Urine formation and hormon involved

PEMBENTUKAN URINE DAN HORMON YANG BERPERANProf. eL-dh@n

Urinary DivisionOfHarvard UniversityBISMILLAHIRRAHMANIRRAHIM

SALAM LIVERPUDLIANAnatomi Fisiologi Sistem Urinarius

Anatomi Fisiologis GinjalGinjal terletak pada dinding posterior abdomen, di luar rongga peritoneum (retroperitoneal)Setiap ginjal pada orang dewasa beratnya 150 gram (seukuran kepalan tangan)Sisi medial ginjal (Hilus), tdr dari: arteri renalis, vena renalis, pembuluh limfatik, syaraf, dan ureterAliran darah ginjal : arteri renalis arteri segmentalis arteri interlobaris arteri arkuata arteri interlobularis arteriol afferen glomerulus arteriol efferen kapiler peritubuler

Struktur Ginjal

Fungsi GinjalPengaturan keseimbangan air dan elektrolitPengaturan konsentrasi osmolaritas cairan tubuh dan konsentrasi elektrolitPengaturan keseimbangan asam-basaEkskresi produk sisa metabolik dan bahan kimia asing urea, kreatinin, asam urat, bilirubin, obat2an, metabolit hormon,dllPengaturan tekanan arteriSekresi hormon sekresi reninPengaturan produksi eritrosit sekresi eritropoietrinPengaturan produksi vitamin DSintesis glukosa glukoneogenesis

NEFRON: UNIT FUNGSIONAL DARI GINJAL

TERDIRI DARI:KAPILER GLOMERULUS TUBULUSKapsula BowmanTubulus proksimalAnsa HenleTubulus distalTubulus KolektivusDuktus kolektivus7/8/20137Struktur Nefron

Nefron Kortikal dan Juxtamedular

Perbedaan Nefron Korteks dan Nefron JuxtamedulaPerbedaanNefron KorteksNefron JuxtamedulaLetakKorteksKorteks bagian dalam dekat medulaAnsa HenlePendek, Sedikit menembusMedulaPanjang, menembus medula hingga dalamJumlah70-80 % total nefron20-30 % total nefronKapilerKapiler PeritubularVasa rectaMekanisme CounterCurrentKurang DominanDominanAliran Darah 90% total RBF 1-2 % total RBFProses Pembentukan UrineAda 3 proses di nefron dalam pembentukan urine :Filtrasi GlomerulusReabsorpsi TubulusSekresi Tubulus

Kecepatan ekskresi urin = laju filtrasi laju reabsorpsi + laju sekresi7/8/201311

Filtrasi GlomerulusPlasma harus melewati 3 lapisan glomerulus agar dapat difiltrasi : Endotel KapilerMembran BasalisSel Epitel Glomerulus (Sel Podosit)

Glomerulus

Filtrasi Glomerulus

Konsep FiltrasiBerat molekul (BM) filtrasi Diameter molekul filtrasi Semakin negatif muatan filtrasi

Filtrasi Glomerulus...Glomerulus sangat permiabel terhadap air, tetapi impermiabel terhadap proteinImpermiabilitas terhadap protein tergantung dari ukuran dan muatanBarier fungsional ukuran dan muatan disebabkan struktur kompleks dinding kapiler, GBM (Glomerular Basement Membrane), sel epitel glomerulusFiltrasi Glomerulus..Molekul dengan BM < 10.000 dapat melewati glomerulus dengan mudahAkan tetapi bila molekul tersebut bermuatan negatif (protein), maka molekul tersebut menurun kemampuannya untuk difiltrasi terutama pada GBM, akan tetapi pada sel podosit filtrasi lebih baikMolekul dengan BM kecil tetapi berikatan dengan protein plasma kemampuannya juga menurun untuk difiltrasi. Contoh: Tiroksin, kalsium plasma dan sebagian besar asam lemakRenal Blood Flow.Aliran darah yang menuju ginjal (RBF/Renal Blood Flow) 25 % dari cardiac output (5000 ml/mnt) yaitu 1200 ml/mnt

