UNIT 05 Cairan Tubuh dan Ginjal

Cairan Tubuh dan Ginjal 25. Kompartemen Cairan Tubuh: Cairan Ekstraselular dan lntraselular; Edema 26. Pembentukan Urine oleh Ginjal: I. Filtrasi Glomerulus, Aliran Darah Ginjal, dan Pengaturannya 27. Pembentukan Urine oleh Ginjal: II. Reabsorpsi dan Sekresi Tubulus 28. Pemekatan dan Pengenceran Urine; Pengaturan Osmolaritas Cairan Ekstraselular dan Konsentrasi Natrium 29. Pengaturan Ginjal terhadap Kalium, Kalsium, Fosfat, dan Magnesium; lntegrasi Mekanisme Ginjal untuk Pengaturan Volume Darah dan Volume Cai ran Ekstraselular 30. Pengaturan Asam-Basa 31. Diuretik dan Penyakit-Penyakit Ginjal

I

BAB 25l(ompartemen Cairan Tubuh: CairanEl<straselular dan Intraselular; Edema Alih Bahasa: drg. Etty Thamrin Editor: dr. M. Djauhari WidjajakusumahMempertahankan volume cairan tubuh agar relatifkonstan berlangsung terus-menerus melalui evaporasi dari traktusclan komposisinya tetap stabil, penting untuk homeostasis, respiratorius clan difusi melalui kulit, yang keduanyaseperti yang dibicarakan di Bab 1. Beberapa masalah mengeluarkan air sekitar 700 ml/hari pada keadaanpaling umum clan penting dalam kedokteran klinis, timbul normal. Hal inilah yang disebut insensible water lossakibat abnormalitas dalam sistem pengendalian yang karena kita tidak menyadarinya, walaupun terjadi terus-mempertahankan kestabilan cairan tubuh ini. Dalam bab menerus pada semua makhluk hidup.ini clan bab berikutnya tentang ginjal, kita akan membahaspengaturan volume cairan tubuh secara keseluruhan, Insensible water loss yang terjadi melalui kulit tidakkandungan cairan ekstraselular, keseimbangan asam- bergantung kepada keringat, clan bahkan tetap terjadi padabasa, clan kontrol pertukaran cairan antara kompartemen orang yang lahir tanpa kelenjar keringat; jumlah rata-rataekstrasel clan intrasel. kehilangan air dengan cara difusi melalui kulit kira-kira 300 sampai 400 ml/hari. Kehilangan ini diminimalkan Asupan dan Keluaran Cairan Seimbang oleh lapisan korneum kulit yang mengandung kolesterol, Selama Kondisi Keadaan-Mantap yang memberikan perlindungan terhadap kehilangan yang berlebihan melalui difusi. Bila lapisan korneum ini hilang,Kestabilan relatif cairan tubuh adalah sangat mengagumkan seperti yang terjadi pada Iuka bakar yang luas, kecepatankarena adanya pertukaran cairan clan zat terlarut yang evaporasi dapat meningkat sampai 10 kali lipat, mencapaiterus-menerus dengan lingkungan eksternal, seperti juga 3 sampai 5 L/hari. Oleh sebab itu, korban Iuka bakar harusantar berbagai kompartemen tubuh lainnya. Contohnya, diberi cairan dalam jumlah yang besar, biasanya secaraadanya asupan cairan yang sangat beragam yang harus intravena, untuk mengimbangi kehilangan cairan.dengan cermat disesuaikan dengan pengeluaran air yangsebanding dari tubuh untuk mencegah penurunan atau Insensible water loss melalui traktus respiratorius rata-peningkatan volume cairan tubuh. rata berkisar 300 sampai 400 ml/hari. Sewaktu udara memasuki traktus respiratorius, udara akan dijenuhkanAsupan Cairan Tubuh Harian dengan pengembunan, dan mencapai tekanan uap kira- kira 47 mm Hg, sebelum dikeluarkan. Oleh karena tekananCairan ditambahkan ke dalam tubuh dari dua sumber uap dari udara inspirasi biasanya kurang dari 47 mm Hg,utama: (1) berasal dari air atau cairan dalam makanan, yang cairan terus-menerus hilang melalui paru-paru dengannormalnya menambah cairan tubuh sekitar 2.100 ml/hari, respirasi. Pada cuaca yang dingin, tekanan uap atmosferclan (2) berasal dari sintesis di tubuh sebagai hasil oksidasi turun mendekati 0, menyebabkan kehilangan air yangkarbohidrat, yang menambah sekitar 200 ml/hari. Kedua bahkan lebih besar dari paru-paru bersamaan denganha! ini memberikan asupan cairan harian total kira-kira turunnya suhu tubuh. Hal tersebut menjelaskan perasaan2.300 ml/hari (Tabel 25-1). Akan tetapi, asupan air sangat kering pada saluran napas saat cuaca dingin.bervariasi pada masing-masing orang clan bahkan padaorang yang sama pada hari yang berbeda, bergantung Kehilangan Air lewat Keringat. Jumlah air yang hilangpada cuaca, kebiasaan, clan tingkat aktivitas fisik . melalui keringat sangat bervariasi, bergantung pada aktivitas fisik clan suhu lingkungan. Volume keringat normal kira-Kehilangan Cairan Tubuh Harian kira 100 ml/hari, tapi pada cuaca yang sangat panas atau selama aktivitas berat, kehilangan cairan melalui keringat Kehilangan Air yang Tidak Dirasakan (Insensible kadang-kadang meningkat sampai 1-2 L/jam. Hal tersebutWater Loss) . Beberapa pengeluaran cairan tidak dapat akan dengan cepat menghabiskan cairan tubuh jika asupandiatur secara tepat. Contohnya, ada kehilangan air yang juga tidak ditingkatkan dengan mengaktivasi mekanisme haus, yang akan dibahas di Bab 29. 307

Unit V Cairan Tubuh dan Ginja/Tabel 25-1 Asupan dan Keluaran Cairan Harian {dalam ml/hari) Keluaran Normal Aktivitas Berat • Ginjal Asupan Berkepanjangan • Paru // ••FKeesriensgat~~,\"'> • Kulit ,,>r1----P-l-as_m_a_ _ ___,,::_AsupanMinuman dan makanan 2.100 ? ~ 3,0 LDari metabolisme 200Total asupan 200 <ii Membran k\"dpilerKeluaran 2.300Tidak dirasakan-kulit ? ~ ::J Cairan interstisialTidak dirasakan-paru 350 -(jjo 11,0 LKeringat 350 350 ~ ;.:!:Feses 100 650 Q)Urine 100 5.000Total Keluaran 1.400 100 c~ 2.300 500 6.600 ~ \"(ii () Membran sel Cairan intraselular 28,0 L Kehilangan Air lewat Feses. Secara normal hanya Gambar 25-1 Ringkasan pengaturan cairan tubuh, meliputisejumlah kecil cairan yang dikeluarkan melalui feses (100 kompartemen-kompartemen cairan tubuh utama dan membranml/hari). Jumlah ini dapat meningkat sampai beberapa yang _memisahkan kompartemen-kompartemen ini. Nilai yangliter sehari pada pasien diare berat. Oleh karena itu, diare d1perl1hatkan adalah untuk orang \"rata-rata\" dengan berat badanyang berat dapat membahayakan jiwa jika dalam beberapa 70 kg.hari tidak ditangani. Ada juga kompartemen cairan lainnya yang kecil Kehilangan Air melalui Ginjal. Kehilangan air lainnya yang disebut sebagai cairan transelular. Kompartemendari tubuh adalah lewat urine yang dieksresikan oleh ini meliputi cairan dalam rongga sinovial, peritoneum,ginjal. Ada berbagai mekanisme yang mengatur kecepatan perikardium, dan intraokular, serta cairan serebrospinal;ekskresi urine. Bahkan, cara terpenting yang dilakukan cairan-cairan tersebut biasanya dianggap sebagai jenisoleh tubuh dalam mempertahankan keseimbangan asupan cairan ekdan keluaran cairan serta keseimbangan antara asupandan keluaran sebagian besar elektrolit di tubuh adalah straselular khusus, walaupun pada beberapa kasus,dengan mengatur kecepatan ekskresi zat-zat tersebut dari komposisinya dapat sangat berbeda dengan komposisiginjal. Misalnya, volume urine dapat berkurang sampai plasma atau cairan interstisial. Cairan transelular0,5 L/hari pada orang yang mengalami dehidrasi atau bisa seluruhnya berjumlah sekitar 1 sampai 2 liter.sebanyak 20 L/hari pada orang yang meminum sejumlahbesar air. Rata-rata seorang laki-laki dewasa dengan berat 70 kilogram, memiliki total cairan tubuh sekitar 60 Variasi asupan ini juga terjadi pada kebanyakan persen berat badan, atau sekitar 42 L. Persentase inielektrolit tubuh, seperti natrium, klorida, dan kalium. dapat berubah, bergantung kepada umur, jenis kelamin,Pada beberapa orang, asupan natrium dapat serendah 20 dan derajat obesitas. Seiring dengan pertumbuhanmEq/hari, sedangkan pada orang lain, dapat mencapai seseorang, persentase total cairan tubuh terhadap berat300 sampai 500 mEq/hari. Ginjal bertugas untuk badan berangsur-angsur turun. Hal tersebut adalahmenyesuaikan kecepatan ekskresi air dan elektrolit sebagian akibat dari penuaan yang biasanya berhubungandengan asupan zat-zat tersebut, dan mengompensasi dengan peningkatan persentase lemak tubuh, sehinggakehilangan air dan elektrolit yang berlebihan yang terjadi mengurangi persentase cairan dalam tubuh.pada penyakit-penyakit tertentu. Pad Bab 26 sampai 30,kita akan membahas mekanisme yang memungkinkan Oleh karena wanita pada normalnya mempunyai lemakginjal untuk melakukan tugasnya yang luar biasa ini. tubuh lebih banyak dari pria, cairan tubuh total mereka rata-rata berkisar sekitar 50 persen dari berat badannya. Kompartemen Cairan Tubuh Pada bayi prematur dan yang baru lahir, jumlah total cairan tubuhnya berkisar antara 70 sampai 75 persen dari beratSemua cairan tubuh didistribusikan terutama di antara badannya. Jadi, bila kita membahas kompartemen cairandua kompartemen: cairan ekstraselular dan cairan tubuh \"rata-rata'; kita harus menyadari adanya variasi,intraselular (Gambar 25-1). Cairan ekstraselular dibagi bergantung pada umur, jenis kelamin, dan persentasemenjadi cairan interstisial dan plasma darah. lemak tubuh.308

I Kompartemen Cairan lnt raselular Bab 25 Kompartemen Caira n Tubuh: Cairan Ekstraselula r da n lntraselular; Edema clan nilai hematokrit yang sebenarnya hanya sekitar 96I Sekitar 28 dari 42 L cairan tubuh ada di dalam 100 triliun persen dari nilai hematokrit yang terukur. sel clan secara keseluruhan disebut cairan intraselular. Pada pria, nilai hematokrit yang terukur normalnya Jadi, cairan intraselular merupakan 40 persen dari berat sekitar 0,40; clan pada wanita kira-kira 0,36. Pada anemiabadan total pada \"rata-rata\" orang. berat, hematokrit dapat turun sampai 0,10; yaitu suatu nilai Cairan masing-masing sel mengandung campurannya yang hampir tidak cukup untuk mempertahankan hidup.tersendiri dengan berbagai zat, namun konsentrasi zat-zat Sebaliknya, ada beberapa kondisi yang mengakibatkanini mirip antara satu sel dengan sel lainnya. Sebenarnya, terjadinya produksi sel darah merah yang berlebihan,komposisi cairan sel sangat mirip, bahkan pada hewan yaitu polisitemia. Pada kondisi tersebut, nilai hematokrityang berbeda, mulai dari mikroorganisme paling primitif dapat meningkat sampai 0,65.sampai manusia. Oleh sebab itu, cairan intraselular dariseluruh sel yang berbeda-beda dianggap sebagai satu Konstituen Cairan Ekstraselular dankompartemen cairan yang besar. lntraselularKompartemen Cairan Ekstraselular Perbandingan komposisi cairan ekstraselular, yang meliputi plasma clan cairan interstisial, dan cairanSemua cairan di luar sel secara keseluruhan disebut cairan intraselular diperlihatkan pada Gambar 25-2 clan 25-3ekstraselular. Cairan ini merupakan 20 persen dari berat clan pada Tabel 25-2.badan, atau sekitar 14 L pada laki-laki normal denganberat badan 70 kilogram. Dua kompartemen terbesar Komposisi Ion Plasma Serupa dengan Komposisidari cairan ekstraselular adalah cairan interstisial, yang Ion Cairan lnterstisialberjumlah lebih dari tiga perempat (11 L) bagian cairanekstraselular, clan plasma, yang berjumlah hampir Komposisi ion plasma serupa dengan komposisi cairanseperempat cairan ekstraselular, atau sekitar 3 L. Plasma interstisial, karena keduanya hanya dipisahkan olehadalah bagian darah yang tak mengandung sel; plasma membran kapiler yang sangat permeabel. Perbedaan palingterus-menerus bertukar zat dengan cairan interstisial utama antara kedua kompartemen ini adalah konsentrasimelaluli pori-pori membran kapiler. Pori-pori ini bersifat protein dalam plasma yang lebih tinggi; karena kapilersangat permeabel untuk hampir semua zat terlarut dalam mempunyai permeabilitas yang rendah terhadap proteincairan ekstraselular, kecuali protein. Oleh karena itu, cairan plasma, hanya sejumlah kecil protein yang masuk keekstraselular secara konstan terus tercampur, sehingga dalam ruang interstisial di kebanyakan jaringan.plasma clan cairan interstisial mempunyai komposisi yanghampir sama kecuali untuk protein, yang konsentrasinya Karena efek Donnan, konsentrasi ion bermuatanlebih tinggi di dalam plasma. positif (kation) sedikit lebih besar (2 persen) di dalam plasma daripada di dalam cairan interstisial. Protein Volume Darah plasma mempunyai muatan akhir negatif clan, karenanya, cenderung mengikat kation, seperti ion natrium clanDarah mengandung cairan ekstraselular (cairan dalam kalium, sehingga sejumlah besar kation ini tertahan diplasma) clan cairan intraselular (cairan dalam sel darah dalam plasma bersama dengan protein plasma. Sebaliknya,merah). Akan tetapi, darah dianggap sebagai kompartemen konsentrasi ion bermuatan negatif (anion) dalam cairancairan terpisah karena darah terkandung dalam ruangnya interstisial cenderung lebih tinggi dibandingkan dengansendiri, yaitu sistem sirkulasi. Volume darah khususnya plasma, karena muatan negatif protein plasma akanpenting untuk mengatur dinamika sistem kardiovaskular. menolak anion yang bermuatan negatif. Namun, untuk tujuan praktis, konsentrasi ion dalam cairan interstisial Rata-rata volume darah orang dewasa adalah sekitar dan plasma dianggap serupa.7 persen dari berat tubuh, atau sekitar 5 L. Sekitar 60persen darah berupa plasma clan 40 persennya berupa sel Dengan merujuk lagi pada Gambar 25-2, kita dapatdarah merah, namun persentase ini dapat bervariasi pada melihat bahwa cairan ektraselular, yang meliputi plasmamasing-masing orang, bergantung pada jenis kelamin, clan cairan interstisial, mengandung sejumlah besar ionberat badan, clan faktor lainnya. natrium clan klorida, serta ion bikarbonat dalam jumlah yang cukup besar, namun cairan ekstraselular hanya Hematokrit (Packed Red Cell Volume) . Hematokrit sedikit mengandung ion kalium, kalsium, magnesium,adalah fraksi darah yang terdiri atas sel darah merah, fosfat, dan asam organik.yang ditentukan melalui sentrifugasi darah dalam \"tabunghematokrit\" sampai sel-sel ini menjadi benar-benar Komposisi cairan ekstraselular diatur dengan cermatmampat di bagian bawah tabung. Semua sel darah merah oleh berbagai mekanisme, khususnya oleh ginjal, sepertitidak mungkin untuk dimampatkan; karenanya, sekitar 3 yang akan dibicarakan nanti. Hal ini memungkinkansampai 4 persen plasma tetap terjebak di antara sel-sel, sel untuk tetap terus terendam dalam cairan yang mengandung konsentrasi elektrolit dan zat nutrisi yang sesuai untuk fungsi sel yang optimal. 309

