Biokimia Modul ginjal dan cairan tubuh 2011

Endah Wulandari

Ginjal Cairan ekstrak sel merupakan medium sel-sel

Claude Bernard Millieu Interieur (lingkungan intrasel)

Setiap perubahan dalam cairan ekstrasel perubahan dalam intrasel gangguan fungsi sel ekstraksel iharap tetap normal

Mempertahankan cairan ekstraksel normal (mempertahankan susunan optimal cairan tubuh):ginjal fungsi homeostatik & ekskresi hasil

metabolismeParu-paru mengatur kadar O2 & CO2

Fungsi homeostasis Ginjal 3 Proses urin :1. Filtrasi plasma oleh Glomerulus2. Reabsorpsi selektif zat :garam, air, gula sederhana dan

asam amino lingkungan internal atau mempertahankan proses metabolisme

3. Sekresi : a. Zat-zat dari darah ke dalam lumen tubulus untuk diekskresi

dalam urinb. Pembentukan H+ dan NH4+ untuk menahan basa

(mempertahankan Buffer Darah)c. Penahanan kalium, asam urat, anion organik, ion hidrogen

Pembentukkan UrinPembentukkan Urin Urin terbentuk melalui 3 tahap :

1. Filtrasi 2. Reabsorpsi 3. Sekresi/Augmentasi

Tubulus Proksimal

Filtrasi

H2OSalts (NaCl and others)HCO3

–

H+

UreaGlucose; amino acidsSome drugs

Key

Active transportPassive transport

KORTEKS

MEDULALUAR

MEDULADALAM

Lengkung Henle turun

Lengkung Henlenaik

Tubulus Pengumpul

NaCl

NaCl

NaCl

Tubulus Distal

NaCl Nutrients

Urea

H2O

NaClH2O

H2OHCO3 K+

H+ NH3

HCO3

K+ H+

H2O

1 4

2

3 5

Struktur Nefron Unit 3 Proses Nefron Mekanisme :Darah dari aorta arteria renalis

arteriole afferen bergabung membentuk arteriole efferen (mampu mengubah diameter lumennya) jaringan kapiler yang mengelilingi nefron

Kapsula Bowman terdapat jumbai glomerulus tubulus kontortus proksimal tubulus rektus proksimal dan lengkung Henle (pars descendens, pars ascendens tipis dan pars ascendens tebal)

Terletak di Medula dan Kortek ginjal Pars ascendens tebal tubulus kontortus distal,

tubulus koligens kortikal dan tubulus koligen medula dan papila

Proses Filtrasi Plasma Darah Volume darah ginjal +1L/menit 20-

25% Curah jantung istirahat 4-5 menit seluruh darah melalui ginjal sirkulasi ginjal luas ginjal mudah rusak

Tenaga filtrasi diperoleh :1. Tekanan hidrostatik jantung2. Tekanan intratubuler tekanan

berlawann

3. Tekanan Onkotik

Persamaan Starling

SNGFR =Kf x a[(Pq –Pt)] –( q - t )]

SNGFR : Single Nefron GFR (laju filtrasi untuk 1 nefron) Kf : Koefisien Permeabilitas a : Luas permukaan membran (Pq-Pt) : Tekanan hidrostatik ( q- t) : gaya onkotik

Tekanan Filtrasi Tekanan hidrostatik jantung yang sampai ke kapiler

(arteriol aferent nefron) = + 40% tekanan darah Bila tekanan darah 110 mmHg tekanan pada arteriol

aferent nefron = 40/100 x 110 = 44 mmHg (+ 45) Tekanan ini dilawan oleh: tekanan intra tubuler = -10 mmHg tekanan hidrostatik efektif = 45-10 = 35 mmHg Tekanan hidrostatik efektif ini tidak berubah sepanjang

seluruh kapiler glomerulus Tekanan onkotik tubulus = 0 kapiler permulaan = 20 mmHg kapiler akhir glomerulus = 35 mmHg

Kapiler Aferent & Eferent Pada permulaan kapiler Aferent (tekanan

filtrasi) 45 mmHg -20 mmHg onkotik – 10mmHg intratubuler = 15 mmHg

Pada kapiler Eferent dari onkotik 35 mmHg terjadi pemekatan menjadi 15 mmHg (~ tekanan filtrasi 15 mmHg) tekanan 0

Pada kapiler aferent terjadi filtrasi (perbedaan tekanan = 15 mmHg) Filtrasi ini menurun hingga pada kapiler eferent = 0 (tidak terjadi filtrasi)

