4
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Banyak sekali gangguan-gangguan yang dapat mengancam keadaan sistem tubuh mamalia. Sistem tubuh mamalia memiliki organ-organ yang berfungsi untuk mempertahankan keadaan sistem tubuh itu sendiri. Keadaan sistem tubuh itu diatur oleh homeostasis dalam tubuh. Mekanisme homeostasis berkaitan erat dengan keadaan cairan dalam tubuh, baik dalam hal pengeluaran maupun asupan cairan tubuh.
Mamalia sangat beruntung karena memiliki organ-organ penunjang dalam mempertahankan keadaan tubuh tersebut, karena apabila hal ini tidak terdapat dalam sistem tubuh maka semua kegiatan hidup tidak akan berjalan dengan normal. Akibat dari tidak berfungsinya homeostasis tubuh, mamalia dapat mengalami sakit atau bahkan akan menuju kematian.
Berkaitan dengan pentingnya keadaan homeostasis dalam mempertahankan kadar cairan dalam tubuh, maka dalam makalah ini akan dibahas tentang peran homeostasis beserta mekanismenya.
B. Rumusan Masalah
Mengapa homeostasis penting bagi mamalia?
Apa yang dimaksud dengan ekskresi?
Mengapa limbah nitrogen dan karbondoksida harus dikeluarkan dari tubuh?
Bagaimana struktur kasar ginjal, detail nefron dan hubungannya dengan pembuluh darah?
Bagaimana ginjal mengendalikan limbah metabolik, menggunakan terminologi potensial air?
Bagaimana mekanisme pengendalian kadar air tubuh sebagai contoh mekanisme kontrol umpan balik negatif?
Bagaimana struktur selular dari sebuah pulau Langerhans dari pankreas dan garis besar peran pankreas sebagai kelenjar endokrin?
Bagaimana konsentrasi glukosa darah diatur oleh mekanisme kontrol umpan balik dengan mengacu pada insulin dan glukagon?
C. Tujuan
Tujuan penyusunan makalah ini adalah untuk:
Menjelaskan pentingnya homeostasis pada mamalia.
Mendefinisikan istilah ekskresi.
Menjelaskan pentingnya membuang limbah nitrogen dan karbon dioksida dari tubuh.
Menggambarkan struktur kasar ginjal dan struktur rinci nefron serta hubungannya dengan pembuluh darah.
Menjelaskan fungsi ginjal dalam pengendalian limbah metabolik, menggunakan terminologi potensial air.
Menjelaskan pengendalian kadar air tubuh sebagai contoh mekanisme kontrol umpan balik negatif.
Menjelaskan struktur selular dari sebuah pulau Langerhans dari pankreas dan garis besar peran pankreas sebagai kelenjar endokrin
Menjelaskan bagaimana konsentrasi glukosa darah diatur oleh mekanisme kontrol umpan balik dengan mengacu pada insulin dan glucagon
BAB II
PEMBAHASAN
A. Homeostasis Pada Mamalia (Manusia)
Homeostasis adalah segala upaya yang dilakukan oleh tubuh kita agar lingkungan hidup sel didalam tubuh kita, yaitu cairan extrasel selalu dalam keadaan statis, konstan, atau menetap (Setiadi, 2007).Homeostasis adalah pemeliharaan aneka kondisi yang hampir selalu konstan di lingkungan dalam (Guyton et al, 2008). Homeostasis adalah mempertahankan lingkungan dalam yang relatif stabil, organisme multisel yang kompleks dapat hidup bebas di lingkungan luar sangat bervariasi (Sherwood, 2001). Homeostasis dipertahankan oleh berbagai proses pengaturan yang melibatkan semua sistem organ tubuh melalui pengaturan keseimbangan yang sangat halus namun bersifat dinamis (dynamic steady state) (Minarma Siagian, 2004). Homeostasis adalah pemeliharaan keadaan-keadaan stabil dalam tubuh melalui koordinasi proses-proses fisiologi (Kamus FK UI). Homeostasis adalah kecenderungan stabilitas pada keadaan fisiologi organisme normal (Santana,D., 2007). Homeostasis adalah berbagai proses fisiologik yang berfungsi memulihkan keadaan normal setelah terjadi gangguan (Ganong,W.F,. 2002). Homeostasis adalah kestabilan relatif lingkungan internal dalam menjaga fungsi sel. Dari hal tersebut dapat diketahui bahwa homeostasis merupakan mekanisme pengaturan mempertahankan kestabilan internal tubuh. Perlu diketahui kata stabil dalam homeostasis ini tidak sama dengan kaku namun stabil tersebut dapat bervariasi dalam limit atau batasan tertentu serta merupakan suatu proses yang dinamis (Guyton et al, 2008).
Keseimbangan air adalah kondisi dimana jumlah air yang masuk ke dalam tubuh seimbang dengan jumlah air yang keluar (Hegar et al, 2008). Keseimbangan elektrolit adalah suatu kondisi dimana jumlah masing-masing elektrolit yang masuk kedalam tubuh setara dengan jumlah masing-masing elektrolit yang keluar (Hegar et al, 2008). Konsep Homeostasis adalah sel tubuh berkontak dengan lingkingan internal yang dipertahankan sendiri dan bukan dengan lingkungan eksternal yang mengelilingi tubuh (Setiadi, 2007). Jadi dapat disimpulkan bahwa pengertian homeostasis yaitu upaya yang dilakukan oleh tubuh dalam mempertahankan keadaan ataupun situasi stabil di dalam lingkungan tubuh baik itu sel tubuh maupun juga cairan-cairan dalam tubuh manusia seperti misalnya cairan intrasel atau cairan ekstrasel.
