Konsep Dasar Asam Basa

Konsep Dasar Asam Basa 

Asam di definisikan sebagai zat yang dapat memberikan ion H⁺ ke zat lain (disebut sebagai donor proton) sedangkan basa adalah zat yang dapat menerima ion H⁺ dari zat lain (disebut sebagai akseptor proton).
Oleh karena itu reaksi asam basa adalah suatu reaksi pelepasan dan penerimaan proton. Keseimbangan asam pada tingkat molekular umumnya berhubungan dengan asam lemah dan basa lemah, begitu pula pada tingkat konsentrasi ion H⁺ atau ion OH yang sangat rendah. Hidrogen (H⁺) dan ion hidrokosil (OH). Asam adalah substansi yang berisi ion hidrogen ysng dapat dibebaskan. Sementara itu basa adalah substansi yang dapat menerima ion hidrogen. Satuan pengukur yang digunakan untuk menggambarkan keseimbangan asam-basa adalah “PH” rentang ph berkisar 1-14. pH netral adalah 7, contohnya air murni. Jika ion hidrogen bertambah, larutan tersebut akan bersifat basa (pH > 7). Plasma darah normalnya bersifat basa-ringan dengan pH 7.35-7,45. Asidosis adalah kondisi yang ditandai dengan berlebihnya proporsi ion hidrogen didalam cairan ekstrasel dengan pH <7,35. Untuk mempertahankan pH yang normal, ion hidrogen diatur melalui sistem bufer, mekanisme pernapasan, sserta mekanisme ginjal bila upaya tersebut gagal dan pH darah <6,8 atau >0,0 dapat terjadi kematian.

1.      Gangguan Keseimbangan Asam-Basa

Keseimbangan asam basa adalah  keseimbangan ion hidrogen. Walaupun produksi akan terus menghasilkan ion hidrogen dalam jumlah sangat banyak, ternyata konsentrasi ion hiidrogen dipertahankan pada kadar rendah 40 + 5 nM atau pH 7,4. Derajat keasaman merupakan suatu sifat kimis yang penting dari darah dan cairan tubuh lainnya. Satuan derajat keasaman adalah pH. Klasifikasi pH yaitu pH 7,0 adalah netral, pH diatas 7,0 adalah basa (alkali), pH di bawah 7,0 adalah asam. Suatu asam kuat memiliki pH yang sangat rendah (hampir 1,0). Sedangkan suatu basa kuat memiliki pH yang sangat tinggi (diatas 14,0). Darah memiliki pH antara 7,35-7,45. Keseimbangan asam-basa darah dikendalikan secara seksama, karena perubahan pH yang sangat kecil pun dapat memberikan efek yang serius terhadap beberapa organ. Pada dasarnya, keseimbangan asam-basa mengacu pada pengaturan ketat konsentrasi ion hidrogen (H⁺) bebas di dalam cairan tubuh. Secara umum, keseimbangan asam-basa digambarkan dalam reaksi keseimbangan berikut ini.

                        CO₂ + H₂O       <->    H₂CO₃        <->     H⁺ + HCO₃

        Reaksi diatas bersifat reversibel karena dapat berlangsung dalam dua arah, bergantung pada konsentrasi zat-zat yang terlibat. Asidosis metabolik dan alkalosis metabolik disebabkan oleh ketidakseimbangan dalam pembentukan dan pembuangan asam atau basa oleh ginjal. Asidosis respiratorik atau alkalosis respiratorik terutama disebabkan oleh penyakit paru-paru atau kelainan pernafasan. Saat terjadi gangguan keseimbangan asam-basa, tubuh akan berupaya memperbaikinya melalui suatu sistem regulasi sehat yang disebut kompensasi. Selain melalui sistem bufer, upaya kompensasi ini dilakukan melalui mekanisme pernapasan dan mekanisme ginjal. Faktor-faktor yang berpengaruh dalam keseimbangan asam basa adalah konsentrasi ion hidrogen [H⁺], konsentrasi ion bikarbonat [HCO₃], dan PCO₂ berikut perbandingan peranan masing-masing faktor dalam diagnosis gangguan asam basa.

