FISIOLOGI SISTEM EKSKRESI

FISIOLOGI SISTEM EKSKRESI

1

Proses Pengeluaran Berdasarkan zat yang dibuang, proses pengeluaran pada manusia dibedakan menjadi:  Defekasi: pengeluaran zat sisa hasil pencernaan (feses)  Ekskresi: pengeluaran zat sisa hasil metabolisme (CO2, keringat dan urine)  Sekresi: pengeluaran getah yang masih berguna bagi tubuh (enzim dan hormon) 2

Sistem Ekskresi Adalah sistem pengeluaran zat-zat sisa metabolisme yang tidak berguna bagi tubuh dari dalam tubuh, seperti:  Menghembuskan gas CO2 ketika kita bernafas  Berkeringat  Buang air kecil (urine) 

3



Alat Ekskresi manusia terdiri atas:

Ginjal 2. Kulit 3. Hati 4. Paru-paru 1.

4

ALAT-ALAT EKSKRESI

5

GINJAL 

A. Struktur Ginjal

6

Functions of the Urinary System The urinary system produces urine and conducts it to outside the body. As the kidneys produce urine, they carry out four functions: 1. excretion of metabolic wastes, 2. maintenance of water-salt balance, 3. maintenance of acid-base balance, 4. and secretion of hormones.

7

Excretion of Metabolic Wastes The kidneys excrete metabolic wastes, notably nitrogenous wastes. Urea is the primary nitrogenous end product of metabolism in human beings, but humans also excrete some ammonium, creatinine, and uric acid. Urea is a by-product of amino acid metabolism. The breakdown of amino acids in the liver releases ammonia, which the liver combines with carbon dioxide to produce urea. Ammonia is very toxic to cells, but urea is much less toxic. Because it is less toxic, less water is required to excrete urea. Creatine phosphate is a high-energy phosphate reserve molecule in muscles. The metabolic breakdown of creatine phosphate results in creatinine. The breakdown of nucleotides, such as those containing adenine and thymine, produces uric acid. Uric acid is rather insoluble. If too much uric acid is present in blood, crystals form and precipitate out. Crystals of uric acid sometimes collect in the joints, producing a painful ailment called gout.

8

Maintenance of Water-Salt Balance A principal function of the kidneys is to maintain the appropriate water-salt balance of the blood. As we shall see, blood volume is intimately associated with the salt balance of the body. Salts, such as NaCl, have the ability to cause osmosis, the diffusion of water—in this case, into the blood. The more salts there are in the blood, the greater the blood volume and the greater the blood pressure. In this way, the kidneys are involved in regulating blood pressure. The kidneys also maintain the appropriate level of other ions (electrolytes), such as potassium ions (K), bicarbonate ions (HCO3), and calcium ions (Ca2), in the blood.

9

Maintenance of Acid-Base Balance The kidneys regulate the acid-base balance of the blood. In order for a person to remain healthy, the blood pH should be just about 7.4. The kidneys monitor and control blood pH, mainly by excreting hydrogen ions (H) and reabsorbing the bicarbonate ions (HCO3) as needed to keep blood pH at about 7.4. Urine usually has a pH of 6 or lower because our diet often contains acidic foods.

Secretion of Hormones The kidneys assist the endocrine system in hormone secretion. The kidneys release renin, a substance that leads to the secretion of the hormone aldosterone from the adrenal cortex, the outer portion of the adrenal glands, which lie atop the kidneys. Aldosterone promotes the reabsorption of sodium ions (Na) by the kidneys. Whenever the oxygen-carrying capacity of the blood is reduced, the kidneys secrete the hormone erythropoietin, which stimulates red blood cell production. The kidneys also help activate vitamin D from the skin. Vitamin D is the precursor of the hormone calcitriol, which promotes calcium (Ca2) absorption from the digestive tract. 10

Juxtaglomerular apparatus. This drawing shows that the afferent arteriole and the distal convoluted tubule usually lie next to each other. The juxtaglomerular apparatus occurs where they touch. The juxtaglomerular apparatus secretes renin, a substance that leads to the release of aldosterone by the adrenal cortex. Reabsorption of sodium ions followed by water then occurs. Therefore, blood volume and blood pressure increase. 11

