Pendahuluan
Manusia sebagai organisme multiseluler dikelilingi
oleh lingkungan luar (milieu exterior) dan sel-selnya pun hidup dalam milieu interior
yang berupa darah dan cairan tubuh lainnya. Cairan dalam tubuh, termasuk darah,
meliputi lebih kurang 60% dari total berat badan laki-laki dewasa. Dalam cairan
tubuh terlarut zat-zat makanan dan ion-ion yang diperlukan oleh sel untuk
hidup, berkembang dan menjalankan tugasnya.
Untuk dapat menjalankan fungsinya
dengan baik sangat dipengaruhi oleh lingkungan di sekitarnya. Semua pengaturan
fisiologis untuk mempertahankan keadaan normal disebut homeostasis. Homeostasis
ini bergantung pada kemampuan tubuh mempertahankan keseimbangan antara
subtansi-subtansi yang ada di milieu interior.
Pengaturan keseimbangan cairan perlu
memperhatikan dua parameter penting, yaitu: volume cairan ekstrasel dan
osmolaritas cairan ektrasel. Ginjal mengontrol volume cairan ekstrasel dengan
mempertahankan keseimbangan garam dan mengontrol osmolaritas cairan ekstrasel
dengan mempertahankan keseimbangan cairan. Ginjal mempertahankan keseimbangan
ini dengan mengatur keluaran garam dan urine sesuai kebutuhan untuk
mengkompensasi asupan dan kehilangan abnormal dari air dan garam tersebut.
Ginjal juga turut berperan dalam
mempertahankan keseimbangan asam-basa dengan mengatur keluaran ion hidrogen dan
ion karbonat dalam urine sesuai kebutuhan. Selain ginjal, yang turut berperan
dalam keseimbangan asam-basa adalah paru-paru dengan mengekskresikan ion
hidrogen dan CO2, dan sistem dapar (buffer) kimi dalam cairan
tubuh.
Komposisi
Cairan Tubuh
Telah disampaikan pada pendahuluan di
atas bahwa cairan dalam tubuh meliputi lebih kurang 60% total berat badan
laki-laki dewasa. Prosentase cairan tubuh ini bervariasi antara individu,
sesuai dengan jenis kelamin dan umur individu tersebut. Pada wanita dewasa,
cairan tubuh meliputi 50% dari total berat badan. Pada bayi dan anak-anak,
prosentase ini relatif lebih besar dibandingkan orang dewasa dan lansia.
Cairan tubuh menempati kompartmen
intrasel dan ekstrasel. 2/3 bagian dari cairan tubuh berada di dalam sel
(cairan intrasel/CIS) dan 1/3 bagian berada di luar sel (cairan ekstrasel/CES).
CES dibagi cairan intravaskuler atau plasma darah yang meliputi 20% CES atau
15% dari total berat badan; dan cairan intersisial yang mencapai 80% CES atau
5% dari total berat badan. Selain kedua kompatmen tersebut, ada kompartmen lain
yang ditempati oleh cairan tubuh, yaitu cairan transel. Namun volumenya
diabaikan karena kecil, yaitu cairan sendi, cairan otak, cairan perikard, liur
pencernaan, dll. Ion Na+ dan Cl- terutama terdapat pada
cairan ektrasel, sedangkan ion K+ di cairan intrasel. Anion protein
tidak tampak dalam cairan intersisial karena jumlahnya paling sedikit
dibandingkan dengan intrasel dan plasma.
Perbedaan komposisi cairan tubuh
berbagai kompartmen terjadi karena adanya barier yang memisahkan mereka.
Membran sel memisahkan cairan intrasel dengan cairan intersisial, sedangkan
dinding kapiler memisahkan cairan intersisial dengan plasma. Dalam keadaan
normal, terjadi keseimbangan susunan dan volume cairan antar kompartmen. Bila
terjadi perubahan konsentrasi atau tekanan di salah satu kompartmen, maka akan
terjadi perpindahan cairan atau ion antar kompartemen sehingga terjadi
keseimbangan kembali.
Perpindahan
Substansi Antar Kompartmen
Setiap kompartmen dipisahkan oleh
barier atau membran yang membatasi mereka. Setiap zat yang akan pindah harus
dapat menembus barier atau membran tersebut. Bila substansi zat tersebut dapat
melalui membran, maka membran tersebut permeabel terhadap zat tersebut. Jika
tidak dapat menembusnya, maka membran tersebut tidak permeabel untuk substansi
tersebut. Membran disebut semipermeable (permeabel selektif) bila beberapa
partikel dapat melaluinya tetapi partikel lain tidak dapat menembusnya.
