Pembentukan Urin
Anatomi Traktus UrinariusSistem kemih terdiri atas sepasang ginjal dan ureter dan satu kandung kemih dan uretra. Sistem ini berperan memelihara homeostasis dengan menghasilkan urin, yang membawa serta berbagai produk sisa metabolik. Urin yang dibuat dalam ginjal disalurkan melalui ureter ke kandung kemih, tempat urin untuk sementara ditampung, dan kemudian dikeluarkan melalui uretra. (Junqueira, 2006)
Secara anatomis, kedua ginjal manusia terletak retroperitoneal pada dinding abdomen, masing-masing di sisi kanan dan kiri vertebralis setinggi vertebra T12 sampai vertebra L3. Ren dextra terletak sedikit lebih rendah daripada ren sinistra karena besarnya lobus hepatis dexter. Masing-masing ren memiliki facies anterior dan facies posterior, margo medialis dan margo lateralis, extrimitas superior dan extrimitas inferior. (Moore, 2002).
Ke arah cranial masing-masing ren berbatas pada diaphragma yang memisahkannya dari cavitas pleuralis dan costa XII. Hepar, duodenum dan colon ascenden terletak ventral terhadap ren dextra, sedangkan ren sinister disebelah ventral berbatas pada gaster [ventriculus], spleen [lien], pancreas, jejunum dan colon descendens. (Moore, 2002)
Ginjal merupakan organ yang berbentuk kacang dengan panjang 10-12 cm, lebar 5-6 cm, dan tebal 3-4 cm. Pada bagian medial setiap ginjal terdapat sebuah fisura, disebut hilus, yang menyusup ke dalam sinus renal, sebuah lekukan dalam pada organ ini yang berisikan arteri dan vena renal, sedikit jaringan lemak, dan pelebaran ujung atas ureter berbentuk corong yang disebut pelvis renis. Pelvis renis terbagi dalam dua cabang besar, kaliks mayor, dan mereka pada gilirannya, bercabang-cabang pendek yang disebut kaliks minor. (Fawcett, 2002)
Permukaan irisan ginjal yang dibelah dua menampakkan bagian korteks yang coklat-kemerahan gelap, dan medulla yang berwarna lebih muda. Medulla dibentuk oleh 6 sampai 10 bangunan mirip kerucut, disebut piramid renal, masing-masing dengan dasarnya yang mengarah ke korteks, dan apeksnya, disebut papilla renis, terjulur ke dalam lumen kaliks minor.
Struktur fungsional terkecil dari ginjal adalah nefron. Nefron terdiri atas glomerulus dan empat segmen pada tubuli renal, yaitu tubulus kontortus proksimal, ansa henle, tubulus kontortus distal, dan duktus koligentes. (Fawcett, 2002).
Glomerulus tersusun dari suatu jaringan kapiler glomerulus. Kapiler glomerulus dibungkus oleh kapsula Bowman. Cairan yang difiltrasi dari kapiler glomerulus mengalir ke dalam kapsula Bowman dan kemudian masuk ke tubulus proksimal yang terletak di korteks ginjal. (Guyton and Hall, 2007)
Setelah melewati tubulus proksimal, cairan mengalir ke ansa Henle yang masuk ke dalam medula ginjal. Setiap ansa Henle terdiri atas cabang desenden dan asenden. Dinding cabang desenden dan ujung cabang asenden yang paling rendah sangat tipis sehingga disebut bagian tipis ansa Henle. Pada tengah perjalanan, cabang asenden kembali menuju korteks ginjal dan dindingnya menjadi tebal seperti bagian yang lain sehingga bagian ini disebut bagian tebal dari cabang asenden. (Guyton and Hall, 2007)
Setelah melalui ansa Henle, cairan memasuki tubulus distal yang terletak di korteks ginjal, seperti tubulus proksimal. Tubulus ini kemudian dilanjutkan dengan tubulus rektus, tubulus
koligentes kortikal dan tubulus koligentes medular. Duktus koligentes bergabung membentuk duktus yang lebih besar yang akhirnya mengalir menuju pelvis ginjal. (Guyton and hall 2007)
Setelah melewati pelvis ginjal, cairan akan dilanjutkan ke ureter. Kedua ureter adalah pipa berotot sempit yang mengantar urin dari kedua ren ke vesica urinaria (Moore, 2002).
