Sistem Buffer

Sistem buffer Untuk mencegah terjadinya fluktuasi dari [H +], tubuh kita memiliki 3 sistem utama yang akan mengatur konsentrasi H + dalam cairan tubuh yaitu : Sistem Sistem buffer buffer asam asam - bas basaa kimi kimiawi awi dala dalam m caira cairan n tubu tubuh h yang yang akan akan sege segera ra •  bergabung dengan asam dan basa untuk mencegah perubahan konsentrasi H + yang berlebihan Pusat pernapasan yang mengatur pembuangan CO 2 dari cairan ekstrasel • Ginj Ginjal al yang yang dapa dapatt meng mengek eksr sres esik ikan an urin urinee asam asam atau ataupu pun n basa basa sehi sehing ngga ga • + menyesuaikan kembali konsentrasi H cairan ekstrasel menuju normal selama asidosis atau alkalosis

Sist Sistem em buffe bufferr meru merupa paka kan n gari gariss pert pertam amaa perta pertaha hana nan n tubu tubuh h dala dalam m meng mengha hada dapi pi   perubahan perubahan konsentra konsentrasi si H+. Jika Jika terja terjadi di peru peruba baha han n dalam dalam kons konsen entr tras asii H+, dala dalam m sepers seperseki ekian an detik detik sistem sistem buffer buffer cairan cairan tubuh tubuh akan akan bekerja bekerja untuk untuk memper memperkec kecil il  perubahan ini. Sistem ini tidak mengeluarkan H + dari tubuh ataupun menambahkan H + ke dalam tubuh namun hanya menjaga agar ion H + tetap terikat sampai keseimbangan tercapai kembali. Garis pertahanan kedua adalah sistem pernapasan yang juga bekerja dengan cukup cepat. cepat. Sistem Sistem penapa penapasan san akan akan bekerja bekerja dalam dalam bebera beberapa pa menit menit untuk untuk mngelu mngeluark arkan an karbondioksida (CO 2) dari dalam tubuh yang berarti mengeluarkan H 2CO3 dari tubuh. Kedua garis pertahanan tadi bekerja menjaga konsentrasi H + dari perubahan yang terlalu banyak sampai garis pertahanan ketiga yang bekerja bekerja lebih lambat yaitu ginjal meng mengel elua uark rkan an keleb kelebih ihan an asam asam atau atau basa basa dari dari dala dalam m tubu tubuh. h. Wa Wala laup upun un ginj ginjal al member memberika ikan n respon responss yang yang relati relatiff lambat lambat diband dibanding ingkan kan garis garis pertah pertahana anan n lainny lainnya, a,  beberapa jam sampai beberapa hari, ginjal merupakan sistem pengatur asam  basa yang  paling kuat dalam tubuh. Sistem Buffer Ion Hidrogen dalam Cairan Tubuh Sist Sistem em Buffe ufferr adal adalah ah camp campur uran an dua zat zat kimia imia dalam alam laru laruta tan n yang ang dapat apat meminimalisasi perubahan pH saat asam atau basa ditambahkan atau dikeluarkan dari larutan tersebut. Sistem buffer ini terdiri dari pasangan substansi yang bekerja dalam reaksi reversibel. Substansi pertama dapat melepaskan H + bebas saat [H+] menurun dan substansi lainnya dapat mengikat H + saat [H+] meningkat. Tubuh kita memiliki 4 sistem buffer yaitu : 

 

Sistem buffer bikarbonat Sistem buffer fosfat Sistem buffer protein

Sistem buffer bikarbonat

Sistem buffer bikarbonat merupakan sistem buffer yang paling penting pada cairan eksraseluler yang terdiri dari larutan air yang mengandung dua unsur yaitu asam lemah H2CO3 dan garam bikarbonat seperti NaHCO3.

H2CO3 dibentuk dari reaksi CO2 dengan H2O dengan bantuan enzim karbonik  anhidrase. Enzim ini sangat banyak terutama di dinding alveoli paru tempat CO 2 dilepaskan. Karbonik anhidrase juga terdapat di sel epitel tubulus ginjal tempat CO2  bereaksi dengan H 2O untuk membentuk H 2CO3. Garam bikarbonat terdapat secara dominan sebagai natrium bikarbonat (NaHCO 3) dalam cairan ekstrasel. NaHCO3 berionisasi hampir secara lengkap membentuk ion  bikarbonat dan ion natrium dengan reaksi : Jika dimasukkan bersama -sama akan didapatkan reaksi:

Bila asam kuat seperti HCl ditambahkan ke dalam larutan penyangga bikarbonat,  peningkatan ion hidrogen yang dilepaskan oleh asam akan disangga oleh HCO 3Sebagai hasilnya lebih banyak H2CO3 yang terbentuk menyebabkan peningkatan   produksi CO2 dan H2O. CO2 yang berlebihan akan merangsang pernapasan yang akhirnya mengeluarkan CO2 dai cairan ekstrasel. Reaksi berlawanan terjadi jika suatu basa kuat seperti natrium hidroksida (NaOH) ditambahkan ke larutan buffer bikarbonat. Dalam reaksi ini OH- dari NaOH bergabung dengan H 2CO3 membentuk HCO3tambahan. Jadi basa lemah NaHCO 3 menggantikan basa kuat NaOH. Pada waktu yang sama konsentrasi H2CO3 turun menyebabkan lebih banyak CO2 bergabung dengan H2O untuk menggantikan H 2CO3.

