Tugas Biokim Buffer

Oleh Riris Sagita Fernandes

13 tayangan
Bagikan artikel

Transkrip Tugas Biokim Buffer

TUGAS BIOKIMIA
CITRA NUR WIGATI
1001070071
BIOLOGI ‘A’ / 8

SISTEM BUFFER DALAM TUBUH
Buffer (Larutan penyangga) adalah larutan yang dapat mempertahankan pH ketika
ditambahkan sedikit asam, basa, ataupun ketika diencer. Larutan penyangga terdiri dari dua
yaitu larutan penyangga Asam dan Basa. Asam didefinisikan sebagai zat yang dapat
memberikan ion H+ ke zat lain (disebut sebagai donor proton), sedangkan Basa adalah zat
yang dapat menerima ion H+ dari zat lain disebut sebagai akseptor proton. Larutan yang
terdiri dari Asam lemah dan Basa konjugasinya, contohnya : CH 3COOH dengan CH3COOdan larutan penyangga yang terdiri dari Basa lemah dan Asam konjugasinya, contohnya :
NH3 dan NH4+. Larutan penyangga asam mempertahankan pH pada daerah asam (pH < 7)
sedangkan larutan penyangga basa mempertahankan pH pada daerah basa (pH > 7).
Dalam keadaan normal pH dari cairan tubuh termasuk darah kita adalah antara 7.357.5. walaupun sejumlah besar ion H+ selalu ada sebagai hasil metabolisme dari zat-zat tetapi
keadaaan setimbang harus selalu di pertahankan dengan jalan membuang kelebihan asam
tersebut, sebab penurunan pH sedikit saja menujukkan keadaan sakit misalnya pada diabetic
coma dimana pH darah turun sampai 6.82 sehingga harus selalu ada kesetimbangan asam
basa dalam tubuh kita. Untuk itu maka dalam tubuh kita memiliki sistem buffer, seperti :
A. Sistem buffer dalam darah
Darah sebagai larutan penyangga, Ada beberapa faktor yang terlibat dalam pengendalian
pH darah, diantaranya penyangga karbonat, penyangga hemoglobin dan penyangga
fosfat.
1. Penyangga Karbonat
Penyangga karbonat berasal dari campuran asam karbonat (H

2

CO

3

) dengan basa

konjugasi bikarbonat (HCO 3 ).
H 2 CO 3 (aq) –> HCO 3(aq) + H + (aq)
Penyangga karbonat sangat berperan penting dalam mengontrol pH darah. Contohnya :
Pelari maraton dapat mengalami kondisi asidosis, yaitu penurunan pH darah yang
disebabkan oleh metabolisme yang tinggi sehingga meningkatkan produksi ion
bikarbonat. Kondisi asidosis ini dapat mengakibatkan penyakit jantung, ginjal, diabetes

miletus (penyakit gula) dan diare, contoh yang lain orang yang mendaki gunung tanpa
oksigen tambahan dapat menderita alkalosis, yaitu peningkatan pH darah. Kadar oksigen
yang sedikit di gunung dapat membuat para pendaki bernafas lebih cepat, sehingga gas
karbondioksida yang dilepas terlalu banyak, padahal CO

2

dapat larut dalam air

menghasilkan H 2 CO 3 . Hal ini mengakibatkan pH darah akan naik. Kondisi alkalosis
dapat mengakibatkan hiperventilasi (bernafas terlalu berlebihan, kadang-kadang karena
cemas dan histeris).
2. Penyangga Hemoglobin
Pada darah, terdapat hemoglobin yang dapat mengikat oksigen untuk selanjutnya dibawa
ke seluruh sel tubuh. Reaksi kesetimbangan dari larutan penyangga oksi hemoglobin
adalah:
HHb + O 2 (g) HbO 2 - + H +
Asam hemoglobin ion aksi hemoglobin
Keberadaan oksigen pada reaksi di atas dapat memengaruhi konsentrasi ion H +, sehingga
pH darah juga dipengaruhi olehnya. Pada reaksi di atas O 2 bersifat basa. Hemoglobin
yang telah melepaskan O2 dapat mengikat H
Sehingga ion H

