Mekanisme fisiologi tubuh manusia mempertahankan homeostasis melalui tiga mekanisme utama: pertukaran cairan antar kompartemen tubuh, pengaturan keseimbangan asam basa, dan pengendalian osmolaritas dan volume cairan ekstraseluler. Ginjal memainkan peran penting dalam mekanisme ini melalui filtrasi, reabsorpsi, dan ekskresi ion dan air.

1. Mekanisme Fisiologi Tubuh
Manusia Dalam Mempertahankan
Homeostasis Tubuh
IDK I
Dr. Eni Nuraeni, M.Kes
S1 Keperawatan
FIKES UMT
1

2. 1. Kompartemen dan komposisi cairan tubuh
2. Teori asam basa
3. Derajat keasaman larutan (pH); teori asam basa,
pengaruh pH bagi homeostasis tubuh
4. Larutan elektrolit dan non elektrolit
5. Sistem Buffer tubuh
6. Larutan isotonik, hipotonik, dan hipertonik
7. 7. Mekanisme perpindahan cairan

3. Fungsi Air dalam Fisiologi Manusia
1. Media semua reaksi kimia tubuh
2. Berperan dalam pengaturan distribusi kimia &
biolistrik dalam sel
3. Alat transport hormon & nutrien
4. Membawa O2 ( yg terikat pada sel darah merah) dari paru-
paru ke sel tubuh
5. Membawa CO2 dari sel ke paru-paru
6. Mengencerkan zat toksik dan waste product serta
membawanya ke ginjal dan hati
7. Distribusi panas ke seluruh tubuh
3

4.  Intracellular
(ICF)
 Extracellular
(ECF)
 Interstitial
 Plasma
Kompartemen Cairan Tubuh
Figure 5-13: Body fluid compartments

5. Distribusi Cairan Tubuh
5
Cairan Tubuh 60%
Intraseluler 40%
Ekstraseluler 20%
Sel Membran Interstisial 15%
Plasma Darah 5%
Dinding Kapiler

6. CAIRAN TUBUH
• Cairan tubuh pada orang dewasa 60% berat badan
• Berhubungan dengan lemak tubuh, umur dan jenis
kelamin
• Pengaruh hormon estrogen
• Cairan tubuh ini terdapat dalam dua kompartemen
– Ciaran Intra seluler (CIS / di dalam sel): 40% dari BB
– Cairan Ekstra seluler (CES) / di luar sel 20%, tdd :
• Interestitial (CIT)/ cairan antar sel berada diantara
sel – sel 15 %
• Intra vaskular (CIV) : di pembuluh darah 5 %
6

7. 7
Komposisi Ion pd Cairan Tubuh

8. PROSENTASE TOTAL CAIRAN TUBUH DIBANDINGKAN
BERAT BADAN
Umur Total cairan tubuh (%)
terhadap BB
Bayi BL 77
6 Bulan 72
2 Tahun 60
16 Tahun 60
20-39 Tahun:
Pria/Wanita 60/50
40-59 Tahun:
Pria/Wanita 55/47

9. Pertukaran cairan
9
Figure 27.3

10. Cairan tubuh pada bayi
• Bayi 75 – 80 % BB terdiri dari air
• Ekstra sel 35 – 40 %
• Intra sel 40 %
• Plasma 5%
Mudah dehidrasi
10

11. Transfort zat antar kompartemen
• Lapisan endotel kapiler : dapat di lalui ion &
mudah
• Membran sel : semi permeabel/ selektif
permeabel untuk ion K+, Cl-, kurang
permeabel : Na+, Ca++
• Membran : Difusi
11

12. Transfort membran
• Difusi
• Osmosis
• Filtrasi
• Difusi terfasilitasi
• Transport aktif primer
• Transport aktif sekunder
• Endositosis
12

13. Difusi
• Karena perbedaan konsentrasi atau muatan
perlu energi
• Difusi adalah proses dimana partikel yang
terdapat dalam cairan bergerak dari
konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah
sampai terjadi keseimbangan.

