Laporan Urinary System psi Dan Filtrasi

8/3/2019 Laporan Urinary System psi Dan Filtrasi

http://slidepdf.com/reader/full/laporan-urinary-system-psi-dan-filtrasi 1/12

REABSORPSI DAN SEKRESI TUBULAR

Prinsip dari Reabsorpsi dan Sekresi Tubular

Kecepatan normal dari filtrasi glomerular sangat tinggi, sehingga volume cairan yang masuk ke

dalam Proximal Convoluted Tubules lebih besar dibandingkan dengan volume total plasmadarah. Reabsorpsi adalah Kembalinya sebagian besar dari air yang dan zat-zat yang sudah

difiltrasi dan masih diperlukan oleh tubuh menuju aliran darah. Reabsorpsi sendiri merupakan

fungsi dasar kedua dari nefron dan collecting duct. Normalnya, sekitar 99% air akan di

reabsorpsi. Semua sel epitel sepanjang renal tubule dan collecting duct berfungsi dalam

reabsorpsi, tetapi sel-sel pada Proximal Convoluted Tubule-lah yang memberikan kontribusi

terbesar. Zat-zat yang di reabsorpsi melalui proses aktif dan pasif adalah : glukosa, asam amino,

urea, dan berbagai ion (seperti : Na+, K

+, HPO4

2-, dll). Kebanyakan protein-protein kecil dan

peptide setelah difiltrasi akan direabsorpsi (biasanya melalui pinositosis).

Fungsi ketiga dari nefron dan collecting duct adalah sekresi tubular, yaitu transfer materi-

materi dari darah dan sel-sel tubulus menuju ke dalam cairan tubular. Zat-zat yang disekresikan

adalah ion hydrogen (H+), potassium (K

+), dan ammonium (NH4

+),kreatinin, serta obat-obatan

tertentu (seperti : penicillin). Fungsi sekresi sendiri sangatlah penting, yaitu : sekresi dari H+

membantu dalam mengendalikan pH darah, dan sekresi zat-zat lainnya dapat membantu

membuangnya dari dalam tubuh.

Rute Reabsorpsi

Sel dari renal tubule dan collecting tubule memiliki membrane apical (berhubungan dengan

cairan tubular di dalam lumen) dan membrane basolateral (berhubungan dengan cairan

interstisial, yaitu bagian dasar dan sisi dari sel). Antara satu sel dengan sel lainnya dihubungkan

oleh tight junction yang mengelilingi sepanjang renal tubule. Terdapat dua rute reabsorpsi,

yaitu Parasellular dan Transcellular. Rute parasellular adalah berpindahnya zat-zat diantara sel-

sel tubulus yang bersebelahan dan merupakan suatu proses pasif yang terjadi pada ion (>50%)

dan air yang terjadi secara osmosis. Sedangkan reabsorpsi transcellular adalah berpindahnya

zat-zat yang berasal dari cairan di dalam lumen tubular dengan cara melewati membrane apical

pada sel tubulus dan keluar menuju cairan interstisial melalui membrane basolateral.

Mekanisme Transport

Transport zat-zat yang akan melintasi membrane ada dua macam, yaitu transport aktif dan

transport pasif. Transport aktif ialah transport zat-zat yang memerlukan energi dari hidrolisis



ATP. Sedangkan transport pasif ialah transport za-zat yang tidak memerlukan bantuan ATP.

Transport aktif dibagi menjadi 2 bagian, yaitu : Transport aktif primer dan sekunder. Transport

aktif primer digunakan untuk memompa suatu zat melewati suatu membrane dengan bantuan

energy dari hidrolisis ATP (salah satu contohnya ialah Sodium-Potassium Pump).Transport aktif

sekunder mendapatkan energinya dengan cara disimpan dalam suatu gradient electrochemical ions,yaitu dengan cara berpasangan dengan zat lain yang melakuka transport aktif primer.`Terdapat dua

macam transporter, yaitu simporter dan antiporter. Simporter ialah membrane protein yang

memindahkan dua atau lebih substansi pada arah yang sama, sedangkan antiporter ialah memindahkan

dua atau lebih substansi dengan arah yang berlawanan. Masing-masing transporter memiliki batas

kecepatan tertinggi (Tm). Sekitar 90% air direabsorpsi bersama dengan zat-zat lain. Reabsorpsi air ini

terjadi di dalam Proximal Convoluted Tubule dan Descending Limb pada Loop of Henle, karena kedua

segmen dari nefron ini selalu permeable terhadap air.



