Struktur dan Mekanisme Ginjal Terkait dengan Pembentukan Batu GinjalOktaviani Dewi Ratih102013046oktavianidr23@yahoo.comMahasiswa Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida Wacana Alamat Korespondensi Jl. Arjuna Utara No. 6, Jakarta Barat 11510

AbstrakGinjal sebagai salah satu organ pengatur regulasi homeostatis dalam tubuh memiliki tugas yang vital. Selain pengatur regulasi air, ginjal juga bertugas mengeluarkan zat-zat sisa ke dalam urin, melepaskan hormon, serta melakukan metabolisme zat-zat tertentu. Urin yang dihasilkan berasal dari filtrasi plasma darah yang dilakukan dengan bantuan sekresi dan reabsorpsi. Dengan ini ginjal dapat memastikan cairan tubuh tetap seimbang, dan tidak ada zat yang dibutuhkan tubuh akan terbuang maupun zat berbahaya yang tertinggal dalam darah. Dalam mereabsorpsi terutama, ginjal dibantu oleh hormon-hormon yang mengatur permeabilitas dinding tubuli ginjal. Bila terjadi ketidak seimbangan cairan, maka ginjal akan mengatur sedemikian rupa hingga keadaan tubuh tidak akan memburuk. Salah satunya pada keadaan dehidrasi akibat muntaber, maka ginjal akan mengatur pengeluaran air dari tubuh, sehingga air yang dikeluarkan akan dikurangi. Namun pada beberapa kasus, dapat ditemukan permasalahan berupa munculnya batu ginjal. Benda ini merupakan massa keras seperti batu yang dapat terbentuk disepanjang saluran kemih dan dapat menyumbat dan menyebabkan rasa sakit pada perut.

Kata kunci : Ginjal, homeostasis, filtrasi

AbstractKidney as one organ regulating homeostasis, has a vital task. In addition to regulations governing water, the kidneys are also responsible for issuing residual substances into the urine, hormone release, and metabolism of certain substances. Urine produced from blood plasma filtration which is carried out with secretion and reabsorption. Kidney can ensure body fluids stay balanced, and there is no substance that the body needs will be wasted and harmful substances in the blood that is left behind. In reabsorption, kidney aided by hormones that regulate permeability of the kidney tubules. When a fluid imbalance occurs, the kidneys will set up a state of the body in such a way will not deteriorate. One was in a state of dehydration from diarrhea and vomiting, the kidneys will regulate the expenditure of water from the body, so the water released will be reduced. However, in some cases, the problem can be found in the form of the emergence of kidney stones. This stone is a hard mass like a rock that can be formed along the urinary tract and can clog and cause pain in the abdomen.Keywords: Kidney, homeostasis, filtrationPendahuluanSistem kemih berfungsi untuk menghasilkan filtrat yang akan dibuang keluar tubuh. Filtrat ini harus dikeluarkan karena bersifat beracun bagi tubuh. Organ yang termasuk sistem kemih diantaranya adalah ginjal, ureter, vesica urinaria, dan uretra. Pada makalah ini, masalah yang akan dibahas adalah seorang laki-laki berusia 40 tahun dengan keluhan nyeri hebat pada perut dan di diagnosis menderita batu ginjal. Penulisan makalah ini bertujuan agar pembaca mengetahui struktur yang terkait dengan urogenital secara makroskopik (anatomi) dan mikroskopik (histologi), mekanisme kerja sistem kemih, keseimbangan cairan tubuh dan faktor-faktor yang mempengaruhi produksi cairan dalam tubuh. Penulis mengambil hipotesis bahwa nyeri hebat pada perut laki-laki tersebut disebabkan adanya batu ginjal yang menyumbat saluran kemih dan menganggu keseimbangan cairan tubuh.

Pembahasan

Struktur Makroskopis Ginjal (Ren)

Gambar 1. Dinding posterior abdomen, memperlihatkan posisi ginjal.1Ren berwarna coklat-kemerahan dan terletak di belakang peritoneum, tinggi pada dinding posterior abdomen di samping kanan dan kiri columna vertebralis. Ren dextra terletak sedikit lebih rendah dibandingkan ren sinistra, karena adanya lobus hepatis dexter yang besar. Pada kedua margo medialis ren yang cekung, terdapat celah vertikal yang dibatasi oleh pinggir-pinggir substansi ren yang tebal dan disebut hilum renale. Hilum renale meluas ke suatu ruangan yang besar disebut sinus renalis. Hilum renale dilalui, dari depan ke belakang, oleh vena renalis, dua cabang arteria renalis, ureterm dan cabang ketiga arteria renalis. Pembuluh-pembuluh limfatik dan serabut-serabut simpatis juga melalui hilum ini.1Ren memiliki selubung sebagai berikut:11. Capsula fibrosa: meliputi dan melekat dengan erat pada permukaan luar ren.2. Capsula adiposa: meliputi capsula fibrosa.3. Fascia renalis: merupakan kondensasi jaringan ikat yang terletak di luar capsula adiposa serta meliputi ren dan glandula suprarenalis. Di lateral fascia ini melanjutkan diri sebagai fascia transversalis.4. Corpus adiposum pararenale: terletak di luar fascia renalis dan sering didapatkan dalam jumlah besar. Corpus adiposum pararenale membentuk sebagian lemak retroperitoneal. Capsula adiposa, fascia renalis, dan corpus adiposum pararenale menyokong dan memfiksasi ren pada posisinya di dinding posterior abdomen.1

Gambar 2. Ren dextra memperlihatkan struktur di bagian dalam ren.1Masing-masing ren mempunyai cortex renalis di bagian luar, yang berwarna coklat gelap, dan medulla renalis di bagian dalam yang berwarna coklat lebih terang dibandingkan cortex. Medulla renalis terdiri atas kira-kira selusin pyramides renales yang masing-masing mempunyai basis yang menghadap ke cortex renalis, dan apex yaitu papila renalis yang menonjol ke medial. Bagian cortex yang menonjol ke medulla di antara pyramides yang berdekatan disebut columnae renales. Bagian bergaris-garis yang membentang dari basis pyramides renales sampai ke cortex disebut radii medullares.1Sinus renalis merupakan ruangan di dalam hilum renalem berisi pelebaran ke atas ureterm yang disebut pelvis renalis. Pelvis renalis terbagi menjadi dua atau tiga calices renales majores yang masing-masing akan bercabang menjadi dua atau tiga calices renalis minores. Setiap calyx minor diinvaginasi oleh apex pyramid renalis yang disebut papila renalis.1

Gambar 3. Batas-batas anterior ren.1

Gambar 4. Batas-batas posterior ren.2Ren dextra memiliki hubungan di sisi anterior dan posterior. Di anterior, ren dextra berhubungan dengan glandula suprarenalis, hepar, pars descendens duodenum, dan flexura coli dextra. Di posterior berhubungan dengan diaphragma, recessus costodiaphragmaticus, costa XII, musculus psoas major, musculus quadratus lumborum, dan musculus transversus abdominis. Nervus subcostalis (T12), nervus iliohypogastricus, dan nervus ilioinguinalis (L1) berjalan ke bawah dan lateral.1Ren sinistra juga memiliki hubungan ke anterior dan posterior. Di anterior, ren sinistra berhubungan dengan gladula suprarenalis, lien, gaster, pancreas, flexura coli sinistra, dan lengkung-lengkung jejunum. Di posterior berhubungan dengan diaphragma, recessus costodiaphragmaticus; costa XI (ren sinistra lebih tinggi dibandingkan ren dexter) dan costa XII; dan musculus psoas, musculus quadratus lumborum, dan musculus transversus abdomonis. Nervus subcostalis (T12), nervus iliohypogastricus, dan nervus ilioinguinalis (L1) berjalan ke bawah dan lateral.1