Unit V Cairan Tubuh dan Ginjal a: <( 100 ..J :::> .w.J Fosfolipid - 280 mg/di Cf) <( a: 50 !ii w~ a: Kolesterol - 150 mg/di <( ·c:50 c ..J Lemak netral - 125 mg/di 0 :::> Glukosa -100 mg/di t1l .w.J Urea -15 mg/di c Cf) Asam laktat - 1O mg/di a:t1l <( Asam urat- 3 mg/di 100 \"O ii!i~~~~iji~:::: Kreatinin- 1,5 mg/di I- lll'o::t ~ Bilirubin - 0,5 mg/di Garam empedu - sangat sedikit 0 Gambar 25-3 Plasma non-elektrolit. Cl.. 150....._~~~~~~...._~~~~~~~---L--JGambar 25-2 Kation dan anion utama ca iran intraselular danekstraselular. Konsentrasi Ca ++ dan Mg++ mewakili jumlah keduaion ml. Konsentrasi yang diperlihatkan mewakili keseluruhan ionbebas dan ion kompleks.Tabet 25-2 Osmolaritas Zat-Zat dalam Cairan Ekstraselular dan lntraselular Plasma {mOsm/L Hp) lnterstisial {mOsm/L Hp) lntraselular {mOsm/L Hp) 142 Na• 4,2 139 14 K+ 1,3 4,0 140 c a ++ 0,8 1,2 Mg•• 108 0,7 0Cl- 24 108 20 2 28,3Hco; 0,5 4HPO; , H/O; 2 10 2 0,5 11so; 0,2 1,2 2 45Fosfokreatin 0,2 14Karnosin 5,6 1,2 8Asam amino 1,2 9Kreatin 5,6 1,5La k t at 4 0,2Adenosin trifosfat 4,8 5Heksosa monofosfat 301 ,8 4 3,7Glukosa 282,0 3,9Protein 5443 300,8 4Urea 281,0 4Lain - lain 5423 10Total mOsm/L 301 ,2Aktivitas osmolar terkoreksi (mOsm/L) 281,0Tekanan osmotik total pada 37°C (mm Hg) 5423310

Bab 25 Kompartemen Cairan Tubuh: Cairan Ekstraselular dan lntraselular; EdemaUnsur-Unsur Cairan lntraselular Kemudian diambil suatu contoh cairan yang menganclung zat yang tersebar itu, clan konsentrasinya clianalisis secaraCairan intraselular clipisahkan clari cairan ekstraselular kimiawi, fotoelektrik, atau dengan cara lain. Jika tidak adaoleh membran sel yang sangat permeabel terhaclap air, zat yang bocor dari kompartemen, massa total zat dalamtetapi ticlak permeabel terhaclap sebagian besar elektrolit kompartemen (Volume B x Konsentrasi B) akan samadalam tubuh. Berbecla dengan cairan ekstraselular, cairan dengan massa total zat yang diinjeksikan (Volume A xintraselular hanya menganclung sejumlah kecil ion Konsentrasi A). Dengan menyederhanakan perhitungan,natrium clan kloricla clan hampir ticlak acla ion kalsium. seseorang akan dapat menghitung volume B yang tidakMalah, cairan ini mengandung sejumlah besar ion kalium diketahui dengan rumus:clan fosfat clitambah ion magnesium dan sulfat clalamjumlah seclang, semua ion ini memiliki konsentrasi yang \" 1ume 8 = -Vol-um-e A-x-Ko-nse-ntr-as-i Arendah di cairan ekstraselular. Se! juga menganclungsejumlah besar protein, hampir empat kali jumlah protein vOdalam plasma. Konsentrasi B Pengukuran Volume Cairan di Berbagai Kompartemen Cairan Tubuh-Prinsip Perhatikan bahwa hal-hal yang perlu diketahui untuk Pengenceran-lndikator perhitungan ini adalah (1) jumlah total zatyang diinjeksikan ke dalam ruangan (pembilang dan persamaan) dan (2)Volume kompartemen cairan dalam tubuh dapat konsentrasi cairan dalam ruangan setelah zat tersebardiukur dengan memasukkan suatu zat inclikator clalam (penyebut).kompartemen, yang clibiarkan tersebar secara merata keseluruh cairan kompartemen, dan kemudian menganalisis Contohnya, jika 1 ml larutan yang mengandung 10 mg/sejauh mana zat tersebut terencerkan. Gambar 25-4 ml zat warna disebar ke dalam ruangan B, dan konsentrasimemperlihatkan metode \"pengenceran-indikator\" ini akhir clalam ruang B adalah 0,01 miligram untuk setiapuntuk mengukur volume kompartemen cairan. Metode mililiter cairan, volume ruang B dapat dihitung sebagaiini didasarkan pada prinsip kekekalan massa, yang berikut.berarti bahwa massa total zat yang sudah tersebar dalamkompartemen cairan akan sama dengan massa total yang Volume B = 1 mlx 10 mg/ml = 1.000 mdisuntikkan ke dalam kompartemen. 0,01 mg/ml Dalam contoh yang cliperlihatkan pada Gambar 25-4,sejumlah kecil zat pewarna atau zat lain yang terdapat Metode ini dapat digunakan untuk mengukur volumedalam semprit, diinjeksikan ke dalam suatu ruangan, dan hampir semua kompartemen tubuh kalau (1) indikatorlalu zat ini dibiarkan tersebar ke seluruh ruangan sampai tersebar secara merata ke seluruh kompartemen, (2)tercampur dalam konsentrasi yang sama di seluruh area. indikator hanya tersebar pada kompartemen yang sedang cliukur, dan (3) indikator tidak mengalami metabolisme atau diekskresi. Beberapa zat dapat digunakan untuk mengukur volume masing-masing cairan tubuh yang berbeda. lndikator Massa A= Volume A x Konsentrasi A Penentuan Volume Kompartemen Cairan Tubuh yang Spesifik lndikator Massa A= lndikator Massa B Pengukuran Cairan Tubuh Total. Air radioaktif .... (tritium, 3H 0) atau air berat (deuterium, 2H 0) dapat +·.... 22 lndikator Massa B =Volume B x Konsentrasi B digunakan untuk mengukur cairan tubuh total. Bentuk Volume B =lndikator Massa B / Konsentrasi B cairan ini bercampur dengan cairan tubuh total dalam kurun waktu beberapa jam setelah disuntikkan ke dalamGambar 25-4 Metode pengenceran indikator untuk mengukur darah, dan prinsip pengenceran dapat digunakan untukvolume cairan. menghitung cairan tubuh total (Tabel 25-3). Zat lain yang telah digunakan untuk mengukur cairan tubuh total adalah antipirin, yang sangat larut dalam lemak dan cepat berpenetrasi melalui membran sel dan tersebar secara merata ke seluruh kompartemen intrasel dan ekstrasel. Pengukuran Volume Cairan Ekstraselular. Volume cairan ekstraselular dapat diperkirakan dengan menggunakan beberapa zat yang tersebar dalam cairan interstisial dan plasma tapi tidak dapat menembus membran sel dengan mudah. Zat-zat ini meliputi natrium 311

Unit V Cairan Tubuh dan CinjalTabet 25-3 Pengu kuran Volume Cairan Tubuh volume darah total yang terdiri atas sel-sel), dengan menggunakan persamaan berikut.Volume lndikator Volume plasmaTotal cairan tubuh 3Hp, 2Hp, antipirin Volume darah total= ----'-----Cairan ekstraselular 22 Na, 1251-iotalamat, tiosulfat, inulinCairan intraselular (Dihitung dengan:Total cairan tubuh - 1 - Hematokrit Volume cairan ekstraselular)Volume plasma 1251-albumin, pewarna biru Evans (T-1824) Contohnya, jika volume plasma ialah 3 Lclan hematokrit adalah 0,40, volume darah total dapat dihitung sebagai berikut:Volume darah Sel darah merah berlabel 51Cr, atau 3 liter 5 1.1terCairan interstisial dihitung dengan: Volume darah = - -= Volume plasma/(1 - Hematokrit) 1 - 0.4 (Dihitung dengan:Volume cairan Cara lain untuk mengukur volume darah ialah dengan ekstraselular - Volume plasma) menyuntikkan material berlabel radioaktif ke dalam sirkulasi sel darah merah. Setelah zat ini bercampurradioaktif, klorida radioaktif, iotalamat radioaktif, iqn di dalam sirkulasi, radioaktivitas sampel darah yangtiosulfat, clan inulin. Bila salah satu dari zat-zat ini bercampur dapat diukur, clan volume darah total dapatdisuntikkan ke dalam darah, zat tersebut biasanya tersebar dihitung dengan menggunakan prinsip pengenceranhampir secara merata ke seluruh cairan ekstraselular indikator. Zat yang sering kali dipakai untuk melabeldalam waktu 30 sampai 60 menit. Namun, beberapa zat sel darah merah adalah kromium radioaktif (51 Cr), yangini, seperti natrium radioaktif, dapat berdifusi ke dalam terikat erat dengan sel darah merah.sel dalam jumlah yang kecil. Oleh karena itu, kita seringkali menyebutnya sebagai ruang natrium, atau ruang Pengaturan Pertukaran Cairan daninulin, clan bukan pengukuran volume cairan ektrasel Keseimbangan Osmotik antara Cairanyang sesungguhnya. Ekstraselular dan lntraselular Penghitungan Volume lntrasel. Volume intrasel tidak Masalah yang sering kali timbul dalam menangani pasiendapat diukur secara langsung. Namun, dapat dihitung yang sakit berat adalah mempertahankan cairan yangsebagai berikut. adekuat pada satu atau kedua kompartemen intrasel clan ekstrasel. Seperti yang dibahas di Bab 16 clan kemudian Volume intrasel = Cairan tubuh total - Volume ekstrasel dalam bab ini, jumlah relatif cairan ekstraselular yang didistribusikan antara plasma clan ruang interstisial Pengukuran Volume Plasma. Untuk mengukur terutama ditentukan oleh keseimbangan daya hidrostatikvolume plasma, harus digunakan suatu zat yang tidak clan osmotik koloid di sepanjang membran kapiler.dapat menembus membran kapiler dengan mudahtapi tetap dalam sistem vaskular setelah diinjeksi. Salah Sebaliknya, distribusi cairan antara kompartemensatu zat yang paling sering digunakan untuk mengukur ekstraselular clan intraselular terutama ditentukanvolume plasma ialah albumin serum yang dilabel dengan oleh efek osmotik clan zat terlarut yang lebih sedikit-radioaktif (1251-Albumin) . Zat pewarna yang juga terikat khususnya natrium, klorida, clan elektrolit lain-yangkuat pada protein plasma, seperti pewarna Evans Blue bekerja di sepanjang membran sel. Alasan untuk ha! ini(juga disebut T-1824), dapat digunakan untuk mengukur ialah bahwa membran sel sangat permeabel terhadapvolume plasma. cairan tetapi relatif impermeabel terhadap ion yang kecil seperti natrium clan klorida . Oleh karena itu, cairan Penghitungan Volume Cairan lnterstisial. Volume dengan cepat bergerak melintasi membran sel clan cairancairan interstisial tidak dapat dihitung secara langsung. intraselular tetap isotonik terhadap cairan ekstraselular.tetapi dapat dihitung dengan rumus: Di bagian berikutnya, kita akan membahas mengenai Volume Cairan lnterstisial =Volume Cairan hubungan antara volume cairan intraselular clan ekstrasel Ekstraselular - Volume plasma serta faktor-faktor osmotik yang dapat menyebabkan perpindahan cairan antara kedua kompartemen tersebut. Pengukuran Volume Darah. Jika kita mengukurvolume plasma dengan menggunakan metode yang Prinsip Dasar Osmosis dan Tekanandij elaskan sebelumnya, maka volume darah juga dapat Osmotikdihitung jika kita mengetahui nilai hematokrit (fraksi Prinsip dasar osmosis clan tekanan osmotik sudah312 dijelaskan di Bab 4. Oleh karena itu, di sini kita hanya membahas mengenai aspek terpenting clan prinsip-