Perpindahan substansi melalui membran
ada yang secara aktif atau pasif. Transport aktif membutuhkan energi, sedangkan
transport pasif tidak membutuhkan energi.
Difusi
Partikel (ion atau molekul) suatu
substansi yang terlarut selalu bergerak dan cenderung menyebar dari
daerah yang konsentrasinya tinggi ke konsentrasi yang lebih rendah sehingga
konsentrasi substansi partikel tersebut merata. Perpindahan partikel seperti
ini disebut difusi. Beberapa faktor yang mempengaruhi laju difusi ditentukan
sesuai dengan hukum Fick (Fick’s law of diffusion). Faktor-faktor
tersebut adalah:
- Peningkatan
perbedaan konsentrasi substansi.
- Peningkatan
permeabilitas.
- Peningkatan
luas permukaan difusi.
- Berat molekul
substansi.
- Jarak yang
ditempuh untuk difusi.
Osmosis
Bila suatu substansi larut dalam air, konsentrasi air dalam
larutan tersebut lebih rendah dibandingkan konsentrasi air dalam larutan air
murni dengan volume yang sama. Hal ini karena tempat molekul air telah
ditempati oleh molekul substansi tersebut. Jadi bila konsentrasi zat yang
terlarut meningkatkan, konsentrasi air akan menurun.Bila suatu larutan
dipisahkan oleh suatu membran yang semipermeabel dengan larutan yang volumenya
sama namun berbeda konsentrasi zat terlarut, maka terjadi perpindahan air/zat
pelarut dari larutan dengan konsentrasi zat terlarut lebih tinggi. Perpindahan
seperti ini disebut dengan osmosis.
Filtrasi
Filtrasi terjadi karena adanya perbedaan tekanan antara dua ruang
yang dibatasi oleh membran. Cairan akan keluar dari daerah yang bertekanan tinggi ke daerah bertekanan
rendah. Jumlah cairan yang keluar sebanding dengan besar perbedaan tekanan,
luas permukaan membran dan permeabilitas membran. Tekanan yang mempengaruhi
filtrasi ini disebut tekanan hidrostatik.
Transport aktif
Transport aktif diperlukan untuk
mengembalikan partikel yang telah berdifusi secara pasif dari daerah yang
konsentrasinya rendah ke daerah yang konsentrasinya lebih tinggi. Perpindahan
seperti ini membutuhkan energi (ATP) untuk melawan perbedaan konsentrasi.
Contoh: Pompa Na-K.
Keseimbangan
Cairan dan Elektrolit
Pengaturan keseimbangan cairan perlu
memperhatikan dua parameter penting, yaitu volume cairan ekstrasel dan
osmolaritas cairan ekstrasel. Ginjal mengontrol volume cairan ekstrasel dengan
mempertahankan keseimbangan garam dan mengontrol osmolaritas cairan ekstrasel
dengan mempertahankan keseimbangan cairan. Ginjal mempertahankan keseimbangan
ini dengan mengatur keluaran garam dan air dalam urine sesuai kebutuhan untuk
mengkompensasi asupan dan kehilangan abnormal dari air dan garam tersebut.
1. Pengaturan volume cairan
ekstrasel.
Penurunan volume cairan ekstrasel
menyebabkan penurunan tekanan darah arteri dengan menurunkan volume plasma. Sebaliknya,
peningkatan volume cairan ekstrasel dapat menyebabkan peningkatan tekanan darah
arteri dengan memperbanyak volume plasma. Pengontrolan volume cairan ekstrasel
penting untuk pengaturan tekanan darah jangka panjang.
- Mempertahankan keseimbangan asupan dan
keluaran (intake dan output) air. Untuk mempertahankan volume cairan tubuh
kurang lebih tetap, maka harus ada keseimbangan antara air yang ke luar
dan yang masuk ke dalam tubuh. hal ini terjadi karena adanya pertukaran
cairan antar kompartmen dan antara tubuh dengan lingkungan luarnya. Water turnover dibagi dalam: 1. eksternal fluid
exchange, pertukaran antara tubuh dengan lingkungan luar; dan
2. Internal
fluid exchange, pertukaran cairan antar pelbagai kompartmen,
seperti proses filtrasi dan reabsorpsi di kapiler ginjal.
