REFERAT FISIOLOGIS KESEIMBANGAN ASAM BASA
Oleh : Hari Hendriarti Satoto
Pembimbing : dr. Novi Anggriyani, SpJP, FIHA
Departemen Kardiologi dan Kedokteran Vaskular Fakultas Kedokteran Universitas Diponegoro Rumah Sakit Umum Pusat Dr.Kariadi Semarang 2015 1
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL.......................................................... .....................................................
1
DAFTAR DAFTAR ISI ........................................................... ................................................................
2
DAFTAR DAFTAR SINGKAT SINGKATAN .............................................................. ..........................................
3
DAFTAR DAFTAR GAMBAR ......................................................... .....................................................
5
ABSTRAK ............................................................... ................................................................
6
BAB 1 PENDAHULUAN PENDAHULUAN........................................................... ..........................................
7
BAB 2 PEMBAHASAN.............................................................. PEMBAHASAN.............................................................. ..........................................
9
2.1
Pendekat Pendekatan an Tradisional pada pada Keseimbangan Keseimban gan Asam Basa ........... ..... ........... ........... ......... ...
9
2.2
Pendekat Pendekatan an Stewart pada pada Keseimbangan Keseimban gan Asam Basa ........... ...... ........... ........... ........... .......... ....
16
2.3
Sistem yang Berperan dalam alam Keseimbangan Asam Basa ........... ..... ........... ........... ......... ...
22
2.3.1 Ginjal ............................................................ ................................................................
22
2.3.2 Sistem Pernafasan Pernafasan ......................................................... ..........................................
28
2.3.3 Saluran Saluran Cerna ....................................................... .....................................................
32
2.4
Perbandingan Pendekat Pendekatan an Tradisional dan Pendekat Pendekatan an Stewart ........... ..... ......
34
2.5
Aplikasi Klinis Keseimbangan Asam Basa dalam alam Sistem Kardiovaskul Kardiovaskular ar..................................................... .....................................................
36
BAB 3 KESIMPULAN ............................................................... ..........................................
43
DAFTAR DAFTAR PUSTAKA PUSTAKA ........................................................ .....................................................
44
2
DAFTAR DAFTAR SINGKAT SIN GKATAN AN
∆AG
: delta anion gap
A-aDO2
: gradient difusi oksigen pada alveolus-arteri
AG
: anion gap
ACE
: angiotensin converting enzyme
A-
: anion lemah nonvolatil
AH
: asam lemah nonvolatil
AG
: anion gap
AGterkoreksi
: anion gap terkoreksi gap terkoreksi
Atot
: total asam lemah
BD
: base deficit
BE
: base excess
BUN
: blood urea nitrogen
CA
: carbonic anhydrase
Ca2+
: ion kalsium
Cl-
: ion klorida
CO2
: karbon dioksida
CO2(d)
: karbon dioksida terlarut dalam zat cair
CO32-
: ion karbonat
ET-1
: endotelin-1
H+
: ion hidrogen
H+-ATPase
: ion hidrogen adenosine triphosphatase
H2O
: air
H2CO3
: asam karbonat
HA
: asam lemah
Hb
: hemoglobin hemoglobin
HCO3-
: ion bikarbonat
K+
: ion kalium
KE
: konstanta konstanta asam
Kw
: konstanta disosiasi
3
LDH
: laktat dehidrogenase
Mg2+
: ion magnesium
Na+
: ion natrium
Na+-K+ ATPase
: ion natrium kalium adenosine triphosphatase
NaHCO3
: natrium bikarbonat
NH3
: amoniak anhidrase
NH4+
: ion amoniak
NHE3
: natrium hydrogen exchanger
OH-
: gugus fungsi hidroksil
pCO2
: tekanan parsial karbon dioksida
PaCO2
: tekanan parsial karbon dioksida pada arteri sistemik
PaO2
: tekanan parsial oksigen pada arteri sistemik
PAO2
: tekanan parsial oksigen pada alveolus
PB
: tekanan barometrik
PEA
: pulsel : puls eless ess el elect ectrical rical activity activity
pH
: potential of Hydrogen : potential Hydrogen
PgO2
: tekanan parsial oksigen pada fase gas
PwO2
: tekanan parsial oksigen terlarut dalam air
Pi
: fosfat anorganik
PTH
: hormon paratiroid
RNAE
: renal net acid excretion
SBE
: standard base excess
SCO2
: koefisien terlarut karbon dioksida
SID
: strong ion difference
SIDa
: apparent strong apparent strong ion difference
SIDe
: effective strong ion difference
SIG
: strong ion gap
SpO2
: saturasi oksigen darah arteri
XA
: konsentrasi anion kuat tak terukur
4
DAFTAR DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Komponen Ko mponen pendekatan tradisional pada keseimbangan asam basa..........................................................................................................................................
13
Gambar 2. Bagan asidemia berdasarkan pendekatan tradisional ..................
14
Gambar 3. Bagan Bagan alkalemia alkalemia berdasarkan pendekatan tradisional .................
15
Gambar 4. Hubungan antara strong ion difference (SID), difference (SID), anion gap (AG), dan bikarbonat pada kondisi normal .............................................................
19
Gambar 5. Hubungan antara strong ion gap (SIG) dan ∆AG ..............................
20
Gambar 6. Komponen Ko mponen pendekatan Stewart pada keseimbangan asam basa ................................................................ .............................................................. ..........
21
Gambar 7. Klasifikasi gangguan asam basa berdasarkan pendekatan Stewart ........................................................ ................................................................. .......... Gambar 8. Mekanisme transpor H + dan HCO3- pada tubulus proksimal ......
21 24
Gambar 9. Mekanisme sekresi H + dan HCO3- pada sel intercalated pada tubulus kolektif .............................................................. ..........................................
25
Gambar 10. Mekanisme sekresi NH4 + pada ginjal.................................................
26
Gambar 11. Alkalosis metabolik pada pada gagal gagal jantung............................................
38
5
ABSTRAK Gangguan asam basa dan elektrolit sering terjadi pasien – pasien kardiovaskuler, terutama pada pasien yang mengalami gagal jantung kongesti dan penurunan kontraktilitas jantung hingga pada pasien henti jantung. Ginjal merupakan organ utama yang mempengaruhi keseimbangan asam basa dalam tubuh. Adanya aksis kardiorenal mengakibatkan kelainan kardiovaskular mempengaruhi ginjal sebagai regulator asam basa utama. Gangguan asam basa berkaitan dengan prognosis dan mortalitas pasien kardiovaskular. Diagnosis lebih awal untuk mengetahui adanya gangguan asam basa akan memperbaiki kondisi pasien. Analisis gangguan asam basa dapat dilakukan dengan pendekatan tradisional dan pendekatan Stewart atau pendekatan modern. Kedua pendekatan ini mengalami pengembangan dari penelitian – penelitian baru. Komponen utama pendekatan tradisional adalah ion bikarbonat, anion gap, gap, dan base excess. excess. Komponen utama pendekatan Stewart adalah tekanan parsial karbon dioksida, strong ion difference, difference , dan total asam lemah. Setiap pendekatan memiliki keunggulan dan kelemahan. Oleh karena itu, berbagai penelitian menyarankan untuk menggunakan kedua pendekatan tersebut untuk menganalisis gangguan asam basa.
Kata Kunci: asam basa, pendekatan tradisional, pendekatan Stewart
6
BAB 1 PENDAHULUAN Gangguan asam basa dan elektrolit sering terjadi pasien – pasien kardiovaskuler, terutama pada pasien yang mengalami gagal jantung kongesti. Hal ini terjadi karena perubahan patofisiologi yang terjadi pada gagal jantung yang mengakibatkan aktivasi neurohumoral (stimulasi sistem renin-angiotensinaldosteron dan stimulasi simpatoadrenergik) atau efek samping terapi diuretik, glikosida, dan inhibitor ACE. Pasien dengan gagal jantung dapat mengalami hiponatremi, hipomagnesemi, dan hipokalsemi yang akhirnya berakibat pada aritmia. Oleh karena identifikasi gangguan elektrolit sangat berguna dalam penatalaksanaan penatalaksanaan pasien gagal jantung. 1,2,3,4 Pada pasien gagal jantung, gangguan asam basa yang terjadi disebabkan oleh hilangnya ion hidrogen melalui ginjal, penurunan volume sirkulasi efektif, hipoksemia, dan gagal ginjal. Semua jenis gangguan asam basa dan kombinasinya dapat terjadi. Beberapa studi secara sistematis mengevaluasi prevalensi gangguan asam basa pada gagal jantung. Sebanyak 37% pasien mengalami alkalosis metabolik atau berkaitan dengan alkalosis respiratorik. Alkalemia terjadi pada subjek dengan gagal jantung lanjut. Pada pasien gagal jantung, dengan alkalosis (14,1%) memiliki angka kematian lebih tinggi daripada pasien dengan asidosis (9,3%) dan pH normal (4,5%). 1,2,3,4 Konsentrasi ion hidrogen pada plasma dan cairan tubuh dipertahankan pada batas yang sempit. Kontrol ini diperlukan karena efek yang kuat antar ion fungsi seluler. Secara enzimatis reaksi biologis dan proses intraseluler dipengaruhi secara signifikan oleh konsentrasi ion hidrogen lokal.5,6 Asidosis laktat sering terjadi pada pasien dengan presentasi syok dan adanya penurunan kontraktilitas miokardium. Kenaikan kadar laktat dalam darah seperti yang sudah dipaparkan sebelumnya akan mengakibatkan kondisi asidemia. Pasien dengan asidosis laktat memiliki angka mortalitas yang tinggi. Kenaikan kadar laktat yang mengakibatkan asidosis laktat adalah sebesar > 5 mmol/L dan serum pH < 7,35. 7
7
Pendekatan tradisional pembacaan asam basa yang pertama adalah hasil kerja Henderson dan Hasselbalch. Pada pendekatan ini, penggunaan HCO 3- dan PaCO2 untuk mendeskripsikan tipe gangguan asam basa. Kritik terhadap pendekatan tradisional adalah ketidakmampuannya mendeskripsikan mekanisme gangguan asam basa dan ketidakmampuannya untuk mendiagnosis kelainan asam basa kompleks. Pendekatan modern kelainan asam basa diajukan oleh Stewart pada
awal
1980an.
