1. Klarifikasi (kejelasan) istilah dan konsep2. Menetapkan definisi atau batasan permasalahan yang tepat3. Menganalisa permasalahanA. Anatomi , fisologi dan histologi sistem urinariB. Proses-proses fisiologis pembentukan urin dan komposisi urinC. Proses miksi/BerkemihD. Peranan ginjal dalam keseimbangan cairan dan elektrolit4. Menyusun urutan berbagai penjelasan mengenai permasalahanA. Anatomi dan FisiologiSistem urinarius terdiri dari 2 ginjal (ren), 2 ureter, vesika urinaria dan uretra. System urinarius berfungsi sebagai system ekskresi dari cairan tubuh. Ginjal berfungsi untuk membentuk atau menghasilkan urin dan saluran kemih lainnya berfungsi untuk mengekskresikan atau mengeliminasi urin. Sel-sel tubuh memproduksi zat-zat sisa seperti urea, kreatinin dan ammonia yang harus diekskresikan dari tubuh sebelum terakumulasi dan menyebabkan toksik bagi tubuh. Selain itu, ginjal juga berfungsi untuk regulasi volume darah tubuh, regulasi elekterolit yang terkandung dalam darah, regulasi keseimbangan asam basa, dan regulasi seluruh cairan jaringan tubuh. Saluran kemih bagian atas adalah ginjal, sedangkan ureter, kandung kemih (vesika urinaria) dan uretra merupakan saluran kemih bagian bawah.

Gambar 1. Struktur saluran kemih manusia Sumber: www.kidney.org

Ginjal memiliki tiga bagian penting yaitu korteks, medulla dan pelvis renal. Bagian paling superfisial adalah korteks renal, yang tampak bergranula. Di sebelah dalamnya terdapat bagian lebih gelap, yaitu medulla renal. Ujung ureter yang berpangkal di ginjal, berbentuk corong lebar disebut pelvis renal. Pelvis renal bercabang dua atau tiga, disebut kaliks mayor yang masing-masing bercabang membentuk beberapa kaliks minor. Dari kaliks minor, urin masuk ke kaliks mayor, ke pelvis renal kemudian ke ureter, sampai akhirnya ditampung di dalam kandung kemih.Ureter terdiri dari dua saluran pipa yang masing-masing menyambung dari ginjal ke kandung kemih (vesika urinaria). Panjangnya kira-kira 25-30 cm, dengan penampang 0,5 cm. Ureter sebagian terletak dalam rongga abdomen dan sebagian terletak dalam rongga pelvis. Kandung kemih adalah kantong yang terbentuk dari otot tempat urin mengalir dari ureter. Dinding kandung kemih terdiri dari lapisan sebelah luar (peritonium).

Gambar.2 Struktur anatomi ginjal, Sumber: Essential of Anatomy and Physiology 5th edition, 2007, Hal. 422.

Bagian akhir saluran keluar yang menghubungkan kandung kemih denganluar tubuh ialah uretra. Uretra pria sangat berbeda dari uretra wanita. Pada laki-laki, sperma berjalan melalui uretra waktu ejakulasi. Uretra pada laki-laki merupakan tuba dengan panjang kira-kira 17-20 cm dan memanjang dari kandung kemih ke ujung penis. Uretra pada laki-laki mempunyai tiga bagian yaitu : uretra prostatika, uretra membranosa dan uretra spongiosa. Uretra wanita jauh lebih pendek daripada pria, karena hanya 2,5-4 cm panjangnya dan memanjang dari kandung kemih ke arah ostium diantara labia minora kira-kira 2,5 cm di sebelah belakang klitoris..

Gambar 3. Vesika urinaria dan uretra pada perempuan dan laki-lakiSumber: Essential of Anatomy and Physiology 5th edition,2007, Hal. 432

