SISTEM BUFFER DALAM DARAH

MESKIPUN darah vena dapat dianggap membawa lebih banyak CO2 dibandingkan yang dibawa darah arteri, namun buffer darah begitu efisien bahwa pH darah vena lebih asam dibandingkan dengan darah arteri hanya dengan 0,01-0,03 satuan, yakni, pH 7,40 vs pH 7,43. Buffer darah tersebut terdiri dari protein plasma, hemoglobin dan oksi-hemoglobin, dan bikarbonat serta fosfat anorganik.

Pengurangan sedikit pH yang terjadi ketika CO2 masuk ke dalam darah vena pada jaringan mempunyai efek pergeseran rasio asam ke garam dalam semua pasangan buffer tersebut. Dalam pengertian bahwa kation yang dibutuhkan kurang untuk menyeimbangkan anion-anion dari komponen garam dari masing-masing buffer tersebut, ketika rasio tersebut digeser membentuk lebih banyak asam, kation menjadi tersedia untuk membentuk karbonat yang dihasilkan dari pemasukan CO2.

Dalam menanggapi ini, fosfat dan bikarbonat plasma memainkan peranan yang kecil alias tidak begitu penting. Pengaruh pembufferan dari protein plasma lebih penting karena mereka melepaskan kation yang memadai untuk memberikan keterangan yang memuaskan yang menyangkut sekitar 10% dari total CO2. Fosfat di dalam sel darah merah memberikan tanggapan bagi sekitar 25% total CO2 yang dibawanya. Namun, yang paling penting adalah peran pembufferan yang unik dari hemoglobin dan oksihemoglobin, yang memperkirakan bagi 60% kapasitas pengangkutan CO2 dari seluruh darah.

Buffer Hemoglobin

Kapasitas pembufferan hemoglobin yang luar biasa adalah berperan pada kenyataan bahwa protein ini berbentuk oksi, suatu asam yang lebih kuat daripada dalam bentuk tereduksi (deoksigenasi). Ini ditunjukkan oleh konstanta disosiasi berturut-turut  dari dua bentuk hemoglobin:

  • K, oksihemoglobin : 2,4 x 10-7
  • K, oksihemoglobin tereduksi: 6,6 x 10-9

Pada paru-paru, pembentukan oksihemoglobin dari hemoglobin yang tereduksi, oleh karena itu, harus melepaskan ion-ion hydrogen yang akan bereaksi dengan bikarbonat membentuk asam karbonat, H2CO3. Berhubung tegangan CO2 rendah dalam paru-paru, maka keseimbangannya kemudian bergeser kea rah produksi CO2, yang tereliminasi secara berkelanjutan dalam udara yang dikeluarkan itu:

H+ + HCO3↔ H2CO3 ↔ H2O + CO2

Namun, dalam jaringan, di mana tegangan  berkurang, oksihemoglobin terurai (dibantu oleh CO2, efek Bohr), pengiriman oksigen ke sel-sel, dan mereduksi hemoglobin yang terbentuk. Pada waktu yang sama, CO2 diproduksi disebabkan di dalam metabolism masuk darah tersebut, di mana ia terhidratkan membentuk H2CO3, yang mengalami ionisasi membentuk H+ dan HCO3.

Hemoglobin tereduksi bertindak sebagai ion H+ yang baru tiba dibufferkan dengan membentuk suatu asam yang sangat lemah, yaitu dalam mana ionisasi hidrogen tertekan. Kemudian sebagaimana yang tercatat di atas, tatkala darah kembali ke paru-paru, ion-ion hidrogen tersebut akan dilepaskan sebagai hasil dari pembentukan asam yang lebih kuat; oksihemoglobin, dan H+ yang baru dilepaskan akan dinetralkan oleh HCO3dengan tepat waktu. Tentu saja, reaksi ini adalah penting bagi pelepasan CO2 dalam paru-paru.