Bab 25 Kompartemen Cairan Tubuh: Cairan Ekstraselular dan lntraselular; Edemaprinsip ini yang sesuai dengan penerapannya dalam osmolaritas bila dinyatakan sebagai osmol per literpengaturan volume. larutan . Pada larutan encer seperti cairan tubuh, kedua istilah ini dapat digunakan hampir secara sinonim Osmosis adalah difusi neto cairan yang menyeberangi karena perbedaannya kecil. Pada kebanyakan kasus,membrane permeabel selektif dari tempat yang lebih mudah menyatakan jumlah cairan tubuh dalamkonsentrasi airnya tinggi ke tempat yang konsentrasi liter cairan daripada dalam kilogram air. Oleh karena itu,airnya lebih rendah. Bila suatu zat terlarut ditambahkan kebanyakan penghitungan yang dipakai secara klinis danpada air murni, zat ini akan menurunkan konsentrasi air penghitungan yang dipakai pada beberapa bab berikutnyadalam campuran. Jadi, semakin tinggi konsentrasi zat lebih didasarkan pada osmolaritas daripada osmolalitas.terlarut dalam suatu larutan, semakin rendah konsentrasiairnya. Selanjutnya, cairan berdifusi dari daerah dengan Penghitungan Osmolaritas dan Tekanan Osmotikkonsentrasi zat terlarut yang rendah (konsentrasi air yang Suatu Larutan. Dengan menggunakan hukum van't Hoff,tinggi) ke daerah dengan konsentrasi zat terlarut yang kita dapat menghitung tekanan osmotik potensial suatutinggi (konsentrasi air yang rendah) . larutan, dengan menganggap bahwa membran sel bersifat impermeabel terhadap zat terlarut. Contohnya, tekanan Oleh karena membran sel relatif impermeabel terhadap osmotik larutan 0,9 persen natrium klorida dihitungkebanyakan zat terlarut tapi sangat permeabel terhadap sebagai berikut: Larutan 0,9 persen berarti bahwa terdapatair (permeabel selektif), maka bila pada salah satu sisi 0,9 gram natrium klorida per 100 ml larutan, atau 9 g/L.membran sel konsentrasi zat terlarutnya lebih tinggi, air Oleh karena berat molekul natrium klorida adalah 58,5 g/akan berdifusi melintasi membran menuju daerah dengan mo!, molaritas larutan adalah 9 g/L dibagi 58,5 g/mol, ataukonsentrasi zat terlarut yang lebih tinggi. Jadi, jika suatu sekitar 0,154 mol/L. Oleh karena setiap molekul natriumzat terlarut seperti natrium klorida ditambahkan ke klorida setara dengan 2 osmol, osmolaritas larutan ialahdalam cairan ekstraselular, air dengan cepat berdifusi dari 0,154 x 2, atau 0,308 osm/L. Oleh karena itu, osmolaritassel melalui membran sel ke dalam cairan ekstraselular, larutan ini adalah 308 mOsm/ L. Tekanan osmotiksampai konsentrasi air pada kedua sisi membran sama. potensial larutan ini akan menjadi 308 mOsm/L x 19,3Sebaliknya, jika suatu zat terlarut seperti natrium klorida mm Hg/mOsm/ L, atau sebesar 5.944 mm Hg.dikeluarkan dari cairan ekstraselular, air akan berdifusidari cairan ekstraselular melalui membran sel dan masuk Penghitungan ini hanyalah suatu perkiraan karena ionke dalam sel. Kecepatan difusi air ini disebut kecepatan natrium dan klorida tidak seluruhnya bebas dalam larutanosmosis. akibat adanya daya tarik antar ion-ion ini. Kita dapat mengoreksi deviasi ini berdasarkan prediksi hukum van't Hubungan antara Mol dan Osmol. Oleh karena Hoff dengan menggunakan faktor koreksi yang disebutkonsentrasi air dari suatu larutan bergantung pada jumlah koefisien osmotik. Untuk natrium klorida, koefisienpartikel zat terlarut dalam larutan,dibutuhkan suatu istilah osmotiknya sekitar 0,93. Maka, osmolaritas sebenarnyakonsentrasi untuk menggambarkan konsentrasi total dari larutan natrium klorida 0,9 persen ialah 308 x 0,93,partikel zat terlarut, tanpa memperhatikan komposisinya atau sekitar 286 mOsm/L. Untuk alasan praktis, koefisienyang pasti. Jumlah total partikel dalam suatu larutan osmotik dari beberapa zat terlarut kadang-kadangdiukur dalam \"osmol''. Satu osmol (osm) sama dengan 1 diabaikan dalam menentukan osmolaritas dan tekananmo! (6,02 x 1023) partikel zat terlarut. Oleh karenanya, osmotik larutan fisiologis .suatu larutan yang mengandung 1 mo! glukosa dalamsetiap liter mempunyai konsentrasi 1 osm/L. Jika suatu Osmolaritas Cairan Tubuh. Kembali pada Tabel 25-2,molekul berdisosiasi menjadi dua ion (menghasilkan dua perhatikan perkiraan osmolaritas dari berbagai zat osmotikpartikel), seperti natrium klorida yang mengalami ionisasi aktifdalam plasma, cairan interstisial, dan cairan intraselular.menjadi ion klorida dan ion natrium, maka larutan yang Perhatikan bahwa sekitar 80 persen dari osmolaritas totalmengandung 1 mol/L akan memberikan konsentrasi cairan interstisial dan plasma adalah akibat ion natriumosmolar 2 osm/L. Demikian pula, suatu larutan yang dan klorida, sementara hampir setengah osmolaritas cairanmengandung 1 mo! molekul yang berdisosiasi menjadi intraselular ditimbulkan oleh ion kalium, dan sisanyatiga ion, seperti natrium sulfat (N~SOJ, akan menghasilkan ditimbulkan oleh berbagai zat intrasel.3 osm/L. Jadi, istilah osmol merujuk pada jumlah partikelyang aktif secara osmotik dalam suatu larutan dan bukan Seperti yang tampak pada Tabel 25-2, osmolaritas totalkonsentrasi molar. dan masing-masing ketiga kompartemen ialah sekitar 300 mOsm/L, dengan osmolaritas plasma yang lebih tinggi Pada umumnya, istilah osmol terlalu besar untuk sekitar 1 mOsm/L daripada osmolaritas cairan intraselularmenyatakan satuan aktivitas osmotik zat terlarut dalam dan interstisial. Perbedaan kecil antara plasma dan cairancairan tubuh. interstisial disebabkan oleh efek osmotik protein plasma, yang mempertahankan tekanan dalam kapiler sekitar 20 Istilah miliosmol (mOsm), yang sama dengan 1/1.000 mm Hg lebih tinggi daripada tekanan rongga interstisial,osmol, lebih umum digunakan. seperti yang dibahas di Bab 16. Osmolalitas dan Osmolaritas. Konsentrasi osmolsuatu larutan disebut osmolalitas bila konsentrasidinyatakan sebagai osmol per kilogram air; dan disebut 313

Unit V Cairan Tubuh dan Ginjal .... : ... :.·.·.: Aktivitas Osmolar Terkoreksi dari Cairan Tubuh. Pada ISOTONI Kbagian bawah Tabel 25-2 diperlihatkan aktivitas osmolarterkoreksi dari plasma, cairan interstisial, dan cairan .........Tidak ada perubahanintraselular. Alasan untuk melakukan koreksi ini adalahbahwa kation dan anion dalam larutan mempunyai daya HIP OTO NIK HIPERTON IKtarik-menarik antar ion yang dapat menyebabkan sedikit Sel membengkak Sel menyusutpenurunan aktivitas osmotik zat terlarut. Gambar 25-5 Efek larutan isotonik (A), hipertonik (8), dan Keseimbangan Osmotik Dipertahankan antara Cairan lntraselular dan Cairan hipotonik (C) terhadap volume sel. Ekstraselular dari 0,9 persen bersifat hipotonik dan menyebabkanDengan perubahan konsentrasi yang relatif kecil pada zat pembengkakan sel.terlarut dalam cairan ekstraselular, tekanan osmotik yangbesar dapat terbentuk di sepanjang membran sel. Seperti Jika sebuah sel diletakkan dalam larutan hipertonikyang telah dibahas sebelumnya, untuk setiap gradien yang mempunyai konsentrasi zat terlarut impermeabelkonsentrasi miliosmol suatu zat terlarut impermeabel yang lebih tinggi, air akan mengalir keluar dari sel(zat terlarut yang tidak dapat menembus membran ke dalam cairan ekstraselular. Dalam ha! ini, sel akansel), dihasilkan tekanan osmotik sekitar 19,3 mm Hg di mengkerut sampai kedua konsentrasi menjadi sama.sepanjang membran sel. Jika membran sel terpajan air Larutan natrium klorida yang lebih besar dari 0,9 persenmurni dan osmolaritas cairan intraselular adalah 282 bersifat hipertonik.mOsm/L, maka tekanan osmotik potensial yang dapattimbul di sepanjang membran sel adalah lebih dari 5.400 Cairan lsosmotik, Hiperosmotik, dan Hipo-mm Hg. Hal ini memperlihatkan bahwa dibutuhkan daya osmotik. Istilah isotonik, hipotonik, dan hipertonikyang besar untuk memindahkan air agar dapat melintasi merujuk pada dapat-tidaknya suatu larutan menyebabkanmembran sel bila cairan intraselular dan ekstraselular perubahan volume sel. Kekentalan larutan bergantungtidak berada dalam keseimbangan osmotik. Akibat daya pada konsentrasi zat terlarut impermeabel. Namun,tersebut, perubahan yang relatifkecil pada konsentrasi zat beberapa zat terlarut dapat menembus membran sel.terlarut impermeabel dalam cairan ekstraselular sudah Larutan dengan osmolaritas yang sama dengan sel disebutdapat menyebabkan perubahan besar pada volume sel. isosmotik, tanpa memperhatikan zat terlarut tersebut dapat menembus membran sel atau tidak. Cairan lsotonik, Hipotonik, dan Hipertonik. Efekperbedaan konsentrasi zat terlarut impermeabel dalam lstilah hiperosmotik dan hipo-osmotik secara berturut-cairan ekstraselular terhadap volume sel terlihat pada turut, merujuk pada larutan yang mempunyai osmolaritasGambar 25-5. Jika suatu sel diletakkan pada suatu larutan lebih tinggi atau lebih rendah, dibandingkan dengan cairandengan zat terlarut impermeabel yang mempunyai ekstraselular normal tanpa memperhatikan kemampuanosmolaritas 282 mOsm/L, sel tidak akan mengerut zat terlarut tersebut untuk menembus membran sel.atau membengkak karena konsentrasi air dalam cairan Zat-zat yang sangat permeabel, seperti ureum, dapatintraselular dan ekstrasel adalah sama dan zat terlarut tidak menyebabkan pergeseran sementara volume cairan antaradapat masuk atau keluar dari sel. Larutan seperti ini disebut cairan intraselular dan ekstraselular, tetapi memberikanisotonik karena tidak menimbulkan pengerutan maupun cukup waktu, sampai akhirnya konsentrasi zat-zat inipembengkakan sel. Contoh larutan isotonik meliputi menjadi sama pada kedua kompartemen dan memberilarutan 0,9 persen natrium klorida atau larutan glukosa sedikit efek pada volume intrasel dalam keadaan mantap.5 persen. Larutan-larutan ini penting dalam pengobatansecara klinis karena dapat diinfus ke dalam darah tanpa Keseimbangan Osmotik antara Cairan lntraselularadanya bahaya yang mengancam keseimbangan osmotik dan Ekstraselular Dicapai dengan Cepat. Perpindahanantara cairan intraselular dan ekstraselular. cairan yang melintasi membran sel terjadi sedemikian Jika sebuah sel diletakkan dalam larutan hipotonikyang mempunyai konsentrasi zat terlarut impermeabellebih rendah (< 282 mOsm/L), air akan berdifusi ke dalamsel dan menyebabkan sel membengkak; air akan terusberdifusi ke dalam sel, yang akan mengencerkan cairanintraselular dan juga memekatkan cairan ekstraselularsampai kedua larutan mempunyai osmolaritas yang sama.Larutan natrium klorida dengan konsentrasi kurang314

Bab 25 Kompartemen Cairan Tubuh: Cairan Ekstraselular dan lntraselular; Edemacepat sehingga setiap perbedaan osmolaritas antara hampir sama satu sama lain, kecuali pada beberapakedua kompartemen ini biasanya akan dikoreksi dalam menit setelah perubahan salah satu kompartemen.waktu beberapa detik atau, umumnya dalam beberapamenit. Pergerakan air yang cepat ini tidak berarti bahwa 2. Membran sel hampir sepenuhnya impermeabelkeseimbangan lengkap yang terjadi antara kompartemen terhadap banyak zat terlarut; oleh karenanya, jumlahekstrasel clan intrasel di seluruh tubuh, timbul dalam osmol dalam cairan ekstraselular atau intrasel umumnyawaktu yang singkat secara bersamaan. Alasannya adalah tetap konstan, kecuali jika zat terlarut ditambahkanbahwa cairan biasanya memasuki tubuh melalui usus atau dikurangi dari kompartemen ekstrasel.clan harus ditransportasi oleh darah ke seluruh jaringansebelum terjadi keseimbangan osmotik lengkap. Biasanya Dengan prinsip dasar ini kita dapat menganalisis efekdibutuhkan waktu sekitar 30 menit sebelum tercapainya berbagai kondisi cairan abnormal terhadap volume clankeseimbangan osmotik di seluruh tubuh setelah minum osmolaritas cairan ekstraselular clan intraselular.air. Pengaruh Penambahan Larutan Salin ke Cairan Volume dan Osmolalitas Cairan Ekstraselular Ekstraselular dan lntraselular pada Keadaan Abnormal Jika larutan salin isotonik ditambahkan ke kompartemen cairan ekstraselular, osmolaritas cairan ekstraselular tidakBeberapa faktor yang dapat menyebabkan perubahan akan berubah; karenanya, tidak ada osmosis yang terjadinyata pada volume cairan intraselular clan ekstrasel adalah melalui membran sel. Satu-satunya efek ialah peningkatanmeminum air, dehidrasi, infus intravena berbagai jenis volume cairan ekstraselular (Gambar 25-6A). Natriumlarutan, kehilangan sejumlah besar cairan dari traktus clan klorida sebagian besar tetap berada dalam cairangastrointestinal, clan kehilangan cairan melalui keringat ekstraselular karena membran sel bertindak seolah-olahatau melalui ginjal yang berlangsung abnormal. hampir bersifat impermeabel terhadap natrium clan klorida. Kita dapat menghitung perubahan volume cairanekstraselular clan intraselular serta jenis terapi yang harus Jika larutan hipertonik ditambahkan dalam cairandiberikan, jika prinsip-prinsip dasar berikut ini diingat ekstraselular, osmolaritas ekstrasel akan meningkatdengan baik: clan menyebabkan osmosis air keluar dari sel ke dalam kompartemen ekstrasel (lihat Gambar 25-6B). Sekali1. Air bergerak cepat melintasi membran sel; karenanya, lagi, hampir semua natrium klorida yang ditambahkan osmolaritas cairan intraselular clan ekstraselular tetap tetap berada dalam kompartemen ekstrasel clan cairan berdifusi dari sel ke dalam ruang ekstrasel untuk mencapai keseimbangan osmotik. Efek akhir ialah peningkatan volume ekstrasel (lebih besar daripada volume cairan D• Cairan intraselular Cairan ekstraselular Keadaan normal ----r 1A. Penambahan NaCl isotonik 300 __EI/I:E 2001110~ 1000 10 20 30 40 Volume (liter) C. Penambahan NaCl hipotonik I 0 l: ===--:;;~--'Gambar 25-6 Efek penambahan larutan isotonik, hipertonik, dan hipotonik pada cairan ekstraselular setelah keseimbangan osmotikterbentuk. Keadaan normal ditunjukkan dengan garis utuh, dan pergeseran dari normal diperlihatkan dengan daerah bergaris putus-putus.Volume kompartemen cairan ekstraselular dan intraselular diperlihatkan pada masing-masing absis diagram, dan osmolaritas masing-masing kompartemen ini diperlihatkan sebagai ordinat. 315

