Artikel blog ini secara ilmiah mengkaji bagaimana tubuh kita menjaga homeostasis pH melalui buffering darah dan respirasi, berdasarkan persepsi umum tentang makanan asam dan basa.
Kita mengonsumsi berbagai jenis makanan untuk mendapatkan energi yang dibutuhkan untuk kehidupan sehari-hari dan untuk menjaga kesehatan kita. Untuk mencapai tujuan ini, orang mencari informasi tentang makanan dan memilih apa yang mereka anggap sesuai dengan kebutuhan mereka. Dalam proses ini, sebagian besar orang pernah menemukan informasi tentang pH makanan. Misalnya, kita sering mendengar bahwa minuman cola adalah makanan asam yang berbahaya bagi kesehatan gigi, sementara makanan basa seperti kentang, ubi jalar, dan wortel bermanfaat. Hal ini secara alami menimbulkan pertanyaan: Mungkinkah mengonsumsi lebih banyak makanan asam membuat tubuh kita menjadi asam, dan mengonsumsi makanan basa membuat tubuh kita menjadi basa?
Namun, organisme hidup memiliki karakteristik untuk menjaga lingkungan internalnya relatif konstan terlepas dari perubahan kondisi eksternal, suatu sifat yang dikenal sebagai homeostasis. Pada kenyataannya, mengonsumsi makanan dengan pH tertentu tidak secara langsung mengubah pH internal tubuh menjadi nilai tersebut. Jika pH tubuh berubah drastis sebagai respons terhadap lingkungan, tubuh akan kesulitan menjalankan fungsi normalnya dengan baik, dan dalam kasus yang parah, nyawa dapat terancam. Teks penjelasan ini akan mengkaji aksi penyangga darah—salah satu mekanisme penting yang digunakan tubuh kita untuk menjaga pH internal tetap stabil dan mencegah kerusakan fungsi organ—dan penyakit yang muncul ketika aksi penyangga ini terganggu.
Sebelum memahami aksi penyangga, perlu dipahami terlebih dahulu konsep pH, asam, dan basa. Kriteria yang membedakan asam dan basa adalah konsentrasi ion hidrogen yang ada dalam larutan. Skala yang menunjukkan tingkat konsentrasi ion hidrogen ini adalah pH. pH didefinisikan sebagai logaritma negatif dari konsentrasi ion hidrogen dalam larutan yang terbentuk ketika suatu zat larut dalam pelarut. Menurut definisi modern, pH dinyatakan sebagai logaritma umum negatif dari konsentrasi ion hidrogen.
Artinya, nilai pH yang lebih tinggi menunjukkan konsentrasi ion hidrogen yang lebih rendah dalam larutan, sedangkan nilai pH yang lebih rendah menunjukkan konsentrasi ion hidrogen yang lebih tinggi. Dengan air netral didefinisikan sebagai pH 7, pH di bawah 7 bersifat asam, dan pH di atas 7 bersifat basa. Keasaman dan kebasaan juga dapat diklasifikasikan berdasarkan derajatnya. Berdasarkan urutan produksi ion hidrogen ketika dilarutkan dalam pelarut, zat dikategorikan sebagai asam kuat, asam lemah, netral, basa lemah, atau basa kuat. Misalnya, zat seperti asam klorida atau asam sulfat menghasilkan sejumlah besar ion hidrogen ketika dilarutkan dalam pelarut, sehingga menghasilkan pH yang sangat rendah. Akibatnya, zat-zat tersebut diklasifikasikan sebagai zat yang sangat asam. Sebaliknya, zat seperti natrium hidroksida menghasilkan konsentrasi ion hidrogen yang sangat rendah ketika dilarutkan dalam pelarut, sehingga menghasilkan pH yang tinggi dan karenanya dipahami sebagai zat yang sangat basa.
Aksi penyangga mengacu pada efek meminimalkan perubahan konsentrasi ion hidrogen ketika asam atau basa ditambahkan ke dalam larutan. Alasan mengapa aksi penyangga ini dimungkinkan dalam darah adalah karena asam lemah asam karbonat yang ada dalam darah dan basa ion bikarbonat, yang terbentuk ketika asam lemah ini melepaskan ion hidrogen, berada dalam keseimbangan satu sama lain. Jika asam ditambahkan ke dalam darah, ion hidrogen yang meningkat bergabung dengan ion bikarbonat, yang bertindak sebagai basa, untuk membentuk kembali asam karbonat. Ini mencegah darah menjadi terlalu asam. Sebaliknya, ketika alkali ditambahkan, reaksi berlangsung ke arah yang berlawanan. Asam karbonat terionisasi, menghasilkan ion bikarbonat dan ion hidrogen. Ini mencegah darah menjadi terlalu basa. Melalui proses ini, darah menyangga efek asam atau basa yang dimasukkan dari luar. Akibatnya, bahkan ketika kita mengonsumsi makanan asam atau basa, pH darah tetap relatif konstan.
Namun, masalah dengan pengaturan pH darah dapat terjadi jika aksi penyangga darah terganggu atau karena masuk atau keluarnya zat lain. Asam karbonat dan ion bikarbonat, yang memainkan peran penting dalam penyangga darah, terbentuk ketika karbon dioksida yang diproduksi di dalam tubuh larut ke dalam cairan tubuh. Karbon dioksida adalah gas yang dihasilkan selama metabolisme jaringan atau dihirup dari luar atau dihembuskan melalui pernapasan. Jika pernapasan melemah atau pertukaran gas menjadi tidak efisien, konsentrasi karbon dioksida dalam tubuh meningkat. Kadar karbon dioksida yang lebih tinggi menyebabkan peningkatan pembentukan asam karbonat dalam darah. Saat asam karbonat terionisasi, jumlah ion hidrogen meningkat, menurunkan pH tubuh. Kondisi ini disebut asidosis.
Sebaliknya, jika pernapasan menjadi terlalu cepat atau konsentrasi karbon dioksida menjadi terlalu rendah, produksi asam karbonat menurun. Akibatnya, produksi ion hidrogen juga menurun, menyebabkan pH tubuh meningkat. Dalam situasi seperti itu, alkalosis dapat terjadi.
Dengan mensintesis prinsip-prinsip ini, kita melihat bahwa aksi penyangga darah merupakan salah satu mekanisme kunci yang mendukung homeostasis dengan menjaga keseimbangan antara asam dan basa. Secara khusus, dengan mengatur pH untuk menjaga fungsi sel dan organ secara stabil, dan dengan demikian membantu tubuh manusia mempertahankan proses fisiologis normal, aksi penyangga darah memegang peran penting dalam menjaga kesehatan kita.
