Anatomi & Fisiologi Sistem Uropoetica Struktur Dan Fungsi

 

FISIOLOGI GINJAL

A. GINJAL

        Fungsi utama dari ginjal adalah mempertahankan komposisi dan volume cairan tubuh agar tetap konstan, dengan cara  :

1. Mempertahankan air dan osmolalitas yang normal terdapat  dalam    tubuh
2. Mempertahankan elektrolit utama dari cairan tubuh terutama ion   Natrium, Kalium, Bikarbonat, Clorida dan Hidrogen.
3. Mengeluarkan kelebihan air dan elektrolit (terutama hidrogen)
4. Mengeluarkan sisa-sisa metabolisme tubuh

 

 Ginjal juga mempunyai fungsi lain yaitu:

1. Mengatur keseimbangan asam basa
2. Ekskresi bahanyang telah didetoksifikasi
3. Fungsi endokrin dengan menghasilkan renin, eritropoetin, dan   prostaglandin
4. Mengubah pro vitamin D menjadi vitamin D yang aktif
5. Sintesa ammonia dari asam amino
6. Melepaskan glukosa kedalam sirkulasi selama starvasi yang kronis (glukoneogenesis)

                                                Gambar 9. Struktur Ginjal

 

         Unit fungsional ginjal adalah nefron yang pada manusia setiap ginjal mengandung 1-1, 5 juta nefron. Setiap nefron terdiri atas:  glomerulus yang mengandung kapsula bowman dan tubulus. Tubulus terdiri   dari   3 bagian yaitu   tubulus   proksimalis, lengkungan  Henle (Loop of Henle) dan tubulus  distalis.  Beberapa tubulus distalis akan bersatu  membentuk  duktus   kolektivus. Glomerulus,  tubulus  proksimalis  dan  distalis  terletak   pada korteks  ginjal sedang lengkung Henle dan duktus kolektivus  pada medulla ginjal. Nefron   dapat  dibedakan  menjadi  2  jenis  yaitu   nefron kortikalis       ( glomerulinya terletak pada bagian luar korteks dengan lengkung Henle pendek dan tetap berada pada korteks atau mengadakan penetrasi hanya sampai ke zona luar Medulla, dengan jumlahnya pada manusia sekitar 85%)   dan   nefron  juxtamedullaris (glomerulinya terletak pada bagian dalam korteks dengan lengkung Henle panjang dan turun jauh ke dalam sampai zona dalam Medulla, pada manusia jumlahnya sekitar 15% )

 

l  Fungsi utama nefron ginjal:

Ø  Filtrasi, glomerulus → membran Kapsula → Kapsula Bowman’s.

Ø  Reabsorpsi, Molekul- molekul keluar dari segmen tubulus            → peritubular kapiler.

Ø  Sekresi tubular → tubulus

 

              

Gambar 9.  Struktur Capsula Bowman dan epitel glomerulus

 

 B.  GLOMERULUS

 

           Glomerulus adalah suatu jaringan kapiler yang saling beranastomosis yang  berasal  dari arteriole afferent dan kemudian kapiler-kapiler tersebut  bersatu menuju arteriole efferent. Cairan yang difiltrasi melewati glomerulus ke dalam  kapsula Bowman   disebut  cairan  filtrat  glomeruli  dan  membran   yang dilaluinya  disebut membran glomeruli, membran ini  disebut  juga barier filtrasi. Membran ini mempunyai sifat spesifik, yaitu:

1. Terdapat 3 lapisan; endotel kapiler dengan fenestra, membrana   basalis, dan lapisan    epitel podosit.
2. Permeabilitasnya 100-500 kali lebih besar dari membran   kapiler lain.

 

  C. TUBULUS

 

           Bagian ini terbagi atas tubulus proksimalis, lengkung  Henle dan tubulus distalis. Tubulus  proksimalis berfungsi mengadakan reabsorbsi  bahan-bahan   ke   dalam  cairan  tubuli.  Jadi   tubulus   proksimalis bertanggung jawab pada proses awal pembentukan filtrat glomeruli.              Hampir  75%  Na dan air dan hampir semua glukosa dan  asam  amino yang difiltrasi akan direabsorbsi kembali pada bagian ini.