Unit V Cairan Tubuh dan Ginjalyang ditambahkan), penurunan volume intrasel, dan ke cairan ekstraselular bersama 2 L volume. Ticlak akanpeningkatan osmolaritas di kedua kompartemen. ada perubahan pacla konsentrasi atau volume cairan intraselular clan ticlak akan ada keseimbangan osmotik. Jika larutan hipotonik diberikan ke cairan ekstraselular, Namun, pacla cairan ekstraselular, akan acla tambahanosmolaritas cairan ekstraselular akan menurun dan 2.051 mOsm zat terlarut total, yang menghasilkansejumlah air dari cairan ekstraselular berdifusi ke dalam sel miliosmol total sebesar 5.971. Oleh karena kompartemensampai kompartemen intrasel dan ekstrasel mempunyai ekstrasel sekarang mempunyai volume 16 L, konsentrasiosmolaritas yang sama (lihat Gambar 25-6C). Volume clapat clihitung clengan membagi 5.971 mOsm clengan 16intrasel maupun ekstrasel meningkat dengan penambahan L sehingga cliperoleh konsentrasi 373 mOsm/L. Jacli, nilai-cairan hipotonik, walaupun peningkatan volume intrasel nilai berikut ini akan terjacli seketika setelah penambahanlebih banyak. larutan. Penghitungan Pergeseran Cairan dan Osmolaritas Langkah 2. Pengaruh Seketika Penambahan 2 Liter Natriumsetelah lnfus Larutan Salin Hipertonik. Kita dapat Klorida 3,0 Persenmenghitung serangkaian efek pemberian infus berbagaijenis larutan terhadap volume dan osmolaritas cairan Volume Konsentrasi Totalekstraselular dan intrasel. Misalnya, jika kita menginfus (Liter} (mOsm/L} (mOsm)2 L larutan natrium klorida hipertonik 3,0 persen kedalam kompartemen cairan ekstraselular seorang pasien Cai ran ekstraselular 16 373 5.972dengan berat badan 70 kilogram, dengan osmolaritas Cairan intraselular 28 280 7.840plasma awal 280 mOsm/L, apa yang akan terjadi pada Total cairan tubuh 44 Tidak seimbang 13.812osmolaritas dan volume cairan ekstraselular dan intraselsetelah keseimbangan osmotik terbentuk? Pacla langkah ketiga, kita menghitung volume clan konsentrasi yang akan terjacli clalam beberapa menit Langkah pertama adalah menghitung kondisi awal, setelah keseimbangan osmotik terbentuk. Dalam ha! ini,meliputi volume, konsentrasi, dan miliosmol total pada konsentrasi dalam kompartemen cairan intraselular clanmasing-masing kompartemen. Dengan menganggap ekstrasel akan setara clan clapat clihitung clengan membagibahwa volume cairan ekstraselular sebesar 20 persen miliosmol total clalam tubuh, 13.811, clengan volumeberat badan dan volume cairan intraselular sebesar 40 total, yang sekarang sebesar 44 L. Dari sini akan cliperolehpersen berat badan, maka volume dan konsentrasi cairan konsentrasi sebesar 313,9 mOsm/L. Oleh karena itu,berikut ini dapat dihitung. seluruh kompartemen cairan tubuh akan mempunyai konsentrasi yang sama setelah tercapainya keseimbanganLangkah 1. Kondisi Awal Konsentrasi Total osmotik. Dengan menganggap bahwa ticlak acla zat terlarut (mOsm/L} (mOsm) atau air yang keluar clari tubuh clan ticlak ada pergerakan Volume natrium klorida ke dalam atau keluar sel, maka kita dapat (Lit er) 280 3.920 menghitung volume kompartemen intrasel dan ekstrasel. 280 7.840 Volume cairan intraselular dihitung dengan membagiCai ran ekstraselular 14 280 11 .760 miliosmol total dalam cairan ekstraselular (7.840) denganCairan intraselular 28 konsentrasi (313,9 mOsm/L), akan dihasilkan volumeTot al cai ran t ubuh 42 24,98 L. Volume cairan ekstraselular dihitung dengan membagi miliosmol total dalam cairan ekstraselular Lalu, kita menghitung miliosmol total dalam 2 L larutan (5.971) dengan konsentrasi (313,9 mOsm/L), dannatrium klorida 3,0 persen yang ditambahkan ke cairan menghasilkan volume 19,02 L. Lagi-lagi perhitungan iniekstraselular. Larutan 3,0 persen berarti ada 3,0 g/100 ml, berdasarkan pada anggapan bahwa natrium kloricla yangatau 30 gram natrium klorida per liter. Oleh karena berat ditambahkan ke cairan ekstraselular tetap berada di situmolekul natrium klorida ialah 58,5 g/ mol, hal ini berarti dan ticlak berpindah ke clalam sel.bahwa ada 0,513 mol natrium klorida per liter larutan.Maka untuk 2 L larutan, ada 1,026 mol natrium kloricla . Langkah 3. Pengaruh Penambahan 2 Liter Natrium Klorida 3,0Oleh karena 1 mo! natrium kloricla setara clengan 2 osmol Persen setelah Keseimbangan Osmotik Terbentuk(karena natrium klorida mempunyai clua partikel osmotikaktif per mo!), efek akhir dari penambahan 2 L larutan ini Volume Konsentrasi Totalialah penambahan 2.051 mOsm natrium klorida ke cairan (Liter} (mOsm/L} (mOsm)ekstraselular. Cairan ekstraselular 19,02 313,9 5.972 Pada langkah ke-2, kita menghitung pengaruhseketika clan penambahan 2.051 mOsm natrium klorida316

Bab 25 Kompartemen Cairan Tubuh: Cai ran Ekstraselular dan lntraselular; EdemaTabet 25-4 Abnormalitas Pengaturan Volume Cai ran Tubuh: Hiponatremia dan HipernatremiaAbnormalitas Penyebab Konsentrasi Na• Volume Cairan Volume Cairan Plasma Ekstraselular lntraselularHiponatremia-dehidrasi lnsufisiensi adrenal; penggunaan ,J.. ,J.. iHiponatremia-hiperhidrasi diuretik berlebihan ,J..Hipernatremia-dehidrasi t tHipernatremia-hiperhidrasi Kelebihan ADH (SIADH}; tumor t bronkogenik ,J.. ,J.. i Diabetes insipidus; keringat t ,J.. berlebihan Penyakit Cushing; aldosteronisme primerADH,antidiuretic hormone; SIADH, syndrome ofinappropriate ADH.Cairan intraselular Volume Konsentrasi Total diminum. Biasanya, ginjal mengekskresi cairan ini dalamTotal cairan tubuh (Liter) (mOsm/L) (mOsm) bentuk urine yang sangat encer. Oleh karenanya, hasil akhir penambahan larutan di atas hanyalah berupa 24,98 313,9 7.840 penambahan zat nutrisi pada tubuh. 44,0 313,9 13.812 Jadi, dari contoh tersebut kita dapat melihat bahwa Kelainan Klinis Pengaturan Volume Cairan:penambahan 2 L larutan natrium klorida hipertonik Hiponatremia dan Hipernatremiamenyebabkan peningkatan lebih dari 5 L dalam volumecairan ekstraselular sedangkan volume cairan intraselular Pengukuran primer yang mudah diperoleh para klinisiturun hampir sebanyak 3 L. untuk menilai status cairan pasien adalah konsentrasi natrium plasma. Osmolaritas plasma tidak secara rutin Metode penghitungan perubahan volume dan diukur, tapi karena natrium dan anion yang terkaitosmolaritas cairan intraselular dan ektrasel ini dapat (terutama klorida) bertanggung jawab atas lebih dariditerapkan di hampir semua masalah klinis dari 90 persen zat terlarut dalam cairan ekstraselular, makapengaturan volume cairan. Pembaca harus mengenali konsentrasi natrium plasma merupakan indikator yangpenghitungan ini dengan baik karena pengertian aspek cukup baik bagi osmolaritas plasma pada banyak keadaan.matematis keseimbangan osmotik antara kompartemen Seseorang dikatakan hiponatremia, bila konsentrasicairan ekstraselular dan intraselular sangat penting untuk natrium plasma dalam tubuhnya turun lebih darimemahami hampir semua kelainan cairan dalam tubuh beberapa miliekivalen di bawah nilai normal (sekitar 142dan penanganannya. mEq/L). Bila konsentrasi natrium plasma meningkat di atas normal, maka seseorang dikatakan hipernatremia. Glukosa dan Larutan Lain yang Diberikan untuk Tujuan Nutrisi Penyebab Hiponatremia: Kelebihan Air atau Kehilangan NatriumTerdapat banyak jenis larutan yang dapat diberikansecara intravena untuk memberi nutrisi bagi orang yang Kehilangan natrium klorida dari cairan ekstraselulartidak dapat memperolehnya secara adekuat dengan cara atau penambahan air yang berlebihan pada cairanlain. Larutan glukosa digunakan secara luas, sedangkan ekstraselular akan menyebabkan penurunan konsentrasilarutan asam amino dan lemak yang dihomogenisasi natrium plasma (Tabel 25-4) . Kehilangan natrium kloridalebih sedikit digunakan. Bila larutan ini diberikan, primer biasanya terjadi pada dehidrasi hiponatremiakonsentrasi zat yang aktif secara osmotik biasanya dan berhubungan dengan penurunan volume cairandisesuaikan hampir mendekati isotonisitas, atau larutan ekstraselular.ini diberikan perlahan-lahan sehingga tidak mengganggukeseimbangan osmotik cairan tubuh. Setelah glukosa Kondisi-kondisi yang dapat menyebabkanatau zat nutrisi lain dimetabolisme, sering masih terdapat hiponatremia, berhubungan dengan pengeluarankelebihan air, khususnya jika ada cairan tambahan yang natrium klorida, antara lain diare dan muntah-muntah. Penggunaan diuretik secara berlebihan yang menghambat 317

Unit V Cairan Tubuh dan Ginjal Normonatremlakemampuan ginjal untuk mempertahankan natrium, __.... ,,,.clan beberapa jenis penyakit ginjal yang mengeluarkannatrium, juga dapat menyebabkan hiponatremia derajat Hlponatremia akutsedang. Akhirnya, penyakit Addison, yang diakibatkanoleh penurunan sekresi hormon aldosteron, mengganggu Hlponatremia kroniskemampuan ginjal untuk mereabsorbsi natrium clan dapatmenyebabkan hiponatremia derajat sedang. Gambar 25-7 Pengaturan volume sel otak selama hiponatremia. Selama hiponatremia akut, terjadi difusi Hp ke dalam sel (1) Hiponatremia juga dapat disebabkan oleh retensi air dan pembengkakan jaringan otak disebabkan oleh hilangnyayang berlebihan, yang akan mengencerkan natrium dalam ion Na+ atau kelebihan Hp. Hal ini akan merangsang transporcairan ekstraselular, yaitu suatu kondisi yang disebut Na+, K+, dan zat organik terlarut ke luar sel (2), yang kemudianhiponatremia-hiperhidrasi. Contohnya, sekresi berlebihan menyebabkan air berdifusi ke luar dari sel (3). Pada hiponatremiahormon antidiuretik, yang menyebabkan tubulus ginjal kronis, pembengkakan otak akan berkurang oleh adanya transpormereabsorpsi air lebih banyak, dapat menyebabkan zat terlarut dari sel.terjadinya hiponatremia clan hiperhidrasi. Hiponatremia merupakan gangguan keseimbanganKonsekuensi Hiponatremia: Pembengkakan Sel elektrolit yang paling sering terjadi di dalam paktek klinik dan dapat mencapai 15 sampai 25 persen dari pasien yangPerubahan volume sel yang cepat yang disebabkan oleh dirawat.hiponatremia dapat menimbulkan efek yang besar pada Penyebab Hipernatremia: Kehilangan Air ataufungsi jaringan clan organ, terutama otak. Penurunan Kelebihan Natriumkadar natrium plasma yang cepat, misalnya, dapat Peningkatan konsentrasi natrium plasma, yangmenimbulkan pembengkakan sel otak clan gejala juga menyebabkan peningkatan osmolaritas, dapatneurologik, seperti sakit kepala, mual clan kelesuan, clan disebabkan oleh kehilangan air dan larutan ekstrasel, yangdisorientasi. Bila kadar natrium plasma turun sampaidi bawah 115 sampai 120mmol/L, pembengkakan otakdapat menyebabkan kejang (seizure), koma, kerusakanotak clan kematian. Karena tengkorak itu kaku, makapenambahan volume otak tidak dapat lebih dari 10persen, tanpa menerobos ke arah leher (herniasi), yangakan menggiringnya pada kerusakan otak yang permanenclan kematian. Bila hiponatremia berlangsung lambat selamabeberapa hari, otak clan jaringan-jaringan lain akanberespons dengan memindahkan natrium, klorida,kalium, bahan organik terlarut seperti glutamat darisel ke kompartemen ekstrasel. Penurunan osmotik inimenyebabkan masuknya air ke dalam sel-sel sehinggajaringan membengkak (Gambar 25-7) . Akan tetapi perpindahan zat terlarut dari dalamsel, selama berlangsungnya hiponatremia lambat,dapat menyebabkan kerusakan jaringan otak denganmudah, kalau hiponatremianya dikoreksi terlalu cepat.Bila penambahan cairan hipertonis untuk mengoreksihiponatremia diberikan terlalu cepat, ini akan melampauikemampuan otak untuk dapat menyerap zat yang telahhilang dari dalam sel, sehingga dapat menimbulkangangguan osmotik neuron-neuron, yang dihubungkandengan demielinisasi, yaitu hilangnya selubung mielin darisaraf. Demielinisasi neuron-neuron yang disebabkan olehperubahan osmotik ini dapat dicegah dengan mengurangikecepatan koreksi hiponatremia kronis kurang dari 10-12mmol/L dalam 24 jam atau kurang dari 18 mmol/L dalam48jam. Kecepatan koreksi yang lambat m1 memberikesempatan pada sel otak untuk memulihkan osmolyang hilang yang terjadi sebagai hasil adaptasi terhadaphiponatremia kronis.318