Stewart
menggunakan
prinsip
fundamental
yang
mempengaruhi [H+]. Dari tiga pendekatan, Stewart menjelaskan hal – hal yang mempengaruhi keseimbangan asam basa. 5,6,8
8
BAB 2 PEMBAHASAN 2.1PENDEKATAN 2.1 PENDEKATAN TRADISIONAL PADA KESEIMBANGAN ASAM BASA Pendekatan tradisional memiliki fitur: 5,9 1. Sesuai dengan hukum Bronsted – Lowry, yaitu asam adalah donor H + dan basa adalah akseptor H + 2. Jumlah H+ yang ditambahkan atau dikurangi dari dalam darah menentukan pH akhir 3. Membran plasma permeabel terhadap H +, reaksi kimia intra dan ekstraseluler mempengaruhi pH 4. Analisis buffer non non volatil tidak diperlukan dalam analisis pH 5. Perkiraan derajat gangguan asam basa dapat dilakukan tanpa mengetahui penyebabnya Reaksi pada sistem biologis reversibel di saat mencapai persamaan. Nilai dari persamaan konstan tergantung dari jumlah faktor yang berpengaruh termasuk suhu. Pada reaksi kimia yang reversibel: 5 A + B ↔ C + D K = [C] x [D] [A] x [B]
K merupakan konstanta, ‘[ ]’ menunjukkan aktivitas (konsentrasi efektif). Reaksi kimia untuk asam: HE ↔ H+ + EKE = [H+] x [E-] [HE] KE bernilai lebih besar pada asam kuat daripada asam lemah.
Pada tahun 1909, Henderson mengaplikasikan reaksi di atas untuk asam karbonat, dengan reaksi kimia sebagai berikut: 5
9
CO2 + H2O ↔ H2CO3 ↔ H+ + HCO3K1 = [H+] x [HCO 3-] [H2CO3] Maka [H+] = K1 x [H 2CO3] [HCO3-] K2 = [CO2] x [H2O] [H2CO3] Maka [H2CO3] = [CO2] x [H2O] K2 Jika [H2O] cukup besar menjadi konstanta: [H2CO3] = K3 x [CO2] maka [H+] = K4 x [CO 2] [HCO3-]
[CO2] merupakan karbon dioksida terlarut molekuler yang bisa dihitung dengan PaCO2 menggunakan hukum Henry dan K1, K2, K3, K4 merupakan konstanta numerik berbeda. 5 Pada tahun yang sama, Sorensen mengenalkan skala pH. Perubahan plasma [HCO3-] menggambarkan akumulasi laktat dan keton. Perubahan PaCO 2 diketahui berhubungan langsung dengan pH. Hal ini menimbulkan konsep penyebab metabolik vs respiratorik pada gangguan asam basa. Hasselbalch menambahkan persamaan Henderson menjadi bentuk logaritmik pada tahun 1916. 5,10,11 pH = pK + log [HCO 3-] [CO2] Dan memperkenalkan pCO 2 sebagai persamaan menggantikan [CO 2] sehingga: pH = pK + log [HCO 3-) SCO2 x pCO2
10
Dimana SCO2 merupakan koefisien terlarut untuk karbon dioksida dan pK adalah algoritma negatif untuk persamaan K4 di atas. Konsep karbon dioksida dan HCO3- sebagai variabel yang disesuaikan sebagai sistem kontrol untuk memperbaiki [H+].5 Pada persamaan reaksi kimia, perubahan konsentrasi reaktan atau produk akan berpindah sehingga terjadi keseimbangan (prinsip Le Chatelier). Jika prinsip ini dimasukkan ke persamaan kedua, maka saat terjadi asidosis metabolik terjadi penambahan hidrogen sehingga terjadi konsumsi bikarbonat. Bila bikarbonat hilang dari tubuh, terjadi peningkatan hidrogen untuk menggantikan bikarbonat yang hilang. Hubungan PCO 2 arterial dan bikarbonat secara efektif memprediksi arah tersebut namun tidak menggambarkan kompensasi respiratorik atau metabolik. 10,11 Dari reaksi persamaan asam karbonat, maka dapat disimpulkan bahwa perubahan PaCO2 akan mengakibatkan perubahan [HCO 3-]. Nilai dari [HCO 3-] tidak sepenuhya dapat digunakan sebagai indikator metabolik. Beberapa metode Singer dan Hasting (1948) menyarankan konsep buffer sebagai sebagai jumlah anion buffer plasma, plasma, seperti bikarbonat dan buffer asam asam nonvolatil. Pada tahun 1960, Astrup, et al mengusulkan nilai bikarbonat standar yang merupakan nilai [HCO3-] setelah penentuan nilai PaCO 2 standar sebesar 40 mmHg. Pada tahun 1960, Siggaard-Andersen dan Engel mengajukan base-excess. base-excess. Pada penelitian tersebut, dilakukan penghitungan konsentrasi H + tertitrasi yang dibutuhkan untuk mengembalikan pH menjadi 7,4; sementara pCO 2 dipertahankan pada angka 40 mmHg. Perkembangan empiris pada tahun 1950an menentukan penggunaan suhu, pH, pCO 2, dan konsentrasi Hb untuk menentukan analisis gas darah. Pada tahun 1977, Siggaard- Andersen mempublikasi persamaan ‘Van
Slyke’ yang berasal dari hubungan fisikokimia dan dapat menghitung base excess excess dari berbagai nilai pH, [HCO 3-], dan Hb. Persamaan inilah yang dipakai secara luas dalam analisis gas darah. Berikut adalah persamaan Van Slyke : BE = {[HCO3-]
24.4 + (2.3
[Hb] + 7.7)
(pH
7.4)} (1
0.023
[Hb])
Hasilnya adalah adanya ketidaksesuaian antara BE in vitro dan in vivo dapat dikurangi dengan nilai Hb 5 g/dl, untuk menghitung jumlah rata – rata Hb yang
11
berada di spasium ekstraseluler dan inilah yang disebut dengan standard base excess (SBE). Walaupun demikian, BE tidak bisa mendefinisikan komponen metabolik maupun mekanisme gangguan asam basa. 5,11 Anion gap gap merupakan jumlah total anion tak terukur (didominasi oleh albumin). Digunakan untuk diagnosis diferensial asidosis metabolik. Penyebab dapat ditentukan oleh anion gap gap seperti asidosis laktat, ketoasidosis, dan asidosis uremik; konsumsi salisilat, metanol, etil glikol, atau propilen glikol; dan jenis – jenis gangguan metabolik lainnya. Untuk mempertahankan netralitas elektron, kation dan anion harus dalam kondisi seimbang. Anion terukur adalah Cl - dan HCO3-. Sedangkan kation terukur adalah Na + dan K +. Jenis kation lainnya adalah kalsium, magnesium, litium, dan immunoglobulin G. anion tak terukur terdiri dari serum protein, fosfat, sulfat, dan anion organik (laktat dan asam keton). Nilai anion gap didapat gap didapat dari ([Na+] + [K +]) – ([Cl-] + [HCO3-]). ]). Secara historis nilai anion gap sebesar 8 – 16 mmol/L, namun akhir – akhir ditentukan nilai normal sebesar 3 – 11 mmol/L. Anion gap gap memberikan kontribusi diagnostik tambahan, melalui adanya hipoalbuminemia. Akurasi anion gap ditingkatkan gap ditingkatkan dengan albumin terkoreksi, yaitu: AGterkoreksi = AG + (0,25 x [40 – albumin terukur dalam gram/L]) Dari persamaan tersebut, terdapat peningkatan AG rata – rata 2,7 mmol/L. Nilai AG dapat berkurang dengan adanya kation tak terukur abnormal seperti hiperkalsemi dan immunoglobulin G. Oleh karena itu, banyak peneliti merekomendasikan
penggunaan
albumin
terkoreksi (AG terkoreksi )
untuk
menggantikan AG. 5,6,10,11 Dengan
pendekatan
tradisional,
gangguan
asam
basa
dapat
diklasifikasikan menjadi:12,13,14 1. Kelainan metabolik yang diekspresikan dengan perubahan primer plasma [HCO3-] yang disebut dengan dengan asidosis. Asidosis akan menurunkan pH arteri < 7,38 (H + > 44 nmol/L) bila tidak ada efek kompensasi yang disebut dengan asidemia. 2. Kelainan respiratorik yang diekspresikan dengan perubahan primer PaCO 2 yang disebut dengan alkalosis. Alkalosis akan menaikkan pH arteri > 7,42
12
(H+ < 36 nmol/L) bila tidak ada efek kompensasi yang disebut dengan alkalemia. 3. Respon sekunder yang merupakan efek kompensasi dari gangguan asam basa primer. 4. Gangguan asam basa kombinasi yang terjadi bila kedua kondisi primer terjadi.
Gambar 1. Komponen pendekatan tradisional pada keseimbangan asam basa 10
13
Gambar 2. Bagan asidemia berdasarkan pendekatan tradisional 14
14
Milk alkali syndrome
Gambar 3. Bagan alkalemia berdasarkan pendekatan tradisional 14
15
2.2 PENDEKATAN STEWART PADA KESEIMBANGAN ASAM BASA Pada tahun 1983, ahli fisiologi asal Kanada, Peter Stewart mengajukan pendekatan fisikokimia kuantitatif untuk menilai keseimbangan asam basa. Solusi biologis memiliki kecenderungan alkali ([OH -] > [H+]). Prinsip dasar pendekatan Stewart adalah: 5,11
Disosiasi: pemisahan komponen ion dalam solusi cairan. Ion kuat mengalami disosiasi sempurna dalam solusi cairan, contohnya solusi natrium klorida. Sedangkan jenis substansi lain yang mengalami disosiasi parsial adalah komponen asam lemah yang membentuk anion terdisosiasi (A-) dan tak terdisosiasi (HA).
Netralitas elektron: pada solusi cairan terdapat keseimbangan jumlah ion positif dan negatif. Air murni merupakan solusi netral karena jumlah H + dan OH- seimbang. Secara krusial, konsentrasi ion dipengaruhi oleh konstanta disosiasi yang sensitif terhadap suhu.
