Struktur dan Mekanisme Fungsi Ginjal Manusia

Ary Adolf Mananue

102011065

Mahasiswi Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida Wacana

Alamat Korespondensi Jl. Arjuna Utara No. 6 Jakarta Barat 1151

Email : arymananue@ymail.com

Abstrak

Ginjal adalah organ berbentuk kacang yang memiliki beberapa peran. Ginjal terletak di bagian

belakang rongga perut di ruang retroperitoneal, ginjal menerima darah dari arteri renalis.

Mereka membuang molekul organik berlebih dari darah yang berasal dari hasil metabolisme.

Ginjal sangat penting untuk sistem saluran kemih dan juga berperan dalam homeostasis tubuh

manusia seperti regulasi elektrolit, pemeliharaan keseimbangan asam-basa, dan pengaturan

tekanan darah (melalui mempertahankan garam dan air). Mereka berperan sebagai filter alami

darah, kemudian dilanjutkan dengan proses reabsorbsi zat-zat yang masih diperlukan tubuh.

Dalam memproduksi urin, ginjal mengekskresikan limbah seperti urea dan amonium. Mereka

juga bertanggung jawab untuk reabsorpsi asam air, glukosa, dan amino.

Kata Kunci: Ginjal , filtrasi, reabsorbsi, sekresi.

Abstract

The kidneys are bean-shaped organs that serve several essential regulatory roles in vertebrates.

Located at the rear of the abdominal cavity in the retroperitoneal space, the kidneys receive

blood from the paired renal arteries. The kidneys are bean-shaped organs that serve several

essential regulatory roles in vertebrates. They remove excess organic molecules from the blood,

and it is by this action that their best-known function is performed: the removal of waste

products of metabolism. Kidneys are essential to the urinary system and also serve homeostatic

functions such as the regulation of electrolytes, maintenance of acid–base balance, and

regulation of blood pressure (via maintaining the salt and water balance). Keywords: Kidney,

Homeostasis, filtration, reabsorption, secretion. They act as a natural filter blood, then proceed

with the process of reabsorption of substances that are still needed by the body. In producing

urine, the kidneys excrete wastes such as urea and ammonium. They are also responsible for

acid reabsorption of water, glucose, and amino.

Keywords: Kidney, filtration, reabsorption, secretion.

Pendahuluan

Ginjal adalah alat uropetik yang menghasilkan urin. Ginjal berperan penting dalam

homeostatis, hormonal, eksresi sisa metabolisme, eksresi bahan-bahan yang tidak diperlukan,

mereabsorpsi, sekresi dan lain-lainnya. Ginjal memproduksi urin yang mengandung zat sisa

metabolisme. Sistem kemih terdiri dari organ pembentuk urin yaitu ginjal dan struktur yang

membawa urin dari ginjal ke luar untuk dieliminasi dari tubuh.1 Ginjal bekerja pada plasma yang

mengalir melaluinya menghasilkan urin, menghemat bahan-bahan yang akan dipertahankan

tubuh yang mengeluarkan bahan-bahan yang tidak diinginkan melalui urin. Setelah terbentuk,

urin mengalirkan ke suatu ronga pengumpul sentral, pelvis ginjal, dari sini urin disalurkan ke

dalam ureter untuk mengangkut urin dari masing-masing ginjal ke sebuah kandung kemih

Rumusan Masalah

Seorang laki-laki usia 50 tahun, dengan keluhan kencing merah dan keruh.

Struktur Anatomi Ginjal

Ginjal atau ren terletak retroperitoneal primer, artinya dari awal sampai pembentukan

sampai dewasa tetap menjadi organ viscera retroperitoneal, pada sebelah kiri dan kanan columna

vertebralis. Ren sinistra terletak setinggi costa XI atau vertebra lumbal 2-3, sedangkan ren dextra

terletak setinggi costa XII atau vertebra lumbal 3-4. Jarak antara extremitas superior ren dextra

dan sinistra adalah 7 cm, sedangkan jarak antara extremitas inferior ren dextra dan ren sinistra

adalah 11 cm. Sedangkan jarak dari extremitas inferior ke crista iliaca 3-5 cm.1

Ginjal dibungkus oleh capsula fibrosa, capsula adiposa, dan fascia renalis. Capsula

fibrosa melekat pada ren dan mudah dikupas, capsula hanya menyelubungi ginjal dan tidak

membungkus glandula suprarenalis. Capsula adiposa banyak mengandung lemak dan

membungkus ginjal dan glandula supra renalis. Capsula adipose dibagian depan relative lebih

tipis dibandingkan dibagian belakang. Ginjal dipertahankan pada tempatnya oleh fascia adipose.

