LAPORAN PRAKTIKUM PHYSIOEX EXERCISE 9 MODUL GINJAL DAN CAIRAN TUBUH
Kelompok 2: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15.
Samialhuda R.Fitria Rohayatun Riska Dwi Kusuma Lodi Salim Desya Osselia Irvani Yehuda Lutfi Wibowo Novia Rosita Maringga Octa Tirandha Muhammad Lukman Juwita Valen Ramadhania Umi Nurrahmah Putri Sondang Pasaribu Antony Halim Agung Prasetyo Maylisa Santauli Manurung
I11110060 I11111008 I11111043 I11112060 I11112064 I11112066 I11112074 I11112077 I1011131003 I1011131007 I1011131009 I1011131017 I1011131029 I1011131069 I1011131087
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN DOKTER FAKULTAS KEDOKTERAN UNIVERSITAS TANJUNGPURA PONTIANAK 2015
BAB I PENDAHULUAN Sistem perkemihan berkontribusi dalam homeostasis dengan mengalterasi komposisi, pH, volume dan
tekanan darah; menjaga osmolaritas darah,
mengeluarkan zat sisa dan substansi asing; dan memproduksi hormon-hormon. Sistem urinarius terdiri dari dua ginjal, dua ureter, satu vesika urinaria, dan satu urethra. Setelah ginjal memfiltrasi plasma darah yang kemudian mengembalikan sebagain besar air dan solut ke pembuluh darah. Setiap ginjal manusia berisi sekitar 1,2 juta nephron, unti fungsional ginjal. Setiap nephron disusun oleh satu korpuskulum ginjal dan satu tubulus ginjal. Korpuskulum ginjal terdiri dari berkas-berkas kapiler yang disebut glomerulus yang dilapisi oleh suatu cairan yang mengisi kapsul yang disebut kapsula Bowman.. suatu arteriole afferent mensuplai darah ke glomerulus. Ketika darah mengalir melewati kapiler-kapiler glomerular, protein bebas plasma terfiltrasi kedalam kapsula Bowman, suatu proses yang disebut filtrasi glomerular. Arteriole efferen kemudian mengeluarkan darah yang tersisa di glomerulus. Filtrat mengalir dari kapsula Bowman ke awal tubulus ginjal yang disebut proximal convoluted tubule, kemudian di atas proximal straight tubule, diikuti ansa Henle. Filtrat kemudian mengalir ke dalam distal convoluted tubule sebelum mencapai connecting tubule dan collecting duct dimana urin dikumpulkan. Tubulus distal dan duktus kolektivus disusun oleh dua tipe sel: sel prinsipal dan sel interkalasi. Sel-sel prinsipal mereabsorpsi Na+ dan air dan mensekresi K+. Selsel interkalsi mensekresi baik H+ atau HCO3- sehingga sangat penting dalam meregulasi keseimbangan asam basa.
2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tahap Pembentukan Urine1 2.1.1 Filtrasi Glomerular1 Pada saat darah mengalir melalui glomerulus, plasma bebas protein yang tersaring melalui kapiler glomerulus ke dalam kapsul bowman. Dalam keadaaan normal, 20% plasma yang masuk ke glomerulus tersaring. Proses ini, dikenal sebagai filtrasi glomerulus (langkah pertama dalam pembentukan urin). Cairan yang difiltrasi dari glomerulus ke dalam kapsul bowman harus melewati tiga lapisan berikut yang membentuk membran glomerelus : (1) dinding kapiler glomerulus, (2) membran basal, dan (3) lapisan dalam kapsul bowman. Dinding kapiler glomerulus terdiri dari satu lapis sel endotel gepeng. Lapisan ini memliki banyak pori besar yang menyebabkannya 100 kali lebih permeabel terhadap H2O dan zat terlarut. Membran basal adalah lapisan gelatinosa aseluler yang terbentuk dari kolagen dan glikoprotein yang tersisip di antara glomerulus dan kapsul bowman.
Kolagen
menghasilkan
kekuatan
struktural
dan
glikoprotein
menghambat filtrasi protein plasma yang kecil. Karena bermuatan negatif maka glikoprotein menolak albumin dan protein plasma lain yang juga bermuatan negatif. Oleh karena itu, protein plasma hampir tidak terdapat di dalam filtrat, dengan kurang dari 1% molekul albumin berhasil lolos ke dalam kapsul bowman.1 Lapisan dalam kapsul bowman terdiri dari podosit, sel mirip gurita yang mengelilingi glomerulus. Setiap podosit memiliki banyak foot process memanjang yang saling menjalin dengan foot process podosit sekitar. Celah sempit diantara foot process yang berdampingan dikenal sebagai celah filtrasi.1 Terdapat tiga gaya fisik yang terlibat dalam filtrasi glomerulus: tekanan darah kapiler glomerulus, tekanan osmotic koloid plasma, dan tekanan hidrostatik kapsul bowman.1 1.