Konservasi massa: jumlah substansi adalah konstan kecuali substansi tersebut ditambahkan, dikurangi, diproduksi, atau dihancurkan. Pendekatan Stewart melibatkan pemeriksaan komponen cairan tubuh
manusia dan mengaplikasikan prinsip di atas: 5,9 1. Asam merupakan zat yang meningkatkan konsentrasi H + pada zat cair, sesuai dengan definisi Arrhenius 2. Jumlah H+ yang ditambah ditambah atau hilang dari sistem fisiologis tidak relevan relevan dalam menentukan pH akhir, karena [H +] merupakan variabel dependen 3. Plasma tubuh terdiri dari ion terdisosiasi sempurna (ion kuat: natrium, kalium, klorida, laktat), asam lemah terdisosiasi tidak sempurna (albumin, fosfat), dan buffer volatil (karbonat) 4. Evaluasi
persamaan
buffer nonvolatil
penting
dalam
penentuan
keseimbangan asam basa 5. Asam
lemah
dalam
plasma
dapat
dideskripsikan
sebagai
asam
pseudomonoprotik, HA 6. Membran plasma mungkin permeabel terhadap ion kuat, yang merupakan komponen variabel independen SID. Transport ion kuat melewati membran sel dapat mempengaruhi [H +] 16
Air memiliki konstanta dielektrik yang tinggi, sehingga mengakibatkan substansi yang mengandung ikatan elektrostatik mengalami disosiasi menjadi komponen ion. Derajat disosiasi air penting dalam analisis Stewart. Persamaan dapat ditulis menjadi:5,9 [H+] [OH-] = Kw [H2O] Kw merupakan konstanta disosiasi. [H 2O] lebih besar daripada [H +] dan [OH-], maka dapat menjadi konstanta sehingga: [H+] [OH-] = K’w
K’w merupakan konstanta disosiasi yang berbeda dengan konstanta sebelumnya. Nilai K’w tergantung dari suhu dan zat selain air murni, osmolaritas, dan kekuatan ion.
Ion yang terdisosiasi komplit terkuat pada mamalia adalah Na + dan Cl-. Ion kuat lainnya antara lain K +, Mg2+, Ca2+, SO42-. Pada cairan yang mengandung beberapa ion, maka persamaannya sebagai berikut: 5 [Na+] + [K +] + [H+] – [Cl-] – [OH-] = 0 Bila dimasukkan ke dalam persamaan persamaan disosiasi air: [OH-] = K’w / [H [H+] Sehingga bila dimasukkan ke dalam persamaan kedua: [Na+] + [K +] – [Cl-] + [H+] – (K’w / [H [H+]) = 0 Dari persamaan tersebut didapatkan:
Perbedaan ion kuat (strong ( strong ion difference/ SID) SID) dapat menggunakan [Na+] + [K+] - [Cl-]. SID dapat didefinisikan secara umum sebagai jumlah konsentrasi kation kuat dikurangi jumlah konsentrasi anion kuat dalam cairan. Pada konsep ini [H +] dan pH merupakan variabel dependen pada sistem ini namun nilainya dipengaruhi oleh SID. SID merupakan variabel independen karena merupakan pengaruh eksternal dan secara primer dapat digantikan oleh faktor lainnya.
17
Persamaan untuk asam lemah adalah: [H+] [A-] = KA [HA] KA merupakan konstanta disosiasi asam lemah. Dengan prinsip konservasi massa, jika HA dan A- tidak ikut serta dalam reaksi lainnya pada zat terlarut, jumlah [HA] dan [A -] akan konstan. [HA] + [A-] = [Atot] dimana [Atot] dimana [Atot] merupakan total asam lemah Maka bila dimasukkan ke dalam prinsip netralitas elektron SID + [H+] – [OH-] – [A-] = 0 dan persamaan disosiasi air [H+] [OH-] = K’w: K’w: [H+]3 + (KA + SID)x[H+]2+(KA x (SID– (SID– Atot)– Atot)– K’w) x [H [H+]–KA x K’w= 0
Poin penting di sini adalah SID dan [Atot] merupakan variabel independen, sementara [H +], [OH-], [A-], dan [HA] merupakan variabel dependen. Perubahan variabel dependen dipengaruhi oleh SID atau [Atot] atau keduanya.5,9 Pada cairan tubuh, karbon dioksida secara eksternal mempengaruhi tekanan parsial. Empat jenis molekul ditambah karbon dioksida, antara lain karbon dioksida terlarut dalam zat cair [CO 2(d)], asam karbonat (H 2CO3), ion bikarbonat (HCO3-), dan ion karbonat (CO 32-). Berdasarkan hukum Henry, maka: [CO2(d)] = SCO2 x pCO2 SCO2 adalah koefisien terlarut karbon dioksida. Nilai SCO2 bervariasi tergantung suhu, konsentrasi zat terlarut lain, dan kekuatan ion zat terlarut lain. Persamaan disosiasi asam karbonat, dengan CO2(d) dan H2O : [H2CO3] = L x (SCO 2 x pCO2) x [H2O] L merupakan konstanta ekuilibrium Karena [H2O] bernilai besar maka dianggap sebagai konstanta, dan persamaan dapat ditulis: [H2CO3] = L’ x pCO 2 dimana L’ adalah konstanta 18
Asam karbonat berdisosiasi menjadi H + dan HCO3-, bila digabungkan dengan persamaan sebelumnya: [H+] [HCO3-] = M x pCO2 dimana M adalah konstanta Persamaan terakhir menghubungkan [HCO 3-], [H+], dan [CO 32-], yaitu [H+] [CO32-] = N x [HCO 3-] dimana N merupakan konstanta
Pada solusi mengandung karbon dioksida, asam lemah, dan ion kuat dalam air, formula untuk menghitung [H +] tergantung pada persamaan: 1. Persamaan disosiasi air [H +] [OH-] = K’w 2. Persamaan disosiasi asam lemah [H +] [A-] = KA [HA] 3. Konservasi massa untuk asam lemah A [HA] + [A-] = [Atot] 4. Persamaan bikarbonat-karbon dioksida [H +] [HCO3-] = M x pCO 2 5. Persamaan bikarbonat-karbonat [H +] [CO32-] = N x [HCO 3-] 6. Netralitas elektron SID + [H +] – [HCO3-] – [A-] - [CO32-] – [OH-] = 0 Dari persamaan – persamaan di atas, maka yang dapat mempengaruhi nilai [H+] adalah SID, [Atot], pCO 2, sedangkan nilai – nilai lain dapat digantikan oleh konstanta. Oleh karena itu, [HA], [A -], [HCO3-], [CO32-], [OH-], dan [H+] merupakan variabel dependen. Jika satu dari variabeL independen berubah, maka akan terjadi perubahan nilai variabel dependen. Bila pendekatan Stewart valid, maka penggunaan bikarbonat tidak dapat dilakukan untuk u ntuk memanipulasi pH.5,9
Gambar 4. Hubungan antara strong ion difference difference (SID), anion gap (AG), dan 8 bikarbonat pada kondisi normal
19
Gambar 5. Hubungan antara strong ion gap (SIG) dan ∆AG8 Pada kondisi normal, anion tak terukur plasma menggambar anion nonbikarbonat/nonvolatil, yaitu albumin dan fosfat. Kation tak terukur terdiri
dari kalsium, magnesium, dan kalium. ∆AG merupakan perbedaan antara AG abnormal dan AG normal (atau baseline), baseline), mewakili jumlah anion abnormal dalam plasma. SIG, mewakili jumlah anion abnormal dan secara matematis
sama dengan ∆AG. SID yang diukur dari selisih ion kuat merupakan SID apparent (SIDa) dan SID yang menambahkan bikarbonat dan asam lemah non bikarbonat disebut dengan SID effective (SIDe).5,8 Moviat, et al meneliti pasien asidosis metabolik (BD > 5mM) memiliki
korelasi kuat dengan SIG dan ∆AG corrected untuk albumin dan laktat. Hubungan ini akan lebih kuat jika ∆AG dihitung dengan menggunakan nila i baseline aktual untuk AG pada tiap pasien daripada menggunakan nilai 12. Dari diskusi ini, komponen formula Stewart seperti SID dan SIG secara konseptual dan matematikal terkait dengan komponen spesifik dari formula tradisional seperti bikarbonat, AG, da n ∆AG.5,8 Penekanan pada teori Stewart adalah perpindahan ion hidrogen antar zat cair (melalui kanal atau pompa ion) tidak secara signifikan berefek pada konsentrasi ion hidrogen lokal. Penambahan H + dari satu kompartemen ke kompartemen lainnya tidak mengubah nilai variabel independen dan [H +] akan berada pada nilai yang sama. 5
20
Gambar 6. Komponen pendekatan Stewart pada keseimbangan asam basa 10
Bila pendekatan Stewart benar, maka SID paling berpengaruh dalam penentuan pH. Sedangkan karbon dioksida berdifusi bebas melalui semua membran, sehingga tidak dapat digunakan secara umum untuk meregulasi pH. Protein tidak melewati membran biologis yang intak. Fosfat diregulasi oleh mekanisme saluran cerna dan ginjal untuk mempertahankan homeostasis kalsium dibandingkan mempertahankan keseimbangan asam basa. 5
Gambar 7. Klasifikasi gangguan asam basa berdasarkan pendekatan Stewart 8
21
Klasifikasi dan komponen keseimbangan asam basa berdasarkan pendekatan Stewart: 8,15,16 1. Respiratorik Pada asidosis respiratorik terdapat peningkatan PCO 2 dan alkalosis respiratorik adalah kondisi yang sebaliknya. 2. Metabolik Pada gangguan metabolik yang disebabkan oleh ekses atau defisit cairan terdapat abnormalitas pada SID dan nilai ion natrium yang abnormal. Abnormalitas SID juga ditemukan pada ketidakseimbangan anion kuat. Seperti pada ekses atau defisit klorida dan ekses anion. Defisit klorida terjadi pada muntah, penggunaan diuretik, hiperaldosteronisme, dan sindrom Cushing yang mengakibatkan alkalosis metabolik. Asidosis metabolik terjadi bila terdapat nilai SID yang rendah dengan SIG yang tinggi (asidosis asam laktat, intoksikasi salisilat) dan pada nilai SID dan SIG yang rendah (asidosis tubulus ginjal, pemberian normal salin, nutrisi parenteral total). Adanya abnormalitas pada asam lemah nonvolatil seperti albumin dan fosfat anorganik akan menimbulkan asidosis (bila terjadi peningkatan) dan alkalosis (bila terjadi penurunan).