Fascia renalis terletak diluar capsula fibrosa dan terdiri dari dua lembar yaitu fascia prerenalis di

bagian depan ginjal dan fascia retrorenalis dibagian belakang ginjal.1

Ginjal terbagi menjadi dua bagian yaitu cortex renalis dan medulla renalis. Cortex renis

terdiri dari glomelurus dan pembuluh darah. Didalam glomerulus, darah disaring dan disalurkan

kedalam medulla. Pada medulla, saluran-saluran tersebut akan bermuara pada papilla renalis

sehingga tampak garis-garis pada medulla yang disebut processus medullaris (ferheini). Pada

medulla renis dapat dijumpai papilla renalis sesuai ujung ginjal yang berbentuk segitiga, yang

disebut pyramid renalis. Saluran-saluran yang menembus papilla disebut ductulli papillares,

tempat tembusnya berupa ayakan yang disebut area cribiformis. Papilla renalis menonjol

kedalam calix minor. Diantara pyramid-pyramid terdapat collumna renalis. Beberapa calix minor

membentuk calix major. Beberapa calix major bergabung menjadi pyelum atau pelvis renis,

kemudian menjadi ureter. Ruangan tempat calix disebut sinus renalis.1

Gambar 1. Struktur Makroskopis Ginjal

Sumber: www.republika.co.id

Ginjal diperdarahi oleh arteri renalis, dimana arteri ini dipercabangkan dari aorta

abdominalis setinggi vertebra lumbal 1-2. Arteri renalis masuk ke ginjal melalui hilus renalis dan

sebelum masuk hilus arteri renalis mempercabangkan arteri segmentalis anterior dan posterior.

Cabang anterior berjalan kedepan ginjal dan mendarahi bagian depan ginjal, sedangkan cabang

posterior berjalan kebelakang ginjal dan mendarahi ginjal bagian belakang. Arteri renalis

berjalan diantara lobus ginjal dan bercabang lagi menjadi arteri interlobaris. Arteri interlobaris

pada perbatasan cortex dan medulla akan bercabang menjadi arteri arcuata yang akan

mengelilingi cortex dan medulla, sehingga disebut arteri arciformis. Arteri arcuata berjalan pada

bassis pyramid dan mempercabangkan arteri interlobaris. Pembuluh balik pada ren mengikuti

nadinya mulai permukaan ginjal sebagai kapiler kemudian berkumpul kedalam vena

interlobularis atau vena stellatae. Dari vena interlobularis menuju vena arcuata lalu ke vena

interlobaris ke vena renalis dan menuju ke vena cava inferior.1

Struktur Mikroskopis Ginjal

Nefron, didalam tiap ginjal terdapat satu juta atau lebih nefron. Nefron merupakan unit

dasar ginjal. Nefron terdiri dari glomerulus dan tubulus terkait yang menuju pada duktus

kolektivus. Urin dibentuk oleh filtrasi di glomerulus yang kemudian dimodifikasi di tubulus

melalui proses reabsorpsi dan sekresi. Nefron kortikal tersebar di seluruh korteks ginjal dan

memiliki ansa Henle yang pendek. Sedangkan nefron jukstamedular bermula di dekat

persambungan kortikomedular dan memiliki ansa Henle yang panjang, yang turun jauh ke

medula dan memungkinkannya memekatkan urin dengan efektif. Perbandingan jumlah nefron

kortikal dan jukstamedular adalah 7:1.

Gambar 2. Nefron Ginjal

Sumber: www.artikelbagus.com

Korteks ginjal terdiri dari glomerulus ginjal (korpus malpighi) yang bentuknya khas

bundar dengan warna yang lebih tua dari sekitarnya karena sel-selnya tersusun lebih padat.

Paling luar diliputi epitel selapis gepeng dan disebut kapsula bowman lapis parietal. Kadang

ditemukan kapsula bowman lapis parietal yang bersambung dengan kontortus proksimal

membentuk kutub tubular/urinari. Pada arah berlawanan dari kutub tubular terdapat kutub

vaskular, tempat masuk dan keluarnya arteriol pada glomerulus. Arteriol yang masuk disebut

vasa aferen yang kemudian bercabang-cabang menjadi kapiler yang bergelung-gelung dalam

glomerulus. Kapiler ini sebenarnya diliputi oleh podosit yang membentuk kapsula Bowman lapis

viseral. Kapiler kemudian bergabung menjadi satu lagi membentuk arteriol keluar dari

glomerulus dan disebut vasa eferen.2

Tubulus kontortus proksimal selalu terpotong dalam berbagai potongan karena jalannya

yang berkelok-kelok. Dindingnya disusun oleh selapis kuboid dengan batas-batas sel yang sukar

dilihat. Intinya bulat dan biasanya agak berjauhan dengan inti sel di sebelahnya. Sitoplasmanya

berwarna asidofil dan terdapat brush border pada permukan selnya yang menghadap lumen.2

Tubulus kontortus distal juga selalu terpotong sama seperti proksimal. Disusun oleh

selapis kuboid yang batas-batas antar selnya agak lebih jelas dibandingkan proksimal. Inti sel

bulat dan jarak antara inti sel bersebelahan agak berdekatan. Sitoplasmanya basofil dan

permukaan sel yang menghadap lumen tidak mempunyai brush border.2

Medula ginjal hanya terdiri dari saluran-saluran yang kurang lebih berjalan lurus. Di

dalam korteks ginjal terdapat berkas-berkas jaringan medula yang disebut prosessus fereini.

