FISIOLOGI GINJAL & SISTEM KEMIH. Kuntarti

(1)

FISIOLOGI GINJAL

& SISTEM KEMIH

Kuntarti

tanggal upload : 29 April 2009

(2)

Konsep penting

 Ginjal mengatur komposisi & volume cairan ekstrasel.

 Plasma darah disaring oleh glomerulus dgn kec tinggi &

di tubulus ginjal berbagai zat direabsorpsi dan/atau disekresikan, shg akan diekskresikan dlm jumlah yg tepat.

 Ginjal mengatur jumlah natrium dlm tubuh dg mengekskresikan dlm jumlah tertentu untuk mempertahankan homeostasis.

 Ginjal manusia dpt membentuk urin dgn kadar zat

terlarut total (osmolalitas) yang lebih tinggi atau rendah dibandingkan plasma.

 Proses miksi ialah refleks kompleks yang diatur oleh pusat-pusat yg lebih tinggi.

(3)

faal_ginjal/ikun/2006 3

Fungsi Ginjal

Fungsi spesifik ginjal bertujuan mempertahankan cairan ekstrasel (CES) yang konstan.

1. Mempertahankan imbangan air seluruh tubuh;

mempertahankan volume plasma yg tepat mll

pengaturan ekskresi garam dan air ⇒ pengaturan tekanan darah jangka panjang.

2. Mengatur jumlah & kadar berbagai ion dalam CES, spt: ion Na⁺, Cl^-, K⁺, HCO₃^-, Ca²⁺, Mg²⁺, SO₄^2-, PO₄^3-, dan H⁺ ⇒ mengatur osmolalitas cairan tubuh.

3. Membantu mempertahankan imbangan asam-basa dengan mengatur kadar ion H⁺ dan HCO₃^-.

4. Membuang hasil akhir dari proses metabolisme, spt:

ureum, kreatinin, dan asam urat yg bila kadarnya meningkat di dlm tubuh dapat bersifat toksik.

(4)

Fungsi Ginjal (lanjutan)

1. Mengekskresikan bbg senyawa asing, spt: obat, pestisida, toksin, & bbg zat eksogen yg msk ke dlm tubuh.

2. Menghasilkan bbrp senyawa khusus:

- eritropoietin: hormon perangsang kecepatan pembentukan, pemarangan & penglepasan eritrosit

- renin: enzim proteolitik yg berperan dlm pengaturan volume CES & tekanan darah

- kalikrein: enzim proteolitik dlm pembentukan kinin, suatu vasodilator

- bbrp macam prostaglandin & tromboksan: derivat asam lemak yg bekerja sbg hormon lokal; prostaglandin E2 & I1 di ginjal menimbulkan vasodilatasi, ↑ ekskresi garam & air, &

merangsang penglepasan renin; tromboksan bersifat vasokonstriktor

(5)

Fungsi Ginjal (lanjutan)

1. Melakukan fungsi metabolik khusus:

- mengubah vitamin D inaktif menjadi bentuk aktif (1,25-dihidroksi-vitamin D3), suatu hormon yg merangsang absorpsi kalsium di usus

- sintesis amonia dari asam amino → untuk pengaturan imbangan asam-basa

- sintesis glukosa dari sumber non-glukosa

(glukoneogenesis) saat puasa berkepanjangan

- menghancurkan/menginaktivasi berbagai hormon, spt: angiotensin II, glukoagon, insulin, & hormon paratiroid

(6)

Anatomi Ginjal

• Sepasang organ berbentuk seperti kacang (bean-

shaped) terletak retroperitoneal di regio lumbal superior

• Terletak setinggi vertebra T12- L3

• Ginjal kanan terdesak hati shg terletak lebih rendah dari ginjal kiri

• Berat ginjal dewasa ± 150gr(± 0,5% BB total, ukuran:12x6x3-4 cm³

• 3 lapis jaringan penunjang yg melapisi bgn luar tiap

ginjal: kapsul ginjal (fibrosa; transparan), kapsul adiposa (massa lemak) & fascia renal (jar.penunjang fibrosa

tebal)