          Lengkung  Henle  terdiri atas descending limb  yaitu  bagian yang  menurun  menuju medulla dan ascending limb yang  menuju  ke korteks  ginjal. Ascending limb yang ke korteks  mengadakan kontak yang sangat dekat dengan glomerulus, dan daerah ini disebut kutub vaskuler. Bagian bawah dari Lengkung Henle mempunyai dinding yang sangat  tipis  sehingga disebut segmen tipis sedang  bagian  atas lebih tebal disebut segmen tebal. Lengkung Henle mempuyai  fungsi reabsorbsi  bahan-bahan dan cairan tubulus dan sekresi  bahan  ke dalam  tubulus. Misalnya pada nefron juxtamedullaris 25% air  dan natrium   direabsorbsi  pada  lengkung  Henle,   sedangkan   urea disekresi  kedalamnya.  Lengkung  Henle  juga  memegang   peranan penting dalam proses pemekatan dan pengenceran urine.

                

                                 Gambar 10. Nefron ginjal

   

           Tubulus  distalis  adalah  bagian mulai  dari  bagian  akhir segmen  tebal  ascendens sampai ujung dari papilla.  Pada  setiap nefron  segmen ascendens tebal ini akan mengadakan kontak  dengan glomerulus  asalnya  pada  kutub  vaskuler,  dan pada  tempat  ini terdapat struktur yang disebut Juxtaglomerular Apparatus.

          Tubulus  distalis  (nefron distalis)  terbagi  atas  tubulus distalis,  tubulus  konektivus  dan  duktus/tubulus   kolektivus. Tubulus/duktus  kolektivus  terbagi lagi atas  duktus  kolektivus kortikalis,  duktus kolektivus medullaris dan  duktus  kolektivus papillaris,  dari  beberapa  duktus  kolektivus  papillaris   yang bersatu  membentuk  duktus  bellini dan menuju  ke  arah  calyces minor.

 

D. TRAKTUS URINARIUS

          Traktus  urinarius  terdiri atas kalix major,  kalix  minor, pelvis  renalis, ureter,  vesica urinaria  dan  urethra.  Seluruh traktus  urinarius hanya terdiri dari epitel  transsitional  yang tidak lagi merubah komposisi urine, sehingga praktis hanya tempat menyimpan dan lewatnya urine keluar.

           Pada  kalix,  pelvis  renalis  dan  ureter  lapisan   epitel dikelilingi  oleh otot halus/polos yang tersusun  seperti  spiral dan  berkontraksi  bila diregangkan. Jika terjadi  peregangan  di bagian  atas ureter dan pelvis renalis maka akan terjadi  gerakan peristaltik  sehingga  menggerakkan  urine  ke  vesica  urinaria. Tempat  masuknya  ureter ke dalam vesica urinaria  dalam  keadaan oblique/miring, sehingga ureter selalu tertutup selama tidak  ada peristaltik yang berjalan dari bagian atas. Keadaan yang tertutup ini penting, karena mencegah refluks urine dari vesica urinaria  ke ureter.

           Pada   leher  vesica  urinaria  terdapat  otot   polos/halus detrussor  yang bercampur dengan jaringan elastis  dan  berfungsi sebagai   spinkter   interna.  Urethra  dikelilingi   oleh   otot volunter (rangka)   yang  membentuk  spinkter   eksterna.   Selama miksi/urinasi, otot detrussor akan berkontraksi sehingga spinkter interna  terbuka,  dan  pada saat itu  spinkter  eksterna  secara volunter   (disadari)   relaksasi/terbuka.   Normalnya,    sekali dimulai proses miksi akan berlangsung terus sampai vesika  urinaria kosong,  tetapi proses ini tetap dapat dihentikan oleh  kontraksi yang kuat.

 

E. KECEPATAN FILTRASI GLOMERULUS (GFR)

          GFR  adalah jumlah filtrat yang terbentuk pada kedua  ginjal setiap menitnya. Pada orang normal jumlahnya sekitar 125 ml/menit  atau  180  liter  perhari.  Lebih  dari  99% filtrat ini   akan direabsorbsi kembali pada tubulus dan sisanya dibuang/dikeluarkan sebagai urine.

