Mekanisme Homeostatis Pada Ginjal Dwina Irene – 102018007 Kelompok D3 Mahasiswa Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida Wacana Jalan Arjuna Utara No. 6, Jakarta Barat 11510. Telephone : (021)5694 – 2061 Fax : (021) 563-1731 [email protected] Abstrak: Ginjal berperan penting dalam mempertahankan homeostasis atau mempertahankan keseimbangan tubuh pada ginjal meliputi keseimbangan asam basa, mempertahankan volume plasma tekanan darah, mempertahankan osmolaritas. Suatu hal yang penting adalah kemampuan ginjal untuk mengatur volume dan osmolaritas lingkungan cairan internal dengan mengontrol keseimbangan cairan dan garam. Ginjal juga menjaga keseimbangan tubuh karena adanya filtrasi, sekresi, ekskresi, dan reabsorpsi pada urin. Hal yang juga penting adalah kemampuan ginjal dalam mengatur pH dengan mengontrol kadar asam dan basa pada urine. Kata kunci : ginjal, homeostatis, keseimbangan asam basa Abstract: The kidneys play an important role in maintaining homeostasis or keep up the body balance in the kidneys include acid-base balance, maintaining plasma volume blood pressure, maintain osmolarity. An important issue is the ability of the kidneys to regulate fluid volume and osmolarity of the internal environment by controlling the balance of fluids and salts. The kidneys also balance the body because of the filtration, secretion, excretion and reabsorption in the urine. It is also important is the ability of the kidney to regulate the pH by controlling the elimination of acids and bases in the urine. Keywords: kidney, homeostasis, acid-base balance Pendahuluan: Sistem urinaria merupakan bagian tubuh kita yang esensial terutama dalam menstabilkan kadar cairan dalam tubuh serta membuang zat-zat yang berlebih atau kurang berguna dari tubuh. Organ yang berperan terutama dalam sistem ini ialah ginjal sebagai alat yang melakukan proses filtrasi, reabsorpsi, dan sekresi yang pada akhirnya akan membentuk urin. Berkemih penting bagi tubuh kita, karena dengan berkemih kita dapat menghindari kelebihan air dalam tubuh, sekaligus membuang zat-zat yang berbahaya bila terkumpul di dalam tubuh kita. Oleh karena itu kita harus menjaga sistem urinaria kita dari kerusakan atau gangguan yang dapat memberikan dampak buruk bagi kesehatan tubuh kita.2 Dengan dibuatnya makalah ini diharapkan mampu membantu untuk memahami mengenai makroskopis dan mikroskopis ginjal, fungsi ginjal, serta keseimbangan asam-basa Struktur Makroskopik Ginjal Ginjal merupakan organ yang berbentuk seperti kacang, terdapat sepasang masingmasing satu di sebelah kanan dan kiri vertebra dan posisinya retroperitoneal. Ginjal kanan terletak sedikit lebih rendah (kurang lebih 1 cm) dibanding ginjal kiri, hal ini disebabkan adanya hati yang mendesak ginjal sebelah kanan. Kutub atas ginjal kiri adalah tepi atas iga 11 (vertebra T12), sedangkan kutub atas ginjal kanan adalah tepi bawah iga 11 atau iga 12. Adapun kutub bawah ginjal kiri adalah processus transversus vertebra L2 (kira-kira 5 cm dari krista iliaka) sedangkan kutub bawah ginjal kanan adalah pertengahan vertebra L3. Dari batas-batas tersebut dapat terlihat bahwa ginjal kanan posisinya lebih rendah dibandingkan ginjal kiri.1 Gambar 1. Ginjal Secara umum, ginjal terdiri dari beberapa bagian: Korteks adalah bagian ginjal di mana di dalamnya terdapat/terdiri dari korpus renalis/Malpighi (glomerulus dan kapsula Bowman), tubulus kontortus proksimal dan tubulus kontortus distalis. Medula terdiri dari 9-14 massa-massa triangular yang disebut pyiramid. Di dalamnya terdiri dari tubulus rektus, lengkung Henle dan tubukus pengumpul (ductus colligent). Columna renalis adalah bagian korteks di antara pyramid ginjal Processus renalis adalah bagian pyramid/medula yang menonjol ke arah korteks Hilus renalis adalah suatu bagian/area di mana pembuluh