mekanisme dan fungsi kerja ginjal

7/13/2019 Mekanisme Dan Fungsi Kerja Ginjal

1/7

Mekanisme dan Fungsi Kerja Ginjal

Filtrasi Glomerulus

Cairan yang difiltrasi dari glomerulus ke kapsula bowman harus melewati tiga

lapisan, yaitu dinding kapiler glomerulus, membran basal, dan lapisan dalam kapsula

bowman. Ketiga lapisan ini disebut membran glomerulus, dan berfungsi sebagai

saringan molekuler yang menahan sel darah dan protein plasma tetapi dapat dilewati

H2O dan zat terlarut dengan ukuran molekul kecil lewat.

Untuk melaksanakan filtrasi glomerulus, harus terdapat gaya yang mendorong

sebagian dari plasma di glomerulus menemus lubang-lubang di membran glomerulus.

Gaya tersebut meliputi tiga gaya, yaitu tekanan darah kapiler glomerulus, tekanan

osmotik koloid plasma, dan tekanan hidrostatik kapsula bowman.

Tekanan darah kapiler glomerulus adalah tekanan cairan yang ditimbulkan oleh darah

di dalam kapiler glomerulus. Tekanan ini pada akhirnya bergantung pada kontraksi

jantung (sumber energi yagn menghasilkan filtrasi glomerulus) dan resistensi terhadap

aliran darah yang ditimbulkan oleh arteriola aferen dan eferen. Tekanan darah kapiler

glomerulus, dengan nilai rerata diperkirakan 55 mmHg, lebih tinggi dari tekanandarah kapiler di tempat lain, karena garis tengah arteriola aferen lebih besar dari

arteriola eferen. Karena darah dapat lebih mudah masuk ke glomerulus melalui

arteriola aferen yang lebar daripada keluar melalui arteriola eferen yang sempit maka

tekanan darah kapiler glomerulus tetap tinggi akibat terbendungnya darah di kapiler

glomerulus. Selain itu, karena tingginya resistensi yang dihasilkan oleh arteriola

eferen maka tekanan darah tidak memiliki kecenderungan untuk turun di sepanjang

kapiler glomerulus seperti di kapiler lain. Tekanan darah glomerulus yang tinggi dan

tidak menurun ini cenderung mendorong cairan keluar glomerulus menuju kapsula

Bowman di seluruh panjang kapiler glomerulus, dan merupakan gaya utama yang

menghasilkan filtrasi glomerulus.

Tekanan osmotik koloid plasma ditimbulkan oleh distribusi tak seimbang protein

plasma di kedua sisi membran glomerulus. Karena tidak dapat difiltrasi maka protein

plasma terdapat di kapiler glomerulus tetapi tidak di kapsula Bowman. Karena itu,

konsentrasi H2O lebih tinggi di kapsula Bowman daripada di kapiler glomerulus.


2/7

Timbul kecenderungan H2O untuk berpundah melalui osmosis menuruni gradien

konsentrasinya sendiri dari kapsula Bowman ke dalam glomerulus melawan filtrasi

glomerulus. Gaya osmotik ini rata-rata 30 mmHg, sedikit lebih tinggi daripada di

kapiler lain, karena H2) yang difiltrasi keluar dari glomerulus jauh lebih banyak

sehingga konsentrasi protein plasma lebih tinggi dari di tempat lain.

Tekanan hidrostatik kapsula Bowman ditimbulkan oleh cairan di bagian awal tubulus

ini, diperkirakan sekitar 15 mmHg. Tekanan ini cenderung mendorong cairan keluar

kapsula Bowman melawan filtrasi cairan dari glomerulus menuju kapsula Bowman.

Jadi total dari gaya-gaya ini adalah 55 mmHg 30 mmHg 15 mmHg = 10 mmHg

yang disebut tekanan filtrasi netto. Tekanan yang ringan ini mendorong cairan

menembus membran glomerulus yang sangat permeabel. Laju filtrasi yang

sebenarnya, laju filtrasi glomerulus (atau Glomerular Filtration Rate = GFR),

bergantung tidak saja pada tekanan filtrasi netto tetapi juga pada seberapa luas

permukaan glomerulus yang tersedia untuk penetrasi dan seberapa permeabel

membran glomerulus. Sifat-sifat membran glomerulus ini secara kolektif disebut

sebagai koefisien filtrasi (Kf). Karena itu, GFR = Kf x tekanan filtrasi netto. Dalam

keadaan normal, sekitar 20% plasma yang masuk ke glomerulus disaring pada

tekanan filtrasi netto 10 mmHg, melalui seluruh glomerulus secara kolektif dihasilkan

180 liter filtrat glomerulus setiap hari untuk LFG rerata 125 ml/menit pada pria, dan

160 liter filtrat per hari pada GFR rerata 115 ml/menit pada wanita).

