FISIOLOGI SISTEM URINARIUS

1. FISIOLOGI SISTEM URINARIUS Dr. Miftah Azrin, SpKO

2. PENDAHULUAN • Kelangsungan hidup dan kemampuan sel menjalankan fungsinya tergantung • pada kadar air dan elektrolit yang mantap di CES serta kemampuan sel • untuk membuang sisa hasil metabolismenya secara terus menerus • Ginjal berperan penting mempertahankan homeostasis karena • kemampuannya mengatur kadar dan volume air dan elektrolit CES serta • mampu membuang hampir semua sisa metabolisme (kecuali CO2)

3. FUNGSI GINJAL • Mempertahankan keseimbangan air seluruh tubuh, volume plasma melalui • pengaturan ekskresi elektrolit dan air shg memainkan peranan penting • dalam pengaturan tekanan darah arteri jangka panjang • Mengatur kadar berbagai ion dalam CES seperti ion natrium, kalium, • kalsium, magnesium posfat, hidrogen dll • Membantu mempertahankan imbangan asam-basa dalam tubuh dengan • mengatur kadar ion H+ dan HCO-3 plasma • Membuang berbagai hasil akhir metabolisme tubuh, seperti ureum, • asam urat, kreatinin dll,

4. 5. Mengeksresikan berbagai senyawa asing seperti obat, pestisida, toksin dll 6. Menghasilkan berbagai senyawa khusus, seperti : a. Eritropoietin b. Renin c. Kalikrein d. Beberapa macam prostaglandin dan tromboksan 7. Melakukan fungsi metabolik khusus: a. Mengubah vitamin D yg inaktif menjadi aktif b. Mensintesis amonia dari asam amino c. Menginaktivasi berbagai hormon, seperti angiotensin II, glukagon, insulin dan hormon paratiroid

5. SISTEM URINARIUS

6. STRUKTUR GINJAL DAN SALURAN KEMIH • Ginjal: sepasang, terletak di retroperitoneal, sebelah kanan dan kiri • kolumna vertebralis • Puncaknya setinggi vertebra T-12 dan ujung bawahnya setinggi • vertebra L-3 • Ginjal kanan lebih rendah dari kiri • Pada orang dewasa ginjal berukuran 12 x 6 x 4 cm dgn berat 160-175 gr • (0,5 % BBT)

7. GINJAL

8. - Tepi medial ginjal yg cekung disebut hillus, tempat keluar-masuknya arteri, • vena, nervus renalis dan pelvis renis • - Di dalam ginjal pelvis renis di bagi menjadi kaliks mayor yg bercabang- • cabang menjadi kaliks minor • Tiap kaliks minor berhubungan dengan apeks sebuah piramida renis • Pada potongan memanjang ginjal terlihat 2 daerah utama dalam ginjal: • a. Medula: disebelah dalam, terdiri beberapa piramida • b. Korteks: disebelah luar

10. NEFRON • Unit fungsional ginjal • Tiap ginjal mengandung 1 juta nefron • Setiap nefron terdiri atas komponen vaskular dan tubular yg berhubungan • erat secara struktural dan fungsional • Komponen vaskular adalah glomerulus, merupakan bagian penyaring • Air dan solut dlm darah kapiler akan difiltrasi masuk ke komponen tubular • nefron yg merupakan bagian penyalur yaitu tubulus • - Tiap nefron bermuara pada duktus koligens

11. Tubular

12. GLOMERULUS • Terdiri gelungan kapiler yg disebut kapiler glomerulus & kapsula bowman • Membran glomerulus terdiri 3 lapisan: • a. Endotel kapiler glomerulus • b. Membran basalis • c. Epitel kapsula bowman • Endotel kapiler mempunyai banyak jendela (fenestra) berdiameter • 50-100 µm • Membran basalis relatif homogen, terdiri jalinan glikoprotein dan • mukopilisakarida

14. Epitel kapsula bowman yg bukan bagian sawar filtrasi (pars parietalis) • merupakan selapis epitel gepeng biasa • Epitel kapsula bowman yg menempel pd membran basalis (pars viseralis) • disebut podosit dan memiliki kaki-kaki yg menempel pd membran basalis • Terdapat interdigitasi antara kaki-kaki podosit yg bersebelahan, namun • tetap ada celah (split pore) selebar 20 µm antara kaki-kaki tersebut yg • akan dilewati oleh cairan filtrat setelah melewati sel endotel dan • membran basalis untuk mancapai ruang bowman • - Kapsula bowman berlanjut menjadi bagian awal tubulus proksimal