Aldosterone Hormones control the reabsorption of sodium at the distal convoluted tubule. Aldosterone, a hormone secreted by the adrenal cortex, promotes the excretion of potassium ions (K) and the reabsorption of sodium ions (Na). The release of aldosterone is set in motion by the kidneys themselves. The juxtaglomerular apparatus is a region of contact between the afferent arteriole and the distal convoluted tubule. When blood volume, and therefore blood pressure, is not sufficient to promote glomerular filtration, the juxtaglomerular apparatus secretes renin. Renin is an enzyme that changes angiotensinogen (a large plasma protein produced by the liver) into angiotensin I. Later, angiotensin I is converted to angiotensin II, a powerful vasoconstrictor that also stimulates the adrenal cortex to release aldosterone. The reabsorption of sodium ions is followed by the reabsorption of water. Therefore, blood volume and blood pressure increase.

Atrial natriuretic hormone (ANH) ANH is a hormone secreted by the atria of the heart when cardiac cells are stretched due to increased blood volume. ANH inhibits the secretion of renin by the juxtaglomerular apparatus and the secretion of aldosterone by the adrenal cortex. Its effect, therefore, is to promote the excretion of Na, called natriuresis. When Na is excreted, so is water, and therefore blood volume and blood pressure decrease.

12

STRUKTUR GINJAL

BENTUK GINJAL SEPERTI KACANG MERAH, JUMLAHNYA SEPASANG DAN TERLETAK DI DORSAL KIRI DAN KANAN TULANG BELAKANG DI DAERAH PINGGANG. BERAT GINJAL DIPERKIRAKAN 0,5% DARI BERAT BADAN, DAN PANJANGNYA ± 10 CM. SETIAP MENIT 20-25% DARAH DIPOMPA OLEH JANTUNG YANG MENGALIR MENUJU GINJAL GINJAL TERDIRI DARI TIGA BAGIAN UTAMA YAITU: A. KORTEKS (BAGIAN LUAR) B. MEDULLA (SUMSUM GINJAL) C. PELVIS RENALIS (RONGGA GINJAL).

13

BAGIAN KORTEKS GINJAL MENGANDUNG BANYAK SEKALI

NEFRON ± 100 JUTA SEHINGGA PERMUKAAN KAPILER GINJAL MENJADI LUAS, AKIBATNYA PEREMBESAN ZAT BUANGAN MENJADI BANYAK. SETIAP NEFRON TERDIRI ATAS BADAN MALPHIGI DAN TUBULUS (SALURAN) YANG PANJANG. PADA BADAN MALPHIGI TERDAPAT KAPSUL BOWMAN YANG BENTUKNYA SEPERTI MANGKUK ATAU PIALA YANG BERUPA SELAPUT SEL PIPIH. KAPSUL BOWMAN MEMBUNGKUS GLOMERULUS. GLOMERULUS BERBENTUK JALINAN KAPILER ARTERIAL. TUBULUS PADA BADAN MALPHIGI ADALAH TUBULUS PROKSIMAL YANG BERGULUNG DEKAT KAPSUL BOWMAN YANG PADA DINDING SEL TERDAPAT BANYAK SEKALI MITOKONDRIA. TUBULUS YANG KEDUA ADALAH TUBULUS DISTAL. 14

PADA RONGGA GINJAL BERMUARA PEMBULUH PENGUMPUL.  RONGGA GINJAL DIHUBUNGKAN OLEH URETER (BERUPA SALURAN) KE KANDUNG KENCING (VESIKA URINARIA) YANG BERFUNGSI SEBAGAI TEMPAT PENAMPUNGAN SEMENTARA URIN SEBELUM KELUAR TUBUH.  DARI KANDUNG KENCING MENUJU LUAR TUBUH URIN MELEWATI SALURAN YANG DISEBUT URETRA. 

