PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Air merupakan komponen utama yang selalu dibutuhkan dan digunakan

oleh tubuh. Semua sel memerlukan air agar bisa berfungsi dengan benar, dan

pada dasarnya semua proses metabolisme memerlukan air. Air merupakan

salah satu zat yang paling dibutuhkan oleh tubuh, mengingat bahwa sekitar

60% tubuh manusia tersusun dari air.

Air memiliki banyak fungsi yang sangat fundamental bagi tubuh kita.

Melihat betapa pentingnya air bagi tubuh kita, alangkah baiknya bila kita

dapat mempelajari lebih dalam bagaimana proses metabolisme air di dalam

tubuh kita.

1.2 Topik Bahasan

Dalam makalah ini kita akan mempelajari distribusi air dan pengaturan

kebutuhan air dalam tubuh, bagaimana keseimbangan air dapat dipertahankan,

serta peranan organ dalam metabolisme air.

1.3 Tujuan

Makalah ini dibuat agar kita lebih memahami tentang distribusi air dan

pengaturan kebutuhan air dalam tubuh, bagaimana keseimbangan air dapat

dipertahankan, serta peranan organ dalam metabolisme air.

1

PEMBAHASAN

2.1 Distribusi Air di dalam Tubuh

Air merupakan komponen utama dari keseluruhan total berat badan,

sekitar 60% dari berat badan kita tersusun dari air. Jika dihitung, kandungan

air dalam tubuh seseorang dengan berat badan rata-rata (70 kg) adalah sekitar

42 L. Hal ini membuat air merupakan komponen yang paling penting bagi

tubuh manusia.

Total keseluruhan air yang ada di dalam tubuh dapat dibagi menjadi dua,

yaitu dua, yaitu cairan intrasel berupa seluruh air yang ada di dalam membran

sel, dan cairan ekstrasel berupa seluruh air yang ada di luar membran sel. Dari

sekitar 42 L keseluruhan air yang ada di dalam tubuh, 28 L merupakan cairan

intrasel dan 14 L merupakan cairan ekstrasel.

Cairan ekstrasel secara fungsional dibagi lagi menjadi plasma yang ada

di dalam darah dan cairan interstitial (ISF). ISF merupakan cairan yang

membantu nutrisi dan hasil metabolisme saling bertukar diantara sel dan

darah. Di samping itu, ruang-ruang yang ada di dalam tubuh (misalnya

perikardium, pleura, dsb) yang secara normal kosong kecuali sebagian kecil

volume dari pelumas yang melekat pada organ-organ, merupakan cairan yang

termasuk dalam ISF.

Jumlah dari cairan intrasel maupun ekstrasel tidaklah selalu tetap. Cairan

ekstrasel selama pertumbuhan menurun, sedangkan cairan intrasel meningkat.

Pembagian air di dalam tubuh akan dirangkum di Tabel 1.1 .

Tabel 1.1 Distribusi Air di dalam Tubuh

Prosentase dari Total Berat Badan

Prosentase dari Total

Keseluruhan Air

Volume (L) pada Orang dengan

Berat Badan 70 kg

Total keseluruhan air dalam tubuh

60% 42

Cairan Ekstrasel Plasma Interstitial

(ISF)

5%

15%

8%

25%

3,5

10,5Cairan Intrasel 40% 67% 28

2

2.2 Pengaturan Kebutuhan Cairan dalam Tubuh

Pengaturan kebutuhan air diatur oleh ginjal, kulit, paru-paru, dan

gastrointestinal.

Ginjal merupakan organ yang memiliki peranan yang cukup besar dalam

pengaturan kebutuhan cairan dan elektrolit.

Kulit merupakan bagian penting dalam pengaturan cairan yang terkait

proses pengaturan panas.

Paru-paru berperan dalam pengeluaran cairan dengan menghasilkan

insensible water loss sekitar 400mL per hari.

Gastrointestinal merupakan saluran organ pencernaan yang berperan

dalam mengeluarkan cairan dalam mengeluarkan cairan melalui proses

penyerapan dan pengeluaran air.

Dalam keadaan normal, cairan yang hilang dalam sistem yakni sekitar

100 mL-200 mL per hari. Selain itu, pengaturan keseimbangan cairan dapat

melalui mekanisme rasa haus yang dikontrol oleh sistem endokrin

(hormonal), yakni Antidiuretic Hormon (ADH), sistem aldosteron,

prostaglandin, dan glukokortikoid.

