sehat itu indah

 UROPOETIK

Seperti yang dijelaskan sebelumnya, uropoetik berarti proses pembentukan urin. Proses ini merupakan tugas dari ginjal. 

Ada 3 tahap dalam uropoetik yakni filtrasi glomerular (menyaring); reabsorpsi (mengambil kembali yang dibutuhkan) dan sekresi (eksresi/augmentasi).

Filtrasi

Secara sederhana proses ini dikatakan sebagai proses penyaringan awal, dimana darah yang melewati glomerulus akan disaring (difiltrasi) menuju ke kapsula bowman. Proses penyaringan darah ini dilakukan dengan melewati barier-barier yang secara berurutan 1) dinding kapiler, 2) membrane basalis, 3) pars visceral dari kapsula Bowman. cairan yang telah melewati pars viceral kapsula bowman ini dikenal sebagai filtrate. 

Barier penyaringan tersebut secara sederhana dijelaskan sebagai berikut:

1. Dinding kapiler glomerulus.
Dinding ini disusun oleh selapis sel endotel. Dinding ini memiliki banyak pori-pori yang membuatnya permeable (dapat ditembus) oleh H2O dan zat terlarut (solute).

2. Membran basalis. Pada lapisan ini tidak terdapat sel, lapisan ini terdiri dari gelatin (kolagen dan glikoprotein). Pada lapisan ini protein plasma yang ukurannya besar tidak bisa difiltrasi.

3. Pars visera dari Kapsula Bowman (Podosit). Terdiri dari podosit yaitu sel berbentuk seperti gurita yang mengelilingi tepi glomerulus. Masing-masing podosit memiliki perpanjangan “kaki” yang saling berbaris dengan perpanjangan lain. Celah sempit antara “kaki” tersebut menyediakan jalan untuk cairan dapat meninggalkan kapiler glomerulus yang akhirnya dapat masuk kapsula Bowman.

Proses filtrasi bergatung sepenuhnya pada tekanan yang dihasilkan dalam glomerulus. 

1. Tekanan kapiler glomerulus (TKG). Merupakan tekanan cairan yang disebabkan oleh darah di dalam glomerulus. Tekanan ini bergantung pada kontraksi jantung dan tahanan dari aliran darah dari arteriol dan afferent dan efferen. Diperkirakan sebesar 55 mmHg. Tekanan yang besar ini akan mendukung filtrasi.

2. Tekanan osmotik koloid-plasma (TOKP). Disebabkan oleh distribusi protein plasma yang tidak merata. Karena protein plasma tidak bisa difiltrasi, mereka berada pada kapiler glomerulus (bukan dalam kapsula Bowman). Konsentrasi H2O pada Kapsula Bowman yang lebih tinggi daripada glomerulus menyebabkan H2O untuk cenderung bergerak secara osmosis sehingga melawan filtrasi. TOKP kurang lebih 30 mmHg.

3. Tekanan hidrostatik Kapsula Bowman (THKB) merupakan tekanan yang dihasilkan oleh cairan dari bagian awal tubulus. Kurang lebih 15 mmHg dan melawan filtrasi.

Karena ketiga tekanan ini, terbentuklah yang namanya Net Filtration Pressure (NFP), dengan jumlahnya NFP = TKG – TOKP – THKB = 55 – 30 – 15 = 10 mmHg.

Ada dua hal penting dalam filtrasi, yaitu laju plasma renal (RPF) dan laju filtrasi glomerulus (GFR). RPF didefinisikan sebagai jumlah zat yang difiltrasi per selisih volume plasma antara arteri dan vena arkuata (intinya berapa sih jumlah volume cairan yang dikeluarkan darah saat proses filtrasi pertama ini). RPF terkait dengan clearance, laju pembuangan zat yang bersangkutan secara total dari dalam plasma darah. GFR, di lain pihak, menyatakan banyaknya eksreasi zat yang difiltrasi di glomerulus. (intinya berapa sih sebenarnya jumlah cairan atau zat yang dikelauarkan tubuh, karena ga semua yang difiltrasi akan dikeluarkan tubuh) Menurut textbook tortora, GFR didefinisikan sebagai jumlah filtrate yang terbentuk dalam seluruh korpuskel ginjal dari kedua ginjal tiap menit. GFR tidak hanya bergantung pada NFP tapi juga seberapa banyak permukaan glomerulus permeable, disebut koefisien filtrasi (Kf). Jadi…