Renal Plasma Flow..Jika hematokrit normal 45 %, maka

RPF = RBF x (1 0,45) = RBF x 0,55 = 660 ml/mnt

Glomerular Filtration RatePada keadaan normal 1/5 RPF akan difiltrasi oleh glomerulus GFR = 1/5 x RPF = 1/5 x 660 ml/mnt = 125 ml/mnt 180 L/hari

Filtration Fraction = GFR/Renal Plasma FlowFaktor Penentu GFRKeseimbangan tekanan yang bekerja di kapiler glomerulusRenal plasma flowPermeabilitas dan luas permukaan kapilerTekanan Filtrasi.Filtrasi plasma dalam glomerulus dapat terjadi bila ada tekanan filtrasi

Tekanan Filtrasi = Tekanan Hidrostatik Tekanan Osmotik = (PG PB) (G B) = (60 18) (32 0 ) = 10 mmHg

Tekanan Filtrasi Glomerulus

Koefisien Filtrasi.Kf = GFR/Net Filtration Pressure = 125 ml/mnt/10 mmHg = 12,5 ml/mnt/mmHg

Berat ginjal = 2 x 150 g = 300 gKf = 4,2 mL/mnt/mmHg per 100 g berat ginjal

Penentu GFR Kf GFR PB GFR G GFR A G FF G PG GFR RA GFR RE PG

Kf = koefisien kapiler glomerulusPG = tekanan hidrostatik kapiler glomerulusPB = tekanan hidrostatik kapsula BowmanRA = tahanan arteriol afferenRE = tahanan arteriol efferenG = tekanan osmotik koloid kapiler glomerulusA = tekanan osmotik koloid arteriFF = fraksi filtrasiKontrol Fisiologis Filtrasi Glomerulus dan Aliran Darah GinjalAktifasi sistem saraf simpatisHormon dan autakoidAutoregulasi (intrinsic feedback)Respon miogenikUmpan balik tubuloglomerulus (Tubuloglomerular feedback)

Aktivasi Sistem Saraf SimpatisAktivasi yang kuat mengakibatkan kontriksi arteriol renal dan menurunkan aliran darah ginjal dan GFRStimulasi sedang atau lemah memberi pengaruh yang kecil pada RBF dan GFR

Hormon dan Autakoid yang Mempengaruhi GFRHormon atau AutakoidEfek pada GFRNorepinefrinEpinefrinEndotelinAngiotensin II (mencegah )Oksida nitrit dari endotelProstaglandinRespon MiogenikTekanan arteri sistemik dinding arteriol teregang kontraksi otot polos arteriol aferent GFR konstanRespon Miogenik

Tubuloglomerular FeedbackMakula densa sensitif terhadap konsentrasi natriumNatrium :makula densa resisten arteriol aferent tekanan hidrostatik GFR normalmakula densa juxtaglomerular cells sekresi renin Angiotensin II resisten arteriol eferent GFR normalTubuloglomerular feedback

Aparatus Juxtaglomerular

Faktor yang Dapat Menurunkan Laju Filtrasi Glomerulus (GFR)Physical Determinants*Physiologic/Pathophysiologic Causes Kf GFRRenal disease, diabetes mellitus, hypertension PB GFRUrinary tract obstruction (e.g., kidney stones) G GFR Renal blood flow, increased plasma proteins PG GFR AP PG Arterial pressure (has only small effect due to autoregulation) RE PG Angiotensin II (drugs that block angiotensin II formation) RA PG Sympathetic activity, vasoconstrictor hormones (e.g., norepinephrine, endothelin)PERSYARATAN SENYAWA UNTUK MENGUKUR GFR : 1. DIFILTRASI BEBAS2. TIDAK DIREABSORPSI3. TIDAK DISEKRESI4. TIDAK DI METAB.5. TIDAK DISIMPAN DALAM GINJAL6. TIDAK BERACUN7. MUDAH DIUKUR DALAM PLASMA DAN URIN 7/8/201341 Ux X VOL. URIN / MENITGFR = ---------------------------------- Px

