Anatomi Ginjal
__________________________________________________________________________________
Ginjal terdiri dari 1,2 juta nefron yang terbentuk sejak lahir. Nefron terbentuk dari glomerulus, tubulus proksimal, ansa Henle dan tubulus distal. Glomerulus sendiri terbentuk dari pelebaran ujung proksimal tubulus proksimal yang mengelembung yang dikenal dengan sebutan kapsula Bowman, dengan vaskularisasi di dalamnya yang berasal dari kapiler afferen dan keluar ke kapiler efferen. Darah yang berasal dari arteri renalis akan mengalir ke dalam kapiler afferen dan zat dengan BM <>
Ada dua jenis nerfron, yang mempunyai tubulus hanya di batas korteks disebut Kortikal nefron, sedangkan yang tubulusnya menjorok sampai jauh kedalam medula disebut Jukstamedulari nefron. Dalam perjalannya sepanjang tubulus-tubulus ginjal fitral akan mengalami reabsorpsi dan sekresi sehingga terbentuk urin. Jadi urin dibentuk oleh hasil filtrasi di glomerulus (sebagian besar) dan hasil sekresi di tubulus (sebagian kecil).
Aliran Darah Ginjal
__________________________________________________________________________________
Aliran darah ginjal (renal blood flow) besarnya adalah 1 liter/menit, atau setara dengan 20 % dari curah jantung yang 5 liter/menit. Dari seluruh aliran darah ginjal ini 75 % terdapat pada korteks ginjal. Nefron sendiri diperdarahi oleh glomelurus kapiler dan kapiler peritubular yang mengelilingi tubulus-tubulus ginjal. Kapiler efferen di glomerulus menghasilakan tekanan yang tinggi di glomerulus yang berguna untuk proses filtrasi, sedangakan tekanan di kapiler peritubular relatif lebih rendah, karena fungsinya sama seperti kapiler arteri buntu di jaringan lain. Namun ada bagian peritubular kapiler yang mempunyai fungsi khusus, yaitu Vasa recta, ialah peritubular kapiler yang terletak di sekitar tubulus distal yang berdekatan dengan glomerulus yang mendapat aliran 1-2 % dari aliran darah ginjal. Yang mana berperan dalam fungsi mengatur konsentrasi dari urin dengan cara mengatur zat-zat yang di sekresi ke tubulus distal dari jaringan interstitial, ini sering disebut sebagai mekanisme countercurrent.
Sekitar 180 liter cairan difiltrasi setiap hari melalui glomerulus, dan 1,5 liter kembali direabsorpsi melalui tubulus-tubulus ginjal. Besarnya reabsorpsi di ginjal, khususnya di tubulus ginjal melalui peritubular kapiler ini sekitar 4 kali besar reabsorpsi di jaringan lain. Ini dimungkinkan karena perbedaan tekanan yang besar antara arteri renalis dan vena renalis, yaitu 100 mmHg di arteri dan 8 mmHg di vena.
Autoregulasi ginjal memungkin terjaganya aliran darah ginjal pada berbagai keadaan tekanan darah yang berubah-ubah antara 70-160 mmHg. Bila tekanan darah turun akan menyebabkan aliran darah di glomerulus turun, ini akan merangsang sel makula densa di epitel glomerulus untuk membuat vasodilatasi dari kapiler afferent dan vasokonstriksi di kapiler efferent, sehingga hasilnya adalah tekanan di glomerulus tetap dan ini menyebabkan laju filtrasi glomerolus tidak banyak berubah. Namun bila keadaan ini berlangsung lebih lama dari 5-10 menit, akan terjadi perangsangan sistem renin angiotensin, dan dengan terlepasnya angiotensin II menyebabkan vasokonstriktor efferent sehingga laju aliran darah ginjal akan menurun, namun demikian laju firtrasi glomerulus tetap dipertahankan normal.
Laju filtrasi glomerolus sendiri normalnya adalah 125 ml/menit dengan fraksi filtrasi 20 %, artinya 20% dari aliran darah ginjal yang melalui glomerolus akan menjadi filtrat hasil filtrasi. Hasil filtrasi ini susunannya relatif sama dengan susunan plasma darah namun tidak mengandung protein.
Faktor yang mempengaruhi laju filtrasi glomerolus
__________________________________________________________________________________
Tekanan darah arteri.
Ini diatur oleh sistem autoregulasi ginjal, yaitu melalui tubuloglomerular feedback pada jukstaglomerolus terutama pada makula densa di tubulus distal yang menimbulkan vasokonstriksi dan vasodilatasi kapiler afferen dan efferen, yang akan mempertahankan laju filtrasi tetap normal pada MAP antara 70 - 160 mmHg. Namun perubahan tekanan darah akan menyebabkan produksi urin yang meningkat walaupun laju filtrasi tetap normal, karena adanya mekanisme reabsorpsi dan sekresi dari tubulus ginjal.
Aparatus jukstaglomerolus.