• Tepi medial ginjal yg cekung → hilus (tempat keluar- masuknya arteri,vena, & nervus renalis); pelvis renis → pelebaran ureter yg berbentuk corong

(7)

(8)

Anatomi Ginjal (lanjutan)

• Potongan frontal ginjal: (1)korteks, (2)medulla, & (3)pelvis

• Ginjal menerima darah 25% dari total curah jantung/menit (±

1200ml)

• Sirkulasi ginjal:

aorta abdominalis→a.renalis →a.segmental →a.lobaris →a.interlobaris

→a.arcuatus →a.interlobularis →aa.afferen →glomerulus →aa.efferen

→kapiler peritubular →v.interlobularis →v.arcuatus →v.interlobaris

→v.renalis →v.cava inferior

• Ginjal mdp persarafan dari neuron simpatis noradrenergik yg mempersarafi aa.aferen & eferen, aparat jukstaglomerulus, &

bbrp segmen tubulus

• Rangsang simpatis ↑→ vasokonstriksi & ↑ reabsorpsi natrium di tubulus

• Serat saraf aferen dari pelvis renal & ureter menghantar rangsang nyeri dari ginjal

(9)

(10)

Nefron

• Unit dasar struktural & fungsional dari ginjal

• 1 nefron = 1 glomerulus (high-pressure cappilary bed) + 1 tubulus renal (tdd: kapsula glomerulus/bowman,

tubulus proksimal, ansa henle, & tubulus distal)

• Low-pressure peritubular cappilary bed: kapiler yang bersebelahan dg tubulus renal pada setiap nefron

• Nefron berdasarkan letak glomerulusnya:

(1) nefron kortikal yang superfisial: glomerulus ± 1mm di

bawah kapsula renalis; ansa henle pendek dgn kelokan di perbatasan antara medula dalam & luar

(2) nefron midkortikal: glomerulus di bgn tengah korteks; ansa henle ada yang panjang atau pendek

(3) nefron jukstamedula: glomerulus di perbatasan korteks medula; ansa henle panjang mencapai medula bgn dalam sampai ke ujung papila

(11)

(12)

Nefron (lanjutan)

• Duktus koligen (collecting tubules) menerima urin dari bbrp nefron membentuk piramid medulla

• Aparatus jukstaglomerulus (JG): tempat menempelnya aa.aferen & tubulus distal; tdd 3 jenis sel:

(1) sel bergranula/sel jukstaglomerulus (sel otot polos dinding aa.aferen yg berdifferensiasi)→ granula berisi renin;

mekanoreseptor thd perubahan tekanan darah di aa.aferen

(2) sel mesangial ekstraglomerulus→ memiliki actinlike

filamen yg berkontraksi & mengubah aliran darah kapiler;

sekresi sitokin dlm reaksi imun & inflamasi

(3) sel makula densa (bgn dari dinding tubulus distal) →

osmoreseptor & kemoreseptor thd perubahan konsentrasi solut dlm filtrat di tubulus distal

(13)

(14)

Fisiologi ginjal:

Mekanisme Pembentukan Urin

3 proses utama pembentukan urin:

1. Filtrasi glomerulus

proses penyaringan besar-besaran plasma (hampir bebas protein) dari kapiler glomerulus ke dalam

kapsula bowman

2. Reabsorpsi tubulus

perpindahan zat dari lumen tubulus menuju plasma kapiler peritubulus

3. Sekresi tubulus

perpindahan zat dari plasma kapiler menuju lumen tubulus

(15)

(16)

FILTRASI

• Membran glomerulus: fenestra lapisan

endotel kapiler, membran/lamina basalis, diafragma & celah lapisan epitel kapsula bowman.