14. Faktor-faktor yang meningkatkan difusi / Laju difusi
1. Peningkatan suhu
2. Peningkatan konsentrasi partikel
3. Penurunan ukuran atau berat molekul dari partikel
4. Peningkatan area permukaan yang tersedia untuk difusi
5. Penurunan jarak lintas dimana massa partikel harus
berdifusi
6. Beda konsentrasi
7. Permeabilita
8. Luas permuakaan membran
9. Berat moleku
10. jarak / tebal membran

15. 15

16. difusi sederhana
KRISTAL DALAM AIR
GAS DALAM RUANG

17. 17

18. Osmosis
• perpindahan air dari konsentrasi zat terlarut
rendah ke konsentrasi zat terlarut tinggi
osmolaritas: ukuran konsentrasi suatu larutan
- isotonus  konsentrasi larutan = plasma
darah
• sifatnya menarik
Konsentrasi rendah ( air banyak) ke konsentrasi tinggi (
air sedikit)
• Perpindahan molekul zat pelarut dari daerah konsentrasi pelarut tinggi ke
daerah konsentrasi pelarut rendah melalui membran selektif permeabel

19. 19

20. Keseimbangan Osmosis
Membran sel relatif impermiabel terhadap zat
terlarut, tapi sangat permiabel terhadap air.
Perpindahan cairan melalui membran sel = cepat
perbedaan osmolaritas antar kompartemen akan
dikoreksi (agar seimbang kembali) dalam detik/menit
20

21. Efek osmosis
Jika konsentrasi larutan sel lebih rendah dibandingkan konsentrasi
lingkungan sekitarnya, maka air akan segera bergerak ke luar
meninggalkan sel secara otomatis, akibatnya sel menyusut dan
mati (PLASMOLISIS)
Jika konsentrasi larutan sel lebih tinggi dibandingkan konsentrasi
lingkungan sekitarnya, maka air akan segera bergerak masuk ke
dalam sel secara otomatis, akibatnya sel membengkak dan pecah,
kecuali pada sel tumbuhan hanya menggelembung dan menegang
(TURGID)
21
Isotonik
Hipotonik
Air Masuk Ke Sel
Hipertonik
Air Keluar Sel
Sel

22. 22

23. Filtrasi
• Cairan melewati membran atau penyekat lain oleh
perbedaan tekanan hidrostatik dikedua belah sisinya
Cairan yang keluar sebanding dengan :
# Besar perbedaan tekanan
# Luas permukaan membran
# Permeabilitas membran
• Molekul < pori-pori: lewat sama dengan cairan
• Molekul > pori : tidak dapat lewat
• Pada kapiler filtrasi : Tekanan hidrostatik > osmotik

24. 24

25. Difusi Terfasilitasi

26. Transport Aktif
1) Transport Aktif adalah bahan bergerak dari konsentrasi
rendah ke tinggi.
2) diperlukan Energi atau daya aktif dari tubuh seperti
pompa jantung.
3) Banyak zat terlarut penting ditransport secara aktif
melewati membran sel meliputi: natrium, kalium,
hidrogen, glukosa dan asam amino.
4) Transport aktif adalah vital untuk mempertahankan
keunikan komposisi baik CES dan CIS.

27. Transport aktif primer
perpindahan
molekul dari
konsentrasi
rendah ke
konsntrasi
tinggi dgn
menggunakan
energi (ATP)
Contoh :
pompa Na-K ,

28. Transort Aktif Sekunder
• Difusi yang
difasilitasi
• Glukosa ikut Na+
ke konsentrasi
yang lebih tinggi
• Jadi Glukosa
menumpang
dengan Na
(gratis)
28