15. TUBULUS • Seluruh tubulus terdiri atas selapis sel epitel • Struktur dan fungsi sel epitel tubulus berbeda dari segmen ke segmen • Segmen tubulus yg merupakan lanjutan kapsula bowman disebut • tubulus proksimal • Segmen tubulus berikutnya antara lain: ansa henle pars desenden tipis, • ansa henle pars asendens tipis dan tebal, tubulus distal • Beberapa tubulus distal lalu bermuara pada satu connecting tubule • Beberapa connecting tubule bermuara pada satu duktus koligens • Beberapa duktus koligens bermuara pada kaliks pelvis renis • Pelvis renis berlanjut menjadi ureter, lalu ke vesika urinaria lalu ke • uretra

16. Tubular

17. PEMBULUH DARAH NEFRON • Darah masuk ke ginjal melalui A. renalis yg meruapakan cabang langsung • aorta abdominalis setinggi vertebra L-1 • A. renalis bercabang-cabang menjadi a. segmentalis lalu bercabang • menjadi a. interlabaris lalu manjadi a. arkuata, lalu menjadi • a. interlobularis lalu menjadi arteriole aferen lalu membentuk gelungan • kapiler glomerulus di dalam kapsula bowman • 20% darah masuk ke kapiler glomerulus dan akan difiltrasi disana • Sisa darah yang tdk difiltrasi di glomerulus masuk ke arteriole eferen lalu • membentuk kapiler peritubulus

18. glomerulus

19. Kapiler peritubulus bercabang-cabang membentuk jalinan sekitar • peritubulus yg disebut vasa recta yg memungkinkan terjadi perpindahan • air dan solut antara lumen tubulus dan kapiler tersebut • Kapiler peritubulus lalu bersatu membentuk venula lalu menjadi vena yang • pola penamaannya sama dengan pola arteri tadi • - Darah keluar dari ginjal melalui vena renalis yang akhirnya masuk ke vena • cava inferior

20. APPARATUS JUKSTAGLOMERULUS • Merupakan bagian dari segmen akhir ansa henle pars asendens yang tebal • yang berjalan diantara arteriole aferen dan eferen • Terdiri dari: • a. Sel jukstaglomerulus, merupakan sel otot polos dinding arteriole aferen • yg telah berdiferensiasi • b. Sel makula densa, merupakan sel ansa henle pars asenden tebal yang • mengalami diferensiasi yang menempel pada arteriole eferen • - Sel jukstaglomerulus mengandung vesikel sekretorik berisi renin

22. ALIRAN DARAH GINJAL • Saat istirahat, aliran darah total ke ginjal pada pria dewasa muda dgn BB • 70 kg adalah sekitar 1200 cc permenit atau sekitar 20-25 % dari curah • jantung • - Pada kisaran tekanan darah arteri 80-180 mmHg, hampir tidak terjadi • perubahan pada aliran darah ginjal, disebabkan karena adanya mekanisme • autoregulasi ginjal

23. PERSARAFAN GINJAL • Ginjal mendapat persarafan dari neuron simpatis noradrenergik yg • mempersarafi arteriole aferen dan eferen, aparatus jukstaglomerulus, • serta beberapa segmen tubulus • Peningkatan rangsang simpatis menimbulkan vasokonstriksi pembuluh • darah serta berperan dalam peningkatan reabsorbi natrium dalam tubulus

24. PROSES DASAR PEMBENTUKAN URIN DI GINJAL

25. Pembentukan urin melibatkan 3 proses utama: 1. Filtrasi di glomerulus 2. Reabsorbsi di tubulus 3. Sekresi di tubulus

26. Proses filtrasi glomerulus: proses penyaringan secara besar-besaran • plasma dari kapiler glomerulus ke dalam kapsula bowman • Namun, urin yg mencapai pelvis renis sangat berbeda dari filtrat • glomerulus, karena terjadi perubahan komposisi urin dalam perjalanannya • dari kapsula bowman sampai ke berbagai segmen tubulus • Perubahan ini terjadi melalui dua proses yaitu reabsorpsi dan sekresi • di tubulus • Tubulus selalu berhubungan erat dengan kapiler peritubulus yg • memungkinkan pertukaran zat antara plasma di dalam kapiler peritubulus • dengan cairan di dalam lumen tubulus

27. Bila arah perpindahannya dari lumen tubulus menuju plasma kapiler • peritubulus maka proses ini disebut reabsorpsi • Jika arah perpindahannya dari plasma kapiler peritubulus menuju lumen • tubulus disebut sekresi • Jika suatu zat dieksresi, berarti zat tersebut akan ditemukan dalam • urin akhir

28. 1. FILTRASI DI GLOMERULUS

29. Zat yg difiltrasi akan melewati 3 lapisan membran glomerulus yi: • a. Fenestra lapisan endotel kapiler glomerulus • b. Membran basalis • c. Celah (split pore) epitel kapsula bowman

