Paru-paru adalah organ yang berbentuk kerucut, terdiri atas jaringan elastic yang berpori-pori seperti spons dan berisi udara. Paru-paru terletak di dalam rongga dada sebelah kanan dan kiri yang dipisahkan oleh jantung, di atas diafragma serta dilindungi oleh tulang rusuk. Paru-paru sebelah kanan terdiri atas tiga lobus dan paru-paru sebelah kiri terdiri atas dua
lobus. Paru-paru tersusun atas 300 juta alveolus. Setiap alveolus mengandung satu lapisan sel epitel skuamosa (pipih) dan dikelilingi oleh pembuluh kapiler tempat pertukaran oksigen dan karbondioksida.
Fungsi paru-paru sebagai organ ekskresi manusia adalah membuang atau mengekskresikan sisa-sisa proses pembakaran zat-zat makanan yang berupa karbondioksida (CO2) dan uap air (H2O). CO2 dan H2O dihasilkan pada proses katabolisme respirasi intraseluler yang terjadi secara aerob di dalam mitokondria, untuk menghasilkan energi berupa ATP (Adenosine trifosfat). Pada respirasi intraseluler digunakan senyawa kompleks berupa karbohidrat, protein atau lemak. Zat sisa CO2 dan H2O dari sel-sel jaringan diangkut oleh darah menuju jantung, ke paru-paru kemudian dikeluarkan ke luar tubuh melalui saluran-saluran pernafasan. Pengangkutan CO2
sebagai hasil zat sisa metabolisme melalui 3 cara yaitu: melalui difusi;
75% diangkut plasma darah dalam bentuk ion HCO3- (asam bikarbonat);
dan sisanya diikat Hb (hemoglobin) membentuk HbCO2
(karboksihemogobin) (Johnson, 2010).
Pengeluaran CO2 melalui difusi terjadi di dalam kapiler alveolus dan sel-sel jaringan tubuh. Setelah terjadi pertukaran gas O2 dan CO2 di dalam alveolus, selanjutnya O2 dari kapiler diangkut oleh sel darah merah dalam bentuk HbO2 (Oksihemoglobin) menuju sel-sel tubuh. Sedangkan CO2 berikatan dengan Hemoglobin darah membentuk HbCO2 (karbomino hemoglobin). O2 dalam sel tubuh melakukan oksidasi menghasilkan sisa CO2 dan H2O. CO2 dalam darah larut membentuk H2CO3. H2CO3 terionisasi membentuk H+ dan HCO3-. H+ diikat oleh Hb, sementara HCO3- meninggalkan sel darah menuju plasma, selanjutnya HCO3 terionisasi menjadi OH- dan CO2, OH- berikatan dengan H+ menjadi H2O dan bersama-sama dengan CO2 akan dilepas ke luar tubuh melalui saluran pernafasan (Jati, 2007).
Gambar 2.4 Mekanisme Pertukaran Udara pada Alveolus
Selama menjalankan fungsinya, paru-paru sebagai organ ekskresi manusia dapat mengalami beberapa gangguan atau kelainan yang menyebabkan timbulnya beberapa penyakit. Berikut ini adalah gangguan atau kelainan yang dapat terjadi pada paru-paru sebagai organ ekskresi:
(1) Emfisema. Emfisema merupakan suatu kelainan atau penyakit yang terjadi pada bagian alveolus paru-paru. Penyakit yang disebabkan karena berkurangnya elastisitas alveolus dan menyebabkan pecah dan menyatunya dinding-dinding alveolus & mengurangi permukaan untuk pertukaran gas. Pada penderita emfisema, volume paru-paru lebih besar dibandingkan dengan orang yang sehat karena karbondioksida yang seharusnya dikeluarkan dari paru-paru terperangkap didalamnya. Asap rokok dan kekurangan enzim alfa-1-antitripsin adalah penyebab kehilangan elastisitas pada paru-paru ini.
(2) Bronkitis. Bronkitis adalah peradangan pada bronkus (saluran yang membawa udara menuju dan keluar paru-paru). Penyebabnya bisa karena infeksi kuman, bakteri atau virus. Penyebab lainnya adalah asap rokok, debu, atau polutan udara. Gejalanya adalah batuk disertai demam atau dahak berwarna kuning karena infeksi kuman.
b) Kulit
Seluruh permukaan tubuh manusia terbungkus oleh lapisan tipis yang disebut kulit. Kulit merupakan benteng pertahanan tubuh yang utama
karena berada di lapisan anggota tubuh yang paling luar dan berhubungan langsung dengan lingkungan sekitar.
