Tahapan-tahapan proses yang terjadi di dalam siklus urea Sintesis asam amino
Semua jaringan memiliki kemampuan untuk men-sintesis asam amino non esensial, melakukan remodeling asam amino, serta mengubah rangka karbon non asam amino menjadi asam amino dan turunan lain yang mengandung nitrogen. Tetapi, hati merupakan tempat utama metabolisme nitrogen.
Dalam kondisi surplus diet, nitrogen toksik potensial dari asam amino dikeluarkan
melalui transaminasi, deaminasi dan pembentukan urea. Rangka karbon umumnya diubah menjadi karbohidrat melalui jalur glukoneogenesis, atau menjadi asam lemak melalui jalur sintesis asam lemak. Berkaitan dengan hal ini, asam amino dikelompokkan menjadi 3 kategori yaitu asam amino glukogenik, ketogenik serta glukogenik dan ketogenik.
Asam amino glukogenik adalah asam-asam amino yang dapat masuk ke jalur produksi piruvat atau intermediat siklus asam sitrat seperti α-ketoglutarat atau oksaloasetat. Semua asam amino ini merupakan prekursor untuk glukosa melalui jalur glukoneogenesis.
Semua asam amino kecuali lisin dan leusin mengandung sifat glukogenik. Lisin dan leusin adalah asam amino yang semata-mata ketogenik, yang hanya dapat masuk ke intermediat asetil KoA atau asetoasetil KoA
Sekelompok kecil asam amino yaitu isoleusin, fenilalanin, threonin, triptofan, dan tirosin bersifat glukogenik dan ketogenik. Akhirnya, seharusnya kita kenal bahwa ada 3
kemungkinan penggunaan asam amino. Selama keadaan kelaparan pengurangan rangka karbon digunakan untuk menghasilkan energi, dengan proses oksidasi menjadi CO2 dan H2O.
Dari 20 jenis asam amino, ada yang tidak dapat disintesis oleh tubuh kita sehingga harus ada di dalam makanan yang kita makan. Asam amino ini dinamakan asam amino
esensial. Selebihnya adalah asam amino yang dapat disintesis dari asam amino lain.
Asam amino ini dinamakan asam amino non-esensial.
Biosintesis glutamat dan aspartat
Glutamat dan aspartat disintesis dari asam α-keto dengan reaksi transminasi sederhana.
Katalisator reaksi ini adalah enzim glutamat dehidrogenase dan selanjutnya oleh aspartat aminotransferase, AST.
Reaksi biosintesis glutamat
Aspartat juga diturunkan dari asparagin dengan bantuan asparaginase. Peran penting glutamat adalah sebagai donor amino intraseluler utama untuk reaksi transaminasi.
Sedangkan aspartat adalah sebagai prekursor ornitin untuk siklus urea.
Biosintesis alanin
Alanin dipindahkan ke sirkulasi oleh berbagai jaringan, tetapi umumnya oleh otot. Alanin dibentuk dari piruvat. Hati mengakumulasi alanin plasma, kebalikan transaminasi yang terjadi di otot dan secara proporsional meningkatkan produksi urea. Alanin dipindahkan dari otot ke hati bersamaan dengan transportasi glukosa dari hati kembali ke otot. Proses ini dinamakan siklus glukosa-alanin. Fitur kunci dari siklus ini adalah bahwa dalam 1 molekul, alanin, jaringan perifer mengekspor piruvat dan amonia ke hati, di mana rangka
karbon didaur ulang dan mayoritas nitrogen dieliminir.
Ada 2 jalur utama untuk memproduksi alanin otot yaitu:
1.Secara langsung melalui degradasi protein
2.Melalui transaminasi piruvat dengan bantuan enzim alanin transaminase, ALT (juga dikenal sebagai serum glutamat-piruvat transaminase, SGPT).
Glutamat + piruvat α-ketoglutarat + alanin
Siklus glukosa-alanin Biosintesis sistein
Sulfur untuk sintesis sistein berasal dari metionin. Kondensasi dari ATP dan metionin dikatalisis oleh enzim metionin adenosiltransfrease menghasilkan S-adenosilmetionin (SAM).
Biosintesis S-adenosilmetionin (SAM)
SAM merupakan precursor untuk sejumlah reaksi transfer metil (misalnya konversi norepinefrin menjadi epinefrin). Akibat dari tranfer metil adalah perubahan SAM menjadi S-adenosilhomosistein. S-adenosilhomosistein selanjutnya berubah menjadi homosistein dan adenosin dengan bantuan enzim adenosilhomosisteinase. Homosistein dapat diubah kembali menjadi metionin oleh metionin sintase.
Reaksi transmetilasi melibatkan SAM sangatlah penting, tetapi dalam kasus ini peran S- adenosilmetionin dalam transmetilasi adalah sekunder untuk produksi homosistein (secara esensial oleh produk dari aktivitas transmetilase). Dalam produksi SAM, semua fosfat dari ATP hilang: 1 sebagai Pi dan 2 sebagai Ppi. Adenosin diubah menjadi metionin bukan AMP.
Dalam sintesis sistein, homosistein berkondensasi dengan serin menghasilkan sistationin dengan bantuan enzim sistationase. Selanjutnya dengan bantuan enzim sistationin liase sistationin diubah menjadi sistein dan α-ketobutirat. Gabungan dari 2 reaksi terakhir ini dikenal sebagai trans-sulfurasi.
Peran metionin dalam sintesis sistein Biosintesis tirosin
Tirosin diproduksi di dalam sel dengan hidroksilasi fenilalanin. Setengah dari fenilalanin dibutuhkan untuk memproduksi tirosin. Jika diet kita kaya tirosin, hal ini akan
mengurangi kebutuhan fenilalanin sampai dengan 50%.