Hasil akhirnya adalah kecenderungan penurunan kadar CO2 dalam darah tetapi  penurunan CO2 dalam darah menghambat pernapasan dan menurunkan laju eksiprasi CO2. Peningkatan HCO 3- yang terjadi dalam darah dikompensasi dengan peningkatan eksresi HCO3- oleh ginjal. Sistem buffer fosfat Sistem buffer fosfat berperan penting pada cairan tubulus ginjal dan cairan intrasel. Elemen utama dari sistem buffer fosfat adalah H 2PO4- dan HPO4-. Bila asam kuat

seperti HCl ditambahkan dalam campuran kedua zat ini maka hidrogen akan diterima oleh HPO42- dan diubah menjadi H2PO4-. Hasil dari reaksi ini adalah HCl digantikan asam lemah NaH 2PO4 sehingga penurunan  pH minimal. Bila suatu basa kuat seperti NaOH yang ditambahkan ke dalam sistem buffer, OH akan disangga oleh H 2PO4- untuk membentuk HPO 42- dengan air. Dalam keadaan ini basa kuat NaOH ditukar dengan suatu basa lemah Na 2HPO4 sehingga pH hanya meningkat sedikit. Sistem buffer protein Sistem buffer protein merupakan salah satu sistem buffer paling kuat dalam tubuh karena konsentrasinya yang tinggi terutama dalam sel. pH sel memiliki perubahan yang kira-kira sebanding dengan pH cairan ekstrasel meskipun pH sel sedikit lebih rendah dari cairan ekstrasel. Terdapat sedikit H+ dan HCO 3- yang berdifusi melalui membran sel walaupun ion-ion ini membutuhkan waktu beberapa jam untuk menjadi seimbang dengan cairan ekstrasel. Akan tetapi CO 2 dapat dengan cepat berdifusi melalui semua membran sel. Difusi elemen sistem buffer bikarbonat ini menyebabkan pH dalam cairan intrasel  berubah ketika terjadi perubahan pH cairan ekstrasel. Karena alasan ini sistem buffer  intrasel akan membantu mencegah perubahan pH cairan ekstrasel namun dibutuhkan waktu beberapa jam untuk menjadi efektif secara maksimal. Mekanisme kerja buffer protein : Bila terjadi peningkatan pH, COOH akan berdisosiasi menjadi asam lemah • sebagai donor H+ • Bila terjadi penurunan pH, NH 2 (gugus amino) bertindak sebagai basa lemah + + → akseptor H → NH3 (ion amino) Pengaturan Pernapasan Terhadap Keseimbangan Asam-Basa Garis pertahanan kedua terhadap gangguan asam-basa adalah pengaturan konsentrasi CO2 ekstrasel oleh paru. Berdasarkan persamaan Henderson-Hasselbach,  pembentukan CO 2 berbanding terbalik dengan pH akibatnya jika CO 2 meningkat akan menurunkan pH. Jika pembentukan CO 2 metabolik (asidosis metabolik) meningkat,  paru – paru akan mengimbanginya dengan meningkatkan ventilasi alveolus yang akan mempercepat pengeluaran CO2 dari tubuh. Peningkatan ventilasi akan mengeluarkan CO2 dari cairan ekstrasel yang melalui kerja secara besar-besaran akan mengurangi konsentrasi H+. Dan sebaliknya jika pembentukan CO2 metabolik menurun akan menurunkan ventilasi alveolus. Penurunan ventilasi akan meningkatkan CO 2 yang  berefek pada peningkatan konsentrasi H + dalam cairan ekstrasel. Pengaturan Keseimbangan Asam-Basa oleh Ginjal

Ginjal mengatur keseimbangan asam basa dengan mengekskresikan urine yang asam atau basa. Mekanisme ekskresi urine asam atau basa oleh ginjal adalah sebagai  berikut : Sejumlah besar HCO3- difiltrasi secara terus menerus ke dalam tubulus. Bila • HCO3- ini diekskresikan ke dalam urine, keadaan ini menghilangkan basa dari dalam darah Sejumlah besar H+ juga disekresikan ke dalam lumen tubulus oleh sel epitel • tubulus sehingga menghilangkan asam dari darah. Bila lebih banyak H+ yang disekresikan daripada HCO 3- yang difiltrasi, akan terjadi kehilangan asam dari cairan ekstrasel, sedangkan bila lebih banyak HCO3- yang difiltrasi daripada H+ yang disekresikan, akan terjadi kehilangan basa. Bila terjadi pengurangan konsentrasi H + cairan ekstrasel (alkalosis), ginjal gagal mengabsorbsi semua bikarbonat yang difiltrasi sehingga meningkatkan ekskresi  bikarbonat. Karena HCO3- ini normalnya menyangga hidrogen dalam cairan ekstrasel, kehilangan bikarbonat ini sama dengan penambahan satu H + ke dalam cairan ekstrasel.

Pada asidosis, ginjal tidak mengekskresikan bikarbonat ke dalam urine tetapi mereabsorbsi semua bikarbonat yang difiltrasi dan menghasilkan bikarbonat baru yang kemudian ditambahkan ke cairan ekstrasel. Hal ini mengurangi konsentrasi H+ cairan ekstrasel kembali menuju normal.

Sehingga disimpulkan ginjal mengatur konsentrasi H + dengan yaitu : Sekresi ion H+ Reabsorbsi HCO3Produksi HCO 3- baru 

 

3

mekanisme dasar 

DAFTAR PUSTAKA th 1. Sherwood, L. Human physiology. 7 ed. Canada: Brooks/Cole, Cengage Learning, 2007. p. 569-584. 2. Guyton AC, Hall JE. Buku ajar fisiologi kedokteran edisi 11. Jakarta : EGC, 2006. Hal 401-409