15

STRUKTUR GINJAL

16

ANATOMI GINJAL

17

18

19

1. Glomerular Filtration Glomerular filtration occurs when whole blood enters the afferent arteriole and the glomerulus. Due to glomerular blood pressure, water and small molecules move from the glomerulus to the inside of the glomerular capsule. This is a filtration process because large molecules and formed elements are unable to pass through the capillary wall. In effect, then, blood in the glomerulus has two portions: the filterable components and the nonfilterable components: Filterable Blood Components Water Nitrogenous wastes Nutrients Salts (ions)

Nonfilterable Blood Components Formed elements (blood cells and platelets) Plasma proteins

The glomerular filtrate contains small dissolved molecules in approximately the same concentration as plasma. Small molecules that escape being filtered and the nonfilterable components leave the glomerulus by way of the efferent arteriole. Nephrons in the kidneys filter 180 liters of water per day, along with a considerable amount of small molecules (such as glucose) and ions (such as sodium). If the composition of urine were the same as that of the glomerular filtrate, the body would continually lose water, salts, and nutrients. Therefore, we can conclude that the composition of the filtrate must be altered as this fluid passes through the remainder of the tubule.

20

2. Tubular Reabsorption Tubular reabsorption occurs as molecules and ions are both passively and actively reabsorbed from the nephron into the blood of the peritubular capillary network. The osmolarity of the blood is maintained by the presence of both plasma proteins and salt. When sodium ions (Na) are actively reabsorbed, chloride ions (Cl) follow passively. The reabsorption of salt (NaCl) increases the osmolarity of the blood compared to the filtrate, and therefore water moves passively from the tubule into the blood. About 67% of Na is reabsorbed at the proximal convoluted tubule. Nutrients such as glucose and amino acids also return to the blood at the proximal convoluted tubule. This is a selective process because only molecules recognized by carrier molecules are actively reabsorbed. Glucose is an example of a molecule that ordinarily is completely reabsorbed because there is a plentiful supply of carrier molecules for it. However, every substance has a maximum rate of transport, and after all its carriers are in use, any excess in the filtrate will appear in the urine. For example, as reabsorbed levels of glucose approach 1.8–2 mg/ml plasma, the rest appears in the urine. In diabetes mellitus, excess glucose occurs in the blood, and then in the filtrate, and then in the urine, because the liver and muscles have failed to store glucose as glycogen, and the kidneys cannot reabsorb all of it. The presence of glucose in the filtrate increases its osmolarity compared to that of the blood, and therefore less water is reabsorbed into the peritubular capillary network. The frequent urination and increased thirst experienced by untreated diabetics are due to the fact that water is not being reabsorbed.

21

We have seen that the filtrate that enters the proximal convoluted tubule is divided into two portions: components that are reabsorbed from the tubule into the blood, and components that are not reabsorbed and continue to pass through the nephron to be further processed into urine: Reabsorbed Filtrate Components Most water Nutrients Required salts (ions)

Nonreabsorbed Filtrate Components Some water Much nitrogenous waste Excess salts (ions)

The substances that are not reabsorbed become the tubular fluid, which enters the loop of the nephron.

22

3. Tubular Secretion

Tubular secretion is a second way by which substances are removed from blood and added to the tubular fluid. Hydrogen ions, potassium ions, creatinine, and drugs such as penicillin are some of the substances that are moved by active transport from the blood into the distal convoluted tubule. In the end, urine contains (1) substances that have undergone glomerular filtration but have not been reabsorbed, and (2) substances that have undergone tubular secretion.

23

B. PROSES-PROSES DI DALAM GINJAL DI DALAM GINJAL TERJADI RANGKAIAN PROS FILTRASI, REABSORBSI, DAN AUGMENTASI.

1. PENYARINGAN (FILTRASI)  FILTRASI TERJADI PADA KAPILER GLOMERULUS PADA KAPSUL BOWMAN.  PADA GLOMERULUS TERDAPAT SEL-SEL ENDOTELIUM KAPILER YANG BERPORI (PODOSIT) SEHINGGA MEMPERMUDAH PROSES PENYARINGAN.  BEBERAPA FAKTOR YANG MEMPERMUDAH PROSES PENYARINGAN ADALAH TEKANAN HIDROLIK DAN PERMEABILITIAS YANG TINGGI PADA GLOMERULUS.  SELAIN PENYARINGAN, DI GLOMELURUS TERJADI PULA PENGIKATAN KEMBALI SEL-SEL DARAH, KEPING DARAH, DAN SEBAGIAN BESAR PROTEIN PLASMA.  BAHAN-BAHAN KECIL TERLARUT DALAM PLASMA, SEPERTI GLUKOSA, ASAM AMINO, NATRIUM, KALIUM, KLORIDA, BIKARBONAT, GARAM LAIN, DAN UREA MELEWATI SARINGAN DAN MENJADI BAGIAN DARI ENDAPAN. 24