1. ADH : hormon ini memiliki peran dalam meningkatkan rearbsorpsi

air sehingga dapat mengendalikan keseimbangan air dalam tubuh.

2. Aldosteron : hormon ini diekskresi oleh kelenjar adrenal di tubulus

ginjal dan berfungsi pada absorpsi natrium.

3. Prostaglandin : asam lemak yang terdapat pada jaringan yang

berfungsi merespon radang, pengendalian tekanan darah, kontraksi

uterus, dan pengaturan gerakan gastrointestinal.

4. Glukokortikoid : mengatur peningkatan rearpsorpsi natrium dan air

yang menyebabkan volume darah meningkat sehingga terjadi retensi

natrium.

3

2.3 Cara Perpindahan Cairan

a. Difusi merupakan tercampurnya molekul-molekul dalam cairan, gas atau

zat padat secara bebas atau acak.

b. Osmosis adalah proses perpindahan pelarut murni (seperti air) melalui

membran semipermeabel, biasanya terjadi dari larutan dengan konsentrasi

yang kurang pekat ke larutan yang berkonsentrasi lebih pekat, sehingga

larutan yang berkonsentrasi rendah volumenya akan berkurang, sedangkan

larutan yang berkonsentrasi lebih tinggi akan bertambah volumenya.

c. Transpor aktif adalah gerak zat yang akan berdifusidan berosmosis yang

memerlukan aktivitas metabolik dan pengeluaran energi untuk

menggerakkan berbagai materi guna menembus membran sel.

2.4 Keseimbangan Air dalam Tubuh

Sebagian besar dari kebutuhan air sehari-hari didapatkan melalui

minuman yang diminum sehari-hari dan cairan yang terkandung pada

makanan. Dan sebagian kecil lainnya dibentuk di dalam tubuh melalui reaksi

metabolisme. Tubuh membutuhkan sekitar 2.500 mL, yang sebagian besar

berasal dari minuman dari luar tubuh yakni sekitar 2.300 mL atau menutupi

lebih dari 90% dari total keseluruhan air yang dibutuhkan tubuh.

Air juga dapat hilang dari tubuh melalui berbagai macam cara,

tergantung dari lingkungan dan kondisi fisiologis seperti suhu udara dan

kegiatan olahraga. Pada suhu 68ºF, sekitar 1.400 mL dari 2.300 mL air hilang

melalui urin, 100 mL melalui keringat, dan 200 mL melalui feses. Sisanya,

600 mL disebut sebagai insensible water loss. Disebut demikian karena

hilangnya air ini tidak dapat disadari. Evaporasi dari sistem respirasi dan

difusi melalui kulit adalah contoh dari insensible water loss.

a. Tekanan Osmosis

Salah satu faktor paling penting dalam menentukan distribusi air di

dalam tubuh adalah tekanan osmosis. Osmosis bisa dihambat dengan

menambahkan tekanan luar yang berlawanan arah dengan aliran air

dalam osmosis. Besarnya tekanan luar yang dibutuhkan untuk dapat

4

menghalangi osmosis ini disebut dengan tekanan osmosis. Secara

teoritis, tekanan osmosis adalah tekanan yang dibutuhkan untuk

mempertahankan keseimbangan osmotik antara suatu larutan dan

pelarut murninya yang dipisahkan oleh suatu membran yang dapat

ditembus hanya oleh pelarut tersebut. Dengan adanya tekanan

osmosis ini, maka keseimbangan air yang ada di dalam maupun luar

sel dapat dipertahankan.

b. Gaya Filtrasi

Distribusi air melalui permukaan kapiler dikontrol oleh

keseimbangan gaya yang dijaga untuk memindahkan air dari plasma

darah ke cairan interstitial, lalu dari cairan interstitial ke plasma.

Gaya filtrasi yang utama di kapiler adalah tekanan hidrostatik yang

disebabkan oleh adanya pompaan dari jantung. Gaya filtrasi yang

lebih lemah adalah tekanan ISF, gaya ini lemah karena adanya

konsenstrasi protein di dalam ISF yang dapat diabaikan.

2.5 Peranan Ginjal

Ginjal merupakan merupakan salah satu organ yang banyak berperan

dalam proses metabolisme air. Dalam menjalankan tugasnya, ginjal bekerja

bersama-sama dengan berbagai hormon dan saraf.