Bila terjadi perubahan tekanan darah terjadi perubahan tonus arteriole aferent tekanan hidrostatik kapiler tetap normal Autoregulasi

Gambar Atriol Aferent dan Eferent

Autoregulasi Diatur :1. Sistem saraf intrinsik2. Faktor-faktor humoral

a. Angiotensin IIb. Prostaglandin intrarenal (Pg)c. Vasopresin dari hipofisa posterior

Bila tekanan darah rendah sekali tekanan filtrasi O (berhenti sama sekali ) anuria Bila tekanan darah naik lagi terjadi filtrasi lagi dan pembentukan urin

Faktor yang mempengaruhi Filtrasi1. Tekanan darah peningkatan dan penurunan

tekanan darah GFR dipertahankan tetap oleh autoregulasi

2. Obstruksi jalan arteri yang menuju ke glomerulus3. Peningkatan tekanan intertubuler oleh proses

peradangan4. Peningkatan tekanan intratubuler oleh penyumbatan

dalam d.clligentes, ureter, urethraMembran glomerulus dapat rusak oleh proses peradangan misal : Glomerulo Nephritis tidak berfungsi sebagai saringan lagi (bocor) protein dalam sel-sel darah masuk ke Urin luas membran berkurang filtrasi menurun

GFR(glomerulus Filtration Rate) 1 menit :

darah melalui ginjal 1Lmengalami filtrasi 2 juta

nefron filtrat yang terbentuk 120 ml

GFR = 120 ml/menit (dewasa) Cairan glomerulus : plasma-protein atau

darah-protein-sel-sel darah

Komponen filtrat Glomerulus1. Zat yang dibutuhkan tubuh

(air, glukosa, as.amino, elektrolit)1. Zat-zat yang harus dibuang (urea,

kreatinin, asam urat)Filtrat urin dengan 2 proses: 1. Reabsorbsi selektif oleh tubulus2. Ekskresi oleh tubulus

Reabsobsi Selektif1. Na, Cl dan air2. Glukosa3. Asam Amino4. Ca dan fosfat

Na, Cl dan airTubulus Proximal 60-80% volume filtrat diabsorbsi kembali

dalam tubulus proximal Cairan tubulus isosmotik karena

penyerapan air dan Cl mengikuti penyerapan Na (aktif)

Pasif : penyerapan air obligatoris Perubahan volume cairan yang berdifusi ke

lumen tubuli di atur oleh rapat/renggangnya tight junction

Gambar filtrasi selektif Na, Cl & air

Na, Cl dan airDalam lengkung Henlea. Pars.descendens Lebih permeabel terhadap air 70% air diserap

kembali disebabkan bag.medulla & papilla hiperosmotik filtrat Hiperosmotik

b. Pars. Ascendenstidak permeble terhadap air permeable terhadap NaCl & sebagian urea filtrat hipoosmotik volume tetap karena air ikut berdifusi

c. Cairan tubulus isosmolarmrp akhir tubulus proximal tubulus distal tjd reabsobsi Cl aktif dan Na pasif cairan hipotonik

Kerja ADH Bila minum banyak plasma encer

rangsangan ke hipofisi posterior sekresi ADH menurun reabsobsi air fakultatif menurun urin encer osm < 285 mOsm/L volume urin meningkat

Bila kurang minum/kehilanngan air darah menjadi pekat osm meningkat rangsangan osmoreseptor/hipofisa posterior peningkatan sekresi ADH reabsobsi fakultatif meningkat volume urin menurun & Bj meningkat (pekat)

Obat/keadaan yang mempengaruhi sekresi ADH- Alkohol menurunkan sekresi ADH Vol.urin meningkat- Stress Operasi/obat anastesi meningkatkan sekresi ADH

volume urin menurun (Oliguria)

Pengaturan Pembentukk

an Urin

Pusat PengaturanOsmoregulasi

Minum air dalamJumlah cukup

Penyerapan airMemulihkan kekurangan

Cairan tubuhSTIMULUS:

Ketika kadar air pada tubuh berkurangMisalnya pada saat

panas hari, atau berolah raga, maka tubuh menstimulus hipotalamus

Kadar Cairan TubuhNormal (Homeostasis)