Gambar 5. Potongan ren memperlihatkan posisi nefron dan susunan pembuluh darah di dalam ren.1Arteri yang mendarahi ren adalah arteri renalis. Arteri renalis berasal dari aorta setinggi vertebra lumbalis II. Masing-masing arteria renalis biasanya bercabang menjadi lima arteriae segmentales yang masuk ke dalam hilum renalis. Arteriae ini mendarahi segmen-segmen atau area renalis yang berbeda. Arteriae lobares berasal dari arteria segmentalis, masing-masing satu buah untuk satu pyramid renalis. Sebelum masuk substansia renalis, setiap arteria lobaris mempercabangkan dua atau tiga arteriae interlobares. Arteriae interlobares berjalan menuju cortex di antara pyramides renales. Pada perbatasan cortex dan medula renalis, arteriae interlobares bercabang menjadi arteriae arcuate yang melengkung di atas basis pyramides renales. Arteriae arcuatae mempercabangkan sejumlah arteriae interlobulares yang berjalan ke atas di dalam cortex. Arteriolae aferen glomerulus merupakan cabang arteriae interlobulares. Vena renalis keluar dari hilum renale di depan arteria renalis dan mengalirkan darah ke vena cava inferior.1Serabut-serabut aferen ren berjalan melalui plexus renalis masuk ke medulla spinalis melalui nervi thoracici. Aliran limfnya adalah nodi aortici laterales di sekitar pangkal arteria renalis.1

Struktur Mikroskopik Ginjal (Ren)Ginjal dibagi atas daerah luar, yaitu korteks dan daerah dalam, yaitu medula. Korteks ditutupi simpai jaringan ikat dan jaringan ikuat perirenal, dan jaringan lemak.3

Gambar 6. Korteks dan Piramid tampak menyeluruh.3Di dalam korteks terdapat tubuli kontortus, glomeruli, tubuli lurus, dan berkas medula. Korteks juga mengandung korpuskulum renal (Bowman dan glomeruli), tubuli kontortus proksimal dan distal nefron di dekatnya, arteri interlobular dan vena lobular, berkas medular mengandung bagian-bagian lurus nefron dan duktus koligens. Berkas medula tidak meluas ke dalam kapsul ginjal karena ada zona sempit tubuli kontorti.3Medula dibentuk oleh sejumlah piramid renal. Dasar setiap piramid menghadap korteks dan apeksnya mengarah ke dalam. Apeks piramid renal membentuk papila yang terjulur ke dalam kaliks minor. Medula juga mengandung ansa Henle dan duktus koligentes. Duktus koligentes bergabung di medula membentuk duktus papilaris yang besar.3Papila biasanya ditutupi epitel selapis silindris. Saat epitel ini berlanjut ke dinding luar kaliks, epitel ini menjadi epitel transisional. Di bawah epitel, terdapat selapis tipis jaringan ikat dan otot polos yang kemudian menyatu dengan jaringan ikat sinus renalis.3Di dalam sinus renalis di antara piramid, terdapat cabang-cabang arteri dan vena renalis, yaitu pembuluh interlobaris. Pembuluh ini memasuki ginjal, kemudian melengkung menyusuri dasar piramid pada taut korteks-medula sebagai arteri arkuata. Pembuluh arkuata mempercabangkan arteri dan vena interlobular yang lebih kecil. Arteri arkuata berjalan secara radial menuju korteks ginjal dan mencabangkan banyak arteri aferen glomerular di glomeruli.3

Gambar 7. Ginjal daerah korteks di dalam dan medula di luar.3Pembesaran lebih kuat korteks ginjal menampakkan korpuskuum renal secara lebih rinci. Setiap korpuskulum terdiri atas sebuah glomerulus dan sebuah kapsul Bowman. Glomerulus adalah sekumpulan kapiler yang terbentuk dari arteriol aferen dan ditunjang jaringan ikat halus.3Lapisan viseral kapsul glomerular terdiri atas sel epitel yang dimodifikasi, disebut podosit. Sel-sel ini mengikuti kontur glomerulus dengan rapat dan membungkus kapiler-kapilernya. Di kutub (polus) vaskular, epitel viseral membalik membentuk lapisan parietal kapsul glomerular. Ruang di antara lapisan viseral dan parietal adalah rongga kapsul yang akan menjadi lumen tubulus kontortus proksimal di polus urinarius. Di polus urinarius, epitel gepeng lapisan parietal berubah menjadi epitel kuboid tubulus kontortus proksimal.3Terlihat banyak potongan tubuli di sekitar korpuskulum renal. Tubuli ini terutama terdiri atas dua jenis, yaitu kontortus proksimal dan kontortus distal; tubuli ini berturut-turut adalah segmen awal dan akhir nefron. Tubuli kontortus proksimal banyak terdapat di korteks, dan lumen kecil tidak rata, dan dibentuk oleh selapis sel kuboid besar dengan sitoplasma eosinofilik kuat dan bergranul. Terdapat brush border yang berkembang baik, namun tidak selalu ada pada setiap sediaan.3Tubuli kontortus distal jumlahnya lebih sedikit, memiliki lumen besar yang dilapisi sel-sel kuboid lebih kecil. Sitoplasmanya kurang terpulas, tanpa brush border.3Korpuskulum renal dan tubuli terkait membentuk korteks ginjal. Korteks mengelilingi berkas medula yang terdiri atas bagian lurus nefron dan duktus koligentes. Berkas medula terdiri atas tiga jenis tubuli: segmen lurus (descendens) tubuli kontortus proksimal, segmen lurus (ascendens) tubuli kontortus distal, dan duktus koligentes. Segmen lurus tubuli proksimal serupa dengan tubulus kontortus proksimal dan segmen lurus tubuli distal yang serupa dengan tubulus kontortus distal. Duktus koligentes dapat dikenali karena sel-selnya kuboid pucat dan membran basalnya yang jelas terlihat.3Medula hanya mengandung bagian-bagian lurus tubuli dan segmen tipis ansa Henle. Di bagian luar medula terlihat segmen tipis ansa Henle yang dilapisi epitel gepeng, segmen lurus tubuli distal, dan duktus koligentes.3

Gambar 8. Korteks ginjal: aparatus jukstaglomerular.3Pembesaran lebih kuat lagi pada sebagian korteks ginjal memperlihatkan korpuskulum renal, tubuli di dekatnya, dan aparatus jukstaglomerular.3Korpuskulum renal menampakkan kapiler glomerular, epitel parietal dan viseral kapsul bowman, dan ruang kapsular. Brush border yang tampak jelas dan sel asidofilik membedakan tubuli kontortus proksimal dengan tubuli kontortus distal yang selnya lebih kecil dan pucat tanpa brush border. Sel-sel tubulus koligens berbentuk kuboid, dengan batas sel jelas dan sitoplasma pucat bening. Membran basal yang jelas mengelilingi tubuli ini.3Setiap korpuskulum renal memiliki sebuah polus vaskular pada satu sisi yang merupakan tempat arteriol glomerular aferen masuk dan arteriol eferen keluar. Di sisi lain korpuskulum, terdapat polus urinarius tempat ruang kapsular menyatu dengan lumen tubulus kontortus proksimal.3Di polus vaskular, sel-sel otot tunika media arteriol aferen diganti oleh sel-sel epiteloid yang sangat termodifikasi dengan granul sitoplasma. Inilah sel-se; jukstaglomerular. Pada segmen tubulus kontortus distal yang bersebelahan, sel-sel yang berbatasan dengan daerah jukstaglomerular lebih langsing dan tinggi dibanding dengan bagian lain di tubulus. Daerah dengan sel-sel yang lebih padat dan tampak lebih gelap ini disebut makula densa. Sel-sel jukstaglomerular pada arteriol eferen dan sel-sel makula densa pada tubulus kontortus distal bersama-sama membentuk aparatus jukstaglomerular.3