Dalam tubuh manusia banyak sekali faktor-faktor internal tubuh yang harus dipertahankan secara homeostasis, seperti misalnya konsentrasi molekul nutrient, konsentrasi O2 dan CO2, konsentrasi zat sisa, kestabilan pH, konsentrasi air garam dan elektrolit lain, serta konsentrasi suhu, volume, dan tekanan. Konsep dari homeostasis sendiri adalah sel tubuh berkontak dengan lingkungan internal yang dipertahankan sendiri dan bukan dengan lingkungan eksternal yang mengelilingi sel. Sel adalah bagian terkecil dari makhluk hidup. fungsi Dalam proses homeostasis, tubuh harus senantiasa memantau adanya perubahan-perubahan nilai sebagai parameter, lalu mengkoordinasikan respons. Sel tubuh harus mampu berkomunikasi satu sama lain. Karena itu keadaan stabil sangatlah penting bagi setiap manusia karena apabila organ-organ saraf manusia tidak berfungsi dengan baik saat menerima rangsang dari luar, hal ini akan sangat berbahaya dan bahkan dapat menimbulkan kematian.
Banyak gejala-gejala yang dapat merangsang organ-organ pertahanan atau homeostasis dalam tubuh kita seperti misalnya dehidrasi yang artinya ialah keadaan dimana tubuh manusia mengalami kekurangan cairan tubuh atau lebih lengkapnya mengalami kekurangan air dan zat natrium. Dehidrasi ini terdapat dalam berbagai tingkatan baik mulai tingkatan dehidrasi ringan sampai dengan dehidrasi akut. Kemudian saat tubuh mengalami dehidrasi banyak gejala penunjang yang dirasakan oleh manusia seperti misalnya rasa haus. Hal ini menunjukkan bahwa organ-organ homeostasis tubuh masih berfungsi dengan baik. Setelah itu, kita dapat melakukan pencegahan atau pengobatan dengan cara memberikan tambahan cairan dari luar tubuh misalnya oralit.
Oralit adalah larutan yang berguna untuk menambah cairan dalam tubuh karena oralit mengembalikan berbagai ion-ion yang terbuang pada saat tubuh mengalami dehidrasi, untuk mencegah penyulit karena dehidrasi, juga menjaga mekanisme homeostasis tetap baik, dan mencegah kematian karena dehidrasi. Selain oralit, dapat juga digunakan air dengan kandungan sodium rendah, jus apel, jeruk, dan anggur untuk mengatasi dehidrasi hipertonik, di gunakan air, suplemen yang mengandung sodium, dan jus tomat untuk mengatasi dehidrasi isotonik, sedangkan untuk dehidrasi hipotonik, dapat di gunakan obat dengan kadar sodium yang tinggi. Hal ini menunjukkan bahwa adanya hubungan antara homeostasis tubuh dengan kandungan cairan dalam tubuh yang dapat dijelaskan sebagai berikut, yaitu homeostasis merupakan cara sistem tubuh di dalam kegiatannya menyetabilkan keadaan cairan baik intrasel maupun ekstrasel yang ada dalam tubuh manusia.
B. Ekskresi dan Pentingnya Membuang Limbah Nitrogen Dan Karbon Dioksida Dari Tubuh
Proses metabolisme tubuh meiputi proses menghasilakan energi dan zat yang berguna bagi tubuh. Dalam proses metabolisme, dihasilkan zat-zat sisa yang tidak diperlukan oleh tubuh. Zat-zat ini harus dikeluarkan dari tubuh karena dapat membahayakan tubuh. Proses pengeluaran zat-zat sisa dari dalam tubuh disebut ekskresi.
Fungsi Sistem Ekskresi
Membuang limbah yang tidak berguna dan beracun dari dalam tubuh
Mengatur konsentrasi dan volume cairan tubuh (osmoregulasi)
Mempertahankan temperatur tubuh dalam kisaran normal (termoregulasi)
Homeostasis
C. Struktur Kasar Ginjal Dan Struktur Rinci Nefron Serta Hubungannya Dengan Pembuluh Darah
Ginjal berbentuk seperti biji kacang merah. Panjangnya sekitar 10 cm, beratnya kurang lebih 170 gram, dan terletak di dalam rongga perut. Ginjal berjumlah 2 buah dan berwarna merah keunguan. Ginjal bagian kiri letaknya lebih tinggi daripada ginjal bagian kanan.
Fungsi Ginjal
Ginjal merupakan alat ekskresi penting yang mempunyai beberapa fungsi, antara lain:
Mengekskresikan zat yang membehayakan tubuh (racun), misalnya protein-protein asing, zat sisa metabolism (urea atau asam urat), serta bermacam-macam garam.
Menyaring darah sehingga menghasilkan urin.
Mengekskresikan zat-zat yang jumlahnya berlebihan, misalnya kadar gula darah yang melebihi normal
Mempertahankan tekanan osmosis cairan ekstraseluler,dan
Mempertahankan keseimbangan asam dan basa, misalnya dengan mengeluarkan asam sulfat dan asam fosfat jika jumlahnya berlebihan.
Ginjal merupakan alat pengeluaran sisa metabolisme dalam bentuk air seni (urin). Urin mengandung air, urea, dan garam mineral. Ginjal tersusun atas kulit ginjal (korteks),sumsum ginjal (medula), dan rongga ginjal (pelvis).Pada kulit ginjal terdapat nefron yang berfungsi sebagai alat penyaring darah. Korteks mengandung lebih kurang satu juta nefron. Setiap nefron tersusun atas badan malphighi dansaluran panjang (tubulus) yang berkelok-kelok. Badan malpighi tersusun atas glomerulus dan kapsul Bowman.
Glomerulus merupakan untaian pebuluh darah kapiler tempat darah disaring. Glomerulus dikelilingi oleh kapsul Bowman.
Tubulus ginjal terdiri atas tubulus kontortus proksimal, lengkung henle, tubulus kontortus distal, dan tubulus kolektivus. Lengkung henle adalah bagian tubulus yang melengkung pada daerah medula dan berhubungan dengan tubulus proksimal dan tubulus distal. Bagian lengkung henle ada dua, yaitu lengkung henle yang melengkung ke atas (ascenden) dan lengkung henle yang melengkung ke bawah (descenden). Tubulus-tubulus ini mengalirkan urin ke rongga ginjal. Kemudian urin dialirkan melalui saluran ginjal (ureter) dan ditampung dalam kantong kemih.