+

+

dan membentuk asam hemoglobin.

yang dilepaskan pada peruraian H2CO3 merupakan asam yang

diproduksi oleh CO2 yang terlarut dalam air saat metabolisme.
Hemoglobin juga bertindak sebagai penyangga pH dalam darah. Hal ini karena protein
hemoglobin dapat secara bergantian mengikat H+ (pada protein) maupun O2 (pada Fe
dari “gugus heme”), tetapi ketika salah satu dari zat tersebut diikat, maka zat yang lain
dilepaskan. Hemoglobin membantu mengontrol pH darah dengan mengikat beberapa
proton berlebih yang dihasilkan dalam otot. Pada saat yang sama, molekul oksigen
dilepaskan untuk digunakan oleh otot tersebut.
3. Penyangga Fosfat
Pada cairan intra sel, kehadiran penyangga fosfat sangat penting dalam mengatur pH
darah. Penyangga ini berasal dari campuran dihidrogen fosfat (H 2PO4- ) dengan
monohidrogen fosfat (HPO32- ).
H 2 PO 4 - (aq) + H + (aq) –> H 2 PO 4(aq)
H 2 PO 4 - (aq) + OH - (aq) –> HPO 4 2- (aq) ) + H 2 O (aq)
Penyangga fosfat dapat mempertahankan pH darah 7,4. Penyangga di luar sel hanya
sedikit jumlahnya, tetapi sangat penting untuk larutan penyangga urin.

B. Sistem buffer dalam hemoglobin
Hemoglobin adalah metal-protein pengangkut oksigen yang mengandung besi
dalam sel darah merah dalam darah mamalia dan hewan lainnya. Molekul hemoglobin
terdiri dari globin, apoprotein dan empat gugus heme, suatu molekul organik dengan satu
atom besi.
Pada darah hemoglobin dapat mengikat oksigen untuk selanjutnya dibawa ke
seluruh sel tubuh. Reaksi kesetimbangan dari larutan penyangga oksi hemoglobin adalah:
HHb + O2 (g) « HbO 2 - + H +
Asam hemoglobin ion aksi hemoglobin
Keberadaan oksigen pada reaksi di atas dapat memengaruhi konsentrasi ion H +,
sehingga pH darah juga dipengaruhi olehnya. Pada reaksi di atas O 2 bersifat basa.
Hemoglobin yang telah melepaskan O2 dapat mengikat H+ dan membentuk asam
hemoglobin. Sehingga ion H+ yang dilepaskan pada peruraian H2CO3 merupakan asam
yang diproduksi oleh CO2 yang terlarut dalam air saat metabolisme.
Penggabungan oksigen dengan molekul hemoglobin (Hb) merupakan reaksi yang
sangat kompleks. HbO2 adalah oksihemoglobin, kompleks hemoglobin yang menjadi alat
transportasi oksigen ke jaringan. Tetapan kesetimbangannya adalah sebagai berikut :
Kc = [HbO2] per [HbO2] [O2]
Pada ketinggian 3 km tekanan parsial oksigen kira-kira hanya 0,14 atm, sedangkan
tekanan parsial permukaan laut sekitar 0,2 atm .
Menurut prinsip Le Chatelier, pengurangan konsentrasi oksigen akan menggeser
kesetimbangan diatas dari kanan ke kiri. Hal ini mengakibatkan berubahnya kadar
oksigen hemoglobin , tubuh memerlukan waktu yang lama. Kesetimbangan akan
bergeser dari kiri ke kanan sejalan dengan terbentuknya oksihemoglobin. Penambahan
jumlah hemoglobin sangat lambat yaitu dua sampai tiga minggu untuk membentuknya.
Terkadang untuk mengembalikan kadarnya ke kondisi normal dibutuhkan beberapa
tahun.
 Kegunaan Hemoglobin
1) Mengatur pertukaran oksigen dengan karbondioksida di dalam jaringan-jaringan
tubuh.
2) Mengambil oksigen dari paru-paru kemudian dibawa ke seluruh jaringan- jaringan
tubuh untuk dipakai sebagai bahan bakar.
3) Membawa karbondioksida dari jaringan-jaringan tubuh sebagai hasil metabolisme
ke paru-paru untuk di buang.

 Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Afinitas Hemoglobin (Hb) Terhadap O2
1) Keasaman atau pH
Keasaman bertambah atau pH semakin turun dan kadar ion H+ meningkat
akan melemahkan ikatan antara oksigen dan hemoglobin sehingga kurva disosiasi
oksigen - hemoglobin bergerak ke kanan (Afinitas Hb terhadap O2 berkurang )
sehingga menyebabkan hemoglobin melepaskan lebih banyak oksigen ke jaringan.
Misal peningkatan asam laktat dan asam karbonat yang dihasilkan oleh
jaringan yang aktif secara metabolic. Keasaman turun atau PH naik afinitas Hb
terhadap O2 bertambah sehingga kurva disosiasi oksigen hemoglobin bergerak ke kiri
(afinitas Hb tehadap O2 Bertambah) dan hemoglobin banyak mengikat O2. Hb
bekerja sebagai buffer utk ion H+ .
2) PO2 atau Tekanan Parsial O2
Apabila PO2 darah meningkat , misalnya seperti di kapiler paru, Hb berikatan
dengan sejumlah besar O2 mendekati 100% jenuh, PO2 60-100 mmHg : Hb >/90%
jenuh (afinitas Hb terhadap O2 bertambah) dan kurva disosiasi oksigen hemoglobin
bergerak ke kiri.
Dan apabila PO2 menurun, misal di kapiler sistemik PO2 antara 40 dan 20
mmHg (75-35% jenuh) : sejumlah besar O2 dilepas dari Hb setiap penurunan PO2,
afinitas Hb terhadap O2 berkurang dan kurva disosiasi oksigen hemoglobin bergeser
ke kanan.
3) PCO2 atau Tekanan Parsial CO2
PCO2 darah meningkat di kapiler sistemik sehingga CO2 berdifusi dari sel ke
darah mengikuti penurunan gradiennya menyebabkan penurunan afinitas Hb terhadap
O2 (Hb lebih banyak membebaskan O2) kurva disosiasi oksigen hemoglobin bergeser
ke kanan.
PCO2 darah menurun di kapiler paru sehingga CO2 berdifusi dari darah ke
alveoli menyebabkan peningkatan afinitas Hb terhadap O2 ( Hb lebih banyak
mengikat O2) kurva disosiasi oksigen hemoglobin bergeser ke kiri.
4) Temperatur atau Suhu
Panas yang dihasil reaksi metabolism dari kontraksi otot melepaskan banyak
asam & panas menyebabkan temperatur tubuh naik dan sel aktiv perlu banyak
O2 memacu pelepasan O2 dari oksiHb (afinitas Hb tehadap O2 berkurang) kurva
bergeser ke kanan.