GFR = Kf x NFP

Karena NFP hanya berdasarkan keseimbangan antara tekanan, perubahan pada tekanan tersebut berdampak pada GFR. Pada dasarnya TOKP dan THKB tidak bergantung pada regulasi dan pada kondisi tertentu tidak bervariasi. Yang dapat dikontrol adalah TKG, semakin tinggi dia semakin tinggi juga NFP dan tentu saja semakin tinggi GFR. Dan sebaliknya. Seberapa banyak darah yang melewati glomerulus per menit ditentukan oleh tekanan sistemik arteri rata-rata dan tahanan dari arteriol afferent. Jika tahanan meningkat, aliran darah akan sedikit mengurangi GFR, dan sebaliknya. Terdapat dua mekanisme dalam meregulasi aliran darah dengan mengatur radius dan tahanan arteriola afferent, tapi sebelumnya kita lihat dulu logika hubungan konstriks/dilatasi arteriola dengan GFR.

1. Autoregulasi ginjal. Ginjal sendiri bekerja menjaga aliran darah ginjal tetap konstan serta GFR normal, meski terdapat perubahan tiap harinya pada tekanan darah. Mekanisme pertama, mekanisme myogenik, terjadi ketika peregangan memicu kontraksi otot polos pada arteriol afferent. Seiring meningkatnya tekanan darah, GFR juga meningkat. Dengan adanya peningkatan tekanan darah, otot polos akan terpicu dan berkontraksi sehingga lumen arteriol menyempit sehingga GFR akan berkurang, dan sebaliknya. Mekanisme kedua adalah umpan balik tubuloglomeular, dinamakan demikian karena macula densa—bagian dari ginjal—menyediakan umpan balik ke glomerulus. Ketika GFR di atas normal, macula densa akan mendeteksi adanya peningkatan Na+, Cl- serta air dan akan menghambat pelepasan NO (agen penyebab vasodilatasi). Jika GFR meningkat karena elevasi dari tekanan arterial, lebih banyak cairan dari normal terfiltrasi dan mengalir menuju tubulus distal. Sebagai respon, macula densa akan melepaskan adenosine, yang bekerja sebagai parakrin terhadap arteriol afferent terdekat, membuatnya konstriksi dan menurunkan aliran darah sehingga GFR kembali normal.

Perlu diingat, dua mekanisme di atas dapat bekerja selama tekanan darah berjarak antara 80 sampai 180 mmHg. 

2. Regulasi neural. Ginjal dipersarafi oleh serat autonom yang melepaskan norepinefrin. Norepinefrin menyebabkan vasokontriksi dengan aktivasi reseptor α1. Reflex baroreseptor juga mengaturnya.

3. Regulasi hormonal. Dua hormone berkontribusi dalam regulasi GFR. Hormon pertama adalah Angiotensin II yang mengurangi GFR (sebagai vasokonstriktor) sementara atrial natriuretic peptide (ANP) meningkatkan GFR dengan relaksasi sel mesangial. 

Ingat kembali bahwa GFR juga bergantung pada koefisien filtrasi (Kf), karenanya dengan mengubahnya, GFR juga dapat berubah. Kf ternyata bergantung pada permukaan dan permeabilitas dari membrane glomerular. Area permukan yang dapat dilakukan filtrasi diwakili oleh permukaan dalam dari kapiler. Tiap kapiler glomerulrus diikat oleh sel mesangial yang mengandung elemen kontraktil. Kontraksi dari sel mesangial menutup porsi dari dari kapiler yang terbuka, sehingga mengurangi permukaan untuk filtrasi. Meski NFP tidak berubah, berkurangnya Kf mengurangi GFR. Selain itu podosit juga berperan dalam mengurangi atau menambahkan jumlah area yang bisa dilakukan filtrasi.