Reabsorpsi dan Sekresi di dalam Proximal Convoluted Tubule

Solute dan air yang berasal dari cairan yang telah terfiltrasi, akan direabsorpsi di dalam

proximal convoluted tubules dengan jumlah yang sangat besar. Yang mana, akan mereabsorpsi

65% air yang telah terfiltrasi, Na+, dan K

+; 100% dari sebagian besar solutes organik, seperti

glukosa dan asam amino; 50% dari Cl- yang terfiltrasi; 80-90% dari HCO3- yang terfiltrasi; 50%

dari urea yang terfiltrasi; dan berbagai jumlah dari Ca2+

, Mg2+

, dan HPO42-

(fosfat). Selain itu,

proximal convoluted tubules menyekresikan ion H+, ion ammonium (NH4

+), dan urea dalam

jumlah yang bervariasi.

Sebagian reabsorpsi di dalam proximal convoluted tubules (PCT) melibatkan ion Na+. transport

Na+

terjadi melalui mekanisme symport dan antiport di dalam proximal convoluted tubules.

Normalnya, glukosa, asam amino, asam laktat, dan vitamin yang larut dalam air dan nutrisi lain

yang telah mengalami filtrasi, tidak akan terbuang bersama urin. Biasanya, mereka direabsorpsi

dengan sepenuhnya pada setengah bagian pertama dari proximal convoluted tubules olehbeberapa jenis Na

+symporters yang berlokasi di

dalam membran apikal. Gambar 26.12

menggambarkan cara kerja dari salah satu symporter,

yaitu Na+

- glucose symporter di dalam membran

apikal pada suatu sel PCT. Dua Na+

dan satu molekul

glukosa melekat pada protein symporter tersebut,

yang mana akan membawa keduanya (Na+

dan

glukosa) dari cairan tubular menuju sel tubulus.

Molekul-molekul glukosa kemudian akan keluar darimembran basolateral melalui difusi terfasilitasi dan

mereka kemudian akan berdifusi ke dalam kapiler

peritubular. Symporter Na+

lainnya di dalam PCT

menarik kembali ion HPO42-

(fosfat) dan SO42-

(sulfat),

semua asam amino dan asam laktat dengan cara

yang sama

Pada proses transport aktif sekunder, Na+/H

+

antiporters mengangkut Na+

terfiltrasi pada gradien

konsentrasinya yang rendah ke dalam sel PCT ketika

H+

dipindahkan dari sitosol ke dalam lumen (Gambar

26.13a), hal inilah yang menjadi penyebab Na+

direabsorpsi ke dalam darah dan H+

disekresikan

kedalam cairan tubular. Sel-sel PCT menghasilkan H+

yang dibutuhkan untuk menjaga antiporter

pada saat terjadi proses tersebut. Karbon dioksida (CO2) berdifusi dari darah peritubular atau

cairan tubular atau diproduksi oleh reaksi metabolisme yang terjadi di dalam sel. Pada saat di



dalam sel, karbon dioksida akan bereaksi dengan air (H2O) membentuk asam karbonat (H2CO3).

Kemudian, enzim Carbonic Anhydrase (CA) akan mengkatalisis reaksi tersebut, yang mana

kemudian akan dipecah menjadi H+

dan HCO3-:

Sebagian besar HCO3-

-di dalam cairan yang

terfiltrasi- akan direabsorpsi di dalam proximal

convoluted tubules, dimana dia akan berfungsi

sebagai buffer di dalam tubuh (Gambar 26.13b).

Setelah H+

disekresikan menuju cairan yang berada

di dalam lumen dari proximal convoluted tubules,

maka dia akan bereaksi dengan HCO3-

yang

terfiltrasi untuk membentuk H2CO3, yang mana

kemudian akan dipecah lagi menjadi H+

dan HCO3-.

Ketika kandungan HCO3-

meningkat di dalam

sitosol, HCO3- akan keluar melalui transporter difusi

terfasilitasi yang berada pada membran basolateral

dan berdifusi ke dalam darah dengan Na+. Dengan

demikian, untuk setiap H+

yang disekresikan

kedalam cairan tubular dari proximal convoluted

tubules, akan diikuti oleh reabsorpsi satu ion HCO3-

dan satu ion Na+.

Reabsorpsi solute di dalam proximal convoluted

tubules akan meningkatkan osmosis pada air.