Fenilalanin hidroksilase adalah campuran fungsi oksigenase: 1 atom oksigen
digabungkan ke air dan lainnya ke gugus hidroksil dari tirosin. Reduktan yang dihasilkan adalah tetrahidrofolat kofaktor tetrahidrobiopterin, yang dipertahankan dalam status tereduksi oleh NADH-dependent enzyme dihydropteridine reductase (DHPR).
Biosintesis tirosin dari fenilalanin Biosintesis ornitin dan prolin
Glutamat adalah prekursor ornitin dan prolin. Dengan glutamat semialdehid menjadi intermediat titik cabang menjadi satu dari 2 produk atau lainnya. Ornitin bukan salah satu dari 20 asam amino yang digunakan untuk sintesis protein. Ornitin memainkan peran signifikan sebagai akseptor karbamoil fosfat dalam siklus urea. Ornitin memiliki peran penting tambahan sebagai prekursor untuk sintesis poliamin. Produksi ornitin dari glutamat penting ketika diet arginin sebagai sumber lain untuk ornitin terbatas.
Penggunaan glutamat semialdehid tergantung kepada kondisi seluler. Produksi ornitin dari semialdehid melalui reaksi glutamat-dependen transaminasi. ketika konsentrasi arginin meningkat, ornitin didapatkan dari siklus urea ditambah dari glutamat semialdehid yang menghambat reaksi aminotransferase. Hasilnya adalah akumulasi semialdehid. Semialdehid didaur secara spontan menjadi Δ1pyrroline-5-carboxylate yang kemudian direduksi menjadi prolin oleh NADPH-dependent reductase.
Biosintesis serin
Jalur utama untuk serin dimulai dari intermediat glikolitik 3-fosfogliserat. NADH-linked dehidrogenase mengubah 3-fosfogliserat menjadi sebuah asam keto yaitu 3-fosfopiruvat, sesuai untuk transaminasi subsekuen. Aktivitas aminotransferase dengan glutamat sebagai donor menghasilkan 3-fosfoserin, yang diubah menjadi serin oleh fosfoserin fosfatase.
Biosintesis glisin
Jalur utama untuk glisin adalah 1 tahap reaksi yang dikatalisis oleh serin
hidroksimetiltransferase. Reaksi ini melibatkan transfer gugus hidroksimetil dari serin untuk kofaktor tetrahidrofolat (THF), menghasilkan glisin dan N5, N10-metilen-THF.
Biosintesis aspartat, asparagin, glutamat dan glutamin
Glutamat disintesis dengan aminasi reduktif α-ketoglutarat yang dikatalisis oleh glutamat dehidrogenase yang merupakan reaksi nitrogen-fixing. Glutamat juga dihasilkan oleh reaksi aminotranferase, yang dalam hal ini nitrogen amino diberikan oleh sejumlah asam amino lain. Sehingga, glutamat merupakan kolektor umum nitrogen amino.
Aspartat dibentuk dalam reaksi transaminasi yang dikatalisis oleh aspartat transaminase, AST. Reaksi ini menggunakan analog asam α-keto aspartat, oksaloasetat, dan glutamat sebagai donor amino. Aspartat juga dapat dibentuk dengan deaminasi asparagin yang dikatalisis oleh asparaginase.
Asparagin sintetase dan glutamin sintetase mengkatalisis produksi asparagin dan glutamin dari asam α-amino yang sesuai. Glutamin dihasilkan dari glutamat dengan inkorporasi langsung amonia dan ini merupakan reaksi fixing nitrogen lain. Tetapi asparagin terbentuk oleh reaksi amidotransferase.
protein by bohari,dkk
s1 gizi fkm unhas.2008.
my.opera.com/bohkasim/ - 50k
Anatomi
__________________________________________________________________________________
Ginjal terdiri dari 1,2 juta nefron yang terbentuk sejak lahir. Nefron terbentuk dari glomerulus, tubulus proksimal, ansa Henle dan tubulus distal. Glomerulus sendiri terbentuk dari pelebaran ujung proksimal tubulus proksimal yang mengelembung yang dikenal dengan sebutan kapsula Bowman, dengan vaskularisasi di dalamnya yang berasal dari kapiler afferen dan keluar ke kapiler efferen. Darah yang berasal dari arteri renalis akan mengalir ke dalam kapiler afferen dan zat dengan BM < 30.000 akan terfiltrasi ke dalam kapsula Bowman, yang dihasilkan akan mengalir melalui tubulus ginjal sampai akhirnya ditampung dalam duktus colecductus.
Ada dua jenis nerfron, yang mempunyai tubulus hanya di batas korteks disebut Kortikal nefron, sedangkan yang tubulusnya menjorok sampai jauh kedalam medula disebut Jukstamedulari nefron. Dalam perjalannya sepanjang tubulus-tubulus ginjal fitral akan mengalami reabsorpsi dan sekresi sehingga terbentuk urin. Jadi urin dibentuk oleh hasil filtrasi di glomerulus (sebagian besar) dan hasil sekresi di tubulus (sebagian kecil).
