Skema Asidosis dan Alkalosis pada pH Darah (Terapan Materi Larutan Peyangga - Kimia SMA)

Minggu, 17 Februari 2019 edit

Skema asidosis dan alkalosis pada pH darah berikut merupakan salah satu terapan pokok bahasan larutan penyangga. Fokus perhatiannya pada perbandingan konsentrasi komponen asam dan basa konjugat pada darah. Karena perbandingan asam dengan basa konjugat tidak semestinya maka terjadi keadaan asidosis dan alkalosis. Berikut prinsip dasar untuk keadaan asidosis dan alkalosis. urip.info



Reaksi dasar dalam metabolisme pernafasan:
CO2 + H2O ⇌ H2CO3H+ + HCO3
$\mathsf{pH = pK_a + log \left(\dfrac{[HCO_{3}^{-}]}{[CO_2]}\right)}$
Karena [CO2] ≈ [H2CO3] persamaan tersebut dapat ditulis:
$\mathsf{pH = pK_a + log \left(\dfrac{[HCO_{3}^{-}]}{[H_2CO_3]}\right)}$
Dalam pH darah normal biasanya perbandingan [HCO3] dengan [CO2] atau [H2CO3] adalah 20 : 1 dan pKa = 6,1 sehingga pH darah:
$\mathsf{pH = 6{,}1 + log \left(\dfrac{20}{1}\right)}$
$\mathsf{pH = 6{,}1 + log ~20}$
$\mathsf{pH = 6{,}1 + 1{,}3}$
$\mathsf{pH = 7{,}4 }$urip.info

Komponen utama pada sistem penyangga darah adalah [H2CO3] dan [HCO3]. Bila konsentrasi dalam darah tidak dalam perbandingan 20:1 maka pH darah tidak normal. Hal ini sering disebut sebagai gangguan kesetimbangan jumlah komponen penyangga darah.

Kondisi tidak normal, untuk konsentrasi [H2CO3] berlebih akibat berbagai faktor disebut asidosis pernafasan (respiratorik); untuk konsentrasi [H2CO3] berkurang akibat berbagai faktor disebut alkalosis pernafasan.

Kondisi tidak normal, untuk konsentrasi [HCO3] berkurang akibat berbagai faktor disebut asidosis metabolik; untuk konsentrasi [HCO3] berlebih akibat berbagai faktor disebut alkalosis metabolik.


A. Kasus Asidosis Pernafasan
Asidosis pernafasan sering disebut kelebihan H2CO3 primer (primary H2CO3 excess), pH darah bersifat asam akibat kelebihan H2CO3.
Misal perbandingan [HCO3] dengan [H2CO3] adalah 20 : 4
CO2 + H2O ⇌ H2CO3H+ + HCO3
$\mathsf{pH = pK_a + log \left(\dfrac{[HCO_{3}^{-}]}{[H_2CO_3]}\right)}$
$\mathsf{pH = 6{,}1 + log \left(\dfrac{20}{4}\right)}$
$\mathsf{pH = 6{,}1 + log ~5}$
$\mathsf{pH = 6{,}1 + 0{,}7}$
$\mathsf{pH = 6{,}8 }$urip.info

Asidosis pernafasan ini total [CO2] dalam darah meningkat, yang berdampak meningkatnya [H2CO3] kemudian kesetimbangan bergeser ke kanan dan konsentrasi H+ juga meningkat, akibatnya pH darah lebih rendah dari pH darah normal. Secara lambang dapat dituliskan:

↑[H2CO3] ⇒ ↑[H+] ⇒ ↓pH

Agar pH darah kembali normal (semula lebih rendah dari pH darah normal) maka perlu menurunkan [CO2] atau atau menurunkan [H2CO3] atau menurun [H+].

Ingat reaksi dasar:
CO2 + H2O ⇌ H2CO3H+ + HCO3

Perlu upaya agar reaksi bergeser ke kanan sehingga proporsi basa lebih besar. Menambah komponen di ruas kiri akan meningkatkan komponen basa.