Bab 25 Kompartemen Cairan Tubuh: Cairan Ekstraselular dan lntraselular; Edemamemekatkan ion natrium, atau karena kelebihan natrium dengan kecepatan yang lambat. Alasannya adalahdalam cairan ekstraselular. Bila terdapat kehilangan hipernatremia juga meningkatkan aktivitas mekanismeprimer air dari cairan ekstraselular, ha! tersebut akan pertahanan yang melindungi sel dari perubahan volume.mengakibatkan timbulnya hipernatremia-dehidrasi. Mekanisme pertahanan ini sebaliknya dari apa yangKondisi ini dapat terjadi akibat ketidakmampuan untuk terjadi pada hiponatremia, terdiri atas mekanisme yangmenyekresi hormon antidiuretik, yang dibutuhkan oleh meningkatkan kadar natrium intrasel clan zat terlarutginjal untuk menahan air. Akibat tidak adanya hormon lainnya.antidiuretik ini, ginjal mengeluarkan urine encer dalamjumlah yang sangat besar (kelainan yang disebut sebagai Edema: Kelebihan Cairan dalam jaringandiabetes insipidus), yang menyebabkan timbulnyadehidrasi clan peningkatan konsentrasi natrium klorida Edema menunjukkan adanya cairan ber!ebihan di jaringandalam cairan ekstraselular. Pada jenis-jenis penyakit tubuh. Pada sebagian besar keadaan, edema terutamaginjal tertentu, ginjal tidak berespons terhadap hormon terjadi pada kompartemen cairan ekstraselular, tapi dapatantidiuretik, yang juga menyebabkan jenis kelainan juga melibatkan kompartemen cairan intraselular.yang disebut diabetes insipidus nefrogenik. Penyebabhiponatremia yang lebih umum akibat penurunan Edema lntraselvolume cairan ekstraselular adalah dehidrasi akibatasupan air yang lebih sedikit daripada pengeluarannya, Tiga kondisi yang memudahkan terjadinya pembengkakanseperti yang timbul pada keadaan berkeringat selama intrasel: (1) hiponatremia seperti telah dijelaskanaktivitas berat yang berkepanjangan. sebelumnya; (2) depresi sistem metabolisme jaringan clan (3) tidak adanya nutrisi sel yang adekuat. Contohnya, bila Hipernatremia juga dapat terjadi akibat penambahan aliran darah ke jaringan menurun, pengiriman oksigennatrium klorida yang berlebihan pada cairan clan nutrien berkurang. Jika aliran darah menjadi sangatekstraselular. Hal ini sering terjadi pada hipernatremia- rendah untuk mempertahankan metabolisme jaringanhiperhidrasi, karena kelebihan natrium klorida ekstrasel normal, maka pompa ion membran sel menjadi tertekan.biasanya juga berhubungan dengan beberapa derajat Bila ha! ini terjadi, ion natrium yang biasanya masuk keretensi air oleh ginjal. Contohnya, sekresi berlebihan dalam sel tidak dapat lagi dipompa keluar dari sel, clandari hormon aldosteron yang meretensi natrium dapat kelebihan ion natrium intrasel menimbulkan osmosis airmenyebabkan hipernatremia ringan clan overhidrasi. ke dalam sel. Kadang-kadang ha! ini dapat meningkatkanAlasan bahwa hipernatremia ini tidak lebih berat ialah volume intrasel suatu jaringan-bahkan pada seluruhbahwa peningkatan sekresi aldosteron menyebabkan tungkai yang iskemik, contohnya-sampai dua atauginjal mereabsorbsi air clan natrium dalam jumlah yang tiga kali volume normal. Bila ha! ini terjadi, biasanyalebih besar. merupakan awal terjadinya kematian jaringan. Jadi, dalam menganalisis kelainan konsentrasi natrium Edema intrasel juga dapat terjadi pada prmganplasma clan memutuskan terapi yang tepat, kita harus yang meradang. Peradangan biasanya meningkatkanlebih <lulu menentukan apakah kelainan ini disebabkan permeabilitas membran sel, serta memungkinkan natriumoleh kehilangan atau penambahan natrium primer atau clan ion-ion lain berdifusi masuk ke dalam sel, yang diikutikehilangan atau penambahan air primer. dengan osmosis air ke dalam sel.Konsekuensi Hipernatremia: Sel Menyusut Edema EkstraselHipernatremia lebih jarang terjadi dibandingkan dengan Edema ekstrasel terjadi bila ada akumulasi cairan yanghiponatremia clan gejala yang menonjol biasanya hanya berlebihan dalam ruang ekstrasel. Ada dua penyebabpada peningkatan konsentrasi natrium plasma yang cepat edema ekstrasel yang umum dijumpai: (1) kebocoranclan besar di atas 158 sampai 160 mmol/L. Satu alasan abnormal cairan dan plasma ke ruang interstisial denganuntuk ini adalah bahwa hipernatremia menimbulkan melintasi kapiler clan (2) kegagalan sistem limfatik untukrasa haus yang luar biasa yang melindungi tubuh mengembalikan cairan clan interstisium ke dalam darahdari peningkatan natrium dalam plasma clan cairan sering kali disebut limfedema. Penyebab klinis akumulasiekstraselular, seperti yang telah dibahas pada Bab 28. cairan interstisial yang paling sering adalah filtrasi cairanAkan tetapi hipernatremia yang berat dapat terjadi kapiler yang berlebihan.pada pasien yang mengalami lesi hipotalamik yangmengganggu sensasi rasa haus, pada bayi yang tidak dapat Faktor-Faktor yang Dapat Meningkatkan Filtrasilangsung mendapat minuman, atau pada pasien tua yang Kapilermengalami gangguan mental. Untuk memahami penyebab filtrasi kapiler yang Koreksi hipernatremia dapat dilakukan dengan berlebihan, akan membantu bila kita mengingt kembalimemberikan larutan natrium klorida yang hipo-osmotik penentu filtrasi kapiler yang dibahas di Bab 16. Secaraatau dengan larutan dekstrosa. Akan tetapi sangatlah matematis, kecepatan filtrasi kapiler dapat dinyatakanpenting bahwa pemberian larutan tersebut pada penderita sebagai berikut.dengan peningkatan kadar natrium yang kronis haruslah 3 19

Unit V Cairan Tubuh dan Ginjal berbagai kondisi yang dapat menyebabkan edema ekstrasel berdasarkan dua jenis abnormalitas tersebut:Kr adalah koefisien filtrasi kapiler (produk daripermeabilitas clan area permukaan kapiler) , Pc adalah I. Peningkatan tekanan kapilertekanan hidrostatik kapiler, Pir adalah tekanan hidrostatik A. Retensi garam clan air yang berlebihan di ginjalcairan interstisial, rrc adalah tekanan osmotik koloid 1. Gaga! ginjal akut atau kronisplasma kapiler, rrir adalah tekanan osmotik koloid cairan 2. Kelebihan mineralokortikoidinterstisial. Pada persamaan ini, kita dapat melihat bahwa B. Tekanan vena yang tinggi clan konstriksi venasetiap perubahan berikut dapat meningkatkan kecepatan 1. Gaga! jantungfiltrasi : 2. Obstruksi vena 3. Kegagalan pompa vena• Peningkatan koefisien filtrasi kapiler. (a) Paralisis otot• Peningkatan tekanan hidrostastik kapiler. (b) Imobilisasi bagian-bagian tubuh• Penurunan tekanan osmotik koloid plasma. (c) Kegagalan katup venaLimfedema-Kegagalan Pembuluh Limfe C. Penurunan resistansi arteriolamengembalikan Cairan dan Protein ke dalam Darah 1. Panas tubuh yang berlebihan 2. Insufisiensi sistem saraf simpatisBila fungsi pembuluh limfe sangat terganggu, disebabkan 3. Obat-obat vasodilatoroleh terjadinya hambatan atau hilangnya pembuluhlimfe, edema dapat semakin berat, karena protein plasma II. Penurunan protein plasmayang bocor ke dalam ruang interstisial tidak mempunyai A. Kehilangan protein dalam urine (sindrom nefrotik)jalan lain untuk keluar. Peningkatan konsentrasi protein B. Kehilangan protein dari daerah kulit yang terkelupasmeningkatkan tekanan osmotik koloid cairan interstisial, 1. Luka bakaryang akan menarik cairan dari kapiler lebih banyak lagi. 2.Luka C. Kegagalan menghasilkan protein Hambatan aliran limfe dapat sangat berat, bila terjadi 1. Penyakit hati (contohnya, sirosis)infeksi pada kelenjar limfe, seperti yang terjadi pada 2. Malnutrisi protein atau kalori yang beratinfeksi nematoda filarial Wuchereria bancrofti, yangsecara mikroskopik, cacing yang menyerupai benang. Ill. Peningkatan permeabilitas kapilerCacing dewasa hidup dalam sistem limfatik manusia clan A. Reaksi imun yang menyebabkan pelepasan histaminberpindah dari orang ke orang melalui gigitan nyamuk. clan produk imun lainnyaOrang yang terkena infeksi filaria dapat menderita B. Toksinlimfedema yang berat clan elefantiasis (kaki gajah) clan C. Infeksi bakteripada laki-laki, pembengkakan pada skrotum, disebut D. Defisiensi vitamin, khususnya vitamin Chidrokel. Filariasi limfatik menyerang lebih dari 120 juta E. Iskemia yang lamaorang di 80 negara tropis clan subtropis yaitu Asia, Afrika, F. Luka bakarPasifik barat clan sebagian dari Karibia clan AmerikaSelatan. IV. Hambatan aliran balik limfe A.Kanker Limfedema dapat juga terjadi pada jenis kanker tertentu B. Infeksi (misalnya, nematoda jenis filaria)atau setelah pembedahan yang menyebabkan pembuluh C. Pembedahanlimfe diangkat atau mengalami obstruksi. Contohnya, D. Kelainan atau tidak adanya pembuluh limfatik secarasejumlah besar pembuluh limfe diangkat selama kongenitalmastektomi radikal, yang akan mengganggu perpindahancairan dari area payudara clan lengan serta menyebabkan Edema yang Disebabkan oleh Gagal Jantung. Salahedema clan pembengkakan ruang jaringan. Beberapa satu penyebab edema paling sering clan paling seriuspembuluh limfe pada akhirnya akan tumbuh kembali adalah gaga! jantung. Pada gaga! jantung, jantung gaga!setelah pembedahan tersebut dilakukan, sehingga edema memompa darah secara normal dari vena ke dalam arteri;interstisial biasanya hanya berlangsung sementara. ha! ini meningkatkan tekanan vena clan tekanan kapiler, yang menyebabkan peningkatan filtrasi kapiler. Selain itu,Ringkasan dari Penyebab-Penyebab Edema tekanan arteri cenderung turun, menyebabkan penurunanEkstrasel ekskresi garam clan air oleh ginjal, yang meningkatkanSejumlah besar keadaan dapat menyebabkan akumulasicairan dalam rongga interstisial akibat kebocoranabnormal cairan dari kapiler, atau dengan menghambatsaluran limfe mengembalikan cairan dari interstisialke dalam sirkulasi. Berikut ini adalah sebagian daftar320

Bab 25 Kompartemen Cairan Tubuh: Cai ran Ekstraselular dan lntraselular; Edemavolume darah clan lebih lanjut meningkatkan tekanan menyintesis protein, terjadilah penurunan konsentrasihidrostastik kapiler sehingga edema makin bertambah. protein plasma. Edema generalisata yang serius dapatAliran darah ke ginjal pada gaga! jantung berkurang clan ini terjadi bila protein plasma turun di bawah 2,5 g/100 ml.juga merangsang sekresi renin, menyebabkan peningkatanpembentukan angiotensin II clan peningkatan sekresi Sirosis hati adalah keadaan lain yang juga menyebabkanaldosteron, yang menambah beratnya retensi garam clan penurunan konsentrasi protein plasma. Sirosis berartiair oleh ginjal. jadi, pada gaga! jantung yang tidak diobati, timbulnya sejumlah besar jaringan fibrosa di antara sel-selsemua faktor bekerja sama membentuk edema ekstrasel parenkim hati. Salah satu akibatnya ialah kegagalan sel-generalisata yang hebat. sel ini untuk menghasilkan protein plasma yang cukup, sehingga timbul penurunan tekanan osmotik koloid Pada pasien dengan gaga! jantung kiri tanpa gaga! plasma clan edema generalisata yang menyertai keadaanjantung kanan yang bermakna, darah dipompa secara ini.normal ke paru-paru oleh jantung kanan tapi tidak dapatkeluar dengan mudah dari vena pulmonalis ke jantung Sirosis hati juga menimbulkan edema dengan carakiri karena sisi kiri jantung ini sangat lemah. Akibatnya, lain, yaitu fibrosis hati kadang-kadang mengompresisemua tekanan pembuluh paru, termasuk tekanan kapiler drainase pembuluh vena porta abdomen saat pembuluhparu, meningkat jauh di atas normal, menyebabkan edema ini melewati hati sebelum bermuara kembali keparu berat clan mengancam jiwa. Bila tidak ditangani, sirkulasi sistemik. Hambatan aliran keluar vena portaakumulasi cairan dalam paru akan bertambah dengan meningkatkan tekanan hidrostatik kapiler di seluruhcepat, clan menyebabkan kematian dalam beberapa jam. daerah gastrointestinal clan selanjutnya meningkatkan filtrasi cairan keluar dari plasma ke dalam area intra- Edema yang Disebabkan oleh Penurunan Ekskresi abdomen. Bila ha! ini terjadi, kombinasi efek penurunanGaram dan Air oleh Ginjal. Seperti yang telah konsentrasi protein plasma clan tekanan kapiler portadibicarakan sebelumnya, sebagian besar natrium yang tinggi akan menyebabkan transudasi sejumlah besarklorida yang ditambahkan ke dalam darah tetap berada cairan clan protein ke dalam rongga abdomen, yaitu suatudi kompartemen ekstrasel, clan hanya sejumlah kecil keadaan yang disebut asites.saja yang memasuki sel. Oleh karenanya, pada penyakitginjal yang menurunkan ekskresi natrium klorida clan Faktor Pengaman yang Secara Normal Mencegahair dalam urine, sejumlah besar natrium kiorida clan Edemaair akan ditambahkan ke cairan ekstraselular. Sebagianbesar garam clan air ini bocor clan darah masuk ke dalam Walaupun banyak gangguan yang dapat menyebabkanrongga interstisial, tapi sebagian masih tetap berada edema, namun kelainan ini biasanya harus berat, untukdalam darah. Efek utama kejadian ini ialah menyebabkan dapat timbul edema yang serius. Alasan untuk ha!(1) peningkatan volume cairan interstisial yang besar tersebut adalah adanya tiga faktor pengaman utama yang(edema ekstrasel) clan (2) hipertensi akibat peningkatan mencegah akumulasi cairan di rongga interstisial: (1)volume darah, seperti yang dijelaskan di Bab 19. Misalnya, komplians interstisium yang rendah ketika tekanan cairananak yang menderita glomerulonefritis akut, dengan interstisial berada dalam kisaran tekanan negatif, (2)cedera glomerulus ginjal akibat inflamasi yang berakibat kemampuan aliran limfe untuk meningkat 10 sampai 50gagalnya penyaringan cairan dalam jumlah cukup, juga kali lipat, clan (3) penurunan konsentrasi protein cairanakan mengalami edema cairan ekstraselular yang serius interstisial, yang menurunkan tekanan osmotik koloiddi seluruh tubuh; bersama dengan edema, anak-anak ini cairan interstisial sewaktu filtrasi kapiler meningkat.biasanya menderita hipertensi berat. Faktor Pengaman yang Disebabkan oleh Komplians Edema yang Disebabkan oleh Penurunan Protein lnterstisium yang Rendah dalam Kisaran TekananPlasma. Penurunan konsentrasi protein plasma akibat Negatifkegagalan untuk menghasilkan protein dalam jumlah yangcukup maupun karena kebocoran protein dari plasma, Di Bab 16, kita mengetahui bahwa tekanan hidrostatikakan menimbulkan penurunan tekanan osmotik koloid cairan interstisial di kebanyakan jaringan subkutan longgarplasma. Hal ini akan mengakibatkan peningkatan filtrasi dalam tubuh adalah sedikit lebih rendah dari tekanankapiler di seluruh tubuh clan edema ekstrasel. atmosfir, rata-rata sekitar -3 mm Hg. Penghisapan ringan dalam jaringan ini membantu untuk menahan jaringan Salah satu penyebab terpenting dari penurunan bersama-sama. Gambar 25-8 memperlihatkan hubungankonsentrasi protein plasma ialah hilangnya protein dalam antara berbagai tingkat tekanan cairan interstisial danurine yang dijumpai pada penyakit ginjal tertentu, yaitu volume cairan interstisial, yang diekstrapolasi ke manusiasuatu keadaan yang disebut sindrom nefrotik. Berbagai dari hewan penelitian. Perhatikan pada Gambar 25-8jenis penyakit ginjal dapat merusak membran glomerulus bahwa selama tekanan cairan interstisial berada dalamginjal, sehingga membran menjadi bocor clan protein kisaran nilai negatif, perubahan kecil pada volume cairanplasma dapat melewatinya, clan sering kali memungkinkan interstisial akan diikuti dengan perubahan tekanansejumlah besar protein lewat memasuki urine. Bila hidrostatik cairan interstisial yang relatif besar. Olehkehilangan ini melebihi kemampuan tubuh untuk karenanya, pada nilai kisaran tekanan negatif, komplians 321