Aliran Darah Ginjal
__________________________________________________________________________________
Aliran darah ginjal (renal blood flow) besarnya adalah 1 liter/menit, atau setara dengan 20 % dari curah jantung yang 5 liter/menit. Dari seluruh aliran darah ginjal ini 75 % terdapat pada korteks ginjal. Nefron sendiri diperdarahi oleh glomelurus kapiler dan kapiler peritubular yang mengelilingi tubulus-tubulus ginjal. Kapiler efferen di glomerulus menghasilakan tekanan yang tinggi di glomerulus yang berguna untuk proses filtrasi, sedangakan tekanan di kapiler peritubular relatif lebih rendah, karena fungsinya sama seperti kapiler arteri buntu di jaringan lain. Namun ada bagian peritubular kapiler yang mempunyai fungsi khusus, yaitu Vasa recta, ialah peritubular kapiler yang terletak di sekitar tubulus distal yang berdekatan dengan glomerulus yang mendapat aliran 1-2 % dari aliran darah ginjal. Yang mana berperan dalam fungsi mengatur konsentrasi dari urin dengan cara mengatur zat-zat yang di sekresi ke tubulus distal dari jaringan interstitial, ini sering disebut sebagai mekanisme countercurrent.
Sekitar 180 liter cairan difiltrasi setiap hari melalui glomerulus, dan 1,5 liter kembali direabsorpsi melalui tubulus-tubulus ginjal. Besarnya reabsorpsi di ginjal, khususnya di tubulus ginjal melalui peritubular kapiler ini sekitar 4 kali besar reabsorpsi di jaringan lain. Ini dimungkinkan karena perbedaan tekanan yang besar antara arteri renalis dan vena renalis, yaitu 100 mmHg di arteri dan 8 mmHg di vena.
Autoregulasi ginjal memungkin terjaganya aliran darah ginjal pada berbagai keadaan tekanan darah yang berubah-ubah antara 70-160 mmHg. Bila tekanan darah turun akan menyebabkan aliran darah di
glomerulus turun, ini akan merangsang sel makula densa di epitel glomerulus untuk membuat vasodilatasi dari kapiler afferent dan vasokonstriksi di kapiler efferent, sehingga hasilnya adalah tekanan di glomerulus tetap dan ini menyebabkan laju filtrasi glomerolus tidak banyak berubah. Namun bila keadaan ini
berlangsung lebih lama dari 5-10 menit, akan terjadi perangsangan sistem renin angiotensin, dan dengan terlepasnya angiotensin II menyebabkan vasokonstriktor efferent sehingga laju aliran darah ginjal akan menurun, namun demikian laju firtrasi glomerulus tetap dipertahankan normal.
Laju filtrasi glomerolus sendiri normalnya adalah 125 ml/menit dengan fraksi filtrasi 20 %, artinya 20%
dari aliran darah ginjal yang melalui glomerolus akan menjadi filtrat hasil filtrasi. Hasil filtrasi ini susunannya relatif sama dengan susunan plasma darah namun tidak mengandung protein.
Faktor yang mempengaruhi laju filtrasi glomerolus
__________________________________________________________________________________
Tekanan darah arteri.
Ini diatur oleh sistem autoregulasi ginjal, yaitu melalui tubuloglomerular feedback pada jukstaglomerolus terutama pada makula densa di tubulus distal yang menimbulkan vasokonstriksi dan vasodilatasi kapiler afferen dan efferen, yang akan mempertahankan laju filtrasi tetap normal pada MAP antara 70 - 160 mmHg. Namun perubahan tekanan darah akan menyebabkan produksi urin yang meningkat walaupun laju filtrasi tetap normal, karena adanya mekanisme reabsorpsi dan sekresi dari tubulus ginjal.
Aparatus jukstaglomerolus.
Di tubulus distal yang berdekatan dengan kapiler afferan dan efferen glomerulus terdapat makula densa. Sel otot polos kapiler afferen dan efferen, disebut aparatus jukstaglomerolus, yang berdekatan dengan makula densa terdiri dari granula yang akan menginaktifkan renin yang terlepas ke sirkulasi pada keadaan-keadaan hipotensi, renal ischemia dan adanya perangsangan simpatik. Misalnya tekanan darah turun, jumlah ion Cl di tubulus distal akan turun sehingga jumlahnya di makula densa juga akan turun, ini akan menyebabkan pelepasan renin yang akan diubah menjadi angiotensin II yang akan menyebabakan vasokonstriksi kapiler afferan dan efferen. Namun vasokonstriksi akan lebih besar pada kapiler efferen sehingga tekanan di kapiler dalam kapsula Bowman relatif tetap dan menyebabkan laju filtrasi glomerolus dipertahankan.
Jurah jantung.
Faktor ini mempengaruhi laju filtrasi dengan cara mempengaruhi aliran darah ginjal.
Aktifitas simpatis.
Perangsanan simpatis akan menyebabkan vasokonstriksi afferen, sehingga aliran ke kapiler kapsula Bowman akan menurun dan menurunkan laju filtrasi glomerolus.
Fungsi tubulus ginjal
__________________________________________________________________________________
Setelah mengalami filtrasi di glomerolus, filtrat akan melalui tubulus-tubulus ginjal. Disini 80% ion Na+ , Cl- dan air akan diabsorpsi kembali di tubulus proksimal. Ion Na+ direabsorpsi dengan mekanisma pompa natrium yang aktif sehingga memerlukan energi, sedangkan reabsopsi Cl- dan air terjadi secara pasif dengan mengikuti transfer ion Na+ melalui keseimbangan elektrolit dan tekanan onkotik, sehingga filtrat yang keluar dari tubulus proksimal akan tetap isotonik terhadap jaringan interstitial. Sedangkan fungsi sekresi lebih berperan pada sekresi ion K+ dan H+ di tubulus distal.