29. E
n
d
o
s
I
t
o
s
I
s
29

30. TRANSPOR PASIF
(Transpor tanpa menggunakan energi)
TRANSPOR AKTIF
(Transpor dengan menggunakan energi)
karena dari konsentrasi rendah  tinggi
Transpor pada membran plasma
DIFUSI OSMOSIS
Sederhana
Terfasilitasi
Dibantu dengan
protein pembawa
di membran
palsma sehingga
membentuk kanal
dan molekul
bergerak melintasi
membran
Difusi molekul
air melintasi
membran
permeabel
Endositosis Eksositosis
“memakan”
(fagositosis)
“memuntahkan”
“meminum”
(pinositosis)

31. 31

32. A. Pertukaran air
• Jumlah cairan tubuh harus tetap
• Pertukaran air dari luar tubuh ke dalam tubuh ke
kompartemen keluar
• Lihat pemasukan dan pengeluaran
B. Pertukaran antar kompartemen
• Sekresi & reabsorbsi di usus
• Sekresi & reabsorbsi di ginjal
• Filtrasi & rabsorbsi di kapiler
• Sekresi & reabsorbsi di cairan otak
32

33. Pertukaran di kapiler
• Tempat pertukaran zat2 antara darah dan jaringan
secara difusi :
• Kapiler sempit, aliran lambat ( cukup untuk
pertukaran nutrisi dan sisa metabolisme
33

34. Pertukaran di Kapiler
• Zat larut dalam lemak difusi melalui dinding kapiler
• Zat larut air pori Contoh : ion,glukosa, asam
amino
• Protein ukuran >> tidak dapat lewat
Perbedaan tekanan di ujung arteriol
= ( 27 –1) – 25 = 11 mmHg keluar kapiler
Perbedaan tekanan di ujung venula
= ( 25 –(17 –1) = 9 mmHg Kedalam kapiler
34

35. Keseimbangan Cairan
Figure 20-3: Role of the kidneys in water balance

36. Nephron Recycling: Overview
Figure 20-4: Osmolarity changes as fluid flows through the nephron

37.  Countercurrent
multiplier
exchange
 Gradien Osmotik
Medula
 H2O ECF
pembuluh darah
vasa rekta
Rebsorbsi Air pada Ansa
Henle Desenden
Figure 20-10: Countercurrent exchange in the medulla of the kidney

38. Keseimbangan cairan dan elektrolit
• Normal : susunan elektrolit seimbang
• Tiap perubahan homeostasis
• Volume cairan ekstra sel : memiliki keaktifan
osmotik dalam CES Na, Cl- adalah ion
terbanyak ekstra sel
• Ginjal : mengendalikan eksresi ion Na++
38

39. Pengaturan keseimbangan / volume vaskular dan
osmolalitas cairan ekstraselular (CES)
1. Rasa Dahaga
2. Anti Diuretik Hormon (ADH)
3. Aldosteron
4. Prostaglandin
5. Glukokortikoid

40. Keseimbangan Air Dan Elektrolit Dipertahankan
Melalui Integrasi Dari Fungsi :
• GINJAL
• HORMONAL
• SARAF

41. Pengaturan Keseimbangan
Cairan & Elektrolit
1. Pengaturan volume cairan ekstrasel
* Asupan cairan
* Peranan Ginjal
* Pengontrolan tekanan darah
- Hormon Atriopeptin (Atrial Natriuretic peptide)
* Pengontrolan keseimbangan garam
- Sistem Renin-Angiotensin-Aldosteron
2. Pengaturan osmolaritas cairan ekstrasel
* Perubahan osmolaritas di nefron
* Peranan Vasopresin
41

42. Pengaturan Neuroendokrin dalam
Keseimbangan Cairan
1. Sistem saraf
Reseptor
- Baroreseptor di arkus aorta & sinus karotis
- Reseptor regang tekanan rendah di thorak
Sistem saraf simpatis
2. Sistem endokrin
- Angiotensin II   reabsorpsi Na
- Aldosteron   reabsorpsi Na
- Antidiuretic hormone (ADH)   reabsorpsi air
- Atrial natriuretic peptide (ANP/atriopeptin)   ekskresi
Na & air
42