Terdapat saluran ansa henle segmen tebal turun (pars desenden/tubulus rektus proksimal) yang

penampilannya mirip tubulus kontortus proksimal, tetapi garis tengahnya lebih kecil. Sedangkan,

ansa henle segmen tebal naik (pars asenden/tubulus rektus distal) penampilannya mirip tubulus

kontortus distal, tetapi garis tengahnya lebih kecil. Ansa henle segmen tipis penampilannya mirip

pembuluh kapiler darah, tetapi epitelnya lebih tebal sedikit, sehingga sitoplasmanya lebih jelas

terlihat. Selain itu, dalam lumennya tidak terdapat sel-sel darah. Duktus koligen mirip tubulus

kontortus distal tetapi batas sel epitelnya jauh lebih jelas, selnya lebih tinggi dan lebih pucat.2

Fungsi Ginjal

Ginjal melakukan fungsi spesifik yang sebagian besar membantu mempertahankan

stabilitas lingkungan cairan intersisial. Pertama ginjal mempertahakan keseimbangan H2O

ditubuh. Kedua mempertahankan osmolaritas cairan tubuh melalui regulasi keseimbangan H2O.

Ketiga mengatur jumlah dan konsentrasi ion cairan ekstra seluler (Na+, CL-, K+, CA2+, H+, HCO3-,

PO43-, SO4

2-, dan Mg2). Keempat mempertahankan volume plasma. Kelima mempertahan

keseimbangan asam basa. Keenam mengekskresikan produk akhir metabolisme seperti urea,

asam urat, dan keratin. Ketujuh mengeluarkan senyawa asing. Kedelapan menghasilkan

erytropointin, renin, dan mengubah vitamin d menjadi bentuk aktif.3

Mekanisme Fungsi Ginjal

Filtrasi Glomerulus

Filtrat glomerulus terbentuk sewaktu sebagian plasma yang mengalir melalui tiap-tiap

glomerulus terdorong secara pasif oleh tekanan yang menembus membrane glomerulus untuk

masuk ke dalam lumen kapsul Bowman di bawahnya. Tekanan filtrasi yang memicu filtrasi

ditimbulkan oleh ketidakseimbangan dalam gaya-gaya fisik yang bekerja pada membrane

glomerulus. Terdapat tiga tekanan yang berperan dalam filtrasi glomerulus yaitu tekanan

hidosrtatik kapiler, tekanan onkotik plasma, dan tekanan hidrostatik kapsula bowman. Penjelasan

ini masing-masing tekanan adalah sebagai berikut. Tekanan hidrostatik kapiler darah, merupakan

tekanan utama yang mendorong terjadinya filtrasi, tekanan ini diperkirakan sekitar 55mmHg.

Tekanan ini bersifat mendorong plasma dari kapiler glomerulus ke ruang bowman. Tekanan

onkotik kapiler, yang merupakan tekanan yang ditimbulkan oleh kepekatan protein, tekanan ini

sifatnya menarik air, besarnya sekitar 30 mmHg. Sehingga menarik plasma dari ruang bowman

ke kapiler glomerulus. Tekanan onkotik tidak ada pada kapsula bowman karena di dalam ruang

bowman tidak terdapat protein. Sebab protein tidak dapat menembus kapiler glomerulus ketika

difiltrasi. Tekanan hidrostatik kapsula bowman, merupakan tekanan yang sama seperti tekanan

hidrostatik kapiler, namun sifatnya mendorong plasma dari kapsula bowman ke kapiler

glomerulus. Tekanan ini berkisar sebesar 15mmHg. Maka resultan dari ketiga tekanan tersebut

sebesar 10 mmHg yang mendorong cairan dalam jumlah besar dari darah menembus membrane

glomerulus yang sangat permeable terhadap air dan zat terlarut lainnya. Ini merupakan tekanan

yang menimbulkan adanya filtrasi, dan laju filtrasi ini biasa disebut sebagai GFR (Glomerulus

Filration Rate) atau Laju Filtrate Glomerulus.

Gambar 3. Proses Filtrasi

Sumber: www.apsubiology.org

GFR dapat secara sengaja diubah dengan mengubah tekanan darah kapiler glomerulus

sebagai hasil dari pengaruh simpatis pada arteriol aferen. Vasokonstriksi arteriol aferen

meningkatkan aliran darah ke glomerulus, sehingga tekanan darah glomerulus meningkat dan

GFR juga meningkat. Sebaliknya, vasodilatasi arteriol aferen menurunkan aliran darah

glomerulus dan GFR. Kontrol simpatis atas GFR merupakan bagian dari respons reflex

baroreseptor untuk mengkompensasi perubahan tekanan darah arteri. Jika GFR berubah, jumlah

cairan yang keluar melalui urin juga berubah, sehingga volume plasma dapat diatur sesuai

kebutuhan untuk membantu memulihkan tekanan darah ke normal dalam jangka-panjang.3