Selama perjalanannya melalui tubulus ginjal 99% air akan direabsopsi di tubulus proksimal dan ansa Henle (tubulus distal relatif impermeable terhadap air), sehingga di tubulus distal konsentrasi akan 99 kali lebih besar dari konsentrasi filtrat awal. Glukosa dan asam amino direabsorpsi secara penuh, sehingga tidak terdapat dalam urin. Mekanisme reabsopsinya dengan cara sodium co-transport, yaitu dengan
menambahkan zat carier yang mengikat zat tersebut dan membawanya ke sel epitel tubulus yang kemudian dipisahkan kembali sebelum zat yang dibawa berdifusi secara pasif ke jaringan interstitial.
Jumlah zat-zat terkandung difiltrat yang direabsopsi mengikuti reabsopsi air akan dipengaruhi oleh banyaknya rebsopsi air dan permeabilitas dari tubulus ginjal. Seperti urea, akan direabsopsi sebanyak 50 %
dari yang difiltrasi di glomerolus. Sel tubulus impermeable terhadap creatinin, insulin dan manitol sehingga semua akan dieksresi melalui urin.
Seperti telah dijelaskan diatas, ion Na+ akan direabsopsi di tubulus proksimal, sehingga lumen tubulus akan lebih bersifat negatif dibandingkan sel epiltel tubulus. Ini menyebabkan ion-ion negatif (Clorida dan Phosphat) akan berdifusi secara pasif mengikuti ion Na+. Sedangkan di tubulus distal dimana terjadi sekresi ion K+ secara aktif dengan mekanisme yang sama dengan absorpsi Na+ di proksimal, akan menyebabkan terjadinya difusi pasif ion negatif ke dalam lumen tubulus distal.
Perbedaan kemampuan reabsorpsi tubulus
__________________________________________________________________________________
Tubulus proksimal.
Tubulus proksimal ginjal mempunyai banyak mitokondria, ini sesuai dengan fungsinya yang banyak memerlukan energi untuk mengaktifkan sistem pompa natrium guna transport aktif ion Na+. Karena adanya reabsopsi di tubulus proksimal ini hanya sepertiga dari hasil filtrat glomerulus akan dilepaskan ke ansa Henle.
Ansa Henle.
Tubulus ini terbagi menjadi dua bagian, bagian decendent yang mempunyai sedikit mitokondria di sel epitelnya, dan mempunyai permeabilitas yang tinggi terhadap air dan agak permeable terhadap urea dan ion natrium. Bagian ascendens bersifat sedikit permeable terhadap air dan urea, sehingga mencegah
peningkatan konsentrasi urin karena terlepasnya air ke jaringan sekitar.
Tubulus distal.
Bagian segmen dilusi bersifat impermeable, dengan epitel endotel yang unik memungkin difusi pasif dari ion negatif yang akan diikuti oleh difusi pasif ion positif. Sedangkan bagian akhir epitelnya mendukung tranport aktif ion K+ ke dalam lumen tubulus, namun impermeable terhadap urea.
Duktus kolekduktus.
Permeabilitasnya dipengaruhi oleh hormon ADH, peningkatan ADH akan menyebabkan peningkatan permeabilitas dan menimbulkan reabsopsi air yang meningkat. Selain itu epitelnya mendukung transport aktif ion positif (K+, Na+, H+ dan Ca+).
Keasaman urin dan ekskresi bikarbonat
__________________________________________________________________________________
Sel-sel tubulus proksimal dan distal dpat mengsekresi ion H+, demikian juga di duktus koligen. Untuk setiap ion H+ yang disekresi ke lumen, suatu HCO3- dan satu Na+ diabsobsi ke jaringan interstitial dan disiini berdifusi masuk ke pembuluh darah peritubuluar. Gradien H+ maksimal dimana dapat terjadi sekresi adalah pH 4,5 yang bila telah tercapai sekresi H+ akan berhenti. Namun ada tiga reaksi penting pada cairan
tubulus akan membuang hidrogen dan memungkinkan sekresi lebih banyak lagi asam, yaitu reaksi dengan HCO3- membentuk CO2 dan H2O, dengan HPO4- membentuk H2PO4- , dan dengan NH3 membentuk NH4-.
Sekresi asam ginjal diubah oleh perubahan perubahan pada PCO2 interstitial, konsentrasi K+, kadar anhidase karbonat dan konsentrasi hormon korteks adranal. Bila PCO2 tinggi (asidosis respiratorik) lebih banyak H2CO3 intrasel tersedia untuk mendapar ion hidroksik dan sekresi asam diperbesar, demikian juga sebaliknya. Penurunan K+ memperbesarsekresi asam karena kehilangan K+ menyebabkan asidosis intrasel meskipun pH plasma dapat meningkat, akibatnya K+ yang berlebihan intrasel akan menghambat sekresi asam. Bila anhidrase karbonat dihambat, sekresi asam dihambat sebab pembentukan H2CO3 berkurang.
Aldosteron dan steroid kortek adrenal lainnya memperbesar rabsopsi Na+ tubulus juga menaikan sekresi H+ dan K+.
Bila HCO3- plasma 28 mEq/liter, H+ disekresi pada kecepatan maksimal dan semuanya dipakai untuk mereabsopsi HCO3-, tetapiwaktu HCO3 plasma turun lebih banyak H+ tersedia sebagai titrasi asam dan NH4+. Oleh karena penurunan HCO3- selanjutnya, urin menjadi makin asam dan makin besar kadar NH4+
nya. Untuk alasan yang belum diketahui kapasitas reabsopsi HCO3- tubulus meningkat bila laju filtrasi glomerolus meningkat.
Diuretik
__________________________________________________________________________________
Diuretik air dan diuretik osmotik telah dibahas sebelumhya. Etil alkohor bekerja langsung pad hipotalamus.
