sistem eksresi pada manusia

Hasil presentasi mata kuliah anatomi dan fisiologi manusia :

 

Pada tubuh manusia terjadi metabolisme yang mengkoordinasi kerja tubuh. Proses metabolisme selain menghasilkan zat yang berguna bagi tubuh tetapi juga menghasilkan zat-zat sisa yang tidak berguna bagi tubuh. Zat-zat sisa yang berguna bagi tubuh dapat bermanfaat bagi tubuh kita dalam kelangsungan hidup. Hasil –hasil metabolisme yang berupa zat-zat sisa yang tidak dimanfaatkan lagi oleh tubuh berupa racun. Zat-zat sisa tersebut perlu dikeluarkan dari tubuh melalui organ-organ tubuh tertentu.

Pengeluaran zat sisa tersebut diperlukan sistem pengeluaran yang disebut sistem ekskresi. Sistem ekskresi merupakan pengeluaran limbah hasil metabolisme pada organisme hidup. Zat sisa metabolisme yang harus dikeluarkan antara lain :

A. karbondioksida (CO2),

B. urea,

C. air (H2O),

D. amonia (NH3),

E. kelebihan vitamin, dan

F. zat warna empedu.

Organ pengeluaran zat sisa pada manusia berupa :

A. kulit,

B. paru-paru

C. hati dan

D. ginjal

Setiap organ-organ pengatur metabolisme untuk sistem ekskresi memiliki suatu faktor pengaruh. Seperti pada kulit, pembentukan dan pengeluaran keringat dipengaruhi oleh faktor hormon ADH, cuaca, dan lingkungan disekitar. Bahkan organ ekskresi itu pun memiliki beberapa gangguan atau penyakit. Apabila organ-organ metabolisme itu tidak berfungsi dengan baik maka akan mempengaruhi sistem kerja metabolisme pada tubuh kita.

A. PENGERTIAN

Ekskresi merupakan proses pengeluaran zat sisa metabolisme tubuh, seperti CO2, H2O, NH3, zat warna empedu dan asam urat yang sudah terakumulasidalam tubuh agar kesetimbangan tubuh tetap terjaga.

Beberapa istilah yang erat kaitannya dengan ekskresi adalah sebagai berikut :

1. Defekasi: proses pengeluaran sisa pencernaan makanan yang disebut feses. Zat yang dikeluarkan meliputi zat yang tidak diserap usus sel epitel, usus yang rusak dan mikroba usus.

2. Ekskresi: pengeluaran zat sampah sisa metabolisme yang tidak berguna lagi bagi tubuh.

3. Sekresi : yaitu pengeluaran getah oleh kelenjar pencernaan ke dalam saluran pencernaan. Getah yang dikeluarkan masih berguna bagi tubuh dan umumnya mengandun enzim.

4.Eliminasi : yaitu proses pengeluaran zat dari rongga tubuh, baik dari rongga yang kecil (saluran air mata) maupun dari rongga yang besar (usus).

B. FUNGSI

1.Membuang limbah yang tidak berguna dan beracun dari dalam tubuh

2.Mengatur konsentrasi dan volume cairan tubuh (osmoregulasi)

3.Mempertahankan temperatur tubuh dalam kisaran normal (termoregulasi)

4.Homeostasis

C. ALAT-ALAT EKSRESI

1. Paru – paru

2. Kulit

3. Hati

4. Ginjal

A. Paru-paru (pulmo)

Paru-paru berada di dalam rongga dada manusia sebelah kanan dan kiri yang dilindungi oleh tulang-tulang rusuk. Paru-paru terdiri dari dua bagian, yaitu paru-paru kanan yang memiliki tiga gelambir dan paru-paru kiri memiliki dua gelambir.

Paru-paru sebenarnya merupakan kumpulan gelembung alveolus yang terbungkus oleh selaput yang disebut selaput pleura.

Penguraian karbohidrat (glukosa) dan lemak akan  menghasilkan energy dan akan pula menghasilkan zat sisa berupa CO₂ dan H₂O yang akan dikeluarkan lewat paru-paru. Seseorang yang berada dalam daerah dingin waktu ekspirasi akan tampak menghembuskan uap. Uap tersebut sebenarnya merupakan carbondioksisa dan uap air yang dikeluarkan saat terjadi pernafasan.

Proses pembuangan diawali dengan berdifusinyakarbon dioksida dari sel-sel ke dalam darah, melalui cairan jaringan dan akhirnya masuk kedalam elveolus .Didalam alveolus, karbon dioksida akan dikeluarkan melalui udara yang dihembuskan pada saat ekspirasi.

Kelainan-kelainan pada paru-paru :

1. Asma atau sesak nafas, yaitu kelainan yang disebabkan oleh penyumbatan saluran pernafasan yang diantaranya disebabkan oleh alergi terhadap rambut, bulu, debu atau tekanan psikologis.
2. Kanker Paru-Paru, yaitu gangguan paru-paru yang disebabkan oleh kebiasaan merokok. Penyebab lain adalah terlalu banyak menghirup debu asbes, kromium, produk petroleum dan radiasi ionisasi. Kelainan ini mempengaruhi pertukaran gas di paru-paru.
3. Emphysema, adalah penyakit pembengkakan paru-paru karena pembuluh darahnya terisi udara.
4. dll

Upaya  yang dapat dilakukan untuk menghindari dan mengatasi kelainan pada paru-paru, antara lain :

1. Mengatur pola makan dengan mengkonsumsi makanan yang sehat dan bergizi secara teratur.
2. Berolah raga dengan teratur.
3. Istirahat minimal 6 jam per hari.
4. Mengindari konsumsi rokok, minum minuman beralkohol dan narkoba.
5. Hindari Stress.
6. Dll

 

B. Kulit

 

Kulit merupakan organ terbesar yang terdapat diseluruh permukaan tubuh dan terdiri dari beberapa jaringan yang memiliki fungsi spesifik. Kulit berfungsi sebagai alat pelindung tubuh terhadap segala bentuk rangsangan. Selain itu pula, sebagai alat eksresi kulit berfungsi untuk mengeluarkan keringat. Melalui pori-pori kulit tubuh memngeluarkan zat sisa berupa keringat yang mengandung air dan garam-garam mineral.