darah, serabut saraf atau duktus memasuki/meninggalkan ginjal. Papilla renalis adalah bagian yang menghubungkan antara duktus pengumpul dan calix minor. Kaliks minor merupakan percabangan dari calix major. Kaliks major merupakan percabangan dari pelvis renalis. Pelvis renalis adalah bagian yang menghubungkan antara calix major dan ureter. Ureter adalah saluran yang membawa urin menuju vesika urinaria. Ginjal terbagi-bagi lagi menjadi lobus ginjal. Setiap lobus terdiri dari satu piramida ginjal, kolumna yang saling berdekatan. Dan jaringan korteks yang melapisinya. Gambar 2. Unit Nefron Unit fungsional ginjal disebut nefron. Satu ginjal mengandung satu sampai empat juta nefron yang merupakan unit pembentuk urin. Setiap nefron memiliki satu komponen vaskular (kapilar) dan satu komponen tubular.1 Struktur nefron terdiri dari: 1. Glomerulus adalah gulungan kapilar yang dikelilingi kapsula epitel berdinding ganda yang disebut kapsula Bowman. Glomerulus dan kapsula Bowman bersama-sama membentuk korpuskel ginjal. a) Lapisan viseral kapsula Bowman adalah lapisan internal epitelium. Sel-sel lapisan viseral dimodifikasi menjadi podosit (“sel seperti kaki”), yaitu sel-sel epitel khusus disekitar kapiler glomerular. b) Lapisan parietal kapsula Bowman membentuk tepi terluar korpuskel ginjal. Pada kutub vaskular korpuskel ginjal, arteriol eferen keluar dari glomerulus. Sedangkan pada kutub urinarius korpuskel ginjal, glomerulus memfiltrasi aliran yang masuk ke tubulus kontortus proksimal. 2. Tubulus kontortus proksimal panjangnya mencapai 15mm dan sangat berliku. Pada permukaan yang menghadap lumen tubulus ini terdapat sel-sel epitelia kuboid yang kaya akan mikrovilus (brush border) dan memperluas area permukaan lumen. 3. Ansa henle. Tubulus kontortus proksimal mengarah ke tungkai desenden ansa henle yang masuk ke dalam medula, membentuk lengkungan jepit yang tajam(lekukan), dan membalik ke atas membentuk tungkai asenden ansa henle.1 a) Nefron korteks terletak di bagian terluar korteks. Nefron ini memiliki lekukan pendek yang memanjang ke sepertiga bagian atas medula. b) Nefron jugstamedular terletak di dekat medula. Nefron ini memiliki lekukan panjang yang menjulur ke dalam piramida medula. 4. Tubulus kontortus distal juga sangat berliku, panjangnya sekitar 5mm dan membentuk segmen terakhir nefron. a) Disepanjang jalurnya, tubulus ini bersentuhan dengan dinding arteriol aferen. Bagian tubulus yang bersentuhan dengan arteriol mengandung sel-sel termodifikasi yang disebut makula densa. Makula densa berfungsi sebagai suatu kemoreseptor dan distimulasi oleh penurunan ion natrium. b) Dinding arteriol aferen yang bersebelahan dengan makula densa mengandung sel-sel otot polos termodifikasi yang disebut sel jukstaglomerular. Sel ini distimulasi melalui penurunan tekanan darah yang memproduksi renin. c) Makula densa, sel jukstaglomerular dan sel mesangium saling bekerja sama untuk membentuk aparatus jukstaglomerular yang penting dalam pengaturan tekanan darah. 5. Tubulus dan duktus pengumpul. Karena setiap tubulus pengumpul berdesenden di korteks, maka tubulus tersebut akan mengalir ke sejumlah tubulus kontortus distal. Tubulus pengumpul membentuk duktus pengumpul besar yang lurus. Duktus pengumpul membentuk tuba yang lebih besar yang mengalirkan urin ke dalam kaliks minor, kaliks minor bermuara ke dalam pelvis ginjal melalui kaliks mayor. Dari pelvis ginjal, urin dialirkan ke ureter yang mengarah ke kandung kemih.1 Struktur Mikroskopik Ginjal Ginjal dibagi atas daerah luar, yaitu korteks dan daerah dalam, yaitu medula. Korteks ditutupi simpai jaringan ikat dan jaringan kuat perirenal, dan jaringan lemak. Di dalam korteks terdapat tubuli kontortus, glomeruli, tubuli lurus, dan berkas medula. Korteks juga mengandung korpuskulum renal (Bowman dan glomeruli), tubuli kontortus