keseimbangan cairan,elektrolit,asam dan basa

KESEIMBANGAN CAIRAN, ELEKROLIT, ASAM DAN BASA

Cairan  dalam tubuh, termasuk darah, meliputi lebih kurang 60% dari total berat badan laki-laki dewasa. Dalam cairan tubuh terlarut zat-zat makanan dan  ion-ion yang diperlukan oleh sel untuk hidup, berkembang, dan menjalankan fungsinya.   Untuk dapat menjalankan fungsinya dengan baik sangat dipengaruhi oleh lingkungan di  sekitarnya. Semua pengaturan fisiologis untuk mempertahankan keadaan normal disebut  homeostasis. Homeostasis ini bergantung pada kemampuan tubuh  mempertahankan  keseimbangan antara substansi-substansi yang ada di milieu interior.

Pengaturan keseimbangan cairan perlu memperhatikan 2 (dua) parameter penting, yaitu: volume cairan ekstrasel dan osmolaritas cairan ekstrasel. Ginjal mengontrol volume cairan  ekstrasel dengan mempertahankan keseimbangan garam dan mengontrol osmolaritas cairan  ekstrasel dengan mempertahankan keseimbangan cairan. Ginjal mempertahankan  keseimbangan ini dengan mengatur keluaran garam dan air dalam urin sesuai kebutuhan untuk  mengkompensasi asupan dan kehilangan abnormal dari air dan garam tersebut.  Ginjal juga turut berperan dalam mempertahankan keseimbangan asam-basa dengan mengatur  keluaran ion hidrogen dan ion bikarbonat dalam urin sesuai kebutuhan. Selain ginjal, yang  turut berperan dalam keseimbangan asam-basa adalah paru-paru dengan mengekskresi ion  hidrogen dan CO2, dan sistem dapar (buffer) kimia dalam cairan tubuh.

Komposisi  Cairan Tubuh

Telah disampaikan  di atas bahwa  cairan dalam tubuh meliputi lebih kurang 60% total berat badan laki-laki dewasa. Prosentase cairan tubuh ini bervariasi antara individu sesuai dengan jenis kelamin dan umur individu tersebut. Pada wanita dewasa, cairan tubuh meliputi 50% dati total berat badan. Pada bayi dan anak-anak, prosentase ini relative lebih besar dibandingkan orang dewasa dan lansia. Cairan tubuh menempati kompartmen intrasel dan ekstrasel. Dua pertiga bagian (67%)  dari cairan tubuh berada di dalam sel (cairan intrasel/CIS) dan sepertiganya (33%) berada di luar  sel (cairan ekstrasel/ CES). CES dibagi cairan intravaskuler atau plasma darah yang meliputi 20% CES atau 15% dari total berat badan, dan cairan intersisial yang mencapai 80% CES atau  5% dari total berat badan. Selain kedua kompartmen tersebut, ada kompartmen lain yang  ditempati cairan tubuh, yaitu cairan transel. Namun, volumenya diabaikan karena kecil, yaitu  cairan sendi, cairan otak, cairan perikard, liur pencernaan, dll. Ion Na+  dan Cl-  terutama  terdapat pada cairan ekstrasel, sedangkan ion K+  di cairan intrasel. Anion protein tidak tampak  dalam cairan intersisial karena jumlahnya paling sedikit dibandingkan dengan intrasel dan  plasma.

Perbedaan komposisi cairan tubuh berbagai kompartmen terjadi karena adanya barier yang  memisahkan mereka. Membran sel memisahkan cairan intrasel dengan cairan intersisial,  sedangkan dinding kapiler memisahkan cairan intersisial dengan plasma. Dalam keadaan  normal, terjadi keseimbangan susunan dan volume cairan dan elektrolit antar kompartmen.  Bila terjadi perubahan konsentrasi atau tekanan di salah satu kompartmen, maka akan terjadi  perpindahan cairan atau ion antar kompartmen sehingga terjadi keseimbangan kembali.

