Sistem Ekskresi

Erga Syafitri, M.Si., Apt.

FA2141 : Anatomi dan Fisiologi Manusia

organ ekskresi: paru-paru, kulit, dan yang ginjal

Organ ekskresi: Paru-paru, Kulit, dan yang utama GINJAL

Setiap hari ginjal menyaring hampir 200 l cairan dari aliran darah dan toksin, buangan

metabolik, kelebihan ion keluar; zat yang masih diperlukan kembali

Pendahuluan • Sistem urinaria terdiri dari organ-

organ yang memproduksi urin dan mengeluarkannya dari tubuh. Sistem ini merupakan salah satu sistem utama untuk mempertahankan homeostasis (kekonstanan lingkungan internal)

• Komponen : • 2 ginjal

• 2 ureter

• Kandung kemih

• Uretra

Fungsi Ginjal • Pengeluaran zat sisa organik urea, asam urat, kreatinin, produk

penguraian hemoglobin dan hormon • Pengaturan konsentrasi ion-ion penting Na, K, Ca, Mg, Sulfat dan

fosfat • Pengaturan keseimbangan asam basa tubuh ion hidrogen,

bikarbonat, dan amonium • Pengaturan produksi sel darah merah eritropoietin • Pengaturan tekanan darah pengaturan volume cairan dan

memproduksi enzim renin • Pengendalian terbatas terhadap konsentrasi glukosa darah dan asam

amino darah ekskresi glukosa dan asam amino berlebih • Pengeluaran zat beracun polutan, zat tambahan makanan, obat-

obatan, zat kimia asing

Anatomi Ginjal

• Tampilan : • Seperti kacang berwarna merah tua

• Panjang sekitar 12,5 cm dan tebal 2,5 cm

• Berat : 125-175 g (laki-laki) dan 115-155 g pada perempuan

• Lokasi : • Terletak di area yang tinggi dinding

abdomen posterior yang berdekatan dengan 2 pasang iga terakhir rongga retroperitoneal

• Tiap tiap ginjal memiliki sebuah kelenjar adrenal di atasnya

• Ginjal kanan terletak agak ke bawah dibanding ginjal kiri karena ada hati pada sisi kanan

Anatomi Kasar Ginjal

Anatomi Ginjal Anatomi Kasar Ginjal

Fasia Renal

• Pembungkus terluar menempelkan ginjal pada struktur di sekitarnya dan mempertahankan posisi organ

Lemak Perirenal

• Jaringan adiposa yang terbungkus fasia renal membantali ginjal

Kapsul fibrosa (ginjal)

• Membran halus transparan yang langsung membungkus ginjal

• Jaringan Ikat Pembungkus :

Anatomi Ginjal Struktur Internal Ginjal

Hilus (Hilum)

Tigkat kecekungan tepi medial ginjal

Sinus Ginjal

Rongga berisi lemak yang membuka pada hilus

Berfungsi untuk jalan masuk dan keluar ureter, vena dan

arteri renalis, saraf, dan limfatik

Pelvis Ginjal

Perluasan ujung proksimal ureter

Ujungnya berlanjur menjadi 2-3 kaliks mayor (rongga yang mencapai

glandular, bagian penghasil urin)

Setiap kaliks mayor bercabang menjadi 8-18 kaliks minor

Anatomi Ginjal Struktur Internal Ginjal

Parenkim Ginjal

• Jaringan ginjal yang menyelubungi struktur sinus ginjal

• Medula piramida ginjal, ujung yang sempit, papila, ditembus mulut duktus pengumpul urine

• Korteks tersusun dari tubulus dan pembuluh darah nefron , terletak di dalam piramida medula membentuk kolumna ginjal yang terdiri dari tubulus-tubulus pengumpul yang mengalir ke dalam duktus pengumpul

Ginjal terbagi-bagi lagi menjadi lobus ginjal

• Setiap lobus terdiri dari 1 piramida ginjal, kolumna yang saling berdekatan, dan jaringan korteks yang melapisinya.

Anatomi Ginjal Struktur Nefron

• Satu ginjal mengandung 1 sampai 4 juta nefron yang merupakan unit pembentuk urine

• Terdiri dari :

• Glomerulus

• Tubulus Kontortus Proksimal

• Ansa Henle

• Tubulus Kontortus Distal

• Tubulus dan duktus pengumpul

• Nefron korteks terletak hampir seluruhnya pada korteks; hanya sebagian kecil dari jerat Henlenya yang berpenetrasi ke medula.

