LTM Ginjal dan Cairan TubuhDiabetes Melitus: Hubungan Kelebihan Glukosa dan Mekanisme Munculnya Gejala KlinisShela Putri Sundawa, 0806324500

=========================================================

Ginjal melakukan fungsinya sebagai organ yang berperan penting dalam pengaturan homeostasis dengan melewati 3 proses. Tahapan pertama adalah filtrasi glomerulus yang bersifat indiskriminatif dengan melewatkan seluruh cairan yang masuk ke dalamnya kecuali sel darah merah dan protein. Selanjutnya reabsorpsi tubulus akan memindahkan hasil filtrasi glomerulus yang masih diperlukan tubuh kembali ke kapiler darah. Zat-zat yang direabsorpsi antara lain Na+, Cl-, glukosa, dan asam amino. Proses selanjutnya adalah sekresi tubulus. Sekresi tubulus ini mirip dengan reabsorpsi tubulus hanya saja arahnya berlawanan.Mekanisme fungsi ginjal yang berhubungan erat dengan Diabetes Melitus adalah reabsorpsi tubulus. Sebelum membahas mengenai mekanisme reabsorpsi glukosa, ada baiknya kita mengenal Diabetes Melitus terlebih dahulu.Diabetes berasal dari bahasa Yunani yang berarti ‘pipa pindah’ yang menggambarkan gejalanya yaitu poliuria. Sedangkan kata Melitus berarti ‘manis’. Secara pengertian diabetes mellitus (DM) merupakan suatu sindrom dengan terganggunya metabolisme karbohidrat, lemak, dan protein akibat kurangnya sekresi insulin atau penurunan sensitivitas jaringan terhadap insulin. Terdapat dua jenis DM berdasarkan perbedaan kapasitas sekresi insulin. Penderita DM tipe I dalam tubuhnya kerkurangan insulin, sedangkan DM tipe II terdapat jumlah insulin yang cukup dalam tubuhnya hanya saja terdapat penurunan sensitifitas sel terhadap pengaruh insulin (down regulation).Akibat jumlah glukosa yang berlebih yang terdapat pada plasma, maka darah yang masuk ke ginjal pun mengandung banyak glukosa. Glukosa akan lolos pada filtrasi glomerulus sehingga akan berhasil masuk ke lumen tubulus. Glukosa akan secara normal direabsorpsi secara total kembali ke darah oleh mekanisme yang bergantung energi dan Na+ yang terletak di tubulus proksimal ginja sehingga secara normal tidak diekskresi. Glukosa diangkut melalui proses transpor aktif sekunder, suatu pembawa kotransportasi khusus yang secara simultan memindahkan Na+ dan molekul organik tertentu dari lumen ke dalam sel. Gradien konsentrasi Na+ lumen ke sel diceiptakan oleh pompa Na+

-K+ ATPase yang kemudian akan mengaktifkan sistem kotransportasi ini dan menarik molekul-molekul organik tanpa secara langsung membutuhkan energi. Jadi bisa dibilang transportasi glukosa ini dengan cara ‘tumpangan gratis’ yang diberikan oleh Na+. Syarat terjadinya transportasi ini adalah keberadaan Na+ dalam lumen yang mutlak diperlukan, karena kotranspor tidak akan berjalan tanpa Na+.Semua bahan yang direabsorpsi secara aktif berikatan dengan pembawa di membran yang memindahkan mereka menembus membran melawan gradien konsentrasi. Setiap pembawah bersifat spesifik untuk zat yang diangkutnya. Pada sel yang melapisi tubulus terdapat pembawa dengan jumlah yang terbatas sehingga jumlah bahan yang secara aktif dipindahkan dari cairan tubulus dalam rentang waktu tertentu memiliki batas maksimum. Kecepatan reabsorpsi maksimum tercapai apabila semua pembawa yang spesifik untuk suatu bahan terisi penuh sehingga tidak ada tambahan bahan lagi yang bisa diangkut. Maksimum tubulus (Tm) adalah jumlah maksimum suatu bahan yang dapat diangkut secara aktif oleh sel-sel tubulus dalam rentang waktu tertentu. Kecuali Na+ semua baha yang

diangkut memiliki Tm. Na+ tidak memiliki Tm akibat adanya pengaruh hormon aldosteron yang menginduksi pembentukan pembawa Na+. Setiap bahan yang difiltrasi dengan jumlah yang melebihi Tm tidak akan direabsorpso dan akan keluar tubuh melalui urin.

