Dasar-dasar Keseimbangan Cairan

Dasar-dasar Keseimbangan Cairan
Ada apa dengan Air?
Air penting bagi kehidupan. Air membantu mempertahankan suhu tubuh dan bentuk sel, transportasi zat-zat gizi, gas dan sampah. Lebih kurang 60% berat badan orang dewasa terdiri dari cairan.
Kulit, paru-paru dan ginjal bekerja sama dalam mempertahankan keseimbangan cairan. Untuk mempertahankan keseimbangan tersebut, sejumlah cairan yang masuk harus seimbang dengan jumlah yang keluar/hilang. Sebagian jumlah cairan yang hilang dapat diukur sedangkan sebagian yang lain tidak dapat diukur. Kehilangan cairan melalui kulit dan paru-paru disebut dengan insensible losses karena tidak dapat dilihat atau diukur. Kehilangan cairan berupa penguapan melalui kulit terjadi secara konstan namun tergantung luasnya permukaan tubuh seseorang.

Perubahan kadar kelembaban mempengaruhi jumlah cairan yang hilang melalui kulit. Kedalaman pernapasan dan jumlah pernapasan juga mempengaruhi hilangnya cairan melalui paru-paru. Misalnya pada kondisi takipnea, maka banyak cairan yang hilang melalui pernapasan. Sedangkan pada kondisi bradipnea, lebih sedikit cairan yang hilang melalui paru-paru. Demam meningkatkan kehilangan cairan melalui kulit dan paru-paru.
Cairan yang hilang melalui perkemihan, defekasi, luka, dan lainnya disebut sebagai sensible losses karena dapat diukur volumenya. Orang dewasa kehilangan cairan melalui defekasi sebanyak 100-200 ml/hari. Pada kasus diare yang hebat, kehilangan cairan dapat mencapai 5000 ml/hari.
Tubuh menyimpan cairan pada 2 kompartemen, yaitu di dalam sel dan di luar sel. Cairan yang ada di dalam sel disebut dengan cairan intraseluler; sedangkan cairan yang berada di luar sel disebut dengan cairan ekstraseluler. Dinding kapiler dan membran sel memisahkan kompartemen intraseluler dan ekstraseluler. Untuk mempertahankan keseimbangan cairan, distribusi cairan antara 2 kompartemen harus relatif konstan. Pada orang dewasa, total cairan intraseluler sekitar 40% berat badan (BB), sedangkan jumlah cairan ekstraseluler sekitar 20% BB.
Cairan ekstraseluler dapat dibagi lagi ke dalam cairan interstitial (cairan atau plasma di sekitar sel) dan intravaskular (cairan di dalam pembuluh darah atau yang berupa darah). Pada orang dewasa, banyaknya cairan interstitial adalah sekitar 75% cairan ekstraseluler. Tubuh juga mengandung cairan lainnya yang disebut cairan transseluler, misalnya pada kolumna serebrospinal, kavitas pleura, sistem limfe, sendi dan mata.
Distribusi cairan dalam 2 kompartemen tubuh manusia bervariasi menurut usia seseorang. Dibandingkan orang dewasa, balita memiliki persentase cairan yang lebih banyak pada ruang interstitial. Sekitar 80% dari tubuh seorang neonatus adalah air. Sekitar 90% berat badan bayi prematur adalah air. Banyaknya presentase air dalam tubuh manusia semakin menurun sejalan dengan penambahan usia hingga pubertas.
Sel otot skelet mengikat air lebih banyak, tidak seperti sel lemak. Wanita normalnya memiliki sel lemak yang lebih banyak pada otot skeletnya dibandingkan laki-laki, oleh karenanya wanita cenderung memiliki jumlah cairan yang lebih sedikit. Orang yang obese dapat memiliki kadar air yang hanya 45% berat badan. Akumulasi lemak tubuh pada orang ini meningkatkan berat badan tanpa meningkatkan jumlah air yang dapat ditampung oleh tubuh.
Jenis Cairan
Cairan dalam tubuh bentuknya tidaklah murni air, melainkan berupa 3 macam jenis yaitu cairan isotonik, hipotonik, dan hipertonik.
Jika ada dua cairan yang memiliki konsentrasi yang sebanding maka akan tercipta keseimbangan, tidak ada perpindahan kompartemen (solute) dari satu cairan satu ke cairan yang lain. Misalnya normal saline, merupakan cairan isotonis karena memiliki konsentrasi garam yang hampir sama dengan konsentrasi garam pada darah.
Larutan hipotonis memiliki konsentrasi larutan yang lebih rendah dibandingkan dengan larutan yang lain. Bahasa mudahnya, suatu larutan memiliki kadar garam yang lebih rendah dan yang lainnya lebih banyak. Jika ada larutan hipotonis yang dicampur dengan larutan yang lainnya maka akan terjadi perpindahan kompartemen larutan dari yang hipotonis ke larutan yang lainnya sampai mencapai keseimbangan konsentrasi. Contoh larutan hipotonis adalah setengah normal saline (1/2 NS).