Ginjal bersama dengan masukan hormonal dan saraf yang mengatur

fungsinya, berperan dalam mempertahankan stabilitas volume dan komposisi

elektrolit cairan ekstrasel (CES). Komposisi urin sangat bervariasi karena

ginjal melakukan penyesuaian terhadap perubahan pemasukan atau

pengeluaran berbagai bahan sebagai usaha untuk mempertahankan CES.

Fungsi ginjal secara spesifik adalah:

Mempertahankan keseimbangan air dalam tubuh

Mengatur jumlah dan konsentrasi sebagian besar ion CES

termasuk Na+, Cl-, K+, HCO3-, Ca2+, Mg2+, H+.

Memelihara volume plasma berperan dalam pengaturan jangka

panjang tekanan darah arteri.

5

Membantu memelihara keseimbangan asam-basa tubuh dengan

menyesuaikan pengeluaran jangka panjang tekanan darah arteri.

Memelihara osmosis osmolaritas berbagai cairan tubuh.

Unit fungsional dari ginjal adalah nefron. Setiap nefron mengandung

sekitar 1 sampai 1,5 juta nefron. Lima komponen dari nefron adalah kapsula

Bowman, tubulus proksimal, lengkung Henle, tubulus distal, dan tubulus

kolektivus. Proses ekskresi bermula dari kapsula Bowman, melalui tubulus

renalis yang merupakan tempat berkumpulnya sekitar 50 kapiler yang

menghubungkan aferen (arteri yang mengalir ke kapsula Bowman) dan eferen

( arteri yang mengalir dari kapsula Bowman). Kapiler-kapiler yang berkerja

di dalam kapsula Bowman ini disebut dengan glomelurus. Glomelurus ini

bertugas menyaring darah yang masih kaya akan berbagai macam kandungan.

Diperkirakan bahwa sekitar 25% dari volume darah manusia dipompa ke hati

melalui sistem sirkulasi yang melewati ginjal, padahal ginjal itu sendiri hanya

seberat 0,5% dari keseluruhan total berat badan.

Glomelurus bertugas sebagai penyaring dalam memisahkan antara air

dan zat lain yang terkandung dalam darah, termasuk elektrolit,glukosa, asam

amino dan sisa metabolisme dari plasma. Zat-zat yang telah disaring tadi

disebut dengan filtrat glomelurus. Saat tidak ada penyakit atau kelainan, tidak

ada sel darah (atau protein dengan ukuran melebihi 50.000 daltons) yang

dapat melewati glomelurus dikarenakan ukurannya yang besar sehingga tidak

dapat melewati pori dari kapiler endotelium.

Masing-masing tubulus secara fungsional berbeda, dibedakan sesuai

dengan permeabilitasnya terhadap air dan zat dari filtrat glomelurus. Tubulus

dikelilingi oleh kapiler-kapiler yang saling terhubung sehingga zat-zat yang

terkandung dalam filtrat glomelurus dapat diabsorpsi kembali oleh aliran

darah untuk disimpan. Kapiler ini mungkin juga dapat mensekresi substansi

khusus dari darah menuju tubulus renalis.

6

Membuang zaat-zat racun, yang merupakan fungsi utama ginjal,

dijalankan dengan terbentuknya urin. Proses dasar dari terbentuknya urin

adalah:

1. Filtrasi, melewati glomelurus sehingga terbentuklah filtrat

glomelurus.

2. Reabsorpsi dari zat-zat yang telah dipilih ke dalam aliran darah.

3. Sekresi zat ke dalam tubulus dari sekitar kapiler.

Ginjal berfungsi untuk transportasi cairan dan menjaga tekanan

homeostatis tubuh. Secara individual, ginjal sangat sensitif terhadap adanya

diet atau pun jumlah air dan elektrolit yang dikonsumsi, hal ini ditunjukkan

dengan volume urin.

Kapiler yang ada di dalam glomelurus memiliki perbedaan dalam hal

tekanan hidrostatik dengan kapiler-kapiler lain yang ada di dalam tubuh.

Kapiler di glomelurus memiliki tekanan hidrostatik tiga kali lebih besar bila

dibandingkan dengan kapiler yang ada di bagian tubuh yang lain. Hal ini

menyebabkan zat-zat yang disaring melewati membran semipermeabel

menuju kapsula Bowman mencapai ±130 mL/menit. Sehingga, sekitar

187.000 mL filtrat dibuat setiap harinya, namun hanya sekitar 1.400 mL urin

yang diproduksi setiap hari. Hal ini berarti kurang dari 1% filtrat yang

akhirnya menjadi urin sedangkan 99% sisanya diserap kembali ke dalam

darah.