Jika terjadi perubahan tekanan darah sistemik, maka akan terjadi perubahan pula pada

tonus arteiol aferen. Akan tetapi tekanan hidrostatik kapiler tetap. Itu disebabkan adanya

pengaturan yang disebut autoregulasi yang dipengaruhi oleh dua faktor internal yaitu, mekanisme

miogenik, dimana otot polos vaskular arteriol berkontraksi secara inheren sebagai respon

terhadap peregangan yang menyertai peningkatan tekanan di dalam pembuluh. Karena itu

arteriol aferen akan berkonstriksi ketika teregang karena peningkatan tekanan darah arteri

sehingga respon ini membantu membatasi aliran darah ke dalam glomerulus dalam jumlah

normal. Sebaliknya relaksasi inheren arteriol aferen yang tidak teregang ketika tekanan

dipembuluh darah berkurang yang meningkatkan aliran darah ke dalam glomerulus meskipun

tekanan darah turun. Tubuloglomerular feedback jika terjadi penurunan tekanan arteri akan

menurunkan GFR. Karena GFR menurun, durasi reabsorbsi menjadi lebih lama daripada

biasanya diakibatkan karena tekanan arteri yang kurang. Lamanya durasi reabsorbsi membuat

filtrat mengandung banyak Na+ dan membuat kadar Na+ pada tubulus proximal semakin sedikit.

Sedikitnya Na+ dideteksi oleh macula densa dan kemudian mengaktifkan RAS (Renin

Angiotensin Aldosteron) dan pada akhirnya tekanan arteri, arus darah dan juga GFR kembali

meningkat. Autoregulasi diatur juga oleh sistem saraf intrinsic dan faktor-faktor humoral yaitu

angiotensin II merupakan vasokontriktor kuat, prostaglandin intrarenal merupakan vasodilator

potent, dan vasopressin dari hipofise posterior (ADH) yang aktif dalam arteriol juxta.4,5

Reabsorpsi Tubulus

Reabsorbsi tubulus ialah perpindahan selektif bahan-bahan yang terfiltrasi dari lumen

tubulus ke dalam lumen peritubulus. Setelah plasma bebas-protein difiltrasi melalui glomerulus,

setiap zat ditangani secara tersendiri oleh tubulus, sehingga walaupun konsentrasi semua

konstituen dalam filtrate glomerulus awal identik dengan konsentrasinya dalam plasma (dengan

kekecualian protein plasma), konsentrasi berbagai konstituen mengalami perubahan-perubahan

saat cairan filtrasi mengalir melalui sistem tubulus. Kapasitas reabsorptif sistem tubulus sangat

besar. Lebih dari 99% plasma yang difiltrasi dikembalikan ke darah melalui reabsorpsi. Zat-zat

utama yang secara aktif (memerlukan energy dan melawan gradient osmotik) direabsorpsi adalah

Na+ (kation utama CES), sebagian besar elektrolit lain, dan nutrient organic, misalnya glukosa

dan asam amino. Zat terpenting yang direabsorpsi secara pasif (tidak ada pengeluaran energy

pada perpindahan bahan tetapi hanya mengikuti gradient osmotic saja) adalah Cl-, H2O, dan urea.

Hal utama yang berkaitan dengan sebagian besar proses reabsorpsi adalah reabsorpsi aktif Na+.

Suatu pembawa Na+ K+ ATPase bergantung-energi yang terletak di membrane basolateral setiap

sel tubulus proksimal mengangkut Na+ ke luar dari sel ke dalam ruang lateral dia antara sel-sel

yang berdekatan. Perpindahan Na+ ini memicu reabsorpsi Na+ dari lumen tubulus ke plasma

kapiler peritubulus, yang sebagian besar terjadi di tubulus proksimal. Energi yang digunakan

untuk memasok pembawa Na+-K+ ATPase akhirnya bertanggung jawab untuk mereabsorpsi Na+,

glukosa, asam amino, Cl-, H2O, dan urea dari tubulus proksimal. Pembawa kotransportasi

spesifik yang terletak di batas luminal sel tubulus proksimal terdorong oleh gradient konsentrasi

Na+ untuk secara selektif mengangkut glukosa atau asam amino dari cairan luminal ke dalam sel

tubulus. Dari sel tubulus, zat-zat tersebut akhirnya masuk ke plasma.

Klorida direabsorpsi secara pasif mengikuti penurunan gradient listrik yang diciptakan

oleh reabsorpsi aktif Na+. Air secara pasif direabsorpsi akibat gradient osmotic yang diciptakan

oleh reabsorpsi aktif Na+. 65% H2O yang difiltrasi akan direabsorpsi dari tubulus proksimal

melalui cara ini. Reabsorpsi H2O meningkatkan konsentrasi zat-zat lain yang tertinggal di dalam

cairan tubulus, yang sebagian besar adalah zat-zat sisa. Molekul urea yang kecil merupakan satu-

satunya zat sisa yang dapat secara pasif menembus membrane tubulus. Dengan demikian, urea

adalah satu-satunya zat sisa yang direabsorpsi secara parsial akibat efek pemekatan ini; sekitar

50% urea yang difiltrasi akan direabsorpsi. Zat-zat sisa lain, yang tidak dapat direabsorbsi, akan

tetap berada di urin dalam konsentrasi yang tinggi.3

Di awal nefron, reabsorpsi Na+ terjadi secara konstan dan tidak dikontrol, tetapi di

tubulus distal dan pengumpul, reabsorpsi sebagian kecil Na+ yang difiltrasi berubah-ubah dan

dapat di kontrol. Tingkat reabsorbsi Na+ yang dapat dikontrol ini terutama bergantung pada

sistem rennin-angiotensin-aldosteron yang kompleks. Karena Na+ dan anion penyertanya Cl-,

merupakan ion-ion yang paling aktif secara osmotis di CES, volume CES ditentukan oleh beban