Reabsorpsi Tubular

Apabila filtrasi berarti proes penyaringan tubuh dalam mengeluarkan zat-zat yang tidak lagi dibutuhkan, maka reabsorpsi tubular berarti proses tubuh dalam mengambil kembali bahan-bahan yang masih dianggap penting. Reabsorpsi tubular adalah proses selektif yang benar-benar ketat. Reabsorpsi tubular melibatkan transport transepitel. Yang dimaksud transepitel adalah sebagai berikut:

Substansi yang akan direabsorpsi harus bisa ditranspor dengan cara 1) menyebrangi membrane epitel dari tubulus dan kemudian 2) melewati kapiler peritubular kembali ke darah. Reabsorpsi melewati epitel tubular menuju cairan interstisial melibatkan transport aktif maupun pasif. Misalnya, cairan dan solute (bahan yang terlarut) dapat ditranspor lewat membrane sel (rute transeluler) atau melewati junction spaces antara sel (rute paraseluler). Kemudian, setelah reabsorpsi pada epitel tubular, air dan solute akan ditranspor menuju kapiler peritubular kembali ke darah.

Pada proses reabsorpsi ada yang bersifat aktif dan pasif

1. Reabsorpsi pasif, yaitu semua tahapan transport epithelial tidak melibatkan energi, yang terjadi searah dengan gradient elektrokimiawi atau osmotik.

2. Reabsorpsi aktif, terjadi jika satu dari tahapan transport transepitel menggunakan energi. Di sini pergerakan zat-zat terjadi berlawanan gradient elektrokimiawi.

Normalnya, semua nutrient organik direabsorpsi kembali, sedangkan ion dan air reabsorpsinya dikendalikan hormone.

Penasaran bagaimana proses dari reabsoprsi natrium? fosfor? dan zat lainnya? silahkan baca postingan dengan judul tersebut yaaa....

Sekresi Tubular

Seperti halnya reabsorpsi tubular, sekresi tubular melibatkan banyak transport intra epithelial, namun langkah-langkahnya kini terbalik. Dengan menyediakan rute kedua untuk berpindah ke tubulus, sekresi tubular, adalah mekanisme penting dalam eliminasi dari senyawa tubuh. Substansi penting yang diserkesikan adalah H+, K+ dan ion anorganik.

Sekresi H+ bertujuan untuk mengatur keseimbangan asam basa cairan tubuh. Ketika cairan tubuh terlalu asam, sekresi H+ akan menigkat. Sebaliknya, sekresi H+ akan berkurang ketika konsentrasi H+ pada tubuh rendah.

Ion kalium direabsorpsi pada tubulus proksimal dan disekresikan di dalam tubulus distal dan kolligens. Sekresi ini bersamaan dengan reabsorpsi Natrium dengan pompa Na+-K+. Karena K+ masuk ke dalam sel, kosentrasi intraseluler dari kalium menyebabkan perpindahan K+ menuju lumen. Kesimpulannya, reabsorpsi Na+ pada akhirnya mempengaruhi sekresi K+. Dengan demikian, aldosteron mempengaruhi sekresi K+ (karena mempengaruhi reabsorpsi Na+). Nah, pada keadaan tubuh terlalu asam, sebagai ganti K+, justru akan disekresikan H+.

Ringkasan Sekresi

Lokasi Sekresi/Eksresi

Tubulus Contortus proksimal H+, basa/asam organik

Tubulus rektus proksimal -

Tubulus Rektus Distal H+

Tubulus kontortus distal -

Tubulus kontortus distal lanjut (sel principal) K+

Tubulus kontortus distal lanjut (sel interkalasi) H+

Duktus kolligens H+

Regulasi Konsentrasi Urin dan Volume

Osmolaritas ECF bergantung pada jumlah relative dari H2O dibandingkan dengan solute. Pada keseimbangan normal, cairan tubuh adalah isotonic (300 miliosmols/liter). Jika air lebih banyak daripada zat terlarut, cairan tubuh menjadi hipotonis, yang akan menghasilkan urin encer. Namun, jika H2O berkurang dan zat terlarut tinggi, akan terjadi hipertonis.