Kulit tersusun atas tiga lapisan, yaitu  :

1. epidermis (lapisan luar/kulit ari)

2. dermis (lapisan dalam/kulit jangat)

3. hipodermis (jaringan ikat bawah kulit

1)Epidermis

Lapisan epidermis terdiri atas stratum korneum, stratum lusidum. stratum granulosum, dan stratum germinativum. Stratum korneum tersusun dari sel-sel mati dan selalu mengelupas. Stratum lusidum tersusun atas sel-sel yang tidak berinti dan berfungsi mengganti stratum korneum. Stratum granulosum tersusun atas sel-sel yang berinti dan mengandung pigmen melanin. Stratum germinativum tersusun atas sel-sel yang selalu membentuk sel-sel baru ke arah luar.
•Stratum korneum, merupakan lapisan zat tanduk, mati dan selalu mengelupas.
•Stratum lusidium, merupakan lapisan zat tanduk
•Stratum granulosum, mengandung pigmen
•Stratum germonativum, selalu membentuk sel-sel baru ke arah luar

2) Dermis
Dermis terletak di bawah epidermis. Lapisan ini mengandung akar rambut, pembuluh darah, kelenjar, dan saraf. Kelenjar yang terdapat dalam lapisan ini adalah kelenjar keringat (glandula sudorifera) dan kelenjar minyak (glandula sebasea). Kelenjar keringat menghasilkan keringat yang di dalamnya terlarut berbagai macam garam. terutama garam dapur. Keringat dialirkan melalui saluran kelenjar keringat dan dikeluarkan dari dalam tubuh melalui poripori. Di dalam kantong rambut terdapat akar rambut dan batang rambut. Kelenjar minyak berfungsi menghasilkan minyak yang berfungsi meminyaki rambut agar tidak kering. Rambut dapat tumbuh terus karena mendapat sari-sari makanan pembuluh kapiler di bawah kantong rambut. Di dekat akar rambut terdapat otot penegak rambut.
•Akar rambut
•Pembuluh darah
•Syaraf
•Kelenjar minyak (glandula sebasea)
•Kelenjar keringat (glandula sudorifera)
•Lapisan lemak, terdapat di bawah dermis yang berfungsi melindungi tubuh dari pengaruh suhu luar
3) Hipodermis
Hipodermis terletak di bawah dermis. Lapisan ini banyak mengandung lemak. Lemak berfungsi sebagai cadangan makanan, pelindung tubuh terhadap benturan, dan menahan panas tubuh.

Kelenjar keringat menyerap air dan garam, terutama garam dapur dan darah di pembuluh kapiler. Keringat yang dikeluarkan melalui pori-pori di permukaan kulit akan menyerap panas tubuh sehingga suhu tubuh menjadi tetap. Pada keadaan normal. keringat akan keluar dari tubuh sebanyak sekitar 50 mL setiap jam.

Beberapa faktor yang dapat memacu pengeluaran keringat antara lain :

1. peningkatan aktivitas tubuh.

2. peningkatan suhu lingkungan, dan

3. goncangan emosi.

Emosi akan merangsang saraf simpatis untuk memperkecil pengeluaran keringat dengan cara mempersempit pembuluh darah.

Pengeluaran keringat yang berlebihan, misalnya karena terik matahari atau kegiatan tubuh yang berlebihan, dapat menyebabkan terjadi lapar garam. Kekurangan kadar garam darah dapat mengakibatkan kekejangan dan pingsan.

Gangguan dan kelainan pada kulit

1. Biduran, dapat terjadi karena udara dingin, makanan, atau obat-obatan.

2. Ringworm, penyebabnya adalah jamur.

3. Kutu atau cacing, hidup di bawah permukaan kulit, menyebatkan iritasi

dan gatal-gatal.

4. Psoriaris, gejalanya kulit kemerahan dan bersisik.

5. Kanker kulit

6. dll

 

 

 

C. Hati

Hati merupakan kelenjar terbesar dalam tubuh, terdapat di rongga perut sebelah kanan atas, berwarna kecoklatan. Hati mendapat suplai darah dari pembuluh nadi (arteri hepatica) dan pembuluh gerbang (vena porta) dari usus. Hati dibungkus oleh selaput hati (capsula hepatica). Hati terdapat pembuluh darah dan empedu yang dipersatukan selaput jaringan ikat (capsula glison). Hati juga terdapat sel-sel perombak sel darah merah yang telah tua disebut histiosit.

Sebagai alat eksresi hati menghasilkan empedu yang merupakan cairan jernih kehijauan, di dalamnya mengandung zat warna empedu (bilirubin dan biliverdin), garam empedu, kolesterol dan juga bacteri serta obat-obatan.

Setiap hari hati menghasilkan empedu sebanyak 800-1000 mL. Empedu berasal dari penghancuran hemoglobin eritrosit yang telah tua (berumur 120 hari). Hemoglobin dalm eritrosit akan diuraikan menjadi hemin(Kristal), zat besi, dan globin. Zat besi dan globin akan disimpan dalam hati, kemudian dikirim ke sumsum tulang merah untuk pembentukan antibody atau hemoglobin baru. Sedangkan hemin akan dirombak menjadi bilirubin dan biliverdin. Yang merupakan zat warna bagi empedu danmengandung warna hijau biru. Zat warna tersebut yang dalam usus akan mengalami oksidasi menjadi urobilin sehingga warna feces dan urin kekuningan.

Gangguan pada hati yang umumnya dijumpai di masyarakat saat ini adalah HEPATITIS atau PENYAKIT KUNING.

1. Disebut demikian karena tubuh penderita menjadi kekuningan, disebabkan zat warna empedu beredar ke seluruh tubuh. Penyakit ini disebabkan oleh serangan virus yang dapat menular melalui makanan, minuman, jarum suntik dan transfusi darah.

2. Hepatitis adalah peradangan pada sel-sel hati. Penyebab penyakit hepatitis yang utama adalah virus. Virus hepatitis yang sudah ditemukan sudah cukup banyak dan digolongkan menjadi virus hepatitis A, B, C, D, E, G, dan TT.
Beberapa jenis hepatitis yang saat ini harus diwaspadai adalah:

1.Hepatitis A yang disebabkan oleh Virus Hepatitis A (VHA)
2.Hepatitis B yang disebabkan oleh Virus Hepatitis B (VHB)
3.Hepatitis C yang disebabkan oleh Virus Hepatitis C (VHC)

3. Hemokhromatosis

4. Kanker hati

5. Penyakit Wilson

6. Sirosis

7. Penyakit hati disebabkan alkohol

D. Ginjal

 

    Yang akan dibahas disini menyangkut keseluruhan system urinaria. yang meliputi ginjal, ureter, kandung kemih, uretra. System ini membantu mempertahankan homeosatsis dengan menghasilkan urin yang merupakan hasil sisa metabolism.

