4/18/2011

1

PEMBENTUKAN DAN EKSKRESI KEMIH

DI SUSUN OLEH :

RATNA PELAWATI, S.Kp, M.Biomed.

ANATOMI SISTEM EKSKRETORI

Figure 19-1: Anatomy Summary: The Urinary System

1.Ginjal

Korteks

Medula

Nefron

Pelvis

2.Ureter

3.Kandung kemih

4.Uretra

4/18/2011

2

Regulasi Homeostasis : Volume Cairan Ekstra Sel, osmolaritas, keseimbangan ion & pH.

Ekskresi: Sampah Metabolik& molekul-molekul asing

Pengatur hormon & enzim

FUNGSI GINJAL

1. Mengatur volume cairan ekstrasel

Ketika volume ekstrasel menurun maka tekanan darah juga menurun.

Jika volume dan tekanan turun terlalu rendah, tubuh tdk mampu mempertahankan aliran darah yg adekuat menuju otak dan organ penting lain. Ginjal bekerjasama dgn sistem kardiovaskuler untuk memastikan tekanan darah dan perfusi jaringan dalam batasan normal.

4/18/2011

3

2. Mengatur Osmolaritas

Tubuh/ fungsi ginjal melaui dorongan perilaku tertentu seperti haus dapat mempertahankan osmolaritas darah pada nilai sekitar 290 mOsM.

Terdapat jalur refleks untuk mengatur volume dan osmolaritas

3. Mempertahankan keseimbangan ion

Ginjal mempertahankan konsentrasi ion-ion penting dalam batasan nilai normal dengan menyeimbangkan diet yg masuk dengan yg hilang dalam urin.

Na+ adalah ion utama yg terlibat dalam pengaturan volume cairan ekstrasel dan osmolaritas

4/18/2011

4

4. Pengaturan homeostasis pH

pH plasma normalnya dipertahankan dalam rentang yg sempit.

Jika cairan ekstrasel menjadi terlalu asam, ginjal akan membuang H+ dan menghemat ion bicarbonat (HCO3-) yg bekerja sebagai dapar/buffer.

Sebaliknya ketika menjadi terlalu basa, ginjal akan membuang HCO3- dan menghemat H+.

Ginjal tidak memperbaiki perubahan pH secepat paru-paru, namun ia berperan penting dalam homeostasis/keseimbangan pH.

5. Ekskresi sampah dan substansi asing

Ginjal membuang dua macam sampah : sisa metabolisme dan substansi asing spt obat dan racun dari lingkungan

Sampah matabolisme termasuk kreatinin dari metabolisme otot, dan sampah nitrogen berupa urea dan asam urat.

Metabolit hemoglobin disebut urobilinogen memberikan sifat urin berwarna kuning.

Contoh subtansi asing adalah pemanis sakarin dan anion benzoat (bagian dari pengawet kalium benzoat dalam soft drink)

4/18/2011

5

6. Produksi hormon

Meskipun ginjal bukan organ endokrin, mereka memegang peran penting dalam jalur endokrin.

Sel-sel ginjal mensintesis eritropoietin, hormon/ sitokin yg mengatur sintesis sel darah merah.

Ginjal juga mengeluarkan renin, enzim yg mengatur produksi hormon-hormon yg terlibat dalam keseimbangan natrium dan homeostasis tekanan darah

Enzim ginjal membantu mengubah vitamin D3 menjadi hormon yg mengatur keseimbangan Ca+

Fungsi nefron

Figure 19-2: Filtration, reabsorption, secretion, and excretion

4/18/2011

6

Nefron: Unit fungsional ginjal

Dari potongan melintang ginjal, tampak lapisan luar berupa korteks dan lapisan dalamnya berupa medula

Lapisan tsb tersusun atas nefron, sekitar 80 % nefron terdapat dalam korteks (nfron kortikal) & yg lain masuk kedalam lapisan medula (nefron jukstamedular)

Tiap ginjal tersusun dari sekitar 1 juta nefron

Tiap nefron memiliki elemen vaskular/pembuluh darah dan elemen tubular.