- Memeperhatikan keseimbangan garam.
Seperti halnya keseimbangan air, keseimbangan garam juga perlu
dipertahankan sehingga asupan garam sama dengan keluarannya.
Permasalahannya adalah seseorang hampir tidak pernah memeprthatikan jumlah
garam yang ia konsumsi sehingga sesuai dengan kebutuhannya. Tetapi,
seseorang mengkonsumsi garam sesuai dengan seleranya dan cenderung lebih
dari kebutuhan. Kelebihan garam yang dikonsumsi harus diekskresikan dalam
urine untuk mempertahankan keseimbangan garam.
ginjal mengontrol
jumlah garam yang dieksresi dengan cara:
- mengontrol jumlah garam (natrium) yang
difiltrasi dengan pengaturan Laju Filtrasi Glomerulus (LFG)/ Glomerulus
Filtration Rate (GFR).
- mengontrol jumlah yang direabsorbsi di
tubulus ginjal
Jumlah Na+
yang direasorbsi juga bergantung pada sistem yang berperan mengontrol tekanan
darah. Sistem Renin-Angiotensin-Aldosteron mengatur reabsorbsi Na+
dan retensi Na+ di tubulus distal dan collecting. Retensi Na+
meningkatkan retensi air sehingga meningkatkan volume plasma dan menyebabkan
peningkatan tekanan darah arteri.Selain sistem Renin-Angiotensin-Aldosteron, Atrial Natriuretic
Peptide (ANP) atau hormon atriopeptin menurunkan reabsorbsi natrium
dan air. Hormon ini disekresi leh sel atrium jantung jika mengalami distensi
peningkatan volume plasma. Penurunan reabsorbsi natrium dan air di tubulus
ginjal meningkatkan eksresi urine sehingga mengembalikan volume darah kembali
normal.
2. Pengaturan Osmolaritas cairan
ekstrasel.
Osmolaritas cairan adalah ukuran konsentrasi
partikel solut (zat terlarut) dalam suatu larutan. semakin tinggi osmolaritas,
semakin tinggi konsentrasi solute atau semakin rendah konsentrasi solutnya
lebih rendah (konsentrasi air lebih tinggi) ke area yang konsentrasi solutnya
lebih tinggi (konsentrasi air lebih rendah).
Osmosis hanya terjadi jika terjadi perbedaan
konsentrasi solut yang tidak dapat menmbus membran plasma di intrasel dan
ekstrasel. Ion natrium menrupakan solut yang banyak ditemukan di cairan
ekstrasel, dan ion utama yang berperan penting dalam menentukan aktivitas
osmotik cairan ekstrasel. sedangkan di dalam cairan intrasel, ion kalium
bertanggung jawab dalam menentukan aktivitas osmotik cairan intrasel.
Distribusi yang tidak merata dari ion natrium dan kalium ini menyebabkan
perubahan kadar kedua ion ini bertanggung jawab dalam menetukan aktivitas
osmotik di kedua kompartmen ini.
pengaturan osmolaritas cairan ekstrasel oleh tubuh
dilakukan dilakukan melalui:
- Perubahan osmolaritas di
nefron
Di
sepanjang tubulus yang membentuk nefron ginjal, terjadi perubahan osmolaritas
yang pada akhirnya akan membentuk urine yang sesuai dengan keadaan cairan tubuh
secara keseluruhan di dukstus koligen. Glomerulus menghasilkan cairan yang
isosmotik di tubulus proksimal (300 mOsm). Dinding tubulus ansa Henle pars
decending sangat permeable terhadap air, sehingga di bagian ini terjadi
reabsorbsi cairan ke kapiler peritubular atau vasa recta. Hal ini menyebabkan
cairan di dalam lumen tubulus menjadi hiperosmotik.
Dinding
tubulus ansa henle pars acenden tidak permeable terhadap air dan secara aktif
memindahkan NaCl keluar tubulus. Hal ini menyebabkan reabsobsi garam tanpa
osmosis air. Sehingga cairan yang sampai ke tubulus distal dan duktus koligen
menjadi hipoosmotik. Permeabilitas dinding
tubulus distal dan duktus koligen bervariasi bergantung pada ada tidaknya
vasopresin (ADH). Sehingga urine yang dibentuk di duktus koligen dan akhirnya
di keluarkan ke pelvis ginjal dan ureter juga bergantung pada ada tidaknya
vasopresis (ADH).