Tekanan darah kapiler glomerulus adalah tekanan cairan yang ditimbulkan oleh darah di dalam kapiler glomerulus. Tekanan ini pada akhirnya bergantung pada kontraksi jantung dan resistensi terhadap aliran darah yang ditimbulkan oleh arteriol aferen dan eferen. Tekanan darah kapiler
3
glomerulus, dengan nilai rerata diperkirakan 55 mmHg, lebih tinggi dari pada tekanan kapiler darah di tempat lain. Penyebab lebih tingginya tekanan di kapiler glomerulus adalah garis tengah arteriol aferen yang lebih besar dibandingkan dengan arteriol eferen. Hal ini menyebabkan darah dapat lebih mudah masuk ke glomerulus melalui arteriol aferen yang lebar daripada keluar melalui arteriol eferen yang sempit. Tekanan darah glomerulus yang tinggi dan tidak menurun ini cenderung mendorong 2.
cairan keluar glomerulus menuju kapsul bowman. Tekanan osmotic koloid plasma ditimbulkan oleh distribusi tidak seimbang protein-protein plasma dikedua sisi membran glomerulus. Konsentrasi H2O lebih tinggi di kapsul bowman daripada di kapiler glomerulus. Hal ini menimbulkan kecenderungan H2O untuk berpindah melalui osmosis menuruni gradient konsentrasinya sendiri dari kapsul bowman ke dalam glomerulus melawan filtrasi glomerulus (gaya osmotic ini rata-rata 30
3.
mmHg) Tekanan hidrostatik kapsul bowman, tekanan yang ditimbulkan oleh cairan di bagian awal tubulus ini, diperkirakan sekitar 15 mmHg. Tekanan ini, yang cenderung mendorong cairan keluar kapsul bowman, melawan filtrasi cairan dari glomerulus menuju kapsul bowman.1
Dari plasma yang mengalir ke ginjal, normalnya 20% difiltrasi melalui glomerulus, menghasilkan laju filtrasi glomerulus (LFG) rerata 125 ml/mnt. Filtrat ini identik komposisinya dengan plasma kecuaii protein plasma yang ditahan oleh membran glomerulus. LFG dapat diubah-ubah dengan mengubah tekanan darah kapiler glomerulus melalui pengaruh simpatis pada arteriol aferen sebagai bagian dari respons refleks baroreseptor yang mengompensasi perubahan tekanan darah arteri. Secara spesifik, ketika tekanan darah turun terlalu rendah terjadi vasokonstriksi arteriol yang diinduksi oleh sarafsimparis yang mengurangi aliran darah ke glomerulus sehingga tekanan darah glomerulus dan LFG berkurang. Sebaliknya, ketika tekanan darah meningkat terlalu tinggi dan aktivitas simpatis menurun secara refleks, vasodilatasi arteriol yang ditimbulkannya menyebabkan peningkatan aliran darah glomerulus dan peningkatan LFG.Jika 4
LFG berubah maka jumlah cairan yang keluar di urin juga berubah, sehingga volume plasma dapat disesuaikan untuk membantu memulihkan tekanan darah ke normal dalam jangka panjang.1 2.1.2 Reabsorpsi tubulus1 Sewaktu filtrate mengalir melalui tubulus, bahan-bahan yang bermanfaat bagi tubuh dikembalikan ke plasma kapiler peritubulus. Perpindahan selektif bahan-bahan dari bagian dalam tubulus ke dalam darah ini disebut reabsorpsi tubulus. Dari 180 liter plasma yang disaring per hari, sekitar 178,5 liter direabsorpsi. Tubulus biasanya mereabsorpsi 99% H2O, 100% glukosa, dan 99,5% garam yang terfiltrasi. Untuk dapat direabsorpsi, suatu bahan harus melewati lima sawar terpisah: 1.
2.
3.
4. 5.