B. Kasus Alokolisis Pernafasan
Alkalosis pernafasan sering disebut kekurangan H2CO3 primer (primary H2CO3 deficit), pH darah bersifat basa akibat kekurangan H2CO3.
Misal perbandingan [HCO3] dengan [CO2] atau [H2CO3] adalah 20 : 0,5
$\mathsf{pH = pK_a + log \left(\dfrac{[HCO_{3}^{-}]}{[H_2CO_3]}\right)}$
$\mathsf{pH = 6{,}1 + log \left(\dfrac{20}{0{,}5}\right)}$
$\mathsf{pH = 6{,}1 + log ~40}$
$\mathsf{pH = 6{,}1 + 1{,}6}$
$\mathsf{pH = 7{,}7}$urip.info

Alkalosis pernafasan ini total [CO2] dalam darah menurun, yang berdampak menurunnya [H2CO3] kemudian kesetimbangan bergeser ke kiri dan konsentrasi H+ menurun, akibatnya pH darah lebih tinggi dari pH darah normal.

Secara lambang dapat dituliskan
↓[H2CO3] ⇒ ↓[H+] ⇒↑pH

Agar pH darah kembali normal (semula lebih tinggi dari pH darah normal) maka perlu meningkatkan [CO2] atau menaikkan [H2CO3] sehingga menurunkan pH.

Caranya adalah dengan menambah atau meningkatkan [HCO3] sehingga [H2CO3].

Meningkatkan [HCO3] reaksi bergeser ke kiri atau menaikkan [H2CO3].






C. Kasus Asidosis Metabolik
Asidosis metabolik sering disebut kekurangan alkali primer (primary alkali deficit), pH darah bersifat asam akibat kekurangan HCO3.
Misal perbandingan [HCO3] dengan [H2CO3] adalah 10 : 1

$\mathsf{pH = pK_a + log \left(\dfrac{[HCO_{3}^{-}]}{[H_2CO_3]}\right)}$
$\mathsf{pH = 6{,}1 + log \left(\dfrac{10}{1}\right)}$
$\mathsf{pH = 6{,}1 + log ~10}$
$\mathsf{pH = 6{,}1 + 1{,}0}$
$\mathsf{pH = 7{,}1 }$urip.info

Karena [HCO3] berkurang maka sistem kesetimbangan larutan penyangga darah bergeser ke kanan dan konsentrasi H+ meningkat, akibatnya pH darah lebih rendah dari pH darah normal. Secara lambang dapat dituliskan:

↓[HCO3] ⇒ ↑[H+] ⇒ ↓pH

Agar pH darah kembali normal (semula lebih rendah dari pH darah normal) maka perlu meningkatkan [HCO3] sehingga dapat menurun [H+] dan menaikkan pH.

HCO3 akan bereaksi dengan H+ yang semula konsentrasinya relatif tinggi akan menjadi normal kembali.

Dengan meningkatkan [HCO3] dan mengurangi jumlah [H2CO3] berarti menurunkan [H+] sehingga reaksi bergeser ke kiri.


D. Kasus Alokolisis Metabolik
Alkalosis metabolik sering disebut kelebihan basa primer (primary alkali excess). pH darah bersifat basa akibat kelebihan HCO3.
Misal perbandingan [HCO3] dengan [CO2] atau [H2CO3] adalah 40 : 1
$\mathsf{pH = pK_a + log \left(\dfrac{[HCO_{3}^{-}]}{[H_2CO_3]}\right)}$
$\mathsf{pH = 6{,}1 + log \left(\dfrac{40}{1}\right)}$
$\mathsf{pH = 6{,}1 + log ~40}$
$\mathsf{pH = 6{,}1 + 1{,}60}$
$\mathsf{pH = 7{,}78}$urip.info

Karena [HCO3] berlebih maka sistem kesetimbangan larutan penyangga darah bergeser ke kiri dan konsentrasi H+ menurun, akibatnya pH darah lebih tinggi dari pH darah normal. Secara lambang dapat dituliskan
[HCO3]⇒ ↓[H+] ⇒↑pH

Agar pH darah kembali normal (semula lebih tinggi dari pH darah normal) maka perlu meningkatkan [H2CO3] untuk mengurangi [HCO3].urip.info

Menurunkan [HCO3] berarti menaikkan [H+] sehingga reaksi bergeser ke kanan.

CMIIW.

Referensi: Textbook of Medical Biochemistry, Edisi kedelapan, halaman 720-722, oleh: Chatterjea & Shinde, 2012, Jaypee Brothers Medical Publishers.
Tambahan referensi:
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3961885/
Bagikan di

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

 
Copyright © 2015-2019 Urip dot Info | Disain Template oleh Herdiansyah Dimodivikasi Urip.Info