Na+ dalam tubuh. Pada gilirannya, volume plasma, yang mencerminkan volume CES total,

penting untuk penentuan jangka-panjang tekanan darah. Apabila beban Na+/volume CES/volume

plasma/tekanan darah arteri di bawah normal, ginjal mensekresikan renin, suatu hormone

enzimatik yang memicu serangkaian proses yang berakhir pada peningkatan sekresi aldosteron

dari korteks adrenal. Aldosteron meningkatkan reabsorpsi Na+ dari bagian distal tubulus,

sehingga memperbaiki beban Na+/volume CES/tekanan darah yang semula menurun. 3

Sekresi Tubulus

Sekresi tubulus, mengacu pada perpindahan selektif zat-zat dari darah kapiler peritubulus

ke dalam lumen tubulus yang merupakan rute kedua bagi zat dari darah untuk masuk kedalam

tubulus ginjal. Proses sekresi terpenting adalah sekresi H+, K+, dan ion-ion organik. Sekresi

tubulus dapat dipandang sebagai mekanisme tambahan yang meningkatkan eliminasi zat-zat

tersebut dari tubuh. Semua zat yang masuk ke cairan tubulus, baik melalui fitrasi glomerulus

maupun sekresi tubulus dan tidak direabsorpsi akan dieliminasi dalam urin.6

Sekresi ion H+ sangatlah penting dalam pengaturan keseimbangan asam-basa tubuh. Ion

H+ ditambahkan ke cairan filtrasi melalui proses sekresi di tubulus proksimal, distal, dan

pengumpul. Tingkat sekresi H+ bergantung pada keasaman cairan tubuh. Ketika cairan tubuh

terlalu asam maka sekresi H+ meningkat. Sebaliknya, sekresi H+ berkurang apabila konsentrasi

H+ di dalam cairan tubuh terlalu rendah.

Sekresi ion K+ adalah contoh zat yang secara selektif berpindah dengan arah berlawanan

di berbagai bagian tubulus zat ini secara aktif direabsorpsi di tubulus proksimal dan secara aktif

disekresi di tubulus distal dan pengumpul. Reabsorpsi ion kalium di awal tubulus bersifat

konstan dan tidak diatur, sedangkan sekresi K+ di bagian akhir tubulus bervariasi dan berada di

bawah control. Dalam keadaan normal, jumlah K+ yang diekskresikan dalam urin adalah 10%

sampai 15% dari jumlahnya yang difiltrasi. Namun, K+ yang difiltrasi hampir seluruhnya

direabsorpsi, sehingga sebagian besar K+ yang muncul di urin berasal dari sekresi K+ yang

dikontrol dan bukan dari filtrasi.6

Pada tubuli proksimal CO2 dan H2O berdifusi ke sel tubuli proksimal oleh enzim carbonic

anhidrase (anhidrase asam karbonat) yang mengkatalisa pembentukan H2CO3 yang kemudian

berionisasi menjadi H+ dan HCO3-. H+ berdifusi ke dalam lumen tubulus dan HCO3

- berdifusi ke

dalam darah. Na+ dari lumen tubulus (dari filtrat) masuk ke sel tubulus kemudian menuju darah.

Sehingga yang terjadi adalah sekresi H+ dan reabsorpsi NaHCO3. H+ dalam lumen tubuli akan

bereaksi dengan HCO3- (hasil filtrasi glomerulus)→H2CO3→CO2 dan H2O→difusi dalam sel

tubuli dan dipakai untuk sekresi H+. Sekresi H+ ini terjadi sampai 80%-85% HCO3- hasil filtrasi

terpakai. Selanjutnya sekresi H+ terjadi dalam tubuli distal.7

Pada tubuli distal, sekresi H+ diimbangi oleh HCO3

-, sampai seluruh sisa HCO3- (15%-

20%) terpakai habis. Sekresi H+ yang diimbangi fosfat, H+ (hasil sekresi) + Na2HPO4 (hasil

filtrasi)→NaH2PO4 dan Na+ (direabsorpsi)→pH filtrat turun dari 7,4 menjadi 6,0. Setelah seluruh

fosfat habis terpakai maka sekresi H+ selanjutnya diimbangi oleh NH3+. NH3 berasal dari reaksi

deaminasi dan deamidasi aa. Glutamin. Glutamin mengalami reaksi deamidasi menjadi glutamin

dan NH3. H+ (hasil sekresi) + NH3 (dari glutamin)→NH4+. Dengan ditukarnya NaCl dengan

NH4Cl, maka pH urin semakin asam. Pembentukan NH4+ meningkat pada asidosis dan jika

menurun pada alkalosis. Keaktifan glutaminase meningkat pada asidosis. Pembentukan NH4+

merupakan mekanisme untuk menghemat kation (Na+). 30-50 mEq/hari H+ dalam bentuk NH4+

dan 10-30 mEq/hari dalam bentuk H2PO4-. Diabetes melitus tidak terkontrol (ketoasidosis)

produksi NH4+ meningkat dan urea menurun karena NH3 untuk pembentukan urea dipakai untuk

pembentukan NH4+. NH3 untuk pembentukan urea dan NH4

+, bila salah satu meningkat maka

yang lain akan menurun. Reabsorpsi HCO3- dalam tubuli ginjal dipengaruhi oleh tekanan CO2.

