“Ginjal Dalam Perannya sebagai Organ Pengatur Metabolisme dan Homeostasis pada Tubuh Manusia”

Makalah Semester Pendek Basic Structure and Function

Disusun untuk memenuhi penilaian Semester Pendek “Basic Structure and Function”

Oleh :

Hamid Hunaif Dhofi Alluza

0710710076

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN DOKTER

FAKULTAS KEDOKTERAN

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG

2011

PENDAHULUAN

Ginjal adalah organ yang mempunyai pembuluh darah yang sangat banyak (sangat vaskuler) tugasnya memang pada dasarnya adalah “menyaring/membersihkan” darah. Aliran darah ke ginjal adalah 1,2 liter/menit atau 1.700 liter/hari, darah tersebut disaring menjadi cairan filtrat sebanyak 120 ml/menit (170 liter/hari) ke Tubulus. Cairan filtrat ini diproses dalam Tubulus sehingga akhirnya keluar dari ke-2 ginjal menjadi urin sebanyak 1-2 liter/hari. Ginjal sangat berperan penting dalam fungsi homeostasis dan metabolisme tubuh.

PEMBAHASAN

Fungsi Dasar Ginjal

Beberapa fungsi dasar ginjal adalah

a) memegang peranan penting dalam pengeluaran zat-zat toksis atau racun,

b) mempertahankan keseimbangan cairan tubuh,

c) mempertahankan keseimbangan kadar asam dan basa dari cairan tubuh, dan

d) mengeluarkan sisa-sisa metabolisme akhir dari protein ureum, kreatinin dan amoniak.

e) Mengaktifkan vitamin D untuk memelihara kesehatan tulang.

f) Produksi hormon yang mengontrol tekanan darah.

g) Produksi Hormon Erythropoietin yang membantu pembuatan sel darah merah.

Anatomi Dasar Ginjal

a. Makroskopis:

Ginjal terletak dibagian belakang abdomen atas, dibelakang peritonium (retroperitoneal), didepan dua kosta terakhir dan tiga otot-otot besar (transversus abdominis, kuadratus lumborum dan psoas mayor) di bawah hati dan limpa. Di bagian atas (superior) ginjal terdapat kelenjar adrenal (juga disebut kelenjar suprarenal). Kedua ginjal terletak di sekitar vertebra T12 hingga L3. Ginjal pada orang dewasa  berukuran panjang 11-12 cm, lebar 5-7 cm, tebal 2,3-3 cm, kira-kira sebesar kepalan tangan manusia dewasa. Berat kedua ginjal kurang dari 1% berat seluruh tubuh atau kurang lebih beratnya antara 120-150 gram.Bentuknya seperti biji kacang, dengan lekukan yang menghadap ke dalam. Jumlahnya ada 2 buah yaitu kiri dan kanan, ginjal kiri lebih besar dari ginjal kanan dan pada umumnya ginjal laki-laki lebih panjang dari pada ginjal wanita. Ginjal kanan biasanya terletak sedikit ke bawah dibandingkan  ginjal kiri untuk memberi tempat  lobus hepatis dexter yang besar.  Ginjal dipertahankan dalam posisi tersebut oleh bantalan lemak yang tebal. Kedua ginjal dibungkus oleh dua lapisan lemak (lemak perirenal dan lemak pararenal) yang membantu meredam guncangan.Setiap ginjal terbungkus oleh selaput tipis yang disebut kapsula fibrosa, terdapat cortex renalis di bagian luar, yang berwarna coklat gelap, dan medulla renalis di bagian dalam yang berwarna coklat lebih terang dibandingkan cortex. Bagian medulla berbentuk kerucut yang disebut pyramides renalis, puncak kerucut tadi menghadap kaliks yang terdiri dari lubang-lubang kecil disebut papilla renalis.Hilum adalah pinggir medial ginjal berbentuk konkaf sebagai pintu masuknya pembuluh darah, pembuluh limfe, ureter dan nervus. Pelvis renalis berbentuk corong yang menerima urin yang diproduksi ginjal.