Tahap 1, bahan harus meninggalkan cairan tubulus dengan melewati membrane luminal sel tubulus. Tahap 2, bahan harus melewati sitosol dari satu sisi sel tubulus ke sisi lainnya. Tahap 3, bahan harus melewati membrane basolateral sel tubulus untuk masuk ke cairan interstisium. Tahap 4, bahan harus berdifusi melalui cairan interstisium. Tahap 5, bahan harus menembus dinding kapiler untuk masuk ke plasma darah.1 Keseluruhan
rangkaian
langkah
ini
dikenal
sebagai
transport
transepitel.Terdapat dua jenis reabsorpsi tubulus, yaitu reabsorsi aktif dan reabsorpsi pasif. Pada reabsorpsi pasif, semua tahap dalam transport transepitel suatu bahan dari lumen tubulus ke plasma bersifat pasif; yaitu tidak ada pengeluaran energy pada perpindahan netto bahan, yang terjadi mengikuti penurunan gradient elektrokimia atau osmotic. Sebaliknya, reabsorpsi aktif berlangsung jika salah satu dari tahap-tahap dalam transport transepitel suatu bahan memerlukan energy, bahkan jika keempat tahap lainnya bersifat pasif. Pada reabsorpsi aktif, perpindahan netto bahan dari lumen tubulus ke plasma terjadi melawan gradient elektrokimia. Bahan yang secara aktif direabsorpsi bersifat penting bagi tubuh, misalnya glukosa, asam amino, dan nutrient organic lainnya.1
5
Proses sentral yang sebagian besar proses reabsorpsi sedikit banyak berkaitan adalah reabsorpsi aktif Na-, yang dijalankan oleh suatu pembawa Na.-K. ATPase dependen energi di membran basolateral hampir semua sel tubulus. Transpor Na
+
keluar sel ke ruang lateral di antara sel-sel oleh pembawa ini menyebabkan reabsorpsi netto Na + dari lumen tubulus ke plasma kapiler peritubulus. Sebagian besar reabsorpsi Na. berlangsung di awal nefron secara konstan dan tidak diarur, retapi di tubulus distal dan koligentes, reabsorpsi sebagian kecil Na- yang terfiltrasi bersifat variabel dan berada di bawah kontrol, bergantung terutama pada sistem renin-angiotensin-aldosteron yang kompleks. Karena Na+ dan anion penyerranya, Cl-, adalah ion aktif osmotis utama di CES maka volume CES ditentukan oleh jumlah Na- di tubuh. Selanjutnya, volume plasma, yang mencerminkan volume CES total, penring dalam penentuan jangka panjang tekanan darah arteri. Jika jumlah Na., volume CES, volume plasma, dan tekanan darah arteri di bawah normal, maka aparatus jukstaglomerulus ginjal akan mengeluarkan renin, suatu hormon enzimatik yang memicu serangkaian proses yang akhirnya menyebabkan peningkatan sekresi aldosteron dari korteks adrenal. Aldosteron meningkatkan reabsorpsi Na- dari bagian distal tubulus sehingga mengoreksi penurunan Na-, volume CES, dan tekanan darah.1 Sebaliknya, reabsorpsi natrium dihambat oleh peptida natriuretik atrium, suatu hormon yang dikeluarkan oleh atrium jantung sebagai respons terhadap ekspansi volume CES dan peningkatan tekanan darah yang ditimbulkannya.Selain menyebabkan reabsorpsi Na., energi yang digunakan untuk memasok pembawa Na.-K- AIPase akhirnya berperan menyebabkan reabsorpsi molekul nutrien organik dari tubulus proksimal melalui mekanisme transpor aktif sekunder. Pembawa kotranspor spesifik yang terletak di membran luminal sel tubulus proksimal dijalankan oieh gradien konsentrasi Na. untuk secara selektif memindahkan glukosa atau asam amino dari cairan lumen ke dalam sel tubulus lalu akhirnya ke plasma.1 Elektrolit lain selain Na- yang secara aktif direabsorpsi oleh tubulus, misalnya PO.,3-dan Ca2., memiliki sistem pembawa independen masing-masing di tubulus proksimal. Karena pembawa-pembawa ini, seperti pembawa kotranspor nutrien
6
organik, dapat mengalami penjenuhan maka masing-masing memperlihatkan kapasitas transpor maksimal, atau T . Jika filtrasi suatu bahan yang direabsorpsi aktif melebihi T , maka reabsorpsi berlangsung dengan laju maksimal yang konstan sementara kelebihan jumlah yang difiltrasi akan diekskresikan di urin. Reabsorpsi akdf Na- juga mendorong reabsorpsi pasif Cl- (melalui gradien listrik), HrO (melalui osmosis), dan urea (menuruni gradien konsentrasi urea yang tercipta akibat reabsorpsi osmotis ekstensif HrO). Enam puluh lima persen HrO yang difiltrasi direabsorpsi dari tubulus proksimal tanpa diatur, didorong oleh reabsorpsi aktif Na.. Reabsorpsi HrO meningkatkan konsentrasi bahan-bahan lain yang tertinggal di cairan tubulus, yang sebagian besar adalah produk sisa yang terfiltrasi. Moiekul-molekul urea yang kecil adalah satu satunya produk sisa yang dapat secara pasif menembus membran tubulus. Karena itu, urea adalah satusatunya bahan sisa yang secara parsial direabsorpsi karena mengalami pemekatan. Sekitar 50% dari urea yang difiltrasi direabsorpsi.1 2.1.3 Sekresi tubulus1 Sekresi tubulus adalah pemindahan