• Membran: sangat permeabel thd air &

kristaloid (solut bermolekul kecil), tidak

permeabel thd molekul besar, yaitu koloid

(protein plasma)

(17)

(18)

Filtrasi Glomerulus

• Filtrat glomerulus (ultrafiltrat): cairan bebas protein & mengandung kristaloid dgn kadar = plasma; kristaloid yg terikat dg protein sulit melewati membran, shg kadar kristaloid ≠ plasma

• Masih mengandung sedikit protein (albumin) ≤ 10mg/L; melewati membran dg difusi

• Kerja membran glomerulus: all or none untuk kristaloid & molekul besar (BM ≥ 7000)

• Hanya 20% plasma yang difiltrasi oleh

glomerulus → 19% direabsorpsi, 1% diekskresi

(19)

(20)

Faktor yang berperan dlm filtrasi

Tekanan filtrasi (Starling forces), ditentukan oleh:

1. Tekanan yg mendorong filtrasi:

- tekanan hidrostatik di kapiler glomerulus

- tekanan onkotik dlm kapsula bowman (krn hampir tdk ada protein, π_KB=0

2. Tekanan yg melawan filtrasi:

- tekanan hidrostatik di kapsula bowman

- tekanan onkotik protein plasma dlm kapiler glomerulus

TF = (P_KG + π_KB) – (P_KB + π_KG) TF = P_KG – P_KB – π_KG

(21)

• Tekanan hidrostatik kapiler glomerulus

(±55mmHg) ≈ kekutan kontraksi jantung &

tahanan di dlm aa.aferen & aa.eferen (derajat konstriksi & dilatasi atau diameter pemb.darah)

• Tekanan onkotik protein plasma (±15mmHg) ≈ konsentrasi plasma dlm kapiler glomerulus

• Tekanan hidrostatik dlm kapsula bowman

(±30mmHg) ≈ keadaan ureter & keadaan ginjal

(22)

Laju Filtrasi Glomerulus (LFG)

• LFG: jumlah cairan yang difiltrasi ke dalam kapsula bowman per satuan waktu

• Rata-rata LFG = 125 ml/menit → 180 L/hari

• Total volume plasma ± 3 L → ginjal memfiltrasi darah 60 x/hari ⇒ 2,5 x/jam (24 menit/1 x filtrasi)

• LFG dipengaruhi oleh:

(1) tekanan filtrasi net → tekanan & aliran darah ginjal (2) koefisien filtrasi → luas permukaan kapiler

glomerulus yang dapat melakukan filtrasi &

permeabilitas membran kapiler-kapsula bowman

(23)

Pengontrolan LFG

1. Pengaturan aliran darah mll arteriol ginjal

→ resistensi aa. aferan & eferen (terutama aa.aferen)

2. Autoregulasi LFG

→ respons miogenik (kemampuan intrinsik otot polos pemb.darah thd perubahan tekanan)

→ umpan balik tubuloglomerular (mekanisme sinyal parakrin mll perubahan aliran cairan mll tubulus distal)

3. Hormon & saraf otonom

→ respons thd perubahan tekanan atau

volume darah sistemin

(24)

(25)

Autoregulasi mempertahankan LFG tetap konstan pada tekanan darah arteri rata-rata 80-180 mmHg

(26)

(27)

Hormon & Saraf otonom

• Aa. Aferen & eferen dipersarafi oleh saraf

simpatis → norepinefrin berikatan dg reseptor α di otot polos arteriol → vasokonstriksi ⇒ aliran darah ke ginjal & LFG ↓

• Angiotensin II (vasokonstriktor) & prostaglandin (vasodilator) → mempengaruhi koefisien filtrasi dgn bekerja pada sel mesangial atau podosit.

Sel mesangial berkontraksi atau podosit

mengubah ukuran filtration slit (celah filtrasi)

⇒ mengubah luas permukaan filtrasi

(28)

REABSORPSI

99% cairan yang difiltrasi glomerulus diserap kembali oleh tubulus (sebagian besar di

tubulus proksimal), 1% diekskresi

1. Bbrp senyawa asing yang difiltrasi tidak akan

direabsorpsi, LFG yang tinggi per hari membantu membersihkan plasma dari senyawa asing tsb.

2. LFG yang tinggi menyebabkan air & ion terfiltrasi dengan cepat. Ketika filtrat melalui tubulus ginjal &

memerlukan air & ion yg terfiltrasi tsb, maka akan diserap kembali.

