FISIOLOGI GINJALdr. Erma Sulistyaningsih, M.Si.

Aliran darah ginjalAliran darah menuju kedua ginjal : 22% COP (1100 ml/menit).Sirkulasi ginjal unik karena mempunyai 2 dasar kapiler : kapiler glomerulus & peritubuler. Dipisahkan oleh arteriol efferen yg mengatur tekanan hidrostatiknya.

NefronUnit fungsional ginjal.1 juta nefron pada masing-masing ginjal.Tiap nefron terdiri dari :1. glomerulus, memfilter sebagian besar cairan dari darah.2. tubulus (tubulus proksimal, loop of henle, tubulus distal), mengubah cairan yang sudah difiltrasi menjadi urine.

GlomerulusTerdiri dari jejaring cabang & anastomosis kapiler dengan tekanan hidrostatik yg tinggi.Kapiler glomerulus ditutup sel epithel. Keseluruhan glomerulus dilingkupi Bowmans capsule.Membran kapiler glomerulus terdiri dari 3 lapisan :1. endothel, banyak fenestra2. basement membran, tdd lapisan kolagen mempunyai ruang luas utk memfilter air & solut serta mencegah filtrasi protein3. sel epithel (podosit), mempunyai banyak celah utk pergerakan filtrat.Cairan yg difilter dari kapiler glomerulus mengalir ke kapsul Bowman, kemudian dialirkan ke tubulus proksimal.Kemampuan memfilter glomerulus ditentukan oleh ukuran & muatan zat yg akan difilter.Makin kecil BM suatu zat, makin mudah difilter (filterabilitasnya besar).Molekul besar dg muatan negatif lebih sulit difilter dari pada molekul bermuatan positif.

Tubulus ginjalTubulus proksimalLoop of henleTubulus distal

Fungsi ginjalFungsi ekskresiEkskresi produk sisa metabolik terutama protein dan bahan asing.Mengatur keseimbangan air & elektrolit.Mengatur osmolalitas cairan tubuh dan konsentrasi elektrolit.Mengatur keseimbangan asam basa (pH 7,4).

Fungsi non ekskresiMenghasilkan renin, utk pengaturan tekanan arteri.Menghasilkan eritropoietin, merangsang produksi eritrosit.Metabolisme vit D menjadi bentuk aktif.Glukoneogenesis.

Pembentukan urineMeliputi 3 proses :1. filtrasi glomerulus2. reabsorbsi bahan dari tubulus renal ke dalam darah3. sekresi bahan bahan ke dalam tubulus ginjalKecepatan ekskresi urine = fitrasi reabsorbsi + sekresi

Filtrasi glomerulusHasil filtrasi glomerulus : filtrat, komposisinya sama dengan plasma tetapi tanpa protein. Zat dg BM rendah (Ca & asam lemak) tdk terfilter karena terikat dg protein plasma.GFR (glomerular filtration rate) ditentukan oleh :1. keseimbangan kekuatan hidrostatik & osmotik koloid yg melewati membran kapiler (net filtration filter)2. koefisien filtrasi kapiler (Kf : hasil dari permebilitas & permukaan area filtrasi kapiler).GFR dewasa = 125 ml/mnt (180 L/hari)Fraksi filtrasi : fraksi RPF yang difiltrasi, rata-rata 0,2 20% plasma yg mengalir ke ginjal difiltrasi melalui kapiler glomerulus.Fraksi filtrasi = GFR / RPF

Pengaturan fisiologis GFR & RBF1.Aktivasi sistem saraf simpatis Aktivasi simpatis yg kuat konstriksi arteriol renal & menurunkan RBF & GFR.Penting utk menurunkan GFR saat gangguan akut & berat misalnya iskemia otak & perdarahan.2.Pengaturan hormonal & autakoid (zat vasoaktif yg dilepaskan ginjal)

3. Autoregulasi GFR & RBFFeedback mekanisme intrinsik ginjal yang secara normal menjaga RBF & GFR relatif konstan memungkinkan pengaturan ekskresi air & solut, kecuali terdapat perubahan tekanan arteri yang sangat besar.

Autoregulasi GFR penting utk mencegah perubahan ekskresi urine yang ekstrem.