Perpindahan Substansi Antar Kompartmen

Setiap kompartmen dipisahkan oleh barier atau membran yang membatasi mereka. Setiap zat  yang akan pindah harus dapat menembus barier atan membran tersebut. Bila substansi zat 3 tersebut dapat melalui membran, maka membran tersebut permeabel terhadap zat tersebut.  Jika tidak dapat menembusnya, maka  membran tersebut tidak permeable untuk substansi  tersebut. Membran disebut semipermeabel (permeabel selektif) bila beberapa partikel dapat  melaluinya tetapi partikel lain tidak dapat menembusnya.

Perpindahan substansi melalui membran ada yang secara aktif atau pasif. Transport aktif membutuhkan energi, sedangkan transport pasif tidak membutuhkan energi.

Difusi

Partikel (ion atau molekul) suatu substansi yang terlarut selalu bergerak dan cenderung  menyebar dari daerah yang konsentrasinya tinggi ke konsentrasi  yang lebih rendah sehingga konsentrasi substansi partikel tersebut merata. Perpindahan partikel seperti ini disebut difusi.  Beberapa faktor yang mempengaruhi laju difusi ditentukan sesuai dengan hukum Fick (Fick’s  law of diffusion). Faktor-faktor tersebut adalah:

1. Peningkatan perbedaan konsentrasi substansi.

2. Peningkatan permeabilitas.

3. Peningkatan luas permukaan difusi.

4. Berat molekul substansi.

5. Jarak yang ditempuh untuk difusi

Osmosis

Bila suatu substansi larut dalam air, konsentrasi air dalam larutan tersebut lebih rendah  dibandingkan konsentrasi air dalam larutan air murni dengan volume yang sama. Hal ini  karena tempat molekul air telah ditempati oleh molekul  substansi tersebut. Jadi bila  konsentrasi zat yang terlarut meningkat, konsentrasi air akan menurun.

Bila suatu larutan dipisahkan oleh suatu membran yang semipermeabel dengan larutan yang  volumenya sama namun berbeda konsentrasi zat yang terlarut, maka terjadi perpindahan air/  zat pelarut dari larutan dengan konsentrasi zat terlarut yang rendah ke larutan dengan  konsentrasi zat terlarut lebih tinggi. Perpindahan seperti ini disebut dengan osmosis.

Filtrasi

Filtrasi terjadi karena adanya perbedaan tekanan antara dua  ruang yang dibatasi oleh membran. Cairan akan keluar dari daerah yang bertekanan tinggi ke daerah bertekanan rendah. Jumlah cairan yang keluar sebanding dengan besar perbedaan  tekanan, luas permukaan  membran, dan permeabilitas membran. Tekanan yang mempengaruhi filtrasi ini disebut  tekanan hidrostatik.

Transport aktif

Transport aktif diperlukan untuk mengembalikan partikel yang telah berdifusi secara pasif dari daerah yang konsentrasinya rendah ke daerah yang konsentrasinya lebih tinggi. Perpindahan  seperti ini membutuhkan energi (ATP) untuk melawan perbedaan konsentrasi. Contoh: Pompa  Na-K.

Keseimbangan Cairan dan Elektrolit

Pengaturan keseimbangan cairan perlu memperhatikan 2 (dua) parameter penting, yaitu: volume cairan ekstrasel dan osmolaritas cairan ekstrasel. Ginjal mengontrol volume cairan  ekstrasel dengan mempertahankan keseimbangan garam dan mengontrol osmolaritas cairan  ekstrasel dengan mempertahankan keseimbangan cairan. Ginjal mempertahankan  keseimbangan ini dengan mengatur keluaran garam dan air dalam urin sesuai kebutuhan untuk  mengkompensasi asupan dan kehilangan abnormal dari air dan garam tersebut.

1. Pengaturan volume cairan ekstrasel

Penurunan volume cairan ekstrasel menyebabkan penurunan tekanan darah arteri dengan  menurunkan volume plasma. Sebaliknya, peningkatan volume cairan ekstrasel dapat  menyebabkan peningkatan tekanan darah arteri dengan memperbanyak volume plasma. Pengontrolan volume cairan ekstrasel penting untuk pengaturan tekanan darah jangka  panjang.