Hypothalamus

ADH

Hipofisis Posterior

meningkatkan Penyerapan air

Haus

Tubulus Pengumpult

Tubulus Ginjal

Zat Ambang Zat-zat dalam filtrasi glomerulus dibagi dalam :1. Zat dengan ambang tinggi (High treshold

substance) yaitu zat yang bila bila kadarnya dalam darah normal, hampir seluruhnya diabsobsi kembali dalam tubulus distal. Zat tersebut baru ada dalam urin dalam jumlah yang berarti bila kadar dalam darah lebih dari normal. Contoh :asam amino, glukosa dan elektrolit

2. Zat dengan ambang rendah (Low threshold subbstance) yaitu zat sedikit/hampir tidak diserap kembali oleh tubuli distal. Contoh : urea, kreatinin dan asam urat

Na, Cl dan airDalam tubulus distal Sensitif ADH (vasopresin/Petresin)

Reabsobsi Fakultatif Bila ada ADH permeable terhadap air

& bila tidak ada ADH tidak permeabel terhadap air

Osmolaritas plasma : 85 – 295 mOsmol/L Kapasitas ginjal:

- pembentukan filtrat 120 ml/menit- pembentukan urin 1 ml/menit

Reabsorbsi Glukosa Terjadi dalam tubuli Cont.proximal Kapasitas max. absorbsi glukosa (TmG) = 350

mg/menit Bila glukosa difiltrasi > TmG Glukosuria Banyak glukosa yang difiltrasi tergantung kadar

glukosa darah dan GFR Bila GFR menurun diperlukan kadar glukosa

darah yang lebh tinggi untuk terjadinya glukosuria Contoh : bila kadar glukosa 200 mg%, GFR 120

ml/menit, maka glukosa yang difiltrasi 120/100 x 200 mg = 240 mg

Reabsorbsi Fosfat Dipengaruhi 2 mekanisme :a. Sistem yang sensitif terhadap PTH, bekerja thd

+ 2/3 fosfat yang difiltrasib. Sistem yang tergantung Ca++, bekerja terhadap +

1/3 fosfat yang difiltrasi- Reabsorbsi fosfat menurun hiperfosfaturia (banyak fosfat dibuang dalam urin akibat perubahan metabolisme tulang penyakitnya : Vit D resistant Rickets (anak) dan Osteomalacia (Milmans syndrome/dewasa)- Hipofosfatemik-glukosuric Rickets : De Toni- Fanconi Syndrome,

EKSKRESI Kreatinin Asam urat K+

H+

Ion-ion anorganik Zat asing

Sekresi Tubuli Distal (aktif)

Memerlukan energi dan zat pengemban (carrier) (suksinat dan SAS)

Kecepatan maksimal sekresi (Tm sekresi) ditentukan oleh kapasitas pengemban

Contoh : Tm PAH (Para amino Hipurat) pasien 20 mg/menit dan Tm PAH 80 mg/menit, maka bagian ginjal yang berfungsi 20/80 x100% = 25% atau 75% ginjal rusak.

Mobilisasi ion hidrogen dalam tubulus proksimal

Sekresi ion hidrogen dalam tubulus distal

Pembentukan amoniak dalam tubulus distal

Ginjal sebagai organ endokrin Merupakan hormon dan zat-zat yang

mempengaruhi organ/jaringan lain1. Renin2. Prostaglandin3. Lipid netral antihipertensi4. Eritropoietin5. Eritrogenin6. 1,25 diOH-cholekalsiferol

Ginjal sebagai penghancur hormon Hormon yang dihancurkan :1. Insulin2. Glukagon3. 25 OH-colekalsiferol4. aldosteron

Mekanisme kerja diuretika Diuretika : obat yang mempercepat

kehilangan air dan garam melalui urin Diuretika osmotik : zat yang tidak dapat

diserap kembali yang menaikkan osmolaritas tubulus.

Ex. Diamox

Aktivitas Vasopresin

Diamox Inhibitor karbonik anhidrase sehingga

CO2 yang masuk sel terhambat diubah menjadi H2COO3 pemecahan HCO3 dan H+ menurun sekresi H+ menurun H+ urin menurun Na+ yang masuk ke sel menurun karena Na+ mengimbangi keluarnya H+ ke urin banyak HCO3- yang disekresi ke urin pH alkalis H+ yang disekresi sedikit jadi harus diimbangi oleh K+ yang diekskresikan supaya H+ meningkat dan jumlah urin menjadi meningkat

Efek Diuretika DM/Glukosa meningkat dalam darah

dikeluarkan melalui urin glukosa akan bertindak sebagai diuretik substance (menarik air) urin meningkat dan sering buang air kecil

Tes Fungsi Ginjal Clearance/Klirens (penjernihan) Kecepatan ekskresi

suatu zat oleh ginjal volume darah/plasma yang dijernihkan dari zat-zat yang diekkresi dalam 1 menit.