2.3 SISTEM YANG BERPERAN DALAM KESEIMBANGAN ASAM BASA 2.3.1 Ginjal Ginjal merupakan organ terpenting dalam pengaturan asam basa. Ekskresi asam oleh ginjal mencapai 75 mmol/hari. Asam nonvolatil diproduksi lebih sedikit daripada asam karbonat. Sumber asam nonvolatil termasuk metabolisme metionin dan kistin saat mengkonsumsi protein dan merupakan metabolisme inkomplit karbohidrat dan lemak. Proton bebas (H +) dipindah secara cepat dari cairan tubuh dengan bereaksi bersama buffer . pK pada sistem bikarbonat adalah 6,1, dimana pH normal cairan ekstraseluler sekitar 7,4 dan cairan intraseluler sekitar 6,9. Fungsi sistem buffer adalah mempertahankan nilai pK dekat dengan nilai pH kompartemen. Sistem bikarbonat merupakan sistem buffer yang yang terpenting. 5,18 22
Bila ginjal tidak mampu meregenerasi bikarbonat, maka jumlah buffer yang tersedia akan terkuras dengan produksi asam yang terus – menerus. Bikarbonat difilter oleh glomerulus bersamaan dengan sekresi proton oleh sel tubular ginjal untuk memproduksi H 2CO3. Senyawa kimia ini akan diubah oleh karbonat anhidrase menjadi karbon dioksida yang berdifusi ke sel ginjal. 5 Di dalam sel, jalur terbalik dengan HCO 3- kembali ke dalam darah dan H+ disekresikan ke lumen untuk mendapatkan kembali bikarbonat. Regenerasi bikarbonat
terjadi
karena
metabolisme
sel
pada
sel
tubular
yang
menghasilkan karbon dioksida. Karbon dioksida diubah menjadi H + yang masuk ke lumen tubular yang nantinya akan bergabung dengan anion B - yang dieksresikan ke dalam urin. B - menggambarkan anion nonbikarbonat, seperti fosfat dan amonia. Sedangkan HCO 3- akan berdifusi ke dalam darah.
Di
tubulus proksimal ginjal 80% HCO 3- direabsorbsi kembali, 16% direabsorbsi oleh thick ascending limb limb dan tubulus distal, 4% sisanya direabsorbsi oleh tubulus kolektif.17,18 Mekanisme primer dilakukan dengan pertukaran Na +/H+ 3 (NHE3). Sebesar dua pertiga reabsorbsi terjadi melalui sekresi H + NHE3. H +-ATPase membantu mekanisme sekresi H + apikal dan bertanggung jawab untuk mereabsorbsi sisanya. Karbonik anhidrase (CA-II) memfasilitasi produksi H+ dan HCO3- . H+ disekresikan ke cairan pada tubuler ginjal sepanjang membran apikal, dimana HCO 3- keluar dari sel melewati membran basolateral. Membran terikat CA (CA-IV) memfasilitasi produksi H 2O dan CO2 dari asam karbonat gastrointestinal. Keluarnya HCO 3- menuju membran basolateral ini secara primer terjadi melalui 3HCO 3—Na+ simporter dan adanya pertukaran dengan Cl-. Proses reabsorbsi HCO3- pada loop Henle dan tubulus distal memiliki prinsip yang sama dengan tubulus proksimal, walaupun memiliki transporter yang berbeda. 17,18
23
Gambar 8. Mekanisme transpor H + dan HCO3- pada tubulus proksimal17
Pada tubulus kolektif, sel intercalated melakukan melakukan transpor H + dan HCO 3-. Sel intercalated yang memproduksi asam memiliki H +-ATPase vakuoler dan H+-ATPase terlokalisir pada membran apikal. HCO 3- melakukan pertukaran dengan Cl-.17,18 Amonia diproduksi oleh deaminasi asam amino yang dilakukan oleh hepar dan diubah menjadi urea dan glutamin. Glutamin diambil oleh sel tubular ginjal dan setelah terjadi hidrolisis menghasilkan NH 4+. NH 3+ berdifusi ke dalam lumen tubuler bersama H + memproduksi NH4+ yang nantinya bergabung dengan Cl - yang nantinya diekskresikan ke dalam urin. Hal ini mengakibatkan eksresi H + ke dalam urin namun proses ini membutuhkan produksi H+ lainnya pada sel ginjal. 5,17,18
24
Gambar 9. Mekanisme sekresi H + dan HCO3- pada sel intercalated pada pada tubulus 17 kolektif Proses amoniagenesis dan eksresi NH 4+ ke dalam urin dilakukan oleh ginjal.
NH4+ dikonversi menjadi urea oleh hepar dan dalam proses ini H +
terbentuk yang nantinya akan di-buffer di- buffer oleh HCO3- dan menimbulkan feedback negatif terhadap pembentukan HCO 3- baru. Dari perspektif fisiologi asam basa ginjal, NH4+ diproduksi oleh ginjal harus diekskresikan ke urin, bukan ke dalam darah. Setiap NH 4+ yang diekskresikan, sebuah miliequivalen HCO 3- baru kembali ke dalam darah. Setiap molekul glutamin yang dimetabolisme, 2HCO 3dan 2 NH4+ diproduksi. HCO3- kembali ke dalam darah dan NH 4+ disekresikan oleh NHE3 dengan NH 4+ memasuki cairan tubuler sebagai NH 3.17,18 Pada thick ascending limb loop loop Henle, NH4+ dengan jumlah signifikan direabsorbsi. Terdapat berbagai jalur reabsorbsi, termasuk NH 4+ mensubstitusi K+ pada membran apikal Na+-K+-2Cl- simporter dan gerakan NH 4+ melalui jalur paraseluler. Gerakan NH 4+ keluar sel melewati membran basolateral terjadi melalui kanal K +. NH4+ yang direabsorbsi akan terakumulasi pada interstisial medula ginjal.17,18 Jika NH4+ yang diproduksi oleh tubulus proksimal sebagai hasil dari metabolisme glutamin tidak diekskresikan ke dalam urin tetapi kembali ke dalam darah, maka NH 4+ akan dimetabolisme menjadi urea di hepar dan
25
menghasilkan H+. Jika hal ini terjadi, maka HCO 3- baru yang dihasilkan oleh glutamin menjadi hilang. Kejadian reabsorbsi NH 4+ oleh thick ascending limb loop loop Henle akan diresekresikan kembali ke dalam cairan tubuler. Hal ini dilakukan oleh duktus kolektif dan tergantung pada kemampuannya untuk mengasamkan cairan tubuler. 17,18
Gambar 10. Mekanisme sekresi NH4 + pada ginjal 17 Mekanisme duktus kolektif dalam sekresi NH 4+ melibatkan penemuan Rh glikoprotein. Rh glikoprotein merupakan transporter NH 4+. RhAG ditemukan pada eritrosit, dimana RhGB dan RhGC berlokasi pada ginjal, hepar, dan gastrointestinal. RhBG ditemukan pada segmen distal nefron, mulai dari tubulus distal sampai bagian dalam duktus kolektif medula. RhCG terdistribusi sebanyak RhBG disepanjang nefron. Keduanya terdapat pada pada membran apikal dan basolateral. Pada asidosis kronis terdapat peningkatan ekspresi RhCG pada duktus kolektif medula dan terjadi translokasi transporter dari
26
intraseluler ke membran apikal. Rh glikoprotein mempengaruhi transpor NH3/NH4+ dan akan berpengaruh terhadap keasaman cairan tubuler. 17,18 Saat terjadi gangguan asam basa, ginjal berespon dengan mensubstitusi renal net acid excretion excretion (RNAE). Pada asidosis RNAE meningkat dan akan mengakibatkan reduksi HCO 3- dari urin dan meningkatkan ekskresi NH 4+. Kemudian akan terjadi stimulasi transpor H + dan HCO3- sepanjang nefron yang akan meningkatkan amoniagenesis dan ketersediaan buffer urin urin (fosfat). 17,18 Asidosis dapat secara langsung menurunkan pH intraseluler pada tubulus sel ginjal. Asidosis seluler menstimulasi aktivitas NHE3 karena perubahan gradient H + melewati membran. Faktor lain yang mempengaruhi respon ginjal terhadap asidosis adalah endotelin-1 (ET-1) dan glukokortikoid. ET-1 dihasilkan oleh sel endotel dan sel tubulus proksimal saat berespon terhadap asidosis. Melalui reseptor ET B, NHE3 terfosforilasi dan masuk ke dalam membran apikal dan basolateral. Kondisi asidosis akan menstimulasi hormon paratiroid (PTH). Peningkatan kadar PTH akan menginhibisi reabsorbsi fosfat.17,18 Aktivasi sistem renin-angiotensin-aldosteron terhadap berkurangnya cairan
ekstraseluler
Aldosteron
mengakibatkan
menstimulasi
bertambahnya
sel intercalated untuk sel
memproduksi HCO3- melalui
reabsorbsi
mensekresi
HCO 3-. H + dan
buffer titrasi urin (contoh: fosfat) dan
meningkatnya ekskresi NH 4+. Kejadian ini akan terbalik dengan peningkatan volume ekstraseluler. Adanya hipo dan hiperkalemia akan mengubah reabsorbsi HCO3- dan amoniagenesis. Kondisi hipokalemi akan menstimulasi keduanya, sedangkan hiperkalemia sebaliknya. Mekanisme ini terjadi karena adanya perubahan pH intraseluler. Hipokalemi juga meningkatkan ekspresi H +K+-ATPase pada sel intercalated pada pada duktus kolektif dan menstimulasi sekresi H+.17,18 Stewart memiliki pendapat yang berbeda mengenai usaha homeostasis asam basa yang dilakukan oleh ginjal. Berbeda dengan pendekatan tradisional, H+ dan HCO3- merupakan variabel dependen yang berespon terhadap perubahan PCO2, SID, dan Atot. Pada prinsipnya kondisi asidosis metabolik terjadi karena perubahan SID dan/atau Atot. Ginjal berfungsi sebagai pengatur 27
utama SID. Stewart berpendapat bahwa ginjal meregulasi SID ekstraseluler melalui SID urin dan adekuat dengan jumlah urin yang cukup. Konsentrasi ion kuat pada plasma dapat berubah dengan mengubah absorbsi filtrasi glomerulus atau sekresi ke dalam lumen tubulus dari plasma. Plasma [Na +] digunakan
untuk
mengontrol volume
intravaskuler
dan
plasma
[K +]
dibutuhkan untuk memenuhi fungsi jantung dan neuromuskuler. Cl merupakan ion kuat yang diregulasi ginjal tanpa mengintervensi proses homeostasis lainnya. Sebagai contoh, pada kompensasi asidosis respiratorik, sekresi H+ ke urin tidak penting, namun hilangnya Cl - melalui urin akan meningkatkan SID sehingga akan mengembalikan pH plasma menjadi normal. Dengan adanya ekskresi fosfat, maka akan terjadi perubahan Atot. NH 4+ berfungsi sebagai kation terhadap Cl - dan anion kuat lain di tubulus ginjal, bukan sebagai transpor untuk memindahkan proton. Dengan mengubah konsentrasi Na+ dalam tubulus ginjal, NH 4+ merupakan komponen SID yang dapat diubah. Pentingnya amonia pada pendekatan Stewart adalah kation lemah amonium mengakibatkan ekskresi anion klorida pada urin tanpa hilangnya kation kuat. Pada koreksi alkalosis, resorbsi Cl - oleh sel tubulus ginjal akan menurunkan SID plasma dan menurunkan pH plasma. 5,19
2.3.2 Sistem Pernafasan Ventilasi adalah keluar masuknya udara ke dalam sistem respirasi (sekitar 500 ml/menit). Adanya tekanan negatif intrapleura terjadi karena adanya kontraksi otot pernafasan yang menyebabkan masuknya udara ke dalam zona respirasi. Perubahan frekuensi ventilasi merupakan respon homeostasis tubuh. Perubahan frekuensi respirasi diatur oleh: 20 1. Pusat pernafasan berada pada batang otak, yang terdiri dari neuron dorsal dan ventral, pusat pneumotaksis, dan pusat apneuistik. Pusat pernafasan terdiri dari:
Pusat respirasi meduler o
Grup respirasi dorsal: terdiri dari neuron bilateral dekat dengan traktus solitarius. Terdiri dari neuron yang menginisiasi inspirasi. i nspirasi.