selektif bahan-bahan dari kapiler peritubulus ke dalam lumen tubulus. Sekresi tubulus merupakan mekanisme untuk mengeluarkan bahan dari plasma secara cepat dengan mengekstraksi sejumlah tertentu dari 80% plasma yang tidak terfiltrasi di kapiler peritubulus dan memindahkannya ke bahan yang sudah ada di tubulus sebagai hasil filtrasi. Bahan-bahan terpenting yang disekresikan oleh tubulus adalah ion hydrogen (H+), ion kalium (K+), serta anion dan kationorganic, yang banyak diantaranya adalah senyawa yang asing bagi tubuh.1 Sistem sekresi ion organic memiliki tiga fungsi penting : 1. Dengan menambahkan sejenis ion organic tertentu ke jumlah yang sudah masuk ke cairan tubulus oleh filtrasi glomerulus, jalur ekskresi organik ini mempermudah ekskresi bahan bahan ini. 2. Pada beberapa kasus penting, ion organic kurang larut dalam air. Untuk dapat diangkut dalam darah, ion-ion tersebut terikat dalam jumlah besar tetapi ireversibel ke protein plasma. Karena melekat ke protein plasma 7
maka bahan-bahan ini tidak dapat difiltrasi melalui glomerulus. Sekresi tubulus mempermudah eliminasi ion-ion organic yang tidak dapat difiltrasi ini melalui urin. 3. Sistem sekresi ion organik tubulus proksimal berperan kunci dalam eliminasi banyak senyawa asing dari tubuh.1
BAB III CARA KERJA Aktivitas 1 : Efek Diameter Artetiol Terhadap Filtrasi Glomerulus
8
Cara Kerja 1. Radius aferen diatur pada ukuran 0,5 mm dan radius eferen pada 0,45 mm. 2. Pastikan gelas beker kiri penuh jika tidak klik tombol refill 3. Pengukur tekanan yang terdapat di atas gelas beker kiri di atur pada tekanan sebesar 90 mmHg. 4. Klik tombol start 5. Setelah gelas beker terisi penuh dengan darah klik record data. Data ini akan digunakan sebagai dasar pada aktivitas ini. 6. Klik tombol refill 7. Naikkan radius dari aferen sebayak 0,55 mm dan ulangi langkah 3-6. Ulangi aktivitas sampai mencapai ukuran radius aferen maksimal yaitu 0,6 mm. 8. Kurangi radius arteriol aferen menjadi 0,3 mm dan klik start Aktivitas 2 : Efek Tekanan Darah Terhadap Filtrasi Glomerulus Cara Kerja Dalam kegiatan ini, kita akan mengatur pengaruh tekanan darah terhadap laju filtrasi. 1. 2.
Pastikan gelas kiri penuh dengan darah. Jika tidak, klik Refill. Sesuaikan pengukur tekanan (diatas gelas sumber) 70 mm Hg. Atur radius
3.
aferen pada 0,50 mm dan radius eferen di 0,45 mm Klik Start. Perhatikan Tekanan glomerulus dan filtrasi Glomerulus yang
4. 5. 6.
ditampilkan di bagian atas kanan layar Setelah selesai, klik Record Data. Klik Refill. Ulangi langkah 1-5, Terus naikkan tekanan 5 mm dan mengulangi percobaan sampai Anda telah mencapai maksimum Tekanan 100 mm Hg.
Aktivitas 3 : Efek Kombinasi Cara Kerja : 1. Dibawah window Data Sets, centang/pilih Combined. Ini akan membuat anda bisa menyimpan data pada data set window yang baru. Anda dapat memperoleh data dari aktivitas sebelumnya dengan cara memilih Afferent dataset atau Pressure data set.
9
2. Atur tekanan pada 90 mmHg, arteriol afferen pada 0.50mm, dan arteiol efferen pada 0.45 mm 3. Klik tombol mulai dan mulai aktivitasnya 4. Klik Refill 5. Turunkan tekanan menjadi 80mm Hg. Atur arteriol afferen pada 0.50mm dan efferen arteriol pada 0.45mm 6. Klik tombol start dan mulai aktivitasnya, jangan lupa record data 7. Klik Refill 8. Selanjutnya, klik tombol katup diatas duktus kolektivus. Hal ini akan mebuat dan memunculkan tulisan valve-closed 9. Klik start. Pada akhir aktivitas, kik record data. 10. Klik tools, lalu klik print data. Activity 4 : Efek Gradien Zat Terlarut Pada Konsentrasi Urin Cara Kerja 1. Pastikan Gradient terhighlighted pada jendela Data Sets. 2. Klik dan geser tutup botol ADH dan lepaskan di atas tutup abu-abu langsung dikanan atas nephron. Tutup akan terbuka, dan ADH akan jatuh kedalam tubulus kolektivus. Tutup akan tutup. 3. Jendela gradien konsentrasi (mosm) harus terbaca 300. Jika tidak, sesuaikan dengan tombol (+) dan (-). 4. Klik Dispense untuk mengaplikasi konsentrasi 300 ke cairan interstitial. Penting untuk diingat bahwa ini juga nilai khas konsentrasi solut dalam darah. 5. Klik Start dan ijinkan darah mengalir melewati sistem. Lihat Probe dikiri bawah layar. Ketika menjadi merah, klik dan geser ke wadah urin untuk mengukur konsentrasi solut urin. Nilai akan muncul pada jendela Concentration. 6. Pada akhir kerja, klik Record Data. 7. Naikkan gradien konsentrasi menjadi 300 mosm dan ulang percobaan. Ingat unruk menambahkan ADH ke tubus kolektivus sebelum menekan Start. Teruskan meningkatkan gradien sebanyak 300 mosm dan ulang percobaan sampai mencapai 1200 mosm, nilai normal untuk konsentrasi solute dalam ginjal. Pastikan untuk menekan Record Data setelah setiap kerja.