Pada pH = 7,25, 1 mol oksihemoglobin menyumbang 1,88 mEq H+; pada sisi lain, 1 mol hemoglobin tereduksi, karena ia kurang terionkan, hanya menyumbang 1,28 mEq H+, oleh karena itu, hal ini bisa dihitung bahwa 1 mol hemoglobin pada jaringan tersebut berubah menjadi hemoglobin tereduksi yang memungkinkan 0,6 mEq H+ terikat (dibufferkan) sehingga ion-ion H+ yang baru terbentuk tidak menghasilkan perubahan dalam pH. Keadaan ini sebagaimana kaitannya dengan peran buffer hemoglobin terkadang mengacu sebagai transpor CO2 isohidrat.

Pergantian Klorida

Hal ini telah ditunjukkan bahwa hemoglobin merespon bagi sekitar 60% kapasitas pembufferan darah tersebut. Fosfat sel darah merah hanya menyumbang sekitar 25%. Bahkan sebanyak 85% CO2 mempu diangkut oleh darah di dalam sel darah merahnya. Untuk alasan ini kekuatan pembufferan dari keseluruhan darah sangat berlebihan, plasma atau serum. Namun, hal itu ada benarnya bahwa kebanyakan CO2 yang dibufferkan itu diangkut sebagai bikarbonat dalam plasma tersebut. Pengamatan ini mengandung pertanyaan mengenai bagaimana ia menghasilkan bagi banyak kapasitas buffer dari darah tersebut terletak dalam sel-sel darah, tetapi digunakan dalam plasma.

CO2 bereaksi dengan H2O membentuk asam karbonat, H2CO3, terutama di dalam sel darah karena enzim yang mengkatalisis, karbonat anhidrase, yang hanya dijumpai di dalam eritrosit. Asam karbonat tersebut kemudian dibufferkan oleh buffer-buffer intraselular, fosfat dan hemoglobin, bergabung—dalam hal ini dengan kalium. Ion bikarbonat juga kembali ke plasma dan menukarnya dengan klorida, yang mengganti-nya di dalam sel pada saat tegangan CO2 meningkat di dalam darah. Proses ini reversible, sehingga klorida yang meninggalkan sel tersebut kemudian masuk ke dalam plasma pada saat tegangan CO2 berkurang. Kenyataan ini dikonfirmasikan oleh penemuan kandungan klorida yang lebih tinggi di dalam plasma arteri daripada di dalam plasma vena.

Hal ini dianggap bahwa di bawah kondisi-kondisi normal sel-sel darah merah tersebut sebenarkan tidak permeable terhadap natrium atau kalium. Tetapi karena ia permeable terhadap hidrogen, bikarbonat, dan ion-ion klorida, maka sumber-sumber kation (kalium) antarselular tidak secara langsung dibuat tersedia bagi plasma tersebut oleh pertukaran klorida (anion) itu. Ini memungkin mengangkut CO2 tambahan (sebagai natrium bikarbonat, NaHCO3) oleh plasma.

CO2 yang memasuki darah dari jaringan menembus ke dalam sel-sel darah merah, di mana ia membentuk asam karbonat, satu reaksi yang dikatalisis oleh karbonat anhidrase. Sebagian dari asam karbonat tersebut kembali ke plasma. Sisanya bereaksi dengan buffer hemoglobin membentuk bikarbonat, yang kemudian kembali ke plasma di mana ia menggantikan klorida. Natrium bikarbonat terbentuk di dalam plasma; dan kloridanya yang telah menggantikan bikarbonat masuk ke sel-sel darah merah, di mana ia dinetralkan oleh kalium.

Semua reaksi tersebut berlangsung dalam dua arah (reversible). Pada paru-paru, pada saat darah menuju arteri, maka klorida digantikan kembali di dalam plasma tersebut, bahkan melepaskan kalium intraselular untuk membufferkan kembali oksihemoglobin yang baru terbentuk dan, di dalam plasma tersebut, penetralan natrium dibebaskan dengan menghilangkan CO2 selama respirasi alias pernafasan.***

 

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s