28
o
Grup respirasi ventral: merupakan dua kelompok neuron bilateral yang terletak di sebelah ventral grup respirasi dorsal. Terdiri dari neuron yang menginisiasi inspirasi dan ekspirasi.
Pusat respirasi pontin o
Pusat pneumotaksis: memiliki kemampuan mengubah frekuensi respirasi dan berfungsi mempertahankan keseimbangan inspirasi dan ekspirasi.
o
Pusat
apneuistik:
apneuistik
dan
stimulasi
pusat
mengakibatkan
apneuistik
pemanjangan
mengakibatkan inspirasi
dan
pemendekan ekspirasi. 2. Reseptor neural toraks:
Reseptor peregangan pulmonal yang terdiri dari otot polos trakea dan jalan nafas besar dan berespon terhadap distensi (perubahan volume paru). Mengakibatkan berhentinya inspirasi dan membatasi volume tidal (refleks Hering-Breur).
Reseptor dinding dada yang berespon terhadap perubahan volume paru dan memodulasi respirasi saat olahraga.
3. Reseptor nosiseptif pulmonal terdiri dari reseptor iritan pulmonal, serat C
tak bermielin, dan reseptor jukstakapiler. Reseptor iritan pulmonal terangsang dengan adanya inflasi cepat atau kimia atau mekanis dan mengakibatkan batuk atau takipneu. Serat C tak bermielin berespon terhadap rangsang iritatif, reseptor jukstakapiler terstimulasi oleh kongesti vaskuler atau edema pulmo interstisial dan mengakibatkan hiperpnea. Dihasilkan oleh kontraksi otot pernafasan yang menarik udara ke dalam paru.
Kemorefleks respirasi merupakan bagian dari sistem feedback pernafasan. Ventilasi paru mengatur tekanan parsial arteri karbon dioksida dan oksigen. Kemorefleks pernafasan bertanggung jawab terhadap pengaturan PCO2 terhadap [H +]. Respon kemoreseptor perifer terhadap [H +] dimodulasi oleh PO2, sedangkan kemoreseptor sentral tidak dipengaruhi oleh PO 2.21
29
Difusi adalah pergerakan gas (O 2 dan CO2) pada gradien tekanan sepanjang membran alveolikapiler. Difusi gas selalu sejajar dengan gradien tekanan parsial. Tekanan parsial gas adalah getaran yang disebabkan oleh energi kinetik yang dimiliki molekul gas. Tekanan ini meningkat dengan naiknya temperatur gas dan naiknya konsentrasi gas karena pada kedua kondisi tersebut molekul gas bertabrakan lebih sering. 20 Perpindahan gas dari alveolus dan darah diatur oleh: 20 1. Hukum Fick: jumlah gas yang dapat melewati jaringan berbanding lurus terhadap area (A), konstanta difusi (D), dan perbedaan tekanan parsial (P1P2); dan berbanding terbalik dengan ketebalan jaringan (T). 2. Hukum Graham: tingkat difusi gas berbanding terbalik dengan akar berat molekul. 3. Konstanta difusi: terkait dengan keterlarutan (Sol) dan berat molekul (MW) Aliran darah (perfusi) merupakan aliran darah melalui kapiler paru (sekitar 450 mL/menit). Darah vena dari ventrikel kanan mengalir melalui arteri pulmonal ke kapiler pulmonal. Darah kaya oksigen kembali ke atrium kiri melalui vena pulmonalis. 20 Hukum Henry menyebutkan bahwa volume gas yang terlarut berbanding lurus dengan tekanan parsial gas di atasnya. Maka tekanan parsial O2 terlarut dalam air (PwO 2) berbanding lurus dengan tekanan parsial O 2 pada fase gas (PgO2). Pada hubungan gas-zat cair, tekanan parsial gas (O 2) terhadap zat cair (air) menentukan jumlah molekul gas yang bertabrakan di dalam zat cair. Molekul memasuki fase zat cair dari fase gas berbanding lurus dengan tekanan parsial O 2 dalam zat cair. 20 Kaskade Oksigen pada ketinggian air laut, tekanan parsial O 2 760 mmHg x 0,21 = 160 mmHg. mmHg . Pada saluran pernafasan, tekanan parsial O 2 0,21 x (760-47) = 149 (atau 150) mmHg . Pada alveolus, tekanan parsial O 2 (PAO2) 149 mmHg . Pada arteri sistemik, tekanan parsial O 2 – (40/0,8) = 99 (atau 100) mmHg. (PaO2) 95 mmHg. mmHg. Pada mitokondria, tekanan parsial O 2 tidak diketahui. diketahui . PaO2 akan menurun seiring dengan usia. Pada usia muda normal (pada ketinggian air laut) PaO2 berkisar 95 mmHg (85-100 mmHg), dan pada usia 60 tahun normal (pada ketinggian air laut) terdapat penurunan PaO 2 hingga 83 mmHg. 20 30
Nilai PaO2 yang relatif lebih rendah daripada PAO 2 menunjukkan adanya defisiensi mekanisme pertukaran gas. Perbedaan ini membantu menilai penyebab hipoksemia. Gradien difusi oksigen pada alveolus-arteri (A-aDO 2) adalah selisih tekanan parsial O 2 alveolus (PAO2) dan tekanan parsial oksigen dalam darah arteri (PaO 2). FIO2 (fraksi O2) dipengaruhi oleh PAO2, yang dipengaruhi oleh PB (tekanan barometrik) dan PaCO 2. Sedangkan PaO 2 dipengaruhi oleh kondisi paru dan O2 vena. PAO2 mempengaruhi PaO 2 dimana keduanya melakukan keseimbangan O 2.20 SpO2 (saturasi O2 darah arteri) dipengaruhi oleh PaCO 2. Molekul O2 pada darah arteri melewati membran sel darah merah dan terikat pada Hb. SpO 2 merupakan persentase Hb yang terikat dengan molekul O 2. SpO2 dipengaruhi oleh PaO2, walaupun semakin tinggi PaO 2, semakin tinggi SpO2, hubungan keduanya bukan hubungan yang linear. CaO 2 (konsentrasi O2 dalam darah arteri) dipengaruhi oleh SpO 2 dan konsentrasi Hb. Faktor yang mempengaruhi kadar PaCO 2. Peningkatan PaCO 2 (PaCO2 > 45 mmHg) yang dapat disebabkan oleh hipoventilasi dan peningkatan produksi CO 2 seperti pada kondisi demam dan hiperkatabolik. Penurunan PaCO 2 disebabkan oleh penurunan produksi CO 2 hipotermia dan hiperventilasi (nyeri, penyakit hepar kronis). 20 Pada kondisi hipoventilasi murni, peningkatan PaCO 2 sesuai dengan penurunan PaO2 dan A-aDO2 dalam batas normal. Penurunan PaO 2 turun 1,25 mmHg tiap kenaikan 1 mmHg PaCO 2. Hipoventilasi terkait dengan penurunan yang tidak proporsional antara PaO 2 dan kenaikan PaCO 2 disertai pelebaran AaDO2.20 Metabolisme aerobik memproduksi CO 2 sebagai produk buangan. Asam dalam bentuk ion hidrogen bersama bikarbonat membentuk asam karbonat. Karbonik anhidrase akan mengkatalisasi asam karbonat menjadi karbon dioksida dan air. Air diekskresikan paling banyak melalui urin, sisanya keluar melalui pernafasan, keringat, dan feses. Selama karbon dioksida diekskresi secara terus – menerus, tidak ada penambahan hidrogen dan ion bikarbonat dalam tubuh.18 Hampir semua karbon dioksida diproduksi di mitokondria. Tekanan parsial karbon dioksida mencapai puncak pada mitokondria dan mengalami 31
penurunan kadar setelah gas melewati cairan ekstraseluler dan darah. Tekanan parsial karbon dioksida yang melewati kapiler paru normalnya lebih tinggi daripada dalam alveolus. Karbon dioksida berdifusi dari darah ke alveolus. Persamaan konsentrasi di alveolus dipengaruhi oleh produksi karbon dioksida, sirkulasi pulmonal, dan ventilasi alveolus. Karbon dioksida dibawa dalam darah sebagai CO2 terlarut, ion bikarbonat, dan grup carbamino yang terikat dengan protein plasma atau hemoglobin. Ikatan karbon dioksida dengan protein terjadi pada asam amino N-terminal. Ion hidrogen dan karbon dioksida saling berkompetisi untuk berikatan dengan protein. Karena sebagian besar karbon dioksida dibawa oleh hemoglobin, penurunan hemoglobin terikat CO 2 memiliki afinitas 3,5 kali lebih besar daripada hemoglobin terikat O 2.18
2.3.3 Saluran Cerna Sel parietal saluran cerna mensekresikan Cl - dan H+ ke dalam lumen gaster. H+ diproduksi di dalam sel melalui perubahan karbon dioksida oleh karbonat anhidrase. Proses ini akan menghasilkan bikarbonat baru ke dalam
darah dan terjadi ‘gelombang basa’ post prandial. Untuk mengoreksi gelombang basa ini pankreas mensekresi cairan kaya bikarbonat, dengan perpindahan HCO3- dari plasma ke sel pankreas yang nantinya masuk ke lumen duodenum. Traktus gastrointestinal sangat berperan dalam keseimbangan asam basa. Sebesar 7 – 8 liter cairan disekresikan oleh gastrointestinal tiap harinya dan sebagian besar diserap kembali oleh kolon. Traktus gastrointestinal dibagi menjadi beberapa segmen, dimana sekresi cairan dan elektrolit terjadi pada kripte epitelial. Transpor elektrolit dan cairan dilakukan oleh Na +-K+-ATPase melewati sel epitel membran basolateral. 22 Sekresi saliva menghasilkan solusi alkali hipotonik saat diaktivasi oleh reseptor muskarinik. Sel asiner mensekresikan cairan yang dimodifikasi oleh absorbsi Na+ dan Cl- dan sekresi HCO 3-. Sekresi cairan alkali ini akan melindungi mukosa mulut dan esofagus, namun berpengaruh minimal terhadap serum [HCO3-].22 Saat mencerna makanan, usus mengeluarkan cairan bersifat asam dan berkaitan dengan transpor protein sel parietal. H +/K+-ATPase gaster berperan 32