proksimal dan distal nefron di dekatnya, arteri interlobular dan vena lobular, berkas medular mengandung bagian-bagian lurus nefron dan duktus koligens. Berkas medula tidak meluas ke dalam kapsula ginjal karena ada zona sempit tubuli kontorti.2 Gambar 3. Gambaran potongan melintang korteks ginjal.3 Medula dibentuk oleh sejumlah piramid renal. Dasar setiap piramid menghadap korteks dan apeksnya mengarah ke dalam. Apeks piramid renal membentuk papila yang terjulur ke dalam kaliks minor. Medula juga mengandung ansa Henle dan duktus koligentes. Duktus koligentes bergabung di medula membentuk duktus papilaris yang besar.2 Gambar 4. Gambaran potongan melintang medulla.3 Papila biasanya ditutupi epitel selapis silindris. Saat epitel ini berlanjut ke dinding luar kaliks, epitel ini menjadi epitel transisional. Di bawah epitel, terdapat selapis tipis jaringan ikat dan otot polos yang kemudian menyatu dengan jaringan ikat sinus renalis.2 Lapisan viseral kapsula glomerular terdiri atas sel epitel yang dimodifikasi, disebut podosit. Sel-sel ini mengikuti kontur glomerulus dengan rapat dan membungkus kapilerkapilernya. Di kutub (polus) vaskular, epitel viseral membalik membentuk lapisan parietal kapsula glomerular. Ruang di antara lapisan viseral dan parietal adalah rongga kapsula yang akan menjadi lumen tubulus kontortus proksimal di polus urinarius. Di polus urinarius, epitel gepeng lapisan parietal berubah menjadi epitel kuboid tubulus kontortus proksimal.2 Segmen lurus tubuli proksimal serupa dengan tubulus kontortus proksimal dan segmen lurus tubuli distal yang serupa dengan tubulus kontortus distal. Duktus koligentes dapat dikenali karena sel-selnya kuboid pucat dan membran basalnya yang jelas terlihat. Medula hanya mengandung bagian-bagian lurus tubuli dan segmen tipis ansa Henle. Di bagian luar medula terlihat segmen tipis ansa Henle yang dilapisi epitel gepeng, segmen lurus tubuli distal, dan duktus koligentes.2 Korpuskulum renal menampakkan kapiler glomerular, epitel parietal dan viseral kapsula Bowman, dan ruang kapsular. Brush border yang tampak jelas dan sel asidofilik membedakan tubuli kontortus proksimal dengan tubuli kontortus distal yang selnya lebih kecil dan pucat tanpa brush border. Sel-sel tubulus koligens berbentuk kuboid, dengan batas sel jelas dan sitoplasma pucat bening. Membran basal yang jelas mengelilingi tubuli ini.2 Papila ginjal mengandung bagian-bagian terminal duktus koligens, yaitu duktus papilaris. Duktus ini berdiameter besar dengan lumen lebar dan dilapisi sel silindris tinggi dan terpulas pucat. Di sini juga terdapat potongan segmen tipis ansa Henle dan segmen lurus tubuli kontortus distal. Jaringan ikat lebih banyak di daerah ini dan duktus koligens tidak begitu berhimpitan.2 Mekanisme Pembentukan Urine pada Ginjal Proses utama yang berlaku diginjal ialah filtrasi glomerulus,reabsorpsi tubulus dan sekresi tubulus. Mekanisme filtrasi terjadi di glomerolus yang mempunyai permeabilitas yang tinggi terhadap cairan plasma yang mana perlu melalui tiga lapisan membrana glomerolus yaitu dinding kapiler glomerulus, membrana basalis dan lapisan dalam kapsula Bowman. Hasil filtrasi di glomerolus ini mengandung sejumlah plasma yang bebas protein. Proses filtrasi yang berlaku bergantung kepada gaya-gaya Starling yang terdiri daripada 3 jenis tekanan:4 a. Tekanan hidrostatik kapiler glomerulus yang mendorong filtrasi yang sebenarnya bergantung kepada kekuatan kontraksi otot jantung dan resistensi (diameter) aliran darah arteriola afferent dan efferent. Kekuatan kontraksi otot jantung ini adalah tekanan darah sistemik yang mana kurang lebih 40% daripadanya adalah tekanan hidrostatik kapiler glomerulus. Antara sebab tekanan hidrostatik kapiler glomerulus itu tinggi hingga mencapai 55mmHg adalah karena diameter arteriola afferent adalah lebih besar