GINJAL

BAB V: GINJAL

Fungsi Ginjal:

1. Mengatur keseimbangan komposisi air dan ion anorganik di dalam tubuh.
2. Mengeliminasi atau mengambil hasil sisa metabolisme dan mengekresikan melalui urin.
3. Mengeliminasi senyawa kimia, termasuk racun yang tidak berguna bagi tubuh dari darah dan mengekresikan melalui urin.
4. Sebagai penghasil hormon:
1. Erythropoietin yang mengontrol produksi eritrosit darah.
2. Renin yang mengontrol pembentukan angiotensin untuk mengontrol tekanan darah dan keseimbangan natrium darah.
3. 1,25-dihydroxyvitamin D₃ sebagai pengatur keseimbangan kalsium.

Struktur Ginjal dan Sistim Urinari

            Di dalam tubuh terdapat sepasang ginjal kanan dan kiri (Gambar 5.1. Satu sisi ginjal) yang terletak pada bagian belakang rongga perut. Pada ginjal terdapat lebih dari satu juta unit nephron yang menjalankan fungsi ginjal.

                  

Gambar 5.1. Ginjal dan bagian-bagiannya

Bagian-bagian nephron terdiri dari:

1.      Sebuah glomerulus yang tersusun oleh kapiler darah untuk mensuplai darah melalui afferent artiola dan kapsul Bowman (Gambar 5.2).

2.      Sebuah tubule yang keluar dari kapsul Bowman dibagi menjadi 4 segmen: proximal tubule, loop Henle, distal tubule dan saluran penampungan (collecting duct; Gambar 5.3).

 

           

Gambar 5.2. Beberapa unit nephron dan hubungannya dengan kapiler darah

Glomerular capsule = Kapsul Bowman Kapiler darah bisa dalam bentuk artery (arteri=merah) atau vein (vena=biru).

 

             

Gambar 5.3. Unit nephron yang pada dasarnya terdiri dari kapsul glomerulus (kapsul Bowman) kapiler darah (afferent dan efferent arteriola) dan 4 segmen tubule.

            Distal tubule dari banyak nephron secara bersama menbentuk collecting duct, dan menjadi saluran renal pelvis, yang dari sini selanjutnya urin menuju ureter sebelum akhirnya ditampung pada bladder (kandung kemih). Efferent arteriola meninggalkan kapiler glomerulus dan bercabang menjadi kapiler peritubular yang akan mensuplai tubule dengan hasil penyaringannya.

Mekanisme Kerja Ginjal

Ada empat mekanisme kerja ginjal (Gambar 5.4):

1. Glomerular filtration/Penyaringan glomerular/Filtrasi,

2. Reabsorpsi tubular/reabsorpsi dan

3. Sekresi tubular/sekresi.

4. Excretion/ekskresi

	Filtrasi (Senyawa/zat dari plama kapiler glomerulus masuk ke kapsul Bowman); Reabsorpsi (penyerapan kembali dari tubule ke kapiler darah yang terjadi pada bagian proximal tubular); Sekresi (beberapa senyawa kimia pada plasma kapiler masuk kembali ke tubule pada bagian distal tubule) dan ekskresi/excretion (mengeluarkan kelebihan atau sisa zat sampah ke luar melalui urin).

 

Gambar 5.4. Proses filtrasi, reabsorpsi dan sekresi

               

Pembentukan urin dimulai dengan filtrasi glomerular, kurang lebih 450 – 600 liter/hari pada sapi dan 180 liter/hari pada manusia, cairan plasma kecuali protein disaring pada kapsul Bowman. Filtrat (hasil saringan) glomerulus ini mengandung semua senyawa kecuali protein dan senyawa yang terikat oleh protein. Filtrasi glomerular dapat terjadi karena adanya perbedaan tekanan hidrostatik pada kapiler darah di bagian glomerulus, kemudian disisi lain adanya tekanan hidrostatik pada kapsul Bowman dan tekanan osmotik yang disebabkan oleh konsentrasi protein pada plama kapiler glomerulus. 