Terbagi menjadi dua atau tiga kaliks renalis majores yang masing-masing akan bercabang menjadi dua atau tiga kaliks renalis minores.Medulla terbagi menjadi bagian segitiga yang disebut piramid. Piramid-piramid tersebut dikelilingi oleh bagian korteks dan tersusun dari segmen-segmen tubulus dan duktus pengumpul nefron.

b. Mikroskopis:

Ginjal terbentuk oleh unit yang disebut nephron yang berjumlah 1-1,2 juta buah pada tiap ginjal. Nefron adalah unit fungsional ginjal. Setiap nefron terdiri dari kapsula bowman, tumbai kapiler glomerulus, tubulus kontortus proksimal, lengkung henle dan tubulus kontortus distal, yang mengosongkan diri keduktus pengumpul. (Price, 1995)

Unit nephron dimulai dari pembuluh darah halus / kapiler, bersifat sebagai saringan disebut Glomerulus, darah melewati glomerulus/ kapiler tersebut dan disaring sehingga terbentuk filtrat (urin yang masih encer) yang berjumlah kira-kira 170 liter per hari, kemudian dialirkan melalui pipa/saluran yang disebut Tubulus. Urin ini dialirkan keluar ke saluran Ureter, kandung kencing kemudian ke luar melalui Uretra.

Nefron berfungsi sebagai regulator air dan zat terlarut (terutama elektrolit) dalam tubuh dengan cara menyaring darah, kemudian mereabsorpsi cairan dan molekul yang masih diperlukan tubuh. Molekul dan sisa cairan lainnya akan dibuang. Reabsorpsi dan pembuangan dilakukan menggunakan mekanisme pertukaran lawan arus dan kotranspor. Hasil akhir yang kemudian diekskresikan disebut urin.

Fisiologi Dasar Ginjal

Ginjal memiliki 2 (dua) fungsi utama yaitu:

a. Menyaring sisa-sisa metabolisme dari cairan darah dan mengeluarkannya dalam bentuk air kemih.

b. Menjaga keseimbangan air dan ion-ion mineral dalam darah agar tekanan osmotik cairan tubuh tetap seimbang.

Selain itu ginjal juga memiliki beberapa fungsi tambahan lain sebagai berikut:

a. Menghasilkan hormon erythropoetin yang berperanan dalam membantu pembuatan sel darah merah.

b. Mengaktifkan vitamin D untuk memelihara kadar kalsium darah dan kesehatan tulang.

Sesuai dengan fungsinya, maka di dalam ginjal terjadi proses-proses sebagai berikut :

1. EKSKRESI

Ekskresi adalah proses penyaringan dan pembuangan zat-zat sisasisa metabolisme yang tidak berguna bagi tubuh dan bersifat racun. Oleh karena itu, ginjal disebut sebagai alat ekskresi. Eksresi zat-zat sisa-sisa metabolisme oleh ginjal melalui proses pembentukan air kemih yang mepiuti: filtrasi, penyerapan kembali (reabsorsi), dan sekresi.

a. Filtrasi

Sangat penting untuk dipahami bahwa fungsi ginjal adalah menyaring cairan darah sehingga zat-zat yang tidak diperlukan oleh tubuh dapat dibuang seperti misalnya sisa metabolisme. Darah disaring melalui dinding epitelium tipis yang berpori dari glomerulus dan kapsula Bowman karena adanya tekanan dari darah yang mendorong plasma darah. Filtrasi barlangsung di dalam glomerulus, dimana urin primer atau ultra filtrate plasma darah dibentuk. Pada dasarnya, ginjal berfungsi menyaring atau membersihkan darah. Aliran darah ke ginjal sekitar 1,2 liter/menit atau

1.700 liter/hari. Darah tersebut disaring menjadi cairan filtrat sebanyak 120 ml/menit atau 170 liter/hari ke tubulus. Cairan filtrat kemudian diproses di dalam tubulus hingga akhirnya keluar dari kedua ginjal menjadi urine sebanyak 1-2 liter/hari. Di antara darah dalam glomerulus dan ruangan berisi cairan dalam kapsula Bowman terdapat tiga lapisan:

kapiler selapis sel endotelium pada glomerulus lapisan kaya protein sebagai membran selapis sel epitel melapisi dinding kapsula Bowman (podosit)

Dengan bantuan tekanan, cairan dalan darah didorong keluar dari glomerulus, melewati ketiga lapisan tersebut dan masuk ke dalam ruangan dalam kapsula Bowman dalam bentuk filtrat glomerular. Filtrat plasma darah tidak mengandung sel darah ataupun molekul protein yang besar. Protein dalam bentuk molekul kecil dapat ditemukan dalam filtrat ini. Darah manusia melewati ginjal sebanyak 350 kali setiap hari dengan laju 1,2 liter per menit, menghasilkan 125 cc filtrat glomerular per menitnya. Laju penyaringan glomerular ini digunakan untuk tes diagnosa fungsi ginjal.