UnitV Cairan Tubuh dan Ginjal 60 faktor pengaman terhadap edema ini menghilang karena peningkatan komplians jaringan yang besar. 56 Cai ran • cairan bebas gel Peranan Gel lnterstisial dalam Mencegah Akumulasi 52 Cairan di Ruang lnterstisial. Perhatikan pada Gambar 25-7 bahwa pada jaringan normal dengan tekanan cairan 48 interstisial negatif, hampir semua cairan dalam interstisial adalah dalam bentuk gel. Artinya, cairan terikat dalam s'C' 44 .!§ jalinan proteoglikan sehingga hampir tidak ada ruang ~ cairan \"bebas\" yang diameternya lebih dari seperbeberapa Q) f! ratus mikrometer. Kegunaan gel adalah mencegah iij 40 cairan mengalir dengan mudah melalui jaringan karena .s.!E hambatan dari \"brush pile\" (tumpukan sikat) dan :111 36 triliunan filamen proteoglikan. Bahkan, bila tekanan c::: cairan interstisial turun sampai mencapai nilai yang U...i. .~ sangat negatif, gel tidak berkontraksi sedemikian hebat !c: 32 karena jalinan filamen proteoglikan memberikan tahanan lJ elastik terhadap kompresi. Pada kisaran tekanan negatif c: 28 cairan, volume cairan interstisial tidak berubah banyak, \"]§ (Komplians tanpa memperhatikan apakah derajat pengisapan hanya ~ ~ tinggi) beberapa milimeter tekanan negatif air raksa atau 10 'iii sampai 20 mm Hg. Dengan kata lain, komplians jaringan 24 sangat rendah dalam kisaran tekanan negatif. I.I Sebaliknya, bila tekanan cairan interstisial meningkat Q) sampai kisaran tekanan positif akan ada akumulasi cairan bebas yang hebat di jaringan. Pada kisaran tekanan ini, E 20 jaringan bersifat lemah, dan memungkinkan sejumlah besar cairan berakumulasi hanya dengan menambah :::J Normal sedikit tekanan hidrostatik cairan interstisial. Cairan ekstraselular yang kebanyakan berakumulasi adalah >0 16 \"cairan bebas\" karena cairan ini mendorong brush pile filamen proteoglikan hingga terpisah. Oleh karenanya, 12 cairan dapat mengalir bebas melalui ruang jaringan karena cairan tersebut tidak dalam bentuk gel. Bila hal ini terjadi, 8 edema tersebut dikatakan sebagai pitting edema karena kita dapat menekan ibu jari pada jaringan dan mendorong 4 cairan keluar dari area tersebut. Bila ibu jari diangkat, terbentuk suatu lekukan di kulit selama beberapa detik -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 sampai cairan kembali lagi dan jaringan di sekitarnya. Jenis edema ini harus dibedakan dari nonpitting edema, yang Tekanan cairan bebas di interstisial terjadi bila sel-sel jaringan membengkak menggantikan (mm Hg) interstisium, atau bila cairan di interstisium menggumpal oleh fibrinogen sehingga cairan tidak dapat bergerakGambar 25-8 Hubungan antara tekanan hidrostatik cairan bebas dalam ruang jaringan.interstisial dan volume cairan interstisial, meliputi volumetotal, volume cairan bebas, volume cairan gel, untuk jaringan Peranan Filamen Proteoglikan sebagai \"Pengaturlonggar seperti kulit. Perhatikan bahwa jumlah cairan bebas yang Jarak\" untuk Sel-Sel dan dalam Mencegah Aliran Cairanbermakna hanya terjadi bila tekanan cairan interstisial menjadi yang Cepat di jaringan. Filamen proteoglikan, bersamapositif. (Dimodifikasi dari Guyton AC , Granger HJ, dan Taylor AE: serabut kolagen yang lebih besar di ruang interstisial, bertindak sebagai \"pengatur jarak\" antar sel. Nutrien danlnterstisia/ fluid pressure. Physiol Rev 51 :527, 1971.) ion tidak dapat berdifusi dengan mudah melalui membran sel oleh karena itu, tanpa pengaturan jarak yang adekuatjaringan, yang didefinisikan sebagai perubahan volume antar sel, nutrien, elektrolit, dan produk limbah sel-sel iniper milimeter tekanan air raksa, adalah rendah. tidak dapat saling bertukar tempat dengan cepat antara kapiler darah dan sel-sel yang berlokasi cukup jauh satu Bagaimana komplians jaringan yang rendah dalam dengan lainnya.kisaran tekanan negatif ini bekerja sebagai faktorpengaman terhadap edema? Untuk menjawab pertanyaanini, ingat kembali faktor penentu filtrasi kapiler yangdibahas sebelumnya. Bila tekanan hidrostatik cairaninterstisial meningkat, peningkatan tersebut cenderungmenghambat filtrasi kapiler lebih lanjut. Jadi, selamatekanan hidrostatik cairan interstisial berada pada kisarantekanan negatif, sedikit peningkatan volume cairaninterstisial akan menyebabkan peningkatan tekananhidrostatik cairan interstisial yang relatif besar, danmenghambat filtrasi cairan ke jaringan lebih lanjut. Oleh karena tekanan hidrostatik cairan interstisialnormal adalah -3 mm Hg, tekanan hidrostatik cairaninterstisial harus meningkat sekitar 3 mm Hg sebelumsejumlah besar cairan mulai terakumulasi di jaringan.Oleh sebab itu, faktor pengaman terhadap edema adalahperubahan tekanan cairan interstisial sekitar 3 mm Hg. Begitu tekanan cairan interstisial meningkat diatas 0 mm Hg, komplians jaringan akan meningkatdengan nyata, sehingga memungkinkan sejumlah besarcairan terakumulasi di jaringan dengan penambahanpeningkatan tekanan hidrostatik cairan interstisial yangrelatif kecil. Jadi, dalam kisaran tekanan jaringan positif,322

Bab 25 Kompartemen Cairan Tubuh: Cairan Ekstraselular dan lntraselular; Edema Filamen proteoglikan juga mencegah agar cairan tidak meli~tasi kapiler, dan cenderung mencegah akumulasidengan mudah mengalir melalui ruang jaringan. Jika bukan cairan lebih lanjut. Faktor pengaman dari efek ini telahkarena filamen proteoglikan,suatu gerakan sederhana pada dihitung, yaitu sekitar 7 mm Hg.seseorang, seperti berdiri, akan menyebabkan sejumlahbesar cairan interstisial mengalir dari bagian tubuh atas Ringkasan Faktor-Faktor Pengaman yangke bagian tubuh bawah. Bila terlalu banyak cairan yang Mencegah Edemaberkumpul di interstisium, seperti yang terjadi padaedema, cairan tambahan ini akan membentuk saluran- Dengan melihat seluruh faktor pengaman terhadap edemasaluran besar sehingga memungkinkan cairan mengalir ini bersama-sama, kita akan menemukan bahwa:dengan mudah melalui interstisium. Oleh karena itu, bilaterjadi edema berat pada kaki, cairan edema sering kali 1. Faktor pengaman yang dihasilkan oleh kompliansdapat dikurangi hanya dengan meninggikan kaki. jaringan yang rendah pada kisaran tekanan negatif besarnya sekitar 3 mm Hg. Walaupun cairan tidak mengalir dengan mudahmelalui jaringan akibat adanya filamen proteoglikan yang 2. Faktor pengaman yang dihasilkan oleh peningkatanpadat, tetapi berbagai zat dalam cairan dapat berdifusi aliran limfe ialah sekitar 7 mm Hg.melalui jaringan sedikitnya 95 persen semudah zat-zat iniberdifusi secara normal. Oleh karenanya, difusi nutrien 3. Faktor pengaman yang disebabkan oleh pengeluaranke sel-sel dan pengangkutan produk limbah dari sel tidak protein dari ruang interstisial adalah sekitar 7 mm Hg.terganggu oleh filamen proteoglikan interstisium. Oleh karenanya, total faktor pengaman t.erhadapPeningkatan Aliran Limfe sebagai Faktor Pengaman edema ialah sekitar 17 mm Hg. Hal ini berarti bahwaTerhadap Edema tekanan kapiler pada jaringan perifer secara teoretis dapat meningkat sebanyak 17 mm Hg, atau kira-kira mencapaiFungsi utama sistem limfatik ialah mengembalikan dua kali nilai normal, sebelum terjadinya edema yangcairan dan protein yang telah disaring dari kapiler ke berat.dalam interstisial, kembali ke sirkulasi. Tanpa adanyapengembalian protein yang tersaring dan cairan secara Cairan dalam \"Rongga Potensial\" Tubuhterus-menerus, volume plasma akan dengan cepatmenurun dan edema interstisial akan terjadi. Beberapa contoh dari \"rongga potensial\" adalah rongga pleura, rongga perikardium, rongga peritoneal, dan rongga Sistem limfatik bekerja sebagai faktor pengaman sinovia, meliputi rongga sendi dan bursa sendi. Hampirterhadap edema karena aliran limfe dapat meningkat semua rongga potensial ini mempunyai permukaan10 sampai 50 kali lipat ketika cairan mulai terakumulasi yang hampir bersentuhan satu sama lain, hanya dengandalam jaringan. Hal ini memungkinkan sistem limfatik satu lapisan tipis cairan di antaranya, dan permukaanmengangkut cairan dan protein dalam jumlah besar ini bergesekan satu sama lain. Untuk mempermudahsebagai respons terhadap peningkatan filtrasi kapiler, pergesekan ini, terdapat suatu cairan kental mengandungsehingga mencegah peningkatan tekanan interstisial protein yang melumasi permukaan tersebut.ke kisaran tekanan positif. Faktor pengaman yangditimbulkan oleh peningkatan aliran limfe telah dihitung, Cairan Bertukar Tempat antara Kapiler dan Ronggayaitu sekitar 7 mm Hg. Potensial. Membran permukaan rongga potensial\"Pengeluaran\" Protein Cairan lnterstisial sebagai biasanya tidak mempunyai resistansi yang cukupFaktor Pengaman terhadap Edema bermakna bagi jalannya cairan, elektrolit, atau bahkan protein, yang dengan mudah keluar masuk antara ronggaBersama dengan peningkatan jumlah cairan yang disaring dan cairan interstisial di jaringan sekitarnya. Oleh karenake dalam interstisium, tekanan cairan interstisial juga itu, masing-masing rongga potensial sebenarnya adalahmeningkat, sehingga menyebabkan peningkatan aliran rongga jaringan yang besar. Akibatnya, cairan dalamlimfe. Pada kebanyakan jaringan, konsentrasi protein kapiler yang berdekatan dengan rongga potensial akaninterstisium menurun bersama dengan peningkatan aliran berdifusi tidak hanya ke dalam cairan interstisial tetapilimfe, karena jumlah protein yang dibawa lebih besar juga ke dalam rongga potensial.daripada yang dapat difiltrasi keluar dari kapiler; alasanuntuk ha! ini adalah bahwa kapiler relatif impermeabel Pembuluh Limfe Mengeluarkan Protein dari Ronggaterhadap protein, dibandingkan dengan pembuluh limfe.Oleh karenanya, protein \"didorong keluar\" dan cairan Potensial. Protein terkump.ul dalam rongga potensialinterstisial bersamaan dengan peningkatan aliran limfe. akibat kebocoran kapiler, sama seperti akumulasi protein di rongga interstisial di seluruh tubuh. Protein harus Oleh karena tekanan osmotik koloid cairan interstisial dikeluarkan melalui saluran limfe atau saluran lainnyayang disebabkan oleh protein cenderung untuk menarik dan kembali lagi ke sirkulasi. Setiap rongga potensialcairan keluar dari kapiler, penurunan protein cairan berhubungan secara langsung maupun tidak langsunginterstisial akan menurunkan daya filtrasi neto yang 323