Contoh: tekanan hidrostatik glomerus 55 mmHg – (tekanan hidrostatik kapsul Bowman 15 mmHg + tekanan osmotik akibat konsentrasi protein pada plama kapiler glomerulus 30 mmHg) = terjadi beda tekanan 10 mmHg lebih besar pada bagian glomerulus dibanding pada kapsul Bowman. Perbedaan tekanan inilah yang menyebabkan terjadinya perpindahan cairan plama darah dari glomerulus ke kapsul Bowman.

   

Gambar 5.5. Reabsoprsi natrium dan glukosa pada bagian proximal tubule ginjal

Pada waktu hasil saringan/filtrat sudah berada di tubule, beberapa senyawa diserap kembali (reabsorpsi) masuk de dalam kapiler peritubular. Reabsorpsi terjadi sangat besar terutama untuk semua senyawa yang masih akan digunakan oleh tubuh termasuk berbagai macam ion dan air (Gambar 5.5 dan 5.6), tetapi tidak demikian halnya untuk senyawa-senyawa yang sudah tidak berguna bagi tubuh atau zat sampah.                

             

Gambar 5.6. Hubungan antara reabsorpsi Na⁺ dan Cl^- yang kemudian diikuti oleh H₂O

Reabsorpsi terjadi dengan cara carrier-mediated mechanism (transport mol/ion dengan batuan molekul/zat perantara) dan juga dilakukan dengan cara diffusi dan osmosis. Cara reabsorsi dengan cara pertama tersebut terkadang sampai pada batas maksimal/ambang jenuh. Hal ini disebabkan terlalu banyaknya molekul/zat yang harus di reabsorpsi dengan cara carrier-mediated mechanism tersebut sehingga tidak mampu direabsoprsi dan akhirnya lansung dibuang bersama/dalam bentuk urin.  Untuk cara difusi molekul/zat/ion dan osmosis untuk air terjadi apabila ada perbedaan konsentrasi pada kedua tempat, yaitu konsentrasi tinggi pada bagian tubule dan rendah pada bagian kapiler.

                       

Gambar 5.7. Cotransport (Na⁺  dan Cl^- ) dan countertranport (Na⁺ dan K⁺).

Proses sekresi yaitu terjadinya perpindahan (difusi) molekul/ion dari kapiler peritubular ke cairan interestial diluar membran epitel tubule. Paling banyak disekresikan adalah ion hidogen (H⁺) dan kalium (K⁺). Sekresi dapat dikatakan sebagai tambahan proses penyaringan untuk menambah molekul/ion masuk ke dalam tubule (Gambar 5.11).

            Natrium (Na⁺) tersaring pada glomerulus secara bebas, tetapi mengalami reabsorpsi dengan cara transport aktif sehingga sangat tergantung adanya pompa Na, K-ATP pada membran epitelium tubule (Gambar 5.7). Reabsorpsi natrium juga dilakukan dengan cotransport (terikat/bersama molekul glukosa, asam amino dan Cl^-), dan juga dengan cara countertransport (berlawanan/yang satu masuk yang lain keluar, dalam hal ini ion K⁺ dan H⁺ sebagai lawannya). Selanjutnya setelah terjadi reabsoprsi natrium akan terjadi perbedaan tekanan osmotik dimana tekanan osmotik pada bagian tubule lebih tinggi dibanding tekanan osmotik pada kapiler, sehingga air akan ikut masuk dari tubule ke bagian kapiler.

Gambar 5.8. Reabsopsi pada tuble (saluran ginjal) untuk menjaga keseimbangan air.

jumlah yang stabil. Dengan kata lain adanya ADH akan mengurangi ekskresi air melalui urin karena permeibilitas membran tubule terhadap air meningkat.

Kejadian lain adalah terjadinya reabsorpsi air pada bagian akhir distal tubule dan collecting duct oleh adanya hormon ADH (antidiuretic hormon) yang disekresikan oleh posterior pituitaria. Sekali lagi hal ini terjadi untuk menjaga keseimbangan air dalam     

      

Gambar 5.9.  Perbedaan osmolarity pada berbagai tempat sepanjang tubule

Secara keseluruhan dapat dilihat pada gambar berikut (Gambar 5.8 dan 5.9) peristiwa bagaimana reabsorpsi yang terjadi sepanjang tubule (saluran) mulai dari distal tubule sampai collecting tubule. Inilah yang disebut sistim multipel countercurrent utamanya terjadi di loop Henle. Hal ini terjadi karena filtrat (cairan) yang mengalir pada tubule bagian descending (menurun) kemudian berubah arah (countercurrent) menuju bagian ascending (naik) pada loop Henle tersebut.