43. CARA PENGELUARAN CAIRAN
a. Ginjal
b. Kulit
c. Paru –paru
d. Gastrointestinal

44. Pengendalian ginjal
• Rasa haus terlepasnya ADH
• Osmoreseptor di hipotalamus
• Ginjal : aparatus jukstaglomerulus
44

45. Steroid Hormones: Structure and Action
45
Figure 20-1: Integrated responses to changes in blood volume and blood pressure

46. Regulators of Vasopressin Release
46
Figure 20-7: Factors affecting vasopressin release

47. 47

48. Normal Fluid Intake
• Rata-rata : 1500 ml – 2500 ml dg tambahan
1000 ml dari Preformed water
• Jenis asupan
– Oral (+ 2100 ML)
– Sintesis internal/oksidasi KH (+ 200 ML)
• Intake bervariasi tiap umur
48

49. Output Cairan Normal
• Utama : Urine
• Jalan Tambahan :
– Kulit  Insensible
Perspiration
– Paru-paru
– Intestine
• IWL (Insensible water loss)
– Dewasa : 15 ml/Kg BB
– Anak : 15 – 30 ml/Kg BB
– Bayi : 30 ml/Kg BB
• Jenis Keluaran
– IWL kulit (+ 350 ml)
– IWL paru (+ 350 ml)
– Keringat (+ 100 ml)
– Feses (+ 100 ml)
– Urin (+ 1400 ml)
49

50. Keseimbangan
Input : air minum/makan, infus, air metabolisme
Output: Urine, IWL
Faktor yg Mempengaruhi Keseimbangan Cairan Elektrolit
1. Usia
2. Luas Permukaan Tubuh / diet
3. Suhu Lingkungan
4. Gaya Hidup / Stres
5. Kesehatan
Peningkatan suhu 1oC butuh 12,5% penambahan cairanUmur
50

51. Apa itu zat asam ??
1. Zat Asam adalah suatu senyawa (zat) yang
dalam larutannya mengandung ion H+ bebas.
- asam klorida HCl  H+ + Cl-
- asam nitra HNO3  H+ + NO3-
- asam sulfat H2SO4  2H+ + SO42-
- asam asetat H3COOH  CH3COO- + H+
- asam karbonat H2CO3  HCO3 ¯ + H+
H3PO4 == H+ + H2PO4 ¯ === 2H+ + PO4
2-
2. Memiliki nilai pH < 7

52. Sumber-sumber asam dalam tubuh

54. Asam lemah dan asam kuat
 Asam kuat artinya asam yang terurai secara sempurna.
Contoh : H – Cl  H+ + Cl- ( derajat ionisasi (α = 1 )
 Asam lemah artinya asam yang terurai secara tidak
sempurna.
Contoh : H2CO3 + Protein ===== HCO3
 + H Protein
( 0 < α < 1 )
 CH3COOH ------ CH3COO- + H+ (α = 7% )
Asam –asam dalam tubuh umumnya asam-asam lemah

55. ASIDITAS ( DERAJAT KEASAMAN = pH )
Derajat keasaman menyatakan seberapa kuat
atau lemahnya suatu asam didasarkan atas
nilai pH.
Keasaman atau kebasaan suatu larutan tergantung kepada
banyak/sedikitnya jumlah ion H+
Karena keberadaan ion H+ atau OH- sangat kecil dalam
larutan maka untuk perhitungan digunakan satuan pH
 Secara matematis : pH = - log [ H+]
Larutan bersifat asam : [ H+] > [OH- ]
Larutan bersifat basa : [OH- ] < [ H+]
Larutan bersifat netral : [ H+] = [OH- ]

56. Keseimbangan Asam & Basa
• Keseimbangan asam-basa  pengaturan
konsentrasi ion H+ dalam cairan tubuh
• Ion H+ sbg hasil dari metabolisme:
C6H12O6 + O2  CO2 + H2O  H2CO3  H+ + HCO3
-
• [H+] dlm plasma  pH plasma darah = 7,4
• Sistem dapar (buffer) menghambat perubahan
pH yang besar jika ada penambahan asam
atau basa
56