Filtrat yang dihasilkan akan masuk ke dalan tubulus ginjal. Darah yang telah tersaring akan meninggalkan ginjal lewat arteri eferen. Kedua ginjal menghasilkan sekitar 125 ml filtrat per menit. 125 ml diabsorsi dan yang 1 ml dikeluarkan kedalam kaliks sebagai urin. Setiap 24 jam dibentuk sekitar 1500 ml urin. Aliran darah dalam kedua ginjal pada orang dewasa jumlahnya sekitar 1,2 – 1,3 liter per menit, yang berarti bahwa darah yang beredar dalam tubuh melalui ginjal setiap 4 – 5 menit.

Nefron, terutama tubulus kontortus proksimal, mereapsorbsi zat-zat dalam filter, yang berguna bagi metabolisme tubuh sehingga mempertahankan homeostatis lingkungan internal. Juga memindahkan hasil-hasil sisa dari darah ke lumen tubulus, dikeluarkan dalam urin. Tubulus koligens mengabsorsi air, sehingga membantu pemekatan urin. Dengan cara ini, organisme menguasai keseimbangan air, cairan intersel dan osmotik.

Tekanan hidrostatik glomerulus lebih tinggi daripada tekanan hidrostatik pada kapiler-kapiler lain. Tekanan ini sekitar 75 mmHg. Filtrasi glomerulus dibentuk akibat tekanan hidrostatik darah dimana gaya-gaya yang melawan tekanan hidrostatik yaitu: tekanan osmotik koloid plasma (30 mm Hg). Nefron berfungsi sebagai regulator air dan zat terlarut (terutama elektrolit) dalam tubuh dengan cara menyaring darah, kemudian mereabsorpsi cairan dan molekul yang masih diperlukan tubuh. Molekul dan sisa cairan lainnya akan dibuang. Reabsorpsi dan pembuangan dilakukan menggunakan mekanisme pertukaran lawan arus dan

kotranspor. Hasil akhir yang kemudian diekskresikan disebut urin. Ginjal mempertahankan keasaman (pH) plasma darah pada kisaran 7,4 melalui pertukaran ion hidronium dan hidroksil. Akibatnya, urin yang dihasilkan dapat bersifat asam pada pH 5 atau alkalis pada pH 8.

Kadar ion natrium dikendalikan melalui sebuah proses homeostasis yang melibatkan aldosteron untuk meningkatkan penyerapan ion natrium pada tubulus konvulasi. Kenaikan atau penurunan tekanan osmotik darah karena kelebihan atau kekurangan air akan segera dideteksi oleh hipotalamus yang akan memberi sinyal pada kelenjar pituitari dengan umpan balik negatif. Kelenjar pituitari mensekresi hormon antidiuretik (vasopresin) untuk menekan sekresi air sehingga terjadi perubahan tingkat absorpsi air pada tubulus ginjal. Akibatnya konsentrasi cairan jaringan akan kembali menjadi 98%.

Ginjal mengatur susunan kimia melalui filtrasi, absorsi aktif, absorsi pasif, dan sekresi. Filtrasi barlangsung dalam glomerulus, dimana ultra filtrate plasma darah dibentuk. Pasa tubuh nefron, terutama tubulus kontortus proksimal, mereapsorbsi zat-zat dalam filter, yang berguna bagi metabolisme tubuh. Sehingga mempertahankan homeostatis lingkungan internal. Juga memindahkan hasil-hasil sisa dari darah ke lumen tubulus, dikeluarkan dalam urin. Tubulus koligens mengabsorsi air, sehingga membantu pemekatan urin. Dengan cara ini, organisme menguasai keseimbangan air, cairan intersel dan osmotik.

Kedua ginjal menghasilkan sekitar 125 ml filtrat per menit. 125 ml diabsorsi dan yang 1 ml dikeluarkan kedalam kaliks sebagai urin. Setiap 24 jam dibentuk sekitar 1500 ml urin. Aliran darah dalam kedua ginjal pada orang dewasa jumlahnya sekitar 1,2 – 1,3 l per menit, yang berarti bahwa darah yang beredar dalam tubuh melalui ginjal setiap 4 – 5 menit. Glomeruli mengandung kapiler-kapiler arteri yang tekanan hidrostatiknya lebih tinggi daripada tekanan hidrostatik pada kapilerkapiler lain. Tekanan ini sekitar 75 mm Hg. Filtrasi glomerulus dibentuk akibat tekanan hidrostatik darah dimana gaya-gaya yang melawan tekanan hidrostatik yaitu :

Tekanan osmotik koloid plasma (30 mm Hg) Tekanan cairan yang terdapat dalam bagian tubulus nefron (10 mm

Hg) Tekanan interstitial didalam parenkin ginjal (10 mm Hg), yang

bekerja pada kapsul boweman yang diteruskan ke cairan kapsuler.