berbanding dengan arteriola efferent. Darah lebih mudah memasuki glomerulus melalui arteriola afferent yang lebar dan kurang resistensinya dan meninggalkan glomerulus melalui arteriola efferent yang lebih kecil. Oleh itu, glomerular filtration rate(GFR) meningkat. Jika diameter arteriola afferent lebih kecil daripada arteriola efferent, tekanan hidrostatik kapiler glomerulus akan menurun karena resistensinya bertambah dan darah yang memasuki glomerulus berkurangan menyebabkan GFR menurun. b. Tekanan hidrostatik kapsula Bowman yang melawan filtrasi. Tekanan ini bermula di awal tubulus dan diperkirakan mencapai sehingga 15mmHg. Tekanan ini adalah usaha untuk kapsula Bowman menolak air keluar dan masuk ke dalam glomerulus yang melawan filtrasi plasma dari glomerulus masuk ke dalam kapsula Bowman c. Tekanan onkotik (koloid) yang berasal daripada protein plasma. Protein plasma yang tidak dapat difiltrasi tertinggal didalam glomerulus dan kepekatan H2¬O di kapsula Bowman adalah lebih tinggi daripada kepekatan air dalam glomerulus. Hal ini menyebabkan H2O mengalir mengikuti kepekatan konsentrasinya daripada konsentrasi tinggi di kapsula Bowman ke konsentrasi yang lebih rendah yaitu glomerulus. Tekanan osmotic yang menarik air ini sekitar 30mmHg. Tekanan osmotic yang tinggi disebabkan oleh jumlah air yang difiltrasi masuk ke dalam kapsula Bowman lebih tinggi dan konsentrasi protein plasma di glomerulus yang tinggi.4 Tekanan filtrasi dapat berubah dari menit ke menit mengikut perubahan tekanan darah. Faktor utama yang menyebabkan perubahan tekanan filtrasi adalah berubahnya tekanan darah sistermik, aliran darah dalam ginjal itu sendiri dan resistensi arteriola afferent sama ada berkontraksi ataupun berdilatasi. Faktor lain yang menyababkan perubahan tekanan filtrasi adalah berubahnya tekanan onkotik plasma dan tekanan hidrostatik kapsula Bowman.5 Tekanan filtrasi yang berubah-ubah dapat diatasi dengan adanya autoregulasi yaitu proses regulasi yang terjadi secara automatik. Faktor internal yang meregulasi adalah:4 i) Mekanisme miogenik: berlaku jika tekanan darah meningkat, arteriola afferent yang tadinya berdilatasi kini berkonstriksi, tetapi pengaruh perubahan terhadap daya filtrasi tidak terlalu mempengaruhi walaupun turun sedikit. ii) Tubuloglomerular feedback(TGF) : melibatkan juxtaglomerulus yang terhasil akibat kombinasi dari tubulus dan pembuluh darah. disini macula densa berperan dalam mendeteksi perubahan konsentrasi garam dalam cairan yang melalui tubulus Reabsorpsi Tubulus Reabsorbsi tubulus merupakan suatu proses yang sangat selektif. Beberapa zat seperti glukosa dan asam amino hampir seluruhnya diabsorbsi dari tubulus sehingga kadarnya dalam eksresi urine relative nol. Ion-ion plasma seperti natrium, klorida, dan bikarbonat juga banyak direabsorbsi namun tingkat reabsorbsi dan ekskresinya beragam sesuai kebutuhan. Sedangkan produk sampah seperti urea dan kreatinin sedikit diabsorbsi dan lebih banyak dieksresi.4 Reabsorbsi Air Sekitar 65% air, natrium, klorida, kalium dan beberapa elektrolit lainnya yang terfiltrasi direabsorbsi di tubulus proximal.5 Salah satu fungsi tubulus proximal adalah menghemat bahan-bahan yang masih diperlukan tubuh, misalnya glukosa, asam amino, protein, air, dan elektrolit. Sebaliknya, tidak terlalu permeable untuk bahan-bahan sisa tubuh sehingga reabsorbsinya hanya sedikit.4 Pada ansa Henle, segmen tipis descendens sangat permeable terhadap air sehingga menyebabkan 15% volume filtrat direabsorbsi ke dalam darah sehingga cairan tubulus menjadi hiperosmotik sewaktu bergerak menuju medulla ginjal bagian dalam. Pada segmen tipis dan tebal ascendens, permeabilitas air hampir nol tetapi terjadi reabsorbsi sejumlah besar natrium, klorida, dan kalium ke dalam darah sehingga cairan tubuh menjadi hipotonik (encer) sewaktu mengalir