Fungsi kulit antara lain sebagai berikut: (1) mengeluarkan keringat;
(2) pelindung tubuh; (3) menyimpan kelebihan lemak; (4) mengatur suhu tubuh; dan (4) tempat pembuatan vitamin D dari pro vitamin D dengan bantuan sinar matahari yang mengandung ultraviolet.
Kulit terdiri dari epidermis dan dermis. Epidermis merupakan lapisan terluar kulit yang memilki struktur tipis yang terdiri dari beberapa lapisan yaitu: Stratum korneum (lapisan tanduk), stratum lusidum yang memberi warna pada kulit dan rambut, stratum granulosum yang menghasilkan pigmen warna kulit (melanin), stratum germinativum yang mengandung sel – sel yang aktif membelah (Nurhayati, 2010).
Gambar 2.5 Struktur Kulit Manusia
Lapisan dermis memiliki struktur yang lebih rumit, terdiri dari banyak lapisan. Dermis terbentuk dari serabut – serabut khusus sehingga lentur, tersusun oleh kolagen. Lapisan dermis terletak di bawah lapisan epidermis. Lapisan dermis terdiri dari beberapa bagian, yaitu akar rambut, pembuluh darah, kelenjar minyak (glandula sebasea), kelenjar keringat (glandula sudorifera), dan serabut saraf. Pada lapisan dermis terdapat puting peraba yang merupakan ujun akhir saraf sensoris. Ujung saraf sensoris merupakan indera perasa panas, dingin, nyeri, dan sebagainya (Aryulina, dkk., 2004).
Keringat yang dikeluarkan di permukaan kulit dihasilkan oleh kelenjar keringat. Kelenjar keringat terdapat di lapisan dermis. Kelenjar keringat dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu ekrin dan apokrin.
Ekrin adalah kelenjar keringat tubuler sederhana dan berpilin, tidak berhubungan dengan folikel, seta tersebar meluas ke seluruh tubuh, terutama pada dahi, telapak tangan, dan telapak kaki. Sekresi keringat dari kelenjar ekrin mengandung air yang membantu pendinginan melalui penguapan untuk mempertahankan suhu tubuh. Apokrin adalah kelenjar keringat yang besar dan bercabang dengan penyebaran terbatas pada bagian tubuh tertentu, misalnya aksila (ketiak) areola payudara, dan area genital. Sekresi dari kelenjar apokrin awalnya tidak berbau, yang kemudian akan berbau karena bakteri (Mauro & Goldsmith, 2008).
Proses pengeluaran keringat dari tubuh diatur oleh hipotalamus di otak. Hipotalamus menghasilkan enzim bradikinin yang berfungsi sebagai vasodilator yang mempengaruhi pelebaran pembuluh darah dan kelenjar keringat. Jika darah yang melalui hipotalamus melebihi batas normal (panas), maka rangsangan suhu panas tersebut diteruskan oleh saraf simpatis ke kulit. Pembuluh darah berdilatasi (melebar), aliran darah ke permukaan kulit meningkat, sehingga terjadi kondiksi panas di bagian permukaan dan membuang panas. Kelenjar keringat juga menjadi aktif untuk menyerap air, garam mineral, serta sedikit urea dari kapiler darah yang kemudian mengirimkannya ke permukaan kulit dalam bentuk keringat, sehingga evaporasi (penguapan) meningkat, dan suhu badan menurun. Sebaliknya jika darah yang melalui hipotalamus lebih rendah dari batas normal (dingin), maka pembuluh darah berkontraksi (menyempit), yang akan mengurangi aliran darah ke permukaan kulit untuk mempertahankan suhu tubuh dan kelenjar keringat menjadi tidak aktif dalam pembentukan keringat.
Pengeluaran keringat dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu suhu lingkungan, aktifatas tubuh, emosi, dan kondisi psikis. Seseorang yang bekerja keras terkena pancaran sinar matahari yang sangat terik akan
mengeluarkan keringat yang banyak. Marah menyebabkan pembuluh darah melebar sehingga meningkatkan pengeluaran keringat. Rasa takut menyempitkan pembuluh darah, sehingga wajah tampak pucat, dan pengeluaran keringat menjadi sedikit (Irnaningtyas, 2013).
Selama menjalankan fungsinya, kulit sebagai organ ekskresi manusia dapat mengalami beberapa gangguan atau kelainan yang menyebabkan timbulnya beberapa penyakit. Berikut ini adalah gangguan atau kelainan yang dapat terjadi pada kulit sebagai organ ekskresi:
(1) Biang keringat. Biang keringat merupakan suatu gangguan pada kulit yang disebabkan oleh keringat yang terjebak di balik kulit akibat kelenjar keringat yang terhambat sehingga keringat tidak menguap dan menyebabkan kulit mengalami inflamasi dan ruam.