          Terdapat  dua  faktor yang mempengaruhi  GFR  yaitu  tekanan filtrasi  efektif dan permeabilitas membran  glomerulus. Tekanan filtrasi adalah keseimbangan tekanan pada kapiler glomerulus  dan kapsula Bowman  yang menyebabkan terjadinya filtrasi dari kapiler glomerulus  ke  dalam kapsula bowman. 

                     GFR = Kf ((Pg-Pb) - (Og-Ob))                        

                                                                                                                  

Kf      =    Koefisien filtrasi

Pg     =    Tekanan hidrostatik glomerulus                                                                                                                                                                     

Pb     =    Tekanan hidrostatik kapsula bowman                                                                       

Og     =    Tekanan onkotik glomerulus                                                           

            Ob     =    Tekanan onkotik kapsula bowman                                     

 

        (Pg-Pb)-(Og-Ob)sama dengan tekanan  filtrasi  efektif (TFE), dan  normalnya pada glomerulus Ob = 0 maka   TFE = Pg - (Pb+Og).

 

         GFR = Kf x TFE

 

         Kecepatan  filtrasi glomerulus juga sangat dipengaruhi  oleh aliran  darah  yang mengalir melalui nefron-nefron.  Makin  besar kecepatan aliran darah, makin besar pula GFR. Hal ini  disebabkan oleh  aliran darah yang cepat akan mencegah meningkatnya  tekanan osmotik   akibat  filtrasi  cairan,  sehingga  GFR   akan   lebih meningkat.  Sebaliknya  bila aliran darah lambat  akan  meningkat tekanan  osmotik   glomerulus   sehingga   menghambat   filtrasi selanjutnya

         Vasokonstriksi  arteriole  afferent akan  menurunkan  aliran darah ke glomerulus dan juga Pg sehingga GFR menurun,  sebaliknya dilatasi  afferent  arteriole meningkatkan Pg sehingga  GFR  juga meningkat. Pada   vosokonstriksi   arteriole   efferent    akan meningkatkan  Pg  dan GFR juga meningkat. Akan tetapi  pada  saat yang sama terjadi penurunan aliran darah glomerulus sehingga bila konstriksi  berlangsung  lama  akan  meningkatkan  Og   sehingga menurunkan GFR. 

 

F. AUTOREGULASI

         Pemeliharaan  jumlah dan komposisi normal cairan tubuh  oleh ginjal terjadi bila  RBF (aliran darah ginjal) dan GFR  konstan.  Terpeliharanya RBF   dan   GFR  yang  konstan  inilah  merupakan   kerja   dari autoregulasi  ginjal. Sampai sekarang mekanisme autoregulasi  ini  masih belum jelas, tetapi ada  beberapa  hipotesis tentang   autoregulasi  ini  yaitu  1)  mekanisme  intrinsik   2) hipotesis  miogenik  yaitu  respon otot  halus  arteriole  akibat regangan   yang   hebat  adalah  konstriksi  dan   3)   hipotesis juxtaglomerular yaitu akibat perubahan kecepatan pelepasan  renin oleh sel granuler terjadilah autoregulasi. Selain  autoregulasi  masih ada pengaturan  regulasi  ginjal lain yaitu regulasi saraf dan hormonal.

         Stimulasi  saraf  simpatis akan  menyebabkan  vasokonstriksi arteriole sehingga dapat menurunkan GFR jika berlangsung lama dan hebat, sementara pada keadaan istirahat tidak ada tonus  simpatis sehingga terjadi vasodilatasi arteriole. Bahan-bahan yang nampaknya   berperan  dalam  regulasi  RBF  dan  GFR   adalah   : Angiotensin II, Antidiuretik hormon (ADH), bradikinin, prostaglandin dan serotonin. Angiotensin II, ADH dan serotonin adalah vasokonstriktor  yang  kuat sedang bradikinin  dan  prostaglandin menyebabkan vasodilatasi pembuluh darah ginjal.