kembali ke dalam korteks. Pada saat yang sama, transport aktif natrium klorida keluar segmen tipis ascendens ansa Henle ke dalam interstitium medulla menyebabkan konsentrasi ion-ion ini di cairan interstitium medulla ginjal sangat tinggi. Sekitar 25% natrium, klorida, dan kalium yang difiltrasi kemudian direabsorbsi di ansa Henle, terutama di segmen tebal ascendens. Mekanisme yang terjadi pada ansa Henle ini disebut sebagai mekanisme counter current, di mana mekanisme yang terjadi pada segmen tipis ansa Henle pars descendens disebut sebagai counter current multiplier karena terjadi pemekatan cairan hasil filtrasi dalam tubulus hingga berkali-kali lipat kepekatan semula.4,5 Sistem counter current terdiri dari dua pembuluh darah yang berdekatan dan cukup panjang serta aliran berlawanan, terdapat dua tipe yaitu counter current multiplier seperti ansa Henle dan counter current exchanger seperti vasa recta. Fungsi counter multipilier untuk pemekatan urin yang mana air keluar melalui ansa henle. Pada counter exchanger ia sangat permeable pada solute dan air. Fungsinya adalah untuk mempertahankan hiperosmolaritas medulla dan mengangkut nutrient dan oksigen ke tubulus.4 Reabsorbsi Glukosa Glukosa dan asam amino diangkut melalui proses transport aktif sekunder yang merupakan kontranspor yang memindahkan Na+ dari lumen ke dalam sel. Gradien konsentrasi Na+ lumen-ke-sel yang diciptakan oleh pompa Na+-K+ ATPase basolateral mengaktifasi sistem kotranspor ini dan menarik molekul-molekul organik melawan gradient konsentrasi mereka tanpa secara langsung menggunakan energi. Setelah diangkut ke dalam sel tubulus, glukosa dan asam amino secara pasif berdifusi mengikuti penurunan gradient konsentrasi mereka menembus membrane basolateral ke dalam plasma, difasilitasi oleh pembawa yang tidak memerlukan energi.4 Reabsorbsi Natrium 80% enersi ginjal digunakan untuk mengangkut natrium. Natrium sebanyak 99.5% filtrat direabsorpsi di semue peringkat tubulus. 67% di tubulus proksimal, 25% di ansa henle,untuk tujuan pemekatan, 7 hingga 8% di tubulus distalis dan duktus koligentus. Langkah aktif pada reabsorbsi Na+ melibatkan pembawa Na+-K+ ATPase.4 Sekresi Tubulus Sekresi bahan daripada peritubulus kapiler masuk ke dalam tubulus adalah berperan untuk menyingkirkan bahan yang berlebihan dalam tubuh, bersifat asing ataupun toksik. Contoh bahan-bahan yang disekresikan adalah ion hydrogen, ion kalium, anion dan kation yang bersifat organik dan bahan asing yang terdapat dalam tubuh. Sekresi ion hydrogen penting dalam keseimbangan asam basa dalam tubuh. Jika cairan tubuh kita terlalu asam, maka sebagian asam perlu dibuang dengan menyingkirkan ion hydrogen dalam kuantiti yang tinggi. Manakala sekresi ion hydrogen berkurangan jika kepekatan cairan amat rendah.4,6 Gambar 8. Mekanisme pembentukan urine pada ginjal.1 Keseimbangan Asam Basa Ginjal mengatur keseimbangan asam basa dengan mengeksresikan urin yang asam dan basa. Pengeluaran urin asam akan mengurangi jumlah asam dalam cairan ekstrasel. Sedangkan pengeluaran urin basa berarti menghilangkan basa dari cairan ekstrasel. Keseluruhan mekanisme ekskresi urin asam atau basa oleh ginjal adalah sebagai berikut. Sejumlah besar HCO3- difiltrasi secara terus menerus ke dalam tubulus, dan bila HCO3- ini di ekskresikan ke dalam urin, maka keadaan ini menghilangkan basa dari darah. Sejumlah besar H+ juga di ekskresikan ke dalam lumen tubulus oleh sel epitel tubulus sehingga menghilangkan asam dari darah. Bila lebih banyak H+ yang disekresikan daripada HCO3- yang di filtrasi, akan terjadi kehilangan asam dari cairan ekstrasel. Sebaliknya, apabila lebih banyak HCO3- yang di sekresikan daripada H+ yang di filtrasi, akan terjadi kehilangan basa.4 Nilai Normal dan Gangguan Keseimbangan Asam Basa Nilai normal pH, pCO2 dan HCO3Keseimbangan asam basa