Gambar 9. Medula ginjal: papila.3Papila ginjal mengandung bagian-bagian terminal duktus koligens, yaitu duktus papilaris. Duktus ini berdiameter besar dengan lumen lebar dan dilapisi sel silindris tinggi dan terpulas pucat. Di sini juga terdapat potongan segmen tipis ansa Henle dan segmen lurus tubuli kontortus distal. Jaringan ikat lebih banyak di daerah ini dan duktus koligens tidak begitu berhimpitan.3

Gambar 10. Medula ginjal: papila di dekat kaliks.3

Sejumlah duktus koligens menyatu di medula membentuk tubuli lurus dan besar, disebut duktus papilaris yang bermuara di ujung papila. Banyaknya muara pada permukaan papila memberi gambaran seperti saringan; daerah ini disebut area kribosa. Papila dilapisi epitel berlapis kuboid. Namun di area kribosa, epitel pelapisnya umumnya adalah selapis silindris yang menyatu dengan pelapis duktus papilaris. Tampak segmen-segmen tipis ansa Henle dan segmen lurus asendens tubuli distal.3

Keseimbangan Cairan Diatur GinjalFungsi GinjalGinjal melakukan fungsi-fungsi spesifik berikut, yang sebagian besar membantu mempertahankan stabilitas lingkungan cairan interstisial.41. Mempertahankan keseimbangan H2O di tubuh.2. Mempertahankan osmolaritas cairan tubuh yang sesuai, terutama melalui regulasi keseimbangan H2O. Fungsi ini pentung untuk mencegah fluks-fluks osmotik masuk atau keluar sel, yang masing-masing dapat menyebabkan pembengkakan atau penciutan sel yang merugikan.3. Mengatur jumlah dan konsentrasi sebagian besar ion cairan ekstraseluler, termasuk natrium (Na+), klorida (Cl-), kalium (K+), kalsium (Ca2+), ion hidrogen (H+), bikarbonat (HCO3-), fosfat (PO43-), sulfat (SO42-), dan magnesium (Mg2+). Bahkan fluktuasi kecil konsentrasi sebagian elektrolit ini dalam cairan ekstraseluler dapat berpengaruh besar, 4. Mempertahankan volume plasma yang tepat, yang penting dalam pengaturan jangka panjang tekanan darah arteri. Fungsi ini dilaksanakan melalui peran regulatorik ginjal dalam keseimbangan garam dan H2O.5. Membantu mempertahankan keseimbangan asam-basa tubuh yang tepat dengan menyesuaikan pengeluaran H+ dan HCO3- di urin.6. Mengeluarkan produk-produk akhir metabolisme tubuh, misalnya urea, asam urat, dan kreatinin. Jika dibiarkan menumpuk maka bahan-bahan sisa ini menjadi racunm terutama bagi otak.7. Mengeluarkan banyak senyawa asing, misalnya obat aditif makanan, pestisida, dan bahan eksogen non-nutritif lain yang masuk ke tubuh.8. Menghasilkan eritropoetrin suatu hormon yang merangsang produksi sel darah merah.9. Menghasilkan renin, suatu hormon enzim yang memicu suatu reaksi berantai yang penting dalam penghematan garam oleh ginjal.10. Mengubah vitamin D menjadi bentuk aktifnya.Setiap ginjal terdiri sekitar 1 juta unit fungsional mikroskopik yang dikenal sebagai nefron, yang disatukan oleh jaringan ikat. Nefron adalah unit terkecil yang mampu membentuk urin. Setiap nefron terdiri dari komponen vaskular dan komponen tubular dan keduanya saling berkaitan erat secara struktural dan fungsional.4

Gambar 11. Gambaran singkat fungsi bagian-bagian nefron.5Bagian dominan komponen vaskular nefron adalah glomerulus. Cairan hasil filtrasi glomerulus ini kemudian mengalir melewati komponen tubular nefron, tempat berbagai proses transpor mengubahnya menjadi urin.4Ketika masuk ke ginjal, arteri renalis bercabang-cabang hingga akhirnya membentuk banyak pembuluh halus yang dikenal sebagai arteriol aferen. Setiap nefron mendapat satu arteriol aferen ini. Arteriol aferen mengalirkan darah ke glomerulus. Kapiler-kapiler glomerulus kembali menyatu untuk membentuk arteriol lain, arteriol eferen, yang dilalui oleh darah yang tidak terfiltrasi untuk meninggalkan glomerulus menuju komponen tubular. Arteriol eferen adalah satu-satunya arteriol di tubuh yang mengalirkan darah dari kapiler.4Arteriol eferen segera bercabang-cabang menjadi set kapiler kedua, kapiler peritubulus, yang memasok darah ke jaringan ginjal dan penting dalam pertukaran antara sistem tubulus dan darah sewaktu perubahan cairan filtrasi menjadi urin. Kapiler peritubulus melilit di sekitar sistem tubulus. Kapiler-kapiler peritubulus menyatu membentuk venula yang akhirnya mengalirkan isinya ke vena renalis.4Komponen tubular nefron adalah suatu tabung berongga berisi cairan yang dibentuk oleh satu lapisan sel epitel. Komponen ini dibagi menjadi berbagai segmen berdasarkan perbedaan struktur dan fungsinya. Komponen tubulus berawal dari kapsula Bowman.4Dari kapsula Bowman, cairan yang difiltrasi mengalir ke tubulus proksimal. Segmen berikutnya, ansa Henle membentuk lengkung berbentuk U tajam yang masuk ke dalam medula ginjal. Pars descendens ansa Henle masuk dari korteks ke dalam medula; pars ascendens berjalan balik ke korteks. Sel-sel tubulus dan vaskular di titik ini mengalami spesialisasi untuk membentuk aparatus jukstaglomerulus. Setelah aparatus jusktaglomerulus kembali membentuk kumparan erat menjadi tubulus distal. Tubulus distal mengalirkan isinya ke dalam duktus koligentes, dengan masing-masing duktus menerima cairan dari hingga delapan nefron berbeda.4

Cara Kerja GinjalTiga proses dasar yang terlibat dalam pembentukan urin: filtrasi glomerulus, reabsorbsi tubulus, dan sekresi tubular. Sewaktu darah mengalir melalui glomerulus, 20% plasma bebas protein tersaring melalui kapiler glomerulus ke kapsula bowman, yang dikenal dengan filtrasi. Setelah filtrat melalui tubulus, bahan yang bermanfaat bagi tubuh dikembalikan ke plasma kapiler peritubulus dan disebut reabsorbsi tubulus. Sekresi tubulus adalah pemindahan selektif bahan-bahan dari kapiler peritubulus ke dalam lumen tubulus.4

FiltrasiCairan yang difiltrasi dari glomerulus ke dalam kapsul bowman harus melewati tiga lapisan berikut yang membentuk membran glomerulus: (1) dinding kapiler glomerulus, (2) membran basal, dan (3) lapisan dalam kapsul bowman.4