B. Fisiologi Pembentukan Urin & Komposisi UrinPembentukkan urin dimulai dengan masuknya aliran darah melalu arteriol aferen. Darah yang masuk ke dalam nefron melalui arteriol aferen dan selanjutnya menuju glomerulus akan mengalami filtrasi, tekanan darah pada arteriol aferen relatif cukup tinggi sedangkan pada arteriol eferen relatif lebih rendah, sehinggakeadaan ini menimbulkan filtrasi pada glomerulus. Cairan filtrasi dari glomerulus akan masuk menuju tubulus, dari tubulus masuk kedalam ansa henle, tubulus distal, duktus koligentes, pelvis ginjal, ureter, vesica urinaria, dan akhirnya keluar berupa urine. Membran glomerulus mempunyai ciri khas yang berbeda dengan lapisan pembuluh darah lain, yaitu terdiri dari: lapisan endotel kapiler, membrane basalis, lapisan epitel yang melapisi permukaan kapsula bowman. Permiabilita smembarana glomerulus 100-1000 kali lebih permiabel dibandingkan dengan permiabilitas kapiler pada jaringan lain (Sherwood, 2011).Laju filtrasi glomerulus (GFR= Glomerulus Filtration Rate) dapat diukur dengan menggunakan zat-zat yang dapat difiltrasi glomerulus, akan tetapi tidak disekresi maupu direabsorpsi oleh tubulus. Kemudian jumlah zat yang terdapatdalam urin diukur persatuan waktu dan dibandingkan dengan jumlah zat yang terdapat dalam cairan plasma. Rata-rata GFR normal pada laki-laki sekitar 125 ml/menit. GFR pada wnitalebih rendah dibandingkan pada pria (Sherwood, 2011). Faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya GFR antara lain ukuran anyaman kapiler, permiabilitas kapiler,tekanan hidrostatik, dan tekanan osmotik yang terdapat di dalam atau diluar lumen kapiler. Proses terjadinya filtrasi tersebut dipengaruhi oleh adanya berbagai tekanan sebagai berikut (Sherwood, 2011).:a. Tekanan kapiler pada glomerulus 50 mm HG b. Tekanan pada kapsula bowman 10 mmHGc. Tekanan osmotic koloid plasma 25 mmHG

Ketiga factor diatas berperan penting dalam laju peningkatan filtrasi. Semakintinggi tekanan kapiler pada glomerulus semakin meningkat filtrasi dan sebaliknya semakin tinggi tekanan pada kapsula bowman. Serta tekanan osmotic koloid plasma akan menyebabkan semakin rendahnya filtrasi yang terjadi pada glomerulus (Sherwood, 2011).Dalam cairan filtrate tidak ditemukan erytrocit, sedikit mengandung protein(1/200 protein plasma). Jumlah elektrolit dan zat-zat terlarut lainya samadengan yang terdapat dalam cairan interstitisl pada umunya. Dengan demikiankomposisi cairan filtrate glomerulus hampir sama dengan plasma kecuali jumlah protein yang terlarut. Sekitar 99% cairan filtrate tersebut direabsorpsikembali ke dalam tubulus ginjal (Sherwood, 2011).Faktor-faktor yang mempengaruhi laju filtrasi glomerulus sebagai berikut:a. Tekanan glomerulus, semakin tinggi tekanan glomerulus semakintinggi laju filtrasi, semakin tinggi tekanan osmotic koloid plasma semakin menurun laju filtrasi, dan semakin tinggi tekanankapsula bowman semakin menurun laju filtrasi. b. .Aliran dara ginjal, semakin cepat aliran daran ke glomerulussemakinmeningkat laju filtrasi.c. Perubahan arteriol aferen, apabial terjadi vasokontriksi arteriolaferen akan menyebabakan aliran darah ke glomerulus menurun.Keadaan ini akan menyebabakan laju filtrasi glomerulus menurun begitupun sebaliknya.d. Perubahan arteriol efferent, pada kedaan vasokontriksi arteriol eferenakan terjadi peningkatan laju filtrasi glomerulus begitupunsebaliknya.