- Mekanisme haus dan
peranan vasopresin (antidiuretic hormone/ADH)
peningkatan
osmolaritas cairan ekstrasel (>280 mOsm) akan merangsang osmoreseptor di
hypotalamus. Rangsangan ini akan dihantarkan ke neuron hypotalamus yang
mensintesis vasopresin. Vasopresin akan dilepaskan oleh hipofisis posterior ke
dalam darah dan akan berikatan dengan reseptornya di duktus koligen. ikatan
vasopresin dengan reseptornya di duktus koligen memicu terbentuknya aquaporin,
yaitu kanal air di membrane bagian apeks duktus koligen. Pembentukkan aquaporin
ini memungkinkan terjadinya reabsorbsi cairan ke vasa recta. Hal ini
menyebabkan urine yang terbentuk di duktus koligen menjadi sedikit dan
hiperosmotik atau pekat, sehingga cairan di dalam tubuh tetap dipertahankan.
selain
itu, rangsangan pada osmoreseptor di hypotalamus akibat peningkatan osmolaritas
cairan ekstrasel juga akan dihantarkan ke pusat haus di hypotalamus sehingga
terbentuk perilaku untuk membatasi haus, dan cairan di dalam tubuh kembali
normal.
Pengaturan Neuroendokrin dalam Keseimbangan
Cairan dan Elektrolit
Sebagai kesimpulan, pengaturan keseimbangan
keseimbangan cairan dan elektrolit diperankan oleh system saraf dan sistem
endokrin. Sistem saraf mendapat informasi adanya perubahan keseimbangan cairan
dan elektrolit melalui baroreseptor di arkus aorta dan sinus karotikus,
osmoreseptor di hypotalamus, dan volume reseptor atau reseptor regang di
atrium. Sedangkan dalam sistem endokrin, hormon-hormon yang berperan saat tubuh
mengalami kekurangan cairan adalah Angiotensin II, Aldosteron, dan
Vasopresin/ADH dengan meningkatkan reabsorbsi natrium dan air. Sementara, jika
terjadi peningkatan volume cairan tubuh, maka hormone atriopeptin (ANP) akan
meningkatkan eksresi volume natrium dan air.
perubahan volume dan osmolaritas cairan dapat
terjadi pada beberapa keadaan.Faktor lain yang mempengaruhi keseimbangan cairan
dan elektrolit di antaranya ialah umur, suhu lingkungan, diet, stres, dan
penyakit.
Keseimbangan Asam-Basa
Keseimbangan asam-basa terkait dengan pengaturan
konsentrasi ion H bebas dalam cairan tubuh. pH rata-rata darah adalah 7,4; pH
darah arteri 7,45 dan darah vena 7,35. Jika
pH <7,35 dikatakan asidosi, dan jika pH darah >7,45 dikatakan alkalosis.
Ion H terutama diperoleh dari aktivitas metabolik dalam tubuh. Ion H secara
normal dan kontinyu akan ditambahkan ke cairan tubuh dari 3 sumber, yaitu:
- pembentukkan asam karbonat dan sebagian akan
berdisosiasi menjadi ion H dan bikarbonat.
- katabolisme zat organik
- disosiasi asam organik
pada metabolisme intermedia, misalnya pada metabolisme lemak terbentuk
asam lemak dan asam laktat, sebagian asam ini akan berdisosiasi melepaskan
ion H.
Fluktuasi konsentrasi ion H dalam tubuh akan
mempengaruhi fungsi normal sel, antara lain:
- perubahan eksitabilitas saraf dan otot; pada
asidosis terjadi depresi susunan saraf pusat, sebaliknya pada alkalosis
terjadi hipereksitabilitas.