Pengaturan volume cairan ekstrasel dapat dilakukan dengan cara sbb.:

a. Mempertahankan keseimbangan asupan dan keluaran (intake & output) air

Untuk mempertahankan volume cairan tubuh kurang lebih tetap, maka harus ada

keseimbangan antara air yang ke luar dan yang masuk ke dalam tubuh. Hal ini terjadi

karena adanya pertukaran cairan antar kompartmen dan antara tubuh dengan lingkungan

luarnya. Water turnover dibagi dalam:

1. External fluid exchange, pertukaran antara tubuh dengan lingkungan luar. (Gambar 3)

1.1. Pemasukan air melalui  makanan dan minuman                       2200 ml

air metabolisme/oksidasi                         300 ml

————-

2500 ml

1.2. Pengeluaran air melalui insensible loss (paru-paru & kulit)       900 ml

urin                                                             1500 ml

feses                                                             100 ml

————-

2500 ml

2. Internal fluid exchange, pertukaran cairan antar pelbagai kompartmen, seperti proses   filtrasi dan reabsorpsi di kapiler ginjal.

b. Memperhatikan keseimbangan garam

Seperti halnya keseimbangan air, keseimbangan garam juga perlu dipertahankan   sehingga asupan  garam sama dengan keluarannya. Permasalahannya adalah seseorang    hamper  tidak  pernah memperhatikan jumlah garam yang ia konsumsi sehingga sesuai   dengan kebutuhannya. Tetapi, seseorang mengkonsumsi garam sesuai dengan seleranya  dan cenderung lebih dari kebutuhan.Kelebihan garam yang dikonsumsi harus   diekskresikan dalam urin untuk  mempertahankan keseimbangan garam.

Ginjal mengontrol jumlah garam yang diekskresi dengan cara:

1. Mengontrol jumlah garam (natrium) yang difiltrasi dengan pengaturan Laju Filtrasi

Glomerulus (LFG)/ Glomerulus Filtration Rate(GFR).

2. Mengontrol jumlah yang direabsorbsi di tubulus ginjal 6 Jumlah Na+  yang direabsorbsi juga bergantung pada sistem yang berperan mengontrol    tekanan darah. Sistem Renin-Angiotensin-Aldosteron mengatur reabsorbsi    Na + dan  retensi Na+  di tubulus distal dan collecting. Retensi Na+ meningkatkan  retensi air  sehingga meningkatkan volume plasma dan menyebabkan peningkatan tekanan darah  arteri .

Selain sistem renin-angiotensin-aldosteron,  Atrial Natriuretic Peptide (ANP) atau  hormon atriopeptin menurunkan reabsorbsi natrium dan air. Hormon ini disekresi oleh  sel atrium jantung jika mengalami distensi akibat peningkatan volume plasma. Penurunan  reabsorbsi natrium dan air di tubulus ginjal  meningkatkan eksresi urin  sehingga mengembalikan volume darah kembali normal.

2.  Pengaturan osmolaritas cairan ekstrasel

Osmolaritas cairan adalah ukuran konsentrasi partikel solut (zat terlarut) dalam suatu  larutan. Semakin tinggi osmolaritas, semakin tinggi konsentrasi solute atau semakin  rendah konsentrasi air dalam larutan tersebut. Air akan berpindah dengan cara osmosis  dari area yang konsentrasi solutnya lebih rendah (konsentrasi air lebih tinggi) ke area yang  konsentrasi solutnya lebih tinggi (konsentrasi air lebih rendah).

Osmosis hanya terjadi jika terjadi perbedaan konsentrasi solut yang tidak dapat menembus membran plasma di intrasel dan ekstrasel. Ion natrium  merupakan solut yang banyak  ditemukan di cairan ekstrasel, dan ion utama yang berperan penting dalam menentukan  aktivitas osmotik cairan ekstrasel. Sedangkan di dalam cairan intrasel, ion kalium  bertanggung jawab dalam menentukan aktivitas osmotik cairan intrasel. Distribusi yang  tidak merata  dari ion natrium dan kalium ini menyebabkan perubahan kadar kedua ion ini  bertanggung jawab dalam menentukan aktivitas osmotik di kedua kompartmen ini.