Bila tekanan CO2 meningkat, maka reabsorpsi HCO3- meningkat, begitu juga sebaliknya.7

Sistem Counter Current Multiplier

Perbedaan fungsional antara pars desendens dan pars ascendens yang sangat penting

untuk menciptakan gradient osmotik di cairan interstisium medulla. Pars desendens yang

permeable terhadap H2O, tidak aktif mengeluarkan Na+ yang merupakan satu-satunya tubulus

yang tidak melakukannya. Sedangkan pars asendens impermeable terhadap H2O dan aktif

memindahkan NaCl keluar dari lumen tubulus untuk masuk kedalam cairan interstisium.

Gambar 4. Counter Current Multiplier

Sumber: socratic.org

Sebelum gradient osmotic terbentuk konsentrasi cairan interstisium medulla adalah 300

mosm/liter seperti cairan tubuh. Difusi netto H2O terjadi terjadi di pars desendens ke dalam

cairan interstisium yang bersifat isotonic karena pars desendens sangat permeable terhadap H2O

sehingga terjadi difusi netto H2O melalui osmosis keluar dari pars desendens menuju cairan

interstisium yang lebih pekat sampai osmolaritas antara pars desendens dan interstisium sama.

Karena itu cairan tubulus yang masuk ke ansa henle lebih pekat karena kehilangan H 2O. Pompa

pars ascendens memindahkan NaCl keluar sementara H2O meninggalkan pars desendens sampai

tercipta perbedaan 200mosm/liter antara pars asendens dan cairan interstisium dimana cairan

tubulus semakin meningkat di pars desendens dan semakin turun di pars ascendens. Pengeluaran

NaCl dan disertai difusi netto menciptakan gradient 200 mosm/liter. Cairan di pars desendens

menjadi semakin hipertonik mencapai 1200 mosm/liter di dasar lengkung, empat kali dari

konsentrasi normal cairan tubuh. Karena cairan interstisium selalu mencapai keseimbangan

dengan pars desendens maka tercipta gradient konsentrasi mulai dari 300 sampai dengan 1200

moms/liter, sementara cairan tubulus semakin berkurang di pars asendens sewaktu garam di

pompa keluar sehingga menjadi hipotonik. Tetapi cairan tubulus menjadi hipotonik sebelum

meningalkan pars ascendens untuk masuk ketubulus distal dengan konsentrasi 100 moms/liter.

Ketika cairan isotonic yang memasuki pars desendens lebih pekat mencapai 1200 moms/liter

tetapi akan menjadi lebih encer sewaktu mengaliri pars ascendens dan akhirnya meninggalkan

lengkung dengan konstrasi 100 moms/liter. Memekatkan cairan empat kali lipat dari cairan tubuh

lalu diencerkan kembali bertujuan untuk menciptakan suatu gradien osmotik vertical di cairan

interstitium medulla yang selanjutnya digunakan oleh duktus koligentes untuk memekatkan

cairan tubulus sehingga tubuh dapat mengekskresikan urine lebih pekat dari pada cairan tubuh

normal. Cairan yang bersifat hipotonik saat masuk ke bagian distal tubulus memungkikan ginjal

mengekskresikan urin yang lebih encer daripada cairan tubuh normal.3

Proses Terjadinya Pemekatan Urin

Apabila permeabilitas terhadap air tinggi, maka sewaktu bergerak ke bawah melalui

interstisium yang pekat, air akan berdifusi keluar duktus kolingen dan kembali ke dalam kapiler

peritubulus. Hasilnya adalah penurunan ekskresi air dan pemekatan urin. Sebaliknya apabila

permeabilitas terhadap air rendah, maka air tidak akan berdifusi keluar duktus koligen melainkan

akan diekskresikan melalui urin, urin akan encer. Permeabilitas duktus koligentes terhadap air

ditentukan oleh kadar hormon antidiuretik (ADH), yang terdapat di dalam darah. Pelepasan ADH

dari hipofisis posterior meningkat sebagai respons terhadap penurunan tekanan darah

atau peningkatan osmolaritas ekstrasel (penurunan konsentrasi air). ADH bekerja pada

tubulus koligentes untuk meningkatkan permeabilitas air. Apabila tekanan darah rendah, atau

osmolalitas plasma tinggi, maka pengeluaran ADH akan terangsang dan air akan direasorbsi ke

dalam kapiler peritubulus sehingga volume dantekanan darah naik dan osmolalitas ekstrasel

berkurang. Sebaliknya, apabila tekanan darah terlalu tinggi atau cairan ekstrasel terlalu encer,

maka pengeluaran ADH akan dihambat dan akan lebih banyak air yang diekskresikan melalui

urin sehingga volume dan tekanan darah menurun dan osmolalitas ekstrasel meningkat.8

Counter Current Exchange Vasa Recta

Untuk memenuhi kebutuhan metabolic di sel medulla ginjal, karena tidak ada suatu

system aliran aliran darah di medulla, sehingga zat terlarut yang dipompa ke medulla oleh

system counter current multiplier akan menghilang dengan cepat. Ciri khas aliran darah medulla

yaitu memiliki aliran darah yang lambat sehingga cukup memenuhi kebutuhan metabolik tetapi

membantu mengurangi kehilangan zat terlarut di interstisium medulla dan vasa recta berperan

untuk mengurangi pengeluaran zat terlarut dan interstisium medulla.