Irisan Melintang Ginjal
http://www.cccmkc.edu.hk/~sbj-biology/
Struktur Nefron
Telah dikemukakan di atas bahwa cara kerja ginjal sebagai alat ekskresi adalah dengan menyaring darah sehingga zat-zat sisa yang terdapat di dalam darah dapat dikeluarkan dalam bentuk air seni (urin). Prnyaringan darah hingga terbentuk urin meliputi tahap penyaringan (filtrasi), penyerapan kembali (reabsorpsi), dan pengumpulan (augmentasi).
http://w3.ouhsc.edu/histogy/Text Sections/Urinary.html
http://employee.lsc.edu/faculty/BrianBich/Picture%20Library/Forms/AllItems.aspx?
a. Penyaringan (Filtrasi)
Darah yang banyak mengandung zat sisa metabolisme masuk ke dalam ginjal melalui pembuluh arteri ginjal (arteri renalis). Cairan tubuh keluar dari pembuluh arteri dan masuk ke dalam badan malpighi. Membran glomerulus dan kapsul Bowman bersifat permeabel terhadap air dan zat terlarut berukuran kecil sehingga dapat menyaring molekul-molekul besar. Hasil saringan (filtrat) dari glomerulus dan kapsul Bowman disebut filtrat glomerulus atau urin primer. Dalam urin primer masih terdapat air, glukosa, asam amino, dan garam mineral.
b. Penyerapan Kembali (Reabsorpsi)
Reabsorpsi terjadi di tubulus kontortus proksimal. Hampir semua gula, vitamin, asam amino, ion, dan air diserap kembali. Zat-zat yang masih berguna tadi dimasukkan kembali ke dalam pembuluh darah yang terdapat di sekitar tubulus. Hasil reabsorpsi berupa filtrat tubulus atau urin sekunder. Urin sekunder mengandung air, garam, urea, dan pigmen empedu yang memberi warna dan bau pada urin.
c. Augmentasi
Di tubulus kontortus distal, beberapa zat sisa seperti asam urat, ion hidrogen, amonia, kreatin, dan beberapa obat ditambahkan ke dalam urin sekunder sehingga tubuh terbebas dari zat-zat berbahaya. Urin sekunder yang telah ditambahkan dengan berbagai zat tersebut disebut urin. Kemudian, urin disalurkan melalui tubulus kolektivus ke rongga ginjal. Dari rongga ginjal, urin menuju ke kantung kemih melalui saluran ginjal (ureter).
d. Proses Pengeluaran Urin
Jika kandung kemih penuh dengan urin, dinding kantong kemih akan tertekan. Kemudian dinging otot kantong kemih meregang sehingga timbul rasa ingin buang ir kecil. Selanjutnya, urin keluar melalui saluran kencing (uretra). Pengeluaran air melalui urin ada hubungannya dengan pengeluaran air melalui keringat pada kulit. Pada waktu dara dingin, badan kita tidak berkeringat. Pengeluaran air dari dalam tubuh banyak dikeluarkan melalui urin sehingga kita sering buang air kecil. Sebaliknya, pada waktu udara panas, badan kita banyak mengeluarkan keringat dan jarang buang air kecil.
D. Fungsi Ginjal Dalam Pengendalian Limbah Metabolik.
Kandungan Urin
Urin yang dikeluarkan oleh ginjal sebagian besar teidiri atas (95%) air dan zat yang terlarut, yaitu urea, asam urat, dan amonia. yang merupakan sisa-sisa perombakan protein: bermacam-macam garam terutama garam dapur (NaCl), zat warna empedu yang menyebabkan warna kuning pada urin, dan zat-zat yang berlebihan di dalam darah seperti vitamin B, C, obat-obatan, dan hormon. Urin tidak mengandung protein dan glukosa. Jika urin mengandung protein, berarti terjadi gangguan atau kerusakan ginjal pada glomerulus. Jika urin mengandung gula, berarti tubulus ginjal tidak menyerap kembali gula dengan sempurna. Hal ini dapat disebabkan oleh adanya kerusakan pada tubulus ginjal, tetapi dapat pula disebabkan oleh tingginya kadar gula di dalam darah sehingga tubulus ginjal tidak dapat menyerap kembali semua gula yang ada pada filtrat glomerulus. Kadar gula darah yang tinggi disebabkan oleh terhambatnya proses pengubahan gula menjadi glikogen, akibatnya produksi hormon insulin terhambat. Kelainan ini dikenal sebagai penyakit kencing manis (diabetes mellitus). Dilihat dari segi banyaknya zat yang terkandung di urin, dapat disimpulkan bahwa ginjal merupakan organ yang sangat penting bagi tubuh. Ginjal berfungsi untuk menyaring darah, mengeluarkan sisa metabolisme, membuang zat-zat yang berbahaya bagi tubuh, dan mengatur keseimbangan air dan garam di dalam darah.
F. Fungsi Ginjal Dalam Pengendalian Kadar Air Tubuh Sebagai Contoh Mekanisme Kontrol Umpan Balik Negatif.
Konsep Dasar Cairan Dan Elektrolit
Kebutuhan cairan dan elektrolit adalah suatu proses dinamik karena metabolisme tubuh membutuhkan perubahan yang tetap dalam berespons terhadap stressor fisiologis dan lingkungan. Keseimbangan cairan adalah esensial bagi kesehatan. Dengan kemampuannya yang sangat besar untuk menyesuaikan diri, tubuh mempertahankan keseimbangan, biasanya dengan proses-proses faal (fisiologis) yang terintegrasi yang mengakibatkan adanya lingkungan sel yang relatif konstan tapi dinamis. Kemampuan tubuh untuk mempertahankan keseimbangan cairan ini dinamakan "homeostasis".