 

  G. REABSORBSI PADA TUBULUS

         Sebagian  besar  (99%)  dari  filtrat  yang  dibentuk   pada glomerulus akan mengalami reabsorbsi pada tubulus. Reabsorbsi ini bisa terjadi secara pasif maupun aktif.   Volume   urine/filtrat  sangat  berkurang  ketika   melewati tubulus,  sehingga  kadar  beberapa  bahan  akan  meningkat  pada tubulus,  dan  hal ini menimbulkan suatu  concentration  gradient (perbedaan konsentrasi). Bila tubulus bersifat permeabel terhadap bahan tersebut, maka bahan tersebut akan berdifusi dari lumen  ke cairan   interstitiel  dan  selanjutnya  ke  dalam  darah.   Jadi reabsorbsi pasif terjadi akibat perbedaan konsentrasi ini, proses ini  tidak  membutuhkan mekanisme khusus atau  energi.  Contohnya adalah reabsorbsi urea pada tubulus.

        Pada   reabsorbsi  aktif, reabsorbsi  bahan  bukan   karena perbedaan  konsentrasi dan  arah gerakan molekul  melawan  perbedaan konsentrasi  (dari konsentrasi rendah ke konsentrasi tinggi),  makanya  membutuhkan  energi  atau  suatu   membran carrier.  Molekul NaCl direabsorbsi secara transport  aktif  oleh sel  tubulus,  proses ini melibatkan air sehingga volume  air  di tubulus berkurang dan menaikkan konsentrasi zat tertentu  seperti urea sehingga urea secara pasif ditransport ke dalam peritubuler.

       Umumnya  bahan-bahan  yang direabsorbsi  secara  aktif  mempunyai transport  maksimum  (Tm) seperti glukosa,  asam  amino,  sulfat, posfat, dan asam urat. Transport maksimum adalah batas  tertinggi bahan  tersebut  dapat direabsorbsi, apabila  reabsorbsi  glukosa misalnya  telah mencapai Tm, maka glukosa tak dapat  direabsorbsi lagi  sehingga  glukosa  tadi  akan  dikeluarkan  bersama  urine. Keterbatasan ini akibat transportasi ini melibatkan carrier,  dan apabila carrier sudah terpakai semua maka zat tersebut tak  dapat lagi direabsorbsi.

 

  H. SEKRESI TUBULUS

 

        Sekresi  tubulus  adalah  proses  dimana  bahan-bahan   dari kapiler  peritubuler  ditransport melalui epitel  tubuli  kedalam lumen tubulus. Proses ini juga ada yang aktif dan pasif. Beberapa bahan yang disekresi kedalam tubulus adalah  phenylsulfonapthalen, hippuric  acid,penicillin, diodrast,         5-hydroksiindolacetic  acid dsb.  Beberapa  bahan yang disekresi secara  aktif  mempunyai Tm sehingga disebut juga sekresi terbatas seperti : Paraaminohipurric (PAH), iodohippurate, dan peniciline.

       Untuk  sesuatu  bahan yang disekresikan  pada  tubulus  maka jumlah  yang diekskresikan adalah sama dengan  jumlah  difiltrasi ditambah yang disekresi, bila tidak ada reabsobsi, misalnya paraaminohippuric Acid (PAH)   :

 

             PAH urine = PAH filtrasi + PAH sekresi

 

        Bahan-bahan  yang  disekresikan  oleh  tubulus  nampaknya  saling bersaing satu sama lain. Jadi kadar yang tinggi pada suatu  bahan menyebabkan penurunan kecepatan sekresi pada bahan yang lain, hal ini  diakibatkan  karena mekanisme  sekresi  melibatkan  carrier, sehingga  apabila carrier tesebut digunakan untuk bahan  tertentu , sehingga kapasitas untuk bahan yang lain berkurang.

 

 

            

Gambar 11. Mekanisme transport pada tubulus ginjal

I. JUXTA GLOMERULAR APPARATUS (JGA)

 

 

          Adalah  struktur  khusus yang terdapat  pada  daerah  dimana tubulus mengadakan kontak dengan glomerulus (kutub vaskuler) yang terdiri  dari komponen  sel macula densa, sel agranuler  (sel mesangial extraglomeruler), dan sel granuler (sel juxtaglomerular).

Macula  densa  adalah sel yang  berfungsi  memonitor  fungsi tubulus  distalis. Bila kadar Natrium dan klorida  dalam  tubulus menurun  maka  makula  densa  akan  mengirim  informasi  ke   sel juxtaglomerular  untuk melepasken renin ke dalam arteriole.  Renin adalan  enzim   yang  akan  mengubah   angiotensinogen   menjadi angiotensin  I. Oleh Angiotensin converting enzim (ACE) yang  dihasilkan paru-paru akan mengubah angiotensin I menjadi angiotensin II yang merupakan vasokonstriktor yang amat kuat. Keseluruhan sistem  ini disebut  Renin-Angiotensin system.