Tekanan onkotik koloid plasma dan tekanan hidrostatik kapsula bowman tidak berada

di bawah kontrol namun keduanya dapat berubah sacara patologis dan dapat

mempengaruhi GFR. Karena tekanan osmotik koloid plasma melawan filtrasi,

penurunan konsentrasi protein plasma, yang mengurangi tekanan onkotik tersebutmenyebabkan peningkatan GFR dan berlaku sebaliknya. Tekanan hidrostatik kapsula

bowman dapat meningkat secara tidak terkontrol dan filtrasi dapat berkurang pada

keadaan obtruksi saluran kemih.

Tekanan kapiler glomerulus dapat dikontrol untuk menyesuaikan GFR dalam

memenuhi kebutuhan tubuh. Besar tekanan darah kapiler glomerulus bergantung pada

laju aliran darah. GFR dikontrol oleh dua mekanisme yang ditujukan untuk

menyesuaikan aliran darah glomerulus. Keduanya adalah autoregulasi dan kontrol


3/7

simpatis ekstrinsik. Karena tekanan darah arteri adalah gaya yang medorong darah ke

dalam glomerulus dan juga tekanan darah kapiler gloemrulus, dengan demikian GFR

akan meningkat setara dengan peningkatan tekanan arteri jika hal lainnya konstan dan

juga sebaliknya. Perubahan GFR spontan semacam itu sebagian besar dicegah oleh

mekanisme pengaturan ginjal itu sendri yaitu yang dikenal dengan sistem

autoregulasi. Mekanisme yang bertanggung jawab dalam melaksanakan respon

autoregulasi ini masih belum sepenuhnya dipahami. Saat ini terdapat dua mekanisme

intrarenal yang berperan dalam autoregulasi yaitu miogenik dan tubuloglomerulus

feedback. Mekanisme miogenik adalah sifat umum otot polos vaskuler. Otot polos

vaskuler arteriol berkontraksi secara inheren sebagai respons terhadap peregangan

yang menyertai peningkatan tekanan di dalam pembuluh. Dengan demikian, arteriol

aferen secara otomatis bekontriksi sendiri jika teregang karena tekanan arteri

meningkat. Respon ini membantu membatasi aliran darah ke dalam glomerulus ke

tingkat normal walaupun tekanan arteri meningkat dan juga sebaliknya.

Mekanisme tubuloglomerulus feedback melibatkan apparatus juxtaglomerulus, yaitu

kombinasi khusus sel-sel tubulus dan vaskuler di daerah nefron. Jika terjadi

penurunan tekanan darah, GFR akan langsung turun dan menyebabkan proses di

dalam ginjal menjadi terhambat dan terjadi penumpukan zat. Natrium yang akandiserap menurun dan akan terdeteksi oleh sel macula densa yang merupakan

kemoresptor untuk natrium. Sel macula densa akan mengaktifkan sel juxtaglomelurus

yang akan menghasilkan renin. Renin akan mengaktifkan protein plasma

angotensinogen menjadi angiontensin I. Angiontensin Converting Enzim (ACE) akan

mengubah angiontensin I menjadi angiontensin II dan akan mengeluarkan aldosteron

sehingga GFR akan naik kembali.

Selain mekanisme autoregulasi intrinsik yang dirancang umtuk menjaga agar GFR

tetap normal, ada juga mekanisme kontrol simpatis ekstrinsik. Kontrol ekstrinsik

GFR, yang diperantarai oleh sinyal sistem saraf simpatis ke arteriola aferen, ditujukan

untuk mengatur tekanan darah arteri. Sistem saraf parasimpatis tidak memiliki

pengaruh apapun pada ginjal. Jika volume plasma berkurang, maka penurunan

tekanan darah arteri yang terjadi akan terdeteksi oleh baroreseptor arkus aorta dan

sinus karotis, yang memicu refleks saraf untuk meningatkan tekanan darah ke arah

normal. Respons ini diatur oleh pusat kontrol kardiovaskular di batang otak dan


4/7

terutama diperantarai oleh peningkatan aktivitas simpatis ke jantung dan pembuluh

darah. Meskipun peningkatan curah jantugn dan resistensi perifer ottal yang terjadi

membantu meningkatkan tekanan darah menuju normal namun volume plasma tetap

kurang. Dalam jangka panjang, volume plasma harus dipulihkan ke normal. Salah

satu caranya adalah dengan penurunan pengeluaran urin sehingga lebih banyak cairan

yang ditahan di tubuh, yang terjadi dengan cara penurunan GFR, karena jika cairan