Vaskularisasi Traktus Urinarius
Ginjal mendapatkan aliran darah dari arteri renalis yang merupakan cabang langsung dari aorta abdominalis, sedangkan darah vena dialirkan melalui vena renalis yang bermuara ke dalam vena kava inferior. Sistem arteri ginjal adalah end arteries yaitu arteri yang tidak mempunyai
anastomosis dengan cabang-cabang dari arteri lain, sehingga jika terdapat kerusakan pada salah satu cabang arteri ini, berakibat timbulnya iskemia/nekrosis pada daerah yang dilayaninya.
Darah yang mengalir ke kedua ginjal normalnya sekitar 22% dari curah jantung, atau 1100 ml/menit. Arteri renalis memasuki ginjal melalui hilum dan kemudian bercabang secara progresif membentuk arteri interlobaris, arteri arkuata, arteri interlobularis, dan arteri arteriol aferen yang menuju ke kapiler glomerulus tempat sejumlah besar cairan dan zat terlarut (kecuali protein plasma) difiltrasi untuk memulai pembentukan urin. (Guyton and Hall, 2007)
Sirkulasi bersifat unik karena memiliki dua bentuk kapiler, yaitu kapiler glomerulus dan kapiler peritubulus, yang tersusun dalam suatu rangkaian dan dipisahkan oleh arteriol eferen yang membantu untuk mengatur tekanan hidrostatik dalam kedua perangkat kapiler. (Guyton and hall, 2007)
Tekanan hidrostatik yang tinggi pada kapiler glomerulus (kira-kira 60 mmHg) menyebabkan filtrasi cairan yang cepat, sedangkan tekanan hidrostatik yang jauh lebih rendah pada kapiler peritubulus (kira-kira 13mmHg) memungkinkan reabsorbsi cairan yang cepat. (Guyton and Hall, 2007)
Kapiler peritubulus mengosongkan isinya ke dalam pembuluh sistem vena, yang berjalan secara paralel dengan pembuluh arteriol dan secara progresif membentuk vena interlobularis, vena
arkuata, vena interlobaris, dan vena renalis, yang meninggalkan ginjal disamping arteri renalis dan ureter. (Guyton and Hall, 2007)
Fisiologi Traktus Urinarius
Salah satu fungsi ginjal yang penting adalah untuk membersihkan tubuh dari bahan-bahan sisa hasil pencernaan atau yang diproduksi oleh metabolisme. Fungsi lain dari ginjal yang sangat penting adalah untuk mengontrol volume dan komposisi cairan tubuh. (Guyton and Hall, 2007)
Untuk air dan semua elektrolit dalam tubuh, keseimbangan antara asupan (hasil dari pencernaan atau produksi metabolik) dan keluaran (hasil dari ekskresi atau konsumsi metabolik) sebagian besar dipertahankan oleh ginjal. Fungsi pengaturan oleh ginjal ini memelihara kestabilan lingkungan sel yang diperlukan untuk melakukan berbagai aktivitasnya. (Ganong, 2002)
Jika terdapat kelebihan air atau elektrolit tertentu di ekstraseluler, ginjal dapat mengeliminasi kelebihan tersebut dalam urin. Jika terjadi kekurangan, ginjal sebenarnya tidak dapat memberi tambahan konstituen yang kurang tersebut, tetapi dapat membatasi kehilangan zat tersebut melalui urin, sehingga dapat menyimpan sampai lebih banyak zat tersebut didapat dari makanan. (Sheerwood, 2002)
Berikut ini adalah fungsi spesifik yang dilakukan oleh ginjal, yang sebagian besar ditujukan untuk mempertahankan kestabilan lingkungan cairan internal : (Sheerwood, 2002)
Mempertahankan keseimbangan H2O dalam tubuh.
Mengatur jumlah dan konsentrasi sebagian besar ion ekstraseluler termasuk Na+, Cl-, K+, HCO3-, Ca++, Mg++, SO4=, PO4=, dan H+. Bahkan fluktuasi minor pada konsentrasi sebagian elektrolit ini dalam cairan ekstraseluler dapat menimbulkan pengaruh besar. Sebagai contoh, perubahan konsentrasi K+ di ekstraseluler dapat menimbulkan disfungsi jantung yang fatal.
Memelihara volume plasma yang sesuai, sehingga sangat berperan dalam pengaturan jangka-panjang tekanan darah arteri. Fungsi ini dilaksanakan melalui peran ginjal sebagai pengatur keseimbangan garam dan H2O.