utama dalam sekresi asam dimana sekresi ion hidrogen difasilitasi oleh daur ulang K+ sepanjang membran apikal melalui kanal kation selektif. Klorida disekresikan oleh kanal Cl -. Pada kondisi basal, cairan yang paling banyak disekresikan adalah NaCl. pH dan volume cairan gaster diregulasi oleh gastrin, sehingga volume maksimal dan sekresi asam terjadi setelah makan dimana terdapat penurunan pH cairan gaster sebesar 1,0 dan peningkatan volume sebesar 7 mL/menit. Adanya sekresi asam meningkatkan serum [HCO 3-] 1 sampai 2 mmol/L, yang disebut dengan alkaline tide. tide.22 Saat cairan tersebut masuk ke dalam duodenum, keadaan isotonik dipertahankan melalui absorbsi air dan solusi terlarutnya, sehingga pH naik sampai 7,0. Asam dinetralisir oleh HCO 3- karena sekresi cairan dari pankreas dan bilier. Adanya sekresi asam lambung ke dalam duodenum memberi sinyal ke pankreas untuk mensekresikan solusi alkali [HCO 3-] hingga 70 -120 mmol/L ke dalam usus. Transporter anion yang berperan utama adalah membran apikal Cl-/HCO3- exchanger . Sekresi HCO3- oleh pankreas diatur oleh sekretin, yang disekresikan ketika cairan dengan pH < 4,0 masuk ke dalam duodenum. Sekresi bilier dirangsang oleh sekretin dan kolesistokinin. Sekresi bilier menghasilkan solusi alkali mengandung HCO 3- dengan konsentrasi lebih tinggi daripada plasma (40-60 mmol/L). 22 Di usus halus terjadi penyerapan dan sekresi cairan, namun absorbsi lebih mendominasi dan mengakibatkan penurunan cairan sebesar 1 L/hari. Absorbsi dirangsang oleh konsumsi natrium dan klorida serta terjadi melalui dua jalur, yaitu Na +/H+ exchanger dan Cl-/HCO3- exchanger . Keduanya mentranspor Na+ dan Cl- dari lumen usus dan mensekresi H + dan HCO3-. Bila kedua ion bergabung maka akan terbentuk H 2CO3 yang nantinya akan mengalami dehidrasi membentuk CO 2 dalam lumen usus. Cl -/HCO3- exchanger mendominasi pada akhir ileum dan menghasilkan solusi alkali. Sekresi klorida terjadi pada sel di kripte intestinal melalui kanal Cl - apikal. Berbeda dengan kolon, usus kecil tidak memiliki kanal K + apikal, sehingga perpindahan kalium terjadi secara difusi pasif. Cairan yang meninggalkan usus halus sedikit hipotonik dengan [HCO3-] sebesar 30 mmol/L dengan [K +] sebesar 5 – 10 mmol/L.22 33
Volume cairan yang melewati kolon secara normal berkurang < 50 ml/hari dan konsentrasi Na + dan Cl- berkurang hingga < 30 mmol/L. Absorbsi natrium klorida dilakukan oleh transporter yang sama dengan usus halus, namun regulasi absorbsi Na+ melalui kanal Na + membran apikal diregulasi oleh aldosteron. HCO3- disekresi ke kolon oleh Cl -/HCO3- exchanger yang yang dikonsumsi oleh bakteri kolon. Beberapa anion organik yang diproduksi oleh oleh reaksi ini diabsorbsi melalui transport HCO 3- exchange. exchange. Sel epitel kolon juga memiliki H+/K+-ATPase membran apikal yang dapat mengabsorbsi K + dan mensekresi H + ke dalam lumen usus. Pada sel sekretorik kolon, fungsi kanal Cl - secara parsial tergantung pada sekresi K +. Sekresi kalium melalui kanal apikal distimulasi oleh aldosteron dan bertanggung jawab terhadap naiknya [K +] dalam feses. Karena sedikitnya volume cairan dalam feses, jumlah K + yang hilang melalui feses sebesar 10 – 15 mmol/hari. Bila jumlah cairan dalam feses meningkat, maka jumlah K+ yang hilang akan meningkat dengan signifikan. 22
2.4 PERBANDINGAN
ANTARA
PENDEKATAN
TRADISIONAL
DAN
PENDEKATAN STEWART Pada pendekatan tradisional, komponen penting terdiri dari base excess excess (BE), bikarbonat (HCO 3-), dan anion gap. gap. Berdasarkan pendekatan Stewart, perubahan pH hanya terjadi karena perubahan variabel dependen. Sedangkan pH, HCO 3-, CO32-, A-, dan OH - merupakan variabel dependen. Menurut Stewart, penggunaan PCO 2 sebagai variabel independen karena PCO2 dipengaruhi oleh regulasi eksternal. Penentu utama gangguan asam basa metabolik adalah SID dan Atot seperti yang sudah disampaikan sebelumnya.19 Penelitian Story, et al, memberikan penghitungan SID dengan lebih sederhana dengan menggunakan selisih natrium dan klorida. Sedangkan albumin merupakan kontributor utama konsentrasi asam lemah dalam plasma. 23 Redwan, et al melakukan perbandingan antara pendekatan tradisional dan Stewart, dari 661 kasus, dengan pendekatan tradisional dinyatakan 49 adalah normal karena kadar HCO 3- dan BE normal sedangkan pendekatan Stewart menyatakan dari 49 kasus tersebut terdapat asidosis 34
respiratorik (22%), alkalosis respiratorik (10%), asidosis SIG (46%), asidosis
hiperkloremik
(60%),
dan
alkalosis
metabolik
dengan
hipoalbuminemia (80%). Kondisi yang sebaliknya pada gangguan asam basa respiratorik, pendekatan tradisional lebih sensitif dalam mendiagnosis asidosis respiratorik (4,3%), alkalosis respiratorik (5,5%), asidosis metabolik disertai alkalosis respiratorik (1,8%), dan alkalosis metabolik disertai asidosis respiratorik (16%) pada 163 kasus yang dinyatakan PCO 2 normal menurut pendekatan Stewart. 24 Szrama, et al juga melakukan perbandingan pendekatan tradisional dan Stewart pada pasien ICU yang mengalami gangguan asam basa. Metode yang digunakan adalah dengan penggunaan BE, dimana nilai BE < -2 merupakan asidosis metabolik, BE > 2 merupakan alkalosis metabolik, dan nilai diantaranya adalah normal. Dari pendekatan Stewart, didapatkan pasien yang masuk dalam kategori asidosis metabolik 34,7% dengan peningkatan kadar laktat, 100% dengan hipoalbuminemia, 96,9% dengan asidosis SID, dan 42,5% dengan asidosis SIG. Pada BE normal, 21,3% dengan konsentrasi laktat > 2 mmol/L, 100% dengan hipoalbuminemia, 98,4% dengan asidosis SID dan hiperkloremia, dan 14,5% dengan asidosis SIG. Pada kategori BE > 2 terdapat 18,4% dengan peningkatan laktat, 99,1% dengan hipoalbuminemia, 88,8% dengan asidosis SID, dan 4,6% dengan asidosis SIG.25 Dari penelitian Dubin, et al yang membandingkan pendekatan tradisional dan Stewart terhadap 935 pasien, didapatkan bahwa pendekatan pendekatan Stewart mampu mendiagnosis 14% pasien dengan gangguan metabolik pada pasien dengan HCO 3- dan BE normal. Di sisi lain, penggunaan AG terkoreksi pada pendekatan tradisional memiliki performa diagnostik yang sama baiknya dengan pendekatan Stewart. Pada analisis penggunaan HCO 3-, BE, dan AGterkoreksi , hanya 1% pasien asidosis dengan SID rendah yang tidak terdiagnosis. Selain itu, terdapat 2% pasien dinyatakan normal dengan pendekatan Stewart, namun masuk dalam kategori asidosis metabolik menurut pendekatan tradisional. 24,26
35
Perbedaan besar lainnya antara pendekatan tradisional dan Stewart adalah kondisi yang terjadi pada buffer basa. Pada pendekatan tradisional, buffer basa sebesar 32 mmol/L atau perbedaan antara buffer basa aktual dan ideal sebesar -10 mmol/L yang disebut dengan base excess. excess. Pada pendekatan Stewart, memiliki sisi pandang yang berbeda dengan selisih kation kuat dan anion kuat. Adanya ion kuat yang ditambahkan ke dalam sistem seperti penambahan 10 mmol/L laktat menimbulkan penurunan SID dari 42 mmol/L menjadi 32 mmol/L. tempat untuk A -, HCO3-, dan OH - akan berkurang sehingga sebagian A - akan menjadi AH, sebagian HCO 3- akan menjadi H2CO3, dan sebagian OH - akan menjadi H 2O. Penurunan OH - akan berespon dengan peningkatan H + yang mengakibatkan asidosis. 27 Pada asidosis dilusional dapat dijelaskan dengan pendekatan Stewart. Pada asidosis delusional, adanya dilusi plasma (dimana SID positif 39 mmol/L) oleh air yang memiliki SID 0, dapat menurunkan SID dan menghilangkan ion positif. Pada penurunan SID akan terjadi kompensasi penambahan ion positif. Bertambahnya H + inilah yang menjelaskan terjadinya asidosis delusional. Kondisi yang lebih menarik adalah keadaan hipertonis akan mengakibatkan solusi zat cair semakin asam karena menurunnya jumlah air dari spasium intraseluler, yang berkontribusi pada persamaan akhir. 27
2.5 APLIKASI
KLINIS
KESEIMBANGAN
ASAM
BASA
DALAM
SISTEM
KARDIOVASKULAR Pada pasien gagal jantung, gangguan asam basa yang terjadi disebabkan oleh hilangnya ion hidrogen melalui ginjal, penurunan volume sirkulasi efektif, hipoksemia, dan gagal ginjal. Semua jenis gangguan asam basa dan kombinasinya dapat terjadi. Beberapa studi secara sistematis mengevaluasi prevalensi gangguan asam basa pada gagal jantung. Sebanyak 37% pasien mengalami alkalosis metabolik atau disertai dengan alkalosis respiratorik. Alkalemia terjadi pada subjek dengan gagal jantung lanjut. Terapi diuretik meningkatkan prevalensi alkalosis metabolik, walaupun
36