Gambar 12. Lapisan-lapisan di membran glomerulus.4Dinding kapiler glomerulus terdiri dari satu lapis sel endotel gepeng, Lapisan ini memiliki banyak pori besar yang menyebabkan 100 kali lebih permeabel terhadap H2O dan zat terlarut daripada kapiler di bagian lain tubuh.4Membran basal adalah lapisan gelatinosa aseluler yang terbentuk dari kolagen dan glikoprotein yang tersisip di antara glomerulus dan kapsul bowman. Kolagen menghasilkan kekuatan struktural, dan glikoprotein menghambat filtrasi protein plasma yang kecil. Protein plasma yang lebih besar tidak dapat difiltrasi karena tidak dapat melewati pori kapiler, tetapi pori ini masih dapat melewatkan albumin, protein plasma terkecil. Namun, karena bermuatan negatif maka glikoprotein menolak albumin dan protein plasma lain, yang juga bermuatan negatif. Karena itu, protein plasma hampir tidak terdapat di dalam filtrat, dengan kurang dari 1% molekul albumin berhasil lolos ke dalam kapsul bowman.4Lapisan terakhir membran glomerulus adalah lapisan dalam kapsul bowman. Lapisan ini terdiri dari podosit, sel mirip gurita yang mengelilingi glomerulus. Setiap podosit memiliki banyak foot process memanjang yang saling menjalin dengan foot process sekitar. Celah sempit di antara foot process yang berdampingan (celah filtrasi) membentuk jalur tempat cairan meninggalkan kapiler glomerulus menuju lumen kapsul bowman.4 Untuk melaksanakan filtrasi glomerulus, harus terdapat gaya yang mendorong sebagian dari plasma di glomeulus menembus lubang-lubang di membran glomerulus. Tidak terdapat mekanisme transpor aktif atau pengeluaran energi lokal yang berperan dalam memindahkan cairan dari plasma menembus membran glomerulus menuju kapsul bowman. Filtrasi glomerulus dilakukan oleh gaya-gaya fisik pasif yang serupa dengan yang bekerja di kapiler tempat lain.4Tiga gaya fisik terlibat dalam filtrasi glomerulus: tekanan darah kapiler glomerulus, tekanan osmotik koloid plasma, dan tekanan hidrostatik kapsul bowman.4Tekanan darah kapiler glomerulus adalah tekanan cairan yang ditimbulkan oleh darah di dalam kapiler glomerulus. Tekanan ini pada akhirnya bergantung pada kontraksi jantung dan resistensi terhadap aliran darah yang ditimbulkan oleh arteriol aferen dan eferen. Tekanan darah kapiler glomerulus diperkirakan 55 mmHg (lebih tinggi dari tempat lain). Penyebab lebih tingginya tekanan darah di kapiler glomerulus adalah diameter arteriol aferen lebih besar daripada arteriol eferen. Darah lebih mudah masuk arteriol aferen yang lebar dan keluar di arteriol eferen yang lebih sempit menyebabkan terbendungnya darah di kapiler glomerulus.4Tekanan osmotik koloid plasma ditimbulkan oleh distribusi tak seimbang protein-pritein plasma di kedua sisi membran glomerulus. Karena tidak dapat difiltrasi maka protein plasma terdapat di kapiler glomerulus tetapi tidak di kapsul bowman. Karena itu, konsentrasi H2O lebih tinggi di kapsul bowman daripada kapiler glomerulus. Timbul kecenderungan H2O berpindah melalui osmosis menuruni gradien konsentrasi sendiri dari kapsul bowman ke dalam glomerulus melawan filtrasi glomerulus. Gaya osmotik oposan ini rata-rata 30 mmHg. Tekanan ini lebih tinggi karena H2O yang difiltrasi keluar darah glomerulus jauh lebih banyak sehingga konsentrasi protein plasma lebih tunggu daripada tempat lain.4Tekanan hidrostatik kapsul bowman, tekanan yang ditimbulkan oleh cairan di bagian awal tubulus ini, diperkirakan sekitar 15 mmHg. Tekanan ini, yang cenderung mendorong cairan keluar kapsul bowman, melawan filtrasi cairan dari glomerulus menuju kapsul bowman.4

Gambar 13. Tekanan filtrasi di korpus renalis.5Tiga tekanan yang mempengaruhi filtrasi glomerulus tersebut ditotal, kelebihannya adalah 10 mmHg menuju ke arah filtrasi. Meskipun tekanannya terlihat tidak tinggi, ketika digabung dengan sifat kapiler glomerulus (fenestrated) yang bocor, menyebabkan cairan filtrasi cepat menuju tubulus.6Volume cairan yang difiltrasi menuju kapsula bowman tiap unit waktu disebut LFG (Laju filtrasi glomerulus). Rata-rata LFG adalah 125mL/menit, jumlah yang menakjubkan melihat volume total plasma adalah sekitar 3L. Jika kebanyakan filtrat tidak direabsorbsi selama melewati nefron, kita akan kehilangan plasma dalam waktu hanya 24 menit dari filtrasi.6Karena tekanan filtrasi berlebih menyebabkan filtrasi glomerulus hanyalah disebabkan oleh ketidakseimbangan gaya-gaya fisik yang saling berlawanan antara plasma kapiler glomerulus dan cairan kapsul bowman, maka perubahan di salah satu dari gaya-gayta fisik ini dapat mempengaruhi LFG.4 Jumlah darah yang mengalir ke dalam sebuah glomerulus per menit ditentukan terutama oleh besar tekanan darah arteri sistemik rata-rata dan resistensi yang ditimbulkan oleh arteriol aferen. Jika resistensi arteriol aferen meningkat maka darah yang mengalir ke glomerulus lebih sedikit sehingga LFG berkurang. Sebaliknya bila resistensi arteriol aferen berkurang maka lebih banyak darah mengalir ke dalam glomerulus dan LFG meningkat. Terdapat mekanisme kontrol yang mengatur LFG. Mekanisme itu adalah otoregulasi yang ditujukan untuk mencegah perubahan spontan LFG dan kontrol simpatis ekstrinsik yang ditujukan untuk regulasi jangka panjang tekanan darah arteri.4 Disini yang akan dibahas hanya otoregulasi.Karena tekanan darah arteri adalah gaya utama yang mendorong darah masuk ke dalam glomerulus maka tekanan darah kapiler glomerulus, dan LFG, akan meningkat berbandung lurus dengan tekanan arteri meningkat bila faktor lain tidak berubah. Demikian juga, penurunan tekanan darah arteri akan menyebabkan penurunan LFG. Perubahan darah arteri akan menyebabkan penurunan LFG seperti umumnya dicegah oleh mekanisme regulasi intrinsik yang dilakukan oleh ginjal sendiri, suatu proses yang dikenal sebagai otoregulasi. Ginjal dengan batas-batas tertentu mempertahankan aliran darah ke dalam kapiler glomerulus dengan mengubah-ubah kaliber arteriol aferen sehingga resistensi terhadap aliran melalui pembuluh ini dapat disesuaikan.4Dua mekanisme intrarenal berperan dalam otoregulasi adalah mekanisme miogenik yang berespons terhadap perubahan tekanan di dalam komponen vaskular nefron dan mekanisme umpan balik tubuloglomerulus yang mendeteksi perubahan kadar garam di cairan yang mengalir melalui komponen tubular nefron.4Mekanisme miogenik dari arteriol aferen serupa dengan otoregulasi di sistem arteriol lain. Ketika otot di dinding arteriol teregang karena meningkatnya tekanan darah, channel ion regang terbuka, dan sel otot terdepolarisasi. Depolarisasi membuka pintu ion Ca2+, dan otot dinding pembuluh darah kontraksi. Vasokontriksi menambah tahanan darah yang mengalir, dan kemudian darah yang melalui arteriol berkurang. Pengurangan darah yang mengalir mengurangi tekanan filtrasi di glomerulus.6Jika tekanan darah menurun, tingkat ketonusan kontraksi arteriol menurun, dan arteriol mengalami dilatasi maksimal. Namun, vasodilatasi tidak begitu efektif dalam menangani LFG dalam melakukan vasokonstriksi karena normalnya arteriol aferen hampir mengalami relaksasi. Karenanya, ketika tekanan darah turun di bawah 80 mmHg, LFG menurun. Penurunan ini bisa menyesuaikan dengan adanya rangsangan dari plasma yang sedikit difiltrasi sehingga kemungkinan kelebihan cairan yang dibuang bersama urine menurun. Dengan kata lain penurunan LFG membantu tubuh mempertahankan volume darah.6