Reabsorpsi GlukosaKonsentrasi glukosa normal dalam plasma adalah 100 mg/100 ml plasma. Karena glukosa difiltrasi secara bebas di glomerulus maka jumlah glukosa yang masuk ke kapsul Bowman pun sama dengan konsentrasi di plasma. Dengan demikian terdapat 100 mg glukosa untuk setiap 100 ml plasma yang difiltrasi. Dengan GFR (Glomerulus Filtration Rate) normal sebesar 125 ml/menit maka jumlah glukosa yang tiap menit melewati kapsul Bowman adalah 125 mg. Jumlah setiap bahan yang difiltrasi per menit, dikenal sebagai beban filtrasi (filtered load), dapat dihitung dengan:Beban filtrasi = GFR x konsentrasi bahan dalam plasmaBeban filtrasi glukosa = 125 ml/menit x 100mg/100ml

= 125 mg/menitTm untuk glukosa rata-rata adalah 375 mg/menit, jadi pembawa glukosa mampu secara aktif mereabsorpsi glukosa dengan jumlah sampai 375 mg per menit sebelum kapasitas maksimum transpor glukosa terpenuhi. Dengan konsentrasi glukosa dalam plasma 100 mg/100 ml dan GFR 125 ml/menit maka jumlah glukosa dalam plasma maksimum sebelum ada glukosa yang ikut keluar bersama urin adalah 300 mg/100 ml. Jika jumlah glukosa dalam plasma sudah melebihi 300 mg/100 ml maka sebagian glukosa ada yang keluar bersama urin. Kebalikannya jika jumlah glukosa dalam plasma normal ang artinya masih jauh dari Tm maka glukosa akan direabsorpsi dengan cepat sehingga tidak akan ditemukan glukosa dalam urin.Konsentrasi plasma pada saat Tm suatu bahan tertentu tercapai dan bahan tersebut mulai muncul di urin disebut ambang ginjal (renal treshold). Pada contoh di atas maka ambang ginjal adalah 300 mg/100 ml. Di atas Tm, reabsorpsi akan tetap konstan pada kecepatan maksimum, dan setiap penambahan lebih lanjut akan diiringi oleh peningkatan ekskresi bahan yang bersangkutan secara proporsional. Misal pada konsentrasi glukosa pada plasma 400 mg/100 ml, beban fltrasi glukosa adalah 500 mg/menit, dengan 375 mg/menit diantaranya dapat direabsorpsi sedangkan 125 mg/menit sisanya akan diekskresikan ke urin.Keadaan glukosa yang sangat tinggi ini terjadi pada penderita diabetes melitus. Urin akan ditemui mengandung glukosa jika jumlah glukosa pada plasma melebihi ambang ginjal untuk glukosa.

Diuresis OsmotikAdanya zat terlarut dalam jumlah besar yang tidak direabsorpsi dalam tubulus ginjal akan menyebabkan peningkatan volume urine yang disebut diuresis osmotic. Zat terlarut yang tidak direabsorpsi di tubulus proksimal ini akan memberi pengaruh osmotik yang cukup besar seiring berkurangnya volume cairan tubulus dan meningkatnya kadar zat terlarut tersebut. Peningkatan kadar zat terlarut ini akan “menahan air dalam tubulus”. Selain itu, gradien konsentrasi Na+ akan menjadi pembatas kerja pompa Na+ di tubulus proksimal. Pada keadaan normal, reabsorpsi air di tubulus proksimal mencegah peningkatan gradien konsentrasi Na+ yang berarti, namun pada diuresis osmotik ini konsentrasi Na+ di cairan tubulus menurun akibat penurunan reabsorpsi air karena adanya peningkatan jumlah zat terlarut yang tidak direabsorpsi di cairan tubulus. Bila gradien konsentrasi pembatas telah tercapai, reabsorpsi Na+ selanjutnya di tubulus proksimal terhambat; akan lebih banyak Na+

yang tertinggal di tubulus dan air juga akan tertahan di dalamnya.