Kompartemen Cairan
Seluruh cairan tubuh didistribusikan diantara dua kompartemen utama, yaitu : cairan intraselular (CIS) dan cairan ekstra selular (CES). Pada orang normal dengan berat 70 kg, Total cairan tubuh (TBF) rata-ratanya sekitar 60% berat badan atau sekitar 42 L. persentase ini dapat berubah, bergantung pada umur, jenis kelamin dan derajat obesitas ( Guyton & Hall, 1997)
1. Cairan Intraselular (CIS) = 40% dari BB total
Adalah cairan yang terkandung di dalam sel. Pada orang dewasa kira-kira 2/3 dari cairan tubuh adalah intraselular, sama kira-kira 25 L pada rata-rata pria dewasa (70 kg). Sebaliknya, hanya ½ dari cairan tubuh bayi adalah cairan intraselular.
2. Cairan Ekstraselular (CES) = 20% dari BB total
Adalah cairan diluar sel. Ukuran relatif dari (CES)menurun dengan peningkatan usia. Pada bayi baru lahir, kira-kir ½ cairan tubuh terkandung didalam (CES). Setelah 1 tahun, volume relatif dari (CES) menurun sampai kira-kira 1/3 dari volume total. Ini hampir sebanding dengan 15 L dalam rata-rata pria dewasa (70 kg). Lebih jauh (CES) dibagi menjadi:
(a) Cairan interstisial (CIT) : Cairan disekitar sel, sama dengan kira-kira 8 L pada orang dewasa. Cairan limfe termasuk dalam volume interstisial. Relatif terhadap ukuran tubuh, volume (CIT) kira-kira sebesar 2 kali lebih besar pada bayi baru lahir dibanding orang dewasa.
(b) Cairan intravaskular (CIV) : Cairan yang terkandung di dalam pembuluh darah. Volume relatif dari (CIV) sama pada orang dewasa dan anak-anak. Rata-rata volume darah orang dewasa kira-kira 5-6 L (8% dari BB), 3 L (60%) dari jumlah tersebut adalah PLASMA. Sisanya 2-3 L (40%) terdiri dari sel darah merah (SDM, atau eritrosit) yang mentranspor oksigen dan bekerja sebagai bufer tubuh yang penting; sel darah putih (SDP, atau leukosit); dan trombosit. Tapi nilai tersebut diatas dapat bervariasi pada orang yang berbeda-beda, bergantung pada jenis kelamin, berat badan dan faktor-faktor lain. Adapun fungsi dari darah adalah mencakup :
- pengiriman nutrien (mis ; glokusa dan oksigen) ke jaringan
- transpor produk sisa ke ginjal dan paru-paru
- pengiriman antibodi dan SDP ke tempat infeksi
- transpor hormon ke tempat aksinya
- sirkulasi panas tubuh
3. Cairan Transelular (CTS)
Adalah cairan yang terkandung di dalam rongga khusus dari tubuh. Contoh (CTS) meliputi cairan serebrospinal, perikardial, pleural, sinovial, dan cairan intraokular serta sekresi lambung. Pada waktu tertentu (CTS) mendekati jumlah 1 L. Namun, sejumlah besar cairan dapat saja bergerak kedalam dan keluar ruang transelular setiap harinya. Sebagai contoh, saluran gastro-intestinal (GI) secara normal mensekresi dan mereabsorbsi sampai 6-8 L per-hari.
Secara Skematis Jenis dan Jumlah Cairan Tubuh dapat digambarkan sebagai berikut :
PROSENTASE TOTAL CAIRAN TUBUH DIBANDINGKAN BERAT BADAN
DISTRIBUSI CAIRAN TUBUH
Keterangan : Untuk laki-laki, BB = 70 Kg
Catatan : Sebenarnya ada kompartemen CES lain, yaitu : limfe & cairan transeluler. Cairan transelular hanya 1-2 % BB, meliputi cairan sinovial, pleura, intraokuler, dll.
NILAI RATA-RATA CAIRAN EKSTRASELULER (CES) DAN CAIRAN INTRASELULER (CIS) PADA DEWASA NORMAL TERHADAP BB
Maxwell, Morton H. Clinical Disorders of Fluid and Electrolyte Metabolism, 4th ed. McGraw Hill, 1987, p.9.
Fungsi Cairan Tubuh
1. Sarana untuk mengangkut zat-zat makanan ke sel-sel
2. Mengeluarkan buangan-buangan sel
3. Membantu dalam metabolisme sel
4. Sebagai pelarut untuk elektrolit dan non elektrolit
5. Membantu memelihara suhu tubuh
6. Membantu pencernaan
7. Mempemudah eliminasi
8. Mengangkut zat-zat seperti (hormon, enzim, SDP, SDM)
Komposisi Cairan Tubuh
Semua cairan tubuh adalah air larutan pelarut, substansi terlarut (zat terlarut)
1. Air
Air adalah senyawa utama dari tubuh manusia. Rata-rata pria Dewasa hampir 60% dari berat badannya adalah air dan rata-rata wanita mengandung 55% air dari berat badannya.
2. Solut (terlarut)
Selain air, cairan tubuh mengandung dua jenis substansi terlarut (zat terlarut) elektrolit dan non-elektrolit.
(a) Elektrolit
Substansi yang berdiasosiasi (terpisah) di dalam larutan dan akan menghantarkan arus listrik. Elektrolit berdisosiasi menjadi ion positif dan negatif dan diukur dengan kapasitasnya untuk saling berikatan satu sama lain( miliekuivalen/liter mEq/L ) atau dengan berat molekul dalam garam ( milimol/liter mol/L ). Jumlah kation dan anion, yang diukur dalam miliekuivalen, dalam larutan selalu sama.
Kation : ion-ion yang mambentuk muatan positif dalam larutan. Kation ekstraselular utama adalah natrium (Na˖), sedangkan kation intraselular utama adalah kalium (K˖). Sistem pompa terdapat di dinding sel tubuh yang memompa natrium ke luar dan kalium ke dalam
Anion : ion-ion yang membentuk muatan negatif dalam larutan. Anion ekstraselular utama adalah klorida ( Clˉ ), sedangkan anion intraselular utama adalah ion fosfat (PO4ɜ).
