Struktur Ginjal dan Fungsinya

SOAL

1. Sebut dan jelaskan fungsi dari masing-masing bagian ginjal (unit struktur makro dan mikro)!
2. Jelaskan proses pembentukan urin!
3. Jelaskan mekanisme pengendalian sistem urinaria!
4. Sebut dan jelaskan penyakit/gangguan pada sistem urinaria!

JAWABAN

     1. Struktur Ginjal dan Fungsinya :

             

               a.       Struktur Makro :

                              1)   Jaringan ikat pembungkus menyelubungi ginjal, terdiri dari:

1.      Fasia renal merupakan pembungkus terluar yang mempertahankan posisi organ.

2.      Lemak perirenal adalah jaringan adiposa yang terbungkus fasia ginjal. Jaringan ini membantali ginjal dan mempertahankan ginjal tetap pada posisinya.

3.      Kapsul fibrosa adalah membran halus transparan yang langsung membungkus ginjal dan dapat dengan mudah dilepas.

2)   Hilus adalah tingkat cekungan tepi ginjal.

3)   Sinus ginjal adalah rongga berisi lemak yang membuka pada hilus. Sinus ini membentuk perlekatan untuk jalan masuk dan keluar ureter, vena, arteri renalis, saraf, dan limfatik.

4)   Pelvis ginjal adalah perluasan ujung proksimal ureter. Ujung ini berlanjut menjadi dua sampai tiga kaliks mayor, yaitu rongga yang mencapai glandular, bagian penghasil urin pada ginjal. Setiap kaliks mayor bercabang menjadi beberapa (8 sampai 18) kaliks minor.

5)   Parenkim ginjal adalah jaringan ginjal yang menyelubungi struktur sinus ginjal. Jaringan ini terbagi menjadi medula dalam dan korteks luar.

1.      Medula terdiri dari massa-massa triangular yang disebut piramida ginjal. Ujung yang sempit dari tiap piramida, papila, masuk dengan pas dalam kaliks minor dan ditembus oleh mulut duktus pengumpul urin.

2.      Korteks tersusun dari tubulus dan pembuluh darah nefron yang merupakan unit struktural dan fungsional ginjal. Korteks terletak di dalam di antara piramida-piramida medula yang bersebelahan untuk membentuk kolumna ginjal yang terdiri dari tubulus-tubulus pengumpul yang mengalir ke dalam duktus pengumpul.

Ø Ginjal terbagi-bagi lagi menjadi lobus ginjal. Setiap lobus terdiri dari satu piramida ginjal, kolumna yang saling berlekatan, dan jaringan korteks yang melapisinya.

b.      Struktur Mikro

Satu ginjal mengandung 1 sampai 4 juta nefron yang merupakan unit pembentuk urin. Setiap nefron memiliki satu komponen vaskular (piler) dan satu komponen tubular.

Ø Glomerulus adalah gulungan kapiler yang dikelilingi kapsul epitel berdinding ganda yang disebut kapsula Bowman. Glomerulus dan kapsula Bowman bersama-sama membentuk sebuah korpuskel ginjal.

a.    Lapisan viseral kapsula Bowman adalah lapisan internal epitelium. Sel-sel lapisan viseral dimodifikasi menjadi podosit (sel-sel seperti “kaki”) yaitu sel-sel epitel khusus di sekitar kapiler glomerular.

§ Setiap sel podosit melekat pada permukaan luar kapiler glomerular melalui beberapa prosesus primer panjang yang mengandung prosesus sekunder yang disebut prosesus kaki atau pedikel (“kaki kecil”).

§ Pedikel berinterdigitasi (saling mengunci) dengan prosesus yang sama dari podosit tetangga. Ruang sempit antar pedikel-pedikel yang berinterdigitasi disebut filtration slits (pori-pori dan celah) yang lebarnya sekitar 25 nm. Setiap pori dilapisi selapis membran tipis yang memungkinkan aliran beberapa molekul dan menahan aliran molekul lainnya.