Gambar 5. Countercurrent Exchange Vasa Recta

Sumber: eamcetzoology.wordpress.com

Mekanisme kerjanya ialah darah akan memasuki medulla dan meningalkan medulla

melalui vasa recta yang sangat permeable terhadap zat terlarut dalam darah. Sewaktu darah turun

kearah papilla medulla darah menjadi lebih pekat karena zat terlarut yang masuk dari

interstisium dan karena kehilangan air dalam interstisium. Saat darah sudah diujung vasa recta

konsentrasi mencapai 1200 moms/liter dan sewaktu darah kembali naik kearah korteks

kepekatan darah berkurang karena adanya difusi zat terlarut yang kembali ke interstisium

medulla dan seiring air yang mengalir dalam vasa recta. Walaupun terjadi pertukaran tetapi

hanya sedikit pengencaran akhir dari konsentrasi cairan interstisial. Sehingga vasa recta tidak

membentuk hiperosmolaritas medulla tetapi tetapi mempertahankan agar tidak hilang. Dalam

kondisi stabil vasa recta hanya membawa keluar zat terlarut dan air sesuai dengan yang di

reabsorbi tubulus medulla dan tingginya konstrasi zat terlarut.6

Hormon Ginjal

Renin penting untuk pengaturan tekanan darah. Renin disekresi sel-sel ginjal (arteriol

aferen), diaktifkan melalui sinyal (pelepasan prostaglandin) dari makula densa, yang menanggapi

laju aliran fluida melalui tubulus distal, dengan penurunan tekanan perfusi ginjal (melalui

peregangan reseptor di dinding pembuluh darah), dan oleh stimulasi saraf, terutama melalui beta-

1 aktivasi reseptor.9

Mekanisme rennin angiotensin aldosteron yang bertangggung jawab dalam

mempertahankan tekanan darah dan perfusi jaringan dengan mengatur homeostatis ion Na+. Jika

tekanan darah sistemik menurun maka laju filtrasi glomerulus pun ikut menurun. Akibatnya arus

filtrasi pun menjadi rendah dan kecepatan reabsorbsi meningkat yang berujung dengan

peningkatan reabsorbsi natrium. Kadar natrium di dalam urin rendah dimana kadar natrium yang

rendah ini akan dideteksi oleh macula densa yang berfungsi sebagai osmoreceptor cairan didalam

tubulus distal, kemudian akan diteruskan ke apparatus juxtaglomerolus yang mana pada keadaan

ini renin akan di lepaskan ke sirkulasi darah.6 Renin di sirkulasi menyebabkan pecahnya

Angiotensinogen substrat yang dihasilkan hati menjadi angiotensin 1. Angiotensin 1 akan

diubah menjadi Angiotensin 2 oleh ACE (Angiotensin Converted Enzim) yang dihasilkan Paru

dan Ginjal. Angiotensin 2 mempunyai 2 efek yaitu menyempitkan pembuluh darah,

meningkatkan sekresi ADH dan aldosteron, dan merangsang hipotalamus untuk mengaktifkan

refleks haus, masing-masing yang menyebabkan peningkatan tekanan darah.9

Eritropoietin adalah hormon glikoprotein yang mengontrol proses eritropoiesis atau

produksi sel darah merah. Hormon ini dihasilkan oleh fibroblat peritubular korteks ginjal

peranan eritroproietin mengubah flobulin yang dihasilkan menjadi eritropoetin, dimana

eritropoetin akan merangsang eritropoetin sensitive sten cells pada sumsum tulang untuk

membentuk proeritroblas yang merupakan cikal bakal sel eritrosit, ekresinya dirangsang oleh

hipoksia, garam kobalt, katekolamin, hormone androgen. Selain eritropoietin, ginjal juga juga

membentuk eritrogenin yang efek kerjanya juga merangsang sumsum tulang belakang untuk

menghasilkan sel darah merah seperti eritropoietin. Pada payah ginjal kekurangn kedua zai ini

dapat mengakibatkan anemia berat.9

1,25 dihidroksi vit D3 ini penting untuk mengatur kalsium. Vitamin D dikulit atau pro

vitamin D oleh sinar ultraviolet akan diubah menjadi hormone kalsitonin atau vitamin D3.

Hormon kalsitonin atau 25-OH-D3 ini akan diubah menjadi 24,25 di-OH-D3. Karena pengaruh

hormone paratiroid di mitokondria ginjal dirubah menjadi 1,25 di-OH D3. Zat ini mempunyai

organ sasaran usus, tulang, dan ginjal. Zat ini merupakan Vitamin D yang paing aktif.10

Lipid antihipertensi dan kinonigen merupakan lipid antihipertensi berasal dari medulla

ginjal. Merupakan lipin netral yang berfungsi untuk menurunkan tekanan darah. Kininogen juga

mempunyai fungsi yang sama yaitu anti hipertensi.