Pengaturan osmolaritas cairan ekstrasel oleh tubuh dilakukan melalui:

a. Perubahan osmolaritas di nefron 7

Di sepanjang tubulus yang membentuk nefron ginjal, terjadi perubahan osmolaritas  yang pada akhirnya akan membentuk urin yang sesuai dengan keadaan cairan tubuh  secara keseluruhan di duktus koligen. Glomerulus menghasilkan cairan yang isosmotik  di tubulus proksimal (± 300 mOsm). Dinding tubulus ansa Henle pars desending sangat  permeable terhadap air, sehingga di bagian ini terjadi reabsorbsi cairan ke kapiler  peritubular atau vasa recta. Hal ini menyebabkan cairan di dalam lumen tubulus menjadi  hiperosmotik.

Dinding tubulus ansa henle pars asenden tidak permeable terhadap air dan secara aktif  memindahkan NaCl keluar tubulus. Hal ini menyebabkan reabsorbsi garam tanpa  osmosis air. Sehingga cairan yang sampai ke tubulus distal dan duktus koligen menjadi  hipoosmotik. Permeabilitas dinding tubulus distal dan duktus koligen bervariasi bergantung pada ada tidaknya vasopresin (ADH). Sehingga urin yang dibentuk di  duktus koligen dan akhirnya di keluarkan ke pelvis ginjal dan ureter juga bergantung pada ada tidaknya vasopresin/ ADH.

b. Mekanisme haus dan peranan vasopresin (anti diuretic hormone/ ADH)

Peningkatan osmolaritas cairan ekstrasel (> 280 mOsm) akan merangsang osmoreseptor  di hypothalamus. Rangsangan ini akan dihantarkan ke neuron hypothalamus yang  menyintesis vasopressin. Vasopresin akan dilepaskan oleh hipofisis posterior ke dalam  darah dan akan berikatan dengan reseptornya di duktus koligen. Ikatan vasopressin  dengan resptornya di duktus koligen memicu terbentuknya aquaporin, yaitu kanal air di  membrane bagian apeks duktus koligen. Pembentukan aquaporin ini memungkinkan  terjadinya reabsorbsi cairan ke vasa recta. Hal ini menyebabkan urin yang terbentuk di  duktus koligen menjadi sedikit dan hiperosmotik atau pekat, sehingga cairan di dalam tubuh tetap dapat dipertahankan.

Selain itu, rangsangan pada osmoreseptor di hypothalamus akibat peningkatan osmolaritas cairan ekstrasel juga akan dihantarkan ke pusat haus di hypothalamus  sehingga terbentuk perilaku untuk mengatasi haus, dan cairan di dalam tubuh kembali  normal.

Pengaturan Neuroendokrin dalam Keseimbangan Cairan dan Elektrolit

Sebagai kesimpulan, pengaturan keseimbangan cairan dan elektrolit diperankan oleh  system saraf dan sistem endokrin. Sistem saraf mendapat informasi adanya perubahan  keseimbangan cairan dan elektrolit melali baroreseptor di arkus aorta dan sinus karotiikus, osmoreseptor di hypothalamus, dan volumereseptor atau reseptor regang di atrium. Sedangkan dalam sistem endokrin, hormon-hormon yang berperan saat tubuh mengalami  kekurangan cairan adalah Angiotensin II, Aldosteron, dan  Vasopresin/ ADH dengan  meningkatkan reabsorbsi natrium dan air. Sementara, jika terjadi peningkatan volume  cairan tubuh, maka hormone atripeptin (ANP) akan meningkatkan ekskresi volume  natrium dan air .

Perubahan volume dan osmolaritas cairan dapat terjadi pada beberapa keadaan. Sebagai  contoh Faktor-faktor lain yang mempengaruhi keseimbangan cairan dan elektrolit diantaranya  ialah umur, suhu lingkungan, diet, stress, dan penyakit.

Keseimbangan Asam-Basa

Keseimbangan asam-basa terkait dengan pengaturan pengaturan konsentrasi ion H bebas  dalam cairan tubuh.  pH rata-rata darah adalah 7,4, pH darah arteri 7,45 dan darah vena 7,35. Jika pH darah < 7,35 dikatakan asidosis, dan jika pH darah > 7,45 dikatakan alkalosis. Ion H  terutama diperoleh dari aktivitas metabolik dalam tubuh. Ion H secara normal dan kontinyu  akan ditambahkan ke cairan tubuh dari 3 sumber, yaitu:

1. pembentukan asam karbonat dan sebagian akan berdisosiasi menjadi ion H dan   bikarbonat

2. katabolisme zat organik

3.disosiasi asam organic pada metabolisme intermedia, misalnya pada metabolisme   lemak    terbentuk asam lemak dan asam laktat, sebagian asam ini akan berdisosiasi melepaskan ion H.