Karena kandungan elektrolit dari palsma dan cairan interstisial secara esensial sama (lihat Tabel. 1-2), nilai elektrolit plasma menunjukkan komposisi cairan ekstraselular, yang terdiri atas cairan intraselular dan interstisial. Namun demikian, nilai elektrolit plasma tidak selalu menunjukkan komposisi elektrolit dari cairan intraselular. Pemahaman perbedaan antara dua kompartemen ini penting dalam mengantisipasi gangguan seperti trauma jaringan atau ketidakseimbangan asam-basa. Pada situasi ini, elektrolit dapat dilepaskan dari atau bergerak kedalam atau keluar sel, secara bermakna mengubah nilai elektrolit palsma.
(b) Non-elektrolit
Substansi seperti glokusa dan urea yang tidak berdisosiasi dalam larutan dan diukur berdasarkan berat (miligram per 100 ml-mg/dl). Non-elektrolit lainnya yang secara klinis penting mencakup kreatinin dan bilirubin.
Tabel. 1.2 Unsur utama kompartemen cairan tubuh
Ini adalah daftar parsial. Unsur lain termasuk ion kalsium Ca 2+, magnesium Mg2+, protein dan asam organik.
Catatan : Nilai tertentu adalah rata-rata.
Pendapat ahli lain tentang unsur utama kompartemen cairan tubuh disebutkan sebagai berikut:
Morgan, G. Edward. Clinical Anesthesiology. Appleton & Lange, 1996, p.518
KANDUNGAN ELEKTROLIT CAIRAN TUBUH
INTAKE DAN OUTPUT RATA-RATA HARIAN DARI UNSUR TUBUH YANG UTAMA
Catatan : Kehilangan cairan melalui kulit (difusi) & paru disebut Insensible Loss (IWL)
Bila ingin mengetahui "Insensible Loss (IWL)" maka kita dapat menggunakan penghitungan sebagai berikut :
DEWASA = 15 cc/kg BB/hari
ANAK = (30 – usia (th)) cc/kg BB/hari
Jika ada kenaikan suhu :
IWL = 200 (suhu badan sekarang – 36.8C)
(Dari Iwasa M, Kogoshi S. Fluid Therapy. Bunko do, 1995. P 8.)
JUMLAH KEHILANGAN AIR DAN ELEKTROLIT per 100 kcal BAHAN METABOLIK DALAM KEADAAN NORMAL MAUPUN SAKIT
Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Kebutuhan Cairan Dan Elektrolit
Terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi kebutuhan cairan dan elektrolit diantaranya adalah :
1. Usia
Variasi usia berkaitan dengan luas permukaan tubuh, metabolisme yang diperlukan dan berat badan. selain itu sesuai aturan, air tubuh menurun dengan peningkatan usia. Berikut akan disajikan dalam tabel perubahan pada air tubuh total sesuai usia.
2. Jenis kelamin
Wanita mempunyai air tubuh yang kurang secara proporsional, karena lebih banyak mengandung lemak tubuh
3. Sel-sel lemak
Mengandung sedikit air, sehingga air tubuh menurun dengan peningkatan lemak tubuh
4. Stres
Stres dapat menimbulkan peningkatan metabolisme sel, konsentrasi darah dan glikolisis otot, mekanisme ini dapat menimbulkan retensi sodium dan air. Proses ini dapat meningkatkan produksi ADH dan menurunkan produksi urine
5. Sakit
Keadaan pembedahan, trauma jaringan, kelainan ginjal dan jantung, gangguan hormon akan mengganggu keseimbangan cairan
6. Temperatur lingkungan
Panas yang berlebihan menyebabkan berkeringat. Seseorang dapat kehilangan NaCl melalui keringat sebanyak 15-30 g/hari
7. Diet
Pada saat tubuh kekurangan nutrisi, tubuh akan memecah cadangan energi, proses ini akan menimbulkan pergerakan cairan dari interstisial ke intraselular.
Pengaturan Keseimbangan Volume Cairan Tubuh
Rasa Dahaga
Mekanisme rasa dahaga :
* Penurunan fungsi ginjal merangsang pelepasan renin, yang pada akhirnya menimbulkan produksi angiotensin II yang dapat menrangsang hipotalamus untuk melepaskan substrat neural yang bertanggung jawab terhadap sensasi haus
* Osmoreseptor di hipotalamus mendeteksi peningkatan tekanan osmotik dan mengaktivasi jaringan syaraf yang dapat mengakibatkan sensasi rasa dahaga.
Anti Diuretik Hormon
ADH dibentuk di hipotalamus dan disimpan dalam neurohipofisis dari hipofisis posterior. Stimuli utama untuk sekresi ADH adalah peningkatan osmolalitas dan penurunan cairan ekstrasel. Hormon ini meningkatkan reabsorpsi air pada duktus koli gentes, dengan demikian dapat menghemat air.
Aldosteron
Hormon ini disekresi oleh kelenjar adrenal yang bekerja pada tubulus ginjal untuk meningkatkan absorpsi natrium. Pelepasan aldosteron dirangsang oleh perubahan konsentrasi kalium, natrium serum dan sistem angiotensi renian dan sangat efektif dalam mengendalikan hiperkalemia
Prostaglandin
Prostaglandin adalah asam lemak alami yang terdapat dalam banyak jaringan dan berfungsi dalam merespons radang, pengendalian tekanan darah, kontraksi uterus dan mobilitas gastrointestinal. Dalam ginjal, prostaglandin berperan mengatur sirkulasi ginjal, respons natrium dan efek ginjal pada ADH.
Glukokortikoid
Meningkatkan resorpsi natrium dan air, sehingga volume darah naik dan terjadi retensi natrium. Perubahan kadar glukokortikoid menyebabkan perubahan keseimbangan volume darah.
Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Pergerakan Cairan Tubuh
1. Membran
Setiap kompartemen cairan dipisahkan oleh membran permeabel selektif yang memungkinkan gerakan air dan beberapa zat terlarut. Permeabilitas membran yang selektif membantu untuk mempertahankan komposisi unik dari setiap kompartemen sementara memungkinkan gerakan nutrien dari plasma ke sel-sel dan gerakan produk sisa keluar dari sel dan akhirnya ke dalam palsma. Membran semipermeabel tubuh meliputi :
a. membran sel : memisahkan CIS dan CIT dan terdiri atas lipid dan protein
b. membran kapiler : memisahkan CIV dari CIT
c. membran epitelial : memisahkan CIT dan CIV dari CTS. Contoh : epitelium mukosa dari lambung dan usus, membran sinovial dan tubulus ginjal.
2. Proses transpor
Selain selektivitas membran, gerakan air dan zat terlarut ditentukan juga oleh beberapa proses transpor cairan tubuh, seperti yang telah dibahas diatas.
3. Konsentrasi cairan tubuh
a. Osmolalitas : adalah jumlah keseluruhan partikel-partikel yang larut didalam larutan. Istilah osmolality sering digunakan untuk memberikan / menggambarkan kepekatan suatu larutan. Perubahan dalam osmolalitas ekstraseluler dapat mengakibatkan perubahan pada volume cairan ekstraseluler dan intraseluler :
Penurunan Osmolalitas CES –> Gerakan air dari CES ke CIS
Peningkatan Osmolalitas CES –> Gerakan air dari CIS ke CES
b. Tonisitas : adalah istilah lain untuk osmolalitas efektif. Molekul kecil seperti urea dengan mudah melewati semua membran dengan cepat berekuilibrium diantara kompartemen dan hanya memberikan sedikit efek pada gerakan air. Molekul ini disebut osmol takefektif.
Sebaliknya natrium, glukosa dan manitol adalah contoh dari osmol efektif, molekul ini tidak melewati membran sel dengan cepat dan akan mempengaruhi gerakan air. Dengan demikian osmolalitas efektif tidak hanya tergantung pada jumlah zat terlarut tetapi juga pada permeabilitas membran terhadap zat terlarut ini.
Larutan isotonik adalah larutan yang mempunyai osmolalitas sama efektifnya dengan cairan tubuh (kira-kira 280-300 mOsm/kg). Contohnya adalah normal salin-larutan (NaCl) 0,9%
Larutan hipotonik adalah larutan yang mempunyai osmolalitas sama efektif lebih kecil dari cairan tubuh. Contoh larutan (NaCl) 0,45%
Larutan hipertonik adalah larutan yang mempunyai osmolalitas sama efektif lebih besar dari cairan tubuh. Contoh larutannya adalah (NaCl) 3%
Pengeluaran Cairan Tubuh
Pengeluaran cairan terjadi melalui organ –organ seperti:
a. Ginjal
Merupakan pengatur utama keseimbangan cairan yang menerima 170 liter darah untuk di saring setiap hari.
Produksi urin untuk semua usia 1ml/ kg/ jam.
Pada orang dewasa produksi urin sekitar 1,5 lt/ hari.
Jumlah urine yang di produksi oleh ginjal di pengaruhi oleh ADH dan aldosteron.
b. Kulit
Hilangnya cairan melalui kulit diatur oleh syaraf simpatis yang merangsang aktifitas kelenjar keringat.
Rangsangan kelenjar keringat dapat di hasilkan dari aktivitas otot, temperatur lingkungan yang meningkat dan demam.
Disebut juga Isensible Water Loss (IWL) sekitar 15 –20 ml/ 24 jam.
c. Paru –paru
Menghasilkan IWL sekitar 400 ml/ hari.
Meningkatnya cairan yang hilang sebagai respons terhadap perubahan kecepatan dan kedalaman napas akibat pergerakan atau demam.
d. Gastrointestinal
Dalam kondisi normal cairan yang hilang dari gastrointestinal setiap hari sekitar 100-200 ml.
Perhitungan IWL secara keseluruhan adalah 10-15 cc/kg BB/ 24 jam, dengan kenaikan 10 % dari IWL pada setiap kenaikan suhu 1 derajat Celcius.
Keterangan IWL : (Insensible Water Loss)
F. STRUKTUR SELULER PULAU LANGERHANS DARI PANKREAS DAN PERANNYA SEBAGAI KELANJAR ENDOKRIN
Pankreas merupakan organ memanjang terletak di sebelah atas bagian pertama dari usus halus/ kecil. Anatomi dan struktur jaringan pankreas sebagai kelenjar eksokrin dan saluran dibahas dalam konteks sistem pencernaan. Pankreas sebagai kelenjar endokrin mengacu pada sel-sel dalam pankreas yang mensintesis dan mengeluarkan hormon.
Sebagai kelenjar Endokrin, Pankreas tersusun atas pulau Langerhans di bagian kortek pancreas. Kebanyakan pulau berdiameter 100-200 um dan mengandung beberapa ratus sel, pulau-pulau kecil sel endokrin ditemukan tersebar di antara sel-sel eksokrin pancreas. Sel-sel penyusun pulau Langerhans disebut Sel Islet yang meliputi sel asidofil (A) penghasil hormone Glukagon dan Basofil (B) penghasil Insulin.
STRUKTUR SEL ISLET DAN PULAU LANGERHANS
Bagian endokrin pankreas berbentuk kelompok sel kecil yang disebut pulau Langerhans atau lebih sederhana disebut dengan Islet. Manusia memiliki sekitar satu juta pulau. Dalam bagian histologis standar pankreas, Islet dalam pewarnaan nampak sebagai kelompok yang relatif pucat tertanam di lautan gelap-pewarnaan jaringan eksokrin.
Gambar 1 : Pankreas
Gambar 2 : Sebuah pulau langerhans (putih) tersusun atas sel Islet dan pembuluh kapiler yang dikelilingi oleh sel asinus pancreas.