Kerja diuretik xantin dalah lemah , bila NH4Cl dimakan, NH4+ berdisosiasi menjadi H+ dan NH3 yang akan diubah menjadi urea, sehingga NH4Cl yang dimakan sama dengan HCl yang ditambahkan kedalam tubuh, dimana H+ akan didapar dan Cl- akan difiltrasi bersama Na+. Sampai batas tertentu Na+ akan dibuang dalam urin. Garam pembentuk asam lainnya juga bekerja dengan cara yang sama.
Penghambat anhidrase karbonat efeknya sedang, tetapi akan menghambaat sekresi asam dengan menurunkan suplai asam karbonat. Tidak hanya sekresi Na+ dinaikan karena H+ diturunkan, tetapi reabsorpsi HCO3- juga ditekan. Dan karena H+ dan K+ bersaing dengan Na+, penurunan sekresi H+ mempermddah sekresi dan eksresi K+.
Penentu kecepatan sekresi K+ lainnya adalah jumlah Na+ yang dikirim ke tempat pertukaran Na-K di tubulus distal. Tiazid, furosemid, asam etakrinat dan bumetaink bekreja pada proksimal tempat ini dan resultannya kenaikkan pengiriman Na+ menaikkan sekresi K+. Kehilangan K+ cukup besar pada pemakaian diuretik jenis ini. Tiazid menghambat transport Cl- pada ujung pars asenden tebal bagian kortikal lengkung Henle dan bagian proksimal tubulus distal. Furosemid, asam etakrinat dan bumetanid menghambattransport Cl- pada bagian tebal pars asenden. Diuretik merkuri jugabekerja pada bagian tabl pars asenden bagian medula, tatapi mereka mempunyai kerja tambahan menghambat sekresi K+ sehingga penurunan K+ tidak begitu jelas.
Spironolakton, triamteren dan amilorid bekerja pada mekanisme pertukaran itu sendiri menyebabkan retensi K+ dan pada beberapa kasus timbul hiperkalemia ringan.
---
Daftar Pustaka :
1. Stoelting Robert K, MD, editor. Pharmacology and Physiology in Aneshtetic Practice. Philadelphia: JB Lippicott Company, 1987;
761-79.
2. Ganong WF. Fisiologi Kedokteran. Jakarta: EGC, 1983; 599-625
omi Fisiologi Ginjal (Anfis) Jan 9, '08 2:03 AM for everyone
Anatomi.
Ginjal berukuran panjang 11-12 cm, lebar 5-7 cm, tebal 2,3-3 cm, kira-kira sebesar kepalan tangan manusia dewasa. Ginjal terbentuk oleh unit yang disebut nephron yang berjumlah 1-1,2 juta buah pada tiap ginjal. Unit nephron dimulai dari pembuluh darah halus / kapiler, bersifat sebagai saringan disebut Glomerulus, darah melewati glomerulus/ kapiler tersebut dan disaring sehingga terbentuk filtrat (urin yang masih encer) yang berjumlah kira-kira 170 liter per hari, kemudian dialirkan melalui pipa/saluran yang disebut Tubulus. Urin ini dialirkan keluar ke saluran Ureter,kandung kencing, kemudian ke luar melalui Uretra.
Fisiologi
Ginjal adalah organ yang mempunyai pembuluh darah yang sangat banyak (sangat vaskuler) tugasnya memang pada dasarnya adalah ”menyaring/membersihkan” darah. Aliran darah ke ginjal adalah 1,2 liter/menit atau 1.700 liter/hari, darah tersebut disaring menjadi cairan filtrat sebanyak 120 ml/menit (170 liter/hari) ke Tubulus. Cairan filtrat ini diproses dalam Tubulus sehingga akhirnya keluar dari ke-2 ginjal menjadi urin sebanyak 1-2 liter/hari.
Fungsi :
1. Bertugas sebagai sistem filter/saringan, membuang ”sampah”.
2. Menjaga keseimbangan cairan tubuh.
3. Produksi hormon yang mengontrol tekanan darah.
4. Produksi Hormon Erythropoietin yang membantu pembuatan sel darah merah.
5. Mengaktifkan vitamin D untuk memelihara kesehatan tulang.
www.geocities.com/Baja/7372/files/ginjal.htm - 17k
Fisiologi Ginjal
Ginjal sangat berperan dalam menjaga homeostasis milleu internal. Fungsi ginjal meliputi fungsi regulator (cairan, elektrolit, pH), fungsi ekskresi (produk akhir metabolisme tubuh, senyawa asing), fungsi sekresi (erythropoietin, renin), dan fungsi metabolisme (vitamin D). Proses pembentukan urin melewati tahap, yaitu ultrafiltrasi glomerular, reabsorpsi tubular, dan sekresi tubular.
Ultrafiltrasi Glomerular
Darah yang mengalir melewati glomerulus akan mengalami ultrafiltrasi melalui membran glomerulus yang terdiri dari dinding kapiler glomerulus (selapis endotel), membran basal (kolagen dan glikoprotein), dan lapisan dalam kapsul Bowman (podosit). Gaya
pendorong pada proses ini merupakan resultan gaya dari tekanan yang mendorong ultrafiltrasi (tekanan hidrostatik darah kapiler glomerulus) dan tekanan yang melawan ultrafiltrasi (tekanan osmotik koloid dan tekanan hidrostatik kapsul Bowman). Laju filtrasi glomerulus berbanding lurus dengan resultan tekanan filtrasi dan koefisien filtrasi.