10
Activity 5 : Reabsorpsi Glukosa Cara kerja 1. Tandai Glucose pada jendela Data Sets. 2. Atur Conc. Grad. (mosm) menjadi 1200 dan tekan Dispense.
Ingat
bahwa 1200 adalah nilai normal untuk konsentrasi solut ginjal. 3. Tekan Start 4. Tekan Record Data pada akhir kerja. Hal ini bertujuan sebagai kerja kontrol, dengan tanpa karier gllukosa. Perhatikan bahwa tidak ada ADH yang ditambahkan—fokusmu pada ada dan tidaknya kehadiran karier glukosa. 5. Pada bagian atas layar, tekan tombol (+) sampai jedela Glucose Carriers terbaca 100. Kemudian tekan Add Carriers. 6. Tekan Start. 7. Pada akhir kerja, tekan Record Data. 8. Lanjutkan jumlah peningkatan karier glukosa setiap kali sebanyak 100 dan ulang percobaan sampai kamu mencapai jumlah karier maksimum, 500. Pastikan untuk mengeluarkan gradien konsentrasi sebelum memulai setiap kerja, dan untuk menekan Record Data setiap selesai kerja. Activity 6 : Efek Hormon pada Reabsorpsi Cara kerja: 1. Tandai Hormon pada jendela Data Set. 2. Atur angka pada Glucose Carriers menjadi 0 dan klik Dispense untuk memastikan tidak ada carriers dari aktivitas sebelumnya yang masih tertinggal. 3. Atur Conc. Grad. (mosm) menjadi 1200 dan klik Dispense. 4. Klik Start. Pada akhir, klik Record Data. Ini adalah “control” baseline data. 5. Klik dan drag ujung dari botol hormon aldosteron dan lepaskan ke atas tutup warna abu-abu secara langsung di atasnya yang bersebelahan dengan nefron. Tutup tersebut akan tertutup dan hormon aldosteron akan masuk pada duktus kolektivus. 6. Klik Start. Setelah selesai, klik Record Data. 7. Klik dan drag dropper dari botol hormon ADH dan lepaskan di atas tutup warna abu-abu secara langsung di atasnya yang bersebelahan dengan nefron.
11
Tutup tersebut akan tertutup dan hormon ADH akan masuk pada duktus kolektivus. 8. Klik Start. Setelah selesai, klik Record Data. 9. Langkah keempat, masukkan kedua hormon ADH dan aldosteron pada duktus kolektivus. Anda akan melihat outline warna kuning muncul di sekitar duktus kolektivus. 10. Klik Start. Setelah selesai, klik Record Data. 11. Klik Tools Print Data untuk print data Anda.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Aktivitas 1 : Efek Diameter Artetiol Terhadap Filtrasi Glomerulus Hasil
Pertanyaan 1. Bagaimana efek peningkatan radius arteriol aferen terhadap laju filtrasi glomerulus? Jawaban: Peningkatan
diameter
arteriol
aferen
akan
mengakibatkan
peningkatan laju filtrasi glomerulus pula karena aliran darah akan lebih mudah
12
masuk ke glomerulus melalui arteriol aferen dengan diameter yang besar, sehingga semakin tinggi aliran darah yang masuk ke glomerulus maka proses filtrasi pada glomerulus akan meningkat.1 2. Pada diameter arteriol aferen 0,3, apakah cairan mengalir melalui nefron? Jawaban: Tidak 3. Berapakah laju filtrasi glomerulus? Laju filtrasi glomerulus = 0 4. Berdasarkan data, mengapa? Jawaban: Karena diameter arteriol aferen hanya 0,3 mm sedangkan tekanan darah kapiler glomerulus 50-55 mmHg mengakibatkan darah sulit untuk masuk ke glomerulus (aliran darah menurun) . Hal inilah yang menyebabkan laju filtrasi glomerulus menjadi 0. 5. Bagaimana peningkatan diameter arteriol eferen terhadap laju filtrasi glomerulus ? Dengan peningkatan arteriol eferen akan menurunkan laju filtrasi glomerulus, karena dengan diameter arteriol eferen yang besar darah akan cepat keluar dari glomerulus sehingga laju filtrasi glomerulus akan menurun.1 6. Bagaimana penurunan diameter arterioal eferen terhadar laju filtrasi glomerulus? Jawaban: Dengan penurunan diameter arteriol eferen akan meningkatkan laju filtrasi glomerulus, karena semakin kecil diameter arteriol eferen darah akan sukar keluar dari glomerulus yang mengakibatkan terbendungnya darah di kapiler glomerulus. Hal ini akan membuat tekanan darah di kapiler glomerulus tetap tinggi yang akan mengakibtakan laju filtrasi glomerulus akan meningkat.1 7. Secara fisiologi, apa yang mengakibatkan perubahan diameter arteriol eferen dan aferen ? Jawaban: Tekanan darah. Aktivitas 2 : Efek Tekanan Darah Terhadap Filtrasi Glomerulus Hasil