Unit V Cairan Tubuh dan Ginjal Daftar Pustakadengan pembuluh limfe. Pada beberapa kasus, seperti Amiry-Moghaddam M, Ottersen OP: The molecular basis of water trans-rongga pleura dan rongga peritoneal, pembuluh limfe port in the brain, Nat Rev Neurosci 4:991, 2003.besar langsung berasal dari rongga itu sendiri. Aukland K: Why don't our feet swell in the upright position? News Physiol Cairan Edema pada Rongga Potensial Disebut Sci 9:214, 1994.\"Efusi\". Ketika terjadi edema pada jaringan subkutanyang berdekatan dengan rongga potensial, cairan edema Gashev AA: Physiologic aspects of lymphatic contractile function: currentbiasanya juga akan terkumpul di rongga potensial, dan perspectives, Ann NYAcad Sci 979:178, 2002.cairan ini disebut efusi. Jadi, hambatan aliran limfe atausetiap kelainan yang dapat menimbulkan filtrasi kapiler Guyton AC, Granger HJ, Taylor AE: lnterstisial fluid pressure, Physiol Revyang berlebihan dapat menyebabkan efusi dengan cara 51:527, 1971.yang sama seperti timbulnya edema interstisial. Ronggaabdomen merupakan tempat yang terutama rentan untuk Halperin ML, Bohn D: Clinical approach to disorders of salt and water bal-terjadinya pengumpulan cairan efusi, dan pada keadaanini, efusi disebut asites. Pada kasus-kasus yang berat, bisa ance: emphasis on integrative physiology, Crit Care Clin 18:249, 2002.terjadi pengumpulan cairan asites sampai 20 L atau lebih. Hull RP, Goldsmith DJ: Nephrotic syndrome in adults, British Med} Rongga potensial lainnya, seperti rongga pleura, rongga 336:1185, 2008.perikardium, dan rongga sendi, dapat sangat membengkak Jussi la L, Alitalo K: Vascular growth factors and lymphangiogenesis, Physiolbila ada edema generalisata. Cedera atau infeksi lokal padasalah satu rongga juga sering menghambat drainase limfe; Rev 82:6 73, 2002.sehingga dapat menyebabkan pembengkakan terisolir di Lymphatic Filariasis. Centers for Disease Control and Prevention: 2008rongga tersebut. http://www.cdc.gov/ncidod/dpd/parasites/lymphaticfilariasis/index. Dinamika pertukaran cairan dalam rongga pleura htm.akan dibahas secara rinci di Bab 38. Dinamika ini juga Loh JA. Verbalis JG: Disorders of water and salt metabolism associated withmewakili semua rongga potensial yang ada. Hal yang pituitary disease, Endocrinol Metab Clin North Am 37:213, 2008.menarik adalah bahwa tekanan normal cairan di sebagian Oliver G, Srinivasan RS: Lymphatic vasculature development: current con-besar atau semua rongga potensial pada keadaan non cepts, Ann NYAcad Sci 1131:75, 2008.edema bersifat negatif sama seperti tekanan cairan pada Parker JC: Hydraulic conductance of lung endothelial phenotypes andjaringan subkutan longgar yang juga bersifat negatif(subatmosferik). Contohnya, tekanan hidrostatik cairan Starling safety factors against edema, Am} Physiol Lung Cell Mo/ Physiolinterstisial normalnya sekitar -7 sampai -8 mm Hg dalamrongga pleura, -3 sampai -5 mm Hg dalam rongga sendi, 292:L378, 2007.dan -5 sampai -6 mm Hg dalam rongga perikardium. Parker JC, Townsley Ml: Physiological determinants of the pulmonary filtra- tion coefficient, Am} Physiol Lung Cell Mo/ Physiol 295:L235, 2008. Reynolds RM, Padfield PL, Seckl JR: Disorders of sodium balance, Br Med} 332: 702, 2006. Saaristo A, Karkkainen MJ, Alitalo K: Insights into the molecular pathogen- esis and targeted treatment of lymphedema, Ann NY Acad Sci 979:94, 2002. Verbalis JG, Goldsmith SR, Greenberg A, et al: Hyponatremia treatment guidelines 2007: expert panel recommendations, Am} Med 120 (11Suppl1):S1, 2007.324

BAB 26Pembentul,an Urine oleh Ginjal: I.Filtrasi Glomerulus, Aliran Darah Ginjal, dan Pengaturannya Alih Bahasa: Dr. dr. Minarma Siagian Editor: dr. M. Djauhari Widjajakusumah Berbagai Fungsi Ginjal meliputi ureum (dari metabolisme asam amino), kreatinin (dari kreatin otot), asam urat (dari asam nukleat), produkKebanyakan orang telah mengenal salah satu fungsi akhir pemecahan hemoglobin (seperti bilirubin), danginjal yang penting-untuk membersihkan tubuh dari metabolit berbagai hormon. Produk-produk sisa ini harusbahan-bahan sisa makanan atau yang diproduksi oleh dibersihkan dari tubuh secepat produksinya. Ginjal jugametabolisme. Fungsi kedua merupakan fungsi yang sangat membuang sebagian besar toksin dan zat asing lainnyapenting, yaitu untuk mengontrol volume dan komposisi yang diproduksi oleh tubuh atau dimakan, seperticairan tubuh. Untuk air dan hampir semua elektrolit pestisida, obat-obatan, dan zat aditif makanan.dalam tubuh, keseimbangan antara asupan (hasil darimakanan atau produksi metabolik) serta keluaran (hasil Pengaturan Keseimbangan Air dan Elektrolit. Untukdari ekskresi atau konsumsi metabolik) sebagian besar mempertahankan homeostasis, ekskresi air dan elektrolitdipertahankan oleh ginjal. Fungsi pengaturan oleh ginjal harus tepat sesuai dengan asupannya. Jika asupanini mempertahankan kestabilan lingkungan dalam yang melebihi ekskresi, jumlah zat tersebut dalam tubuh akandiperlukan sel untuk melakukan berbagai aktivitasnya. meningkat. Jika asupan kurang dari ekskresi, jumlah zat tersebut dalam tubuh akan berkurang. Ginjal melakukan fungsinya yang paling pentingdengan cara menyaring plasma dan memisahkan zat Asupan air dan banyak elektrolit terutama ditentukandari filtrat dengan kecepatan yang bervariasi, bergantung oleh kebiasaan makan dan minum seseorang, sehinggapada kebutuhan tubuh. Akhirnya, ginjal \"membuang\" zat- mengharuskan ginjal untuk mengatur kecepatanzat yang tidak diinginkan dari filtrat (dan karena itu dari ekskresinya sesuai dengan asupan berbagai macam zat.darah) dengan cara mengekskresikannya ke dalam urine, Gambar 26-1 memperlihatkan respons ginjal terhadapsementara zat yang dibutuhkan dikembalikan ke dalam kenaikan mendadak asupan natrium sebanyak 10 kalidarah. lipat dari kadar rendah 30 mEq/hari mencapai kadar tinggi 300 mEq/ hari. Dalam waktu 2 sampai 3 hari setelah Meskipun bab ini dan beberapa bab selanjutnya kenaikan asupan natrium, ekskresi ginjal juga meningkatberfokus terutama pada masalah pengaturan ekskresi hingga kira-kira 300 mEq/hari, sehingga keseimbanganair, elektrolit, dan sisa metabolisme oleh ginjal, ginjal antara asupan dan keluaran tercapai kembali. Namun,menjalankan banyak fungsi homeostatik penting, antara selama 2 sampai 3 hari berlangsungnya adaptasi ginjallain: terhadap asupan natrium yang tinggi ini, terjadi akumulasi sejumlah natrium yang sedikit meningkatkan volume• Ekskresi produk sisa metabolik dan bahan kimia asing cairan ekstraselular, serta memicu perubahan hormonal dan respons kompensasi lainnya, yang memberi sinyal• Pengaturan keseimbangan air dan elektrolit kepada ginjal untuk meningkatkan ekskresi natriumnya.• Pengaturan osmolalitas cairan tubuh dan konsentrasi Kapasitas ginjal sangat besar untuk mengubah ekskresi elektrolit natriumnya sebagai respons terhadap perubahan asupan natrium. Penelitian eksperimental telah menunjukkan• Pengaturan tekanan arteri bahwa pada banyak orang, asupan natrium dapat ditingkatkan hingga 1.500 mEq/hari (lebih dari 10 kali• Pengaturan keseimbangan asam-basa normal) atau diturunkan hingga 10 mEq/hari (kurang dari sepersepuluh jumlah normal) dengan perubahan volume• Sekresi, metabolisme, dan ekskresi hormon cairan ekstrasel atau perubahan konsentrasi natrium plasma yang relatif kecil. Hal ini juga berlaku untuk air• Glukoneogenesis dan sebagian besar elektrolit lainnya, seperti ion klorida, kalium, natrium, kalsium, hidrogen, magnesium, dan Ekskresi Produk Sisa Metabolik, Bahan Kimia Asing,Obat, dan Metabolit Horman. Ginjal merupakan carautama untuk membuang produk sisa metabolisme yangtidak diperlukan lagi oleh tubuh. Produk-produk ini 32 5

Unit V Cairan Tubuh dan Ginjal 300 Retensi Pengaturan Pembentukan 1,25-Dihidroksivitamin natrium 0 3• Ginjal menghasilkan bentuk aktifvitamin D, yaitu 1,25- E \c .2-. ,(Asupan dihidroksivitamin D (kalsitrio[), dengan menghidroksilasi~ ~'iii 200 l Kehilangan 3c: c: .Cwc- { Ekskresiac.s ·- f)(natrium vitamin ini pada posisi \"nomor 1'. Kalsitriol penting untuk I deposit kalsium yang normal dalam tulang clan reabsorpsi U) \ ... kalsium oleh saluran cerna. Seperti yang dibahas pada Bab:::i I!! E 100 I 79, kalsitriol memegang peran penting dalam pengaturanU) jf, ._. kalsium clan fosfat .er:~ Sintesis Glukosa. Ginjal menyintesis glukosa dari asam Cll amino clan prekursor lainnya selama masa puasa yang panjang, proses ini disebut glukoneogenesis. Kapasitas 0 ginjal untuk menambahkan glukosa pada darah selama masa puasa yang panjang dapat menyaingi hati..acs:__.a.s. ] Pada penyakit ginjal kronis atau gaga! ginjal akut,·uca- :-I \"i:' ,/\"\" fungsi homeostatik ini terganggu, dan kemudian terjadi abnormalitas komposisi dan volume cairan tubuh yang Cll Cll berat dan cepat. Pada gaga! ginjal total, dalam beberapaECl.>......=...~_.J. \"\"\"' hari saja dapat terjadi akumulasi kalium, asam, cairan, dan zat-zat lainnya dalam tubuh sehingga menyebabkang..:!~ kematian dalam beberapa hari, kecuali jika ada intervensi Cll klinis seperti hemodialisis dimulai untuk memulihkan, paling tidak sebagian, keseimbangan cairan tubuh dan -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 elektrolit. Waktu (hari) Anatomi Fisiologis GinjalGambar 26-1 Pengaruh peningkatan asupan natrium sebanyak10 kali lipat {dari 30 menjadi 300 mEq/hari) pada ekskresi natrium Susunan Umum Ginjal dan Traktus Urinariusdalam urine dan volume cairan ekstrasel. Area berwarna abu-abu menunjukkan retensi natrium neto atau kehilangan natrium Dua ginjal terletak pada dinding posterior abdomen,neto, ditentukan dari selisih antara asupan natrium dan ekskresi di luar rongga peritoneum (Gambar 26-2). Setiap ginjalnatrium. pada orang dewasa beratnya kira-kira 150 gram dan kira- kira seukuran kepalan tangan. Sisi medial setiap ginjalfosfat. Pada beberapa bab selanjutnya, kita mendiskusikan merupakan daerah lekukan yang disebut hilum tempatmekanisme spesifik yang memungkinkan ginjal untuk lewatnya arteri dan vena renalis, pembuluh limfatik,melakukan kerja yang hebat untuk homeostasis. saraf, dan ureter yang membawa urine akhir dari ginjal ke kandung kemih, tempat urine disimpan hingga Pengaturan Tekanan Arteri. Seperti yang dibahas pada dikeluarkan. Ginjal dibungkus oleh kapsul fibrosa yangBab 19, ginjal berperan penting dalam mengatur tekanan keras untuk melindungi struktur dalamnya yang rapuh.arteri jangka panjang dengan mengekskresikan sejumlahnatrium clan air. Selain itu, ginjal turut mengatur tekanan Jika ginjal dibelah dua dari atas ke bawah, dua daeraharteri jangka pendek dengan menyekresikan hormon utama yang dapat digambarkan yaitu daerah korteks diclan faktor atau zat vasoaktif, (misalnya renin), yang bagian luar clan medula di bagian dalam. Medula ginjalmenyebabkan pembentukan produk vasoaktif (misalnya terbagi menjadi 8 sampai 10 massa jaringan berbentukangiotensin II). kerucut yang disebut piramida ginjal. Dasar dari setiap piramida dimulai pada perbatasan antara korteks clan Pengaturan Keseimbangan Asam-Basa. Ginjal turut medula serta berakhir di papila, yang menonjol ke dalammengatur asam-basa, bersama dengan paru clan sistem ruang pelvis ginjal, yaitu sambungan dari ujung ureterpenyangga cairan tubuh, dengan cara mengekskresikan bagian atas yang berbentuk corong. Batas luar pelvisasam clan mengatur simpanan dapar cairan tubuh. Ginjal terbagi menjadi kantong-kantong dengan ujung terbukamerupakan satu-satunya cara untuk membuang jenis yang disebut kalises mayor, yang meluas ke bawah clanasam tertentu dari tubuh, seperti asam sulfurik clan asam terbagi menjadi kalises minor, yang mengumpulkan urinefosforik yang dihasilkan dari metabolisme protein. dari tubulus setiap papila. Dinding kalises, pelvis, dan ureter terdiri atas bagian kontraktil yang mendorong urinePengaturan Pembentukan Eritrosit. Ginjal menuju kandung kemih, tempat urine disimpan sampai dikeluarkan melalui miksi, yang akan dibahas kemudianmenyekresikan eritropoietin, yang merangsang dalam bab ini.pembentukan sel darah merah dari sel indukhematopoietik di sumsum tulang, seperti yang dibahaspada Bab 32. Salah satu rangsang penting untuk sekresieritropoietin oleh ginjal ialah hipoksia. Pada manusianormal, ginjal menghasilkan hampir semua eritropoietinyang disekresi ke dalam sirkulasi. Pada orang denganpenyakit ginjal berat atau yang ginjalnya telah diangkatclan menggunakan hemodialisis, timbul anemia beratsebagai hasil dari penurunan produksi eritropoietin.326