HASIL PENYARINGAN DI GLOMERULUS BERUPA FILTRAT GLOMERULUS (URIN PRIMER) YANG KOMPOSISINYA SERUPA DENGAN DARAH TETAPI TIDAK MENGANDUNG PROTEIN.  PADA FILTRAT GLOMERULUS MASIH DAPAT DITEMUKAN ASAM AMINO, GLUKOSA, NATRIUM, KALIUM, DAN GARAMGARAM LAINNYA. 

2. PENYERAPAN KEMBALI (REABSORBSI) 

VOLUME URIN MANUSIA HANYA 1% DARI FILTRAT GLOMERULUS.



OLEH KARENA ITU, 99% FILTRAT GLOMERULUS AKAN DIREABSORBSI SECARA AKTIF PADA TUBULUS KONTORTUS PROKSIMAL DAN TERJADI PENAMBAHAN ZAT-ZAT SISA SERTA UREA PADA TUBULUS KONTORTUS DISTAL. 25

      



SUBSTANSI YANG MASIH BERGUNA SEPERTI GLUKOSA DAN ASAM AMINO DIKEMBALIKAN KE DARAH. SISA SAMPAH KELEBIHAN GARAM, DAN BAHAN LAIN PADA FILTRAT DIKELUARKAN DALAM URIN. TIAP HARI TABUNG GINJAL MEREABSORBSI LEBIH DARI 178 LITER AIR, 1200 G GARAM, DAN 150 G GLUKOSA. SEBAGIAN BESAR DARI ZAT-ZAT INI DIREABSORBSI BEBERAPA KALI. SETELAH TERJADI REABSORBSI MAKA TUBULUS AKAN MENGHASILKAN URIN SEKU NDER YANG KOMPOSISINYA SANGAT BERBEDA DENGAN URIN PRIMER. PADA URIN SEKUNDER, ZAT-ZAT YANG MASIH DIPERLUKAN TIDAK AKAN DITEMUKAN LAGI. SEBALIKNYA, KONSENTRASI ZAT-ZAT SISA METABOLISME YANG BERSIFAT RACUN BERTAMBAH, MISALNYA UREUM DARI 0,03, DALAM URIN PRIMER DAPAT MENCAPAI 2% DALAM URIN SEKUNDER. MERESAPNYA ZAT PADA TUBULUS INI MELALUI DUA CARA. GULA DAN ASAM MINO MERESAP MELALUI PERISTIWA DIFUSI, SEDANGKAN AIR MELALUI PERISTIWA OSMOSIS. REABSORBSI AIR TERJADI PADA TUBULUS PROKSIMAL DAN TUBULUS DISTAL. 26

3. AUGMENTASI  AUGMENTASI ADALAH PROSES PENAMBAHAN ZAT SISA DAN UREA YANG MULAI TERJADI DI TUBULUS KONTORTUS DISTAL.  KOMPOSISI URIN YANG DIKELUARKAN LEWAT URETER ADALAH 96% AIR, 1,5% GARAM, 2,5% UREA, DAN SISA SUBSTANSI LAIN, MISALNYA PIGMEN EMPEDU YANG BERFUNGSI MEMBERI WARNA DAN BAU PADA URIN.

27

HAL-HAL YANG MEMPENGARUHI PRODUKSI URIN HORMON ANTI DIURETIK (ADH) YANG DIHASILKAN OLEH

KELENJAR HIPOFISIS POSTERIOR AKAN MEMPENGARUHI PENYERAPAN AIR PADA BAGIAN TUBULUS DISTAL KARENA MENINGKATKAN PERMEABILITIAS SEL TERHADAP AIR. JIKA HORMON ADH RENDAH MAKA PENYERAPAN AIR BERKURANG SEHINGGA URIN MENJADI BANYAK DAN ENCER.  SEBALIKNYA, JIKA HORMON ADH BANYAK, PENYERAPAN AIR BANYAK SEHINGGA URIN SEDIKIT DAN PEKAT. KEHILANGAN KEMAMPUAN MENSEKRESI ADH MENYEBABKAN PENYAKTI DIABETES INSIPIDUS. PENDERITANYA AKAN MENGHASILKAN URIN YANG SANGAT ENCER.