(2) Hiperhidrosis. Hiperhidrosis merupakan suatu penyakit yang ditandai dengan produksi keringat berlebih.
(3) Anhidrosis. Anhidrosis merupakan suatu kelainan yang disebabkan oleh hilangnya kemampuan tubuh untuk memproduksi keringat.
c) Hati
Hati merupakan organ terbesar dan merupakan kelenjar terbesar yang beratnya sekitar 3 – 5% dari berat tubuh. Hati terletak di dalam rongga perut sebelah kanan, tepatnya di atas lambung dan di bawah diafragma.
Hati manusia memiliki berat sekitar 1,5 – 2,0 kg, terdiri atas dua lobus besar yaitu lobus kanan dan lobus kiri. Lobus kanan dan lobus kiri dibatasi oleh jaringan ikat ligamen falsiformis. Hati dibungkus oleh jaringan ikat padat kapsula hepatica. Setiap lobus terdiri atas sejumlah lobules (unit hepar) yang berbentuk poligonal dipisahkan oleh percabangan dari kapsula hepatica, yang disebut kapsula glison. Sekitar 80% dari volume hati tersusun dari sel-sel parenkimal (hepatosit), sedangkan sisanya merupakan sel-sel non parenkim (sekitar 6,5%), sel intrahepatik (sel oval), hepatosit duktular, dan sel-sel imun (sel kekebalan tubuh) (Irnaningtyas, 2013). Antar lapisan hepatosit dipisahkan lakuna,
antara hepatosit dipisahkan kanalikuli (tempat produksi empedu).
Kanalikuli bergabung membentuk pembuluh empedu berfungi mengangkut cairan empedu menuju kantong empedu (tempat penyimpanan empedu sebelum dialirkan ke duodenum) (Nurhayati, 2010).
Terdapat sel kupffer yang bersifat fagositosis yang akan menghancurkan organisme asing yang mengganggu pencernaan di usus.
Hasil penghancuran berupa pigmen bilirubin, selanjutnya bilirubin dialirkan ke kanalikuli dan diekskresikan sebagai empedu (Pearce, 2008).
Gambar 2.6 Struktur Hati Manusia
Hati berfungsi sebagai alat ekskresi karena membantu fungsi ginjal dengan cara memecah beberapa senyawa yang bersifat racun (detoksifikasi) dan menghasilkan amonia, urea, serta asam urat yang diekskresikan ke dalam urin (Campbell, Reece, & Mitchell, 2004).
Selama menjalankan fungsinya, hati sebagai organ ekskresi manusia dapat mengalami beberapa gangguan atau kelainan yang menyebabkan timbulnya beberapa penyakit. Berikut ini adalah gangguan atau kelainan yang dapat terjadi pada hati sebagai organ ekskresi:
(1) Penyakit kuning. Penyakit kuning merupakan kelainan yang ditandai dengan kulit kuning yang disebabkan karena hati belum berfungsi (pada bayi) atau oleh penyumbatan saluran empedu.
(2) Kolestasis. Kolestatis merupakan keadaan akibat kegagalan memproduksi dan pengeluaran empedu.
d) Ginjal
Sistem ekskresi pada manusia dan vertebrata lainnya melibatkan organ paru-paru, kulit, ginjal, dan hati. Namun yang terpenting dari keempat organ tersebut adalah ginjal.
Fungsi utama ginjal adalah mengekskresikan zat-zat sisa metabolisme yang mengandung nitrogen misalnya amonia. Amonia adalah hasil pemecahan protein dan bermacam-macam garam, melalui proses deaminasi atau proses pembusukan mikroba dalam usus. Selain itu, ginjal juga berfungsi mengeksresikan zat yang jumlahnya berlebihan, misalnya vitamin yang larut dalam air; mempertahankan cairan ekstraselular dengan jalan mengeluarkan air bila berlebihan; serta mempertahankan keseimbangan asam dan basa. Sekresi dari ginjal berupa urin.
Ginjal (ren) manusia berjumlah sepasang, terletak di rongga perut sebelah kanan depan dan kiri depan ruas-ruas tulang belakang bagian pinggang. Ginjal sebelah kanan lebih rendah daripada ginjal sebelah kiri karena di atas ginjal kanan terdapat hati. Ginjal berbentuk seperti biji ercis dengan panjang sekitar 10 cm dan berat sekitar 200 gram. Ginjal yang dibelah secara membujur akan memperlihatkan bagian-bagian korteks yang merupakan lapisan luar, medulla (sumsum ginjal), dan pelvis (rongga ginjal).