Di tubulus distal yang berdekatan dengan kapiler afferan dan efferen glomerulus terdapat makula densa. Sel otot polos kapiler afferen dan efferen, disebut aparatus jukstaglomerolus, yang berdekatan dengan makula densa terdiri dari granula yang akan menginaktifkan renin yang terlepas ke sirkulasi pada keadaan-keadaan hipotensi, renal ischemia dan adanya perangsangan simpatik. Misalnya tekanan darah turun, jumlah ion Cl di tubulus distal akan turun sehingga jumlahnya di makula densa juga akan turun, ini akan menyebabkan pelepasan renin yang akan diubah menjadi angiotensin II yang akan menyebabakan vasokonstriksi kapiler afferan dan efferen. Namun vasokonstriksi akan lebih besar pada kapiler efferen sehingga tekanan di kapiler dalam kapsula Bowman relatif tetap dan menyebabkan laju filtrasi glomerolus dipertahankan.
Jurah jantung.
Faktor ini mempengaruhi laju filtrasi dengan cara mempengaruhi aliran darah ginjal.
Aktifitas simpatis.
Perangsanan simpatis akan menyebabkan vasokonstriksi afferen, sehingga aliran ke kapiler kapsula Bowman akan menurun dan menurunkan laju filtrasi glomerolus.
Fungsi tubulus ginjal
__________________________________________________________________________________
Setelah mengalami filtrasi di glomerolus, filtrat akan melalui tubulus-tubulus ginjal. Disini 80% ion Na+ , Cl- dan air akan diabsorpsi kembali di tubulus proksimal. Ion Na+ direabsorpsi dengan mekanisma pompa natrium yang aktif sehingga memerlukan energi, sedangkan reabsopsi Cl- dan air terjadi secara pasif dengan mengikuti transfer ion Na+ melalui keseimbangan elektrolit dan tekanan onkotik, sehingga filtrat yang keluar dari tubulus proksimal akan tetap isotonik terhadap jaringan interstitial. Sedangkan fungsi sekresi lebih berperan pada sekresi ion K+ dan H+ di tubulus distal.
Selama perjalanannya melalui tubulus ginjal 99% air akan direabsopsi di tubulus proksimal dan ansa Henle (tubulus distal relatif impermeable terhadap air), sehingga di tubulus distal konsentrasi akan 99 kali lebih besar dari konsentrasi filtrat awal. Glukosa dan asam amino direabsorpsi secara penuh, sehingga tidak terdapat dalam urin. Mekanisme reabsopsinya dengan cara sodium co-transport, yaitu dengan menambahkan zat carier yang mengikat zat tersebut dan membawanya ke sel epitel tubulus yang kemudian dipisahkan kembali sebelum zat yang dibawa berdifusi secara pasif ke jaringan interstitial.
Jumlah zat-zat terkandung difiltrat yang direabsopsi mengikuti reabsopsi air akan dipengaruhi oleh banyaknya rebsopsi air dan permeabilitas dari tubulus ginjal. Seperti urea, akan direabsopsi sebanyak 50 % dari yang difiltrasi di glomerolus. Sel tubulus impermeable terhadap creatinin, insulin dan manitol sehingga semua akan dieksresi melalui urin.
Seperti telah dijelaskan diatas, ion Na+ akan direabsopsi di tubulus proksimal, sehingga lumen tubulus akan lebih bersifat negatif dibandingkan sel epiltel tubulus. Ini menyebabkan ion-ion negatif (Clorida dan Phosphat) akan berdifusi secara pasif mengikuti ion Na+. Sedangkan di tubulus distal dimana terjadi sekresi ion K+ secara aktif dengan mekanisme yang sama dengan absorpsi Na+ di proksimal, akan menyebabkan terjadinya difusi pasif ion negatif ke dalam lumen tubulus distal.
Perbedaan kemampuan reabsorpsi tubulus
__________________________________________________________________________________
Tubulus proksimal.
Tubulus proksimal ginjal mempunyai banyak mitokondria, ini sesuai dengan fungsinya yang banyak memerlukan energi untuk mengaktifkan sistem pompa natrium guna transport aktif ion Na+. Karena adanya reabsopsi di tubulus proksimal ini hanya sepertiga dari hasil filtrat glomerulus akan dilepaskan ke ansa Henle.
Ansa Henle.
Tubulus ini terbagi menjadi dua bagian, bagian decendent yang mempunyai sedikit mitokondria di sel epitelnya, dan mempunyai permeabilitas yang tinggi terhadap air dan agak permeable terhadap urea dan ion natrium. Bagian ascendens bersifat sedikit permeable terhadap air dan urea, sehingga mencegah peningkatan konsentrasi urin karena terlepasnya air ke jaringan sekitar.
Tubulus distal.
Bagian segmen dilusi bersifat impermeable, dengan epitel endotel yang unik memungkin difusi pasif dari ion negatif yang akan diikuti oleh difusi pasif ion positif. Sedangkan bagian akhir epitelnya mendukung tranport aktif ion K+ ke dalam lumen tubulus, namun impermeable terhadap urea.
Duktus kolekduktus.