Qualities of agents to measure GFRInulin: (Polysaccharide from Dahalia plant)Freely filterable at glomerulusDoes not bind to plasma proteinsBiologically inertNon-toxic, neither synthesized nor metabolized in kidneyNeither absorbed nor secretedDoes not alter renal functionCan be accurately quantifiedLow concentrations are enough (10-20 mg/100 ml plasma)YANG MEMENUHI SYARAT INI ADALAH INULIN (IN)

MISAL: Uin = 35 mg/ ml VOL. URIN / MENIT = 0,9 mL/ MENIT Pin = 0,25 mg/ mlC inulin = 35 mg/ml X 0,9 ml/menit --------------------------------- = 126 ml/menit 0,25 mg/ml

C inulin = GFR = 126 ml/menit

7/8/201343KreatininMerupakan produk akhir metabolisme kreatin ototDigunakan di secara klinis untuk mengukur GFRKurang akurat dibandingkan metode inulinSebagian kecil disekresikan melalui tubulus ginjalBersihan KreatininLaki-laki urinnya mengandung 15 20 mg kreatinin/kgBB/hariPerempuan urinnya mengandung 10 15 mg kreatinin/kgBB/hari.Nilai ini akan menurun dengan bertambahnya umur.

Plasma creatinine level vs. GFR2934

Ada beberapa faktor yang mempengaruhi plasma kreatinin, antara lain :MeningkatDiet tinggi kreatinin dari daging atau suplemen kaya kreatininMenurunnya sekresi kreatinin akibat kompetisi dengan asam keton, anion organic (pada uremia), atau obat (simetidin, sulfa)MenurunAsupan kreatinin menurun atau berkurangnya massa otot karena kurus, tua, atau diet rendah protein.

Reabsorpsi dan Sekresi oleh Tubulus Ginjal Aliran filtrat glomerulus : tubulus proksimal ansa Henle tubulus distal tubulus kolektivus duktus kolectivus ekskresi urin. Beberapa filtrat akan secara selektif di reabsorpsi dari tubulus menuju ke aliran darah, sebagian yang lain disekresikan dari aliran darah ke tubulus ginjal.Reabsorpsi dan Sekresi oleh Tubulus Ginjal

Transport Air dan Zat TerlarutJalur transeluler (melewati membran sel)DifusiTransport aktifJalur Paraseluler (melalui juctional space antar sel)LumenPlasmaCellsTranscellular Pathway

Paracellular transportReabsorpsi Air dan Zat TerlarutMekanisme TransportTransport aktif primerTransport aktif sekunderPinositosisTransport pasif (Difusi)Transport Aktif Primer

Transport Aktif SekunderNa+glucoseNa+H+out inout in co-transport counter-transport (symport) (antiport)Co-transporters will move one moiety, e.g. glucose, in the same direction as the Na+.Counter-transporters will move one moiety, e.g. H+, in the opposite direction to the Na+.TubularlumenTubular CellInterstitialFluidTubularlumenTubular CellInterstitialFluidPinositosisBeberapa bagian tubulus, terutama tubulus proksimal, mereabsorpsi molekul besar seperti protein dengan cara pinositosis

Passive TransportDifusiTubulus ProksimalTersusun dari sel-sel kuboid dengan mikrofili (brush border)Sangat permeabel terhadap air dan banyak zat terlarutReabsorpsi 65 % air dan natriumReabsorpsi glukosa dan asam amino melalui mekanisme kotransport NaTempat sekresi garam empedu, asam urat, katekolamin, obat, dan toksinAnsa HenleMempunyai segmen tipis dan segmen tebalPars descenden (segmen tipis)Tersusun dari sel-sel epitel pipih sederhana (simple squamous epithelial cell)Sangat permeabel terhadap airTidak permeabel terhadap zat terlarutsemakin ke medula semakin hiperosmolarPars ascenden (segmen tebal)Tersusun atas sel-sel kuboid sederhana (simple cuboidal cells)Permeabel terhadap zat terlarutTidak permeabel terhadap airsemakin ke korteks semakin hipoosmolarBagian Akhir Tubulus Distal dan Ductus Kolectivus KortikalTersusun atas sel-sel kuboid sederhana (simple cuboidal cells)Sel prinsipalis : permeabilitas terhadap air dan zat terlalut diatur oleh hormonSel intercalated : sekresi ion hidrogen dan reabsorpsi ion bikarbonat keseimbangan asam basa