Larutan hipertonis memiliki konsentrasi larutan yang lebih tinggi dari larutan yang lainnya. Bahasa mudahnya, suatu larutan mengandung kadar garam yang lebih tinggi dibandingkan dengan larutan yang lainnya. Jika larutan hipertonis ini dicampurkan dengan larutan lainnya (atau dipisahkan dengan membran semipermeabel) maka akan terjadi perpindahan cairan menuju larutan hipertonis sampai terjadi keseimbangan konsentrasi larutan. Sebagai contoh, larutan dekstrosa 5% dalam normal saline memiliki sifat hipertonis karena konsentrasi larutan tersebut lebih tinggi dibandingkan konsentrasi larutan dalam darah pasien.
Gerakan cairan dalam tubuh
Seperti halnya jantung yang selalu berdenyut, cairan dalam tubuh juga bergerak secara terus-menerus. Gerakan tersebut untuk mempertahankan homeostasis.
Di dalam sel
Cairan dalam kompartemen intraseluler, interstitial, dan intravaskuar berpindah melalui suatu membran yang memisahkan masing-masing kompartemen. Membran tersebut bersifat semipermeabel yang artinya dapat dilewati oleh beberapa komponen larutan.
Berikut ini ada pemaparan cara lain perpindahan komponen larutan satu ke larutan yang lainnya melalui suatu membran pada tingkat seluler. Pada difusi, komponen larutan berpindah dari konsentrai tinggi ke konsentrasi rendah, dan tidak dibutuhkan energi untuk prosesnya (transport pasif). Sedangkan pada transport aktif, komponen larutan berpindah dari konsentrasi rendah ke konsentrasi tinggi, serta membutuhkan energi untuk melawan gradien konsentrasi yaitu berupa ATP (Adenosine triphosphate). Beberapa komponen larutan seperti Na dan K, perlu menggunakan ATP untuk masuk dan keluar dari sel melalui transport aktif yang disebut dengan pompa Na-K. Beberapa solute yang memerlukan transport aktif untuk menembus membran meliputi ion Ca, ion H, asam amino, dan beberapa gula. Osmosis adalah perpindahan pasif dari larutan dengan konsentrasi solute yang rendah & cairan banyak menuju larutan dengan cairan yang sedikit namun dengan konsentrasi solute yang tinggi.
Di dalam sistem vaskuler
Gerakan cairan ke dalam/menuju kapiler merupakan dorongan darah yang melawan dinding kapiler. Tekanan tersebut disebut dengan tekanan hidrostatik. Ketika tekanan hidrostatik di dalam kapiler lebih besar dari pada tekanan di dalam ruang interstitial, cairan dan solute pada kapiler akan terdorong ke dalam ruang interstitial. Begitu pula sebaliknya.
Proses reabsorpsi mencegah banyaknya cairan yang meninggalkan kapiler, tidak peduli berapa besarnya tekanan di dalam kapiler. Ketika cairan menembus kapiler, protein albumin juga mengambil peranan. Albumin merupakan molekul besar yang normalnya tidak dapatmenembus membran kapiler. Saat konsentrasi albumin di dalam kapiler meningkat, cairan akan bergerak kembali ke dalam kapiler secara osmosis. Anggaplah albumin sebagai magnetnya air. Dorongan atau tenaga albumin pada ruang vaskuler merupakan tekanan koloid osmotik plasma, yang tekanan normalnya sekitar 25 mmHg.
Mempertahankan keseimbangan cairan
Organ-organ dalam tubuh manusia bekerja sama untuk mempertahankan keseimbangan cairan. Karena satu masalah dapat mempengarahi sistem keseimbangan cairan secara keseluruhan, perlu dipastikan semua sistem dalam kondisi baik. Berikut ini organ-organ yang berperan dalam mengatur keseimbangan cairan.
Ginjal memberikan peranan penting dalam keseimbangan cairan. Jika ada gangguan pada ginjal, maka tubuh akan kesulitan mengontrol atau mengatur keseimbangan cairan. Bagian ginjal tersebut adalah nefron. Nefron terdiri atas glomerulus dan tubulus. Tubulus ini pada beberapa bagian membentuk gulungan dan berakhir menjadi duktus kolektivus. Glomerulus merupakan sekumpulan kapiler yang menyaring darah.Glomerulus dikelilingi oleh kapsula bowman. Tekanan pada pembuluh darah kapiler mendorong cairan melalui dinding kapiler dan menuju kapsula bowman pada bagian proksimal tubulus. Sepanjang tubulus, air dan elektrolit diekskresikan atau ditahan menurut kebutuhan tubuh. Jika tubuh memerlukan cairan yang lebih, maka cairan akan lebih banyak ditahan. Sedangkan apabila tubuh memerlukan sedikit cairan, akan lebih sedikit yang diabsorbsi dan lebih banyak di ekskresi.