Pada ginjal, terdapat gradient osmotik vertical, di mana konsentrasi cairan interstisial semakin bertambah dari korteks ke medulla hingga akhirnya mencapai 1200 mosm/l pada manusia. Hal ini akan mempengaruhi produksi urin manusia. Susunan anatomis unik dan interaksi kompleks di antara beberapa komponen neforn dalam medulla terjadi dan menggunakan gradient osmotik vertical. Ingat kembali Lengkung Henle. Aliran darah di dalam lengkung Henle dan vasa recta dikenal sebagai countercurrent (alir balik), karena aliran pada dua pars dari lengkung Henle bergerak berlawanan. Struktur yang juga berada dalam medulla pada arah menurun, yaitu ductus kolligentes. Susunan ini, ditambah permeabiltas dan transport dari segmen tubular, berperan dalam membentuk urin dengan kosentarasi beragam.

Lengkung Henle dari Nefron jukstamedullar menyebabkan vertical osmotic gradient, vasa recta mereka menjaga gradient tersebut sementara menyediakan darah ke dalam medulla dan duktus kolligentes menggunakan gradient tersebut. Semua ini disebut sebagai sistem countercurrent medulla.

Countercurrent dalam Medulla

Seketika setelah filtrate terbentuk, reabsorpsi dari air berlangsung pada tubulus proksimal, bersamaan dengan reabsorpsi Na+ aktif. Sebagai hasilnya, pada akhir tubulus proksimal sekitar 65 persen filtrate telah direabsorpsi, namun 35% yang tetap tinggal dalam lumen tubular tetap memiliki osmolaritas yang sama dengan cairan tubuh. Karenanya, cairan yang masuk ke Lengkung Henle isotonic. Kemudian, 15% dari H2O akan direabsorpsi di sini dalam menjaga gradient osmotik. Properti berikut ini di antara pars desendens Lengkung Henle dan Pars asendens krusial untuk menjaga gradient osmotik dari cairan interstisial medulla.

Countercurrent Exchanger:

Tentu saja, medulla renal harus diperdarahi untuk menjaga jaringan pada area ini, juga untuk mentranspor air yang direabsorpsi oleh Lengkung Henle dan ductus kolligens kembali ke sirkulasi umum. Dalam melakukannya, adalah penting agar sirkulasi darah tidak mengganggu vertical gradient osmotic. Agar tidak mengganggu, susunan vasa recta yang berbentuk jepit rambut, menyebabkan darah untuk meninggalkan medulla dan masuk ke vena renalis dalam keadaan isotonis. Seharusnya—bila struktur vasa recta tidak jepit rambut—seiring dengan berjalannya aliran darah, tekanan osmotik akan naik karena darah kehilangan air dan konsentrasi garam tinggi. Hal ini dicegah saat darah naik di pars asendens, garam berpindah ke interstisium dan air masuk ke dalam vasa recta sehingga mengurangi tekanan osmotik. Hal ini, dikenal sebagai countercurrent exchanger. Berbeda dengan countercurrent multiplier, mekanisme ini bukan menyebabkan vertical osmotic gradient, melainkan menjaga hal tersebut.

URIN

Urin normal biasanya jernih, dengan warna dari pucat sampai ke kuning (karena urokrom). Urin pekat biasanya memiliki warna kuning lebih gelap. Obat-obatan, vitamin, diet dapat mengubah warna urin. Infeksi juga dapat menyebabkan urin berawan. Bau urin biasanya ‘khas’. Biasanya tercium bau ammonia. Beberapa obat dan sayuran (misalnya asparagus) mengubah bau biasanya.

Produksi per hari kurang lebih 1.5-1.8 L per hari. Urin terdiri dari 95%zat tidak terlarut  dan 5% zat terlarut. Terdapat sampah nitrogen, termasuk di dalamnya urea, asam urat dan kreatinin. Zat terlarut yang mungkin ada antara lain natrium, kalium, fosfat dan lainnya. Jika terdapat kosentrasi suatu zat yang berlebihan dapat mengindikasikan patologi.