Permeabilitasnya dipengaruhi oleh hormon ADH, peningkatan ADH akan menyebabkan peningkatan permeabilitas dan menimbulkan reabsopsi air yang meningkat. Selain itu epitelnya mendukung transport aktif ion positif (K+, Na+, H+ dan Ca+).
Keasaman urin dan ekskresi bikarbonat
__________________________________________________________________________________
Sel-sel tubulus proksimal dan distal dpat mengsekresi ion H+, demikian juga di duktus koligen. Untuk setiap ion H+ yang disekresi ke lumen, suatu HCO3- dan satu Na+ diabsobsi ke jaringan interstitial dan disiini berdifusi masuk ke pembuluh darah peritubuluar. Gradien H+ maksimal dimana dapat terjadi sekresi adalah pH 4,5 yang bila telah tercapai sekresi H+ akan berhenti. Namun ada tiga reaksi penting pada cairan tubulus akan membuang hidrogen dan memungkinkan sekresi lebih banyak lagi asam, yaitu reaksi dengan HCO3- membentuk CO2 dan H2O, dengan HPO4- membentuk H2PO4- , dan dengan NH3 membentuk NH4-.
Sekresi asam ginjal diubah oleh perubahan perubahan pada PCO2 interstitial, konsentrasi K+, kadar anhidase karbonat dan konsentrasi hormon korteks adranal. Bila PCO2 tinggi (asidosis respiratorik) lebih banyak H2CO3 intrasel tersedia untuk mendapar ion hidroksik dan sekresi asam diperbesar, demikian juga sebaliknya. Penurunan K+ memperbesarsekresi asam karena kehilangan K+ menyebabkan asidosis intrasel meskipun pH plasma dapat meningkat, akibatnya K+ yang berlebihan intrasel akan menghambat sekresi asam. Bila anhidrase karbonat dihambat, sekresi asam dihambat sebab pembentukan H2CO3 berkurang. Aldosteron dan steroid kortek adrenal lainnya memperbesar rabsopsi Na+ tubulus juga menaikan sekresi H+ dan K+.
Bila HCO3- plasma 28 mEq/liter, H+ disekresi pada kecepatan maksimal dan semuanya dipakai untuk mereabsopsi HCO3-, tetapiwaktu HCO3 plasma turun lebih banyak H+ tersedia sebagai titrasi asam dan NH4+. Oleh karena penurunan HCO3- selanjutnya, urin menjadi makin asam dan makin besar kadar NH4+ nya. Untuk alasan yang belum diketahui kapasitas reabsopsi HCO3- tubulus meningkat bila laju filtrasi glomerolus meningkat.
Diuretik
__________________________________________________________________________________
Diuretik air dan diuretik osmotik telah dibahas sebelumhya. Etil alkohor bekerja langsung pad hipotalamus. Kerja diuretik xantin dalah lemah , bila NH4Cl dimakan, NH4+ berdisosiasi menjadi H+ dan NH3 yang akan diubah menjadi urea, sehingga NH4Cl yang dimakan sama dengan HCl yang ditambahkan kedalam tubuh, dimana H+ akan didapar dan Cl- akan difiltrasi bersama Na+. Sampai batas tertentu Na+ akan dibuang dalam urin. Garam pembentuk asam lainnya juga bekerja dengan cara yang sama.
Penghambat anhidrase karbonat efeknya sedang, tetapi akan menghambaat sekresi asam dengan menurunkan suplai asam karbonat. Tidak hanya sekresi Na+ dinaikan karena H+ diturunkan, tetapi reabsorpsi HCO3- juga ditekan. Dan karena H+ dan K+ bersaing dengan Na+, penurunan sekresi H+ mempermddah sekresi dan eksresi K+.
Penentu kecepatan sekresi K+ lainnya adalah jumlah Na+ yang dikirim ke tempat pertukaran Na-K di tubulus distal. Tiazid, furosemid, asam etakrinat dan bumetaink bekreja pada proksimal tempat ini dan resultannya kenaikkan pengiriman Na+ menaikkan sekresi K+. Kehilangan K+ cukup besar pada pemakaian diuretik jenis ini. Tiazid menghambat transport Cl- pada ujung pars asenden tebal bagian kortikal lengkung Henle dan bagian proksimal tubulus distal. Furosemid, asam etakrinat dan bumetanid menghambattransport Cl- pada bagian tebal pars asenden. Diuretik merkuri jugabekerja pada bagian tabl pars asenden bagian medula, tatapi mereka mempunyai kerja tambahan menghambat sekresi K+ sehingga penurunan K+ tidak begitu jelas.
Spironolakton, triamteren dan amilorid bekerja pada mekanisme pertukaran itu sendiri menyebabkan retensi K+ dan pada beberapa kasus timbul hiperkalemia ringan.
--------------------------------------------------------
Daftar Pustaka :
- Stoelting Robert K, MD, editor. Pharmacology and Physiology in Aneshtetic Practice. Philadelphia: JB Lippicott Company, 1987; 761-79.
- Ganong WF. Fisiologi Kedokteran. Jakarta: EGC, 1983; 599-625 .