Nefron menyaring 125 mililiter darah setiap menitnya, yang disebut dengan glomerular filtration rate (GFR). Jumlah urine yang diproduksi ginjal 1-2 liter/hari. Jika tubuh kehilangan 1-2% cairan, ginjal akan mengambil langkah untuk mengatur jumlah air dalam tubuh melalui reabsorpsi. Ginjal harus mengekskresikan paling sedikit 20 ml urin setiap jam (500 ml/hari) untuk mengeluarkan sampah hasil metabloisme tubuh. Jumlah urin yang kurang dari 20 ml/jam biasanya mengindikasikan adanya kondisi patologis. Jumlah minimal keluaran urin bervariasi tergantung usia.
Hormon Antidiuretik (ADH)
Beberapa hormon mempengaruhi keseimbangan cairan, diantaranya adalah antidiuretic hormone (ADH) atau vasopressin. Hipotalamus memproduksi ADH, sedangkan kelenjar pituitari posterior menyimpan dan melepaskannya. Fungsi hormon ADH mudah diingat karena sesuai kepanjangannya yaitu hormon antidiuretik yang artinya mengurangi diuresis dan meningkatkan retensi air.
Peningkatan osmolalitas serum atau penurunan volume darah dapat menstimulasi pelepasan ADH, yang pada akhirnya akan meningkatkan reabsorpsi cairan di ginjal. Peningkatan reabsorpsi cairan mengakibatkan konsentrasi urin menjadi lebih pekat. Begitu pula sebaliknya, penurunan osmolalitas serum atau peningkatan volume darah akan menghambat pelepasan ADH dan mengakibatkan lebihcairan sedikit yang diabsorspsi, sehingga urin yang dihasilkan akan memiliki konsentrasi yang rendah atau encer. Banyaknya ADH yang dilepaskan setiap harinya bervariasi tergantung keperluan tubuh.
Sistem Renin-angiotensin-aldosteron
Untuk membantu mempertahankan keseimbangan garam dan air dalam tubuh termasuk untuk mempertahankan volume darah dan tekanan darah yang normal, ada sel khusus yang disebut dengan sel juxtaglomerulus. Sel juxtaglomerulus ada di dekat glomerulus dan mensekresikan enzim yang bernama renin. Proses kerjanya adalah sebagai berikut.
Ketika aliran darah ke glomerulus menurun, sel juxtaglomerulus akan mensekresikan renin ke dalam aliran darah menuju hepar. Di dalam hepar, renin akan mengubah angiotensinogen menjadi agiotensin I. Lalu angiotensin I akan menuju paru-paru, dan dikonversi menjadi angiotensin II. Selanjutnya angiotensin menuju kelenjar adrenal untuk menstimulasi kelenjar adrenal untuk memproduksi aldosteron.
Angiotensin II menyebabkan vasokonstriksi perifer dan menstimulasi produksi aldosteron. Keduanya akan menigkatkan tekanan darah. Jika tekanan darah telah normal kembali, tubuh akan berhenti mensekresi renin, serta siklus renin-angiotensin-aldosteron akan berhenti pula.
Naik dan turunnya renin
Jumlah renin yang disekresikan bergantung pada aliran darah dan kadar sodium dalam aliran darah. Jika aliran darah yang ke ginjal berkurang, seperti yang terjadi pada pasien yang sedang mengalami perdarahan, atau jika jumlah sodium yang sampai di glomerulus turun, maka sel juxtaglomerulus akan mensekresikan renin lebih banyak. Renin menyebabkan vasokonstriksi dan selanjutnya meningkatkan tekanan darah.
Sebaliknya, jika aliran darah ke ginjal meningkat, atau jika kadar sodium yang mencapai glomerulus meningkat, sel juxtaglomerulus akan mengurangi sekresi renin. Penurunan sekresi renin akan mengurangi vasokonstriksi dan membantu menormalkan tekanan darah.
Pengaturan Sodium dan air
Hormon aldosteron juga memainkan peranan penting dalam mempertahankan tekanan darah dan keseimbangan cairan. Aldosteron disekresi di kortek adrenal, mengatur reabsorpsi sodium dan air di dalam nefron.
Men-trigger transport aktif
Ketika volume darah menurun, aldosteron mengawali transport aktif sodium dari tubulus distalis dan duktus kolektivus ke dalam aliran darah. Transport aktif tersebut mendorong sodium kembali ke dalam aliran darah. Ketika sodium di dorong ke dalam aliran darah, banyak air akan diabsorpsi dan volume darah akan bertambah.