Tiga jenis sel utama Pankreas endokrin, yang masing-masing menghasilkan produk endokrin yang berbeda yaitu:
Alpha sel (sel A) menghasilkan hormon glukagon.
Beta sel (sel B) memproduksi insulin
Delta sel (sel D) mengeluarkan hormon somatostatin, yang juga diproduksi oleh sejumlah sel endokrin lainnya dalam tubuh.
Jenis sel yang berbeda di dalam satu pulau kecil distribusinya teratur, sel beta menempati bagian tengah pulau dan dikelilingi oleh "kulit" dari sel alfa dan delta. Selain dari glukagon, insulin dan somatostatin, sejumlah hormon lainnya telah diidentifikasi sebagai produk dari sel pankreas pulau. Pulau Langerhans banyak pembuluh, yang memungkinkan hormon disekresikan dalam untuk sirkulasi. Meskipun pulau hanya terdiri dari 1-2% dari massa pankreas, mereka menerima sekitar 10 sampai 15% dari aliran darah pankreas. Selain itu, mereka dipengaruhi oleh neuron parasimpatis dan simpatis, dan sinyal saraf jelas memodulasi sekresi insulin dan glukagon.
B. REGULASI KONSENTRASI GLUKOSA DARAH DENGAN MEKANISME NEGATIVE FEED BACK CONTROL
Bila kadar gula darah tinggi (> 120 mg%) akan merangsang sel beta Pankreas memproduksi insulin dan masuk ke dalam darah. Glukosa akan dirubah menjadi Glikogen di sel-sel hati, ada yang dirubah menjadi asam lemak dan Gliserol, sehingga Glukosa darah turun pada level normal. Bila kadar glukosa darah turun (< 80 mg%) maka sel alfa akan memproduksi hormone Glukagon dan masuk ke dalam darah. Glukagon masuk ke dalam sel-sel hati untuk merubah Glikogen menjadi glukosa, sehingga kadar glukosa darah naik .
Pengendalian sekresi insulin
Sel β dalam pulau Langerhans memproduksi insulin dalam menanggapi tingginya tingkat glukosa dalam darah. Mereka melakukan hal ini melalui fungsi-fungsi berikut
1. K + saluran (Kalium) dalam membran plasma terbuka, K + berdifusi keluar dan bagian dalam sel adalah-70mV dibandingkan dengan luar (beda potensial)
2. Glukosa memasuki sel jika ada kadar glukosa yang tinggi
3. Glukosa terfosforilasi oleh enzim glukokinase dan dimetabolisme untuk menghasilkan ATP
4. Kehadiran extra ATP membuat K + saluran dekat
5. K + tidak dapat berdifusi keluar, dan perbedaan potensial mengurangi menjadi sekitar 30mV
6. Ca 2 + saluran yang biasanya dekat terbuka dalam menanggapi perubahan potensial membran.
7. Ca 2 + ion menyebabkan vesikel (diciptakan oleh aparat Golgi, penuh insulin) untuk melepaskan insulin oleh exocytosis
C. REGULASI KONTROL GULA DARAH DAN DIABETES MELITUS
Diabetes melitus adalah penyakit gangguan metabolisme karbohidrat yang ditandai dengan kadar glukosa darah yang tinggi (hiperglikemi) dan adanya glukosa dalam urin (glukosuria). Penyebab diabetes melitus adalah kegagalan pankreas mensekresi insulin yang berfungsi memanfaatkan glukosa sebagai sumber energi dan mensintesa lemak. (Widowati, dkk., 1997 dalam Prihandayani,2008). Akibatnya glukosa bertumpuk dalam darah (hiperglikemia) dan akhirnya diekresikan lewat kemih tanpa digunakan (glukosuria). Karena itu, produksi kemih sangat meningkat dan pasien harus sering kencing, merasa sangat haus, berat badan menurun dan terasa lelah (Tjay dan Rahardja, 2002 dalam Prihandayani,2008).
Sistem untuk klasifikasi DM dikembangkan oleh The National Diabetes Data Group of the National Institutes of Health (USA) dengan masukan dari Word Health Organization tahun 1985 adalah: Diabetes Mellitus dibagi dalam dua tipe yaitu DM type 1 (insulin dependen diabetes mellitus) dan DM type 2 (non insulin dependen diabetes mellitus), berikut ini akan dijelaskan mengani tipe-tipe tersebut.
DM Type 1
Diabetes tipe I ditandai dengan sekresi insulin oleh pankreas yang dapat berasal dari reaksi autoimun, infeksi virus, dan mungkin faktor genetik. Secara normal, insulin bekerja untuk menurunkan kadar glukosa darah dengan membolehkan glukosa masuk kedalam sel untuk dimetabolisme. Caranya dengan mengikat dirinya secara kuat pada tempat reseptor pada membran sel. Efek utama metabolik insulin adalah di otot dan jaringan adiposa. Pada orang diabetes, kekurangan atau ketiadaan insulin menimbulkan kelaparan pada jaringan ini dan ini menjelaskan mengapa pasien menjadi lelah dan berat badan menurun.
Karena kurangnya insulin, terjadi penumpukan didalam darah pada orang diabet dan meluap kedalam urine yang menyebabkan haus dan keluarnya urine dalam jumlah yang banyak. Lebih lanjut masalah ini akan menimbulkan komplikasi physiologic, kecuali kalau diberikan penggantian insulin. Sehingga orang yang menderita DM Tipe I perlu injeksi insulin secara teratur dalam hidupnya untuk mencegah ketosis. Suatu komplikasi yang muncul,akibat gangguan metabolisme lemak. Untuk alasan ini, DM tipe I dikenal sebagai IDDM (Insulin Dependent Diabetes Melitus).