§ Barier filtrasi glomerular adalah barier jaringan yang memisahkan darah dalam kapiler glomerular dari ruang dalam kapsula Bowman. Barier ini terdiri dari endotelium kapiler, membran dasar (lamina basalis) kapiler, dan filtration slit.

b.   Lapisan parietal kapsula Bowman membentuk tepi luar korpuskel ginjal.

§  Pada kutub vaskular korpuskel ginjal, arteriola aferen masuk ke glomerulus dan arteriola eferen keluar dari glomerulus.

§  Pada kutub urinarius korpuskel ginjal, glomerulus memfiltrasi aliran yang masuk ke tubulus kontortus proksimal.

Ø Tubulus kontortus proksimal, panjangnya mencapai 15 mm dan sangat berliku. Pada permukaan yang menghadap lumen tubulus ini terdapat sel-sel epitel kuboid yang kaya akan mikrovilus (brush border) dan memperluas area permukaan lumen.

Ø Ansa Henle. Tubulus kontortus proksimal mengarah ke tungkai desenden ansa Henle yang masuk ke dalam medula, membentuk lengkungan jepit yang tajam (lekukan) dan membalik ke atas membentuk tungkai asenden ansa Henle.

a.       Nefron korteks terletak di bagiam terluar korteks. Nefron ini memiliki lekukan pendek yang memanjang ke sepertiga bagian atas medula.

b.      Nefron juktamedular terletak di dekat medulla. Nefron ini memiliki lekukan panjang yang menjulur ke dalam piramida medula.

Ø Tubulus kontortus distal juga sangat berliku, panjangnya sekitar 5 mm dan membentuk segmen terakhir nefron.

a.       Di sepanjang jalurnya, tubulus ini bersentuhan dengan dinding arterio aferen. Bagian tubulus yang bersentuhan dengan arteriol mengandung sel-sel termodifikasi yang disebut macula densa. Macula densa berfungsi sebagai suatu kemoreseptor dan distimulasi oleh penurunan ion natrium.

b.      Dinding arteriol aferen yang bersebelahan dengan macula densa mengandung sel-sel otot polos termodifikasi yang disebut sel juktaglomerular. Sel ini distimulasi melalui penurunan tekanan darah untuk memproduksi rennin.

c.       Macula densa, sel juktaglomerular, dan sel mesangium saling bekerja sama untuk membentuk aparatus juktaglomerular yang penting dalam pengaturan tekanan darah.

Ø Tubulus dan duktus pengumpul. Karena setiap tubulus pengumpul berdesenden di korteks, maka tubulus tersebut akan mengalir ke sejumlah tubulus kontortus distal. Tubulus pengumpul membentuk duktus pengumpul besar yang lurus. Duktus pengumpul membentuk tuba yang lebih besar yang mengalirkan urin ke dalam kaliks minor. Kaliks minor bermuara ke dalam pelvis ginjal melalui kaliks mayor. Dari pelvis ginjal, urin dialirkan ke ureter yang mengarah ke kandung kemih (vesika urinaria).

      2. Proses pembentukan urine

Mula-mula darah yang mengandung air, garam, glukosa, urea, asam amino, dan amonia mengalir ke dalam glomerulus untuk menjalani proses filtrasi. Proses ini terjadi karena adanya tekanan darah akibat pengaruh dari mengembang dan mengkerutnya arteri yang memanjang menuju dan meninggalkan glomerulus. Akhir filtrasi dari glomerulus ditampung di kapsula Bowman dan menghasilkan filtrat glomerulus atau urine primer. Secara normal, setiap hari kapsula Bowman dapat menghasilkan 180 L filtrat glomerulus.

Filtrat glomerulus atau urin primer masih banyak mengandung zat yang diperlukan tubuh antara lain glukosa, garam-garam, dan asam amino. Filtrat glomerulus ini kemudian diangkut oleh tubulus kontortus proksimal. Di tubulus kontortus proksimal zat-zat yang masih berguna direabsorbsi. Seperti asam amino, vitamin, dan beberapa ion yaitu Na⁺, Cl^-, HCO₃^-, dan K⁺. Sebagian ion-ion ini diabsorbsi kembali secara transport aktif dan sebagian yang lain secara difusi.