Diuresis osmotik dapat terjadi akibat pemberian senyawa seperti manitol dan polisakarida serupa lain yang dapat difiltrasi tetapi tak direabsorpsi. Diuresis ini juga dapat ditimbulkan oleh senyawa yang ada di tubuh namun terdapat dalam jumlah yang melebihi kemampuan reabsorpsi tubulus. Pada diabetes melitus, misalnya, glukosa yang tersisa di tubulus karena jumlah yang difiltrasi melampaui akan menyebabkan poliuria. Diuresis osmotik juga dapat disebabkan oleh pemberian infus natrium klorida atau ureum dalam jumlah besar.Perbedaan antara diuresis osmotik dan diuresis air perlu diketahui. Pada diuresis air, jumlah air yang direabsorpsi di bagian proksimal nefron normal, dan kecepatan pembentukan urine dapat mencapai 16 mL/menit. Pada diuresis osmotik, peningkatan pembentukan urine disebabkan oleh penurunan reabsorpsi air di tubulus proksimal dan lengkung Henle dan jumlah urine yang terbentuk dapat sangat besar. Pada peningkatan beban zat terlarut yang diekskresi, kepekatan urine mendekati kepekatan plasma meskipun sekresi vasopresin maksimal, karena bertambahnya jumlah cairan tubulus proksimal isotonik yang diekskresikan

Ginjal tidak mengatur glukosa karena ginjal tidak mempertahankan konsentrasi glukosa dalam plasma pada angka tertemtu. Ada mekanisme lain dari endokrin dan hati yang akan mengatur konsentrasi glukosa dalam plasma, ginjal hanya bersifat menjaga berapapun konsentrasi glukosa plasma yang ditentukan oleh mekanisme-mekanisme itu.

Insulin dan KarbohidratPenyakit diabetes melitus erat kaitannya dengan insulin mengingat fungsi insulin yang sangat penting pada karbohidrat. Peran utama insulin adalah menurunkan kadar glukosa darah dan meningkatkan penyimpanan katbohidrat, dengan cara:

1. Insulin mempermudah masuknya glukosa ke dalam sebagian besar sel. Molekul glukosa tidak mudah menembus membran sel tanpa adanya insulin. Dengan demikian untuk mendapat glukosa, beberapa jaringan sangat tergantung dengan keberadaan insulin. Namun terdapat pula jaringan yang dapat membawa masuk glukosa tanpa bantuan yaitu otak, oto yang aktif, dan hati.

2. Insulin merangsang glikogenesis, pembentukan glikogen di otot dan di hati3. Insulin merangsang gikogenolisis, penguraian glikogen menjadi glukosa4. Insulin menurunkan pengeluaran glukosa oleh hati dengan menghambat

glukoneogenesis, perubahan asam amino menjadi glukosa di hati

Mekanisme Gejala Klinis Diabetes MelitusGejala-gejala akut diabetes melitus disebabkan oleh efek insulin yang tidak

adekuat. Karena insulin adalah satu-satunya hormon yang dapat menurunkan kadar glukosa darah, salah satu gambaran diabetes melitus yang paling menonjol adalah peningkatan kadar glukosa darah, atau hiperglikemia.

Volume urin yang berlebihan dapat dijumpai pada diabetes melitus akibat insufisiesi insulin dan diabetes insipidus akibat defisiensi vasopresin. Melitus berarti “manis”; insipidus berarti “hambar”. Urin pasien diabetes melitus terasa manis akibat kelebihan glukosa dan terdapat di dalam urin, sedangkan urin pasien diabetes insipidus tidak mengandung gula sehingga terasa hambar.

Terdapat dua varian utama diabetes melitus, berdasarkan perbedaan kapasitas sekresi insulin pankreas: diabetes Tipe I, yang ditandai oleh tidak adanya sekresi insulin, dan diabetes Tipe II, yang ditandai oleh sekresi insulin yang normal atau bahkan meningkat, tetapi terjadi penurunan kepekaan sel sasaran terhadap insulin.