Membantu memelihara keseimbangan asam-basa tubuh dengan menyesuaikan pengeluaran H+ dan HCO3- melaui urin
Memelihara osmolaritas (konsentrasi zat terlarut) berbagai cairan tubuh, terutama melalui pengaturan keseimbangan H2O
Mengekskresikan (eliminasi) produk-produk sisa (buangan) dari metabolisme tubuh, misalnya urea, asam urat, dan kreatinin. Jika dibiarkan menumpuk, zat-zat sisa tersebut bersifat toksik, terutama bagi otak.
Mengekskresikan banyak senyawa asing, misalnya obat, zat penambah pada makanan, pestisida, dan bahan-bahan eksogen non nutrisi lainnya yang berhasil masuk kedalam tubuh.
Mensekresikan eritropoietin, suatu hormon yang dapat merangsang pembentukan sel darah merah.
Mensekresikan renin, suatu hormon enzimatik yang memicu reaksi berantai yang penting dalam proses konservasi garam oleh ginjal.
Mengubah vitamin D menjadi bentuk aktifnya.
Secara fisiologis, pembentukan urin ditentukan oleh tiga proses penting ginjal, yakni filtrasi glomerulus, reabsorbsi zat dari tubulus renal ke dalam darah, dan sekresi zat dari darah ke tubulus renal. (Guyton and Hall, 2007)
Pembentukan urin dimulai dengan filtrasi sejumlah besar cairan yang hampir bebas protein dari kapiler glomerulus ke kapsula Bowman. Kebanyakan zat dalam plasma, kecuali protein, difiltrasi secara bebas sehingga konsentrasinya pada filtrat glomerulus dalam kapsula Bowman hampir sama dengan dalam plasma. (Ganong, 2002)
Yang mempengaruhi tingkat filtrasi glomerulus (GFR) pada pembentukan urin adalah
keseimbangan antara daya osmotik koloid dan hidrostatik yang bekerja pada membran kapiler dan koefisien filtrasi kapiler hasil permeabilitas dan dan filtrasi daerah permukaan kapiler.
Membran kapiler glomerulus mempunyai tiga lapisan utama : (1) endothelium kapiler, (2) membran dasar (3) lapisan sel epithelial (podosit) yang mengelilingi permukaan luar membran dasar kapiler. Lapisan-lapisan ini bersama-sama membentuk sawar filtrasi, yang walaupun terdiri dari tiga lapisan dapat menyaring air dan zat terlarut bebrapa ratus kali lebih banyak daripada membran kapiler yang biasa.
Ketika cairan yang telah difiltrasi ini meninggalkan kapsula Bowman dan mengalir melewati tubulus, cairan ini mengalami perubahan akibat adanya reabsorbsi air dan zat terlarut spesifik kembali kedalam darah atau sekresi zat-zat lain dari kapiler peritubulus ke dalam tubulus.
Sewaktu filtrat glomerulus memasuki tubulus ginjal, filtrat ini mengalir melalui bagian-bagian tubulus secara berurutan yakni, tubulus proksimalis, ansa Henle, tubulus distalis, tubulus koligentes, dan akhirnya duktus koligentes, sebelum diekskresikan sebagai urin. (Guyton and Hall, 2007)
Tubulus proksimal melakukan sekitar 65% reabsorbsi natrium, air, klorida, bikarbonat dan kalium serta semua glukosa, asam amino, asam urat, protein yang berhasil lolos dari sawar filtrasi. Selain itu, tubulus proksimal juga menyekresikan ion-ion hidrogen ke dalam tubulus. (Guyton and Hall, 2007)
Ansa Henle terdiri dari tiga segmen fungsional yang berbeda, yaitu segmen tipis desenden, segmen tipis asenden, dan segmen tebal asenden.
Bagian desenden segmen tipis sangat permeabel terhadap air dan sedikit permeabel terhadap sebagian besar zat terlarut, termasuk ureum dan natrium. Sekitar 20 % dari air yang difiltrasi akan direabsorbsi di ansa Henle, dan hampir semuanya terjadi di lengkung tipis desenden.