pada pasien yang mengalami perbaikan sirkulasi dapat mengalami perbaikan asam basa. 1,2,3,4 Pada kondisi normal, ginjal menjaga keseimbangan asam basa dengan reabsorbsi bikarbonat, terutama pada tubulus proksimal, dan produksi bikarbonat pada tubulus distal. Reabsorbsi bikarbonat dipengaruhi oleh sirkulasi volume efektif, laju filtrasi glomerulus, dan kadar kalium, dimana produksi bikarbonat dipengaruhi oleh transpor dan reabsorbsi natrium di distal, kadar aldosteron, pH arteri, dan pCO 2. 1,3,4,17 Pada berkurangnya jumlah volume, peningkatan absorbsi natrium oleh ginjal mengakibatkan peningkatan mekanisme pertukaran natriumkalium, sehingga menimbulkan penurunan keseimbangan kalium dan menimbulkan alkalosis metabolik. Jika terdapat kebocoran bikarbonat dari interstisial ginjal ke lumen tubulus maka terjadi reabsorbsi bikarbonat.1,3,4,17 Hilangnya ion hidrogen pada gagal jantung terkait dengan berlebihnya mineralokortikoid dan peningkatan produksi angiotensin II. Mineralokortikoid menstimulasi kanal natrium apikal dan Na +-K+ ATPase basolateral dan meningkatkan reabsorbsi natrium yang dapat meningkatkan sekresi melalui kanal kalium apikal. Sebanyak dua pertiga natrium yang direabsorbsi dengan Cl - atau sebagai pengganti H+ pada tubulus proksimal. Reabsorbsi pada tubulus proksimal meningkat karena angiotensin II mengkonstriksikan arteriol eferen glomerulus dan meningkatkan fraksi filtrasi serta pertukaran Na +-H+. Efek akhirnya adalah retensi natrium sebagai pengganti kalium, dan mengakibatkan alkalosis ekstraseluler. Hilangnya kalium juga mengakibatkan peningkatan aktivitas renin plasma dan produksi angiotensin II. 1 Gagal jantung yang diawali oleh adanya penyakit paru obstruktif kronis cenderung untuk terjadi gangguan asam basa kombinasi antara asidosis respiratorik kronis dan alkalosis metabolik. Retensi karbon dioksida akibat hiperkapnia menimbulkan asidosis respiratorik kronis. Proses kronis hiperkapnia mengakibatkan penurunan aliran darah ke ginjal, aktivasi sistem renin-angiotensin-aldosteron, peningkatan hormon antidiuretik, atrial natriuretic peptide, peptide , dan endotelin-1. Kondisi asidosis hiperkapnia 37
mengakibatkan lemahnya otot pernafasan, peningkatan sitokin proinflamasi dan apoptosis, dan cachexia. cachexia. Light dan dan George mengevaluasi perubahan fungsi paru pada 28 subjek yang dirawat karena gagal jantung dan memiliki gangguan ventilasi obstruktif dan restriktif. Pasien dengan gagal jantung dan edema pulmo dapat berkembang menjadi alkalosis respiratorik pada kondisi hiperventilasi menetap sehingga mengakibatkan terjadinya hipokapnia. Adanya stagnasi cairan pada perivaskuler dan peribronkial serta ruang interstisial pada septum alveolus menstimulasi reseptor J dan memproduksi refleks hiperventilasi. Adanya depresi pada fungsi jantung berkaitan dengan gangguan asam basa. Akibat yang terjadi adalah aritmia dan hipokalemi. 1,28
Gambar 11. Alkalosis metabolik pada gagal jantung j antung 1
Berdasarkan Berdasarkan pendekatan Stewart, adanya perubahan komponen SID akan mempengaruhi kondisi asam basa. Pasien gagal jantung sering mengalami
gangguan
elektrolit
hiponatremia,
hipokalemia,
dan
hipomagnesemia.1,2,3
38
Hiponatremia merupakan kondisi dimana konsentrasi natrium serum < 136 mmol/L. Hiponatremia adalah gangguan elektrolit yang paling sering dijumpai pada pasien gagal jantung. Pada jantung yang normal, adanya peningkatan tekanan atrium mensupresi produksi hormone antidiuretik,
menurunkan
tonus
saraf
simpatis
pada
ginjal,
dan
meningkatkan produksi atrial natriuretic peptide. peptide . Akibatnya akan terjadi peningkatan eksresi natrium, air pada nefron distal yang meningkatkan laju filtrasi glomerulus, menyebabkan vasodilatasi, dan menurunkan produksi hormon antidiuretik. Pada gagal jantung, sistem ini tidak bekerja dengan baik sehingga terjadi retensi natrium dan air walaupun terdapat peningkatan tekanan atrium. Penurunan keluaran jantung dan volume sirkulasi efektif mengakibatkan aktivasi baroreseptor yang mengaktivasi sistem saraf simpatis, sistem renin-angiotensin-aldosteron, dan produksi arginin vasopresin yang semakin memperburuk retensi natrium dan air. Dengan menurunnya keluaran jantung, aliran darah ke ginjal, dan laju filtrasi glomerulus, terjadi penurunan kemampuan ginjal untuk mengekskresi urin. Stimulasi adrenergik dan angiotensin II mengaktivasi reseptor tubulus proksimal ginjal untuk semakin meningkatkan reabsorbsi natrium dan menurunkan pengiriman natrium dan air ke duktus kolektif ginjal. Kondisi ini diperburuk dengan terkumpulnya stress oksidatif yang meningkatkan remodeling jantung. remodeling jantung. Kondisi hiponatremia menjadi tanda untuk menentukan derajat gagal jantung. Diuretik sering berkaitan dengan kondisi ini. 1,2,3 Hipokalemia juga sering ditemukan pada pasien dengan gagal jantung dan merupakan faktor independen kuat dalam memprediksi mortalitas. Penurunan serum K+ adalah tanda peningkatan aktivitas neurohormonal dan progresivitas penyakit, namun serum K + berkorelasi negatif dengan aktivitas renin dan noradrenalin plasma. Pada pasien gagal jantung yang mengalami aritmia, 50% memiliki serum K + lebih rendah daripada normal. Serum K + yang rendah mengakibatkan disfungsi diastolik dan serum K + yang tinggi memproteksi
terhadap
disfungsi
endotel
akibat
hipertensi.
Kalium
memediasi vasodilatasi melalui kanal kalium dan mengurangi vasokonstriksi yang disebabkan oleh angiotensin II. 1 39
Magnesium berperan dalam proses enzimatik dan berperan penting dalam komponen struktur dan fungsi mitokondria. Magnesium memodulasi permeabilitas serum kalium dan berpengaruh dalam pengambilan dan distribusi kalsium. Hipomagnesemia tidak sering ditemukan pada pasien gagal jantung namun berisiko terjadinya aritmia. Hipomagnesemia memiliki komponen yang menginduksi vasokonstriktor dan hiperkoagulabilitas. Hipomagnesemia pada gagal jantung terjadi karena kurangnya konsumsi makanan, perubahan distribusi ion, kehilangan magnesium melalui ginjal, dan alkalosis respiratorik. Hilangnya kalium menghambat reabsorbsi magnesium pada tubulus distal sehingga terjadi hipermagnesiuria dan hipomagnesemia. Penggunaan diuretik yang agresif memicu 7 – 52% kejadian hipomagnesemia. 1,3 Tidak terdapat banyak penelitian tentang hipokalsemia dan hipofosfatemia pada pasien gagal jantung. Hipokalsemia terkait dengan hipomagnesemia, gagal ginjal stadium akhir, alkalosis respiratorik, dan hipoparatiroidisme. Hipofosfatemia pada gagal jantung dapat berkaitan dengan alkalosis respiratorik, hipomagnesemia, dan penggunaan diuretik. 1 Gangguan asam basa terkait dengan gangguan kardiovaskular lainnya seperti pada kondisi penurunan kontraktilitas miokardium, syok kardiogenik, dan henti jantung. Ketiganya menimbulkan asidosis metabolik berupa asidosis laktat. Hal ini terjadi melalui mekanisme penurunan distribusi oksigen ke jaringan yang berakibat hipoksia jaringan. Kenaikan kadar laktat dalam darah seperti yang sudah dipaparkan sebelumnya akan mengakibatkan kondisi asidemia. 29,30 Pasien dengan asidosis laktat memiliki angka mortalitas yang tinggi. Kenaikan kadar laktat yang mengakibatkan asidosis laktat adalah sebesar > 5 mmol/L dan serum pH < 7,35. Asidosis laktat terjadi karena peningkatan produksi laktat (karena hipoksia atau inhibisi metabolisme oksidatif jaringan) atau penurunan laju penggunaan laktat pada hepar atau ginjal. Jenis asidosis laktat yang disebabkan oleh kurangnya distribusi oksigen ke jaringan merupakan jenis asidosis laktat tipe A. Penyebabnya antara lain henti jantung, syok, kejang, dan olahraga berat. 29,30 40
Laktat diproduksi sekitar 20 mmol/kgBB/hari terutama dari dari jaringan glikolitik kaya LDHA seperti otot skeletal. Laktat direkonversi menjadi piruvat dan dikonsumsi mitokondria hepar, ginjal, dan jaringan lain yang kaya LDHB. Jalur glukoneogenesis di hepar dan ginjal, siklus asam trikarboksil dan fosforilasi oksidatif di hepar, ginjal, otot, jantung, otak, dan jaringan lain menghasilkan ATP saat piruvat dioksidasi menjadi karbon dioksida dan air. Konsumsi laktat normalnya ekuivalen sehingga jumlah laktat dalam darah stabil. Jumlah laktat dapat meningkat pada keadaan hipoksia. Peningkatan jumlah laktat (hiperlaktatemia) mengakibatkan disfungsi seluler karena lingkungan seluler yang menjadi asam sehingga mengakibatkan penurunan kontraktilitas jantung, penurunan keluaran jantung, tekanan darah, dan perfusi jaringan. Selain itu akan terjadi aritmia yang akan melemahkan respon jantung terhadap katekolamin. 29,30 Henti jantung menimbulkan kombinasi gangguan asam basa respiratorik maupun metabolik, yaitu asidosis respiratorik (berkaitan dengan hiperkapnia dan PaCO 2 yang rendah atau tinggi, tergantung dari ventilasi pasien) dan asidosis laktat. Kondisi asidosis respiratorik meningkatkan
inotropik
negatif
terhadap
kontraktilitas miokardium
daripada asidosis metabolik dan kenaikan PCO 2 yang sangat tinggi memicu terjadinya pulseless electrical activity (PEA). Penyebab peningkatan laktat persisten pada pasien pasca henti jantung adalah respon sistemik inflamasi, hipoksia jaringan berkelanjutan, stunning miokardium, stunning miokardium, etiologi henti jantung j antung yang tidak terkoreksi, disfungsi mikrosirkulasi, dan disfungsi mitokondria. Pada pasien pasca henti jantung dengan kadar laktat inisial < 5 mmol/L memiliki mortalitas sebanyak 39% dan pada kadar laktat inisial > 10 mmol/L angka mortalitas meningkat menjadi 92%. 29,30,31 Sedangkan pada infark miokard akut, asidosis metabolik terjadi pada fase awal, namun jarang menjadi berat kecuali terdapat syok kardiogenik. 32 Penatalaksanaan asidosis pada pasien henti jantung tidak lagi dengan administrasi NaHCO 3, namun dengan pengembalian secara cepat ke sinus rhythm; rhythm; memperbaiki keluaran jantung, perfusi oksigen ke paru, ventilasi untuk memperbaiki kondisi asidosis laktat dan pembuangan 41
karbon dioksida.