Gambar 14. Mekanisme umpan balik tubuloglomerular membantu otoregulasi LFG.6Mekanisme umpan balik tubuloglomerulus adalah kontrol lokal dimana cairan mengalir melalui tubulus mempengaruhi LFG. Konfigurasi nefron yang terpilin-pilin membuat bagian akhir dari ansa henle ascendens untuk melalui antara arteriol aferen dan eferen. Tubulus dan dinding arteriol dimodifikasi di daerah dimana mereka bertemu satu sama lain dan bersama-sama membentuk apparatus juxtaglomerular.6Jika LFG meningkat akibat peningkatan tekanan arteri maka cairan yang difiltrasi dan mengalir melalui tubulus distal lebih besar dari normal. Sebagai respons terhadap peningkatan penyaluran garam ke tubulus distal, sel-sel makula densa mengeluarkan adenosin yang bekerja secara parakrin lokal pada arteriol aferen sekitar untuk menyebabkannya berkontriksi sehingga aliran darah glomerulus berkurang dan LFG kembali ke normal. Dalam keadaan sebaliknya, ketika penyaluran garam ke tubulus distal berkurang karena penurunan spontan LFG akibat penurunan tekanan darah arteri, maka adenosin yang dikeluarkan oleh makula densa juga berkurang. Hal ini menyebabkan vasodilatasi arteriol aferen sehingga aliran darah tubulus meningkat dan LFG kembali normal. Karena itu, melalui mekanisme tubuloglomerular tubulus suatu nefron mampu memantau kadar garam di cairan yang mengalir melaluinya dan mengatur laju filtrasi melalui glomerulusnya sendiri agar cairan di awal tubulus distal dan penyaluran garam konstan.4

ReabsorbsiReabsorbsi tubulus adalah proses yang sangat selektif. Semua konstituen kecuali protein plasma memiliki konsentrasi yang sama di filtrat glomerulus dan di plasma. Pada sebagian kasus, jumlah setiap bahan yang diserap adalah jumlah yang diperlukan untuk mempertahankan komposisi dan volume lingkungan cairan internal yang sesuai. Tubulus memiliki kapasitas reabsorbsi yang besar untuk bahan-bahan yang dibutuhkan oleh tubuh dan kecil atau tidak ada untuk bahan-bahan yang tidak bermanfaat.Karena itu hanya sedikit konstituen plasma yang terfiltrasi dan bermanfaat bagi btubuh terdapat urin karena sebagian besar telah direabsorbsi dan dikembalikan ke darah. Hanya bahan esensial yang berlebihan yang diekskresikan di urin. Untuk konstituen plasma esensial yang diatur ginjal, kapasitas reabsorbsi dapat bervariasi bergantung pada kebutuhan tubuh. Sebaliknya, sebagian produk sisa yang terfiltrasi terdapat di urin. Bahan sisa ini, yang tidak bermanfaat, sama sekali tidak direabsorbsi. Zat-zat ini menetap di tubulus untuk dikeluarkan di urin. Sewaktu H2O dan bahan penting lain direabsorbsi, produk-produk sisa yang tertinggal di cairan tubulus menjadi sangat pekat.4

Gambar 15. Proses reabsorbsi.5Di seluruh panjangnya, dinding tubulas memiliki ketebalan sat sel dan letak dekat dengan kapiler peritubulus yang mengelilinginya. Sel-sel tubulus yang berdekatan tidak berkontak satu sama lain kecuali di tempat mereka disatukan oleh taut erat di tepi-tepi lateral dekat membran luminalnya, yang menghadap ke lumen tubulus. Cairan interstisium terletak di celah antara sel-sel yang berdekatan, serta serta di tubulus dan kapiler. Membran basolateral menghadap cairan interstisium di bagian basal dan tepi lateral sel. Taut erat umumnya menghambat bahan mengalir di antara sel sehingga bagan harus menembus sel untuk meninggalkan lumen tubulus dan masuk ke darah.4Terdapat dua jenis reabsorbsi tubulus yaitu reabsorbsi aktif dan pasif. Pada reabsorbsi pasif, semua tahap dalam transpor transepitel suatu bahan dari lumen tubulus ke plasma bersifat pasif; yaitu tidak ada pengeluaran energi, yang terjadi adalah mengikuti penurunan gradien osmotik. Sebaliknya transpor aktif berlangsung jiika salah satu dari tahap-tahap dalam transpor transepitel suatu bahan memerlukan energi, melawan gradien elektrokimia.4 Reabsorbsi natrium bersifat unik dan kompleks. Dari energi total yang dikeluarkan ginjal, 80% digunakan untuk transpor Na+. Tidak seperti kebanyakan zat terlarut yang terfiltras, Na+ direabsorbsi hampir di sepanjang tubulus, tetapi dengan derajat beda-beda di bagian yang berbeda. Dari Na+ yang difiltrasi, 99.5% secara normal direabsorbsi. Dari Na+ yang direabsorbsi, sekitar 67% direabsorbsi di tubulus proksimal, 25% di ansa henle, dan 8% di tubulus distal dan koligentes. Natrium direabsorbsi di sepanjang tubulus kecuali di pars descendens ansa henle. Reabsorbsi Na+ memiliki peran penting berbeda-beda di masing-masing segmen:41. Reabsorbsi natrium di tubulus proksimal berperan penting dalam reabsorbsi glukosa, asam amino, H2O, Cl-, dan urea.2. Reabsorbsi natrium di pars ascendens ansa henle, bersama dengan reabsorbsi Cl-, berperan penting dalam kemampuan ginjal menghasilkan urin dengan konsentrasi dan volume bervariasi, bergantung pada kebutuhan tubuh untuk menghemat atau mengeluarkan H2O. 3. Reabsorbsi natrium di tubulus distal dan koligentes bervariasi dan berada di bawah kontrol hormon. Reabsorbsi ini berperan kunci dalam mengatur volume cairan ekstraseluler, yang penting dalam kontrol jangka panjang tekanan darah arteri, dan juga berkaitan dengan sekresi K+ dan H+.Di tubulus proksimal dan ansa henle, terjadi reabsorbsi Na+ yang terfiltrasi dengan presentasi tetap berapapun beban Na+. Di bagian distal tubulus, reabsorbsi presentasi kecil Na+ yang terfiltrasi berada di bawah kontrol hormon. Tingkat reabsorbsi terkontrol ini berbanding terbaik dengan tingkat beban Na+ di tubuh. Jika Na+ terlalu banyak maka hanya sedikit dari Na+ yang terkontrol ini direabsorbsi; Na+ ini akan keluar melalu urin sehingga kelebihan Na+ dapat dikeluarkan dari tubuh. Namun, jika terjadi kekurangan Na+ maka sebagian besar dari seluruh Na+ yang terkontrol ini direabsorbsi, menghemat Na+ tubuh yang seharusnya keluar melalui urin.4Beban Na+ di tubuh tercermin dalam volume cairan ekstraseluler. Natrium dan ion Cl penyertanya membentuk lebih dari 90% aktivitas osmotik cairan ekstraseluler. Ketika beban Na+ diatas normal dan karenanya aktivitas osmotik cairan ekstraseluler meningkat maka kelebihan Na+ ion akan menahan tambahan H2O, meningkatkan volume cairan ekstraseluler. Sebaliknya ketika beban Na+ di bawah normal sehingga aktivitas osmotik cairan ekstraseluler berkurang, jumlah H2O yang dapat ditahan di cairan ekstraseluler berkurang. Karena plasma adalah bagian dari cairan ekstraseluler maka hasil terpenting dari perubahan volume cairan ekstraseluler adalah penyamaan perubahan tekanan darah ekspansi atau penurunan volume plasma. Karena itu kontrol jangka panjang tekanan darah arteri akhirnya bergantung pada mekanisme pengatur Na+.4