Eksogen : Disuntik dari luar/memerlukan zat dari luar (inulin clearance 120mL/1,73 m2 manitol clearance)

Endogen : tidak memerlukan zat dari luar (Kreatinin clearance 95-109 mL/menit dan urea clearance)

C inulin = u x v/pU = kadar inulin dalam urinV = volume urin (ml/menit)P = kadar inulin plasma

Tes Fungsi Ginjal Klirens Kreatinin Bila kadar kreatinin darah normal

kreatinin difiltrasi, tidak direabsorbsi dan tidak disekresi sehingga kadar kreatinin = GFR

Kadar kreatinin dapat dipakai untuk memperkirakan GFR dan keuntungannya tidak perlu menyuntikkan zat dari luar

Normal : 95 -105 ml/menit

Tes Fungsi Ginjal RPF (Renal Plasma Flow) = plasma yang melalui

ginjal permenit Pengukuran RPF menggunakan PAH (para amino

hipurat) PAH difiltrasi dan disekresi lebih besar dari GFR Bila kadar dalam darah rendah (2 mg%) PAH

hanya difiltrasi saja dalam 1 kali sirkulasi sehingga clearence PAH konsentrasi rendah dapat dipakai untuk mempertahankan RPF

Normal RPF = 574 ml/menit/1,73 m2 luas permukaan tubuh

Diupayakan persentasinya meningkat maka ia akan difiltarsi dan disekresi

Tes Fungsi Ginjal Filtration Fraction Jumlah plasma yang melalui ginjal dan

difiltrasi persatuan waktu FF = C inulin/RPF = GFR/RPF =

125/574 = 0,217 (=21,7%) Normal : 1/5

Tes Fungsi Ginjal Tubular Secretory Mass Tm PAH/Diodrast = kapasitas maksimum sekresi PAH

oleh tubuli Cara : diberikan PAH sedemikian rupa sehingga kadar

PAH dalam darah 50 mg%, karena sistem pengemban (carrier) untuk sekresi bekerja maksimal

Perhit : selisih PAH urin dan PAH yang difiltrasi Tm PAH = 80 mg/menit/1.73 m2 LPT Pengukuran PAH dapat untuk melihat berapa bagian

ginjal yang masih berfungsi Jika Tm PAH = 40 mg/menit/1.73 m2 LPT maka

kemungkinan ginjal yang masih berfungsi 50%

Tes Fungsi Ginjal Tes Pemekatan = Concentration Test Kelainan dalam daya pemekatan ginjal

merupakan gejala permulaan penyakit ginjal

Bila ginjal berfungsi baik : pada kekurangan air dikeluarkan urin yang pekat yang volumenya kecil, Bj besar

Bila ginjal tidak berfungsi : pada kekurangan air dikeluarkan urin yang osmolaritasnya sama dengan filtrat (285-295 mOsm/L atau Bj 1,010

Tes Fungsi Ginjal Tes Pemekatan :Addis Test Intake cairan sangat dibatasi Percobaan dilakukan 24 jam (08.00 pagi -

08.00 pagi esok) Tidak boleh dilakukan pada : penderita

fungsi ginjal berat, keadaan udara panas, DM poliuria)

Diukur Bj urin 24 jam (norma > 1.025) Bila < 1,025 berarti ada kerusakan ginjal,

kecuali pada : kehamilan, diet protein/garam

Tes Fungsi Ginjal Tes pemekatan : Mosenthal Test Pembatasan cairan tidak seketat Addis Test Urin jam 08.00 dibuang tes dimulai dengan

pengosongan kantung kencing Urin ditampung setiap 2 jam (sampai 24 jam)

dan Bj-nya Urin dikumpulkan jadi satu dan diukur

volumenya Hasil : Siang (Bj > 1,018 dan beda Bj urin yang

terkecil dan terbesar 0.009), malam (Bj > 1,018 dan volume < 725 ml

Tes Fungsi Ginjal Tes Radioisotop Pemeriksaan ginjal dengan radioisotop Iodothalamate untuk melihat GFR Hipurat untuk melihat RPF