30. Membran glomerulus sangat permeabel terhadap air dan zat terlarut • bermolekul kecil, dan tidak permeabel terhadap molekul besar • Hambatan berdasarkan ukuran ini disebut hambatan ruang • Hambatan lain adalah muatan listrik membran filtrasi yg menentukan • kemampuan tembus protein • - Hampir semua protein bermuatan negatif dan bermolekul besar, akibatnya • protein sangat sukar melewati membran filtrasi • Muatan negatif hanya bersifat menghambat untuk makromolekul, • kristaloid plasma terlalu kecil utk dpt dipengaruhi

31. KOMPOSISI FILTRAT - Berdasarkan ukuran dan muatan listrik menyebabkan filtrat bebas protein

32. Faktor yang berperan pada proses filtrasi • Agar terjadi filtrasi di glomerulus perlu suatu gaya (tekanan filtrasi) yg • mendorong sebagian plasma melewati membran glomerulus • Tekanan filtrasi ditentukan oleh: • 1. Tekanan yg mendorong filtrasi • a. Tekanan hidrostatik di kapiler glomerulus = 60 mmHg • b. Tekanan koloid osmotik dalam kapsula bowman = 0 mmHg • 2. Tekanan yg melawan filtrasi • a. Tekanan hidrostatik di kapsula bowman = 15 mmHg • b. Tekanan koloid osmotik protein plasma dalam kapiler glomerulus • = 28 mmHg • TF = Tekanan yg mendorong filtrasi – tekanan yang melawan filtrasi • TF = (60 + 0) – (15 + 28) = 17 mmHg

33. Tekanan hidrostatik kapiler glomerulus bergantung sepenuhnya kepada • kekuatan kontraksi jantung serta tahanan dalam pembuluh darah aferen • dan eferen • Tekanan onkotik protein plasma bergantung pada konsentrasi protein • plasma dalam kapiler glomerulus • Tekanan hidrostatik dalam kapsula bowman dipengaruhi oleh keadaan • ureter (meningkat jika terjadi obstruksi ureter)

34. TEKANAN FILTRASI

35. LAJU FILTRASI GLOMERULUS (LFG) • yi: Jumlah total filtrat yang terbentuk oleh ginjal dalam satu menit • Dalam keadaan normal LFG ± 125 ml/menit

36. PENGATURAN LFG INTRINSIK (AUTOREGULASI) • Tekanan darah arteri merupakan tenaga pendorong darah ke dalam • glomerulus, • Jika tekanan darah kapiler glomerulus meningkat seyogya akan • meningkatkan LFG • Keyataannya perubahan spontan LFG dicegah melalui suatu mekanisme • pengaturan intrisnsik dalam ginjal • Sampai batas tertentu, ginjal mampu mempertahankan arus darah di • dalam kapiler glomerulus relatif mantap, meskipun terjadi perubahan pada • tekanan darah arteri

37. Ada 2 mekanisme autoregulasi: • Mekanisme miogenik • - yi: respon terhadap perubahan tekanan di dalam komponen vaskular • nefron • - Kemampuan ini dimiliki oleh otot polos pembuluh darah secara umum • - Otot polos pembuluh darah arteriole akan berkontraksi akibat • peregangan oleh peningkatan tekanan di dalam pembuluh darah • - Arteriole aferen ginjal secara otomatis akan berkontraksi apabila • teregang oleh dorongan peningkatan tekanan arteri • - Respon ini membantu membatasi jumlah arus darah kapiler glomerulus • agar tetap dalam batas normal

38. 2. Mekanisme umpan-balik tubuloglomerular - yi: Mekanisme yg melibatkan aparatus jukstaglomerulus - Sel makula densa mendeteksi perubahan kecepatan arus filtrat sepanjang tubulus - Peningkatan LFG akibat meningkatnya tekanan darah arteri akan meningkatkan jumlah cairan yg difiltrasi dan mencapai tubulus distal - Sebagai jawaban, sel makula densa akan memicu penglepasan zat vasoaktif dari aparatus jukstaglomerulus - Zat ini menyebabkan kontraksi arteriole aferen, shg arus darah di kapiler glomerulus berkurang dan LFG kembali normal

39. PENGATURAN LFG EKSTRINSIK (PENGATURAN SIMPATIS) • Pengaturan LFG ekstrinsik dijalankan melalui perangsangan serat saraf • simpatis menuju arteriole aferen • Jika volume plasma berkurang terjadilah penurunan tekanan darah yg akan • dideteksi oleh baroreseptor di sinus karotikus dan akus aorta • Hal ini akan mengawali suatu rangkaian refleks untuk meningkatkan • tekanan darah sehingga dapat kembali ke normal • Respon refleks ini diatur oleh pusat pengaturan kardiovaskular di batang • otak dan di tandai oleh peningkatan aktivitas simpatis menuju jantung dan • pembuluh darah