adalah keseimbangan ion hidrogen, dimana konsentrasi ion hidrogen yang diproduksi setara dengan konsentrasi ion hidrogen yang dikeluarkan oleh sel. Konsentrasi ion hidrogen disebutkan dalam skala logaritma, dengan menggunakan satuan pH. pH berhubungan dengan konsentrasi ion hidrogen. Walaupun produksi akan terus menghasilkan ion hidrogen dalam jumlah sangat banyak, ternyata konsentrasi ion hidrogen dipertahankan pada kadar rendah pH 7,4.7 Derajat keasaman (pH) darah manusia normalnya berkisar antara 7.35 ( pH normal vena) hingga 7.45 (pH normal arteri). Derajat keasaman darah vena lebih rendah karena jumlah karbondioksida (CO2) yang dibebaskan dari jaringan untuk membentuk H2CO3. Tubuh manusia mampu mempertahan keseimbangan asam dan basa agar proses metabolisme dan fungsi organ dapat berjalan optimal. Keseimbangan asam basa dalam tubuh manusia diatur oleh dua sistem organ yakni paru dan ginjal. Paru berperan dalam pelepasan (eksresi CO2) dan ginjal berperan dalam pelepasan asam. Beberapa prinsip tentang keseimbangan asam basa yang perlu diketahui adalah:7 1. Istilah asidosis mengacu pada kondisi pH < 7.35 sedangkan alkalosis bila pH > 7.45 2. CO2 (karbondioksida) adalah gas dalam darah yang berperan sebagai komponen asam. CO2 juga merupakan komponen respiratorik. Nilai normalnya adalah 40 mmHg. 3. HCO3 (bikarbonat) berperan sebagai komponen basa dan disebut juga sebagai komponen metabolik. Nilai normalnya adalah 24 mEq/L. 4. Asidosis berarti terjadi peningkatan jumlah komponen asam atau berkurangnya jumlah komponen basa. 5. Alkalosis berarti terjadi peningkatan jumlah komponen basa atau berkurangnya jumlah komponen asam. Gangguan keseimbangan asam basa 1. Asidosis Respiratorik Asidosis respiratorik adalah keasaman darah yang berlebihan karena peningkatan karbondioksida (CO2) dalam darah karena CO2 yang keluar dari paru lebih sedikit daripada normal dan fungsi paru- paru yang buruk atau pernapasan yang lambat. Tingginya kadar karbondioksida dalam darah merangsang otak yang mengatur pernafasan, sehingga pernafasan menjadi lebih cepat dan lebih dalam. Peningkatan CO2 yang terjadi meghasilkan lebih banyak H+. Kemungkinan penyebab asidosis respiratorik mencakup penyakit paru, depresi pusat pernapasan, oleh oleh obat atau penyakit, gangguan saraf atau otot yang mengurangi kemampuan bernapas, bahkan hanya tindakan menahan napas.7 2. Asidosis Metabolik Asidosis metabolik adalah keasaman darah yang berlebihan, yang ditandai dengan penurunan kadar bikarbonat (HCO3-) dalam darah. Penyebab asidosis metabolik yaitu diare berat, diabetes melitus, olahraga berat, dan gagal ginjal berat.7 3. Alkalosis Respiratorik Alkalosis Respiratorik adalah suatu keadaan dimana darah menjadi basa akibat penurunan CO2 yang ditandai dengan pernafasan yang cepat dan dalam (hiperventilasi), sehingga menyebabkan kadar karbondioksida dalam darah menjadi rendah. Penyebab alkadosis respiratorik seperti demam, rasa cemas, dan keracunan aspirin, yang semuanya merangsang ventilasi secara berlebihan tanpa mempertimbangkan status O2 , CO2, dan H+ di dalam tubuh.7 4. Alkalosis Metabolik Alkalosis Metabolik adalah suatu keadaan dimana darah dalam keadaan basa atau penurunan H+ plasma karena tingginya kadar bikarbonat. Alkalosis metabolik terjadi jika tubuh kehilangan terlalu banyak asam. Penyebab alkalosis metabolik yaitu seperti muntah yang menyebabkan pengeluaran abnormal H+ dari tubuh akibat hilangnya getah lambung yang asam.7 Tabel 1. Nilai normal asam basa Nilai Normal dan Gangguan Elektrolit Nilai normal elektrolit Elektrolit adalah senyawa di dalam larutan yang berdisosiasi menjadi partikel yang bermuatan (ion) positif atau negatif. Ion bermuatan positif disebut kation dan ion bermuatan negatif disebut anion. Sebagian besar proses metabolisme memerlukan dan dipengaruhi oleh elektrolit. Konsentrasi