PERAN PARU DALAM KESEIMBANGAN ASAM BASA

 

Kunci bagi keseimbangan [H⁺] adalah pemeliharaan alkalinitas normal CES (pH 7,4) meskipun selalu terjadi penambahan asam. [H⁺] bebas yang dihasilkan sebagian besar harus dikeluarkan dari larutan selagi berada di tubuh dan akhirnya harus dikeluarkan sehingga pH cairan tubuh dapat tetap ada dalam kisaran sempit yang memungkinkan hidup. Juga harus terdapat mekanisme untuk mengompensasi secara cepat situasi-situasi di mana CES menjadi terlalu basa.

Terdapat tiga lini pertahanan terhadap perubahan [H⁺] yang bekerja untuk mempertahankan [H⁺] di cairan tubuh pada kadar hampir tetap meskipun pemasukan tidak diatur: (1) sistem dapar (penyangga) kimiawi, (2) mekanisme petnapasan untuk mengontrol pH, dan (3) mekanisme ginjal untuk mengontrol pH.

Sistem pernapasan mengatur [H⁺] dengan mengontrol laju pengeluaran CO2

Sistem pernapasan berperan penting dalam keseimbangan asam-basa melalui kemampuannya mengubah ventilasi paru dan karenanya mengubah ekskresi CO₂, penghasil [H⁺]. Tingkat aktivitas pernapasan sebagian diatur oleh [H⁺] arteri, sebagai berikut (Tabel 15-7):

1.     Ketika [H⁺] arteri meningkat akibat kausa nonrespiratorik (metabolik), pusat pernapasan di batang otak secara refleks terangsang untuk meningkatkan ventilasi paru (kecepatan pertukaran antara paru dan atmosfer). Sewaktu kecepatan dan kedalaman napas bertambah, lebih banyak CO₂, dihembuskan keluar sehingga H₂CO₃, yang ditambahkan ke dalam cairan tubuh berkurang. Karena CO₂, membentuk asam maka pengeluaran CO₂, pada hakikatnya menghilangkan asam dari sumber ini di tubuh, menghilangkan kelebihan asam yang berasal dari sumber nonrespiratorik.

2.     Sebaliknya, ketika [H⁺] arteri curun, ventilasi paru berkurang. Akibat pernapasan yang lebih dangkal dan lambat, CO₂ yang diproduksi oleh metabolisme berdifusi dari sel ke darah lebih cepat daripada pengeluarannya dari darah oleh paru sehingga terjadi akumulasi CO₂ penghasil asam di darah, memulihkan [H⁺] menuju normal.

Paru sangat penting dalam mempertahankan [H⁺]. Setiap hari organ ini mengeluarkan dari cairan tubuh [H⁺] yang berasal dari asam karbonat dalam jumlah 100 kali lebih banyak dari yang dikeluarkan oleh ginjal dari sumber di luar asam karbonat. Selain itu, sistem pernapasan, melalui kemampuannya mengatur CO₂ arteri, dapat menyesuaikan jumlah [H⁺] yang ditambahkan ke cairan tubuh dari sumber ini sesuai kebutuhan untuk memulihkan pH ke arah normal ketika terjadi fluktuasi [H⁺] dari sumber selain asam karbonat.

Sistem pernapasan berfungsi sebagai lini kedua pertahanan terhadap perubahan [H+].

Regulasi oleh sistem pernapasan bekerja dengan kecepatan sedang, aktif hanya jika sistem dapar saja tidak mampu meminimalkan perubahan [H⁺]. Jika terjadi penyimpangan [H⁺] maka sistem dapar segera berespons, sementara penyesuaian pada ventilasi memerlukan beberapa menit sebelum dimulai. Jika penyimpangan [H⁺] tersebut tidak cepat dan tuntas dikoreksi oleh sistem dapar maka sistem pernapasan beraksi dalam beberapa menit kemudian sehingga berfungsi sebagai lini kedua pertahanan terhadap perubahan [H⁺].

Sistem pernapasan sendiri dapat mengembalikan pH ke hanya 50% sampai 75% ke normalnya. Ketidakmampuan sistem pernapasan mengompensasi secara penuh ketidakseimbangan asam-basa yang disebabkan oleh faktor di luar sistem pernapasan disebabkan oleh dua alasan. Pertama, selama kompensasi respiratorik terhadap suatu penyimpangan pH, kemoreseptor perifer, yang meningkatkan ventilasi sebagai respons terhadap peningkatan [H⁺] arteri, dan kemoreseptor sentral, yang meningkatkan ventilasi sebagai respons terhadap peningkatan [CO₂] (dengan memantau H⁺ yang dihasilkan oleh CO₂, di CES otak), bekerja bertentangan. Ketika mendeteksi peningkatan [H⁺] arteri, kemoreseptor perifer secara refleks merangsang pusat pernapasan untuk meningkatkan ventilasi sehingga lebih banyak CO₂, pembentuk asam yang dibuang keluar. Namun, sebagai respons terhadap penurunan CO₂, kemoreseptor sentral mulai menghambat pusat pernapasan. Dengan melawan kerja kemoreseptor perifer, kemoreseptor sentral menghentikan peningkatan kompensatorik ventilasi sebelum pH kembali ke normal.