DM Type 2
Type II akibat dari tidak sensitifnya reseptor insulin terhadap insulin yang sudah tersedia. Pada kelompok ini khusus dianjurkan untuk menurunkan BB dan diberikan tablet untuk merangsang pancreas untuk mensekresi lebih banyak insulin. Karena tidak dibutuhkan insulin maka diabetes tipe II dikenal sebagai NIDDM (Non Insulin Dependent Diabetes melitus). Diabetes Mellitus Tidak Tergantung Insulin disebabkan kegagalan relatif sel β pulau Langerhans dan resisteni insulin. Resitensi insulin adalah turunnya kemampuan insulin untuk merangsang pengambilan glukosa oleh jaringan perifer dan untuk menghambat produksi glukosa oleh hati. Sel β tidak mampu mengimbangi resistensi insulin ini sepenuhnya, artinya terjadi defisiensi relatif insulin. Ketidakmampuan ini terlihat dari berkurangnya sekresi insulin pada rangsangan glukosa, maupun pada rangsangan glukosa bersama bahan perangsang sekresi insulin lain. Berarti sel β pankreas mengalami desensitisasi terhadap glukosa (Mansjoer, A., 1999 dalam Prihandayani, 2008).
Gejala yang sering muncul pada DM, yaitu :
Poliuria (banyak dan sering kencing)
Polipagia (banyak makan)
Polidipsi (banyak minum)
kemudian diringi dengan keluhan-keluhan :
Kelemahan tubuh, lesu, tidak bertenaga.
Berat badan menurun
Rasa kesemutan, karena iritasi (perangsangan) pada serabut-serabut saraf
Kelainan kulit, gatal-gatal, bisul-bisul
Infeksi saluran kencing
Kelainan ginjal kalogi: keputihan
Infeksi yang sukar sembuh
Pada pemeriksaan laboratorium: Kadar gula darah meningkat, Peningkatan plasma proinsulin dan plasma C polipeptida dan Glukosuria
Faktor –Faktor yang dianggap sebagai kemungkinan etiologi DM yaitu:
Kelainan sel beta pankreas, berkisar dari hilangnya sel beta sampai kegagalan sel beta melepas insulin.
2. Faktor-faktor lingkungan yang mengubah fungsi sel beta, antara lain agen yang dapat menimbulkan infeksi, diet dimana pemasukan karbohidrat dan gula yang diproses secara berlebihan, obesitas dan kehamilan.
3. Gangguan sistem imunitas. Sistem ini dapat dilakukan oleh autoimunitas yang disertai pembentukan sel-sel antibodi antipankreatik dan mengakibatkan kerusakan sel-sel penyekresi insulin, kemudian peningkatan kepekaan sel beta oleh virus.
4. Kelainan insulin. Pada pasien obesitas, terjadi gangguan kepekaan jaringan terhadap insulin akibat kurangnya reseptor insulin yang terdapat pada membran sel yang responsir terhadap insulin.
BAB III
KESIMPULAN
1. Dalam tubuh manusia banyak sekali faktor-faktor internal tubuh yang harus dipertahankan secara homeostasis. Zat-zat ini harus dikeluarkan dari tubuh karena dapat membahayakan tubuh. Proses pengeluaran zat-zat sisa dari dalam tubuh disebut ekskresi.
2. Ginjal secara umum tersusun atas korteks, medulla dan pelvis. Adapun nefron tersusun atas kapsula bowman, glomerulus dan tubulus.
Ginjal merupakan alat ekskresi penting yang mempunyai beberapa fungsi, antara lain:
a. Mengekskresikan zat yang membahayakan tubuh (racun), misalnya protein-protein asing, zat sisa metabolism (urea atau asam urat), serta bermacam-macam garam.
b. Menyaring darah sehingga menghasilkan urin.
c. Mengekskresikan zat-zat yang jumlahnya berlebihan, misalnya kadar gula darah yang melebihi normal
d. Mempertahankan tekanan osmosis cairan ekstraseluler.
3. Sebagai organ yang berperan dalam Homeostasis, Pankreas bertindak sebagai kelenjar endokrin. Bagian Pulau langerhans mengandung sel Islet yaitu Sel α menghasilkan hormon Glukagon dan sel β menghasilkan hormone Insulin.
4. Hormon Glukagon berperan merubah Glikogen menjadi Glukosa, sedangkan hormone Insulin merubah Glukosa menjadi Glikogen dalam mekanisme Feed back Control
5. Regulasi control gula darah berkaitan dengan gangguan Diabetes Melitus (DM) . Ada 2 type DM yaitu IDDM (Insulin Dependen Diabetes Mellitus) dan DM type 2 NIDDM (Non Insulin Dependen Diabetes Mellitus).
DAFTAR PUSTAKA
Guyton.A.C, 1996.Textbook of Medical Physiology, Philadelpia: Elsevier saunders
D:\!Jurnal Biologi\Functional Anatomy of the Endocrine Pancreas.htm. Diakses 29-9-2012
Prihandayani, Dini.2008. Uji Efek Penurunan Kadar Glukosa Darah Ekstrak Heksana Herba Daun Sendok (Plantago mayor L.)pada kelinci Jantan yang Dibebani Glukosa.(online) http://www.skripisiindonesia. Diakses 21 Pebruari 2011.
D:\!Jurnal Biologi\A-Level Biologi Tengah Konsep Kontrol, koordinasi dan homeostasis - Wikibooks, buku terbuka untuk dunia yang terbuka.htm. Diakses 25 September 2012
Yusnia, Pengaturan kadar gula Darah, (on line) www.yusnia-bio.webs.com. Diakses 20 September 2012
staff.ui.ac.id/internal/130683855/material/HOMEOSTASISmsHO.pdf
http://www.blogdokter.net/2009/06/20/dehidrasi
onilyna.blogspot.com/.../blok-2-skenario-1-peranan-homeostasis.htm...
http://penulisani.blogspot.com/2012/03/homeostasis.html
httponlyuse.blogspot.com/2012/04/homeostasis.html
sp4669.wordpress.com/2008/07/24/anatomi-fisiologi-cairan-tubuh
http://w3.ouhsc.edu/histology/Text Sections/Urinary.html
http://www.cccmkc.edu.hk/~sbj-biology/
http://pclab.cataegu.ac.kr/physiology/Kidney.htm