57. Pd Dasarnya Ph / Derajat Keasaman DarahTergantung
Pada Konsentrasi Ion H+ & Dapat Dipertahankan Dalam
Batas Normal Melalui 3 Faktor
1. Mekanisme buffer kimia
Terdapat 4 macam buffer kimia dalam tubuh, yaitu:
o Sistem dapar bikarbonat-asam karbonat ; sistem dapar di
CES untuk asam non-karbonat
o Sistem dapar fosfat ; sistem dapar di ginjal dan CIS
o Sistem dapar protein; sistem dapar di CIS & CES
o Sistem dapar hemoglobin sistem dapar di eritrosit untuk
asam karbonat
2. Mekanisme pernafasan
3. Mekanisme ginjal. Mekanismenya terdiri dari:
o Reabsorpsi ion HCO3¯
o Asidifikasi dari garam-garam dapar
o Sekresi ammonia

58. PCO2 and Plasma pH
58
Figure 27.6
Animation: Relationship Between PCO2 and Plasma pH
PLAY

59. Keseimbangan ion H+
59

60. Ada 3 sistem buffer yang paling penting
dalam darah dan cairan ekstraselluler
1. Sistem bikarbonat ( H2CO3 / HCO3 ¯ )
2. Sistem protein (protein serum dan Hb)
H-Protein / B+ Protein, H-HbO2 /B+ HbO2,
B = K+, Na+ ; HProtein = Protein bebas
HHbO2 = oksiHb ; HHb = Hb bebas
3. Sistem fosfat (H2PO4¯ / HPO4
2-)

61. 1. Sistem bikarbonat ( H2CO3 / HCO3 ¯ )
Konsep kerja Buffer
H2CO3 H+ + HCO3 ¯
jika terjadi kelebihan ion H+ maka ion tersebut akan di
ikat oleh ion HCO3 ¯ Sehingga terbentuk H2CO3.
Kesetimbangan akan bergeser ke kiri.
Selanjutnya dengan bantuan enzim dehidratase
karbonat , H2CO3 akan terurai menjadi CO2 dan H2O.
CO2 (aq) + H2O (l) H2CO3 (aq) H+ (aq) + HCO3 ¯(aq)
CO2 (g) + H2O (l)
Asam bisa berasal
dari makanan, hasil
metabolisme
Ez
Akan dikeluarkan melalui
pernapasan

62. 2. Sistem Buffer Protein
Hb menjalankan fungsi pembufferan ion H+ yang
sedang transit dari sel-sel tubuh menuju paru-paru
Perhatikan peran Hb dalam gambar berikut: (hal 253
atlas biokimia.

63. 3. SISTEM BUFFER FOSFAT
Pada prinsipnya, kerja buffer fosfat sama dengan buffer karbonat.
Sistem fosfat terdiri dari ion-ion yang berasal dari penguraian asam
fosfat.
H3PO4 H+ + H2PO4 ¯ 2H+ + HPO4
2- 3H+ + PO4
3-
Disini yang berfungsi sebagai buffer adalah ion dihidrogen fosfat (H2PO4 ¯) yang termasuk
asam lemah dengan pKa = 7,2 dan ion monohidrogen fosfat (HPO4
2- ) yang merupakan
asam sangat lemah dengan pKa = 12,4.
Jika terjadi kelebihan ion H+ maka ion tersebut akan diikat oleh ion HPO4
2-
HPO4
2- + H+ ====== H2PO4 ¯
Jika kelebihan basa ( ion OH ¯ ) meningkat, maka ion tersebut akan diikat oleh H2PO4 ¯
H2PO4 ¯ + OH- ======= HPO4
2- + H2O
Sistem ini sangat penting peranannya dalam cairan tubular ginjal, maupun dalam cairan
Intraselluler karena konsentrasi fosfat disini lebih besar daripada dalam cairan ekstra
selluler.