Sekitar 25% dari muatan natrium, klorida, dan kalium yang difiltrasi akan direabsorbsi di ansa Henle, kebanyakan di lengkung tebal asenden. Sejumlah besar ion lain, seperti kalsium,
bikarbonat, dan magnesium juga direabsorbsi pada lengkung tebal ansa Henle. (Guyton and Hall, 2007)
Segmen tebal asenden ansa Henle sesungguhnya impermeabel terhadap air. Oleh karena itu, kebanyakan air yang dibawa ke segmen ini tetap tinggal dalam tubulus, walaupun terjadi reabsorbsi zat terlarut dalam jumlah besar. (Guyton and Hall, 2007)
Tubulus distal bagian awal memiliki banyak ciri reabsorbsi yang sama dengan bagian tebal ansa Henle. Sedangkan tubulus distal bagian akhir memiliki karakteristik sama dengan duktus
koligentes bagian kortikal yaitu terdiri dari sel prinsipalis yang mereabsorbsi natrium dari lumen dan menyekresikan ion kalium ke dalam lumen dan sel interkalatus yang mereabsorbsi ion kalium dan bikarbonat ke dalam lumen. Reabsorbsi air dari segmen ini dikontrol oleh hormon anti diuretik. (Guyton and Hall, 2007)
Walaupun duktus koligentes bagian medula mereabsorbsi kurang dari 10% air dan natrium yang difiltrasi, duktus ini adalah bagian terakhir dari pemrosesan urin dan, karena itu, memainkan peranan yang sangat penting dalam menentukan keluaran akhir dari air dan zat terlarut dalam urin. (Guyton and Hall, 2007)
Komposisi Urin
Status nutrisi, keadaan proses metabolik, dan kemampuan ginjal untuk menyeleksi bahan yang terdapat dalam urine adalah tiga faktor terpenting yang mempengaruhi komposisi urine.
Sebagian besar bahan yang terlarut dalam urine terdiri dari urea dan sodium klorida. Asupan diet 1 mg protein per Kg berat badan pada rata-rata orang dewasa menghasilkan sekitar 10 mg
nitrogen ke dalam urin dalam bentuk urea setiap harinya. Substansi yang lain, seperti asam urat, kreatinin asam amino, ammonia, sedikit protein, glikoprotein, enzim, dan purin, dapat ditemukan dalam urin.
Selain bahan-bahan nitrogen dan garam yang telah disebutkan sebelumnya, urin normal
mengandung sejumlah kecil gula seperti pentosa. Metabolit perantara seperti asam oksalat, asam sitrat, dan piruvat, juga ditemukan. Asam lemak bebas, dan sejumlah kecil kolesterol juga terdapat dalam urin seperti halnya sejumlah kecil logam. (Kee, 2008)
Hormon-hormon seperti ketosteroid, estrogen, aldosteron, gonadotropin pituitari dan amino biogenik, metabolit katekolamin dan serotonin, normal ditemukan dalam urin dan
menggambarkan status metabolik dan endokrin.
Vitamin seperti asam askorbat diekskresikan kedalam urin dalam jumlah yang tergantung dari kecukupan asupan makanan. Sementara itu, hemoglobin dan pigmen heme normalnya tidak
ditemukan, sisa dari porfirin dan komponen yang berkaitan seperti asam levulinic-amino delta ditemukan. (Kee, 2008)
Dan dalam sedimen urin, walaupun dalam jumlah yang kecil, menurut Todd lazimnya ditemukan sel darah merah, leukosit, sel epitel dari ginjal, beberapa batu endapan, dan Kristal dalam jumlah yang cukup besar .
PROSES PEMBENTUKAN URINE :
Proses pembentukan urine beberapa tahapan, yaitu filtrasi glomeruler, reabsorspsi tubuler dan sekresi tubuler. Filtrasi merupakan perpindahan cairan dari glomerulus ke tubulus melewati membran filtrasi yang terdiri dari tiga lapisan yaitu sel endhotel glomerulus, membran basalis dan epitel kapsula bowman. Filtrasi terjadi karena adanya perbedaan tekanan antara kapiler glomerulus dengan tubulus. Filtrasi menghasilkan ultrafiltrat yang mengandung air, garam anorganik,glukosa, asam amino, urea, asam urat, kreatinin dan tidak mengandung sel darah merah.
Reabsorpsi tubuler adalah prpindahan cairan dari tubulus renalis ke kapiler peritubuler. Proses reabsorpsi bersifat selektif tergantung kebutuhan tubuh pada senyawa yang terdapat pada ultrafiltrat. Glukosa direabsorpsi secara sempurna pada kondisi normal, kecuali pada
kondisi diabetes mellitus kemampuan reabsorpsi glukosa melampaui ambang batas maksimal sehingga glukosa dijumpai dalam urine.