Masing-masing solute yang direabsorpsi

meningkatkan osmolaritas air, yaitu pada bagian

dalam pertama dari sel-sel tubulus, kemudian di

dalam cairan interstisial, dan terakhir di dalam

darah. Oleh karenanya, air akan berpindah secara cepat dari cairan tubular, melalui rute

paraselular dan transselular, menuju ke dalam kapiler peritubular dan mengembalikan

keseimbangan osmotik (Gambar 26.14). Dengan kata lain, reabsorpsi dari solutes akan

membentuk suatu gradien osmotik yang dapat meningkatkan reabsorpsi air melalui osmosis.

Sel-sel yang melapisi proximal convoluted tubule dan descending limb pada loop of Henle

memiliki sifat yang permeable terhadap air karena memiliki banyak molekul aquaporin-1.

Protein integral di dalam membran plasma ini merupakan suatu water channel yang

meningkatkan kecepatan pergerakan air yang akan melewati membran apikal dan membran

basolateral.



Ketika air meninggalkan cairan tubular, konsentrasi dari solute terfiltrasi yang tersisa akan

meningkat. Pada setengah bagian kedua dari PCT, gradien elektrokimia untuk Cl-, K

+, Ca

2+, Mg

2+,

dan urea akan meningkatkan difusi pasifnya menuju kapiler peritubular melalui rute paraselular

dan transselular. Diantara ion-ion tersebut, ion Cl-

lah yang terdapat dalam konsentrasi yang

tinggi. Difusi dari ion Cl

-

yang memiliki muatan negatif ke dalam cairan interstisial melalui ruteparaselular membuatan muatan elektrik di dalam cairan interstisial menjadi lebih negatif

dibandingkan dengan cairan tubular.

Kenegatifan inilah yang meningkatkan

reabsorpsi paraselular pasif pada kation, seperti

K+, Ca

2+, dan Mg

2+

Ammonia (NH3) merupakan suatu produk

buangan beracun yang diturunkan dari

deaminasi (pemecahan gugus amino) pada

berbagai macam asam amino, secara utama

reaksinya terjadi di dalam hepatocytes (sel-sel

liver). Hepatocytes merubah sebagian besar

ammonia tersebut, menjadi urea yang

merupakan suatu senyawa yang sedikit

mengandung toxic. Meskipun urea dan

ammonia terdapat dalam keringat dengan

jumlah yang sangat sedikit, sebagian besar

ekskresi dari produk buangan yang

mengandung nitrogen ini terjadi melalui urin.

Urea dan ammonia di dalam darah keduanya difiltrasi pada glomerulus dan disekresi oleh sel-

sel proximal convoluted tubule menuju ke dalam cairan tubular.

Sel-sel convoluted tubule dapat memroduksi penambahan NH3 dengan adanya deaminasi asam

amino glutamin di dalam suatu reaksi yang juga menghasilkan HCO3-. NH3 secara cepat akan

berikatan dengan H+

menjadi suatu ion ammonium (NH4+), dan dapat menggantikan H

+yang

berada di dalam Na+/H

+antiporters pada membran apikal dan disekresikan ke dalam cairan

tubular. HCO3-

yang dihasilkan dari reaksi ini, akan berpindah melalui membran basolateral dan

kemudian akan berdifusi ke dalam aliran darah, yang mana berfungsi sebagai buffer di dalam

plasma darah.

Reabsorpsi di dalam Loop of Henle

Karena semua dari proximal convoluted tubules mereabsorpsi sekitar 65% air yang terfiltrasi

(sekitar 80 mL/min), cairan kemudian memasuki bagian selanjutnya dari nefron, yaitu loop of

Henle, pada kecepatan 40-45 mL/min. Komposisi kimia dari cairan tubular sekarang jauh



berbeda dari yang difiltrasi di glomerular, karena glukosa, asam amino, dan nutrisi lainnya

sudah tidak terdapat lagi disini. Osmolaritas dari cairan tubular masih sama dengan osmolaritas

pada darah, karena reabsorpsi air dengan cara osmosis mengimbangi kecepatan dari

reabsorpsi solutes sepanjang proximal convoluted tubule.

Loop of Henle mereabsorpsi sekitar 15% dari air

yang terfiltrasi; 20-30% dari Na+

dan K+

yang

terfiltrasi; 35% dari Cl-

yang terfiltrasi; 10-20%

dari HCO3-

yang terfiltrasi; dan Ca2+

dan Mg2+

yang terfiltrasi dengan jumlah bervariasi.