Mekanisme autoregulasi GFR :1. feedback tubuloglomerular pd makula densa dg mengatur tahanan arteriol ginjal.2. mekanisme miogenik : kemampuan pembuluh darah utk menahan regangan saat terjadi peningkatan tekanan arteri.

Tekanan hidrostatik glomerulusGFRMacula densa NaClRenin Angiotensin IITahanan arteriolar efferenTahanan arteriolar afferenReabsorbsi NaCl proksimalTekanan arteri----Mekanisme feedback macula densa utk autoregulasi tekanan hidrostatik glomerulus & GFR saat penurunan tekanan arteri

Reabsorbsi & sekresi oleh tubulus ginjalFiltrat glomerulus masuk ke tubulus : tub proksimal loop of henle tub distal tub kolektivus duktus kolektivus urineZat-zat secara selektif direabsorbsi ke dalam darah & yg lain disekresi dari darah ke tubulus.Reabsorbsi tubulus terjadi secara selektif & dalam jumlah besar.Filtrasi = GFR x konsentrasi plasma

Mekanisme reabsorbsi tubulusZat yg direabsorbsi hrs ditransport dalam 2 tahap : 1. melalui membran epitel tubulus ke dalam cairan interstitialdg transport aktif atau pasif (jalur transeluler atau paraseluler).2. melalui membran kapiler peritubuler ke dalam darah dg ultrafiltrasi yg diperantarai kekuatan hidrostatik atau osmotik koloid.

Transport aktif :Transport aktif primer melalui membran tubulus memerlukan ATP.Transport aktif sekunder melalui membran tubulus memerlukan molekul karier.

Reabsorbsi air secara pasif dg osmosis terutama bersamaan dg reabsorbsi Na.Reabsorbsi Cl, urea dan solut lain secara difusi pasif. Cl juga direabsorbsi secara transport aktif sekunder.

Reabsorbsi NaReabsorbsi H2OPotensial negatif lumen Konsentrasi Cl lumen Konsentrasi urea lumenReabsorbsi Cl pasifReabsorbsi urea pasifMekanisme dimana reabsorbsi air, Cl dan urea bersamaan dengan reabsorbsi Na.

Reabsorbsi & sekresi sepanjang nefronReabsorbsi tubulus proksimal- Normalnya 65% Na & air setelah difilter direabsorbsi di tub proksimal.Tubulus proksimal mempunyai kapasitas yg tinggi untuk reabsorbsi aktif & pasif krn sifat epitelnya metabolisme tinggi, mitokondria banyak, brush border luas.Bahan yg direabsorbsi :I : Na, glukosa, asam amino, bikarbonat.II : Na, Cl

Sekresi tubulus proksimalSekresi asam & basa organik : garam empedu, oksalat, urat & katekolamin.Sekresi produk metabolisme obat & toksin berbahaya.PAH (para-amonohippuric acid).

Transport solut & air di loop of henleAda 3 segmen : Thin descending segment, Thin ascending segment & Thick ascending segment.Descending : sangat permeabel terhadap air, cukup permeabel thd sebagian besar solut (urea & Na) difusi sederhana.20% air yg difilter direabsorbsi disini.

Ascending : tidak permeabel thd air mengkonsentrasi urine.

Segmen tebal : ativitas metabolik tinggi, dpt transport aktif Na, Cl, K mereabsorbsi 25% yg difilter.

Tubulus distalBagian I : kompleks juxtaglomerular, pengatur feedback GFR & aliran darah.Bagian II : sangat berliku & sifat absorbsinya seperti segmen tebal ascending LOHmerebasorbsi sebagian besar ion tp impermeabel thd air & urea.Segmen dilusi : mengencerkan cairan tubular.Tubulus distal akhir & tub kolektivus kortikal : secara anatomi mempunyai 2 sel yg berbeda, sel prinsipal & interkalated.Sel prinsipal : reabsorbsi Na & air , mensekresi K.Sel interkalated : reabsorbsi K & mensekresi ion H.

Tubulus kolektivus medularReabsorbsi ,10% air & Na yg difilter.Tahap akhir pemrosesan urine, sangat penting dalam menentukan output air & solut dlm urine.Permeabilitas terhadap air ditentukan oleh kadar ADH jika ADH tinggi air direabsorbsi sehingga volume urine menurun.Permeabel thd urea (beda dg tub kolektivus kortikal).Mampu mensekresi ioh H melawan gradien konsentrasi.