Laju Filtrasi, Reabsorpsi, dan Ekskresi berbagai Substrat oleh GinjalSolutesAmount FilteredAmount ReabsorbedAmount Excreted% of Filtered Load ReabsorbedGlucose (g/day)1801800100Bicarbonate (mEq/day)4,3204,3182>99.9Sodium (mEq/day)25,56025,41015099.4Chloride (mEq/day)19,44019,26018099.1Potassium (mEq/day)7566649287.8Urea (g/day)46.823.423.450Creatinine (g/day)1.801.80Proses Pemekatan UrinMekanisme Counter-CurrentPeran hormon ADH

Hyperosmotic Gradient in the Renal Medulla Interstitium

Figure 26.13c

Peran ADH : Reabsorpsi Air di Tubulus Distal dan Tubulus Kolektivus

Formation of Water Pores: Mechanism of Vasopressin ActionHormon-Hormon yang Berperan dalam Reabsorpsi Tubulus GinjalAldosteronAngiotensin IIAntidiuretic hormon (ADH)Atrial Natriuretic Peptida (ANP)Parathyroid HormonAldosteronDisekresikan oleh sel-sel zona glomerulosa korteks adrenalTermpat kerja : sel-sel prinsipal di tubulus kolektivus kortikalisMekanisme Kerja :Stimulasi pompa Na-K ATPase Meningkatkan permeabilitas NatriumPeran :Meningkatkan reabsorpsi NatriumMeningkatkan reabsorpsi airMeningkatkan sekresi Kalium

Angiotensin IISintesisnya dikatalis oleh enzim yg terdapat pada endotellium pembuluh darah paruTempat kerja : tubulus proksimalMekanisme kerja : Stimulasi pompa Na-K ATPasePeran :Meningkatkan reabsorpsi NatriumMeningkatkan reabsorpsi airMeningkatkan sekresi ion hidrogen

ADH/vasopresinDisekresikan oleh sel-sel hipofisis posteriorTempat kerja : Tubulus distal dan tubulus kolektivusMekanisme kerja : meningkatkan permeabilitas air pada tubulusPeran : meningkatkan reabsorpsi airPeptida Natriuretik Atrium (ANP)Disekresikan oleh sel-sel endotel atrium jantungTempat kerja : tubulus distal dan tubulus kolektivusPeran : menghambat reabsorpsi Natrium dan airHormon ParatiroidDisekresikan oleh kelenjar paratiroidTempat kerja : tubulus proksimal, segmen tebal asenden ansa Henle, dan tubulus distalPeran :Meningkatkan reabsorpsi kalsium Menghambat reabsorpsi fosfatHormon-Hormon yang Berperan dalam Mengatur Reabsorpsi di Tubulus GinjalHormoneSite of ActionEffectsAldosteroneCollecting tubule and duct NaCl, H2O reabsorption, K+ secretionAngiotensin IIProximal tubule, thick ascending loop of Henle/distal tubule, collecting tubule NaCl, H2O reabsorption, H+ secretionAntidiuretic hormoneDistal tubule/collecting tubule and duct H2O reabsorptionAtrial natriuretic peptideDistal tubule/collecting tubule and duct NaCl reabsorptionParathyroid hormoneProximal tubule, thick ascending loop of Henle/distal tubulePO4--- reabsorption, Ca++ reabsorptionMiksiSaat urin memasuki pelvis renalis, urin kemudian akan mengalir melalui ureter dan memasuki vesika urinaria untuk ditampungMiksi merupakan proses pengosongan vesika urinaria dari urinProses miksi:Vesika urinaria terisi secara progresif sampai tekanan dindingnya melebihi nilai ambang (threshold level), kemudianRefleks saraf yang disebut refleks miksi terjadi untuk mengosongkan vesika urinariaRefleks miksi merupakan refleks autonom pada medula spinalis. Tetapi bisa dihambat atau difasilitasi oleh pusat di batang otak dan korteks cerebral

stretchreceptorsThanks guys....