1. Ginjal

Pada manusia, ginjal merupakn organ eksresi utama. Ginjal (ren) manusia berjumlah sepasang, terletak di rongga perut sebelah kanan depan dan kiri depan ruas-ruas tulang belakang bagian pinggang. Ginjal kanan lebih rendah dari pada ginjal kiri karena di atas ginjal kanan terdapat hati. Ginjal berbentuk seperti biji ercis dengan panjang sekitar 10 cm dan berat sekitar 200 gram.

Unit Fungsional Ginjal adalah nefron . ginjal orang dewasa dan sehat mempunyai 1 juta nufron (2 ginjal = 2 juta nefron). Setiap nefron terdiri atas :

1. Badan malphigi (renal corpuscle)

2. Tubulus kontortus proksimal

3. Bagian tipis dan tebal lengkung henle

4. Tubulus kontortus distal

Tipe- tipe nefron

1. nefron kortikal , nefron ini terletak di bagian korteks ginjal dan hampir seluruh nefron  termasuk kedalam tipe ini.

2. nefron jukstamenjular, terletak dibagian medulla ginjal

Badan malphigi terdiri atas berkas kapiler yang disebut glomerulus yang dikelilingi kapsula bowman. Lembaran dalam yang menutupi kapiler glomerulus dinamakan lapisan visceral, lembaran luar membentuk batas luar tebal malphigi disebut lapisan parietal kapsula bowman yang dilapisi sel epitel gepeng. Antara dua lapisan terdapat ruang kapsula yang menerima filtrate. Setiap renal corpuscle mempunyai kutup vaskuler tempat arteri afferent masuk dan arteri efferent keluar meninggalkan glomerulus dan kutup urinarius tempat tubulus proksimal dimulai.

Lapisan parietal yang berdinding selapis sel epitel gepeng begitu sampai dikutup urinaria epitel berubah menjadi epitel kuboid. Lapisan visceral mengalami modifikasi selama perkembangan embrional. Sel-sel lapisan internal dinamakan podosid, mempunyai badan sel dimana muncul beberapa tonjolan primer. Setiap tonjolan primer mempunyai banyak tonjolan sekunder yang menutupi kapiler glomerulus. Tonjolan sekunder ini saling bertautan, membatasi ruang yang membentuk celah filtrasi.

Antara sel-sel endotel kapiler dan podosit yang berlubang-lubang merupakan lapisan basalis. Membrane ini merupakan struktur kontinyu yang memisahkan darah kapiler dari ruang kapsuler. Disamping sel endotel dan kapiler glomerulus mempunyai sel mesengial. Sel ini bersifat kontraktil dan memainkan peranan dalam :

1. Regulasi filtrasi glomerulus

2. Mensekresi berbagai senyawa

3. Mengambil kompleks imun

4. Terlibat dalam produksi penyakit glomerulus

5. Bekerja sebagai makrofag

6. Membersihkan lamina basalis dari zat-zat tertentu yang tertimbun dalm matriks selama filtrasi.

Tubulus kontortus proksimal manusia panjangnya ± 15 mm dengan diameternya 55µm . dindingnya dibentuk oleh selapis sel tunggal kuboid yang saling menjalin satu dengan yang lain dan disatukan oleh tautan kedap apical. Apeks sel yang menghadap ke lumen tubulus banyak mikrovilli yang panjangnya 1µm, bentukan ini dinamakan brushborder (batas sikat) yang berfungsi membantu absorbs zat-zat (peptide,glukosa) yang keluar dari darah selama filtrasi.

Tubule proksimal berakhir dengan segmen tipis pars desnden lengkung henle yang mempunyai epitel sel gepeng yang tipis. Segmen tipis ini berakhir dalam segmen tebal pars asendens yang sel selnya bentuk kuboid yang banyak mengandung mitokondria. Pars asenden tebal lengkung henle mencapai glomerulus dan tubulus berdekatan dengan arteriol aferen dan eferen, dimana dinding arteriol aferen mengandung sel jukstaglomerulus (pensekresi rennin). Pada titik ini epitel tubulus dimodifikasi membentuk macula ddensa. Sel juksraglomerulus, macula densa dan sel lacis bergranula bersama sama dikenal sebagai apparatus jukstaglomerulus.

Tubulus kontortus distal, epitel kuboidnya lebih rendah daripada tubulus proksimal, mempunyai mikrovilli sedikit. Tubulus ini bersatu membentuk tubulus koligen yang berjalan melewati korteks dan medulla renalis yang akan bermuara di pelvis renalis pada apeks piramida medulla.

Ginjal merupakan alat ekskresi penting yang mempunyai beberapa fungsi, antara lain :

1. menyaring darah sehingga menghasilkan urine;

2. mengekskresikan zat-zat yang membahayakan tubuh. misalnya protein-protein asing yang masuk ke dalam tubuh, urea, asam urat. dan bermacam -macam garam; mengekskresikan zat-zat yang jumlahnya berlebihan, misalnya kadar gula darah yang melebihi normal; mempertahankan tekanan osmosis cairan ekstraseluler; dan mempertahankan keseimbangan asam dan basa.

3. Mengekskresikan zat-zat yang merugikan bagi tubuh, antara lain :urea, asam urat, amoniak, creatinin garam anorganik bacteri dan juga obat-obatan

4. Mengekskresikan gula kelebihan gula dalam darah

5. Membantu keseimbangan air dalam tubuh, yaitu mem-pertahankan tekanan osmotik ektraseluler

6. Mengatur konsentrasi garam dalam darah dan keseim-bangan asam basa darah.

7. dll

FISIOLOGI GINJAL

Susunan kimia lingkungan internal diatur ginjal dengan proses proses kompleks yang terdiri dari filtrasi, absorbs aktif, absorbs pasif, dan sekresi.

Kedua ginjal menghasilkan ±125ml filtrate per menit , 124ml absorpsi jadi ± 1 ml dikeluarkan kedalam kaliks sebagai urin.