Tekanan hidrostatik adalah 75 mm Hg dan jumlah total gaya-gaya yang melawannya adalah 50 mm Hg. Gaya filtrasi yang dihasilkan kira-kira 25 mm Hg.

b. Reabsorpsi tubulus

Sebagian besar filtrat secara selektif direabsorpsi dalam tubulus ginjal melalui difusi pasif gradien kimia atau listrik, transpor aktif terhadap gradien tersebut, atau difusi terfasilitasi. Sekitar 85% NaCl dan air serta semua glukosa dan asam amino pada filtrat glomerulus diabsorpsi dalam tubulus kontortus proximal, walaupun reabsorpsi sebenarnya berlangsung pada semua bagian neuron.

Reabsorpsi Ion Natriumo Ion Natrium ditranspor secara pasif melalui difusi terfasilitasi

(dengan carrier) dari lumen tubulus kontortus proksimal ke dalam sel epitel tubulus yang ion natriumnya lebih rendah

o Ion natrium yang ditranspor secara aktif dengan pompa natrium-

kalium, akan keluar dari sel-sel epitel untuk masuk ke cairan interstisial ke dekat kapiler peritubular.

Reabsorpsi Ion Klor dan Ion Negatif Laino Karena Ion Natrium Positif bergerak secara pasif dari cairan

tubulus ke sel dan secara aktif dari sel ke cairan interstisial peritubular, akan terbentuk ketidakseimbangan listrik yang justru membantu pergerakan pasif ion-ion negatif.

o Dengan demikian, ion klor dan bikarbonat negatif secara pasif

akan berdifusi ke dalam sel epitel dari lumen dan mengikuti pergerakan natrium yang keluar menuju cairan peritubular dan kapiler tubular.

Reabsorpsi Glukosa, Fruktosa dan Asam Aminoo Carrier glukosa dan asam amino sama dengan carrier ion

natrium dan digerakkan melalui kotranspor.o Carrier pada glukosa memiliki ambang maksimum transpor

(Tm), yaitu jumlah maksimum yang dapat direabsorpsi per menit, yakni sekitar 200mg/100 mL plasma. Jika kadar gula darah melebihi nilai ini, maka glukosa muncul di urine (glikosuria).

Reabsorpsi Air. Air bergerak bersama ion natrium melalui osmosis. Reabsorpsi Urea. Sekitar 50% urea yang terbentuk tiap harinya

direabsorpsi akibat gradien difusi yang terbentuk saat air direabsorpsi.

Reabsorpsi Ion Anorganik Lain, seperti kalium, kalsium, fosfat dan lainnya direabsorpsi melalui transpor aktif.

c. Sekresi Tubular

Mekanisme sekresitubular adalah proses aktif yang memindahkan zat keluar dari darah dalam kapiler peritubular melewati sel-sel tubular menuju cairan tubular untuk dikeluarkan dalam urin.

2. MEKANISME PENGATURAN KADAR AIR TUBUH

Pengaturan kadar air tubuh (osmoregulasi) melibatkan sel-sel osmoreseptor dan baroreseptor yaitu sel-sel sensoris yang berperan memonitor perubahan konsentrasi ion natrium atau volume air (tekanan osmotik) darah. Sel-sel baroreseptor tersebut terletak didalam dinding sinus karotid dan berperan memberikan informasi ke tempat spesifik di otak (hipotalamus). Apabila tekanan osmose darah meningkat akan memacu sekresi hormon vasopresin atau ADH (antidiuretic hormone) dari hipofisa posterior yang berperan meningkatkan reabsorpsi air pada tubulus kolektivus ginjal, sebaliknya jika tekanan osmose darah menurun akan menekan sekresi ADH sehingga banyak kencing. ADH bekerja merangsang sel tubulus kolektivus ginjal untuk meningkatkan reabsorpsi air.

Vasopresin juga menyebabkan kontriksi otot polos pembuluh darah sehingga mengakibatkan tekanan darah meningkat untuk kembali ke normal. Regulasi tekanan osmotic cairan tubuh (osmoregulasi) yaitu pengaturan kadar air untuk terciptanya tekanan osmosis darah yang seimbang (isotonis). Mekanisme osmoregulasi terjadi jika tekanan osmose darah meningkat, maka akan memacu sekresi ADH (antidiuretic hormone) yang berperan meningkatkan reabsorpsi air pada tubulus kontortus distal ginjal sehingga air banyak diserap kembali (reabsorpsi) dan tekanan kembali normal. Jika tubuh kekurangan air dan tidak segera diganti, maka akan mengakibatkan dehidrasi. Hiperosmolalitas dan hipovolemia dideteksi oleh sel osmoreseptor dan baroreseptor yaitu sel sensoris yang berperan memonitor perubahan konsentrasi ion natrium atau volume air (tekanan osmotik) dalam darah. Baroreseptor tersebut terletak dalam dinding sinus karotid berperan memberikan informasi ke tempat spesifik di otak.