Gambar 16. Sistem SRAA.4Sistem hormon terpenting yang terlibat dalam regulasi Na+ adalah sistem renin-angiotensin-aldosteron (SRAA). Sel granular aparatus jukstaglomerulus mengeluarkan suatu hormon enzimatik, renin, ke dalam darah sebagai respons terhadap penurunan NaCl / tekanan darah. Fungsi ini adalah tambahan terhadap peran sel makula densa aparatus jukstaglomerulus dalam otoregulasi. Secara spesifik, tiga masukan berikut ke sel granular meningkatkan sekresi renin:41. Sel granular berfungsi baroreseptor internal. Sel ini peka terhadap perubahan tekanan di dalam arteriol aferen. Ketika mendeteksi penurunan tekanan darah sel granular ini mengeluarkan lebih banyak renin.2. Sel makula densa di bagian tubulus aparatus jukstaglomerulus peka terhadap NaCl yang melewatinya melalui lumen tubulus. Sebagai respons terhadap penurunan NaCl, sel makula densa memicu sel granular untuk mengeluarkan lebih banyak renin.3. Sel granular disarafi oleh sistem saraf simpatis. Ketika tekanan darah turun di bawah normal, refleks baroreseptor meningkatkan aktivitas simpatis. Sebagai bagian dari respons refleks ini, peningkatan aktivitas simpatis merangsang sel granular mengeluarkan lebih banyak renin.Sinyal-sinyal yang saling terkait untuk meningkatkan sekresi renin ini semuanya menunjukkan perlunya meningkatkan volume plasma untuk meningkatkan tekanan arteri ke normal dalam jangka panjang. Melalui serangkaian proses kompleks yang melibatkan SRAA, peningkatan sekresi renin menyebabkan peningkatan reabsorbsi Na+ oleh tubulus distal dan koligentes. Klorida selalu secara pasif mengikuti Na+ menuruni gradien listrik yang terbentuk oleh perpindahan aktif Na+. Manfaat akhir dari retensi garam ini adalah bahwa retensi tersebut mendorong retensi H2O secara osmotis, yang membantu memulihkan volume plasma sehingga penting dalam kontrol jangka panjang tekanan darah.4Setelah dikeluarkan ke dalam darah, renin bekerja sebagai enzim untuk mengaktifkan angiotensinogen menjadi angiotensin I. Angiotensinogen adalah suatu protein plasma yang disintesis oleh hati dan selalu terdapat di plasma dalam konsentrasi tinggi. Ketika melewati paru melalui sirkulasi paru, angiotensin I diubah menjadi angiotensin II oleh angiotensin-converting enzyme (ACE), yang banyak terdapat di kapiler paru. Angiotensin II adalah perangsang utama sekresi hormon aldosteron dari korteks adrenal. Korteks adrenal adalah kelenjar endokrin yang menghasilkan beberapa hormon berbeda.Selain merangsang sekresi aldosteron, angiotensin II adalah konstriktor poten arteriol sistemin, secara langsung meningkatkan tekanan darah dengan meningkatkan resistensi perifer total. Selain itu angiotensin II merangsang rasa haus dan merangsang vasopresin (hormon yang meningkatkan retensi H2O oleh ginjal), dimana keduanya ikut berperan dalam menambah volume plasma dan meningkatkan tekanan arteri.4Situasi yang berlawanan terjadi jika beban Na+, volume cairan ekstraseluler dan plasma, tekanan darah arteri diatas normal. Pada keadaan-keadaan ini, sekresi renin terhambat. Dengan demikian, karena angiotensinogen tidak diaktifkan menjadi angiotensin I dan II, maka sekresi aldosteron tidak terangsang. Tanpa aldosteron, tidak terjadi reabsorbsi Na+ yang dependen aldosteron di segmen distal tubulus. Na+ yang tidak direabsorbsi ini kemudian keluar bersama urin. Tanpa aldosteron, pengeluaran terus-menerus sebagian kecil dari Na+ difiltrasi ini dapat dengan cepat mengeluarkan kelebihan Na+ dari tubuh. Meskipun hanya 8% dari Na+ yang bergantung pada aldosteron untuk direabsorbsi, namun pengeluaran sedikit-sedikit ini, yang sering terjadi karena seluruh volume plasma difiltrasi melalui ginjal berkali-kali dalam sehari, dapat menyebabkan pengeluaran Na+ dalam jumlah bermakna.4Sejumlah besar molekul organik penting dari segi nutrisi misalnya glukoosa dan asam amino tersaring setiap hari. Karena bahan-bahan ini seluruhnya secara normal direabsorbsi kembali ke darah oleh mekanisme yang dependen energi dan dependen Na+ di tubulus proksimal maka tidak satupun dari bahan-bahan tersebut yang diekskresikan di urin. Reabsorbsi yang cepat dan mutlak di tubulus ini mencegah hilangnya nutrien-nutrien penting ini dari tubuh.4 Glukosa dan asam amino dipindahkan oleh transpor aktif sekunder. Pada proses ini, pembawa kotranspor khusus yang hanya terdapat di tubulus proksimal secara stimultan memindahkan Na+ dan molekul organik spesifik dari lumen ke dalam sel. Glukosa dan asam amino mendapat tumpangan gratis dengan menggunakan energi yang telah digunakan dalam reabsorbsi Na+. Transport aktif sekunder memerlukan keberadaan Na+ di dalam lumen. Setelah diangkut ke dalam sel tubulus, glukosa dan asam amino akan berdifusi secara pasif menuruni gradien konsentrasi menembus membran basolateral untuk masuk ke dalam plasma, dipermudah oleh pembawa yang tidak memerlukan energi.4Semua bahan yang direabsorbsi secara aktif berikatan dengan pembawa di membran plasma yang memindahkan menembus membran melawan gradien konsentrasi. Setiap pembawa bersifat spesifik untuk jenis bahan yang dapat dipindahkan. Karena jumlah masing-masing tipe pembawa yang ada di sel-sel yang melapisi bagian dalam tubulus terbatas maka terdapat batas atas jumlah bahan tertentu yang secara aktif dipindahkan dari cairan tubulus dalam periode waktu tertentu. Laju reabsorbsi maksimal dicapai ketika semua pembawa yang spesifik untuk suatu bahan jenuh sehingga pembawa-pembawa tersebut tidak lagi dapat menangani penumpang tambahan pada saat itu. Transpor maksimal ini disebut sebagai maksimum tubulus (Tm). Setiap bahan yang jumlahnya melebihi Tm tidak akan direabsorbsi dan lolos ke dalam urin. Kecuali Na+, semua bahan yang direabsorbsi secara aktif memiliki Tm.4Konsentrasi glukosa plasma normal adalah 100 mg glukosa / 100 ml plasma. Karena glukosa terfiltrasi bebas di glomerulus maka bahan ini melewati kapsul bowman dengan konsentrasi sama dengan konsentrasi plasma. Karena itu, terdapat 100 mg glukosa untuk setiap 100 ml plasma yang difiltrasi. Dengan 125 ml plasma yang difiltrasi secara normal setiap menit (LFG = 125 ml/mnt), 125 mg glukosa akan melewati kapsula bowman dengan filtrat ini setiap menit.4 Tm untuk glukosa adalah sekitar 375 mg/mnt. Pada konsentrasi glukosa normal 100 mg/100 ml, 125 mg glukosa yang tersaring per menit dapat cepat direabsorbsi oleh mekanisme pengangkut glukosa karena jumlah yang difiltrasi ini jauh di bawah Tm untuk glukosa. Karena itu, biasanya tidak ada glukosa yang ditemukan di urin. Baru muncul setelah jumlah glukosa yang difiltrasi melebihi Tm. Ketika lebih banyak glukosa terfiltrasi per menit (Tm terlampaui) maka jumlah yang direabsorbsi maksimal dan kelebihan glukosa akan tetap berada dalam filtrat untuk dieksresikan.4