• Nefron jukstamedular terletak pada perbatasan korteks-medula, dan jerat Henlenya masuk ke dalam medula.

Glomerulus

•Gulungan kapiler yang dilapisi kapsul bowman membentuk korpuskel ginjal

•Lapisan viseral lapisan internal epitelium, dimodifikasi menjadi

•Barier filtrasi glomerulus barier jaringan yang memisahkan darah dalam kapiler glomerular dari ruang dalam kapsul Bowman, terdiri dari endotelium kapiler, membran dasar (lamina basalis) kapiler, dan filtration slit

•Lapisan parietal tepi terluar korpuskel ginjal

•Kutub vaskular tempat masuk arteriol aferen dan tempat keluar arteriol eferen

•Kutub urinaris memfiltrasi aliran yang masuk ke tubulus kontortur proksimal

Anatomi Ginjal Struktur Nefron

Tubulus Kontortus Proksimal

• Panjang mencapai 15 mm dan sangat berliku

• Permukaannya dilapisi sel sel epitel kuboid yang kaya akan mikrovilus (brush border) dan memperluas area permukaan lumen

Lengkung/Ansa Henle

• Lekukan terusan tubulus kontortus proksimal

• Kebawah masuk ke medula tungkai desenden ansa henle

• Ke atas tungkai asenden ansa henle

Anatomi Ginjal Struktur Nefron

Tubulus Kontortus Distal dan Duktus Pengumpul • Tubulus Kontortus Distal

sangat berliku, panjang sekitar 5 mm dan membentuk segmen terakhir nefron

• Tubulus pengumpul membentuk duktus pengumpul besar yang lurus

• Duktus pengumpul membentuk tuba yang lebih besar yang mengalirkan urin ke dalam kaliks minor

• Kaliks minor bermuara ke dalam pelvis ginjal melalui kaliks mayor

• Dari pelvis ginjal, urin dialirkan ke ureter yang mengarah ke kandung kemih

Di sepanjang jalurnya, tubulus ini bersentuhan dengan dinding arteriol aferen. Bagian tubulus yang bersentuhan dengan arteriol mengandung sel-sel termodifikasi yang disebut macula densa kemoreseptor dan

sistimulasi oleh penurunan ion natrium

Anatomi Ginjal Struktur Nefron

Dinding arteriol aferen yang bersebelahan dengan macula densa mengandung sel-sel otot polos termodifikasi yang disebut sel

jukstaglomerular. Sel ini distimulasi melalui penurunan tekanan darah untuk memproduksi renin

Macula densa, sel jukstaglomerular, dan sel mengasium saling bekerja sama untuk membentuk aparatus jukstaglomerular yang penting

dalam pengaturan tekanan darah

Anatomi Ginjal Suplai Darah

Arteri Renalis

•Percabangan aorta abdomen yang mensuplai masing” ginjal

Arteri Interlobaris

•Cabang arteri renalis yang mengalir di antara piramida-piramida ginjal

Arteri Arkuata

•Berasal dari arteri interlobaris pada area pertemuan antara korteks dan medula

Arteri Interlobularis

•Percabangan arteri arkuata melewati korteks

Arteriol Aferen

•Masuk ke glomerulus

•1 arteriol aferen membentuk sekitar 50 kapilar yang membentuk glomerulus

Anatomi Ginjal Suplai Darah

Arteriol Eferen

•Keluar dari setiap glomerulus membentuk kapiler peritubular mengelilingi tubulus proksimal dan distal, memberi nutrien dan mengambilkan zat yang direabsorpsi

•Arteriol aferen dari glomerulus nefron korteks memasuki jaring-jaring kapiler peritubular yang mengelilingi tubulus kontortus distal dan proksimal pada nefron tersebut

•Arteriol aferen dari glomerulus pada nefron jukstaglomerular memiliki perpanjangan pembuluh kapiler yang disebut vasa recta

Anatomi Ginjal Suplai Darah

Vena korteks

• Kapiler peritubular mengalir ke dalam vena korteks yang kemudian menyatu dan membentuk vena interlobularis

Vena Arkuata

• Menerima darah dari vena interlobularis

• Bermuara ke dalam vena interlobaris yang bergabung untuk bermuara di vena renalis

Vena renalis

• Meninggalkan ginjal dan bersatu dengan vena kava inferior

Mekanisme

Pembentukan Urin

1. Filtrasi Glomerulus 2. Reabsorpsi Tubular 3. Sekresi Tubular

Video

Mekanisme Pembentukan Urin

• Perpindahan cairan dan zat terlarut dari kapiler glomerular, dalam gradien tekanan tertentu ke dalam kapsul bowman

• Faktor yang membantu filtrasi : • Membran kapiler glomerular lebih permeabel dibandingkan kapiler

lain dalam tubuh sehingga filtrasi berjalan dengan sangat cepat

• Tekanan darah dalam kapiler glomerular lebih tinggi dibandingkan tekanan darah dalam kapiler lain diameter arterioal eferen lebih kecil dibandingkan diameter arteriol aferen.