Disinilah, untuk pertama kalinya, reabsorpsi air

melalui air tidak dipasangkan secara otomatis

terhadap reabsorpsi dari solutes yang terfiltrasi

karena bagian dari loop of Henle memiliki sifat

impermeable terhadap air. Dengan demikian,

loop of Henle mengatur tahapan untuk regulasi

independent pada v olume dan osmolaritas cairan

tubuh. Membran apikal pada sel-sel di dalam

thick ascending limb dari loop of Henle memiliki

Na+-K

+-2Cl

-symporters yang menarik satu Na

+,

satu K+, dan dua Cl

-secara bersamaan dari cairan

di dalam lumen tubular (Gambar 26.15). Na+

yang

ditransport secara aktif menuju cairan interstisial

pada bagian dasar dan tepi dari sel, kemudian

berdifusi ke dalam vasa recta. Cl-

berpindah

melalui leakage channel pada membran

basolateral menuju ke dalam cairan interstisial

lalu kemudian menuju ke dalam vasa recta.

Karena banyaknya channel K+

yang bocor

terdapat di dalam membrane apical, maka sebagian besar K+

masuk kembali ke dalam cairan

tubular melalui simporter.

Dengan demikian, efek utama dari Na+- K

+-2Cl

-symporter ialah reabsorpsi dari Na

+dan Cl

-.

Pergerakan dari K+

yang bermuatan positif menuju ke dalam cairan tubular melalui channel

pada membrane apical, membuat cairan dan darah menjadi lebih negative dibandingkan

dengan cairan di dalam ascending limb pada loop of Henle. Keadaan inilah yang menyebabkan

peningkatan reabsorpsi kation Na+, K

+, Ca

2+, dan Mg

2+ melalui rute parasellular. Walaupun

15% air direabsorpsi di dalam descending limb pada loop of Henle, tapi hanya sedikit atau

bahkan tidak ada sama sekali air yang direabsorpsi di dalam ascending limb, karena pada



segmen dari tubulus ini membrane apikalnya impermeable terhadap air. Karena ion-ion

direabsorpsi tanpa adanya reabsorpsi dari molekul air, sehingga osmolaritas cairan tubular

menurun secara progresif ketika cairan mengalir menuju bagian akhir dari ascending limb.

Reabsorpsi di dalam Early Distal Convoluted Tubule

Cairan masuk ke dalam Distal Convoluted Tubule dengan kecepatan 25 mL/min, karena 80% air

sekarang sudah direabsorpsi seluruhnya. Bagian awal dari DCT mereabsorpsi sekitar 10-15% air,

5% Na+, dan 5% Cl

-. Reabsorpsi Na

+dan Cl

-terjadi melalui Na

+-Cl

-symporter di dalam

membrane apical. Sodium-Potassium pumps dan Cl-

leakage channel di dalam membrane

basolateral kemudian mengizinkan reabsorpsi dari Na+

dan Cl-

ke dalam kapiler peritubular.

Early DCT juga merupakan tempat utama, dimana PTH menstimulasi reabsorpsi Ca2+

. Jumlah

dari Ca2+

yang direabsorpsi di dalam Early DCT ini bervariasi tergantung dari kebutuhan tubuh.

Reabsorpsi dan Sekresi di dalam Late Distal Convoluted Tubule dan Collecting Duct

Pada saat cairan mencapai bagian akhir dari DCT, 90-

95% zat-zat terfiltrasi dan air telah kembali ke dalam

aliran darah. Terdapat 2 jenis sel berbeda pada bagian

akhir dari DCT dan sepanjang Collecting Duct, yaitu :

Sel Prinsipal dan Sel Intercalated. Sel-sel principal

mereabsorpsi Na+

dan menyekresi K+, sedangkan sel-

sel intercalated mereabsorpsi K+

dan HCO3-

serta

menyekresi H+. Pada bagian akhir DCT dan Collecting

Duct, jumlah air dan zat-zat yang direabsorpsi serta jumlah zat-zat yang disekresi sangat bervariasi,

tergantung kebutuhan dari tubuh.