Ultrafiltrat dari kapsula bowman kemudian masuk ke tubulus proximal. Sifat dari tubulus ini permeabel terhadap air, sehingga banyak air yang tereabsorbsi. Lalu urin mengalir menuju lengkungan ansa henle. Pada 1 lengkungan, terdapat 3 struktur yang berbeda pada ansa henle, hebatnya dalam 1 lengkungan memiliki fungsi yang berbeda, yang pertama yaitu ansa henle desncenden tipis, permeabel terhadap air, 20% air pada cairan urin di reabsorbsi disini. Lalu ansa henle ascendens tebal, tubulus ini impermeabel terhadap air, namun sangat permeabel dengan zat-zat terlarut, seperti Na, K, Cl, HCO3, dan lainnya, jadi tubulus ini akan membuat urin lebih pekat. Lalu menuju ansa henle ascendens tipis yang juga impermeabel terhadap air, namun kemampuan reabsorbsi zat terlarutnya tidak lebih besar dari ansa henle ascendens tebal. Pada lengkungan ansa henle, tidak terdapat interfensi hormon, yang terjadi ialah countercurrent multiplication. Lalu urin menuju tubulus distal dan duktus kolektivus, yang juga impermeabel terhadap air, dan pada 2 saluran ini terdapat 2 sel yang memiliki fungsi yang berbeda, yaitu sel prinsipalis untuk reabsorbsi Na dan sekresi kalium, yang diatur oleh aldosteron. Dan sel intercalated yang berperan dalam meregulasi keseimbangan asam basa dalam tubuh, dengan sekresi ion H+, reabsorbsi ion bikarbonat, dan kalium. Dari tubulus distal sampai duktus kolektivus, terdapat peran ADH dalam mereabsorbsi air. Dan terakhir cairan urin menuju duktus koligentes medulla, diatur pula permeabilitas terhadap air oleh ADH, dapat mensekresi ion Hidrogen dan permeabel terhadap ureum. Terakhir, cairan urin melewati duktus bellini menuju calyx minor (Guyton, 2012).Pada tubulus ginjal terjadi proses reabsorbsi aktif dan pasif. Reabsorbsi aktif terbagi menjadi primer dan sekunder. Reabsorbsi aktif primer terjadi dengan melawan gradien elektrokimia oleh karena itu membutuhkan ATP dalam prosesnya, pada membran basolateral tubuler tersimpan Na-K ATPase, dengan menghidrolisis ATPase, Na dapat berpindah ke intersisial ginjal, dan secara pasif masuk ke vaskuler peritubuler. Sedangkan, reabsorbsi aktif sekunder yaitu secara tidak langsung menggunakan ATP dalam prosesnya, seperti pada reabsorbsi glukosa dan asam amino yang mengikuti perpindahan Na-K dari membran basolateral tubuler ke intersisial ginjal. Reabsorbsi pasif terjadi karena adanya gradien osmosis antara membran tubuler dengan intersisial ginjal, lalu menuju vaskuler peritubuler (Guyton, 2012).Sewaktu filtrat mengalir melaiui tubulus, bahan-bahan yang bermanfaat bagi tubuh dikembalikan ke plasma kapiler peritubulus. Perpindahan selektif bahan-bahan dari bagian dalam tubulus (lumen tubulus) ke dalam darah ini disebut reabsorpsi tubulus. Bahan-bahan yang direabsorpsi tidak keluar dari tubuh melalui urin tetapi dibawa oleh kapiler peritubulus ke sistem vena dan kemudian ke jantung untuk diresirkulasi. Dari 180 liter plasma yang disaring per hari, sekitar 178,5 liter direabsorpsi. Sisa 1,5 iiter di tubulus mengalir ke dalam pelvis ginjal untuk dikeluarkan sebagai urin. Secara umum, bahan-bahan yang perlu dihemat oleh tubuh secara selektif direabsorpsi, sementara bahan-bahan yang tidak dibutuhkan dan harus dikeluarkan tetap berada di urin (Sherwood, 2011).Reabsorbsi memengang peranan yang jauh lebih penting daripada sekresi dalam pembentukan urina ini. Tetapi sekresi sangat penting dalam menentukan jumlah ion kalium, ion hydrogen, dan beberapa zat lain didalam urina. Biasanya, lebih dari 99% air di dalam filtrat glomerulus direabsobsi ketika mengalir melalui tubulus tersebut. Oleh karena itu, jika suatu unsur terlarut dalam filtrat glomelurus tidak direabsorbsi sama sekali sepanjang perjalanan tubulus. Rebsorbsi air ini tentu saja memekatkan zat tersebut lebih dari 99 kali. Sebaliknya, beberapa unsure seperti glukosa dan asam amino, hampir seluruhnya direabsorbsi sehingga kosentrasi mereka menurun hampir ke nol sebelum cairan tersebut menjadi urina dengan cara ini tubulus ginjal memisahkan zat-zat yang harus dikeluarkan didalam urina (Guyton, 2012).Proses ginjal ketiga, sekresi tubulus, adalah pemindahan selektif bahan-bahan dari kapilel peritubulus ke dalam lumen tubulus. Proses ini merupakan rute kedua bagi masuknya bahan ke dalam tubulus ginjal dari darah, sedangkan yang pertama adalah melalui filtrasi glomerulus. Hanya sekitar 20% dari plasma yang mengalir melaiui kapiler glomerulus difiltrasi ke dalam kapsul Bowman; sisa 80% mengalir melalui arteriol eferen ke dalam kapiler peritubulus. Sekresi tubulus merupakan mekanisme untuk mengeluarkan bahan dari plasma secara cepat dengan mengekstraksi sejumlah tertentu bahan dari 80% plasma yang Tidak terfiltrasi di kapiler peritubulus dan memindahkannya ke bahan yang sudah ada di tubulus sebagai hasil filtrasi (Sherwood, 2011).Ekskresi urin adalah pengeluaran bahan-bahan dari tubuh ke dalam urin. Ini bukan merupakan proses terpisah tetapi merupakan hasil dari tiga proses pertama di atas. Semua konstituen plasma yang terfiltrasi atau disekresikan tetapi tidak direabsorpsi akan tetap di tubulus dan mengalir ke pelvis ginjal untuk diekskresikan sebagai urin dan dikeluarkan dari tubuh. Semua yang difiltrasi dan kemudian direabsorpsi, atau tidak difiltrasi sama sekali, masuk ke darah vena dari kapiler (Guyton, 2012).