1.      Disebut asidosis, bila konsentrasi H⁺ meningkat, maka pH turun.

2.      Alkalosis, bila konsentrasi H⁺ turun, maka pH naik.

3.      Bila HCO₃ berubah secara signifikan dalam kondisi tersebut, disebut suatu keadaan metabolik.

4.      Bila PCO₂ berubah secara signifikan dalam kondisi tersebut, disebut suatu keadaan respiratorik.

Dari konsep tersebut, didapatkan empat kondisi, yaitu asidosis metabolik, asidosis respiratorik, alkalosis metabolik, dan alkalosis respiratorik. Secara umum, gambaran ganggian keseimbangan asam-basa terlihat pada tabel 18.17.

Tabel 18.17 Gangguan Keseimbangan Asam Basa

Tingkat Metabolik			Tingkat Respiratorik
pH serum	<7,45	>7,45	<7,45	>7,45
POC2	Normal, mulai menurun sampai 40 mmHg untuk keseimbangan	Normal, mulai naik sampai > 40 mmHg untuk keseimbangan	Meningkat diatas 40 mmHg (karena retensi karbondioksida yang berlebihan)	Menurun sampai 40 mmHg (akobat banyak kehilangan karbon dioksida)
HCO3	Menurun sampai dibawah 27 mmHg.	Meningkat sampai diatas 27 mmHg.	Normal, meningkat sampai lebih dari 27 mmHg untuk kompensasi	Normal, menurun sampai kurang dari 27 mmHg untuk kompensasi.
pH urine	<6,0	>6,0	<6,0	>6,0

2.      Pengaturan Keseimbangan Asam-Basa

Tubuh menggunakan tiga mekanisme untuk mengendalikan keseimbangan asam-basa darah yaitu sebagai berikut.

a.       Penyangga pH (sistem bufer)

Bufer menetralisasi kelebihan ion hidrogen, bersifat temporer, dan tidak melakukan eliminasi. Fungsi utama sistem bufer adalah mencegah perubahan pH yang disebabkan oleh pengaruh asam fixed dan asam organik pada cairan ekstraseluler. Sebagai bufer, sistem ini memiliki keterbatasan yaitu sebagai berikut.

a.       Tidak dapat mencegah perubahan pH di cairan ekstraseluler yang disebabkan karena peningkatan CO₂.

b.      Sistem ini hanya berfungsi bila sistem respirasi dan pusat pengendali sistem pernapasan bekerja normal.

c.       Kemampuan menyelenggarakan siistem bufer bergantung pada tersedianya ion bikarbonat.

Ada empat sistem bufer yaitu:

(1)   Bufer bikarbonat merupakan sistem dapar di cairan ekstrasel terutama untuk perubahan yang disebabkan oleh nonbikarbonat.

(2)   Bufer protein merupakan sistem dapar di cairan ekstrasel dan intrasel.

(3)   Bufer hemoglobin merupakan sistem dapar didalam eritrosit untuk perubahan asam karbonat, dan

(4)   Bufer fosfat merupakan sistem dapar di sistem perkemihan dan cairan intrasel.

Sistem kimia ini hanya dapat mengatasi ketidakseimbangan asam-basa sementara. Untuk jangka panjang, kelebihan asam atau basa dikeluarkan melalui ginjal dan paru-paru sedangkan untuk jangka pendek, tubuh dilindungi dari perubahan pH dengan sistem bufer. Jika lebih banyak asam yang masuk ke dalam aliran darah, maka akan dihasilkan lebih banyak bikarbonat dan lebih sedikit karbon dioksida. Jika lebih banyak basa yang masuk ke dalam aliran darah, maka akan dihasilkan lebih banyak karbon dioksida dan lebih sedikit bikarbonat.

b.      Sistem ginjal

Untuk mempertahankan keseimbangan asam basa, ginjal harus mengeluarkan anion asam nonvolatile dan mengganti HCO₃ ginjal mengatur keseimbangan asam basa dengan sekresi dan reabsorpsi ion hidrogen dan ion bikarbonat. Pada mekanisme pengaturan oleh ginjal ini berperan tiga sistem bufer asam karbonat.pada mekanisme pengaturan oleh ginjal ini berperan tiga sistem tiga sistem bufer asam karbonat, bufer fosfat dan pembentukan amonia. Ion hidrogen, CO₂ dan NH₃ diekskresi ke dalam lumen tubulus dengan bantuan energi yang dihasilkan oleh mekanisme pompa natrium di basolateral tubulus. Pada proses tersebut, asam karbonat dan natrium dilepas kembali ke sirkulasi untuk dapat berfungsi kembali. Tubulus proksimal adalah tempat utama reabsorpsi bikarbonat dan pengeluaran asam. Ion hidrogen sangat reaktif dan mudah bergabung.