yang difiltrasi berkurang maka yang dieksresikan juga akan berkurang. i

Reabsorbsi

Setelah plasma bebas protein di filtrasi melalui glomelurus, setiap zat ditangani secara

tersendiri oleh tubulus, sehingga walaupun konsentrasi semua konstituen dalam filtrat

glomerulus awal identik dengan konsentrasinya dalam plasma (dengan pengecualian

protein plasma) konsentrasi berbagai konstituen mengalami perubahan-perubahan saat

cairan filtrasi mengalir melalui sistem tubulus. Kapasitas reabsortif sistem tubulus

sangat besar. Lebih dari 99% plasma yang difiltrasi dikembalikan ke darah melalui

reabsorbsi. Zat-zat utama yang secara aktif di reabsorbsi adalah glukosa dan asam

amino. Zat terpenting yang direabsorbsi secara pasif adalah Cl-, H2O dan urea.

Hal utama yang berkaitan dengan sebagian besar proses reabsorbsi alah reabsorbsi

aktif Na+. Suatu pembawa Na+-K+ ATPase beragntung energi yang terletak di

membran basolateral setiap sel tubulus proksimal mengangkut Na+ ke luar dari sel ke

dalam ruang lateral di antara sel-sel yang berdekatan. Perpindahan Na+ ini memicu

reabsorbsi netto Na+dari lumen tubulus ke plasma kapiler peritubulus, yang sebagian

besar terjadi di tubulus proksimal. Energi yang digunakan untuk memasok pembawa

Na+-K+ATPase akhirnya bertanggung jawab untuk merabsorbsi Na+, glukosa, asam

amino, Cl-,

H2O dan urea dari tubulus proksimal. Pembawa kotransportasi spesifikyang terletak di batas luminal sel tubulus proksimal terdorong oleh gradient

konsentrasi Na+untuk secara selektif mengangkut glukosa atau asam amino. Dari sel

tubulus, zat-zat tersebut akhirnya masuk ke plasma. Klorida di reabsorbsi secara pasif

mengikuti penurunan gradien listrik yang diciptakan oleh reabsorbsi aktif natrium. Air

secara pasif direabsorbsi akibat gradien osmotik yang diciptakan oleh reabsorbsi aktif

natrium. Enam puluh lima persen H2O yang difiltrasi akan direabsorbsi dari tubulus

proksimal melalui cara ini. Reabsorbsi ekstensif H2O meningkatkan konsentrasi zat-

zat lain yang tertinggal di dalam cairan tubulus, yang sebagian besar adalah zat-zat


5/7

sisa. Molekul urea yang kecil merupakan satu-satunya zat sisa yang secara pasif

menembus membran tubulus.5

Sekresi

Sekresi tubulus mengacu pada perpindahan selektif zat-zat dari darah kapiler

peritubulus ke dalam lumen tubulus, merupakan rute kedua bagi zat dari darah untuk

masuk ke dalam tubulus ginjal. Sekresi tubulus, dapat juga di pandang sebagai

mekanisme tambahan yang meningkatkan eliminasi zat-zat tertentu dari tubuh. Semua

zat yang masuk ke cairan tubulus, baik melalui filtrasi glomerulus maupun sekresi

tubulus dan tidak direabsorpsi, akan dieliminasi dalam urin. Sekresi tubulus

melibatkan transportasi transepitel seperti yang dilakukan saat reabsorpsi tubulus,

tetapi langkah-langkahnya berlawanan arah. Seperti reabsorpsi, sekresi tubulus dapat

aktif atau pasif. Bahan yang paling penting yang disekresikan oleh tubulus adalah ion

hidrogen (H+), ion kalium (K+), serta anion dan kation organik, yang banyak

diantaranya adalah senyawa-senyawa yang asing bagi tubuh.5

1. Sekresi Ion HidrogenSekresi H+ ginjal sangatlah penting dalam pengaturan keseimbangan asam basa tubuh.

Ion hidrogen dapat ditambahkan ke cairan filtrasi melalui proses sekresi di tubulus

proksimal, distal, dan pengumpul (duktus koligentes). Tingkat sekresi H+bergantung

pada keasaman cairan tubuh. Sebaliknya, sekresi H+ akan berkurang apabila

konsentrasi H+di dalam cairan tubuh terlalu rendah.