Tabel 1. komposisi jumlah zat dalam proses filtrasi, reabsorpsi dan ekskresiSumber : Vander et al. Human Physiology: The Mechanism of Body Function. 8th ed.

C. Mekanisme miksi

Refleks miksi(Martini, 2012)Bermula dari urin yang telah diproduksi oleh ren, berkumpul dalam pelvis renalis dan turun melalui ureter. Ureter menghubungkan ren dengan vesika urinaria dan memiliki gerakan peristaltic setiap 10 hingga 150 detik dan bertambah cepat seiring peningkatan aktifitas saraf parasimpatis. Ureter yang teregang akibat obstruksi dapat menekan reseptor saraf aferen yang merespon rasa sakit dan menimbulkan mekanisme timbal balik yaitu melakukan konstriksi ureteratau konstriksi arteriol aferen yang mengakibatkan penurunan volume urin (Caroll, 2007). Vesika urinaria menampung sejumlah urin hingga batas minimal volume urin tertentu (sekitar 200 ml) dapat meregangkan persarafan pada m. detrusor vesicae dan menginisiasi mekanisme miksi. Regangan pada dinding vesica urinaria menginisiasi refleks spinal, menyebabkan pengaktifan saraf parasimpatis yang mengakibatkan kontraksi m. detrusor vesicae dan relaksasi sphincter uretra interna. Apabila sphincter uretra eksterna secara sadar atas impuls yang disampaikan oleh korteks cerebri melakukan relaksasi (melalui neuron motorik somatic, n.pudenda), maka terjadilah miksi (Caroll, 2007).Sebaliknya, apabila sphincter uretra eksterna belum dikondisikan untuk relaksasi, terjadilah mekanisme-mekanisme berikut.1. Refleks miksi terus berulang hingga tensi regangan mendatar2. Refleks kelelahan3. Vesika urinaria relaksasi (Caroll, 2007)Proses miksi juga difasilitasi oleh kontraksi muskulus abdominalis yang menekan vesika urinaria dan meningkatkan regangan dinding vesika urinaria, memulai refleks miksi (Caroll, 2007)

