to detect occult tissue anions in shock. Arch

Dis Child 2002, 87:526-529.

16. Kaplan LJ, Kellum JA: Initial pH, base deficit, lactate, anion gap, strong ion

difference, and strong ion gap predict outcome from major vascular injury.

Crit Care Med 2004, 32:1120-1124.

17. Morgan TJ: The meaning of acid-base abnormalities in ICU Part III: Effects

of fluid administration. Crit Care 2005, 9:204-211.

18. Liskaser FJ, Bellomo R, Hayhoe M, Story D, Poustie S, Smith B,Letis A,

Bennett M: Role of pump prime in the etiology and pathogenesis of

cardiopulmonary bypass-associated acidosis. Anesthesiology 2000,

93:1170-1173.