Susunan Urin Volume : dewasa normal 600-2500 ml Dipengaruhi : intake air, suhu luar,

makanan, mental-fisik individu Volume urin berkurang pada musim panas

karena berbanding terbalik dengan pengeluaran keringat

Nitrogen, kopi, teh dan alkohol bersifat efek diuretik

Urin pada saat tidur setengah dari jumlah urin pada waktu beraktivitas

Susunan Urin Berat Jenis Normal : 1,003 – 1,030 : bervariasi

menurut zat yang terlarut Jumlah total zat padat urin normal 50 g

zat padat dalam 1200 ml sehari (24 jam) atau 30-70 g/L

Susunan Urin pH 4.7-8.0 Bila intake protein tinggi urin asam

karena berlebih fosfat dan sulfat sebagai hasil met. Protein

Urin bisa alkali bila dibiarkan di udara luar karena urea dan amoniak kehilangan CO2

Susunan Urin Warna Normal : kuning pucat/ambar Berwarna bervariasi : urokrom, urobilin, hematoporfirin Demam : kuning tua karena pemekatan urin Penyakit hati : pigmen empedu akan mewarnai urin

menjadi hijau, coklat atau kuning tua, Hb memberi warna merah pada urin (infeksi)

Methemoglobin dan asam homogentisat memberi warna coklat pada urin

Metilen blue/pencahar memberi warna coklat pada urin Urin umumnya jernih keruh bisa disebabkan

pengendapan kalsium fosfat

Susunan Urin Bau Normal amonia, bervariasi : umumnya

berubah sesuai makanan yang dimakan Ketosis : bau aseton

Unsur Normal Dalam Urin

Urea Amonia Kreatinin dan kreatin Asam urat Asam amino bebas Allantoin Klorida Sulfat (sulfur/sulfur etereal/sulfur netral Fosfat Oksalat Mineral lain : natrium, kalium, kalsium, Mg Vitamin, hormon, enzim

Unsur abnormal urin Protein < 0,5% atau 30-200 mg volume

24 jam (Proteinuria/albuminuria) Glukosa (tidak lebih 1 g dalam volume 24

jam) Gula lain : Fruktosuria, Pentosuria,

galaktosuria Benda keton (3-15 mg volume 24 jam) Bilirubin (Ikterus) Darah (kerusakan ginjal atau infeksi) Porfirin (60-280 ug/ml volume 24 jam)

Not Me, Boss! Ini cerita dari seorang teman yang bertahun silam pergi ke

Papua New Guinea untuk urusan bisnis. Ia ditemani oleh dua orang temannya dan tinggal di sebuah rumah di pedalaman. Rumah ini dirawat oleh seorang lokal, yang tugasnya hanya dua yakni merawat rumah dan memasak.  Semuanya oke-oke saja, kecuali satu hal: mereka punya satu botol anggur yang mahal yang disimpan di ruang makan, yang setiap harinya sepertinya terus berkurang padahal mereka tidak pernah meminumnya. Anggur ini mahal dan mereka ingin menyimpannya untuk acara spesial. Yang mereka temukan adalah setiap hari jumlahnya sedikit demi sedikit berkurang. 

Mereka pun memutuskan untuk mengukur kekurangannya dengan membuat garis kecil pada botol, sehingga apabila memang berkurang lagi mereka bisa tahu dengan jelas. Dan setelah membuat garis tersebut, mereka menemukan memang jumlah anggur dalam botol tersebut berkurang terus setiap hari, walau sedikit demi sedikit.  Mereka tidak punya tertuduh lain lagi selain sang penunggu rumah lugu tersebut, sebab ketiganya memang jarang di rumah. 

Suatu kali ketiganya pulang ke rumah dalam keadaan mabuk dan mereka merencanakan memberi pelajaran si penunggu rumah. Mereka mengambil botol anggur dan mengganti isinya dengan air seni mereka. Setelah itu mereka letakan kembali seperti biasa. Dan yang mereka temukan, setiap hari jumlah air seni ini pun berkurang seperti halnya anggur. 

Suatu hari mereka tidak tega lagi membayangkan bahwa si penunggu rumah yang baik hati ini sampai meneguk air seni mereka. Mereka memutuskan untuk memanggil si penunggu rumah dan menanyakan perihal anggur. Dan dengan gaya yang tidak menuduh langsung, mereka mengatakan bahwa mereka perhatikan persediaan anggur mereka di satu-satunya botol di rumah itu selalu menipis, dan pasti ada seorang di rumah ini yang meminumnya! Serta merta si penunggu rumah polos ini menyahut "Not me, Boss! Selama ini saya hanya selalu pakai untuk keperluan memasak untuk para Boss!"