Pengolahan informasi tersebut dalam hipothalamus menghasilkan pembebasan hormon vasopresin dari neuron kelenjar pituitaria posterior. ADH bekerja merangsang sel tubulus kolektivi ginjal untuk meningkatkan reabsorpsi air. Vasopresin juga menyebabkan kontraksi otot polos pembuluh darah sehingga mengakibatkan tekanan darah meningkat untuk kembali ke normal.

3. REGULASI KADAR ION NATRIUM (SODIUM)

Ion Natrium (sodium) merupakan elektrolit utama dalam tubuh secara terus-menerus dikeluarkan lewat urin dan perkeringatan. Pengaturan kadar ion Natrium melibatkan sel-sel korteks adrenal (hormon aldosteron) dan sel-sel tubulus ginjal. Ion Natrium (Sodium) merupakan ion utama yang menyusun elektrolit tubuh. Natrium secara terus menerus dikeluarkan lewat urin dan keringat. Sel khusus yang terdapat pada dinding pembuluh darah ginjal berperan sebagai osmoreseptor berperan memantau kadar ion natrium dalam darah. Jika kadar natrium turun (osmolaritas menurun), maka sel tersebut mengeluarkan enzim renin yang mengubah angiotensinogen menjadi angeiotensin I kemudian angiotensin II.

Angiotensin II sebagai hormon berperan merangsang sel korteks adrenal untuk mensintesis dan mensekresikan aldosteron. Aldosteron merangsang sel-sel tubulus ginjal untuk meningkatkan reabsorpi natrium dalam urin sehingga kadar natrium darah kembali seimbang (normal). Peran ginjal sangat penting dalam menjaga suasana lingkungan  internal agar tetap sesuai untuk kelangsungan proses fisiologis di dalam sel atau yang disebut homeostasis (W.B. Cannon). Pada tubuh manusia, sel-sel yang menyusun jaringan berada dalam suatu lingkungan yang disebut lingkungan internal. Claude Bernard (bangsa Perancis) menamakan lingkungan internal tersebut dengan  istilah melieu interieur. Lingkungan internal tersebut tidak lain adalah ruang antarsel. Ruang antarsel bukan merupakan suatu ruangan kosong, melainkan ruangan yang dipenuhi dengan cairan, demikian juga ruang dalam sel (sitoplasma).

Menurut Ganong (1991), komposisi tubuh kita sebagian besar merupakan cairan yaitu kurang lebih 60%. Cairan tubuh, berdasarkan keberadaannya (letak) dapat dibedakan menjadi cairan ekstraseluler (CES) 20 %, dan intraseluler (CIS) 40%. Cairan ekstraseluler dapat dibedakan menjadi cairan interseluler (jaringan) 75%, dan cairan plasma dan limfe 25%. Sebagai contoh, seseorang dengan berat badan 50 Kg, maka cairan tubuh total sekitar 30 L. 20 L CIS, 10 L CES, 7,5 cairan jaringan dan 2,5 L cairan palsma dan limfe.

Elektrolit adalah suatu zat yang larut atau terurai kedalam bentuk ion-ion dan selanjutnya larutan menjadi konduktor elektrik, ion-ion merupakan atom-atom bermuatan elektrik. Elektrolit bisa berupa air, asam, basa atau berupa senyawa kimia lainnya. Elektrolit umumnya berbentuk asam, basa atau garam. Beberapa gas tertentu dapat berfungsi sebagai elektrolit pada kondisi tertentu misalnya pada suhu tinggi atau tekanan rendah. Elektrolit kuat identik dengan asam, basa, dan garam kuat.

DAFTAR PUSTAKA

Daveris. 2010. Anatomi ginjal dan saluran kemih. http://sectiocadaveris.wordpress.com/artikel-kedokteran/anatomi-ginjal-dan-saluran-kemih/

Ethel, Sloane. 2004. Anatomi dan Fisiologi untuk Pemula. Cetakan I. Jakarta. EGC.

Nurcahyo, Heru. 2008. Ilmu Kesehatan Jilid 1. Jakarta. Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional, h. 99 – 122.

NursingBegin.com. 2010. Anatomi Fisiologi Ginjal. http://nursingbegin.com/anatomi-fisiologi-ginjal/

Tortora, Gerard. 2009. Principles of Anatomy and Physiology. 12th Edition. Salford. Wiley Publishing.