Proses pembentukan urin

Di dalm ginjal terjadi pembentukan urin melalui serangkaian proses yaitu :

1. Filtrasi (penyaringan)

2. Reabsobsi (penyerapan kembali)

3. Augmentasi (pengeluaran zat sisa yang tidak diperlukan lagi oleh tubuh dan tidak mungkin disimpan lagi)

1. FILTRASI

Filtrasi merupakan perpindahan cairan dari glomerulus menuju ke ruang kapsula bowman dengan menembus membrane filtrasi. Membrane filtrasi terdiri dari tiga lapisan yaitu:

1. Sel endothelium glomerulus

2. Membrane basiler

3. Epitel kapsula bowman

Dibawah ini adalah peredaran darah di ginjal.

Sel-sel endothelium glomerulus dalam badan malphigi akan mempermudah proses filtrasi.

Proporsi curah jantung yang mensuplai ginjal menurut Wetterer ± 20%. Curah jantung maanusi terlentang istirahat rata-rata ± 5,51/menit.

Renal Plasma Flow (RPF) adalah jumlah plasma yang melewati ginjal dalam waktu 1 menit. Pada manusia normal RPF sebesar 600 ml/menit.

Renal Bloob Flow (RBF) adalah jumlah darah yang melewati ginjal dalam waktu 1 menit. Pada manusia normal RBF sebesar 1200 ml/menit (20% dari curah jantung.

Filtrasi terjadi karena adanya perbedaan tekanan hidrostatik (tekanan darah) dan tekanan onkotik (tekanan osmotic plasma) sebesar 40 mmHg. Tekanan hidrostatik 66 mmHg, tekanan onkotik 25 mmHg.

Glomerulus Filtration Rate (GFR) adalah jumlah filtrate yang terjadi dalam waktu 1 menit.pada manusia normal GFR sebesar 120 ml/menit.

GFR       120

Filtration fraction =—– =   — = 0,2 (20%)

RPF       600

Fraksi filtrasi ini menunjukan persen plasma yang memasuki nefron yang sebenarnya menjadi filtrate glomerulus.

Di dalam glomerulus sel-sel darah, trombosit, dan sebagian besar protein plasma disaring dan diikat agar tidak ikut dikeluarkan. Hasil penyaringan berupa urin primer. Urin primer mempunyai kandungan yang hampir sama dengan cairan yang menembus kapiler menuju keruang antar sel. Dalam keadaan normal, urin primer tidak mengandung eritrosit tetapi mengandung protein yang kadarnya kurang dari 0,03%. Kandungan elektrolit (senyawa yang larutannya merupakan pengahntar listrik) dan kristaloid ( Kristal yang halus yang terbentuk dari protein)dari urin primer juga hampir sama dengan cairan jaringan. Kadar anion didalam urin termasuk ion Cl^– dan ion HCO₃^– lebih tinggi 5% daripada kadar anion plasma, sedangkan kadar kationnya lebih rendah 5% dari kadar kation plasma. Selain itu urin primer juga mengandung glukosa, garam-garam, natrium, kalium dan asam amino.

2. REABSORBSI

Susunan urin primer sangat berbeda dari filtrate glomerulus. Terdapat perbedaan yang sangat besar antara volume cairan yang dibentuk pada glomerulus tiap menitdan jumlah yang sampai dipapila dalam waktu yang sama. Glomerulus hanya berperan sebagai saringan. Susunan filtrate glomerulus ditentukan oleh permeabilitas membrane kapiler terhadap zat-zat darah, sehingga filtrate glomerulus masih banyak mengandung zat-zat yang penting untuk metabolism normal seperti asam amino, air, glukosa, elektrolit dan senyawa yang harus disekresi dan dibuang adalah urea, kreatinin, asam urat. Sejumlah zat-zat esensial ditahan sesuai kebutuhan untuk mempertahankan lingkunan internal.

Reabsorbsi merupakan proses perpindahan cairan dari tubulus renalis menuju ke pembuluh darah yang mengelilinginya, yaitu kapiler peritubuler. Sel-sel tubulus renalis secara selektif mereabsorbsi zat-zat yang terdapat dalam urin primer. Reabsobsi ini tergantung dari kebutuhan zat-zat yang terdapat dalam urin primer tersebut. Setelah reabsorbsi , kadar urea menjadi lebih tinggi  dan zat-zat yang tidak dibutuhkan tidak ditemukan lagi. Urin yang dihasilkan setelah proses reabsorbsi berupa urin sekunder(filtrate tubulus)

REABSORBSI AIR

Pada keadaan normal, hampir 99% dari air yang menembus membrane filtrasi akan direabsorbsi sebelum mencapai ureter.

Bagian tubulus renalis	Air yang diabsobsi  (%)
Tubulus Kontortus proksimal	80
Lengkung henle	6
Tubulus distal	9
Saluran penampung	4

Reabsobsi ditubulus kontortus proksimal dilakukan dengan proses osmosis yang disebut respirasi obligat. Sebaliknya, reabsobsi air ditubulus distal disebut reabsorbsi fakultatif, yaitu reabsorbsi yang terjadi tergantung dari kebutuhan.

REABSORBSI ZAT TERTENTU

Didalam tubulus proksimal, tubulus distal dan tubulus koligen Na+ berdifusi pasif dari lumen tubules kedalam sel epitel tubulus menuruni perbedaan konsentrasi dan listriknya serta dipompa aktif dari sel kedalam sel interestial. Na⁺ dipompa kedalam interestisium oleh Na⁺-K⁺ ATPase (ditransfer secara aktif) dan clorida dan air mengikuti secara pasif untuk mempertahankan kesetimbangan listrik dan osmotic. Pada umumnya zat yang penting bagi tubuh diabsorbsi secara transport aktif.

 

REABSORBSI ZAT YANG PENTING BAGI TUBUH

Zat-zat penting bagi tubuh yang secara aktif direabsobsi adalh protein, asam amino, glukosa, asam asetoasetat, dan vitamin. Glukosa dan asam asetoasetat merupakn sumber energy, sedangkan protein dan asam amino merupakan bahan pengganti sel yang sudah tua. Zat-zat tersebut dereabsorbsi secara aktif ditubulus proksimal sehingga tidak ada lagi dilengkung henle.