Koefisien filtrasi meliputi luas area filtrasi dan permeabilitas membran glomerulus. Hasil ultrafiltrasi ini berupa plasma tanpa protein (urin primer) dan ditampung di ruang
Bowman yang selanjutnya akan diteruskan ke tubulus-tubulus ginjal.
Reabsorpsi Tubular
Reabsorpsi tubulus merupakan proses menyerap zat-zat yang diperlukan tubuh dari lumen tubulus ke kapiler peritubulus. Proses ini merupakan transport transepitel karena sel-sel tubulus yang berdekatan dihubungkan oleh tight junction. Proses reabsorpsi ini dapat bersifat pasif maupun aktif.
Reabsorpsi natrium terjadi secara aktif disepanjang tubulus kecuali pada ansa Henle pars descendens. Pada tubulus proksimal, reabsorpsi natrium juga berperan dalam reabsorpsi glukosa, asam amino, H2O, Cl-, dan urea. Pada ansa Henle pars ascsendens natrium direabsorpsi dalam bentuk garam NaCl. Pada tubulus distal dan pengumpul, reabsorpsi natrium dikontrol secara hormonal.
Glukosa dan asam amino direabsorpsi melalui transport aktif sekunder di tubulus proksimal.
Fosfat dan kalsium direabsorpsi secara aktif di tubulus proksimal dan dikontrol secara hormonal.
Ion Cl-, H2O, dan urea direabsorpsi secara pasif mengikuti reabsorpsi natrium di tubulus proksimal.
Sekresi Tubular
Proses ini diperlukan untuk menambahkan zat-zat yang tidak diperlukan tubuh ke lumen tubulus ginjal untuk diekskresi melalui urin. Beberapa senyawa yang disekresi antara lain
ion hidrogen (sepanjang tubulus), ion potasium (tubulus distal dan pengumpul), dan anion-kation organik yang berasal dari senyawa asing (tubulus proksimal).
Ginjal dapat mengekskresi urin dengan volume dan konsentrasi yang bervariasi untuk mempertahankan maupun mengeliminasi air. Ginjal dapat menghasilkan urin mulai dari 0,3 ml/menit pada 1200mosm/liter sampai 25 ml/menit pada 100 mosm/liter dengan mengatur reabsorpsi air pada bagian distal nefron. Reabsorpsi air yang bervariasi ini dimungkinkan karena adanya gradien osmosis vertikal di cairan interstisial medula dan pengaturan hormonal vasopresin. Gradien osmosis vertikal ini dibentuk oleh ansa Henle nefron jukstamedular melalui countercurrent multiplication dan dipertahankan oleh vasa recta nefron ini melalui countercurrent exchange.
Micturition diawali oleh adanya sinyal dari reseptor regangan pada vesika urinaria. Saraf aferen akan membawa sinyal ini ke spinal cord yang selanjutnya akan merangsang persarafan parasimpatis yang menyebabkan kontraksi vesika urinaria dan relaksasi sphincter-sphincter uretra. Kontrol volunter micturition terjadi dari serebral korteks yang akan menahan relaksasi sphincter uretra eksterna.
tarihoran01.blogspot.com/2008/06/fisiologi-ginjal.html - 53k
Proses dalam ginjal
Serangkaian proses yang terjadi pada ginjal kurang lebih...
Di dalam ginjal terjadi rangkaian proses filtrasi, reabsorbsi, dan augmentasi.
1. Penyaringan (filtrasi)
o Filtrasi terjadi pada kapiler glomerulus pada kapsul Bowman. Pada glomerulus terdapat sel-sel endotelium kapiler yang berpori (podosit) sehingga mempermudah proses
penyaringan. Beberapa faktor yang mempermudah proses penyaringan adalah tekanan hidrolik dan permeabilitias yang tinggi pada glomerulus. Selain penyaringan, di glomelurus terjadi pula pengikatan kembali sel-sel darah, keping darah, dan sebagian besar protein plasma. Bahan-bahan kecil terlarut dalam plasma, seperti glukosa, asam amino, natrium, kalium, klorida, bikarbonat, garam lain, dan urea melewati saringan dan menjadi bagian dari endapan.
o Hasil penyaringan di glomerulus berupa filtrat glomerulus (urin primer) yang komposisinya serupa dengan darah tetapi tidak mengandung protein. Pada filtrat glomerulus masih dapat ditemukan asam amino, glukosa, natrium, kalium, dan garam- garam lainnya.
2. Penyerapan kembali (Reabsorbsi)
o Volume urin manusia hanya 1% dari filtrat glomerulus. Oleh karena itu, 99% filtrat glomerulus akan direabsorbsi secara aktif pada tubulus kontortus proksimal dan terjadi penambahan zat-zat sisa serta urea pada tubulus kontortus distal.
o Substansi yang masih berguna seperti glukosa dan asam amino dikembalikan ke darah.
Sisa sampah kelebihan garam, dan bahan lain pada filtrat dikeluarkan dalam urin. Tiap hari tabung ginjal mereabsorbsi lebih dari 178 liter air, 1200 g garam, dan 150 g glukosa.
Sebagian besar dari zat-zat ini direabsorbsi beberapa kali.
o Setelah terjadi reabsorbsi maka tubulus akan menghasilkan urin sekunder yang
komposisinya sangat berbeda dengan urin primer. Pada urin sekunder, zat-zat yang masih diperlukan tidak akan ditemukan lagi. Sebaliknya, konsentrasi zat-zat sisa metabolisme yang bersifat racun bertambah, misalnya ureum dari 0,03`, dalam urin primer dapat mencapai 2% dalam urin sekunder.
o Meresapnya zat pada tubulus ini melalui dua cara. Gula dan asam mino meresap melalui peristiwa difusi, sedangkan air melalui peristiwa osmosis. Reabsorbsi air terjadi pada tubulus proksimal dan tubulus distal.