Gambar 17. Penanganan glukosa oleh ginjal sebagai fungsi dari konsentrasi glukosa plasma.5Konsentrasi plasma dimana Tm suatu bahan tercapai dan bahan mulai muncul di urin disebut ambang ginjal. Ambang ginjal untuk glukosa adalah 300mg/ml. Tm rerata 375 mg/mnt, LFG 125 mg/mnt. Diatas Tm, reabsorbsi akan tetap pada laju maksimalnya dan setiap peningkatan lebih lanjut jumlah yang difiltrasi akan menyebabkan peningkatan sebanding jumlah bahan yang diekskresikan. Sebagai contoh, pada konsentrasi glukosa 400 mg/100ml, jumlah glukosa yang terfiltrasi adalah 500mg/mnt, 375 mg/mnt diantaranya dapat direabsorbsi (senilai Tm) dan 125 ml diantaranya akan diekskresikan di urin.4 Dalam kenyataannya, glukosa sering mulai muncul di urin pada konsentrasi glukosa 180mg/100ml atau lebih. Glukosa sering diekskresikan sebelum ambang rerata ginjal sebesar 300mg/100ml tercapai oleh dua sebab. Pertama, tidak semua nefron memiliki Tm yang sama sehingga sebagian nefron mungkin telah melampaui Tm mereka dan mengekskresikan glukosa semetara yang lain belum mencapai Tm. Kedua, efisiensi pembawa kotranspor glukosa mungkin tidak bekerja pada kapasitas maksimalnya pada nilai yang meningkat tetapi kurang dari nilai Tm sebenarnya, sehingga sebagian dari glukosa yang terfiltrasi mungkin gagal direabsorbsi dan tumpah ke dalam urin meskipun ambang rerata ginjal belum tercapai.4 Ion klorida yang bermuatan negatif direabsorbsi secara pasif menuruni gradien listrik yang tercipta oleh reabsorbsi aktif ion natrium yang bermuatan positif. Umumnya ion klorida mengalir di antara, bukan menembus, sel tubulus. Jumlah Cl- yang direabsorbsi ditentukan oleh laju reabsorbsi aktif Na+ dan tidak dikontrol langsung oleh ginjal.4Air direabsorbsi secara pasif di seluruh panjang tubulus karena H2O secara osmotis mengikuti Na+ yang direabsorbsi secara aktif. Dari H2O yang terfiltrasi, 65% direabsorbsi secara pasif pada akhir tubulus proksimal. Sebanyak 15% dari H2O yang difiltrasi direabsorbsi di ansa henle. Total 80% H2O yang difiltrasi ini direabsorbsi di tubulus proksimal dan ansa henle berapapun jumlah H2O di tubuh dan tidak berada di bawah kontrol. Sisa 20%nya direabsorbsi dalam jumlah bervariasi di tubulus distal bergantung pada status hidrasi tubuh.4 Urea tidak secara langsung berkaitan dengan reabsorbsi aktif Na+. Urea adalah produk sisa dari pemecahan protein. Reabsorbsi H2O yang berlangsung secara osmotis di tubulus proksimal sekunder terhadap reabsorbsi aktif Na+ menghasilkan gradien konsentrasi untuk mendorong reabsorbsi pasif bahan sisa ini. Bahan-bahan yang telah terfiltrasi tetapi belum direabsorbsi menjadi semakin pekat di dalam cairan tubulus karena H2O direabsorbsi sementara mereka tertinggal. Urea adalah salah satu bahan tersebut. Konsentrasi urea sewaktu difiltrasi di glomerulus identik dengan konsentrasi di plasma yang masuk kapiler peritubulus. Namun, jumlah urea yang ada dalam 125ml cairan yang difiltrasi di awal tubulus proksimal terkonsentrasi hingga tiga kali lipat dalam 44 ml cairan yang tersisa di sekitar. Karena itu, terbentuk gradien konsentrasi untuk urea secara pasif menyebabkan urea berdifusi dari lumen tubulus ke dalam plasma kapiler peritubulus. Karena dinding tubulus proksimal hanya agak permeabel terhadap urea, maka hanya seitar 50% dari urea yang terfiltrasi direabsorbsi secara pasif melalui cara ini.4Produk-produk sisa lain yang difiltrasi (fenol dan kreatinin) juga terkonsentrasi di dalam cairan tubulus sewaktu H2O meninggalkan filtrat untuk masuk ke plasma, tetapi bahan-bahan ini tidak direabsorbsi seperti urea. Molekul urea, karena merupakan bahan sisa yang terkecil, adalah satu-satunya zat sisa yang secara pasif direabsorbsi melaui efek pemekatan ini. Meskipun juga terkonsentrasi di cairan tubulis, bahan-bahan sisa lainnya tidak dapat meninggalkan lumen menuruni gradien konsentrasinya untuk secara pasif direabsorbsi karena bahan-bahan tersebut tidak dapat menembus dinding tubulus. Karena itu, produk-produk sisa ini umumnya tetap berada di tubulus dan diekskresikan di urin dalam konsentrasi tinggi. Ekskresi zat sisa metabolik ini tidak berada di bawah kontrol fisiologik.4