Dengan ion bermuatan negatif pada kosentrasi yang sangat rendah. Pada kadar yang sangat rendah pum, ion hidrogen mempunyai efek yang besar pada sistem biologi. Ion hidrogen berinteraksi dengan berbagai molekul biologis sehingga dapat mempengaruhi struktur protein, fungsi enzim, dan eksitabitas membran. Ion hidrogen sangat penting pada fungsi normal tubuh misalnya sebagai pompa proton mitokondria pada proses fosforilasi oksidatif yang mengasilkan ATP. Produksi ion hidrogen sangat banyak karena dihasilkan terus menerus di dalam tubuh. Prolehan dan pengeluaran ion hidrogen sangat bervariasi bergantung pada diet, aktivitas, dan status kesehatan. Ion hidrogen di dalam tubuh berasal dari makanan, minuman, dan prooses metabolisme tubuh. Di dalam tubuh ion hidrogen terbentuk sebagai hasil metabolisme karbohidrat, protein, dan lemak, glikolisis anaerobik atau ketogenesis. Kelebihan asam akan dibuang oleh ginjal, sebagai besar dalam bentuk amonia. Ginjal memiliki kemampuan untuk mengubah jumlah asam atau basa yang dibuang, yang biasanya berlangsung selama beberapa hari.

c.       Sistem paru

Paru-paru membantu mengatur leseimbangan asam-basa denga mengeluarkan karbon dioksida. Karbon dioksida secara kuat menstimulasi pusat pernafasan. Ketika karbon dioksida dan asam bikarbonat dalam darah meningkat pusat pernapasan distimulasi sehingga menjadi meningkat. Karbon dioksida dikeluarkan dan asam karbonat menjadi turun. Apabila bikarbonat berlebih maka jumlah pernapasan akan diturunkan. Pengaturan pernapasan dan ginjal saling bekerja sama dalam mempertahankan keseimbangan asam-basa. Di paru-paru karbon dioksida bereaksi dengan air membentuk asam karbonat, dan kemudian asam karbonat akan dipecah di ginjal menjadi hidrogen dan bikarbonat.

Paru-paru                                       ginjal

<->CO₂ + H₂O                    H₂CO_{3           <->}         H + HCO₃

Asam karbonat

Peran sistem respirasi dalam keseimbangan asam basa adalah mempertahankan agar POC₂ selalu konstan walaupun terdapat perubahan kadar CO₂ akibat proses metabolisme tubuh. Keseimbangan asam basa respirasi berkantung pada keseimbangan produksi dan ekskresi CO₂ bergantung pada fungsi paru. Kelainan ventilasi perfusi sehingga akan terjadi ketidakseimbangan, ini akhirnya menyebabkan hipoksia maupun retensi CO₂ sengga terjadi gangguan keseimbangan asam basa.

Karbon dioksida adalah hasil tambahan penting dari metabolisme oksigen dan terus menerus yang dihasilkan oleh sel. Darah membawa karbon dioksida ke paru-paru. Di paru-paru karbon dioksida tersebut dikeluarkan (diembuskan). Pusat pernapasan di otak mengatur jumlah karbon dioksida yang diembuskan dengan mengendalikan kecepatan dan kedalaman pernapasan. Jika pernapasan meningkat, kadar karbon dioksida darah menurun dan darah menjadi lebih basa. Jika pernapasan menurun, kadar karbon dioksida darah meningkat dan darah menjadi lebih asam. Dengan mengatur kecepatan Ph darah menit demi menit. Nilai pH dapat dilihat dari darah arterial dengan rentang normal 7,33-7,45. Harga normal hasil pemeriksaan laboratorium analis gas darah adalah pH 7,33-7,45, PO₂ 80-100 mmHg, PCO₂ 35-45 mmHg, [HCO₃] 21-25 mmol/l, base excess (-2)-(+2).

Adanya kelainan pada suatu atau lebih mekanisme pengendalian pH tersebut, dapat menyebabkan salah satu dari dua kelainan utama dalam keseimbangan asam basa, yaitu asidosis atau alkalosis. Jika kadar pH kurang dari 7,35 disebut asidosis sedangkan jika lebih dari 7,45 disebut alkalosis.