Mekanisme air dapat digambarkan sebagai berikut:

7

Extracelluler Fluid Osmolarity

Water Intake Area of HypothalamuWater Output Area of Hypothalamu

Angiostensin IIAldosteron

Distention Reseptors and Baroreseptors

Blood Volume

Renin

Thirst

ADH

Water Retention

Water intake

Kehabisan persediaan air misalnya peningkatan osmolaritas cairan

ekstraseluler atau penurunan volume darah dapat menstimulus hipotalamus

secara langsung atau melalui angiostensin II, dibentuk oleh renin protease

renalis.

Telah diketahui bahwa hipotalamus, sistem renin-angiostensin-

aldosteron, dan ginjal bertanggung jawab terhadap keseimbangan volume

ekstrasel dan osmolaritas. Sebenarnya, ketiganya bekerja secara bersama-

sama dikarenakan hormon hipotalamus, ADH (Antidiuretic Hormone) dan

aldosteron yang diproduksi di korteks adrenal.

ADH diproduksi di supraoptik nukleus yang berada di hipotalamus tetapi

disekresi di kelenjar pituitari posterior. Dilepaskannya ADH dari kelenjar

posterior dipicu oleh meningkatnya osmolaritas cairan ekstrasel atau

penurunan volume intravaskuler. Respon hipotalamus terhadap peningkatan

osmolaritas cairan ekstrasel ini ditandai dengan penyusutan neuron kelenjar

yang disebabkan pergerakan air yang keluar menuju ke cairan osmotik

interstitial yang lebih tinggi. Penyusutan ini merupakan tanda bagi kelenjar

posterior untuk melepaskan hormon.

Peningkatan volume darah menyebabkan aktivitas dari distensi reseptor

dan baroreseptor di pembuluh darah dan meneruskannya ke hipotalamus.

Hormon lainnya, angiostensin II, dilepaskan secara tidak langsung oleh

reseptor distensi (mengurangi volume darah) yang ada di arteri renalis,

menstimulus hipotalamus secara langsung dengan dilepaskannya ADH lebih

banyak.

8

PENUTUP

3.3 Kesimpulan

Proses metabolisme air merupakan proses penting yang patut dipelajari

mengingat fungsinya yang sangat fundamental bagi tubuh manusia,

mengingat sekitar 60% tubuh manusia mengandung air.

Air yang dikonsumsi oleh manusia lebih banyak berasal dari minuman

ataupun cairan lain yang berasal dari luar tubuh, yakni lebih dari 90%,

sedangkan sisanya berasal dari hasil metabolisme. Kebutuhan air tersebut

diatur oleh ginjal, paru-paru, kulit dan gastrointestinal. Dan masing-masing

bekerja sesuai dengan tugasnya masing-masing. Kebutuhan air ini dapat

dicukupi dengan berbagai cara, misalnya minum, maupun makan makanan

yang mengandung banyak air. Setelah itu, air akan melalui berbagai proses

perpindahan.

Keseimbangan air yang ada di dalam tubuh kita diatur oleh adanya

tekanan osmosis dan gaya filtrasi. Tekanan osmotik merupakan tekanan yang

dapat menghentikan osmosis, yang arahnya berlawanan dengan osmosis.

Sedangkan gaya filtrasi merupakan gaya yang mengontrol distribusi cairan

pada permukaan kapiler endotelium yang menjaga air agar dapat menuju ke

ISF dan dari ISF menuju ke plasma darah. Keduanya secara bersama-sama

dan saling bekerja sama menjaga keseimbangan air yang ada di dalam tubuh.

Dalam metabolisme air, terdapat organ-organ yang berperan di

dalamnya. Ginjal merupakan salah satu organ yang berperan penting dalam

proses metabolisme air. Ginjal bersama-sama dengan hipotalamus, sistem

hormon renin-angiostensin-aldosteron menjaga keseimbangan cairan yang

ada di dalam tubuh.

3.4 Saran

Untuk dapat memahami proses metabolisme air secara lebih lanjut,

disarankan untuk banyak membaca buku-buku ilmiah, terutama buku-buku

yang berasal dari luar negeri, karena sumber buku berbahasa Indonesia yang

membahas tentang metabolisme air menurut penulis masih sangatlah kurang.

9