Pengembalian perfusi jaringan setelah pengembalian
kondisi hemodinamik penting dalam terapi asidosis laktat. Penggunaan katekolamin harus hati – hati karena mengurangi perfusi jaringan dan mengakibatkan overstimulasi β2-adrenoreseptor. Pada kondisi sepsis dan hipovolemia, penggunaan kristaloid dan koloid berperan penting dalam memperbaiki perfusi jaringan. Transfer oksigen ke jaringan dipengaruhi oleh keluaran jantung, aliran darah regional, konsentrasi hemoglobin, dan tekanan parsial oksigen. Pemberian ventilasi adekuat sangat berperan untuk mencegah hiperkapnia. Usaha resusitasi dilanjutkan dengan mencari penyebab
asidosis
laktat
dan
mengatasinya
etiologi
yang
mendasarinya.29,30,33
42
BAB 3 KESIMPULAN Pasien dengan penyakit kardiovaskular sering gangguan asam basa. Gangguan asam basa dan elektrolit tidak dapat dipisahkan karena kadar elektrolit memberikan kontribusi dalam penilaian gangguan asam basa. Pada gagal jantung gangguan asam basa dan elektrolit terjadi sebagai efek sistemik gagal jantung maupun penggunaan terapi diuretik. Kondisi penurunan
kontraktilitas
miokardium
hingga
henti
jantung
juga
menimbulkan gangguan asam basa, terutama asidosis laktat. Gangguan asam basa pada penyakit kardiovaskular akan mempengaruhi prognosis dan mortalitas. Pendekatan tradisional lebih sederhana dalam penentuan gangguan asam basa. Pendekatan ini lebih mudah dimengerti dan diaplikasikan dalam kondisi klinis secara umum. Walaupun pendekatan ini sudah cukup adekuat dalam evaluasi gangguan asam basa. Kelemahan dari pendakatan ini adalah ketidakmampuannya untuk menjelaskan mekanisme gangguan asam basa. Pendekatan Stewart disebut lebih rumit namun lebih unggul dalam menentukan mekanisme dan penyebab ketidakseimbangan asam basa. Kemampuan pendekatan modern ini adalah kemampuannya mendiagnosis adanya asidosis hiperkloremik. Kombinasi penggunaan kedua pendekatan diperlukan dalam penentuan gangguan asam basa. Walaupun ahli fisiologi masih belum menerima pendekatan Stewart, pendekatan ini banyak digunakan oleh para intensivis, terutama pada kasus penyakit kritis dengan kadar protein total, albumin, dan fosfat yang abnormal.
43
DAFTAR PUSTAKA 1. Urso, Brucculeri, Caimi. Acid-base and electrolyte abnormalities in heart failure:
pathophysiology and implications. Heart Fail Rev (2015) 20: 493-503. 2. Shirakabe, Hata, Kobayashi, Shinada, Tomita, Tsurumi, et al. Clinical significance of acid-base balance in an emergency setting in patients with acute heart failure. Journal of Cardiology 60 (2012) 288-294. 3. Milionis, Alexandrides, Liberopoulos, Bairaktari, Goudevenos, Elisaf. Hypomagnesemia and concurrent acid –base and electrolyte abnormalities in patients with congestive heart failure. The European Journal of Heart Failure 4 (2002) 167 –173. 4. Frangiosa, L.S. De Santo, Pietro Anastasio, N.G. De Santo. Acid-base balance in heart failure. J Nephrol 2006; 19 (suppl 9): S115-S120. 5. Sirker, Rhodes, Grounds, Bennett. Acid- base physiology: the ‘traditional’ and the ‘modern’ approaches. Anesthesia, 2002, 57:348 – 356. 6. Masevicius, Dubin. Has Stewart approach improved our ability to diagnose acidbase disorders in critically ill patients. World Journal of Critical Care Medicine 2015 Feb 4; 4(1):62-70. 7. Nandwani, Saluja, Mehta. Lactic a cidosis in critically ill patients. People’s Journal of Scientific Research Vol.3(1), Jan 2010. 8. Rastegar. Clinical utility of Stewart’s method in diagnosis and management of acid base disorders. Clin J Am Soc So c Nephrol 4:1267-1274, 2009. 9. Corey. Stewart and beyond: new models of acid-base balance. Kidney Ki dney International, Vol. 64 (2003): 777-787. 10. Seifter. Integration of acid-base and electrolyte disorders. The New England Journal of Medicine (2014)371:19. (2014)371:19. 11. Badr, Nightingale. An alternative approach to acid –base abnormalities in critically ill patients. Continuing Education in Anaesthesia, Critical Care & Pain | Volume 7 Number 4 2007. 12. Adrogue, Gennari, Galla, Madias. Assessing acid-base disorders. Kidney International (2009) 76, 1239 –1247. 13. McNamara, Worthley. Basic sciences review: acid-base balance: part I. physiology. Critical Care and Resuscitation 2001; 3: 181-187. 14. Berend, de Vries, Gans. Physiological approach to assessment of acid-base disturbances. N Engl J Med 2014;371:1434-45. 15. Fencl, Jabor, Kazda, Figge. Diagnosis of metabolic acid-base disturbances in critically ill patients. Am J Respir Crit Care Med Vol 162. pp 2246 –2251, 2000. 16. Corey. Stewart and beyond: new models of acid-base balance. Kidney International, Vol. 64 (2003), pp. 777 –787.
44
17. Koeppen. The kidney and acid-base regulation. Adv Physiol Educ 33: 275–281, 2009. 18. Kitching, Edge. Acid-base balance: a review of normal physiology. British Journal of Anesthesia Vol 2 No.1 (2002). 19. Morgan. The Stewart approach-one clinician’s perspective. Clin Biochem Rev Vol. 30 May 2009. 20. Hasan. Handbook of blood gas/acid-base interpretation 2 nd Ed. Springer-Verlag London 2013. 21. Duffin. Role of acid-base balance in the chemoreflex control of breathing. J Appl Physiol 99: 2255–2265, 2005. 22. Gennari, Weise. Acid-base disturbances in gastrointestinal disease. Clin J Am Soc Nephrol 3: 1861–1868, 2008. 23. Story, Morimatsu, Bellomo. Strong ions, weak acids, and base excess: a simplified Fencl-Stewart approach to clinical acid-base disorders. British Journal of Anaesthesia 92(1):54-60(2004). 92(1):54-60(2004). 24. Redwan, Gatz, Hassan, Matter, Hammodi, Attia. Comparative study between traditional approach and physico-chemical approach in acid base disorders interpretation in critically ill patients. Open Journal of Respiratory Diseases, 2013, 3, 143-149. 25. Szrama, Sumszkiewicz, Trojanowska. Acid-base disorders according to the Stewart approach in septic patients. Critical Care 2014, 18(Suppl 1):P429. 26. Dubin, Menises, Masevicius, Moseinco, Kutscheraur, Ventrice, et al. Comparison of three different methods of evaluation of metabolic acid-base disorders. Crit Care Med 2007 Vol. 35(5). 27. Todorović, Ostojić, Milovanović, Brkić, Ille, Čemerikić. The assessment of acid -base
analysis: comparison of the “traditional” and the “modern” approaches. Med Glas (Zenica) 2015; 12(1):7-18. 28. Bruno, Valenti. Acid-base disorders in patients with chronic obstructive pulmonary disease:a pathophysiological review. Journal of Biomedicine and Biotechnology Volume 2012, Article ID 915150. 29. McNamara, Worthley. Acid-base balance: part II. pathophysiology. Critical Care and Resuscitation 2001; 3: 188-201. 30. Kraut, Madias. Lactic acidosis. N Engl J Med 2014;371:2309-19. 2014;371:2309-19. 31. Andersen, Mackenhauer, Roberts, Berg, Cocchi, Donnino. Etiology and therapeutic approach to elevated lactate. Mayo Clin Proc. Proc. 2013 October ; 88(10): 1127 –1140. doi:10.1016/j.mayocp.2013.06.012. 32. Gandhi, Alkholkar. Metabolic acidosis in acute myocardial infarction. International Journal of Advances in Medicine Gandhi AA et al. Int J Adv Med. 2015 Aug;2(3):260-263. 33. Nandwani, Saluja, Mehta. Lactic acidosis in critically ill patients. People’s Journal of Scientific Research Vol.3 (1), Jan 2010.
45