Hiperglikemia, tanda utama diabetes melitus, terjadi akibat penurunan penyerapan glukosa oleh sel-sel, disertai oleh peningkatan pengeluaran glukosa oleh hati. Pengeluaran

glukosa oleh hati meningkat karena proses-proses yang menghasilkan glukosa, yaitu glikogenolis dan glukoneogenesis, berlangsung tanpa hambatan karena insulin tidak ada. Karena sebagian besar sel tubuh tidak dapat menggunakan glukosa tanpa bantuan insulin, maka terjadi kelebihan glukosa ekstrasel sementara terjadi defisiensi glukosa intrasel.

Ketika kadar glukosa darah meninggi ke tingkat melebihi kapasitas, sel-sel tubulus melakukan reabsorpsi, glukosa akan timbul di urin (glukosuria). Glukosa di urin menimbulkan efek osmotik yang menarik H2O bersamanya, menimbulkan diuresis osmotik yang ditandai oleh poliuria (sering berkemih). Cairan yang berlebihan keluar dari tubuh menyebabkan dehidrasi, yang pada gilirannya dapat menyebabkan kegagalan sirkulasi perifer karena volume darah turun mencolok. Kegagalan sirkulasi, apabila tidak diperbaiki, dapat menyebabkan kematian karena aliran darah ke otak turun atau menimbulkan gagal ginjal sekunder akibat tekanan filtrasi yang tidak adekuat. Selain itu, sel-sel kehilangan air karena tubuh mengalami dehidrasi akibat perpindahan osmotik air dari dalam sel ke cairan ekstrasel yang hipertonik. Sel-sel otak sangat peka terhadap penciutan, sehingga timbul gangguan fungsi sistem saraf. Gejala khas lain pada diabetes melitus adalah polidipsia (rasa haus berlebihan), yang sebenarnya merupakan mekanisme kompensasi untuk mengatasi dehidrasi.

Karena terjadi defisiensi glukosa intrasel, nafsu makan (appetite) meningkat, sehingga timbul polifagia (pemasukan makanan berlebihan). Akan tetapi, walaupun terjadi peningkatan pemasukan makanan, berat badan menurun secara progresif akibat efek defisiensi insulin pada metabolisme lemak dan protein. Sintesis trigliserida menurun saat lipolisis menigkat, sehingga terjadi mobilisasi besar-besaran asam lemak dari simpanan trigliserida. Penigkatan asam lemak dalam darah sebagian besar digunakan sebagai energi elternatif. Peningkatan penggunaan lemak oleh hati menyebabkan pengeluaran berlebihan badan keton ke dalam darah dan menimbulkan ketosis. Selanjutnya ini akan menyebabkan asidosis metabolik progresif. Asidosi menekan fungsi otak dan apabila cukup parah dapat menimbulkan koma diabetes dan kematian.

Pada saat penderita DM merasa lapar karena glukosa intraselnya yang rendah, hal ini agaknya ironis mengingat jumlah glukosa yang tinggi pada plasma. Sayangnya dikarenakan beberapa jaringan butuh insulin untuk memasukkan glukosa ke intrasel maka penderita DM seperti tikus yang kelaparan di lumbung padi. Merasa lapar padahal memiliki glukosa yang berlimpah.

Diagram efek akut DM terlampir pada halaman selanjutnya.

Daftar Pustaka1. Sherwood, Lauralee. Fisiologi Manusia: dari Sel ke Sistem Edisi 2.

Jakarta:EGC;1996.h.480-2, 668-72.2. Guyton, Arthur C. Hall, John E. 2007. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran Edisi 11.

Jakarta: EGC.h.345-67.3. Sudoyo, Aru W. Setiyohadi, Bambang. Alwi, Idrus. Simadibrata K, Marcellus.

Setiati, Siti. 2006.Buku Ajar Ilmu Penyakit Dalam. Jakarta: Pusat Penerbitan Departemen Ilmu Penyakit Dalam FKUI.h521-25.