28

Antidiuretic Hormone (ADH) ADH released by the posterior lobe of the pituitary plays a role in water reabsorption at the collecting duct. In order to understand the action of this hormone, consider its name. Diuresis means flow of urine, and antidiuresis means against a flow of urine. When ADH is present, more water is reabsorbed (blood volume and pressure rise), and a decreased amount of urine results. In practical terms, if an individual does not drink much water on a certain day, the posterior lobe of the pituitary releases ADH, causing more water to be reabsorbed and less urine to form. On the other hand, if an individual drinks a large amount of water and does not perspire much, ADH is not released. In that case, more water is excreted, and more urine forms.

29

SELAIN ADH, BANYAK SEDIKITNYA URIN DIPENGARUHI PULA OLEH FAKTOR-FAKTOR BERIKUT : A. JUMLAH AIR YANG DIMINUM AKIBAT BANYAKNYA AIR YANG DIMINUM, AKAN MENURUNKAN KONSENTRASI PROTEIN YANG DAPAT MENYEBABKAN TEKANAN KOLOID PROTEIN MENURUN SEHINGGA TEKANAN FILTRASI KURANG EFEKTIF. HASILNYA, URIN YANG DIPRODUKSI BANYAK. 

B. SARAF RANGSANGAN PADA SARAF GINJAL AKAN MENYEBABKAN PENYEMPITAN DUKTUS AFEREN SEHINGGA ALIRAN DARAH KE GLOMERULUS BERKURANG. AKIBATNYA, FILTRASI KURANG EFEKTIF KARENA TEKANAN DARAH MENURUN. 

C. BANYAK SEDIKITNYA HORMON INSULIN APABILA HORMON INSULIN KURANG (PENDERITA DIABETES MELITUS), KADAR GULA DALAM DARAH AKAN DIKELUARKAN LEWAT TUBULUS DISTAL. KELEBIHAN KADAR GULA DALAM TUBULUS DISTAL MENGGANGGU PROSES PENYERAPAN AIR, SEHINGGA ORANG AKAN SERING MENGELUARKAN URIN. 

30

2. PARU-PARU (PULMO)  





FUNGSI UTAMA PARU-PARU ADALAH SEBAGAI ALAT PERNAPASAN. AKAN TETAPI, KARMA MENGEKSKRESIKAN ZAT SISA METABOLISME MAKA DIBAHAS PULA DALAM SISTEM EKSKRESI. KARBON DIOKSIDA DAN AIR HASIH METABOLISME DI JARINGAN DIANGKUT OLEH DARAH LEWAT VENA UNTUK DIBAWA KE JANTUNG, DAN DARI JANTUNG AKAN DIPOMPAKAN KE PARU-PARU UNTUK BERDIFUSI DI ALVEOLUS. SELANJUTNYA, H2O DAN CO2 DAPAT BERDIFUSI ATAU DAPAT DIEKSRESIKAN DI ALVEOLUS PARU-PARU KARENA PADA ALVEOLUS BERMUARA BANYAK KAPILER YANG MEMPUNYAI SELAPUT TIPIS. KARBON DIOKSIDA DARI JARINGAN SEBAGIAN BESAR (75%) DIANGKUT OLEH PLASMA DARAH DALAM BENTUK SENYAWA HC03, SEDANGKAN SEKITAR 25% LAGI DIIKAT OLEH HB YANG MEMBENTUK KARBOKSI HEMOGLOBIN (HBC02). 31

3. HATI (HEPAR) HATI DISEBUT JUGA SEBAGAI ALAT EKSKRESI DI SAMPING BERFUNGSI SEBAGAI KELENJAR DALAM SISTEM PENCERNAAN. HATI MENJADI BAGIAN DARI SISTEM EKSKRESI KARMA MENGHASILKAN EMPEDU.  HATI JUGA BERFUNGSI MEROMBAK HEMOGLOBIN MENJADI BILIRUBIN DAP BILIVERDIN, DAN SETELAH MENGALAMI OKSIDASI AKAN BERUBAH JADI UROBILIN YANG MEMBERI WARNA PADA FESES MENJADI KEKUNINGAN.  DEMIKIAN JUGA KREATININ HASIH PEMECAHAN PROTEIN, PEMBUANGANNYA DIATUR OLEH HATI KEMUDIAN DIANGKUT OLEH DARAH KE GINJAL.  JIKA SALURAN EMPEDU TERSUMBAT KARENA ADANYA ENDAPAN KOLESTEROL MAKA CAIRAN EMPEDU AKAN MASUK DALAM SISTEM PEREDARAN DARAH SEHINGGA CAIRAN DARAH MENJADI LEBIH KUNING.  PENDERITANYA DISEBUT MENGALAMI SAKIT KUNING. 