13
Pertanyaan 1. Pada peningkatan tekanan darah, apa yang terjadi pada tekanan di glomerulus? Jawaban: Meningkat. Terjadi peningkatan tekanan di glomerulus yang diakibatkan oleh peningkatan tekanan darah.1 2. Apa yang terjadi dengan laju filtrasi glomerulus? Jawaban: Terjadi peningkatan laju filtrasi glomerulus. 3. Bandingkan volume urin dalam data dasar Anda dengan Volume urine saat Anda meningkatkan tekanan. Bagaimana volume urin berubah? Jawaban: Volume urin berubah diakibatkan laju filtrasi glomerulus meningkat sehingga menyebabkan banyak darah di filtrasi yang menyebabkan urin yang dihasilkan semakin banyak.1 4. Mengapa volume urin meningkat menunjukkan keadaan yang menguntungkan bagi tubuh? Jawaban: Karena dengan volume urine yang meningkat dapat memperlihatkan telah terjadi homeostasis tubuh yang seharusnya.1 Aktivitas 3 : Efek Kombinasi Hasil
Pertanyaan: 1. Apa yang terjadi kepada laju filtrasi glomerulus dan volume urin saat tekanan diturunkan? Jawaban: Laju filtrasi glomerulus dan volume urin akan menurun karena tekanan memiliki efek yang berbanding lurus terhadap laju filtrasi glomerulus dan volume urin. 2. Bagaimana cara mengubah besar afferen atau efferen untuk mengkompensasi efek dari penurunan tekanan pada kecepatan filtrasi glomerulus dan volume urin?
14
Jawaban:
Dengan
cara
memperbesar
diameter
arteriol
afferen
dan
memperkecil diameter arteriol efferen. Pada kondisi arteriol afferen mengalami vasodilatasi (pembesaran) maka akan menyebabkan aliran darah ke glomerulus meningkat dan selanjutnya akan meningkatkan laju filtrasi glomerulus.
Sedangkan
pada
kondisi
arteriol
efferen
mengalami
vasokonstriksi (pengecilan) akan meningkatkan laju filtrasi glomerulusnya. 3 3. Perubahan apa yang terlihat pada fungsi nefron saat katup nya tertutup ? Jawaban: Tidak ada laju filtrasi glomerulus dan produksi urin. Karena katup tertutup dan tidak ada aliran darah yang masuk. 4. Mengapa perubahan ini terlihat ? Jawaban: Karena katup yang ditutup akan membuat duktus kolektivus tertutup. Hal ini akan membuat adanya peningkatan volume zat terlarut yang menyebabkan adanya peningkatan tekanan yang memaksa proses filtrasi untuk bekerja lebih keras pada ginjal. Nefron dapat pecah apabila filtrasi terus dilakukan dalam kondisi tersebut, sehingga adanya mekanisme penutupan katup dapat mencegah nefron untuk rusak/pecah. 5. Apakah ginjal dapat berfungsi ketika laju filtrasi glomerulus pada kondisi nol? Jawaban: Tidak, karena saat laju filtrasi glomerulus pada kondisi nol, berarti tidak ada yang difiltrasi. Ginjal dorman dan sedang tidak melakukan tugas sehingga bisa dikatakan tidak berfungsi.2 6. Apa saja zat-zat yang perlu dibuang dari dari darah? Jawaban: Urea, garam-garam hasil metabolisme, dan zat-zat yang sudah tidak diperlukan oleh tubuh lainnya.2 7. Sebuah penelitian tentang penuaan telah menunjukkan bahwa beberapa nefron dapat hilang fungsinya saat kita menua, apakah nantinya akan menjadi masalah bagi formasi urin ? Jawaban: Penuaan dapat menyebabkan degenerasi fisikal dan psikologikal, salah satunya adalah ginjal. Sekitar setengah juta nefron akan mulai untuk mati dan hilang fungsinya, sedangkan sisanya akan bekerja normal. Berkurangnya unit fungsional (nefron) tersebut dapat mengurangi kemampuan ginjal, termasuk laju filtrasi glomerulus. Laju filtrasi glomerulus berkurang dan tentunya akan mempengaruhi formasi urin, tetapi selama masih ada nefron yang dapat bekerja hal ini bukanlah sebuah masalah. Selain itu juga terdapat perubahan metabolik, yang mana saat tubuh menua dapat mempengaruhi