Senyawa lain yang disekresi oleh tubulus misalnya turunan dari asam paraaminohipurat, merah fenol dan warna sulfonftalein, penisilin dan berbagai zat warna dyodinasi seperti yudopiraset (diodrast) aktif disekresi kedalam cairan tubulus. Yang dihasilkan didalam badan dan disekresi oleh tubulus yaitu dari berbagai eter sulfat, steroid, glukuronida, 5-hidroksiindoasetat, metabolet utama serotonin dan obat-obatan tertentu yang merupakan basa organic juga EDTA ( etil diamintetraasetat)

3. AUGMENTASI

augmentasi adalah proses penambahan zat-zat yang tidak diperlukan oleh tubuh kedalam tubulus kontortus distal. Peristiwa ini disebut juga sekresi tubular. Sel sel tubulus mengeluarkan zat-zat tertentu yang mengandung ion hydrogen dan ion K kemudian menyatu dengan urin sekunder. Penambahan ion hydrogen sangt penting karena membantu menjaga kesetimbangan pH dalam darah.

Mekanisme pengenceran dan pemekatan urin dilakukan dilengkung henle dengan cara pemekatan secara berulang mentransfer natrium dalam jumlah kecil. Urin hipotonik dan hipertonik juga tergantung dengan adanya ADH. Dan semuanya itu juga tergantung pada gradient osmotic medulla ginjal yang dipertahankan oleh vasa rekta dengan membentuk “counter current system” .

Pengasaman urin dilakukan ginjal dengan dengan mengatur konsentrasi bikarbonat plasma. , ginjal melakukannya dengan dua cara :

1. Bikarbonat yang difiltrasi semuanya diserap kembali oleh tubulus

2. Bikarbonat dibentuk lagi dalm tubulus distalis untuk menggantikan bikarbonat yang digunakan oleh adanya asam-asam yang tidak menguap (HCl, H₃PO­₄, H₂SO₄ dan asam- asam organic) dalam cairan ekstrasel sebagai akibat prises metabolism.

Dalam sel tubulus distal terjadi proses yang sama dengan proses yang terjadi didalam tubulus proksimal . ion H dibentuk dari CO₂ dan H₂0 dan disekresi ke dalam lumen ditukar dengan ion Na . proses ini berlangsung terus menerus sampai individu normal mencapai pH cairan 4,5.

Makin rendah pH urin ( konsentrasi ion H makin besar ), maka makin cepat ammonia akan berdifusi kedalam urin. Jadi, pembentukan amoniak sangat meningkat pada asidosis metabolic dan dapat diabaikan pada alkalosis. Juga telah ditemukan bahwa aktifitas glutaminase ginjal diperbesar oleh asidosis. Mekanisme amoniak adalah alat yang berharga untuk koversi kation. Dalam keadaan normal, 30-50 mEq ion H dibunag setiap hari dengan bergabung dengan ammonia dan ±30-50 mEq sebagai asam yang dapat ditetrasi.

Mekanisme buffer untuk mengendalikan pH cairan tubuh yang efektif adalah buffer sitem asam karbonat-bikarbonat karena jumlah CO₂ yang baru dikendalikan oleh pernafasan dan konsentrasi plasma HCO₃^– diatur oleh ginjal.

Dalam mempertahankan volume CES (cairan ekstraseluler) ditentukan oleh jumlah total solute aktif (Na⁺ , Cl^–)osmotic didalam CES. Mekanisme yang mengendalikan kesetimbangan Na⁺ merupakan mekanisme utama mempertahankan volume CES.-

Fator-factor pembentukan urin

1. Hormon antidiureetik hormone (ADH)

Jika tekanan osmotic naik dalam darah , yaitu pada saat dehudrasi atau kekurangan cairan tubuh maka konsentrasi air dalam darah akan turun. Akibatnya sekresi ADH meningkat dan dialirkan oleh darah menuju ke ginjal. ADH selain meningkatkan permeabilitas sel terhadap air , juga meningkatkan permeabilitas pada saluran pengumpul sehingga memperbesar membrane sel saluran itu. Dangan demikian air akan berdifusi keluar dari pipa pengumpul lalu masuk kedalam darah. Keadaan tersebut akan memulihkan konsentrasi air dalam darah namun akibatnya urin yang dihasilkan sedikit dan lebih pekat.

2. Hormon insulin

Pada prnderita kencing manis memiliki konsentrasi insulin yang rendah sehingga kadar gula dalam darah akan tinggi. Hal ini mengakibatkan terjadinya gangguan dalam proses reabsorbsi didalam tubulus distal sehinnnga dalam urin masih terdapat glukosa.

3. Jumlah air yang diminum

Jika kita meminum banyak air maka konsentrasi air dalam darah akan menjadi tinggi dan konsentrasi protein dalam darah menurun sehingga filtrasi menjadi berkurang. Keadaan ini menyebabkan darah menjadi encer , sehingga sekresi ADH akan berkurang . dengan menurunnya filtrasi dan berkurannnya ADH akan menyebabkan menurunya penyerapan air, sehingga urin yang dihasilkan akan meningkat dan dalam keadaan encer.

Kelainan dan gangguan pada ginjal antara lain :
a. Batu ginjal
Batu ginjal terjadi karena adanya endapan garam kalsium dalam ginjal sehingga menghambat keluarnya urine dan menimbulkan nyeri. Penyakit ini dapat diatasi dengan pembedahan dan sinar laser. Tujuan dari pembedahan untuk membuang endapan garam kalium. Tujuan menggunakan sinar laser untuk memecahkan endapan garam kalsium.

b. Radang ginjal (nefritis)
Radang ginjal disebut nefritis. Radang ginjal terjadi karena adanya kerusakan nefron, khususnya glomerulus yang disebabkan oleh infeksi bakteri. Rusaknya nefron mengakibatkan urine masuk kembali ke dalam darah dan penyerapan air menjadi terganggu sehingga timbul pembengkakan di daerah kaki. Penderita nefritis bisa disembuhkan dengan cangkokan ginjal atau cuci darah secara rutin. Cuci darah biasanya dilakukan sampai penderita mendapatkan donor ginjal yang memiliki kesesuaian jaringan dengan organ penderita.

c. Gagal ginjal
Gagal ginjal terjadi jika salah satu ginjal tidak berfungsi. Kegagalan salah satu ginjal ini akan diambil alih tugasnya oleh ginjal lain. Namun, keadaan ini akan tetap menimbulkan resiko sangat tinggi. Mengapa demikian? Karena menyebabkan penimbunan urea dalam tubuh dan kematian. Penyakit ini dapat diatasi dengan cangkok ginjal atau menggunakan ginjal tiruan sampai ginjal yang asli dapat kembali berfungsi.