 

 

 

Fungsi dari  Renin-Angiotensin system ini antara lain :

 

1. Mengatur  kecepatan filtrasi glomerulus.  Bila  aliran  dalam tubulus   terlalu   cepat,  akan  dihasilkan  renin   yang   akan menghasilkan   angiotensin   sehingga   terjadi    vasokonstriksi arteriole  afferent dan mengakibatkan kecepatan aliran di  tubulus menurun.
2. Jika kadar Na menurun dalam tubulus, akan dihasilkan renin  dan selanjutnya   melepaskan  angiotensi  II,  angiotensin  II   akan meningkatkan  pelepasan aldosteron sehingga  terjadi  peningkatan reabsorbsi Natrium pada tubulus.
3. Menurunnya tekanan darah atau berkurangnya volume cairan tubuh menyebabkan   pelepasan   renin  karena   berkurangnya   filtrasi glomerulus.  Angiotensin  II  yang  terbentuk  disamping   adalah vasokonstriktor  yang  kuat sehingga dapat  meningkatkan  tekanan darah  juga akan merangsang ADH sehingga terjadi retensi  Na  dan air yang selanjutnya dapat menaikkan tekanan darah.

 

 

J. REGULASI VOLUME DAN OSMOLALITAS CAIRAN TUBUH

Ada tiga Faktor yang berperan dalam regulasi volume dan osmolalitas cairan tubuh :

             *  Anti Diuretik Hormon (ADH) = Vasopressin

             *  Aldosteron

             *  Renin angiotensin system

 

 

 Kekurangan air          osmolalitas CIS meningkat         osmoreseptor   mengerut

 

 

 

                                            Pelepasan ADH               Sinyal ke hipofise postrior          

 

  

Asidifikasi urine & sekresi bikarbonat

 

•         Sekresi ion H⁺ : tubulus  proksimalis & distalis à Na-H exchanger, ion H⁺pump, enzim carbonic anhidrase

•         Ion H⁺di urine à berikatan dengan HCO3^- membentuk H2CO3,  HPO42^- membentuk HPO4^-, dan NH3 membentuk NH4⁺.

•         Ekskresi bikarbonat (HCO3^-) tergantung kadarnya di plasma. Selain itu tergantung pada sekresi kadar ion H⁺ di ginjal (HCO3^- exchange H⁺). Bila meningkat maka reabsorbsinya di ginjal menurun dan sebaliknya. Bikarbonat tidak mempunyai Tmax. Mekanismenya juga masih belum jelas

 

Asam basa ginjal

 

•         Sistem buffer yang penting : hemoglobin, protein, HCO3^-

•         Setiap penurunan pH à buffering à sekresi ion H sementara ion Na⁺ dan HCO3^- diabsorbsi, demikian pula sebaliknya

•         pH plasma berkisar 7,38 – 7,42

•         pH = [HCO3] / [CO2] à Handerson hasselbach formula

 

Asidosis dan alkalosis respirasi

•         pCO2 meningkat karena menurunnya ventilasi à asidosis

•         pCO2 menurun karena meningkatnya ventilasi à alkalosis

•         Kompensasi ginjal berupa menahan atau mensekresi HCO3^-, bila asidosis                  (ion H⁺ disekresi, reabsorbsi HCO3^- meningkat); bila alkalosis (ion H⁺ ditahan, reabsorbsi HCO3^- dikurangi)

Asidosis metabolik

•         Bila kadar ion H⁺ di plasma meningkat atau HCO3^- menurun

•         Kompensasi di ginjal : menahan HCO3^- atau membuang ion H⁺

•         Kompensasi respirasi : meningkatkan ventilasi agar CO2 menurun

•         Keadaan ini terjadi pada DM berat, sepsis

 

Alkalosis metabolik

•         Bila kadar ion H⁺ di plasma menurun atau HCO3 meningkat

•         Kompensasi di ginjal : membuang HCO3 atau menahan ion H⁺

•         Kompensasi respirasi : menurunkan ventilasi agar CO2 meningkat

 

Berbagi :