3. Augmentasi
Augmentasi adalah proses penambahan zat sisa dan urea yang mulai terjadi di tubulus kontortus distal. Komposisi urin yang dikeluarkan lewat ureter adalah 96% air, 1,5%
garam, 2,5% urea, dan sisa substansi lain, misalnya pigmen empedu yang berfungsi memberi warm dan bau pada urin.
Uji Fisik
Pada praktikum ini dilakukan pengamatan pada urin dari setiap probandus yang ada.
Perlakuan ini merujuk pada pengujian fisik dengan mengamati pH, bau dan warna dari
setiap urine yang diujikan. Untuk penentuan pH dari setiap urine, pH yang ada berkisar antara 5 – 7. pH 5 ada 7, pH 6 ada 22 dan pH 7 ada 2. Untuk bau dari setiap urine, terdapat 4 macam diantaranya pesing, tidak berbau, menyengat dan berbau. Untuk bau pesing ada 9, tidak berbau ada 18, menyengat 1 dan berbau ada 2. Sedangkan untuk warna dari setiap urine, juga terdapat 4 macam yaitu kuning gading, kuning berbuih, bening dan kuning berbusa. Kuning gading adalah warna yang paling dominan yaitu 26, kuning berbuih ada 3, bening 1 dan kuning berbusa juga 1. Warna kuning gading
mengindikasikan bahwa pigmen yang terkandung dalam urin adalah normal. Kuning berbuih kemungkinan disebabkan oleh naiknya pigmen melanin. Bening dan kuning berbusa menunjukkan bahwa konsentrasi urin tereduksi.
Menurut Adnan (2008), urine normal berwarna kuning atau kuning gading, transparan, pH berkisar 4,6 – 8,0 atau rata-rata 6,0, berat jenis 1,001 – 1,035, bila agak lama berbau seperti amoniak.
Berikut dijelaskan mengenai beberapa warna urie dan kemungkinan penyebabnya. Urine berwarna kemerahan menandakan adanya darah pada urine, yang bisa menjadi indikasi adanya gangguan batu ginjal, atau kanker pada ginjal dan kandung kemih. Namun bisa jadi urine berwarna merah jika mengkonsumsi pencahar atau makan buah bit secara berlebihan. Urine berwarna kecoklatan bisa menandakan adanya darah dalam urine. Tapi urine juga dapat berubah warna coklat jika ada otot yang rusak atau melakukan olahraga terlalu berlebihan. Bisa juga akibat terlalu banyak makan kacang. Urine berwarna kecoklatan juga mengindikasikan adanya porphyria penyakit kelainan pada darah. Urine berwarna kuning tua atau pekat kemungkinan akibat dehidrasi, tapi bisa juga merupakan tahap awal penyakit liver. Urine berwarna kuning terang bisa juga akibat mengkonsumsi vitamin dalam dosis tinggi, terutama riboflavin (vitamin B). Urine berwarna orange mengindikasikan penyakit hepatitis atau malaria. Pyridium, antibiotik yang biasa digunakan untuk infeksi kandung kemih dan saluran kencing juga dapat membuat urine Anda berwarna orange. Begitu juga bila Anda melakukan diet vegetarian. Selain warna, urin juga mengelurkan bau yang juga bisa digunakan untuk mendeteksi penyakit.
Misalnya pada penderita diabetes dan kelaparan bau urinnya cenderung manis dan berbau buah, sementara untuk urin yang terinfeksi bakteri E. coli lebih memproduksi urin dengan bau yang sangat menyengat. Berbeda dengan urin pada tubuh sehat yang cukup steril dan hampir tidak berbau saat keluar dari tubuh. Hanya saja, beberapa saat setelah
meninggalkan tubuh, bakteri akan mengkontaminasi urin dan mengubah zat dalam urin sehingga menghasilkan bau yang khas
Uji Glukosa
Pada praktikum ini dilakukan pengamatan pada urin dari setiap probandus yang ada.
Perlakuan ini merujuk pada pengujian kimia yaitu uji glukosa dengan mengamati ada tidaknya kandungan gula dalam urine setelah penambahan beberapa tetes fehling A dan fehling B yang kemudian dipanaskan. Setelah dipanaskan dijumpai ada 3 macam warna yaitu biru, biru kehijauan dan kuning. Untuk biru ada 4, untuk biru kehijauan yang merupakan warna yang paling dominan ada 26 dan kuning hanya 1. Setelah dipanaskan, terdapat 5 macam warna yang mengindikasikan kadar gula pada setiap urin yaitu biru, biru kehijauan, kuning kehijauan, coklat kehijauan dan jingga kuning.
Jika urine berwarna biru maka diindikasikan bahwa kadar gula dalam urine negatif. Tidak adanya gula dalam urine kemungkinan disebabkan oleh proses filtrasi pada badan
Malpighi yang berlangsung dengan baik. Dari hasil pengamatan, yang diperoleh hanya ada 1 yang demikian dengan persentase 3,23 %.
Jika urine berwarna biru kehijauan maka dapat diindikasikan bahwa ada gula dalam urine. Namun konsentrasi gula masih sangat rendah. Dari hasil pengamatan, terdapat 10 dengan persentase 32,26 %.
Jika urine berwarna kuning kehijauan maka dapat diindikasikan bahwa kadar gula dalam urine adalah 1 +. Dari hasil pengamatan, terdapat 15 dengan persentase 48,38 %.