Proses reabsorbsi masih tetap berlanjut seiring dengan mengalirnya filtrat menuju lengkung Henle dan tubulus kontortus distal. Pada umumnya, reabsorbsi zat-zat yang masih berguna bagi tubuh seperti glukosa dan asam amino berlangsung di tubulus renalis. Akan tetapi, apabila konsentrasi zat tersebut dalam darah sudah tinggi, tubulus tidak mampu lagi mengabsorbsi zat-zat tersebut. Apabila hal ini terjadi, maka zat-zat tersebut akan dieksresikan bersama urin.

Selain reabsorbsi, di dalam tubulus juga berlangsung sekresi. Seperti K⁺, H⁺, NH4⁺ disekresi dari darah menuju filtrat. Selain itu, obat-obatan seperti penisilin juga disekresi dari darah. Sekresi ion hidrogen (H⁺) berfungsi untuk mengatur pH dalam darah. Misalnya jika di dalam darah terlalu asam maka ion hidrogen disekresikan ke dalam urin.

Demikian juga sekresi K⁺ berfungsi untuk menjaga mekanisme homeostasis. Apabila konsentrasi K⁺ dalam darah tinggi, dapat menghambat rangsang impuls serta menyebabkan kontraksi otot dan jantung menjadi menurun dan melemah. Oleh karena itu, K⁺ kemudian disekresikan dari darah menuju tubulus renalis dan dieksresikan bersama urin.

Pada saat terjadi proses reabsorbsi dan sekresi di sepanjang tubulus renalis secara otomatis juga berlangsung pengaturan konsentrasi pada urin. Sebagai contoh, konsentrasi garam diseimbangkan melalui proses reabsorbsi garam. Di bagian lengkung Henle terdapat NaCl dalam konsentrasi yang tinggi. Keberadaan NaCl ini berfungsi agar cairan di lengkung Henle senantiasa dalam keadaan hipertonik. Dinding lengkung Henle descending bersifat permeabel terhadap air, akan tetapi impermeabel untuk Na dan urea. Konsentrasi Na yang tinggi ini menyebabkan filtrat terdorong ke lengkung Henle bagian bawah dan air bergerak keluar secara osmosis.

Di lengkung Henle bagian bawah, permeabilitas dindingnya berubah. Dinding lengkung Henle bagian bawah menjadi permeabel terhadap garam dan impermeabel terhadap air. Keadaan ini mendorong filtrat untuk bergerak ke lengkung Henle ascending.

Air yang bergerak keluar dari lengkung Henle descending dan air yang bergerak masuk di lengkung Henle ascending membuat konsnetrasi filtrat menjadi isotonik. Setelah itu, filtrat terdorong dari tubulus renalis menuju duktus koolektivus. Duktus kolektivus bersifat permeabel terhadap urea. Di sini urea keluar dari filtrat secara difusi. Demikian juga dengan air yangbergerak keluar dari filtrat secara osmosis. Keluarnya air ini menyebabkan konsentrasi urin menjadi tinggi.

Dari duktus kolektivus, urin dibawa ke pelvis renalis. Dari pelvis renalis, urin mengalir ke melalui ureter menuju vesika urianria (kandung kemih) yang merupakan tempat penyimpanan urin sementara. Singkatnya dapat dilihat di tabel di bawah ini.

Nama	Proses yang terjadi	Molekul yang diproses
Filtrasi glomerulus	Darah mengalir masuk ke dalam glomerulus dan mengalami filtrasi.	Air, glukosa, asam amino, garam, urea, dan amoniak.
Reabsorbsi di tubulus	Terjadi difusi dan transport aktif molekul-molekul dari tubulus kontortus proksimal ke darah.	Air, glukosa, asam amino, dan garam.
Sekresi di tubulus	Terjadi transport aktif molekul-molekul dari darah ke tubulus kontortus distal.	Amoniak, ion hidrogen, penisilin dan asam urat.
Reabsorbsi air	Terjadi reabsorbsi air di sepanjang tubulus terutama di duktus kolektivus.	Garam (NaCl) dan air.
Ekskresi	Terbentuk urin yang sesungguhnya.	Air, garam, urea, amonium, dan asam urat.