Daftar pertanyaan-pertanyaan dalam diskusi :

• Rhia Mertosono

–          Jelaskan proses pembentukan urin !

• Marsela takalao

–          Mengapa orang yang mengalami gangguan sekresi hormon ADH akan / cenderung menderita penyakit diabetes insipidus?

–          Apa yang membedakan antara urin primer dan urin sekunder !

• Thesni sabanari

–          Sebutkan kelainan – kelainan pada urin !

–          Bagaimana proses terjadinya jerawat dan cara mengatasinya !

• Ricky Tamboto

–          mengapa hipertensi dapat dipengaruhi oleh gagal ginjal ?

• Ovan Runtu

–          Apakah menstruasi tergolong pada system eksresi ? jelaskan!

• Lusye Lamia

–          Mengapa tes urin dapat mengetahui bahwa seseorang wanita hamil?

• Beyana makaanggkung

–          Jelaskan mekanisme pengeluaran urin !

–          Jelaskan mekanisme pengeluaran keringat untuk mengatur suhu tubuh !

–          Organ apakah yang mengalami gangguan apabila terdapatnya Kristal jengkolat !

• Yeni maase

–          Jelaskan Peranan / keterkaitan system eksresi dalam menunjang system tubuh lainya !

–          Teknologi apasajakah yang merupakan pengembangan dari system eksresi !

• Vivi sero

–          Jelaskan proses penyaringan darah pada ginjal !

• Masrin Hadju

–          Apa fungsi gelambir pada jantung ?

–          Mengapa gelambir di sebelah kiri hanya 2 dan disebelah kanan ada 3???

• Dikson kansil

–          Apakah ada pengaruh ketika seseorang tinggal memiliki satu ginjal saja???

–          Bagaimanakah proses pencangkokan itu???

[ KETERANGAN : SEMUA PERTANYAAN TELAH TERJAWAB]

HUBUNGAN TUMBUHAN DENGAN AIR

Air (rumus kimia: H₂O) adalah benda tak berwarna, tak berbau dan tak berasa yang diperlukan oleh semua kehidupan di bumi agar mereka dapat bertahan hidup. Air merupakan jaringan kimia yang berada dalam bentuk cair pada tekanan biasa dan pada suhu kamar. Sekitar 3/4 dari permukaan bumi diliputi air.

Rumus kimia bagi air adalah H₂O, yang berarti setiap molekul air mengandung dua atom hidrogen dan satu atom oksigen. Hubungan terjadi antara elektron-elektron yang membentuk bagian luar atom dan merupakan mata rantai kuat yang dinamakan ikatan kovalen.

Molekul air dapat diuraikan kepada unsur dasar dengan mengalirkan arus listrik melaluinya. Proses ini yang dikenali sebagai elektrolisis menguraikan dua atom hidrogen menerima elektron dan membentuk gas h₂ pada katoda sementara empat ion oh- bergabung dan membentuk gas O₂ (oksigen) pada anoda. Gas-gas ini membentuk buih dan bisa dikumpulkan.

Air juga merupakan bahan pelarut paling universal. Ini disebabkan molekul air terdiri dari dua atom hidrogen bergabung dengan satu atom oksigen pada sudut 105 derajat antara keduanya. Struktur ini menjadikan molekul air mempunyai muatan positif di sebelah atom hidrogen dan negatif di sebelah atom oksigen. Oleh karena itu, molekul air adalah dwikutub.

1. I. Peranan Air Bagi Tumbuhan

Air merupakan bahan yang sangat penting bagi kehidupan. Banyak fungsi-fungsi dalam biologi sepenuhnya bergantung pada air dan sifat kehidupan secara langsung merupakan hasil dari sifat air.

Fungsi air yang paling penting yaitu dalam reaksi-reaksi biokimia dalam protoplasma yang dikontrol oleh enzim. Selain memberi fasilitas bagi berlangsungnya suatu reaksi biokimia, molekul air dapat berinteraksi secara langsung sebagai komponen reaktif dalam proses metabolisme di dalam sel.

Selain berperan dalam reaksi biokimia, air memiliki fungsi-fungsi lainya, seperti dalam:

–          Protoplasma: pada protoplasma terdapat molekul-molekul makro, meliputi protein-enzim, asam nukleat, dll, membentuk berasosiasi dengan air membentuk suatu struktur yang unik yang dikenal dengan koloida.

–          Sistem hidrolik: air dapat memberikan tekanan hidrolik pada sel sehingga menimbulkan turgor pada sel-sel tumbuhan, memberikan sokongan kekuatan pada jaringan-jaringan tumbuhan yang tidak memiliki sokongan struktur pada dinding selnya. Selain itu tekanan hidrolik juga berperan dalam proses membuka menutupnya stomata.

–          Sistem angkutan: air berperan dalam mengangkut bahan-bahan dari satu sel ke sel lainnya, dimana bahan yang diangkut dapat berupa garam-garam mineral atau bahan-bahan organic hasil fotosintesis dan olahan sel lainnya.

–          Stabilitas dan pemindahan panas: air berperan dalam pengaturan suhu tubuh tumbuhan, sehingga tumbuhan tidak mengalami kepanasan. Hal ini disebabkan karena tingginya  panas jenis yang dimiliki air, memungkinkan air sebagai dapar ( buffer ) dalam pengaturan suhu tubuh tumbuhan.

Pada tumbuhan herba yang hidup di air sekitar 85 – 95 % berat tumbuhan tersusun atas air. Dalam sel, air diperlukan sebagai pelarut unsur hara sehingga dapat digunakan untuk mengangkutnya; selain itu air diperlukan juga sebagai substrat atau reaktan untuk berbagai reaksi biokimia misalnya proses fotosintesis. Sehingga tanaman yang kekurangan air akan menjadi layu, dan apabila tidak diberikan air Secepatnya akan terjadi layu permanen yang dapat menyebabkan kematian.