Hipotermia menyebabkan metabolisme sel lambat sehingga O2 yang
dibutuhkan jaringan sedikit pelepasan O2 dari Hb juga lambat (afinitas Hb terhadap
O2 berkurang) dan kurva disosiasi oksigen hemoglobin bergeser ke kiri.
5) BPG
Peningkatan BPG yang dihasikan dari suatu metabolit glikolisis dan terdapat
dalam darah sehingga Hb berikatan dengan BPG dapat mengurangi afinitas Hb thd
O2 dan kurva bergeser ke kanan. Hormon tiroksin, GH, epinefrin, norepi &
testosteron dapat meningkatkan pembentukan BPG dan kadar BPG meningkat pada
orang yg tinggal di dataran tinggi.
Penurunan BPG di darah menyebabkan ikatan Hb terhadap O2 semakin kuat
karena Hb tidak diikat oleh BPG afinitas Hb terhadap O2 bertambah, kurva disosiasi
oksigen hemoglobin bergeser ke kiri.
C. Sistem buffer dalam ginjal
Ginjal sebagai penjaga homeostatis pH dan merupakan regulator pH yang efektif,
bila ginjal gagal, homeostatis pH akan gagal. Cara kerja utamanya adalah dengan
mengatur H+, baik disekresi (bila terjadi asidosis) dan reabsorpsi (bla terjadi alkalosis).
Ginjal juga merupakan sekresi dan reabsorpsi HCO 3-. Mekanisme lain yang dilakkan
ginjal adalah dengan memproduksi amonium dan buffer asam karbonat/bikarbonat, dan
buffer fosfat
Untuk mempertahankan keseimbangan asam basa, ginjal harus mengeluarkan
anion asam non volatile dan mengganti HCO3-. Ginjal mengatur keseimbangan asam
basa dengan sekresi dan reabsorpsi ion hidrogen dan ion bikarbonat. Pada mekanisme
pengaturan oleh ginjal ini berperan 3 sistem buffer asam karbonat, buffer fosfat dan
pembentukan ammonia. Ion hydrogen, CO2, dan NH3 diekskresi ke dalam lumen tubulus
dengan bantuan energi yang dihasilkan oleh mekanisme pompa natrium di basolateral
tubulus. Pada proses tersebut, asam karbonat dan natrium dilepas kembali ke sirkulasi
untuk dapat berfungsi kembali. Tubulus proksimal adalah tempat utama reabsorpsi
bikarbonat dan pengeluaran asam. Ion hidrogen sangat reaktif dan mudah bergabung
dengan ion bermuatan negative pada konsentrasi yang sangat rendah. Pada kadar yang
sangat rendahpun, ion hydrogen mempunyai efek yang besar pada system biologi. Ion
hydrogen berinteraksi dengan berbagai molekul biologis sehingga dapat mempengaruhi
struktur protein, fungsi enzim dan ekstabilitas membran. Ion hydrogen sangat penting
pada fungsi normal tubuh misalnya sebagai pompa proton mitokondria pada proses
fosforilasi oksidatif yang menghasilkan ATP.

Produksi ion hidrogen sangat banyak karena dihasilkan terus menerus di dalam
tubuh. Perolehan dan pengeluaran ion hydrogen sangat bervariasi tergantung diet,
aktivitas dan status kesehatan. Ion hydrogen di dalam tubuh berasal dari makanan,
minuman, dan proses metabolisme tubuh. Di dalam tubuh ion hidrogen terbentuk sebagai
hasil metabolisme karbohidrat, protein dan lemak, glikolisis anaerobik atau ketogenesis.
Cara ginjal mengatur pH adalah dengan mengekskresikan H+ dan reabsorbsi
kembali HCO3- (komponen basa tubuh). Mekanismenya mmbutuhkan waktu beberapa
jam hingga hari.
Ginjal juga merupakan sumber utama ammonia urin. Glutamin yang dideaminasi
(dikatalisis oleh enzim gluteminase) menghasilkan ammonia (NH 3). H+ hasil
metabolisme akan berikatan dengan ammonia dan membentuk ion ammonium yang
kemudian disekresikan ke urin (urin bisa menjadi lebih asam). Dengan mekanisme ini
ginjal menjalankan pembuangan H+. Produksi ammonia di tubulus distal terjadi
deaminasi asam amino menghasilkan ammonia. Amonia yang terbentuk akan
dipasangkan dengan H+ yang disekresi dari sel, menghasilkan ammonium. Jadi H+ akan
terbawa keluar melalui urin, dan kelebihan pH dalam tubuh bisa diatasi.
 Pengaturan Keseimbangan Asam Basa oleh Ginjal lebih rinci sebagai berikut :
1) Sistem Renal
Untuk mempertahankan keseimbangan asam basa, ginjal harus mengeluarkan anion
asam nonvolatil dan mengganti HCO3-. Ginjal mengatur keseimbangan asam-basa
dengan sekresi dan reabsorpsi ion hidrogen dan ion bikarbonat. Pada mekanisme
pengaturan oleh ginjal ini berperan tiga sistem buffer asam karbonat-bikarbonat, buffer
fosfat dan pembentukan amonia. Ion hidrogen, CO2 dan NH3 dieksresi ke dalam lumen
tubulus dengan bantuan energi yang dihasilkan oleh mekanisme pompa natrium di
basolateral tubulus. Pada proses tersebut, asam karbonat dan natrium dilepas kembali ke
sirkulasi untuk dapat berfungsi kembali. Tubulus proksimal adalah tempat utama
reabsorpsi bikarbonat dan pengeluaran asam.
2) Regenerasi Bikarbonat
Bikarbonat dipertahankan dengan cara reabsorbsi di tubulus proksimal agar
konsentrasi ion bikarbonat di tubulus sama dengan di plasma. Pembentukan HCO 3- baru,
merupakan hasil eksresi H+ dengan buffer urin dan dari produksi dan eksresi NH4+.
Bikarbonat dengan ion hidrogen membentuk asam karbonat. Asam karbonat kemudian
berdisosiasi menjadi CO2 dan air. Reaksi ini dipercepat oleh enzim anhidrase karbonat
kembali membentuk asam karbonat. Asam karbonat berdisosiasi menjadi ion bikkarbonat