Nefron: Unit fungsional ginjal

Elemen vaskular : darah masuk ke ginjal melalui arteri ginjal, masuk ke arteri yg lebih kecil sampai ke arteriol dalam korteks ginjal. Darah arteri masuk ke nefron melalui arteriol aferen ke

dalam glomerulus untuk difiltrasi

Darah meninggalkan glomerulus melalui arteriol eferen. Yg selanjutnya masuk ke kapiler peritubulus yg mengelilingi tubulus nefron ginjal. Kapiler panjang yg masuk ke medula disebut vasa rekta.

Cairan keluar dari tubulus dan kambali kedarah melalui kapiler peritubulus dan vasa rekta.

Akhirnya kapiler ginjal bergabung membentuk venula dan vena kecil.

4/18/2011

7

Nefron: Unit fungsional ginjal

Elemen tubular : berawal dari kapsula bowman yg mengelilingi glomerulus, kombinasi keduanya disebut korpuskel ginjal Dari kapsula bowman, cairan yg difiltrasi mengalir ke

dalam tubulus proksimal Kemudian kedalam lengkung henle, yg terdiri dari

bagian desenden (cairan masuk ke medula) dan asenden (cairan kembali ke korteks)

Kemudian cairan meninggalkan lengkung henle masuk ke tubulus distal

Terdapat aparatus jukstaglomerular, yaitu tubulus menggulung & melipat, shg tubulus distal melewati diantara aferen dan eferen arteriol. Memungkinkan autoregulasi dgn adanya parakrin.

Nefron: Unit fungsional ginjal

Elemen tubular:

Tubulus distal dari enam nefron bergabung dalam tubulus yg lebih besar disebut duktus kolektifus/ pengumpul

Duktus pengumpul dari korteks melewati medula menuju pelvis ginjal

Dari pelvis ginjal, cairan yg telah difiltrasi dan modifikasi disebut urin, pergi ke ureter menuju ke ekskresi/pembuangan.

4/18/2011

8

Perubahan volume & osmolaritas sepanjang nefron

Kapsula bowman :

Tubulus proksimal akhir :

Lengkung henle akhir :

Duktus kolektifus akhir :

180 L/hari, 300 mOsM

54 L/hari, 300 mOsM

18 L/hari, 100 mOsM

1,5 L/hari, 50-1200 mOsM

Fungsi nefron

Filtrasi: pergerakan cairan dari darah ke dalam lumen nefron

Reabsorpsi: pergerakan material yg telah difiltrasi dari lumen nefron ke dalam darah melalui kapiler peritubular

Sekresi: pembuangan molekul tertentu dari darah dan menggabungkannya dgn cairan dalam lumen nefron

Sekresi adl proses yg lebih selektif yg umumnya menggunakan protein membran untuk memindahkan molekul melewati epitel tubulus.

4/18/2011

9

Jumlah substansi yg di Ekskresi

Figure 19-3: The excretion of a substance depends on the amount that was filtered, reabsorbed, and secreted

Glomerulus & Kapsula Bowman : Filtrasi Darah

Fitrasi plasma ke dalam tubulus ginjal merupakan tahap pertama pembentukan urin.

Filtrasi terjadi dalam korpuskel ginjal, yg terdiri atas kapiler glomerulus yg dikelilingi kapsula bowman.

Tiga lapisan filtrasi yg harus dilalui: endotel kapiler glomerulus, lamina basal dan epitel kapsula bowman.

4/18/2011

10

Tiga lapisan filtrasi

1. Lapisan pertama adl endotel kapiler Kapiler glomerulus : cukup kecil guna mencegah

sel darah meninggalkan kapiler, serta muatannya yg negatif membantu menolak protein plasma yg bermuatan negatif

Sel Mesangial: terbentang diantara dan sekeliling kapiler glomerulus, yg memiliki semacam filamen aktin dalm sitoplasmashg dpt berkontraksi & mempengaruhi aliran darah yg melalui kapiler. Sel mesangial mensekresi sitokin yg berhubungan dgn imun & proses peradangan.