 

1. II. Sifat-Sifat Air Yang Penting Bagi Tumbuhan

Air memiliki sifat-sifat fisika yang penting bagi kehidpan tumbuhan maupun semua organisme hidup, sifat-sifat tersebut antara lain:

–          Titik didih air  jauh lebih tinggi dibanding jenis cairan yang lain dan merupakan cairan yang paling umum. Sehingga air dapat menyerap sejumlah besar energi tanpa banyak menaikkan suhu, sehingga tubuh organisme menjadi lebih stabil dan metabolismenya akan stabil pula.

–          Air mempunyai titik densitas maksimum pada 4^oc. Hal ini yang menyebabkan kenapa air jarang membeku di dalam lautan atau danau . Sehingga, organisme dapat hidup di dalamnya.

–          Molekul air mempunyai kemampuan untuk berikatan dengan molekul lain ( adhesi, sedangkan kemampuan molekul tersebut untuk saling berikatan, disebut kohesi. Hal ini sangat membantu dalam proses pengangkutan air di dalam tubuh tumbuhan.

–          Air memiliki panas penguapan ( heats of vaporization ). Cukup tinggi, sekitar 540 cal gm^-1. Angka tersebut sangat membantu dalam pemeliharaan temperature organisme.

–          Air  tegangan muka sangat tinggi. Sehingga air ini boleh naik didalam suatu kapiler sampai ketinggian sekitar 120cm, dan sangat  bermanfaat bagi tumbuhan, dimana memungkinkan air untuk pindah atau bergerak secara ekstensif  antar ruang partikel dan dalam  dinding sel tumbuhan.

–          Air mempunyai kemampuan yang tinggi untuk mentransmisikan cahaya, sehingga membantu tumbuhan di dalam fotosintesis terutama pada tumbuhan yang berada di dalam air. Selain itu dapat memampukan cahaya untuk menembus dan menjangkau jaringan daun-daun yang lebih dalam.

–          Air berbentuk cair dalam suhu kamar, sehingga kehadiran air yang cair pada suhu kamar dan tidak bersifat toksik merupakan sifat air yang penting bagi kehidupan, selain itu air tidak dapat dimampatkan.

–          Air memiliki viskositas yang rendah, sehingga dapat dengan mudah mengalir. Hal ini sangat penting bagi kehidupan, karena dengan demikian air dengan mudah berpindah di dalam tubuh.

semua sifat fisika air di atas membuat air merupakan suatu medium ideal untuk pelaksanaan berbagai proses hidup

III. Difusi Dan Osmosis

1. Difusi

Difusi adalah pergerakan molekul atau ion dari dengan daerah konsentrasi tinggi ke daerah dengan konsentrasi rendah hal ini disebabkan oleh energi kinetic dari molekul, ion atau atom-atom, dapat dilihat pada gambar berikut:

Difusi terjadi akibat perbedaan konsentrasi, dimana perbedaan konsentrasi ini bisa terjadi bila terjadi perbedaan sejumlah partikel per unit volume dari suatu keadaan ke keadaan lain. Selain karena perbedaan konsentrasi, perbedaan dalam sifat juga dapat menyebabkan difusi, seperti pada gambar berikut, dimana terdapat perbedaan sifat antara gula(padat) dan air

Beberapa contoh difusi yang dapat kita lihat, antara lain:

1. Apabila kita teteskan minyak wangi dalam botol lalu ditutup, maka bau minyak wangi tersebut akan tersebar ke seluruh bagian botol. Apabila tutup botol dibuka, maka bau minyak wangi tersebut akan tersebar ke seluruh ruangan, meskipun tidak menggunakan kipas. Hal ini disebabkan karena terjadi proses difusi dari botol minyak wangi (konsentrasi tinggi) ke ruangan (konsentrasi rendah).
2. Apabila kita meneteskan tinta ke dalam segelas air, maka warna tinta tersebut akan menyebar dari tempat tetesan awal (konsentrasi tinggi) ke seluruh air dalam gelas (konsentrasi rendah) sehingga terjadi keseimbangan. Sebenarnya, selain terjadi pergerakan tinta, juga terjadi pergerakan air menuju ke tempat tetesan tinta (dari konsentrasi air tinggi ke konsentrasi air rendah).

Dari contoh diatas, dapat dilihat bahwa arah difusi bebas satu sama lain, tanpa menghalangi satu sama lain sampai mencapai keseimbangan dinamis.

Contoh difusi pada tumbuhan dapat dilihat pada:

Proses pertukaran gas pada tumbuhan yang berlangsung pada daun. Di dalam proses ini gas CO₂ dari atsmofer masuk ke dalam rongga antar sel pada mesofil daun, yang selanjutnya digunakan untuk proses fotosintesis. Karena pada siang hari CO₂ yang masuk ke daun selalu digunakan untuk fotosintesisi, maka kadar CO₂ di dalam rongga antar sel daun akan selalu lebih rendah dari atsmofer, akibatnya pada siang hari akan terjadi aliran difusi gas CO₂ dari atsmofer ke daun. Bersamaan dengan itu terjadi pula difusi das O₂ dari rongga antar sel daun menuju atsmofir. Hal ini dikarenakan pada proses fotosintesis dihasilkan O₂, yang makin lama terakumulasi di dalam rongga antar sel daun, sehingga kadarnya melebihi kada oksigen di atmosfir. Dalam kondisi seperti ini memungkinkan oksigen untuk berdifusi dari daun ke atmosfir.

Pada malam hari terjadi proses difusi yang sebaliknya , karena pada malam hari tidak terjadi proses fotosintesis dan respirasi berjalan terus, maka kandungan CO₂ dalam rongga antar sel menjadi meningkat.

Laju difusi tergantung pada suhu dan densitas (kepadatan) medium. Gas berdifusi lebih cepat dibandingkan dengan zat cair, sedangkan zat padat berdifusi lebih lambat dibandingkan dengan zat cair. Molekul berukuran besar lebih lambat pergerakannya dibanding dengan molekul yang lebih kecil.

1. Osmosis

Osmosis pada dasarnya hampir sama dengan difusi, hanya saja osmosis adalah difusi melalui membran semipermeabel. Dimana molekul-molekul tersebut akan berdifusi dari daerah dengan konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Proses Osmosis akan berhenti jika konsentrasi zat di kedua sisi membran tersebut telah mencapai keseimbangan. Pada gambar dibawah ini menggambarkan proses dari osmosis, dimana hanya zat-zat tertentu yang mampu melewati  membrane.