Prostaglandin mempunyai efek langsung terhadap pembuluh darah. Prostaglandin berasal

dari asam pentanoat yaitu asam lemak dengan 20 atom karbon. Derivat prostaglandin dihasilkan

oleh jaringan diseluruh tubuh seperti vesica seminalis, otak, kelenjar timus dan ginjal. Dalam

ginjal terutama bagian medulla ginjal dibentuk PGA2, PGE2, PGE2 alfa. Ketiga prostaglandin

ini menyebabkan relaksasi otot polos, sehingga terjadi dilatasi pada arteri dan tekanan darah

menjadi turun. Prostaglandin menyebabkan peningkatan aliran darah ginjal, natriuresis dan

mengganggu fungsi ADH.10

Komposisi Urin

Urin adalah cairan sisi yang di ekskrsikan oleh ginjal yang akan dikeluarkan dari dalam

tubuh melalui proses urinisasi. Komposisi urin berubah sepanjang proses reabsorbsi ketika ada

molekul yang masih dibutuhkan oleh tubuh. Cairan yang tersisa mengandung urea kadar tinggi

dan senyawa berlebih atau berpotensi racun. pH urin sekiar 4,8-7,5 yang akan menjadi lebih

asam jika banyak mengkonsumsi protein, dan menjadi lebih basa jika banyak mengkonsumsi

sayuran. Ciri-ciri urin normal yaitu rata-rata jumlahnya 1-1,5 liter setiap hari. Volume urin

tergantung luas permukaan tubuh intake cairan. Urin memiliki warna kuning bening, hal ini

disebabkan oleh adanya urokhrom. Secara normal warna urin dapat berubah, dimana perubahan

warna tersebut tergantung jenis bahan atau obat yang akan dimakan. Banyak carotein, warna

kuning banyak melanin, warna coklat kehitam-hitaman, banyak darah, warna darah tua

(hematuria) banyak nanah, warna keruh (piuria) adanya protein, warna keruh (proteinuri). Urine

baru, bau khas sebab adanya asam-asam yang mudah menguap. Urin lama, bau tajam sebab

adanya NH3 dari pemecahan ureum dalam urine. Bau busuk, adanya nanah dan kuman-kuman.

Bau manis, adanya aseton. Jenis normalnya urin memiliki berat jenis : 1,003- 1,030.10

Komposisi urin normal mengandung zat terbanyak yaitu urea (1/5), mineral terbanyak

NaCl, (1/4), dan sisanya adalah zat organic dan anorganik lain. Unsur normal urin yaitu urea

yang merupakan hasil metabolisme pada mamalia, kreatinin & kreatin yang dibentuk di otot,

amoniak (NH3) & garam ammonium yang jumlahnya sangat sedikit pada urin segar, asam urat

berasal dari hasil metabolism purin, asam amino jumlahnya sangat sedikit sekali karena renal

threshold asam amino yang tinggi, allantoin, (klorida, sulfat, fosfat, oksalat, mineral, vitamin,

hormone enzim dalam kadar kecil).10

Kesimpulan

Terjadinya gangguan saat berkemih berkaitan dengan salah satu sistem ginjal yang terdiri

dari filtrasi, reabsorbsi, dan juga sekresi. Selain itu, sistem hormonal ginjal juga sangat berperan

besar. Setelah mengetahui struktur makro dan mikro ginjal, maka dapat diketahui pula

mekanisme kerja di dalamnya. Sehingga kita dapat mengetahui bahwa terjadinya kencing merah

keruh tersebut karena gangguan pada proses filtrasi glomerulus. Sehingga hipotesis diterima.

Daftar Pustaka

1. Kasim YI. Sistem urogenitalia. Jakarta: Bagian Anatomi Fakultas Kedokteran UKRIDA;

2013.h.22-8.

2. Johnson KE. Histologi dan biologi sel. Jakarta: Binarupa Aksara; 2004.h.311-5.

3. Sherwood L. Sistem Kemih. Dalam: Fisiologi manusia dari sel ke system. Edisi 6.

Jakarta:EGC;2011.h.554-562,585

4. O’Callaghan, CA. At glance sistem ginjal. 2th Ed. Jakarta:EGC; 2009.h.12-50.

5. Baradero M. Klien gangguan ginjal. Jakarta: EGC; 2008.h.1-13.

6. Guyton AC, Hall JE. Buku ajar fisiologi kedokteran. Edisi:11. Jakarta:EGC;2011.h.347-

8, 376.

7. Hall JE. Fisiologi kedokteran. 11st ed. Jakarta : Penerbit Buku Kedokteran EGC; 2010.h.

485-511

8. Pearce EV. Anatomi dan fisiologi. Edisi ke-3. Jakarta: EGC;2006.h.245-8. No

9. Baradero M, Dayrit MW, Siswadi Y. Klien gangguan Ginjal. Jakarta: EGC;2008.h.10-11.

10. Marks DB, Marks AD, Smith CM. Biokimia kedokteran dasar. Jakarta:EGC; 2000.h.704.