Filtrasi Glomerular

Mekanisme Pembentukan Urin Mekanisme Filtrasi Glomerular

• 3 tekanan yang terlibat : • Tekanan hidrostatik (darah) glomerular mendorong cairan dan zat

terlarut keluar dari darah dan masuk ke ruang kapsul Bowman • Tekanan yang berlawanan dengan tekanan hidrostatik glomerular

• Tekanan Hidrostatik dihasilkan oleh cairan dalam kapsul Bowman cenderung menggerakkan cairan keluar dari kapsul menuju glomerulus

• Tekanan Osmotik Koloid dalam glomerulus yang dihasilkan oleh protein plasma tekanan yang menarik cairan dari kapsul Bowman untuk memasuki glomerulus.

• Tekanan Filtrasi Efektif (effective filtration force/EFF) tekanan dorong netto.

EFF = (tekanan hidrostatik glomerular) – (tekanan kapsular + tekanan osmotik koloid glomerular)

• Lajur Filtrasi Glomerular (Glomerular Filtration Rate/GFR) adalah jumlah filtrat yang terbentuk per menit pada semua nefron dari kedua ginjal.

• Laju filtrasi laki-laki normal : 125 mL/menit atau 180 L/24 jam

• Laju Filtrasi perempuan normal : 110 mL/menit

Mekanisme Pembentukan Urin Laju Filtrasi Glomerular

Mekanisme Pembentukan Urin Faktor yang mempengaruhi GFR

Tekanan Filtrasi Efektif

• GFR berbanding lurus dengan EFF. Perubahan tekanan perubahan GFR

Autoregulasi ginjal

• Mencegah perubahan aliran darah ginjal variasi fisiologi rata-rata tekanan darah arteri

• Tekanan darah arteri meningkat arteriol aferen kontriksi menurunkan aliran darah ginjal

• Tekanan darah arteri menurun vasodilatasi aferen meningkatkan GFR

• Melibatkan mekanisme umpan balik dari reseptor-reseptor peregang dalam dinding arteriol dan dari aparatus jukstaglomerular

Stimulasi Simpatis

• Peningkatan impuls simpatik kontriksi arteriol aferen menurunkan GFR,

• Ex : saat stress

Mekanisme Pembentukan Urin Faktor yang mempengaruhi GFR

Obstruksi aliran urinaria

• Batu ginjal atau batu dalam ureter meningkatkan tekanan hidrostatik dalam kapsul Bowman menurunkan GFR

Kelaparan, diet sangat rendah protein, atau penyakit hati

• Menurunkan tekanan osmotik koloid glomerular meningkatkan GFR

Berbagai penyakit ginjal

• Meningkatkan permeabilitas kapiler glomerular meningkatkan GFR

Mekanisme Pembentukan Urin Komposisi filtrat glomerular

Air

Zat terlarut BM rendah, glukosa, Cl, Na, K, fosfat, urea, asam urat, dan kreatinin

Sejumlah kecil albumin plasma, tapi sebagian esar direabsorpsi kembali

Sel darah merah dan protein tidak difiltrasi jika ditemukan di urine

ABNORMALITAS

Reabsorpsi Tubulus

•Difusi Pasif difusi terfasilitasi dengan pembawa

•Transport aktif pompo natrium-kalium

Reabsorpsi ion Natrium

•Karena ion positif seperti natrium berdifusi secara pasif ke cairan tubulus ketidakseimbangan listrik pergerakan ion-ion negatif

• Ion Cl dan bikarbonat negatif berdifusi secara pasif masuk ke cairan tubulus

Reabsorpsi ion Cl dan ion negatif lain

•Bergerak bersama ion natrium melalui mekanisme osmosis

•Bergerak dari area berkonsentrasi air tinggi di lumen tubulus kontortus proksimal ke area dengan konsentrasi air rendah dalam cairan interstisial dan kapiler peritubular