Osmosis dapat dicegah dengan menggunakan tekanan. Oleh karena itu, ahli fisiologi tanaman lebih suka menggunakan istilah potensial osmotik yakni tekanan yang diperlukan untuk mencegah osmosis. Jika anda merendam wortel ke dalam larutan garam 10 % maka sel-selnya akan kehilangan rigiditas (kekakuan)nya. Hal ini disebabkan potensial air dalam sel wortel tersebut lebih tinggi dibanding dengan potensial air pada larutan garam sehingga air dari dalam sel akan keluar ke dalam larutan tersebut. Jika diamati dengan mikroskop maka vakuola sel-sel wortel tersebut tidak tampak dan sitoplasma akan mengkerut dan membran sel akan terlepas dari dindingnya. Peristiwa lepasnya plasma sel dari dinding sel ini disebut plasmolisis.

Osmosis memegang suatu peran yang sangat penting di dalam hidup tumbuhan diantaranya;

–          Penyerapan air oleh tumbuhan dari tanah melalui rambut akar, melalui mekanisme osmotic.

–          Air yang diserap dibagi-bagikan sepanjang seluruh jaringan yang hidup, dilakukan dengan proses osmosis dari sel ke sel.

–          Cahaya merangsang peningkatan osmosis pada sel pengawal, sehingga menyebabkan pengambilan air  ketika stomata membuka

–          Pertumbuhan sel yang muda sampai pemanjangan sel disempurnakan oleh kemampuan osmotic dan tekanan turgor dari  sel.

Masuknya larutan ke dalam sel-sel endodermis merupakan contoh proses osmosis. Dalam tubuh organisme multiseluler, air bergerak dari satu sel ke sel lainnya dengan leluasa. Selain air, molekul-molekul yang berukuran kecil seperti O₂ dan CO₂ juga mudah melewati membran sel Osmosis juga dapat terjadi dari sitoplasma ke organel-organel bermembran.

IV. Potensial Air, Potensial Osmosis Dan Potensial Tekanan

Potensial Kimia Air atau Potensial Air ( PA/Ѱ ); menggambarkan kemampuan molekul air untuk dapat melakukan difusi. Energi bebas suatu zat per unit jumlah, terutama per berat gram molekul ( Energi bebas mol^-1 ) disebut Potensi kimia. Potensial kimia zat terlarut kurang lebih sebanding dengan konsentrasi zat terlarutnya.

Potensial kimia air merupakan konsep yang sangat penting dalam fisiologi tumbuhan. Pada tahun 1960, Ralph O. Slatyer di Canbera, Australia dan Sterling A. Taylor di Utah State University, mengusulkan bahwa potensial kimia air digunakan sebagai dasar untuk sifat air dalam system tumbuhan-tanah-udara.

Mereka mendefinisikan Potensial Air sebagai sesuatu yang sama dengan potensial kimia air dalam suatu system, dibandingkan dengan potensial kimia air murni pada tekanan atmosfir dan suhu yang sama. Mereka menganggap bahwa potensial air murni dinyatakan sebagai nol ( merupakan konvensi ), yang satuannya dapat berupa satuan tekanan ( atm., bar ) atau satuan energi.

Tekanan yang diberikan pada air atau suatu larutan akan meningkatkan energi bebasnya, sehingga potensial air dapat meningkat. Dengan konsep potensial air ini, kita bias membayangkan osmosis yang terjadi pada haipertonis ke larutan hipotonis, asal saja potensial air pada larutan yang hipertonis lebih besar dari larutan hipotonis.

Hal ini hanya dapat terjadi bila larutan hipertonis diberikan tambahan tekanan yang dapat meningkatkan nilai potensial airnya. Tekanan yang diberikan atau yang timbul dalam system ini disebut sebagai Potensial Tekanan ( PT/Ѱ_p ) dan di dalam kehidupan tumbuhan potensial tekanan dapat timbul dalam bentuk tekanan turgor.

Di dalam proses osmosisi, di samping komponen Potensial Air ( PA/Ѱ ), Potensial Tekanan ( PT/Ѱ_p ). Terdapat komponen lain yang juga penting, yaitu Potensial Osmotik

( PO/Ѱ_s ). Potensial osmotic ini lebih menyatakan status larutan dan status larutan ini dapat kita nyatkan dalam satuan konsentrasi, satuan tekanan atau satuan energi.

Potensial Osmotik dipengaruhi oleh beberapa factor, antara lain:

–          Konsentrasi; Meningkatnya konsentrasi suatu larutan akan menurunkan nilai potensial osmotiknya. Bila zat terlarut bukan elektrolit dan molekulnya tidak mengikat air hidrasi, maka potensial osmotic larutan tersebut hamper pasti akan sebanding dengan konsentrasi molalnya.

–          Ionisasi Molekul Zat Terlarut; larutan dari suatu zat elektrolit dalalm molalitas yang sama mempunyai tekanan osmose yang lebih besar daripada larutan yang bukan elektrolit. Sehingga semakin besar daya ionisasi dari zat yang dilarutkan biasanya potensial osmosisnya juga meningkat.

–          Hidrasi Molekul Zat Terlarut; air yang berasosiasi dengan partikel zat terlarut biasanya disebut sebagai ar hidrasi. Air dapat berasosiasi dengan ion, molekul atu partikel koloida. Dampak air hidrasi terhadap suatu larutan, dapat menyebabkan larutan menjadi lebih pekat dari yang kita perkirakan.

–          Temperatur; potensial osmotic suatu larutan akan berkurang nilainya dengan naiknya suhu. Potensial osmotic suatu larutan yang ideal akan sebanding dengan suhu absolutnya.

Potensial osmotic air murni memiliki nilai sama dengan nol, sehingga kalau digunakan satuan tekanan maka nilainya akan menjadi 0 atm atau 0 bar. Klau status suatu larutan tidak berubah, maka milainya pun tidak berubah.

Nilai potensial osmotic suatu larutan dapat diukur dengan ‘osmometer’. Tekanan yang timbul pada osmometer merupakan tekanan yang nyata dan tekanan ini disebut potensial air, potensial osmotic dan potensial tekanan dapat ditulis, sbb:

PA = PO + PT

Dari rumus diatas terlihat bahwa apabila tidak ada tekanan tambahan ( PT ), maka nilai PA=PO