Tiga lapisan filtrasi

2. Lamina basal adalah lapisan yg kedua:

Merupakan lapisan aselular matriks ekstrasel yang memisahkan endotel kepiler dari epitel yg melapisis kapsula bowman

Lamina basal berisi glikoprotein bermuatan negatif dan material sejenis kolagen yg bekerja sbg saringan kasar yg memisahkan protein plasma dari cairan yg terfiltrasi.

4/18/2011

11

Tiga lapisan filtrasi

3. Lapisan yg ketiga adalah epitel kapsula bowman

Bagian epitel kapsula yg mengelilingi tiap kapiler berisi sel khusus yg disebut podosit

Podosit memiliki sejenis jari yg panjang melilit sekeliling kapiler, terjalin membentuk celah sempit filtrasi

Komposisi cairan yg terfiltrasi

Zat terlarut

Air

Tidak ada sel sama sekali

4/18/2011

12

Glomerulus & Kapsula Bowman : Filtrasi Darah

Figure 19-4: Structure of the renal corpuscle

Tekanan filtrasi

Figure 19-6: Filtration pressure in the renal corpuscle

4/18/2011

13

Tekanan yg mempengaruhi filtrasi glomerulus

1. Tekanan hidrostatik (tekanan darah) yg berkisar 55 mmHg

2. Tekanan osmotik koloid dlm kapiler glomerulus sekitar 30 mmHg.

3. Tekanan hidrostatik cairan sekitar 15mmHg

Ketiga tekanan tsb menghasilkan tekanan filtrasi netto sebesar 10 mmHg

Laju fitrasi glomerulus / “GFR”

Efisiensi filtrasi (GFR)

Adalah jumlah cairan yg terfiltrasi ke dalam kapsula bowman per satuan waktu.

GFR sekitar 125 mL/menit

Atau 180 L/hari.

Figure 19-5: The filtration fraction

4/18/2011

14

Laju fitrasi glomerulus dipengaruhi dua faktor

1. Tekanan filtrasi netto (telah diterangkan), dipengaruhi aliran darah ginjal dan tekanan

2. Koefisien filtrasi, memiliki 2 komponen : area permukaan kapiler glomerulus yg memungkinkan untuk filtrasi dan permeabilitas kapiler kapsula bowman

Pengaturan GFR

Figure 19-9: The juxtaglomerular apparatus

4/18/2011

15

Pengaturan GFR

1.Autoregulasi: proses kontrol lokal, ginjal mempertahankan GFR relatif konstan Respon Miogenik: kemampuan intrinsik otot polos

vaskuler merespon perubahan tekanan darah Umpan balik Tubuloglomerular : mekanisme sinyal

parakrin yg mengubah aliran di tubulus distal mempengaruhi GFR. Aparatus jukstaglomerular: tersusun atas Makula densa

dan sel Jukstaglomerular /JG cells. Ketika aliran cairan melalui tubulus distal meningkat,

terjadi peningkatan GFR. Sel makula densa mengirimkan pesan parakrin ke arteriol aferen, arteriol konstriksi, terjadi peningkatan tahanan dan GFR menurun.

Pengaturan GFR

2. Saraf Otonom –Simpatis

Arteiol aferen dan eferen dipersarafi otonom simpatis. Norepinefrin berikatan dgn reseptor α (alfa) otot polos vaskuler menyebabkan vasokonstriksi arteriol

Ketika tekanan darah turun drastis spt saat perdarahan atau dehidrasi berat, saraf simpatis akan merangsang vasokonstriksi arteriol yg menurunkan GFR dan aliran darah ginjal. Ini sebagai respon adaptif yg membantu menghemat volume cairan

4/18/2011

16

Pengaturan GFR

3. Hormon/parakrin

Angiotensin II, vasokonstriktor

Prostaglandins, vasodilator

Kedua hormon ini mempengaruhi koefisien filtrasi dgn bekerja pada podosit atau sel mesangial. Podosit akan merubah ukuran celah filtrasi.

Kontraksi sel mesangial akan merubah permukaan kapiler glomerulus yg memungkinkan terjadinya filtrasi.