Fluktuasi konsentrasi ion h dalam tubuh akan mempengaruhi fungsi normal sel, antara lain:

1. perubahan eksitabilitas saraf dan otot; pada asidosis terjadi depresi susunan saraf pusat,     sebalikny pada alkalosis terjadi hipereksitabilitas.

2. mempengaruhi enzim-enzim dalam tubuh.

3. mempengaruhi konsentrasi ion K

Bila terjadi perubahan konsentrasi ion H maka tubuh berusaha mempertahankan ion H seperti  nilai semula dengan cara:

1. mengaktifkan sistem dapar kimia

2. mekanisme pengontrolan pH oleh sistem pernapasan

3. mekanisme pengontrolan pH oleh sistem perkemihan

Ada 4 sistem dapar kimia, yaitu:

1. Dapar bikarbonat; merupakan sistem dapar di cairan ekstrasel teutama untuk  perubahan yang disebabkan oleh non-bikarbonat.

2. Dapar protein; merupakan sistem dapar di cairan ekstrasel dan intrasel.

3. Dapar hemoglobin; merupakan sistem dapar di dalam eritrosit untuk perubahan asam  karbonat.

4. Dapar fosfat; merupakan sistem dapar di sistem perkemihan dan cairan intrasel.

Sistem dapar kimia hanya mengatasi ketidakseimbangan asam-basa sementera. Jika dengan  dapar kimia tidak cukup memperbaiki ketidakseimbangan, maka pengontrolan pH akan  dilanjutkan oleh paru-paru yang berespons secara cepat terhadap perubahan kadar ion H dalam  darah akibat rangsangan pada kemoreseptor dan pusat pernapasan, kemudian mempertahankan  kadarnya sampai ginjal menghilangkan ketidakseimbangan tersebut. Ginjal mampu meregulasi  ketidakseimbangan ion H secara lambat dengan mensekresikan ion H dan menambahkan  bikarbonat baru ke dalam darah karena memiliki dapar fosfat dan ammonia.

Ketidakseimbangan asam-basa

Ada 4 kategori ketidakseimbangan asam-basa, yaitu:

1. Asidosis respiratori, disebabkan oleh retensi CO2 akibat hipoventilasi. Pembentukan  H2CO3 meningkat, dan disosiasi asam ini akan meningkatkan konsentrasi ion H.

2. Alkalosis respiratori, disebabkan oleh kehilangan CO2 yang berlebihan akibat  hiperventilasi. Pembentukan H2CO3 menurun sehingga pembentukan ion H menurun.

3. Asidosis metabolik, asidosis yang bukan disebabkan oleh gangguan ventilasi paru. Diare akut, diabetes mellitus, olahraga yang terlalu berat, dan asidosis uremia akibat  gagal ginjal  akan menyebabkan penurunan kadar bikarbonat sehingga kadar ion H  bebas meningkat.

4. Alkalosis metabolik, terjadi penurunan kadar ion H dalam plasma karena defisiensi  asam non-karbonat. Akibatnya konsentrasi bikarbonat meningkat. Hal ini terjadi  karena kehilangan ion H karena muntah-muntah dan minum obat-obat alkalis.  Hilangnya ion H akan menyebabkan berkurangnya kemampuan untuk menetralisir  bikarbonat, sehingga kadar bikarbonat plasma meningkat.  Untuk mengkompensasi gangguan keseimbangan asam-basa tersebut, fungsi pernapasan dan  ginjal sangat penting.

Daftar Pustaka

1. Sherwood, Lauralee. (2007). Human physiology: From cells to systems. 7th  ed. California: Brooks/ Cole-Thomson Learning, Inc.

2. SIlverthorn, D.U. (2004). Human physiology: An integrated approach. 3rd  ed. San  Francisco: Pearson Education.

About medicalcom

medical
This entry was posted in Uncategorized. Bookmark the permalink.

One Response to keseimbangan cairan,elektrolit,asam dan basa

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s