32

4. KULIT (CUTIS) 



KULIT BERFUNGSI SEBAGAI ORGAN EKSKRESI KARNA MENGANDUNG KELENJAR KERINGAT (GLANDULA SUDORIFERA) YANG MENGELUARKAN 5% SAMPAI 10% DARI SELURUH SISA METABOLISME. PUSAT PENGATUR SUHU PADA SUSUNAN SARAF PUSAT AKAN MENGATUR AKTIFITAS KELENJAR KERINGAT DALAM MENGELUARKAN KERINGAT.



KERINGAT MENGANDUNG AIR, LARUTAN GARAM, DAN UREA. PENGELUARAN KERINGAT YANG BERLEBIHAN BAGI PEKERJA BERAT MENIMBULKAN HILANG MELANOSITNYA GARAM-GARAM MINERAL SEHINGGA DAPAT MENYEBABKAN KEJANG OTOT DAN PINGSAN.



SELAIN BERFUNGSI MENGEKSKRESIKAN KERINGAT, KULIT JUGA BERFUNGSI SEBAGAI PELINDUNG TERHADAP KERUSAKAN FISIK, PENYINARAN, SERANGAN KUMAN, PENGUAPAN, SEBAGAI ORGAN PENERIMA RANGSANG (RESEPTOR), SERTA PENGATUR SUHU TUBUH. 33

KULIT TERDIRI ATAS DUA BAGIAN UTAMA YAITU: EPIDERMIS DAN DERMIS. A. EPIDERMIS (LAPISAN TERLUAR) DIBEDAKAN LAGI ATAS:

1. STRATUM KORNEUM BERUPA ZAT TANDUK (SEL MATI) DAN SELALU MENGELUPAS 2. STRATUM LUSIDUM 3. STRATUM GRANULOSUM YANG MENGANDUNG PIGMEN 4. STRATUM GERMINATIVUM IALAH LAPISAN YANG SELALU MEMBENTUK SEL-SEL KULIT KE ARAH LUAR. B. DERMIS

PADA BAGIAN INI TERDAPAT AKAR RAMBUT, KELENJAR MINYAK, PEMBULUH DARAH, SERABUT SARAF, SERTA OTOT PENEGAK RAMBUT. 34

 



KELENJAR KERINGAT AKAN MENYERAP AIR DAN GARAM MINERAL DARI KAPILER DARAH KARENA LETAKNYA YANG BERDEKATAN. SELANJUTNYA, AIR DAN GARAM MINERAL INI AKAN DIKELUARKAN DI PERMUKAAN KULIT (PADA PORI) SEBAGAI KERINGAT. KERINGAT YANG KELUAR AKAN MENYERAP PANAS TUBUH SEHINGGA SUHU TUBUH AKAN TETAP. DALAM KONDISI NORMAL, KERINGAT YANG KELUAR SEKITAR 50 CC PER JAM. JUMLAH INI AKAN BERKURANG ATAU BERTAMBAH JIKA ADA FAKTOR-FAKTOR BERIKUT SUHU LINGKUNGAN YANG TINGGI, GANGGUAN DALAM PENYERAPAN AIR PADA GINJAL (GAGAL GINJAL), KELEMBAPAN UDARA, AKTIVITAS TUBUH YANG MENINGKAT SEHINGGA PROSES METABOLISME BERLANGSUNG LEBIH CEPAT UNTUK MENGHASILKAN ENERGI, GANGGUAN EMOSIONAL, DAN MENYEMPITNYA PEMBULUH DARAH AKIBAT RANGSANGAN PADA SARAF SIMPATIK. 35

GAMBAR KULIT

36