SekresiSeperti reabsorbsi tubulus, sekresi tubulus melibatkan transpor transepitel, tetapi langkah-langkahnya dibalik. Dengan menyediakan rute pemasukan kedua ke dalam tubulus untuk bahan-bahan tertentu, sekresi tubulus, pemindahan diskret bahan dari kapiler peritubulus ke dalam lumen tubulus, menjadi mekanisme pelengkap yang meningkatkan eliminasi bahan-bahan ini dari tubuh. Setiap bahan yang masuk ke cairan tubulus baik melalui filtrasi glomerulus maupun sekresi tubulus, akan dieliminasi dalam urin.4Sekresi H+ ginjal sangat penting dalam mengatur keseimbangan asam-basa di tubuh. Ion hidrogen yang disekresikan ke dalam cairan tubulus dieliminasi dari tubuh melalui urin. Ion hidrogen dapat disekresikan oleh tubulus proksimal, distal, atau koligentes, dengan tingkat sekresi H+ bergantung pada keasaman cairan tubuh. Ketika cairan tubuh terlalu asam maka sekresi H+ meningkat. Sebaliknya, sekresi H+ berkurang jika konsentrasi H+ di cairan tubuh terlalu rendah.4Ion kalium secara selekif berpindah dalam arah berlawanan di berbagai bagian tubulus; ion ini secara aktif direabsorbsi di tubulus proksimal dan secara aktif disekresikan di tubulus distal dan koligentes. Di awal tubulus ion kalium direabsorbsi secara konstan dan tanpa dikendalikan, sementara sekresi K+ di bagian distal tubulus bervariasi dan berada di bawah kontrol. Karena K+ difiltrasi hampir seluruhnya direabsorbsi di tubulus proksimal maka sebagain besar K+ di urin berasal dari sekresi terkontrol K+ di bagian distal nefron dan bukan dari filtrasi.4 Selama deplesi K+, sekresi K+ di bagian distal nefron berkurang sampai minimum sehingga hanya sebagian kecil dari K+ yang terfiltrasi yang lolos dari reabsorbsi di tubulus proksimal akan diekskresikan di urin. Dengan cara ini, K+ yang seharusnya keluar di urin ditahan tubuh. Sebaliknya ketika kadar K+ plasma meningkat, sekresi K+ disesuaikan sehingga terjadi penambahan K+ ke filtrat untuk mengurangi konsentrasi K+ plasma ke normal. Karena itu, sekresi K+ yang berubah-ubah di bawah kontrol untuk mengatur tingkat ekskresi K+ dan memelihara konsentrasi K+ sesuai kebutuhan.4

Gambar 18. Sekresi ion kalium.5Sekresi ion kalium di tubulus distal dan koligentes digabungkan dengan reabsorbsi Na+ oleh pompa Na+-K+ basolateral dependen energi. Pompa ini tidak hanya memindahkan Na+ keluar sel menuju ruang lateral tetapi juga memindahkan K+ dari ruang lateral ke dalam sel tubulus. Konsentrasi K+ intrasel yang menungkat mendorong pemindahan kelebihan K+ dari sel ke dalam lumen tubulus. Perpindahan menembus membran luminal berlangsung secara pasif melalui sejumlah besar saluran K+ di membran ini di tubulus distal dan koligentes. Dengan menjaga konsentrasi K+ cairan interstisium rendah, pompa basolateral mendorong perpindahan pasif K+ keluar plasma kapiler peritubulus menjuju cairan interstisium. Ion kalium yang meninggalkan plasma dengan cara ini kemudian dipompa ke dalam sel, dari sini ion tersebut secara pasif berpindah ke dalam lumen. Dengan cara ini, pompa basolateral secara aktif menginduksi sekresi kelebihan K+ dari plasma kapiler peritubulus ke dalam lumen tubulus di bagian distal nefron.4Karena sekresi K+ dikaitkan dengan reabsorbsi Na+ oleh pompa Na+-K+, K+ tidak disekresikan di sepanjang segmen tubulus yang melakukan reabsorbsi Na+. Di tubulus distal dan koligentes, saluran K+ terkonsentrasi pada membran luminal, menyediakan rute bagi K+ yang dipompa ke dalam sel untuk disekresikan. Di segmen tubulus lainnya, saluran K+ terutama letaknya di membran basolateral. Akibatnya, K+ yang dipompa ke dalam sel dari ruang lateral oleh pompa Na+-K+ mengalir balik ke ruang lateral melalui saluran-saluran ini. Daur ulang K+ ini memungkinkan pompa Na+-K+ terus-menerus melakukan reabsorbsi Na+ tanpa efek lokal kelebihan pada K+.4Beberapa faktor dapat mengubah laju sekresi K+. Dengan yang terpenting adalah aldosteron. Hormon ini merangsang sekresi K+ oleh sel tubulus di akhir nefron sekaligus meningkatkan reabsorbsi Na+ oleh sel-sel ini. Peningkatan konsentrasi K+ plasma secara langsung merangsang korteks adrenal untuk meningkatkan pengeluaran aldosteronnya, yang pada gilirannya mendorong sekresi dan akhirnya ekskresi kelebihan K+ di urin. Sebaliknya, penurunan konsentrasi K+ plasma menyebabkan penurunan sekresi aldosteron dan penurunan sekresi K+ ginjal yang dirangsang oleh aldosteron.4Faktor lain yang dapat secara tidak sengaja mengubah tingkat sekresi K+ adalah status asam-basa tubuh. Pompa basolateral di bagian distal nefron dapat mensekresikan K+ atau H+ untuk dipertukarkan dengan Na+ yang direabsorbsi. Peningkatan laju sekresi K+ atau H+ disertai oleh penurunan laju sekresi ion yang lain. Dalam keadaan normal, ginjal cenderung mensekresikan K+ tetapi jika cairan tubuh terlalu asam dan sekresi H+ ditingkatkan sebagai tindakan kompensasi, maka sekresi K+ berkurang. Penurunan sekresi ini menyebabkan retensi K+ yang tidak sesuai di cairan tubuh.4

PenutupGinjal sebagai salah satu organ pengatur regulasi homeostatis dalam tubuh memiliki tugas yang vital. Selain pengatur regulasi air, ginjal juga bertugas mengeluarkan zat-zat sisa ke dalam urin, melepaskan hormon, serta melakukan metabolisme zat-zat tertentu. Urin yang dihasilkan berasal dari filtrasi plasma darah yang dilakukan dengan bantuan sekresi dan reabsorpsi. Dengan ini ginjal dapat memastikan cairan tubuh tetap seimbang, dan tidak ada zat yang dibutuhkan tubuh akan terbuang maupun zat berbahaya yang tertinggal dalam darah. Dalam mereabsorpsi terutama, ginjal dibantu oleh hormon-hormon yang mengatur permeabilitas dinding tubuli ginjal. Bila terjadi ketidak seimbangan cairan, maka ginjal akan mengatur sedemikian rupa hingga keadaan tubuh tidak akan memburuk. Salah satunya pada keadaan dehidrasi akibat muntaber, maka ginjal akan mengatur pengeluaran air dari tubuh, sehingga air yang dikeluarkan akan dikurangi. Namun pada beberapa kasus, dapat ditemukan permasalahan berupa muculnya batu ginjal. Batu ini merupakan massa keras seperti batu yang dapat terbentuk disepanjang saluran kemih dan dapat menyumbat dan menyebabkan rasa sakit pada perut.

Daftar Pustaka1. Snell RS. Anatomi klinik untuk mahasiswa kedokteran. Jakarta: EGC; 2006.h.250-4.2. Faiz O, Moffat D. At a glance anatomi. Jakarta: Penerbit Erlangga; 2004.h.44.3. Eroschenko VP. Atlas histologi di fiore dengan korelasi fungsional. Edisi ke-9. Jakarta: EGC; 2003.h.248-55.4. Sherwood L. Fisiologi manusia dari sel ke sistem. Edisi ke-6. Jakarta: EGC; 2011.h.553-80.5. Sherwood L. Human physiology from cell to system. Seventh Editon. Belmont: Brooks/Cole; 2010.h.514, 525, 531.6. Silverthorn DU, Johnso BR, Ober WC, Garrison CW, Silverthorn AC. Human physiology. Fifth Edition. San Fransisco: Pearson; 2010.p.631-4.25