Reabsorpsi air

Mekanisme Pembentukan Urin Reabsorpsi Tubulus

•Pembawa yang sama dengan pembawa ion natrium kotranspor

•Maksimum transpor (Tm) pembawa memiliki kapasitas reabsorpsi maksimum (200 mg glukosa/100 mL plasma)

•Jika kadar glukosa darah melebih Tm glikosuria

Reabsorpsi glukosa, fruktosa, dan asam

amino

•50% urea direabsorpsi bersamaan dengan air melalui mekanisme difusi pasif

Reabsorpsi urea

•Kalium, Kalsium, fosfat, dan sulfat, serta sejumlah ion organik direabsorpsi melalui transpot aktif Reabsorpsi ion

anorganik lain

Mekanisme Pembentukan Urin Reabsorpsi Tubulus

• Proses Aktif yang memindahkan zat keluar dari darah dalam kapiler peritubular melewati sel-sel tubular menuju cairan tubular dikeluarkan dalam urin

• Zat-zat yang diekskresi : ion hidrogen, kalium, amonium, produk akhir metabolik (kreatinin dan asam hipurat) obat-obatan tertentu (ex. Penisilin)

• Ion hidrogen dan amonium diganti dengan ion natrium pengaturan pH plasma dan keseimbangan asam basa cairan tubuh

Mekanisme Pembentukan Urin Sekresi Tubulus

Konsep Klirens

• Ginjal berfungsi untuk membersihakn plasma darah dari zat-zat buangan

• Plasma klirens (dinyatakan dalam mL/menit volume darah per menit yang telah bersih dari zat buangan.

Plasma Klirens (mL/menit) = 𝑙𝑎𝑗𝑢 𝑒𝑘𝑠𝑘𝑟𝑒𝑠𝑖 𝑢𝑟𝑖𝑛𝑎𝑟𝑖𝑎 (

𝑚𝑔

𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡)

𝑘𝑜𝑛𝑠𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑠𝑖 𝑝𝑙𝑎𝑠𝑚𝑎 (𝑚𝑔

𝑚𝐿)

Contoh : plasma klirens terhadap urea. Jika jumlah area yang memasuki urin per menit adalah 12 mg dan konsentrasi urea dalam plasma 0,2 mg/mL, maka plasma klirens terhadap urea sebesar 60 mL/menit.

Konsentrasi Urin dan Mekanisme Pengenceran

• Bervariasi dari 600-2500 mL

• Volume urin tinggi zat buangan encer hipotonik (hipoosmotik terhadap plasma). Bj urin mendekati bj air (1,003)

• Jika tubuh perlu menahan air urin kental urin hipertonik (hipoosmotik terhadap plasma). Bj urin lebih tinggi (di atas 1,030)

Volume Urin

Konsentrasi Urin dan Mekanisme Pengenceran

• Mekanisme hormonal

Pengaturan Volume Urin

Antidiuretic hormon (ADH)

• Meningkatkan permeabilitas tubulus kontortus distal dan tubulus pengumpul air direabsorpsi volume urin sedikit

• Stimulus

• Osmotik

• Volume dan tekanan darah

Aldosteron

• Meningkatkan absorpsi aktif ion natrium dan sekresi aktif ion kalium

• Sistem Arus Bolak Balik Ganda dalam Lengkung/Ansa Henle

Konsentrasi Urin dan

Mekanisme Pengenceran

Mekanisme Pertukaran arus bolak-

balik

Kapiler vasa rekta berfungsi sebagai penukar arus bolak balik karena aliran

darah di sekitar ansa Henle berlawanan dengan arah aliran filtrat

di sekitar lengkung tersebut

Video

Ekskresi Urin Kental dan Urin Encer

Karakteristik Urin

Urin terdiri dari 95% air dan mengandung zat terlarut sebagai berikut :

• Zat buangan nitrogen • Urea : deaminasi protein

• Asam urat : katabolisme asma nukleat

• Kreatinin : proses penguraian kreatin fosfat dalam jaringan otot

• Asam hipurat produk sampingan pencernaan sayuran dan buah

• Badan Keton hasil metabolisme lemak

• Elektrolit ion-ion

• Hormon atau katabolit hormon

• Toksin dan zat kimia asing

• Konstituen abnormal glukosa, albumin, sel darah merah, batu ginjal, dll.