dan hidrogen. Bikarbonat kembali ke aliran darah dan ion H + kembali ke cairan tubulus
untuk dipertukarkan dengan natrium. Dengan cara ini bikarbonat di reabsorpsi kembali.
Berdasarkan pH urin, ginjal dapat mengembalikan bikarbonat ke dalam darah atau
membiarkannnya keluar melalui urin.
3) Sekresi Ion Hidrogen
Ginjal mengekresikan ion H+ dari tubulus proksimal dan distal sangat sedikit, hanya
sekitar 0,025 mmol/L (pH 4,6) atau 0,1 meq/L pada pH urin 4,0. Kemampuan pengaturan
(eliminasi) ion H+ dalam keadaan normal sangat tergantung pada pH cairan yang berada
di tubulus ginjal (normal berada pada rerata 4,0 – 4,5). Proses eliminasi ini berlangsung
di tubulus proksimal dan distal serta pada duktus koligentes. Normalnya berkisar
100mEq ion H+ per hari, dan ini setara dengan ion H + yang diabsorpsi di usus. Ion H +
disekresikan melalui pertukaran dengan ion Na+ dengan bantuan energi yang berasal dari
pompa Na-K-ATPase yang berfungsi memperthankan konsentrasi ion Na +. Ginjal
mampu mengeluarkan ion H+ melalui pompa proton (H-K-ATPase dan H-ATP-ase)
sampai pH urin turun menjadi 4,5.
4) Produksi dan Eksresi NH4+
Amonia dibuat di sel tubulus ginjal dari asam amino glutamin dengan bantuan enzim
glutaminase. Enzim ini berfungsi optimal pada pH rendah. Amonia bergabung dengan
ion H+ membentuk ion amonium yang tidak kembali ke sel tubulus dan keluar melalui
urin bersamaan dengan ion H+. Produksi dan eksresi NH4+ diatur ginjal sebagai respons
perubahan keseimbangan asam basa. Anion asam nonvolatil kembali ke dalam darah.

REFERENSI
http://jurnal.fk.unand.ac.id/articles/vol_1no_1/22-30.pdf
http://idnurhillaan.blogspot.com/2013/04/buffer.html
http://kusumaimelda.blogspot.com/2013/06/buffer-dalam-tubuh.html
http://ayunadifah.blogspot.com/2013/03/sistem-buffer-tubuh-manusia.html
http://aslinar.blogspot.com/2011/10/keseimbangan-asam-basa.html
http://www.berbagimanfaat.com/2010/11/biokimia-asam-basa-tubuh.html
http://jabbaryoung.blogspot.com/2013/03/anatomi-fisiologi-ginjal.html

Judul: Tugas Biokim Buffer

Oleh: Riris Sagita Fernandes


Ikuti kami