Aliran filtrat dalam tubule tersebut, air berosmosis dan natrium berpindah dengan transport aktip, terjadilah perbedaan tekanan osmosis (osmolarity) mulai dari proximal tubule sampai collecting duct seperti pada gambar 5.9. Akhirnya, hasil penyaringan akan terus berjalan sepanjang tubule masuk pada bagian collecting duct, selanjutnya menuju ureter dan akhirnya terkumpul pada kandung kemih (bladder) dalam bentuk urin yang jumlahnya semakin banyak sejalan bertambahnya waktu. Dengan semakin banyaknya urin yang terbentuk/terkumpul pada kandung kemih maka akan mencapai batas maksimal. Hal ini akan menyebabkan kontraksi otot polos kandung kemih yang merupakan rangsangan bagi reflek syaraf parasimpatik untuk bekerja memerintahkan pengeluaran urin dari kandung kemih atau disebut micturition.

Pengaturan Keseimbangan Natrium dan Air

I.       Bertambahnya air dalam tubuh dapat melalui air minum dan air metabilisme (dari proses metabolisme), kemudian kehilangan air dari dalam tubuh dapat melalui urin, saluran pencernaan yang keluar bersama feses, melalui kelenjar keringat dan melalui respirasi.

II.    Kurang lebih 2/3 air di dalam tubuh adalah intraselular (di dalam sel) dan 1/3 adalah extraseluler (di luar sel).

                

Gambar 5.10. Keseimbangan Natrium yang air diatur secara hormonal pada ginjal.

III. Untuk natrium dan air, keseimbangannya di dalam tubuh (kontrol homeostatik) diatur terutama oleh ekskresi melalui ginjal (Gambar 5.10).

Keseimbangan natrium dan air diatur oleh sistim hormonal yaitu oleh hormon ADH dan aldosteron yang dihasilkan oleh kelenjar adrenal bagian kortek. ADH akan meningkatkan reabsorpsi molekul air sedangkan hormon aldosteron akan menyebabkan terjadinya reabsorpsi natrium pada bagian distal tubule (Gambar 5.10).  Aldosterone tidak hanya meningkatkan reabsorpsi natrium tetapi juga akan meningkatkan ekskresi kalium.

Pengaturan keseimbangangan ion hidrogen (H⁺)

Secara keseluruhan keseimbangan hidrogen ditentukan oleh hasil metabolisme, kemudian kehilangan melalui feses dan urin. Unsur penentu tersebut sangat ditentukan oleh kerja ginjal atau yang disebut pengaturan keseimbangan hidrogen oleh ginjal. Istilah buffer dalam hal ini adalah bagaimana ginjal mempertahankan konsentrasi hidrogen tetap dalam konsentrasi normal. Hal ini dapat dilakukan dengan jalan mengkombinasikan dengan ion lain seperti bikarbonat (HCO₃^-) dengan tujuan untuk mengurangi ion hidrogen dan juga dengan protein intraseluler.

Ginjal tidak hanya mengekskresikan ion hidrogen tetapi juga mereabsorpsi bikarbonat. Kedua proses ini membutuhkan sekresi ion hidrogen pada tubule dalam prosesnya  yang dibantu oleh enzim karbonik anhidrase.  Selanjutnya ion hidrogen tersebut dikombinasikan dengan amonia disekresikan oleh tubule (Gambar 5.11).

              

Gambar 5.11. Regulasi (keseimbangan) ion hidrogen pada ginjal.

DAFTAR PUSTAKA

Fox, S.I. 1999. Human Physiology. McGrow-Hill Pub. Company, New York.

Frandson, R.D. 1986. Anatomy and Physiology of Farm Animal, 4^th. Ed. Lea and Febriger, Phladelphia.

Hadly, M.E. 1984. Endocrinology. Prentice-Hall, Inc. Englewood Cliffs, New Jersey.

Vander, A.J.; Sherman, J.H. and D.S. Luciano. 1990. Human Physiology. McGrow-Hill Pub. Company, New York.