Sistem dapar darah

Prinsip umum kerja buffer

Menjaga konstanta lingkungan internal membutuhkan reaksi seketika. Sistem buffer bertindak sebagai «peredam kejut» kimiawi. Secara struktural, setiap buffer tersebut dibentuk oleh asam lemah dan basa konjugasinya, yang berada dalam rasio yang sangat spesifik.

Ketika sedikit asam atau basa asing ditambahkan ke dalam larutan, sistem buffer bereaksi dengannya. Ion $H^+$ atau $OH^-$ diikat oleh komponen buffer, berubah menjadi senyawa terdisosiasi lemah atau air. Dengan demikian, ion agresif bebas hilang, dan tingkat pH tetap stabil.

Sistem buffer bikarbonat

Buffer ini terdiri dari asam karbonat lemah ($H_2CO_3$) dan ion bikarbonat ($HCO_3^-$) dalam rasio 1:20 (asam terhadap ion).

Mekanisme kerjanya bergantung pada sifat pergeseran:

• Pada asidosis (penurunan pH): kelebihan ion $H^+$ diikat oleh basa ($HCO_3^-$). Terbentuklah asam karbonat ($H_2CO_3$). Selanjutnya, di bawah pengaruh enzim karbonika anhidrase, asam ini terurai menjadi air dan karbon dioksida. Karena kelebihan $CO_2$ terus-menerus dikeluarkan oleh paru-paru, sistem bufer bikarbonat disebut sebagai sistem "terbuka".
• Pada alkalosis (alkalinitas): ion $OH^-$ berinteraksi dengan ion hidrogen yang merupakan bagian dari asam karbonat, membentuk molekul air ($H_2O$).

Meskipun buffer ini hanya menyumbang 7–9% dari total kapasitas buffer darah utuh, buffer ini sangat penting untuk cairan ekstraseluler. Dalam plasma, limfa, dan cairan serebrospinal, proporsinya mencapai 97–98% dari seluruh kapasitas buffer.

Sistem fosfat dan protein

Dua sistem lainnya memainkan peran pendukung namun penting dalam berbagai kompartemen cairan.

Buffer fosfat terdiri dari ion dihidrogen fosfat ($H_2PO_4^-$) dan ion hidrogen fosfat ($HPO_4^{2-}$). Rasio normal keduanya adalah 1:4. Tugas utama sistem ini dalam darah adalah menjaga keseimbangan optimal komponen buffer bikarbonat. Hal ini dijelaskan oleh persamaan reaksi: $H_2CO_3 + HPO_4^{2-} \leftrightarrow H_2PO_4^- + HCO_3^-$

Sistem buffer protein bekerja karena sifat amfoter dari protein. Bergantung pada lingkungannya, protein berperan secara berbeda:

• Dalam lingkungan basa, protein berdisosiasi membentuk ion $H^+$, yaitu bertindak sebagai asam.
• Dalam lingkungan asam, protein melepaskan ion $OH^-$.

Ketika konsentrasi $H^+$ meningkat, protein membentuk asam yang terdisosiasi lemah, dan jika terjadi kelebihan $OH^-$, protein berkontribusi pada pembentukan air. Kapasitas protein plasma tergolong rendah — hanya sekitar 2% dari kapasitas buffer cairan ekstraseluler.

Sistem buffer hemoglobin

Ini adalah sistem buffer yang paling kuat, menyumbang 75% (3/4) dari seluruh kapasitas buffer darah. Efektivitasnya yang luar biasa disebabkan oleh dua faktor: sifat amfoter dari bagian protein (globin) dan pengaruh oksigenasi pada karakteristik asam-basa hemoglobin.

Sifat utama dari berbagai bentuk hemoglobin:

1. Hemoglobin tereduksi ($Hb$) — merupakan basa yang lebih kuat, sehingga jauh lebih mudah mengikat ion hidrogen bebas ($H^+$).
2. Oksihemoglobin ($HbO_2$) — berperan sebagai asam yang lebih kuat dibandingkan dengan bentuk tereduksi.

Mekanisme fisiologis di jaringan: Ketika darah melewati kapiler jaringan, darah melepaskan oksigen dan mengambil karbon dioksida. Oksihemoglobin berubah menjadi hemoglobin tereduksi. Karbon dioksida yang masuk ke dalam eritrosit (bertindak sebagai komponen asam) dinetralkan hampir sepenuhnya dan seketika, karena hemoglobin tereduksi yang terbentuk bertindak sebagai basa kuat dan meredam perubahan tersebut.

Singkatnya: jawaban atas pertanyaan topik

Soal-soal dari kelas dan ujian

Topik lain untuk dipelajari

• Peran enzim karbonik anhidrase di dalam eritrosit
• Mekanisme pembentukan asidosis jaringan
• Keterkaitan antara pertukaran gas dan status asam-basa
• Perbedaan kapasitas penyangga cairan intraseluler dan ekstraseluler

Topik lain di bagian "Darah"

Materi disiapkan oleh staf pengajar WhiteCoat Pro sesuai dengan kurikulum pendidikan kedokteran. Bersifat edukatif.