Reabsorbsi: Aktif & Pasif

Kita ketahui 180 liter perhari darah difiltrasi sedangkan hanya 1,5 liter urin yg diekskresi

Lebih dari 99% air dan ion-ion yg dibutuhkan di reabsorbsi

Reabsorbsi melibatkan transport transepitel, susbtansi melewati membran apikal dan basolateral sel epitel tubulus.

4/18/2011

17

Reabsorbsi: Transport aktif natrium

Cairan yg difiltrasi memasuki tubulus proksimal, mirip plasma dgn konsentrasi Na+ tinggi. Sehingga Na+ dari lumen masuk ke sel tubulus proksimal secara pasif (menuruni gradien elektrokimia)

Disisi lain sel, Na+ secara transport aktif dipindahkan ke cairan ekstra sel.

Active Transport : Na+ ke CES dan K+ ke dalam sel

Na+-K-ATP-ase dlm membran basolateral/ menggunakan energi

Na+ CES masuk ke kapiler peritubular

Reabsorbsi ke darah

Reabsorbsi: Transport aktif natrium

Figure 19-11: Sodium reabsorption in the proximal tubule

4/18/2011

18

Reabsorbsi: Transport aktif sekunder

Figure 19-12: Sodium-linked glucose reabsorption in the proximal tubule

Transport aktif sekunder, terikat Na+

Simport dgn Na+

Glukosa

Ion-ion

Asam amino

Metabolit organik

Terjadi dalam tubulus proksimal.

Reabsorbsi: Transport Pasif & Transitosis

Transpor pasif urea/ reabsorbsi urea.

Na+ dipompa keluar

H2O mengikuti

Pasif

Jumlah urea dlm lumen tetap, namun krn H2O berkurang shg konsentrasi [urea]

[urea] lebih tinggi dibandingkan CES

Difusi pasif ke CES

4/18/2011

19

Reabsorbsi: Transport Pasif & Transitosis

Transitosis protein: Filtrasi harusnya tdk melewatkan protein, namun sedikit

protein berupa hormon dan enzim dapat lewat

Protein tsb tetap terlalu besar untuk direabsorbsi melalui carrier atau saluran ion

Protein tsb masuk ke epitel melalui endositosis pada membran apikal

Yang lain, akan dicerna dan dilepas dalam bentuk asam amino atau dihantarkan secara utuh ke CES

Transepitelial and Transitosis

Figure 5-30: Transepithelial transport of glucose

4/18/2011

20

Transepitelial and Transitosis

Figure 5-31: Transcytosis across the capillary endothelium

Reabsorbsi: Reseptor dapat terbatas

Transport maksimum

Saturasi

Kompetisi

Spesifitas

Ambang batas Ginjal

Contoh : glukosuria

4/18/2011

21

Reabsorbsi: Reseptor dapat terbatas

Figure 19-15: Glucose handling by the nephron

Transport aktif ke dalam tubulus nefron

Contoh : K+ & H+

Sekresi: dari pembuluh darah peritubular dan CES

4/18/2011

22

Sekresi: dari pembuluh darah peritubular dan CES

Figure 19-2 : Filtration, reabsorption, secretion, and excretion

Bersihan zat terlarut “solute clearance”: laju pembuangan dari darah

Figure 19-16: Inulin clearance

Informasi fungsi ginjal

GFR

Laju Reabsorbsi

Laju Sekresi

4/18/2011

23

Sejumlah besar ion, H2O, molekul, racun, “molekul asing"

“sampah nitrogen": NH4+ and sejumlah

besar urea

Ginjal Ureter kandung kemih uretra keluar tubuh

Ekskresi : seluruh produk filtrasi yg tdk direabsorbsi.

EKSKRESI

Figure 19-5: The filtration fraction

4/18/2011

24

Urinasi: Refleks Miksi

Kandung kemih:

Otot polos

Spingter internal Spingter eksternal

Pengaturan

Urinasi: Refleks Miksi

Figure 19-18: The micturition reflex

4/18/2011

25