elektrolit yang tidak normal dapat menyebabkan banyak gangguan. Pemeliharaan tekanan osmotik dan distribusi beberapa kompartemen cairan tubuh manusia adalah fungsi utama empat elektrolit mayor, yaitu natrium (Na+), kalium (K+), klorida (Cl-), dan bikarbonat (HCO3-). Berikut ini dilampirkan dalam bentuk table kadar elektrolit dalam cairan ekstrasel dan intrasel.8 No Elektrolit 1 2 Kation: Natrium ( Na+) Kalium (K+) Kalsium (Ca2+) Magnesium (Mg2+) Anion: Klorida (Cl-) Bikarbonat (HCO3-) Fosfat (PO42-) Sulfat (SO42-) protein Plasma mEq/ L Interstitial mEq/L Intraseluler mEq/ L 140 4,5 5,0 1,7 148 5,0 4,0 1,5 13 140 1x 10-7 7,0 104 24 2,0 1,0 15 115 27 2,3 1,2 8 3,0 10 107 40 Ekskresi natrium terutama dilakukan oleh ginjal. Pengaturan eksresi ini dilakukan untuk mempertahankan homeostasis natrium, yang sangat diperlukan untuk mempertahankan volume cairan tubuh. Natrium difiltrasi bebas di glomerulus, direabsorpsi secara aktif 60-65% di tubulus proksimal bersama dengan H2O dan klorida yang direabsorpsi secara pasif, sisanya direabsorpsi di lengkung henle (25-30%), tubulus distal (5%) dan duktus koligentes (4%). Sekresi natrium di urine <1%. Aldosteron menstimulasi tubulus distal untuk mereabsorpsi natrium bersama air secara pasif dan mensekresi kalium pada sistem renin-angiotensinaldosteron untuk mempertahankan elektroneutralitas.8 Pemasukan kalium melalui saluran cerna tergantung dari jumlah dan jenis makanan. Orang dewasa pada keadaan normal mengkonsumsi 60-100 mEq kalium perhari (hampir sama dengan konsumsi natrium). Kalium difiltrasi di glomerulus, sebagian besar (70-80%) direabsorpsi secara aktif maupun pasif di tubulus proksimal dan direabsorpsi bersama dengan natrium dan klorida di lengkung henle.19-20 Kalium dikeluarkan dari tubuh melalui traktus gastrointestinal kurang dari 5%, kulit dan urine mencapai 90%.8 Klorida yang masuk tergantung dari jumlah dan jenis makanan. Kandungan klorida dalam makanan sama dengan natrium. Orang dewasa pada keadaan normal rerata mengkonsumsi 50-200 mEq klorida per hari, dan ekskresi klorida bersama feses sekitar 1-2 mEq perhari. Drainase lambung atau usus pada diare menyebabkan ekskresi klorida mencapai 100 mEq perhari. Kadar klorida dalam keringat bervariasi, rerata 40 mEq/L. Bila pengeluaran keringat berlebihan, kehilangan klorida dapat mencapai 200 mEq per hari. Ekskresi utama klorida adalah melalui ginjal.8 Gangguan keseimbangan elektrolit 1. Gangguan Keseimbangan Natrium Jika konsentrasi natrium plasma dalam tubuh turun di bawah nilai normal disebut sebagai hyponatremia, disebabkan karena kehilangan natrium klorida pada cairan ekstrasel atau penambahan air yang berlebihan pada cairan ekstrasel. Hyponatremia dengan osmolalitas plasma rendah terjadi pada keadaan seperti gagal jantung, sirosis dan beberapa penyakit ginjal yang menyebabkan gangguan fungsi glomerulus dan tubulus pada ginjal, penyakit addison, serta retensi air yang berlebihan (overhidrasi hipo-osmotik) akibat hormon antidiuretic (ADH). Keadaan ini terjadi dengan volume cairan ekstraseluler yang meningkat.9 Jika konsentrasi natrium plasma meningkat di atas normal disebut hypernatremia yang disebabkan karena adanya defisit cairan tubuh akibat ekresi air yang melebihi eksresi natrium Misalnya pada pengeluaran air tanpa elektrolit melalui insensible water loss atau keringat, diare osmotik akibat pemberian laktulose atau sorbitol, diabetes insipidus sentral maupun nefrogenik, diuresis osmotik akibat glukosa atau manitol, gangguan pusat rasa haus di hipotalamus akibat tumor atau gangguan vascular.9 2. Gangguan Keseimbangan Kalium Bila kadar kalium kurang dari 3,5 mEq/L disebut sebagai hypokalemia. Kekurangan ion kalium dapat menyebabkan frekuensi denyut jantung melambat. Hipokalemia dapat disebabkan oleh beberapa hal sebagai berikut:9 Asupan