64. Regulasi Pernapasan dlm Keseimbangan
Asam-Basa
• Kadar CO2 meningkat  pH menurun
• Kadar CO2 menurun  pH meningkat
• Kadar CO2 & pH merangsang kemoreseptor yg
kemudian akan mempengaruhi pusat
pernapasan
 hipoventilasi meningkatkan kadar CO2
dlm darah
 hiperventilasi menurunkan kadar CO2
dlm darah
64

65. Regulasi Ginjal dlm
Keseimbangan Asam-Basa
• Sekresi H+ ke dalam filtrat & reabsorpsi HCO3-
ke CES menyebabkan pH ekstrasel meningkat
• HCO3- di dlm filtrat diabsorbsi
• Laju sekresi H+ meningkat akibat penurunan
pH cairan tubuh atau peningkatan kadar
aldosteron
• Sekresi H+ dihambat jika pH urin < 4,5
65

66.  H+ & NH4
+ disekresi ke dalam lumen dan
dieksresikan
 HCO3
- direabsorbsi
Keseimbangan Ion Hidrogen Ginjal:
Tubulus Proksimal

67. Keseimbangan Ion Hidrogen Ginjal:
Tubulus Proksimal

68.  Sel Interkalasi Tipe A mengekskresi H+ dan
absorbsi HCO3
-
 Sel Interkalasi Tipe B mengabsorbsi H+ dan
sekresi HCO3
-
Keseimbangan Ion Hidrogen Ginjal: Duktus
Koligens

69. Keseimbangan Ion Hidrogen Ginjal:
Duktus Koligens
Figure 20-22: Role of the intercalated cell in acidosis and alkalosis

70. faal_cairan-asam-basa/ikun/2006 70

71.  Asidosis:  pH plasma
 Kerusakan Protein
 Penekanan SSP
 Alkalosis:  pH plasma
 Hipereksitabilitas
 SSP & Jantung
 Bufer: HCO3
- & protein
 “H+ input”: diet & metabolik
 “H+ output”: paru & ginjal
Keseimbangan Asam-Basa

72. 72
INTERPRETASI AGD
Lihat pH darah
pH < 7,35 pH > 7,45
ASIDOSIS ALKALOSIS
Lihat pCO2 Lihat HCO3
-
< 40mmHg > 40 mmHg < 24 mM > 24 mM
METABOLIK
RESPIRATORIK
RESPIRATORIK
METABOLIK

73. 73
TERKOMPENSASI atau TIDAK?
 Lihat pH kembali
- jika mendekati kadar normal (7,35-7,45)
 terkompensasi
- jika belum mendekati normal
 tidak terkompensasi atau terkompensasi
sebagian
 Jika asidosis respiratorik dgn HCO3
- < 24 mM 
terkompensasi sebagian
 Jika asidosis metabolik dgn pCO2 < 40 mmHg 
terkompensasi sebagian
 Jika alkalosis respiratorik dgn HCO3
- > 24 mM 
terkompensasi sebagian
 Jika alkalosis metabolik dgn pCO2 > 40 mmHg 
terkompensasi sebagian

74. 74
LATIHAN
 pH 7.32, PCO2 40, HCO3 19
 pH 7.55, PCO2 20, HCO3 22
 pH 7.55, PCO2 37, HCO3 30
 pH 7.49, PCO2 35, HCO3 29
 pH 7.30, PCO2 50, HCO3 29
 pH 7.43, PCO2 53, HCO3 30
 pH 7.44, PCO2 38, HCO3 26
 pH 7.43, PCO2 32, HCO3 20
Asidosis metabolik
tdk terkompensasi
Alkalosis respiratorik
tdk terkompensasi
Alkalosis metabolik
tdk terkompensasi
Alkalosis metabolik
tdk terkompensasi
Asidosis respiratorik
terkompensasi sebagian
Alkalosis respiratorik
terkompensasi
normal
Alkalosis metabolik
terkompensasi