15
beban kerja yang dimiliki nefron. Akan terjadi penurunan volume urin, yang mana ini merupakan fisiologi bukan patologis, terkecuali ada faktor lain yang mempengaruhi.2 8. Apabila tekanan darah turun, contohnya pada kehilangan darah, perubahan apa yang ginjal akan lakukan untuk mempertahankan laju filtrasi normalnya ? Jawaban: Ginjal akan melakukan dua mekanisme yang berperan dalam otoregulasi yaitu mekanisme miogenik yang berespons terhadap perubahan tekanan di dalam komponen vaskular nefron dan mengakibatkan arteriol aferen
berkontriksi
secara
otomatis
dan
mekanisme
umpan
balik
tubuloglomerulus, yang mendeteksi perubahan kadar garam yang mengalir melalui komponen tubular nefron. Kedua hal ini akan mempertahankan laju filtrasi glomerulus dan membuat cairan di dalam tubuh tetap terjaga agar tidak kekurangan cairan. Hal ini akan membuat urin sedikit dan cairan di dalam tubuh tetap terjaga. Activity 4 : Efek Gradien Zat Terlarut Pada Konsentrasi Urin Hasil
Pertanyaan 1. Bagaimana konsentrasi urin berubah ketika gradien konsentrasi cairan interestitial meningkat? Jawaban: Simporter pada ansa henle ascendens tebal menyebabkan penumpukan
Na+ dan Cl- dalam medulla ginjal.2 Aliran cuntercurrent melewati ansa Henle ascendens dan descendens menimbulkan suatu gradient osmotik di medulla ginjal.2 Sel-sel pada duktus kolektivus mereabsorpsi air dan urea.2 Daur ulang urea menyebabkan penimbunan urea di medulla ginjal. Transfer urea yang konstan antar segment tubulus ginjal dan cairan
16
interstitial
medulla.
Reabsorpsi
air
dari
cairan
tubular
mempromosikan penimbunan urea di cairan interstitial pada medulla ginjal, yang berlanjut pada promosi reabsorpsi air. Solut tinggal di lumen sehingga menjadi terkonsentrasi, dan volume kecil urin terkonsentrasi di ekskresikan.2 2. Apa yang terjadi pada volume urin ketika gradien konsentrasi meningkat? Kenapa? Jawaban: Volume urin menurun. ADH meningkatkan permeabilitas sel-sel prinsipal, air bergerak secara cepat via osmosis keluar dari cairan duktus kolektivus ke cairan interstitial di medulla bagian dalam dan ke vasa recta.2 3. Dengan peningkatan gradien konsentrasi, apa yang kamu lakukan terhadap urin yang terbentuk? Jawaban: Mensekresikan urin yang terkonsentrasi. 4. Prediksikan apa yang akan terjadi pada volume urin jika kamu tidak menambahkan ADH ke duktus kolektivus? Jawaban: Volume urin meningkat dan konsentrasi menurun. Activity 5 : Reabsorpsi Glukosa Hasil
Pertanyaan 1. Apa yang terjadi terhadap konsentrasi glukosa ketika kamu menambahkan glukosa karier kedalam sistem? Jawaban: Terjadi penurunan konsentrasi glukosa pada urin. 2. Kapan konsentrasi glukosa urin menjadi nol? Jawaban: Ketika glukosa karier ditambahkan menjadi 400. 3. Seseorang dengan diabetes tipe I tidak dapat membuat insulin, dan seseorang dengan diabetes tipe II tidak dapat merespon terhadap insulin yang dibuat. Sekalipun begitu, seseorang dengan diabetes tidak dapat mengabsorpsi
17
glukosa kedalam tubuh. Apa yang kamu perkirakan untuk ditemukan dalam urin orang yang diabetes? Kenapa? Jawaban: Glukosa pada urin. Hal ini terjadi karena onsentrasi glukosa darah meningkat di atas 200 mg/mL. Simporter ginjal tidak dapat kerja secara cukup cepat untuk mereabsorpsi semua glukosa yang masuk ke filtrasi glomerular. Sebagai hasilnya, beberapa glukosa tertinggal di urin, suatu kondisi yang dikenal sebagai glukosuria.2 Activity 6 : Efek Hormon pada Reabsorpsi Hasil