2. Sekresi Ion KaliumIon kalium adalah contoh zat yang secara selektif berpindah dengan arah berlawanan

di berbagai bagian tubulus; zat ini secara aktif direabsorpsi di tubulus proksimal dan

secara aktif disekresi di tubulus distal dan pengumpul. Reabsorpsi ion kalium di awal

tubulus bersifat konstan dan tidak diatur, sedangkan sekresi K+ di bagian akhir

tubulus bervariasi dan berada dibawah kontrol. Dalam keadaan normal, jumlah K+

yang diekskresikan dalam urin adalah 10% sampai 15% dari jumlahnya yang

difiltrasi. Namun, K+ yang difiltrasi hampir seluruhnya direabsorpsi , sehingga

sebagian besar K+ yang muncul di urin berasal dari sekresi K+ yang dikontrol dan

bukan difiltrasi. Sekresi ion kalium di tubulus distal dan pengumpul digabungkan


6/7

dengan reabsorpsi Na+ melalui pompa Na+-K+ basolateral yang bergantung pada

energi. Pompa ini tidak saja memindahkan Na+ ke luar ke ruang lateral, tetapi juga

memindahkan K+ ke dalam sel tubulus. Konsentrasi K+ intrasel yang meningkat

mendorong difusi K+ dari sel ke dalam lumen tubulus. Dengan menjaga konsentrasi

K+di cairan interstisium rendah, yaitu dengan memindahkan K+ke dalam sel tubulus

dari cairan interstisium di sekitarnya, pompa basolateral mendorong difusi pasif K+

keluar dari plasma kapiler peritubulus ke dalam cairan interstisium.6 Beberapa faktor

mampu mengubah kecepatan sekresi K+, yang paling penting adalah hormon

aldosteron, yang merangsang sekresi K+ oleh sel-sel tubulus di bagian akhir nefron

secara simultan untuk meningkatkan reabsorpsi Na+oleh sel-sel tersebut. Peningkatan

konsentrasi K+ plasma secara langsung merangsang korteks adrenal untuk

meningkatkan keluaran aldosteronnya, yang kemudian mendorong sekresi dan

ekskresi kelebihan K+. Sebaliknya, penurunan konsentrasi K+ plasma menyebabkan

reduksi sekresi aldosteron, sehingga sekresi K+ oleh ginjal yang dirangsang oleh

aldosteron juga berkurang. Peningkatan dan penurunan konsentrasi K+ di plasma

(CES) dapat mengubah gradien konsentrasi K+ intrasel ke ekstrasel, yang pada

gilirannya dapat mengubah potensial membran istirahat. Peningkatan konsentrasi K+

CES menyebabkan penurunan potensial istirahat dan diikuti dengan peningkatan

eksitabilitas, terutama otot jantung.

3. Sekresi Anion dan Kation OrganikTubulus proksimal mengandung dua jenis pembawa sekrotik yang terpisah, satu untuk

sekresi anion organik dan suatu sistem terpisah untuk sekresi kation organik.

Setelah terbentuk di ginjal, urin disalurkan melalui ureter ke vesika urinaria, melewati

sfingter uretra internus dan eksternus, melewati uretra dan keluar dari tubuh.5

Diuresis Osmotik

Adanya zat-zat terlarut dalam jumlah besar yang tidak direabsorbsi dalam tubulus

ginjal menyebabkan peningkatan volume urin yang disebut diuresis osmotik. Zat-zat

terlarut yang tidak direabsorpsi di tubulus proksimal ini akan memberi pengaruh

osmotik yang cukup besar arena dengan berkurangnya cairan tubulus (akibat

reabsorpsi) akan lebih meningkatkan kadar zat-zat terlarut tersebut. Peningkatankadar zat-zat terlarut ini akan menahan air dalam tubulus. Diuresis osmotik dapat


7/7

terjadi akibat pemberian senyawa-senyawa seperti manitol dan polisakarida serupa

lainnya yang dapat difiltrasi tetapi tidak direabsorpsi. Selain itu, juga dapat

disebabkan oleh senyawa-senyawa yang ada di tubuh tetapi terdapat dalam jumlah

yang melebihi kemampuan reabsorpsi tubulus. Pada diabetes melitus, misalnya,

glukosa yang tersisa di tubulus karena jumlah yang difiltrasi melampaui Tm (Tm atau

maksimum transport adalah jumlah maksimum yang dapat ditranspor atau

direabsorpsi per menit, yaitu sekitar 200 mg glukosa/100 ml plasma. Jika kadar

glukosa darah melebihi Tm-nya, berarti melewati ambang plasma ginjal sehingga

glukosa muncul di urine [glukosuria]1). akan mengakibatkan poliuria. Diuresis

osmotik juga dapat disebabkan oleh pemberian infus natrium kloriuda atau ureum

dalam jumlah besar.ii

iSherwood L. Fisiologi manusia: dari sel ke sistem. Edisi 6. Jakarta: Penerbit

Buku Kedokteran EGC; 2011:327-553-96.iiGanong WF. Buku ajar fisiologi kedokteran. Edisi 20. Jakarta: Penerbit Buku

Kedokteran EGC; 2004: 701.

mekanisme dan fungsi kerja ginjal

Documents