kalium kurang Hal tersebut biasanya disebabkan karena tidak makan dengan baik misalnya sering terjadi pada pasien sakit berat yang tidak dapat makan dan minum dengan baik melalui mulut dan disertai oleh masalah lain misalnya pada pembarian diuretic atau pemberian diet rendak kalori pada program penurunan berat badan. Pengeluaran kalium berlebih Pengeluaran kalium yang berlebih terjadi melalui saluran cerna seperti muntahmuntah, melalui ginjal seperti pemakaian diuretik, kelebihan hormon mineralokortikoid primer/hiperaldosteronisme primer, keringat yang berlebihan, diare, tumor kolon menyebabkan kalium keluar bersama bikarbonat pada saluran cerna bagian bawah (asidosis metabolik). Kalium Masuk ke Dalam Sel Dapat terjadi pada alkalosis ekstrasel, pemberian insulin, peningkatan aktivitas beta-adrenergik (pemakaian β2- agonis), paralisis periodik hipokalemik, dan hipotermia. Bila kadar kalium lebih dari 5,3 mEq/L disebut sebagai hiperkalemia. Peningkatan kalium plasma 3-4 mEq/L dapat menyebabkan aritmia jantung, konsentrasi yang lebih tinggi lagi dapat menimbulkan henti jantung atau fibrilasi jantung. Hiperkalemia dapat disebabkan oleh beberapa hal sebagai berikut:9 Keluarnya Kalium dari Intrasel ke Ekstrasel Kalium keluar dari sel dapat terjadi pada keadaan asidosis metabolic, defisit insulin, katabolisme jaringan meningkat, pemakaian obat penghambat-β adrenergic. Berkurangnya Ekskresi Kalium melalui Ginjal Berkurangnya ekskresi kalium melalui ginjal terjadi pada keadaan hiperaldosteronisme, gagal ginjal, deplesi volume sirkulasi efektif, pemakaian siklosporin atau akibat koreksi ion kalium berlebihan dan pada kasus-kasus yang mendapat terapi angiotensin-converting enzyme inhibitor dan potassium sparing diuretics. 3. Gangguan Keseimbangan Klorida Jika pengeluaran klorida melebihi pemasukan disebut hipoklorinemia. Penyebab hipoklorinemia umumnya sama dengan hiponatremia, tetapi pada alkalosis metabolik dengan hipoklorinemia, defisit klorida tidak disertai defisit natrium. Hipoklorinemia juga dapat terjadi pada gangguan yang berkaitan dengan retensi bikarbonat, contohnya pada asidosis respiratorik kronik dengan kompensasi ginjal.9 Jika pemasukan melebihi pengeluaran pada gangguan mekanisme hemeostatis dari klorida disebut hiperklorinemia. Hiperklorinemia dapat dijumpai pada kasus dehidrasi, asidosis tubular ginjal, gagal ginjal akut, asidosis metabolik yang disebabkan karena diare yang lama dan kehilangan natrium bikarbonat, diabetes insipidus, hiperfungsi status adrenokortikal dan penggunaan larutan salin yang berlebihan, alkalosis respiratorik. Asidosis hiperklorinemia dapat menjadi petanda pada gangguan tubulus ginjal yang luas.9 Kesimpulan Hubungan antara ginjal dan homeostasis adalah salah satu yang sangat penting bahwa ginjal mempertahankan volume darah, menghilangkan limbah nitrogen dan mengatur pH. Daftar Pustaka 1. Sloane E. Anatomi dan fisiologi untuk pemula. Jakarta: EGC; 2004.h.319-21. 2. Eroschenko VP. Atlas histologi di fiore dengan korelasi fungsional. Edisi ke-9. Jakarta: EGC; 2003.h.248-55 3. Finn Geneser. Atlas Berwarna Histologi. Jakarta: Binarupa Aksara; 2007. 4. Sherwood L. Fisiologi manusia. Edisi ke-8. Jakarta: EGC; 2014.h 619-25 5. Hall JE. Guyton dan hall buku ajar fisiologi kedokteran. Edisi ke-12. Singapore: Elsevier; 2014. h. 276-82 6. Barrett KE. Buku ajar fisiologi kedokteran ganong. Edisi ke-24. Jakarta: EGC; 2014. h.589-96 7. Seifter JL. Integration of acid–base and electrolyte disorders. N Engl J Med. 2014;371(19):1821–1831 8. Ganong W.F, ’Fungsi Ginjal dan Miksi’ pada Buku Ajar Fisiologi Kedokteran, edisi ke-22, Penerbit Buku Kedokteran EGC, Jakarta, 2005, hh. 725-756. 9. Siregar P, ‘Gangguan Keseimbangan Cairan dan Elektrolit’ dalam: Buku Ajar Ilmu Penyakit Dalam, Edisi ke-5, Interna publishing, Jakarta, 2009, hh. 175-189.