Kapan solut terkonsentrasi dalam cairan tubular ditentukan oleh derajat relatif reabsorbsi solut melawan reabsorbsi air.Jika persentase air direabsorbsi lebih besar, substrat akan terkonsentrasi, sebaliknya.PAH, kreatinin, inulin, urea sangat terkonsentrasi dalam urine.Glukosa, asam amino direabsorbsi, hampir tidak ada dalam urine.

Pengaturan reabsorbsi tubulara. Pengaturan lokalKeseimbangan glomerulotubular kemampuan tubulus utk meningkatkan kecepatan reabsorbsi sebagai respon terhadap peningkatan beban tubular.Kekuatan fisik kapiler peritubuler & cairan interstitial ginjal tekanan hidrostatik & osmotik.Tekanan arteri mekanisme tekanan natriuresis & tekanan diuresis. Sedikit peningkatan tekanan arteri sangat menaikkan ekskresi Na & air dalam urine.

b. Pengaturan hormonalAldosteron meningkatkan reabsorbsi Na & meningkatkan sekresi K.Angiotensin II meningkatkan reabsorbsi Na & air, dg cara ;1. merangsang sekresi aldosteron.2. mengkonstriksi arteriol afferen.3. merangsang reabsorbsi Na di tub prok, Loof of henle & tub distal secara langsung.ADH meningkatkan reabsorbsi airAtrial natriuretic peptide menurunkan reabsorbsi Na & air.Hormon paratiroid meningkatkan reabsorbsi Ca

c. Pengaturan saraf- Aktivasi sistem saraf simpatis - Meningkatkan reabsorbsi Na di tub proksimal & thick segment ascending LOH- Menurunkan akskresi Na & air dg mengkonstriksi arteriol afferens, - Meningkatkan pelepasan renin & pembentukan angiotensin II.

Pengaturan osmolaritas cairan ekstraselular & konsentrasi NaGinjal mengekskresi kelebihan air dg membentuk urine encerperan hormon ADH (vasopresin).Ginjal menjaga air dg mengekskresi urine pekat.Mekanisme feedback osmoreseptor-ADHIntake cairan mekanisme haus.

Defisit airOsmolaritas ekstraseluler Sekresi ADHADH plasmaPermebilitas air di tub distal & duktus kolektivusReabsorbsi airEkskresi airMekanisme feedback osmoreseptor-ADH

Mekanisme hausPusat haus sama dengan pusat pengatur sekresi ADH, nukleus preoptik anterolateral.

Yang merangsang haus : peningkatan osmolaritas CES, penurunan volume darah & TD, peningkatan angiotensin II, rasa kering dalam mulut dehidrasi pusat haus

Yang menurunkan rasa haus : penurunan osmolaritas CES, peningkatan volue darah & TD, penurunan angiotensin II & distensi lambung.

Micturition2 tahap :1. Kandung kemih terisi secara progresif sampai tegangannya meningkat diatas batas 100 cmH2O.2. Refleks miksi muncul utk mengosongkan kandung kemih, bila gagal menimbulkan keinginan sadar utk miksi.

Penyakit ginjalGagal ginjal akut, dibagi 3:1. pre renal : gagal jantung dg penurunan COP & TD, kondisi karena berkurangnya volume darah.2. intra renal : kelainan pada pembuluh darah ginjal, glomerulus, tubulus.3. post renal : obstruksi sistem pengumpul urine, antara lain karena presipitasi Ca, urat & sistin.Efek : retensi air, produk metabolisme & elektrolit overload air & garam edema & hipertensi, hiperkalemia, anuria.

Gagal ginjal kronikhilangnya nefron fungsional ireversibel.Penyebab : gangguan metabolik, gangguan pembuluh darah renal, gangguan imunologik, infeksi, gangguan tubular primer, obstruksi traktus urinaria, gangguan kongenital.Efek : retensi air + edema, uremia, asidosis, anemia, osteomalasia

Gangguan tubular spesifik : renal glikosuria, aminoasiduria, dll.

Terima kasih