Pengaturan pH tubuh oleh paru

Peran sistem respirasi dalam keseimbangan asam basa adalah mempertahankan agar PCO2 selalu konstan walaupun terdapat perubahan kadar CO2 akibat proses metabolisme dalam tubuh. Sistem pernapasan mengatur kadar karbon dioksida yaitu PCO2 darah arteri berkisar 40 mmHg. Ventilasi (masuk dan keluarnya udara) paru dikendalikan oleh pH dan PaCO2.

Ada dua reseptor yang mengatur fungsi ventilasi, yaitu:

• pusat pernapasan di medula oblongata yang merespons penurunan pH cairan serebrospinal dengan cara meningkatkan ventilasi alveolar.
• carotid dan  aortic bodies, terletak di dekat bifurkasio arteri karotis interna dan eksterna, dan pada arkus aorta. Penurunan pH mengaktifkan reseptor ini untuk meningkatkan ventilasi alveolar.

Keseimbangan asam basa respirasi bergantung pada keseimbangan produksi dan ekskresi CO2. Jumlah CO2 yang berada dalam darah tergantung pada laju metabolisme, sedang proses ekskresi CO2 tergantung pada fungsi paru. 

Kelainan ventilasi dan perfusi akan mengakibatkan ketidakimbangan rasio ventilasi perfusi sehingga akan menyebabkan terjadinya V/Q mismatch (ketidakimbangan ventilasi perfusi). Keadaan ini pada akhirnya akan menyebabkan hipoksia maupun retensi CO2 sehingga terjadi gangguan keseimbangan asam basa. Kendali sistem respirasi tergantung pada dua stimulus utama yaitu peningkatan PaCO2 dan penurunan PaO2 (hipoksemia). 

Stimulus CO2

Stimulus CO2 terhadap ventilasi terjadi pada daerah kemosensitif di pusat pernapasan pada medula oblongata. Karbondioksida merupakan stimulus utama pernapasan yang dapat terjadi walaupun hanya terdapat sedikit peningkatan PaCO2. Pada orang normal, setiap peningkatan 1 mmHg PaCO2 terjadi peningkatan pernapasan sebesar 1-4 L/menit. Peningkatan PaCO2 adalah akibat penurunan ventilasialveoler, seperti kelainan paru obstruktif, bukan akibat peningkatan produksi CO2. Kegagalan dalam mempertahankan kadar CO2 akan mengakibatkan akumulasi CO2 dan asidosis respiratorik.

Stimulus O2

Stimulus O2 terjadi melalui perantaraan kemoreseptor di badan karotis yang terletak di percabangan arteri karotis. Hipoksemia akan merangsang ventilasi apabila terjadi penurunan PaO2 di bawah 50-60 mmHg sehingga meningkatkan frekuensi napas yang mengakibatkan penurunan PaCO2 dan meningkatkan pH (alkalosis respiratorik)

Hipoksemia 

Hipoksemia adalah terjadinya penurunan tekanan parsial oksigen (PaO2) <80 mmHg pada orang dewasa yang menghirup udara pada suhu ruangan. Secara klinis, hipoksemia dibagi menjadi:

  - hipoksemia ringan, PaO2 60-80 mmHg

  - hipoksemia sedang, PaO2 40-60 mmHg

  - hipoksemia berat, PaO2 < 40 mmHg

Perlu diingan, pada bayi baru lahir rentang normal PaO2 berkisar antara 40-70 mmHg

Penyebab hipoksemia adalah hipoventilasi, gangguan difusi di alveolus dan gangguan ventilasi-perfusi. Untuk mengetahui penyebab hipoksemia, penentuan nilai gradien oksigen alveolar-arteri akan sangat membantu. Penentuan nilai gradien tersebut dapat dilakukan dengan menggunakan rumus sebagai berikut:

Rumus gradien oksigen alveolar-arteri (gradien A-a):

   Gradien A-a = PAO2 - PaO2