3.      Volume urin yang dihasilkan setiap hari bervariasi dari 600 mL sampai 2.500 mL atau lebih. Jika volume urin tinggi, zat buangan dieksresi dalam larutan encer, hipotonik (hiposmotik) terhadap plasma. Berat jenis urin mendekati berat jenis air (sekitar 1,003). Jika tubuh perlu menahan air, maka urin yang dihasilkan kental sehingga volume urin yang sedikit tetap mengandung jumlah zat buangan yang sama yang harus dikeluarkan. Konsentrasi zat terlarut lebih besar, urin hipertonik (hiperosmotik) terhadap plasma, dan berat jenis uurin lebih tinggi (di atas 1,003).  Pengaturan volume urin dilakukan melalui mekanisme hormonal dan mekanisme pengkonsentrasian urin ginjal.

a.       Mekanisme hormonal

1)      Antidiuretik hormon (ADH) meningkatkan permeabilitas tubulus kontortus distal dan tubulus kolektivus terhadap air sehingga mengakibatkan terjadinya reabsorbsi dan volume urin menjadi sedikit.

a)      Sisi sintesis dan sekresi.

ADH disintesis oleh badan sel saraf dalam nukleus supraoptik hipotalamus dan disimpan dalam serabut saraf hipofisis posterior. ADH kemudian dilepas sesuai impuls yang sampai pada serabut saraf.

b)      Stimulus pada sekresi ADH

                                                              i.      Osmotik

·   Neuron hipotalamus adalah osmoreseptor dan sensitif terhadap perubahan konsentrasi ion natrium, serta zat terlarut lain dalam cairan intraselular yang menyelubunginya.

·   Peningkatan osmolaritas plasma, seperti yang terjadi saat dehidrasi, menstimulasi osmoreseptor untuk mengirim impuls ke kelenjar hipofisis posterior agar melepas ADH. Air diabsorbsi kembali dari tubulus ginjal sehingga dihasilkan urin kental dengan volume sedikit.

·   Penurunan osmolaritas plasma mengakibatkan berkurangnya sekresi ADH, berkurangnya reabsorbsi air dari ginjal, dan produksi urin encer yang banyak.

                                                            ii.      Volume dan tekanan darah.

Baroreseptor dalam pembuluh darah (di vena, atrium kanan dan kiri, pembuluh pulmonary, sinus karotid, dan lengkung aorta) memantau volume darah dan tekanan darah. Penurunan volume dan tekanan darah meningkatkan sekresi ADH; peningkatan volume dan tekanan darah menurunkan sekresi ADH.

                                                          iii.      Faktor lain

Nyeri, kecemasan, olah raga, analgesik narkotik, dan barbiturat meningkatkan sekresi ADH. Alkohol menurunkan sekresi ADH.

2)      Aldosteron

Aldosteron adalah hormon steroid yang disekresi oleh sel-sel korteks kelenjar adrenal. Hormon ini bekerja pada tubulus distal dan duktus pengumpul untuk meningkatkan absorbsi aktif ion natrium dan sekresi aktif ion kalium.

b.      Sistem arus bolak-balik dalam ansa Henle dan vasa rekta memungkinkan terjadinya reabsorbsi osmotik air dari tubulus dan duktus kolektivus ke dalam cairan interstisial medularis yang lebih kental di bawah pengaruh ADH. Reabsorbsi air memungkinkan tubuh untuk menahan air sehingga urin yang dieksresikan lebih kental dibandingkan cairan tubuh normal.

4.      Penyakit dan gangguan pada sistem urinaria

a.       Sistitis adalah inflamasi kandung kemih. Inflamasi ini dapat disebabkan oleh infeksi bakteri (biasanya Escherichia coli) yang menyebar dari uretra atau karena respon alergi atau akibat iritasi mekanik pada kandung kemih. Gejalanya adalah serih berkemih dan nyeri (disuria) yang disertai darah dalam urin (hematuria).

b.      Glomerulonefritis adalah inflamasi nefron, terutama pada glomerulus.

1)      Glomerulonefritis akut sering terjadi akibat respon imun terhadap toksin bakteri tertentu (kelompok Streptococcus beta A).