Komposisi

Karakteristik Urin Sifat Fisik

Warna

• Encer berwarna kuning pucat

• Kental berwarna kuning pekat

• Urin segar jernih

Bau

• Berbau amonia

• Bisa bervariasi tergantung makanan

Asiditas atau alkalinitas

• pH 4,8-7,5

• Umumnya sekitar 6

• Maknan berprotein tinggi meningkatkan asiditas

• Sayuran meningkatkan alkalinitas

Berat jenis urin

• Berkisar antara 1,001 sampai 1,035 bergantung pada konsentrasi

Ureter, Kandung Kemih, dan Uretra

• Perpanjangan tubular, berpasanan dan berotot dari pelvis ginjal yang merentang sampai kandung kemih

• Panjang 25-30 cm, diameter 4-6 mm • Menyempit pada 3 titik kemungkinan

batu ginjal tersangkut : • Titik asal ureter pada pelvis ginjal • Saat melewati pinggiran pelvis • Titik pertemuan dengan kandung kemih

• Dinding terdiri dari 3 lapisan : • Lapisan terluar lapisan fibrosa • Muskularis longitudinal dan otot polos sirkular • Epitelium mukosa sekresi mukus

• Memiliki aktivitas peristaltik intrinsik mengalirkan urin

Ureter

Ureter, Kandung Kemih, dan Uretra

• Fungsi : kontainer penyimpanan urin

• Merupakan kantung muskular fleksibel terletak posterior dari symphysis pubis.

• Ada dua jalan masuk (dari ureter) dan satu jalan keluar (uretra), yang secara garis besar membentuk trigone.

• Pada pria kelenjar prostat melingkupi jalan keluar

• Dinding kandung kemih terdiri dari serosa, otot detrusor, submukosa, mukosa

Kandung Kemih

Ureter, Kandung Kemih, dan Uretra

• Uretra merupakan saluran muskular yang menyampaikan urin dari kandung kemih ke luar tubuh

• Pada tempat keluarnya uretra dari kandung kemih, ada suatu otot lingkar yang merupakan sfinkter otot polos tak sadar. Pada tempat lewatnya diafragma urogenital, sfinkter uretra eksternal terbentuk oleh otot rangka

• Pada wanita, panjang uretra 3-4 cm dan hanya menghantarkan urin. Pada pria panjangnya 20 cm dan berfungsi menghantarkan urin dan semen

Uretra

Mikturisi adalah adalah proses pengosongan kandung kemih

Peregangan dinding kandung kemih oleh akumulasi urin mengawali refleks mikturisi.

Pada proses ini serabut parasimpatik (mendapat sinyal dari pusat mikturisi di pons)

menyebabkan otot detrusor berkontraksi dan sfinkter uretra internal berelaksasi

(terbuka)

Karena sfinkter eksternal dikendalikan secara sadar, mikturisi biasanya dapat ditunda

untuk sementara

Video

Mikturisi

Gangguan Sistem Urinaria •Inflamasi kandung kemih

•Disebabkan oleh bakteri Escheichia coli

•Gejala sering berkemih dan nyeri (disuria) yang disertai darah dalam urin (hematuria)

Sistitis

• Inflamasi nefron glomerulus

• Glomerulonefritis akut repons imun terhadap toksin bakteri tertentu (kelompok streptokokus beta A)

• Glomerulonefritis kronik meruksa glomerulus dan tubulus, dapat diakibatkan oleh penyakit sistemik lain

Glomerulonefritis

• Inflamasi ginjal dan pelvis ginjal akibat infeksi bakteri

• Inlamasi dapat berawal dari kandung kemih dan menyebar ke ureter atau karena infeksi yang dibawa darah dan limfe ke ginjal

Pielonefritis

Gangguan Sistem Urinaria

• Pengendapan garam kalsium, magnesium, asam urat, atau sistein

• Batu-batu besar tersangkut dalam ureter dan menyebabkan rasa nyeri yang tajam (kolik ginjal)

Batu Ginjal (kalkulia urinaria)

•Hilangnya fungsi ginjal

•Retensi garam, air, zat buangan nitrogen dan penurunan drastis volume urin (oliguria)

•Gagal ginjal akut terjadi secara mendadak, oliguria mendadak dan penghentian produksi urin secara total, disebabkan karena penurunan aliran darah ke ginjal akibat trauma, glomerulonefritis akut, hemoragi, transfusi darah yang tidak cocok atau dehidrasi berat

•Gagal Ginjal Kronik kondisi progresif parah karena penyakit yang mengakibatkan kerusakan parenkim ginjal. Diobati melalui hemodialisis atau tranplantasi ginjal

Gagal Ginjal

TERIMA KASIH