Sekresi substansi ke tubulus berlangsung secara tranpor aktif. Kelebihan asam asam atau basa akan dikurangi dengan sekresi tubuler. Obat-obatan seperti penisilin di samping difiltrasu juga disekresikan. Urine yang normal mengandung zat-zat sebagai berikut : Urea, ammonia, keratinin dan keratin, asam urat, asam amino, klorida, sulfur, fosfat, oksalat, mineral seperti Na, K, Ca, Mg serta terdapat vitamin, hormon, dan enzim dalam jumlah relatif kecil. Zat-zat abnormal yang ditemukan dalam urine merupakan indikator adanya kelainan fungsi ginjal, diantaranya:
1. glukosa (diabetes mellitus)
2. benda keton (ketosis)
3. albumin (nephritis)
4. sel darah merah (nephritis)
5. urine pada kondisi tertentu juga mengandung senyawa-senyawa lain misalnya obat, hormon, dsb.
Pemeriksaan protein dalam urine dilakukan dengan menggunakan uji asam sulfosalisilat. Prinsip uji asam sulfosalisilat ini adalah kemampuan asam kuat untuk mempresipitasikan
protein. Dengan uji asam sulfosalisilat reaksi positif ditunjukkan dengan terjadinya kekeruhan.
Adanya protein dalam urin sering disebut dengan proteinuria (albuminuria). Proteinuria yaitu adanya albumin dan globulin dalam urin dengan konsentrasi abnormal. Proteinuria fisiologis terdapat sekitar 0,5% protein, ini dapat terjadi setelah latihan berat, setelah makan banyak protein, atau sebagai akibat gangguan sementara pada sirkulasi ginjal bila seseorang berdiri tegak. Kasus kehamilan disertai proteinuria sebesar 30-35%. Proteinuria patologis sering disebabkan oleh adanya kelainan dari organ ginjal karena sakit, misalnya nefrosklerosis, yaitu suatu bentuk vaskuler penyakit ginjal. Proteinuria pada penyakit ini meningkat dengan makin beratnya kerusakan ginjal. Proteinuria dapat juga terjadi karena keracunan tubulus ginjal oleh logam-logam berat (raksa, arsen, bismut).
Adapun pemeriksaan glukosa dalam urine dilakukan dengan menggunakan uji Fehling. Prinsip uji Fehling adalah mereduksi glukosa terhadap kuprioksida (CuSO4) sehingga terbentuk endapan berwarna merah bata (merah kekuningan). Untuk mendapatkan hasil yang baik sebelum
digunakan sebaiknya urine dan reagen disaring terlebih dahulu.
Uji Fehling dapat digunakan untuk mengetahui adanya glukosa dalam urine. Sebagian glukosa akan direabsorsbsi dan sebagian akan larut dalam urine. Dalam urine yang mengandung glukosa dengan kadar yang cukup tinggi akan terbentuk endapan merah bata atau warna larutan menjadi kuning kemerahan setelah dilakukan uji Fehling. Kadar glukosa yang terlarut dalam urine tergantung pada kadar gula dalam darah.
Adanya glukosa dalam urine dapat mengindikasikan bahwa orang tersebut menderita diabetes, tetapi tidak semua glukosuria (adanya gula dalam urin) menunjukkan diabetes. Glukosuria dapat ditemukan pada seseorang yang mengalami strees emosi (misalnya pertandingan atletik yang sangat menegangkan). Galaktosuria dan laktosutia dapat terjadi pada ibu selama masa
kehamilan, laktasi maupun menyapih. Pentosuria sementara terjadi setelah makan makanan yang mengandung gula pentosa. Benda-benda keton dapat terjadi pada saat kelaparan, diabetes, kehamilan, anestesia eter. Adanya bilirubin dan kandungan darah dapat terjadi karena kerusakan ginjal.
DAFTAR PUSTAKA
Pearce,Evelyn.2009. Anatomi dan Fisiologi untuk Paramedis. Jakarta : PT. Gramedia Pustaka Utama
Sherwood, Lauralee.2006. Fisiologi Manusia dari Sel ke Sistem. Jakarta :EGC
Guyton and Hall. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran. Edisi 11. In: Rahman L, Hartanto H, Novrianti A, Wulandari N, editors. Jakarta : EGC; 2007.
Ganong, William F. 2008. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran.Jakarta : EGC
Guyton, Arthur C dan John E. Hall. Textbook of Medical Physiology. dr.Luqman Yanuar Rachman dkk. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran. Jakarta : penerbit buku kedokteran EGC ; 2007.
Moore KL, Agur AMR. Anatomi Klinis Dasar. Dalam: Sadikin V, Saputra V, editor. Jakarta: Hipokrates 2002.