Jika urine berwarna coklat kehijauan maka dapat diindikasikan bahwa kadar gula dalam urine adalah 2 +. Dari hasil pengamatan, terdapat 4 dengan persentase 12,90 %.
Jika urine berwarna jingga kuning maka dapat diindikasikan bahwa kadar gula dalam urine adalah 3 +. Dari hasil pengamatan, yang diperoleh hanyalah 1 dengan persentase 3,23 %.
Kadar gula dalam darah disebabkan karena kurangnya hormon insulin. Hormon insulin yang dihasilkan tidak cukup dan tidak dapat bekerja dengan semestinya. Hormon insulin dihasilkan oleh sekelompok sel beta di kelenjar pankreas dan sangat berperan dalam metabolisme glukosa dalam sel tubuh. Kadar glukosa yang tinggi dalam tubuh tidak bisa diserap semua dan tidak mengalami metabolisme dalam sel. Akibatnya, seseorang akan kekurangan energi, sehingga mudah lelah dan berat badan terus turun. Kadar glukosa yang berlebih tersebut dikeluarkan melalui ginjal dan dikeluarkan bersama urine. Gula memiliki sifat menarik air sehingga menyebabkan seseorang banyak mengeluarkan urine dan selalu merasa haus. Gangguan ini berujung pada sebuah penyakit yang sering kita sebut diabetes mellitus
Sistem Pencernaan
Alat-alat PencernaanSetiap hari sebagai makhluk hidup kita tidak lepas dari makanan. Lalu bagaimana makanan yang sudah kita makan tersebut ? Bagaimana makanan tersebut berjalan dalam perut kita ? Nah, untuk lebih jelasnya kita baca saja keseluruhan tulisan ini.
Sistem pencernaan makanan terbagi atas rongga mulut, tekak, kerongkongan, lambung, usus halus, dan usus besar. Selain itu ada beberapa kelenjar besar yang memasukkan getahnya ke dalam usus, yaitu hati dan kelenjar ludah perut.
Makanan yang kita makan pertama masuk ke mulut yang kemudian menjadi halus karena telah dikunyah dengan geligi kita dengan dibantu oleh kelenjar ludah. Setelah halus barulah dapat kita telan dengan cepat melalui bagian bawah tekak dan kerongkongan. Kerongkongan bentuknya seperti pipa yang panjangnya pada orang dewasa kira-kira 25 cm. Pangkalnya adalah dileher,
dibelakang tenggorok, kemudian di daerah dada di belakang jantung, menembus sekat rongga badan di depan tulang belakang dan
bermuara dalam lambung.
Lambung merupakan saluran pencernaan makanan yang melebar seperti kantong, terletak di bagian atas rongga perut sebelah kiri, dan bagian lainnya tertutup oleh hati, usus besar dan limpa. Makanan yang ditelan terkumpul dalam lambung dan bercampur dengan getah lambung, sehingga makanan menjadi encer seperti bubur. Jalan keluar lambung tertutup rapat karena tebalnya lapisan otot lingkar yang sewaktu-waktu terbuka untuk melewatkan bubur makanan sedikit demi sedikit ke dalam usus halus. Bagian pertama dari usus halus adalah usus dua belas jari, yang melengkung seperti ladam. Panjangnya kira- kira 30 cm. Di usus halus ini bermuara pipa-pipa penyalur dari hati dan dari kelenjar ludah perut.
Hati adalah alat yang besar, terletak di bawah sekat rongga badan dan mengisi sebagian besar bagian atas rongga perut sebelah kanan. Hati membuat empedu yang terkumpul dalam kantung empedu. Empedu tersebut menjadi kental karena airnya diserap kembali oleh dinding kandung empedu. Pada waktu tertentu, empedu dipompakan ke dalam usus dua belas jari melalui pipa empedu.
Kelenjar ludah perut yang dikenal dengan sebutan Pankreas adalah sebuah alat yang panjang melintang pada dinding belakang perut dan berjalan ke kiri sampai pada limpa. Ujungnya terletak dalam lengkung usus dua belas jari. Pipa keluarnya bermuara di dalam usus dua belas jari bersama dengan pipa empedu (sebagian jaringan kelenjar ludah perut yang tersebar diseluruh alat tersebut, mempunyai bentuk yang lain dan getahnya yaitu insulin dicurahkan langsung kedalam darah, karena itu maka jaringan demikian diberi nama kelenjar buntu. Bubur makanan yang keluar dari lambung dan masuk ke dalam usus halus bercampur dengan empedu dan getah kelenjar ludah perut sehingga pencernaan makanan berlangsung terus. Bubur makanan itu disiapkan untuk diserap zat-zat makanannya oleh dinding usus.
Penyerapan ini juga terjadi pada usus halus lainnya, yang terletak berliku-liku dalam rongga perut bagian bawah.
Seluruh usus halus panjangnya beberapa meter. Ujungnya bermuara ke dalam sisi usus besar sehingga terbentuk usus buntu, yaitu satu bagian pendek usus besar yang buntu. Disebelah kanan dalam rongga perut terdapat usus besar naik, dalam rongga perut sebelah atas terdapat lanjutannya sebagai usus besar melintang dan dalam rongga perut sebelah kiri dijumpai usus besar turun yang berlanjut sebagai usus besar bentuk "S". Usus ini kemudian menjadi poros usus. Di dalam usus besar sisa-sisa makanan yang tidak dapat dicerna lagi menjadi kental, karena airnya diserap kembali oleh dinding usus besar. Kemudian sisa makanan tersebut sampai kedalam poros usus yang terletak pada dinding belakang panggul kecil. Bagian bawah poros usus itu akhirnya bermuara pada lubang dubur yang nantinya dikeluarkan.