D. Peran Ginjal Dalam Keseimbangan ElektrolitPada orang normal dengan berat 70 kg, total cairan tubuhnya kira kira 60% berat badan atau sekitar 42 L. Persentase ini dapat berubah bergantung pada umur, jenis kelamin, dan derajat obesitas. Seiring dengan pertumbuhan seseorang, persentase total cairan terhadap berat badan berangsur angsur turun. Hal ini sebagian adalah akibat dari kenyataan bahwa penuaan biasanya berhubungan dengan peningkatan persentase berat badan yaitu lemak, yang kemudian menurunkan persentase cairan dalam tubuh. Karena wanita mempunyai lebih sedikit cairan daripada pria dalam perbandingan dengan berat badan (Sherwood, 2011).a. Kompartemen cairan intraselularSekitar 28 dari 42 liter cairan tubuh merupakan cairan interselular. Cairan intraseluler dipisahkan dari cairan ekstraselular oleh membran selektif yang sangat permeabel terhadap air, tetapi tidak permeabel terhadap sebagian elektrolit dalam tubuh. Membran sel mempertahankan komposisi cairan di dalam agar serupa seperti yang terdapat di berbagai sel tubuh lainnya.Berbeda dengan cairan ekstraselular, maka cairan intraselular hanya mengandung sejumlah kecil ion natrium dan klorida dan hampir tidak ada ion kalsium. Malah , cairan ini mengandung sejumlah besar ion kalium dan fosfat ditambah ion magnesium dan sulfat dalam jumlah sedang. Semua ion ini memiliki konsentrasi yang rendah pada cairan ekstraselular. Juga sel mengandung sejumlah besar protein, hampir empat kali lipat lebih banyak daripada dalam plasma (Sherwood, 2011).b. Kompartemen cairan ekstraselularSeluruh cairan di luar sel disebut cairan ekstraselular. Cairan ini merupakan 20 persen dari berat badan. Dua kompartemen terbesar cairan ekstraseluler adalah cairan interstitial yang merupakan tiga perempat cairan ekstraselular, dan plasma yang hampir seperempat cairan ekstraselular. Plasma adalah bagian darah nonselular dan terus menerus berhubungan dengan cairan interstitial melalui celah membran kapiler. Celah ini bersifat sangat permeabel untuk hampir semua zat terlarut dalam cairan ekstraselular, kecuali protein. Karenanya cairan ekstraselular secara konstan terus tercampur sehingga plasma dan cairan interstitial mempunyai komposisi yang sama kecuali untuk protein, yang konsentrasinya lebih tinggi pada plasma. Konstituen ekstraselular terdiri dari natrium dan klorida dalam jumlah besar, ion bikarbonat yang juga dalam jumlah cukup besar, tapi hanya sedikit ion kalium, magnesium, fosfat, dan asam organik. Komposisi cairan ekstraselular diatur dengan cermat oleh berbagai mekanisme, tapi khususnya oleh ginjal. Hal ini memungkinkan sel untuk tetap terus terendam dalam cairan yang mengandung konsentrasi elektrolit dan nutrien yang sesuai untuk fungsi sel yang optimal (Sherwood, 2011).Pengaturan kerja ginjal dalam mempertahankan keseimbangan cairan dan elektrolit diantaranya :a. Anti Diuretic Hormone (ADH)Anti Diuretic Hormone (ADH) atau disebut juga vasopresin berperan dalam homeostasis air. Sekresi vasopresin dirangsang oleh kurangnya H2O dalam CES yang hipertonis. Rangsangan tersebut akan disampaikan ke hipotalamus yang kemudian akan mengontrol hipofisis posterior untuk mensekresikan vasopresin. Setelah disekresikan, vasopresin akan mempengaruhi tubulus kontortus distal dan tubulus koligentes menjadi permebel terhadap H2O. Permeabelnya tubulus terhadap air memungkinkan untuk terjadinya reabsorbsi H2O lebih banyak. Sehingga akan mencegah pengeluaran H2O berlebihan melalui urin. (Sherwood, 2013).

b. AldosteronAldosteron berperan dalam homeostasis elektrolit yaitu Na+. Pada ginjal terdapat aparatus jugstaglomerular yang terdiri dari sel makula densa dan sel granular. Sel makula densa ini peka terhadap konsentrasi NaCl yang melewat lumen tubulus kontortus distal. Ketika NaCl yang mewati lumen sedikit, sel makula densa akan merangsang sel granuler untuk memproduksi lebih banyak renin. Renin ini akan mengaktifkan angotensinogen menjadi angiotensi I yang kemudian akan diubah menjadi angitensin II. Angiotensin II akan merangsang sekresi hormon aldosteron di korteks glandula adrenal. Aldosteron ini akan meningkatkan reabsorbsi Na+ pada tubulus kontortus distal dan tubulus koligentes sehingga konsentrasi elektrolit kembali normal. (Sherwood, 2013)

c. Atrial Natriuretic Peptide (ANP)Atrial Natriuretic Peptide (ANP) berperan dalam hoeostatis elektrolit yaitu Na+. ANP diproduksi oleh sel-sel granular otot atrium jantung. Ketika otot atriu jantung teregang karena peningkatan volume plasma. ANP akan menghambat secara langsung reabsorbsi Na+ dan H2O di nefron bagian distal. Selain itu ANP juga akan menghambat SRAA dengan menghambat produksi renin di ginjal. Sehingga Na+ dan H2O akan lebih banyak terbuang melalui urin dan volume plasma CES akan kembali normal (Sherwood, 2013).

DAFTAR PUSTAKACaroll, Robert G. 2007. Elseviers Integrated Physiology. Philadelphia: Mosby ElsevierGuyton, A C. fisiologi manusia dan mekanisme penyakit (Human physiology and mechanismof disease). Ed. 33. Jakarta: EGC; 2012Hansen, John T. 2010. Netters Clinical Anatomy. Philadelphia: Saunders ElsevierMartini, Frederic H, Judi L. Nath and Edwin F. Bartholomew. 2012. Fundamentals ofAnatomy and Physiology ninth edition. San Fransisco : Pearson Education Inc.Sherwood, L. Fisiologi manusia : dari sel ke sistem. Ed. 6. Jakarta: EGC; 2011Vander et al. Human Physiology: The Mechanism of Body Function. 8th ed. TheMcGrawHill: Companies; 2001