2)      Glomerulonefritis kronis tidak hanya merusak glomerulus tetapi juga tubulus. Inflamasi ini mungkin terjadi karena infeksi bakteri Streptococcus, tetapi dapat juga diakibatkan oleh penyakit sistemik lain (akibat sekunder) atau karena glomerulonefritis akut.

c.       Pielonefritis adalah inflamasi ginjal dan pelvis ginjal akibat infeksi bakteri. Inflamasi dapat berawal di traktus urinaria bawah (kandung kemih) dan menyebar ke ureter, atau karena infeksi yang dibawa darah dan limfe ke ginjal. Obstruksi traktus urinaria terjadi akibat pembesaran kelenjar prostat, batu ginjal, atau defek congenital yang memicu terjadinya pielonefritis.

d.      Batu ginjal (kalkuli urinaria) terbentuk dari pengendapan garam kalsium, magnesium, asam urat, atau sistein. Misalnya hipersekresi parathormon dari kelenjar paratiroid meningkatkan kadar kalsium dalam darah sehingga terjadi pengendapan kalsium dalam ginjal dan lama-kelamaan menjadi batu ginjal. Batu-batu kecil dapat mengalir bersama urin; batu yang lebih besar akan tersangkut dalam ureter dan menyebabkan rasa nyeri yang tajam (kolik ginjal) yang menyebar dari ginjal ke selangkangan.

e.       Gagal ginjal adalah hilangnya fungsi ginjal. Hal ini mengakibatkan terjadinya retensi garam, air, zat buangan nitrogen (urea dan kreatinin) dan penurunan drastis volume urin (oliguria). Melalui pengobatan terhadap kondisi penyebab gagal ginjal, maka prognosisnya membaik. Gagal ginjal yang tidak diobati dapat mengakibatkan penghentian total fungsi ginjal dan kematian.

1)      Gagal ginjal akut terjadi secara tiba-tiba dan biasanya berhasil diobati. Penyakit ini ditandai dengan oliguria mendadak yang diikuti dengan penghentian produksi urin (anuria) secara total. Hal ini disebabkan oleh penurunan aliran darah ke ginjal akibat trauma atau cedera, glomerulonefritis akut, hemoragi, transfusi darah yang tidak cocok, atau dehidrasi berat.

2)      Gagal ginjal kronis adalah kondisi progresif parah karena penyakit yang mengakibatkan kerusakan parenkim ginjal, seperti glomerulonefritis kronis atau pielonefritis, trauma atau diabetes nefropati akibat diabetes melitus. Penyakit ini diobati melalui hemodialisis (“ginjal buatan”) atau transplantasi ginjal.

f.       Diabetes Melitus (Glukosuria) terjadi apabila di dalam urin ditemukan adanya glukosa. Hal ini disebabkan oleh tingginya kadar glukosa dalam darah sehingga nefron tidak mampu menyerap kelebihan glukosa tersebut. Tingginya kadar glukosa dalam tubuh diakibatkan oleh kekurangan hormon insulin.

g.      Diabetes Insipidus

h.      Albuminuria terjadi apabila di dalam urin terdapat protein albumin.

i.        Uremia apabila di dalam urin terdapat urea dan asam urat. Terjadi akibat nefritis (radang/rusaknya glomerulus akibat infeksi bakteri Streptococcus). Infeksi ini dapat menyebabkan urea masuk kembali ke dalam darah dan menyebabkan uremia, dan apabila reabsorbsi air terganggu akan mengakibatkan edema atau pembengkakan kaki akibat terjadinya penimbunan air.

j.        Hematuria terjadi apabila terjadi peradangan dan luka di daerah kandung kemih sehingga darah terbawa keluar oleh urin. Ini biasanya disebabkan oleh gesekan antara batu ginjal dan dinding pada kandung kemih.

k.      Hidronefrosis adalah keadaan membesarnya ukuran ginjal dari ukuran normalnya akibat dari tersumbatnya aliran urin di ureter oleh batu ginjal sehingga lebih banyak urin yang tertampung di dalam ginjal.