(29)

Reabsorpsi Natrium

Terjadi di tubulus proksimal mll

• kanal ion krn adanya gradien elektrokimia di membran apikal,&

• transport aktif pompa Na

⁺

-K

⁺

-ATPase di

membran

basolateral

(30)

Reabsorpsi Glukosa

Terjadi di tubulus proksimal mll

• transport aktif sekunder dg simport natrium, yaitu:

kotransporter Na+- glukosa di membran apikal, dan

• Difusi terfasilitasi dg

pompa Na⁺-K⁺-ATPase di membran basolateral

(31)

Reabsorpsi Urea

• Terjadi di tubulus

proksimal dengan

cara difusi pasif

karena gradien

konsentrasi urea

yang disebabkan

oleh reabsorpsi

natrium dan solut

lain.

(32)

Transitosis protein plasma

• Protein (BM kecil) yg terfiltrasi akan

direabsorpsi di tubulus proksimal.

• Protein terlalu besar untuk direabsorpsi mll kanal atau dibawa oleh carrier → masuk dg cara endositosis di membran apikal & eksositosis di membran basolateral

⇒ transitosis

(33)

Penanganan glukosa oleh Nefron

(34)

Penanganan Glukosa oleh Nefron

• Proses yang terjadi di nefron dapat digambarkan sbb:

jml yg diekskresi = jml yg difiltrasi – jml yg direabsorpsi + jml yg disekresi

• Glukosa tidak disekresi, shg:

jml glukosa yg diekskresi = jml glukosa yg difiltrasi – jml glukosa yg direabsorpsi

• Dalam keadaan normal, semua glukosa yg difiltrasi direabsorbsi ⇒ jml glukosa yg filtrasi = jml yg

direabsorpsi

• Ketika ambang renal untuk glukosa tercapai, maka

glukosa akan diekskresikan ⇒ glikosuria ≈ kadar

gula darah meningkat

(35)

SEKRESI

• Sekresi ialah perpindahan molekul dari CES ke lumen tubulus nefron.

• Sekresi bergantung pada sistem transport membran;

merupakan transport aktif krn melawan gradien

konsentrasi → sbgn besar mll transport aktif sekunder.

• Proses sekresi: difusi zat dari kapiler peritubulus ke interstisium → zat menuju lumen tubulus dg

menyebrangi tight junction antar sel (jalur paraselular) atau melewati membran basolateral & membran apikal (jalur transelular).

• Sekresi K⁺ & H⁺ oleh nefron penting dalam homeostasis ion-ion tsb.

• Sekresi membantu nefron meningkatkan ekskresi s/

molekul.

(36)

Epitel terpolarisasi

(37)

EKSKRESI

• Kadar zat dlm a.renalis > kadar zat dlm v.renalis → plasma ‘dibersihkan’ dari bbg zat

• Bersihan ginjal (renal clearance) suatu zat:

volume plasma (dlm ml) yg mll ginjal yang dibersihkan dari s/ zat per satuan waktu

→ u/ mengevaluasi fungsi ginjal ⇒

pengukuran LFG (Laju Filtrasi Glomerulus/

GFR=glomerulus filtration rate)

(38)

Pembentukan urin pekat atau encer

• Mekanisme ‘countercurrent’ dlm pembentukan urin pekat

• Peran ureum pd pemekatan urin

• Mekanisme ‘countercurrent exchanger’

(39)

PROSES BERKEMIH

(40)

Pengaturan refleks & volunter proses berkemih

Pengaturan refleks

Kandung kemih terisi

↓+

Reseptor regang

↓+

Saraf parasimpatis

↓+

Kandung kemih berkontraksi

↓

Sfingter uretra interna scr mekanik terbuka bila kandung kemih

berkontraksi

Berkemih

Pengaturan volunter

Korteks serebri

- +

Motor neuron menuju Sfingter uretra eksterna

Sfingter uretra eksterna

tetap tertutup bila motor neuron dirangsang

Tidak berkemih Sfingter uretra eksterna

terbuka bila motor neuron dihambat

(41)