- mempengaruhi enzim-enzim
dalam tubuh
- mempengaruhi konsentrasi
ion K
bila
terjadi perubahan konsentrasi ion H maka tubuh berusaha mempertahankan ion H
seperti nilai semula dengan cara:
- mengaktifkan sistem dapar
kimia
- mekanisme pengontrolan pH oleh sistem pernafasan
- mekasnisme pengontrolan
pH oleh sistem perkemihan
Ada 4
sistem dapar:
- Dapar bikarbonat;
merupakan sistem dapar di cairan ekstrasel terutama untuk perubahan yang
disebabkan oleh non-bikarbonat
- Dapar protein; merupakan sistem dapar di cairan
ekstrasel dan intrasel
- Dapar hemoglobin; merupakan sistem dapar di dalam
eritrosit untuk perubahan asam karbonat
- Dapar fosfat; merupakan sistem dapar di sistem
perkemihan dan cairan intrasel.
sistem
dapat kimia hanya mengatasi ketidakseimbangan asam-basa sementara. Jika dengan
dapar kimia tidak cukup memperbaiki ketidakseimbangan, maka pengontrolan pH
akan dilanjutkan oleh paru-paru yang berespon secara cepat terhadap perubahan
kadar ion H dalam darah akinat rangsangan pada kemoreseptor dan pusat
pernafasan, kemudian mempertahankan kadarnya sampai ginjal menghilangkan
ketidakseimbangan tersebut. Ginjal mampu meregulasi ketidakseimbangan ion H
secara lambat dengan menskresikan ion H dan menambahkan bikarbonat baru ke
dalam darah karena memiliki dapar fosfat dan amonia.
Ketidakseimbangan Asam-Basa
Ada 4 kategori
ketidakseimbangan asam-basa, yaitu:
- Asidosis respiratori,
disebabkan oleh retensi CO2 akibat hipoventilasi. Pembentukkan
H2CO3 meningkat, dan disosiasi asam ini akan
meningkatkan konsentrasi ion H.
- Alkalosis metabolik,
disebabkan oleh kehilangan CO2 yang berlebihan akibat
hiperventilasi. Pembentukan H2CO3 menurun sehingga
pembentukkan ion H menurun.
- Asidosis metabolik,
asidosis yang bukan disebabkan oleh gangguan ventilasi paru, diare akut,
diabetes melitus, olahraga yang terlalu berat dan asidosis uremia akibat
gagal ginjal akan menyebabkan penurunan kadar bikarbonat sehingga kadar
ion H bebas meningkat.
- Alkalosis metabolik., terjadi
penurunan kadar ion H dalam plasma karena defiensi asam non-karbonat. Akibatnya konsentrasi bikarbonat meningkat.
Hal ini terjadi karena kehilangan ion H karena muntah-muntah dan minum
obat-obat alkalis. Hilangnyaion H akan menyebabkan berkurangnya kemampuan
untuk menetralisir bikarbonat, sehingga kadar bikarbonat plasma meningkat.
untuk
mengkompensasi gangguan keseimbangan asam-basa tersebut, fungsi pernapasan dan
ginjal sangat penting.
KESIMPULAN
Pengaturan
keseimbangan cairan perlu memperhatikan 2 parameter penting, yaitu: volume
cairan ekstrasel dan osmolaritas cairan ekstrasel. Ginjal mengontrol volume
cairan ekstrasel dengan mempertahankan keseimbangan garan dan mengontrol
osmolaritas ekstrasel dengan mempertahankan keseimbangan cairan. Ginjal mempertahankan
keseimbangan ini dengan mengatur keluaran garam dan air dalam urine sesuai
kebutuhan untuk mengkompensasi asupan dan kehilangan abnormal dari air dan
garam tersebut. Ginjal juga turut berperan dalam mempertahankan keseimbangan
asam-basa dengan mengatur keluaran ion hidrogen dan ion bikarbonat dalam urine
sesuai kebutuhan. Selain ginjal, yang turut berperan dalam keseimbangan
asam-basa adalah paru-paru dengan mengeksresikan ion hidrogen dan CO2
dan sistem dapar (buffer) kimia dalam cairan tubuh.
Daftar Pustaka
- Sherwood, Lauralee.
(2004). Human Physiology: From cells to system. 5th ed. California:
Brooks/Cole-Thomson Learning, Inc.
- Silverthorn, D.U. (2004).
Human Physiology: An Integrated approach. 3th ed. San
Fransisco: Pearson Education.
*disampaikan
pada "Pelatihan Perawat Ginjal Intensif" di RSUPN Dr.
Ciptomangunkusumo 14 Juni-13 September 2005
# staf Pengajar Bagian Dasar Keperawatan &
Keperawatan Dasar FIK-UI
|
|
Tidak ada komentar:
Posting Komentar