Atrial Natriuretic Peptide
Sistem renin-angiotensin-aldosteron bukan satu-satunya faktor yang mempengaruhi keseimbangan cairan dalam tubuh. Hormon jantung yang dinamakan atrial natriuretic peptide (ANP) juga berperan dalam menjaga keseimbangan cairan. ANP tersimpan dalam sel pada atria, dilepaskan saat tekanan atrial meningkat. Hormon ini berperan menurunkantekanan darah dan mengurangi volume darah intravaskuler, berlawanan dengan sistem renin-angiotensin-aldosteron.
Hormon ini bekerja dengan cara:
-menekan kadar renin serum
-menurunkan pelepasan aldosteron dari kelenjar adrenal
-meningkatkan filtrasi glomerulus, yang akan meningkatkan eksresi sodium dan air melalui urin
-mengurangi pelepasan ADH dari kelenjar pituitari posterior
-mengurangi resistensi vaskuler dengan vasodilatasi.
Meregangkan atrium
Peningkatan jumlah ANP yang disekresi oleh atria bergantung pada beberapa kondisi, termasuk gagal ginjal kronis dan gagal jantung. Apapun yang menyebabkan peregangan atria dapat mengakibatkan peningkatan jumlah ANP yang dilepaskan termasuk perubahan ortostatik, atrial takikardi, intake sodium yang tinggi, infus NaCl, dan penggunaan obat yang menyebabkan vasokonstriksi.
Rasa Haus
Barangkali mekanisme paling simpel dari proses mempertahankan keseimbangan cairan adalah mekanisme haus. Haus terjadi sebagai hasil dari kehilangan cairan yang sedikit jumlahnya. Kehilangan cairan tubuh atau memakan makanan berkadar garam tinggi akan meningkatkan osmolalitas cairan ekstraseluler. Peningkatan ini menyebabkan membran mukosa mulut mengering, yang akhirnya menstimulasi pusat haus di hipotalamus.
Pada orang lanjut usia, mekanisme haus kurang efektif dibanding orang yang lebih muda, sehingga lebih mudah beresiko mengalami dehidrasi.
Hilangnya rasa haus
Normalnya, ketika seseorang kehausan, dia akan minum sesuatu. Cairan yang diminumnya akan diabsorpsi di usus menuju aliran darah yang akan bergerak bebas diantara kompartemen-kompartemen cairan. Pergerakan ini meningkatkan jumlah cairan dalam tubuh dan mengurangi konsentarsi solute, akhirnya menyeimbangkan jumlah cairan dalam tubuh.
Mekanisme homeostatik cairan oleh organ-organ tubuh
Tubuh dilengkapi dengan mekanisme homeostatis yang luar biasa untuk menjaga komposisi dan volume cairan tubuh. Organ-organ yang terlibat dalam homeostatik termasuk ginjal, paru-paru, jantung, kelenjar adrenal, kelenjar paratiroid, dan kelenjar pituitari.
Ginjal
Organ ini penting untuk pengaturn keseimbangan cairan dan elektrolit, secara normal ginjal menyaring 170 liter plasma setiap hari pada orang dewasa, sementara pada saat yang sama hanya mengeksresi 1,5 liter urin. Fungsi-fungsi utama ginjal dalam mempertahankan keseimbangan cairan yang normal adalah berikut ini:
-Pengaturan volume dan osmolalitas CES melalui retensi dan eksresi selektif cairan tubuh
-Pengaturan kadar elektrolit dalam CES dengan retensi selektif substansi yang dibutuhkan dan ekskresi selektif substansi yang tidak dibutuhkan.
-Pengaturan pH CES melalui retensi ion-ion hidrogen
-Eksresi sampah metabolik dan substansi toksik
Jantung dan Pembuluh darah
Kerja pompa jantung mensirkulasi darah melalui ginjal di bawah tekanan yang sesuai untuk menghasilkan urin. Kegagalan kerja pompa ini mengganggu perfusi ginjal dan karena itu mengganggu pengaturan cairan.
Paru-paru
Paru-paru juga vital dalam mempertahankan homeostatis. Melalui ekshalasi, paru-paru membuang kira-kira 300 ml air setiap hari pada orang dewasa normal.
Kelenjar Pituitari
Hipotalamus menghasilkan suatu substansi yang dikenal dengan nama hormin anti diuretik (ADH) yang disimpan dalam kelenjar pituitari posterior dan dilepaskan jika diperlukan.
Kelenjar Adrenal
Zona glomerulosa dari korteks adrenal menghasilkan aldosteron yang mempengaruhi keseimbangan cairan.
Kelenjar Paratiroid
Kelenjarini menghasilkan hormon paratiroid yang mempengaruhi keseimbangan cairan melalui mekaisme resorpsi tulang, absorpsi kalsium dari usus halus, dan reabsorpsi kalsium dari tubulus ginjal.