40. Karena persarafan simpatis menuju arteriole aferen jauh lebih banyak • dibandingkan arteriole eferen, derajat kontraksi erteriole aferen juga • lebih hebat dibandingkan arteriole eferen • Kontraksi arteriole aferen ginjal mengakibatkan arus darah menuju • glomerulus berkurang sehingga tekanan kapiler glomerulus menurun • Dengan demikian LFG juga akan berkurang yang mengakibatkan • pembentukan urin menurun

41. 2. REABSORBSI DI TUBULUS • Hampir seluruh komponen plasma (kecuali protein) difiltrasi melalui kapiler • glomerulus • Faktanya: beberapa zat dalam filtrat diantaranya tdk atau sedikit sekali • dijumpai di dalam air kemih • Bukti terjadi proses reabsorbsi di tubulus

42. Terdapat 2 jalur reabsorbsi 1. Jalur paraseluler - perpindahan air & zat yg terlarut melalui celah antar sel/tight junction - hanya bertangsung bila ada perbedaan elektrokimia dan tight junction permeabel untuk zat yang akan direabsorpsi

43. 2. Jalur Transeluler - Zat yg direabsorpasi melewati kedua membran plasma - Tahapannya ada 5 langkah yaitu: 1. Zat meninggalkan cairan tubulus menembus membran luminal sel tubulus 2. Zat bergerak sepanjang sitosol sel tubulus dari satu sisi ke sisi lainnya 3. Zat menembus membran basolateral sel tubulus masuk ke cairan interstisial 4. Zat berdifusi dalam cairan interstisial 5. Zat menembus dinding kapiler dan masuk ke dalam plasma darah

44. Reabsorpsi Natrium • - 99% natrium direabsorbsi di sepanjang tubulus: • * 67% di tubulus proksimal • * 25% di loop of henle • * 8% di tubulus distal dan duktus koligens • Reabsorpsi natrium berperan penting di tiap bagian tubulus, yaitu: • 1. di tubulus proksimal, reabsorpsi Na+ berperan utama dlm reabsorpsi • glukosa, asam amino, H20, Cl- dan ureum • 2. di ansa Henle, reabsorpsi Na+ bersama dengan Cl-, berperan dlm • kemampuan ginjal untuk menghasilkan urin dengan berbagai kepekatan • dan volume, bergantung kepada kebutuhan tubuh untuk menahan atau • membuang H20 • 3. di tubulus distal, reabsorpsi Na+ bervariasi dipengaruhi pengaturan • hormonal dan merupakan salah satu cara pengaturan volume cairan • ekstrasel yang penting

45. Reabsorpsi Na+ di tubulus proksimal • Terjadi melalui transport aktif primer, melibatkan suatu Na+ - K-ATPase • carrier yang terdapat pada membran basolateral sel tubulus • - Carrier ini secara aktif memompa Na+ dari sel tubulus ke ruang lateral, • shg konsentrasi Na+ di ruang lateral tinggi sedangkan konsentrasinya • di intrase! dipertahankan rendah • - Terciptalah gradien konsentrasi yang memudahkan difusi Na+ dari lumen • tubulus menembus membran luminal, melalui channel Na+, ke dalam sel • tubulus • Ion Na secara aktif dipompa ke ruang lateral, untuk selanjutnya sekali • lagi berdifusi di cairan interstisial dan akhirya masuk ke kapiler • peritubular melalui proses difusi

46. Di ansa Henle • ± 20% Na+ direabsorpsi diikuti oleh sekitar 10% air • di ansa Henle pars desendens tidak terjadi reabsorpsi Na+, bagian ini • hanya permeabel untul< air • di ansa Henle pars asendens hanya terjadi reabsorpsi Na+ tanpa diikuti • oleh air

47. - Hampir seluruh sisa Na+ dan air dalam cairan lumen tubulus akan • direabsorpsi saat masuk ke tubulus distal dan duktus koligens • Reabsorpsi Na+ di sini bersifat aktif dan berada di bawah pengaturan • hormonal • Sistem hormon yang paling penting dalam pengaturan reabsorpsi Na+ • adalah sistem renin-angiotensin-aldosteron Tubulus distal dan duktus koligens

48. SISTEM RENIN-ANGIOTENSIN-ALDOSTERON

49. MEKANISME KERJA ALDOSTERON

50. MEKANISME KERJA VASOPRESSIN