Berbeda dengan segmen awal dari nefron, Na+

melewati membrane apical dari sel-sel principal

melalui Na+

leakage channel daripada melalui

simporter atau antiporter (Gambar 26.16). Konsentrasi

Na+

yang tersisa di dalam sitosol menurun, karena

Sodium-Potassium Pumps secara efektif mentransport

Na+ melalui membrane basolateral. Kemudian Na+

berdifusi secara pasif ke dalam kapiler peritubular. Normalnya, reabsorpsi transcellular dan

parasellular di dalam Proximal Convoluted Tubule dan Loop of Henle mengembalikan K+

ke

dalam aliran darah. Untuk menyesuaikan dan mempertahankan kestabilan kadar K+

di dalam

cairan tubuh. sel-sel principal menyekresikan jumlah yang beragam dari K+.



Karena Sodium-Potassium Pumps secara berkesinambungan membawa K+

ke dalam sel-sel

principal, menyebabkan konsentrasi intraselular pada K+

yang tersisa menjadi tinggi. K+

leakage

channel terdapat diantara kedua membrane (apical dan basolateral). Dengan demikian,

beberapa K+

berdifusi ke dalam cairan tubular, dimana konsentrasi K+-nya sangat rendah.

Mekanisme sekresi ini merupakan sumber utama dari ekskresi K

+

di dalam urin.

Regulasi Reabsorpsi dan Sekresi oleh Hormon (Regulasi Hormonal)

1. Sistem Renin Angiotensin Aldosterone

Volume & Tekanan Darah

Dinding arteriol afferent sedikit

meregang & Sel2

Juxtaglomerular

menyekresikan enzim RENIN ke

dalam darah Renin berikatan dengan

10-asam amino peptida

ANGIOTENSIN I

ANGIOTENSIN I ANGIOTENSIN II

(oleh Angiotensin Converting Enzyme (ACE) )

Reabsorpsi Na+ & Cl-

Ekskresi air

Volume darah

Angiotensin II merupakan bentuk hormon aktif yang mempengaruhi fisiologi renal dengan cara:

1. Menurunkan GFR dengan menyebabkan vasokonstriksi dari arteriol afferent

2. Meningkatkan reabsorpsi dari Na+, Cl

-, dan air pada Proximal Convoluted Tubule (PCT)

dengan cara menstimulasi aktivitas dari Na+/H

+antiporter



3. Menstimulasi adrenal cortex untuk menyekresi aldosteron (Hormon yang ikut serta

dalam menstimulasi sel-sel prinsipal pada Collecting duct untuk mereabsorpsi lebih

banyak Na+

dan Cl-juga menyekresi lebih banyak K

+

2

.

Hormon Antidiuretik (ADH atau Vasopressin)

Regulasi Pertama

Posterior Pituitary

ADH

Meningkatkan permeabilitas air pd sel2 prinsipaldi dalam bag.akhir dr Distal Convoluted Tubule &

sepanjang Collecting Duct

Regulasi ke 2

ADH

Aquaporin 2 (yg mengandung vesikel)**

melewati

Membran apikal melalui eksositosis

Permeabilitas air pd membran apikal dr

sel2 prinsipal & molekul air berpindah

scr cepat dr cairan tubular menuju ke dlm sel

Air berpindah scr cepat ke dlm darah, karena

membran basolateral secara relatif

selalu permeable thdp air



** : Vesilel2

yang sangat kecil yang mengandung banyak salinan water channel (aquaporin 1), berada di dalam

sel-sel prinsipal

Regulasi ke 3

Ketika dehidrasi berat

ADH

Ginjal dpt menghasilkan urine sedikitnya 400-500 mL per hari

Regulasi ke 4

Ketika ADH

Channel aquaporin 2 dihilangkan

dr membran apikal melalui endositosis

Ginjal menghasilkan urin encer dgn jumlah yang banyak

Regulasi ke 5



3. Atrial Natriuretic Peptide (ANP)

Volume darah

ANP

Menekan sekresi Aldosteron & ADH Menginhibisi reabsorpsi Na+ dan air di dalam

PCT dan Collecting Duct



Ekskresi Na+ di dalam urin (Natriuresis)

dan Volume urin yang dikeluarkan (dieresis)

Volume & Tekanan darah

4. Hormon Parathyroid

Ca2+

di dalam darah

Menstimulasi ke Parathyroid

mengeluarkan

PTH (Parathyroid Hormone)

Menginhibisi reabsorpsi fosfat (HPO42-

) Sel-sel di dlm Early DCT terstimulasi

di dlm PCT

Ekskresi fosfat Reabsorpsi Ca2+ di dlm darah

Laporan Urinary System psi Dan Filtrasi

Documents

Transcript of Laporan Urinary System psi Dan Filtrasi