Gambar 2.7 Struktur Ginjal Manusia
Ginjal diselubungi oleh suatu kapsul. Ginjal terdiri dari tiga bagian utama yaitu: korteks (bagian luar), medulla (sumsum ginjal), pelvis renalis (rongga ginjal). Bagian korteks ginjal mengandung banyak sekali nefron
± 100 juta sehingga permukaan kapiler ginjal menjadi luas, akibatnya perembesan zat buangan menjadi banyak. Setiap nefron terdiri atas badan Malphigi dan tubulus (saluran) yang panjang. Pada badan Malphigi terdapat kapsul Bowman yang bentuknya seperti mangkuk atau piala yang berupa selaput sel pipih. Kapsul Bowman membungkus glomerulus.
Glomerulus berbentuk jalinan kapiler arterial. Tubulus pada badan Malphigi adalah tubulus proksimal yang bergulung dekat kapsul Bowman yang pada dinding sel terdapat banyak sekali mitokondria. Tubulus yang kedua adalah tubulus distal. Pada rongga ginjal bermuara pembuluh pengumpul. Rongga ginjal dihubungkan oleh ureter (berupa saluran) ke kandung kencing (vesika urinaria) yang berfungsi sebagai tempat penampungan sementara urin sebelum keluar tubuh. Urin yang berasal dari kandung kencing menuju ke luar tubuh melewati saluran yang disebut uretra (Wilkin & Brainard, 2015).
Di dalam ginjal terjadi pembentukan urin. Proses pembentukan urin dalam ginjal melalui 3 tahap, yaitu:
a) Penyaringan (filtrasi), yaitu proses penyaringan darah yang terjadi di glomerulus dan menghasilkan filtrate glomerulus (urin primer) yang komposisinya serupa dengan darah tetapi tidak mengandung protein.
Pada filtrat glomerulus masih dapat ditemukan asam amino, glukosa, natrium, kalium, dan garamgaram lainnya (Mader & Windelspecht, 2012);
b) Penyerapan kembali (reabsorbsi), yaitu proses penyerapan kembali zat-zat yangmasih diperlukan oleh tubuh yang terjadi di dalam tubulus kontortus proksimal. Substansi yang masih berguna seperti glukosa dan asam amino dikembalikan ke darah. Proses reabsorbsi menghasilkan filtrate tubulus (urin sekunder). Pada urin sekunder, zat-zat yang masih diperlukan tidak akan ditemukan lagi;
c) Augmentasi, yaitu proses penambahan zat – zat yang tidak diperlukan tubuh dan urea ke dalam tubulus kontortus distal dan menghasilkan urin yang sesungguhnya. Urin yang terbentuk akan masuk ke tubulus kolektivus. Urin dari tubulus kolektivus mengalir ke rongga ginjal (pelvis renalis) menuju ke vesika urinaria melalui ureter. Urin disimpan sementara di kantung kemih selanjutnya dikeluarkan melalui uretra (Campbell, et al., 2004).
Selama menjalankan fungsinya, ginjal sebagai organ ekskresi manusia dapat mengalami beberapa gangguan atau kelainan yang menyebabkan timbulnya beberapa penyakit. Berikut ini adalah gangguan atau kelainan yang dapat terjadi pada hati sebagai organ ekskresi:
a) Albuminuria. Albuminuria merupakan penyakit karena kegagalan proses filtrasi pada glomerulus, terutama filtrasi protein (albumin) sehingga urin yang dihasilkan masih mengandung protein albumin.
b) Anuria. Anuria merupakan kelainan yang ditandai oleh tidak terbentuknya urin karena ketidakmampuan glomerulus dalam memfiltrasi darah.
c) Diabetes insipidus. Diabetes insipidus merupakan gangguan ginjal yang menyebabkan penderita mengeluarkan banyak urine. Penyakit ini dapat terjadi karena penderita kekurangan hormon Antidiuretik (ADH).
d) Poliuria. Poliuria merupakan gangguan yang terjadi karena kemampuan rendah nefron melakukan reabsorpsi. Akibat gangguan ini, urine yang dikeluarkan oleh tubuh amat banyak dan encer.
e) Batu ginjal. Batu ginjal merupakan gangguan yang terjadi pada system ekskresi karena adanya pengendapan garam kalsium di dalam rongga ginjal, saluran ginjal, atau kandung kemih.