Pertanyaan 1. Apa jenis hormon yang memiliki efek terbesar yang mempengaruhi volume urin? Mengapa? Jawaban: ADH (Anti Diuretik Hormon) memiliki pengaruh paling besar pada volume urin dibandingkan dengan hormon aldosteron. Hormon ADH bekerja dengan meningkatkan reabsorpsi air dengan
meningkatkan permeabilitas
epitel tubulus distal dan duktus koligens terhadap air sehingga dapat berlangsung mekanisme osmosis. Sedangkan
hormon aldosteron bekerja
dengan meningkatkan reabsorpsi natrium akan diikuti dengan reabsorpsi air secara osmosis, sehingga volume urin berkurang, tetapi tidak terlalu signifikan karena perbedaan konsentrasi yang terjadi akibat reabsorpsi natrium tidak terlalu besar.1 2. Bagaimana tambahan hormon aldosteron dapat mempengaruhi konsentrasi potassium pada urin? Jawaban: Penambahan hormon aldosteron meningkatkan reabsorpsi natrium dan sekresi kalium dengan menstimulasi pompa Na+/K+ ATPase pada membran epitel duktus koligens sisi basolateral. Maka jika hormon aldosteron meningkat akan mempengaruhi konsentrasi potasium.1 18
3. Mengapa penambahan hormon ADH dapat mempengaruhi konsentrasi potassium pada urin? Bagaimana membandingkan efek ini dengan penambahan hormon aldosteron sehubungan dengan konsentrasi potassium pada urin? Jawaban: Konsentrasi kalium dalam urin secara signifikan meningkat menjadi hampir sepuluh kali lipat. Menambahkan aldosteron akan meningkatkan konsentrasi kalium kurang dari dua kali lipat jauh lebih rendah dibandingkan dengan kenaikan konsentrasi sepuluh lipatan dengan penambahan ADH. Itu berarti hormon aldosteron memiliki kemampuan untuk meluangkan kalium untuk reabsorpsi. Penambahan volume hingga mencapai 10 kali lipat akan mengubah konsentrasi zat terlarut menjadi 10 kali lipat lebih sedikit (10 kali lebih encer). Sebaliknya, jika volume air menjadi 10 kali lipat lebih sedikit, maka konsentrasi zat terlarut menjadi 10 kali lipat lebih banyak (10 kali lipat lebih pekat), tetapi jumlah zat terlarut itu sendiri sebenarnya tidak bertambah. Jadi, dapat disimpulkan bahwa pemberian ADH tidak akan mempengaruhi jumlah zat terlarut, tetapi mempengaruhi jumlah air yang direabsorpsi, sehingga berperan dalam pemekatan maupun pengenceran urin. 1 4. Bagaimana pengaruh dari kedua tambahan hormon dapat mempengaruhi 1) konsentrasi urin 2) volume urin dan 3) konsentrasi potassium? Jawaban: Penambahan hormon aldosteron tidak mengubah konsentrasi urin tetapi menurunkan volume urin dan menaikkan konsentrasi potassium. Penambahan hormon ADH secara signifikan menaikkan konsentrasi urin dan konsentrasi potassium dan menurunkan volume urin.
Penambahan kedua
hormon menaikkan konsentrasi urin dan konsentasi potassium sementara secara signifikan mengurangi volume urin sebagai efek agonistik dari kedua efek hormon.1 5. Jika hormone ADH tidak digunakan, bagaimana variasi konsentrasi urin? Jelaskan! Jika ADH yang tidak digunakan, konsentrasi urine akan sangat tergantung pada volume dan osmolalitas plasma datang ke sistem untuk penyaringan. Tanpa ADH, filtrasi cairan tidak akan difasilitasi sehingga asupan cairan lebih banyak akan menghasilkan output yang lebih cair dan yang akan mengakibatkan urin diencerkan . Sebaliknya, ketika jumlah cairan yang harus 19
disaring kurang, urin akan menjadi terkonsentrasi. Konsentrasi zat terlarut dalam urin juga akan tergantung pada gradien konsentrasi zat terlarut dari cairan interstitial yang berarti konsentrasi urine sebagian besar tergantung pada jenis makanan dan asupan cairan.1
DAFTAR PUSTAKA 1. Sherwood, Lauralee. Fisiologi Manusia. Edisi 6. Jakarta: EGC; 2009,.p 560 -80. 2. Tortora, J G, Derrickson B. Principles of Anatomy & Physiology. 13th ed. John Wiley & Sons, Inc 2012.
20