Bab 26 Pembentukan Urine oleh Ginjal: I. Filtrasi Glomerulus, Aliran Darah Ginjal, dan Pengaturannya Gambar 26-2 Susunan umum ginjal dan sistem kemih.( Korteks ginjal --~~-ii'i'\"'t+---tt- Pelvis ginjalI ;:.::;::>--.-:~-~_,_--H-- Medula ginjal ...... ,~,...__--- Piramida ginjalKandung j Ureter Kapsula ginjal kemih---+ Uretra----.Aliran Darah Ginjal Nefron sebagai Unit Fungsional GinjalDarah yang mengalir ke kedua ginjal normalnya sekitar Tiap ginjal manusia terdiri atas kurang lebih 800.00022 persen dari curah jantung, atau 1.100 ml/menit. Arteri sampai 1.000.000 nefran, masing-masing mampurenalis memasuki ginjal melalui hilum clan kemudian membentuk urine. Ginjal tidak dapat membentuk nefronbercabang-cabang secara progresif membentuk arteri baru. Oleh karena itu, pada trauma ginjal, penyakit ginjal,interlabaris, arteri arkuata, arteri interlabularis (juga atau proses penuaan yang normal, akan terjadi penurunandisebut arteri radialis), clan arterial aferen, yang menuju kekapiler glamerulus tempat sejumlah besar cairan clan zat Vena renalis Arteriterlarut (kecuali protein plasma) difiltrasi untuk memulai Arteri renalis interlobarispembentukan urine (Gambar 26-3). Ujung distal kapilerpada setiap glomerulus bergabung untuk membentuk Cabang -==='---~~Ill\\.;: Arteri arkuataarterial eferen, yang menuju jejaring kapiler kedua, yaitu arterikapiler peritubular, yang mengelilingi tubulus ginjal. Arteri interlobularis Sirkulasi ginjal ini unik karena memiliki dua jejaringkapiler, yaitu kapiler glomerulus clan kapiler peritubulus, Glomerulus Tubulusyang tersusun seri clan dipisahkan oleh arteriol eferen yang proksimalmembantu mengatur tekanan hidrostatik dalam keduaperangkat kapiler. Tekanan hidrostatik yang tinggi pada ~~T'T'\"\"Tubuluskapiler glomerulus (kira-kira 60 mm Hg) menyebabkanfiltrasi cairan yang cepat, sedangkan tekanan hidrostatik W~'il.,...~~..., koligens kortikalyang jauh lebih rendah pada kapiler peritubulus (kira-kira13 mm Hg) memungkinkan reabsorpsi cairan yang cepat. A~f~:~~--.11111\"\"~1\.'<;;~~ Tubulus distalDengan mengatur tahanan arteriol aferen clan eferen,ginjal dapat mengatur tekanan hidrostatik pada kapiler Arteriglomerulus clan kapiler peritubulus, dengan demikian arkuatamengubah laju filtrasi glomerulus, reabsorpsi tubulus,atau keduanya sebagai respons terhadap kebutuhan Vena_Jfiliii.-•homeostatik tubuh. arkuata Kapiler peritubulus mengalir ke dalam pembuluh Kapiler\"-......:l'llJ Duktus koligenssistem vena, yang berjalan secara paralel dengan peritubuluspembuluh arteriol. Pembuluh darah sistem vena secaraprogresif membentuk vena interlabularis, vena arkuata, Gambar 26-3 Potongan ginjal manusia menunjukkan pembuluhvena interlabaris, clan vena renalis, yang meninggalkan darah utama yang mengalirkan darah ke ginjal dan skemaginjal di samping arteri renalis clan ureter. mikrosirkulasi setiap nefron. 327

Unit V Cairan Tubuh dan Ginjal Korteksjumlah nefron secara bertahap. Setelah usia 40 tahun, Makula densajumlah nefron yang berfungsi biasanya menurun kira-kira10 persen setiap 10 tahun; jadi, pada usia 80 tahun, jumlah Ansa Henle: Medulanefron yang berfungsi 40 persen lebih sedikit daripadaketika usia 40 tahun. Berkurangnya fungsi ini tidak Bagian tebal pars I '/) Tubulusmengancam jiwa karena perubahan adaptif sisa nefron asendens - - -\menyebabkan nefron tersebut dapat mengekskresikan -uIpars asendens koligens medulaair, elektrolit, dan produk sisa dalam jumlah yang tepat, H_Bagian tipis _ _seperti yang dibahas pada Bab 31. I Setiap nefron terdiri atas: (1) kumpulan kapiler yangdisebutglomerulus, yang akan memfiltrasi sejumlah besar Pars desendenscairan dari darah, dan (2) tubulus panjang tempat cairanhasil filtrasi diubah menjadi urine dalam perjalanannya - Duktus koligensmenuju pelvis ginjal (lihat Gambar 26-3). Gambar 26-4 Percabangan tubulus dasar nefron. Panjang re lati f Glomerulus tersusun dari jejaring kapiler glomerulus berbagai cabang tu bu lus tidak digambar sesu ai skalanya.yang bercabang dan beranastomosis, yang mempunyaitekanan hidrostatik tinggi (kira-kira 60 mm Hg) bila ansa Henle pendek yang hanya sedikit masuk ke dalamdibandingkan dengan kapiler lainnya. Kapiler glomerulus medula (Gambar 26-5).dilapisi oleh sel-sel epitel, dan keseluruhan glomerulusdibungkus oleh kapsula Bowman. Kira-kira 20-30 persen nefron mempunyai glomerulus yang terletak di korteks ginjal sebelah dalam dekat medula, Cairan yang difiltrasi dari kapiler glomerulus mengalir dan disebut nefron jukstamedular. Nefron ini mempunyaike dalam kapsula Bowman dan kemudian masuk ke tubulus ansa Henle yang panjang dan masuk sangat dalam keproksimal, yang terletak dalam korteks ginjal (Gambar medula. Pada beberapa kasus, ansa Henle mencapai ujung26-4). Dari tubulus proksimal, cairan mengalir ke ansa papila ginjal.Henle yang masuk ke dalam medula ginjal. Setiap lengkungterdiri atas pars desendens dan asendens. Dinding pars Struktur vaskular nefron jukstamedular juga berbedadesendens dan ujung pars asendens yang paling rendah dengan nefron kortikal. Pada nefron kortikal, seluruhsangat tipis, dan oleh karena itu disebut bagian tipis ansa sistem tubulus dikelilingi oleh jaringan kapiler peritubularHenle. Di tengah perjalanan kembalinya pars asendens yang luas. Pada nefron jukstamedular, arteriol eferen yangdari lengkung tersebut ke korteks, dindingnya menjadi panjang akan berlanjut dari glomerulus turun ke bawahjauh lebih tebal dan, oleh karena itu disebut bagian tebal menuju medula bagian luar dan kemudian membagi diripars desendens. menjadi kapiler-kapiler peritubulus khusus yang disebut vasa rekta, yang memanjang ke bawah menuju medula, dan Pada ujung pars asendens tebal terdapat bagian yang terletak berdampingan dengan ansa Henle. Seperti ansapendek, yang pada dindingnya terdapat plak terdiri atas sel Henle, vasa rekta kembali menuju korteks dan mengalirkanepitel khusus, dan dikenal sebagai makula densa. Seperti isinya ke dalam vena kortikal. Jaringan kapiler khususyang dibahas kemudian, makula densa memainkan peran dalam medula ini berperan penting dalam pembentukanpenting dalam mengatur fungsi nefron. Setelah makula urine yang pekat dan akan dibahas di Bab 28.densa, cairan memasuki tubulus distal, yang terletak dikorteks ginjal (seperti tubulus proksimal). Tubulus ini Miksi (Berkemih)kemudian berlanjut sebagai tubulus renalis arkuatus dantubulus koligens kortikal, yang menjadi duktus koligens Miksi adalah proses pengosongan kandung kemihkortikal. Bagian awal dari 8 sampai 10 duktus koligens setelah terisi urine. Miksi melibatkan dua tahap utama:kortikal bergabung membentuk duktus koligens tunggal Pertama, kandung kemih terisi secara progresif hinggayang lebih besar, yang turun ke medula dan menjadi duktus tegangan pada dindingnya meningkat melampaui nilaikoligens medula. Duktus koligens bergabung membentuk ambang batas; keadaan ini akan mencetuskan tahapduktus yang lebih besar secara progresif, yang akhirnya kedua, yaitu adanya refleks saraf disebut refleks miksimengalir menuju pelvis ginjal melalui ujungpapilaginjal. yang akan mengosongkan kandung kemih atau, jika gaga!,Setiap ginjal, mempunyai kira-kira 250 duktus koligens setidaknya akan menyebabkan keinginan berkemih yangyang sangat besar, yang masing-masing mengumpulkan disadari. Meskipun refleks miksi adalah refleks medulaurine dari sekitar 4.000 nefron. spinalis yang bersifat otonom, refleks ini dapat dihambat atau difasilitasi oleh pusat-pusat di korteks serebri atau Perbedaan Regional Struktur Nefron: Nefron Kortikal batang otak.dan Nefron Jukstamedular. Meskipun setiap nefronmempunyai semua komponen seperti yang digambarkandi atas, tetapi tetap terdapat beberapa perbedaan,bergantung pada seberapa dalam letak nefron di massaginjal. Nefron yang memiliki glomerulus di korteks sisiluar disebut nefron kortikal; nefron tersebut mempunyai328

Bab 26 Pembentukan Urine oleh Ginjal: I. Filtrasi Glomerulus, Aliran Darah Ginjal, dan PengaturannyaGambar 26-5 Skema hubungan antarapembuluh darah dan struktur tubulusserta perbedaan antara nefron kortikal danjukstamedularis. lnterlobularis Arteri - - _.Hl Vena---•C'O r:a--+--Lengkung tipis Henle~ 1 - - 4 - - - - - - t.IH • l-r--------; Q)~ Duktus Bellini-- ......,.,....----',__ Anatomi Fisiologis Kandung Kemih dengan mukosa di bagian lain kandung kemih yang berlipat-lipat membentuk rugae.Kandung kemih, terlihat pada Gambar 26-6, merupakansuatu ruang otot polos yang terdiri atas dua bagian utama: Setiap ureter, saat memasuki kandung kemih, berjalan(1) bagian korpus, yang merupakan bagian utama kandung miring melintasi otot detrusor clan kemudian berjalan lagikemih, clan tempat pengumpulan urine. serta (2) bagian 1 sampai 2 cm di bawah mukosa kandung kemih sebelumleher berbentuk corong, yang merupakan perpanjangan mengosongkan urine ke kandung kemih.bagian korpus kandung kemih, berjalan ke bawah clanke depan menuju segitiga urogenital clan berhubungan Panjang leher kandung kemih (uretra posterior)dengan uretra. Bagian bawah leher kandung kemih disebut adalah 2 sampai 3 cm, clan dindingnya tersusun atasjuga uretra posterior karena bagian ini berhubungan otot detrusor dijalin dengan sejumlah besar jaringandengan uretra. elastis. Otot di daerah ini disebut sfingter interna. Tonus normalnya menyebabkan leher kandung kemih clan uretra Otot polos kandung kemih disebut otot detrusor. posterior tidak mengandung urine clan, dengan demikian,Serat-serat ototnya meluas ke segala arah, clan ketika mencegah pengosongan kandung kemih hingga tekananberkontraksi, dapat meningkatkan tekanan di dalam pada bagian utama kandung kemih meningkat melampauikandung kemih hingga 40-60 mm Hg. Jadi, kontraksi nilai ambang.otot detrusor merupakan tahap utama pada prosespengosongan kandung kemih. Sel-sel otot polos pada otot Setelah melewati uretra posterior, uretra berjalandetrusor menyatu membentuk jaras listrik bertahanan melalui diafragma urogenital, yang mengandung suaturendah dari sel otot yang satu ke yang lain. Oleh karena itu, lapisan otot yang disebut sfingter eksterna kandung kemih.potensial aksi dapat menyebar ke seluruh otot detrusor'. Otot ini merupakan otot rangka volunter, berbeda dengandari satu sel otot ke sel berikutnya, menyebabkan kontraks1 otot pada bagian korpus clan leher kandung kemih, yangseluruh kandung kemih pada saat yang bersamaan. seluruhnya merupakan otot polos. Otot sfingter eksterna berada di bawah kendali volunter sistem saraf dan dapat Pada dinding posterior kandung kemih, tepat di atas digunakan untuk mencegah miksi secara sadar bahkanleher kandung kemih, terdapat daerah segitiga kecil yang ketika kendali involunter berusaha untuk mengosongkandisebut trigonum. Pada bagian terendah apeks trigonum, kandung kemih.leher kandung kemih membuka ke arah uretra posterior,clan kedua ureter memasuki kandung kemih di bagian Persarafan Kandung Kemihatas apeks trigonum. Trigonum dapat dikenali karenamukosanya, lapisan dalam kandung kemih licin, berbeda Kandung kemih mendapat persarafan utama dari nervus pelvikus, yang berhubungan dengan medula spinalis melalui pleksus sakralis, terutama dengan segmen S-2 329

Unit V Cairan Tubuh dan Ginjal Gambar 26-6 Anatomi kandung kemih pada laki-laki dan Perempuan perempuan . __ ;..._..;L<.~Z,,.,~-Trigonum __::s--~ -++-----Kelenjar prostat uDrioagfreangimtaal --==;:;;;:::j;~\ ~//~~===::::Kelenjar (termasuk bulbouretral sfingter eksternal) Uretra ------111--++- Ujung uretra eksternal - - - - - - - - 'clan S-3 (Gambar 26-7) medula spinalis. Dalam nervus Transpor Urine dari Ginjal melalui Ureterpelvikus terdapat dua jenis saraf yaitu serat sarafsensorik Menuju Kandung Kemihdan serat sarafmotorik. Serat sensorik mendeteksi derajatregangan dalam dinding kandung kemih. Sinyal-sinyal Urine yang dikeluarkan dari kandung kemih padaregangan khususnya dari uretra posterior merupakan dasarnya memiliki komposisi yang sama dengan cairansinyal yang kuat clan terutama berperan untuk memicu yang mengalir keluar dari duktus koligens; tidak adarefleks pengosongan kandung kemih. perbedaan komposisi urine yang bermakna selama urine mengalir melalui kalises ginjal clan ureter menuju ke Persarafan motorik yang dibawa dalam nervus pelvikus kandung kemih.merupakan serat parasimpatis. Saraf ini berakhir di selganglion yang terletak di dalam dinding kandung kemih. Urine mengalir dari duktus koligens menuju kalisesKemudian saraf-saraf postganglionik yang pendek akan ginjal. Urine meregangkan kalises clan meningkatkanmempersarafi otot detrusor. aktivitas pacemaker yang ada, yang kemudian akan memicu kontraksi peristaltik yang menyebar ke pelvis Selain saraf pelvis, terdapat dua jenis persarafan lain ginjal clan ke arah bawah di sepanjang ureter, denganyang penting untuk mengatur fungsi kandung kemih. demikian memaksa urine mengalir dari pelvis ginjal keSaraf yang paling penting adalah serat motorik skeletal arah kandung kemih. Pada orang dewasa, ureter normalyang dibawa melalui nervus pudendus ke sfingter eksterna panjangnya 25 sampai 35 cm (10 sampai 14 inci).kandung kemih. Saraf ini merupakan serat saraf somatikyang mempersarafi clan mengatur otot rangka volunter Dinding ureter terdiri atas otot polos yang dipersarafisfingter tersebut. Kandung kemih juga mendapatkan oleh saraf simpatis clan parasimpatis serta pleksus neuronpersarafan simpatis dari rangkaian simpatis melalui clan serat saraf intramural sepanjang ureter. Seperti ototnervus hipogastrik, yang terutama berhubungan dengan polos viseral lainnya, kontraksi peristaltik pada uretersegmen L-2 medula spinalis. Serat simpatis ini terutama diperkuat oleh rangsang parasimpatis dan dihambat olehmerangsang pembuluh darah clan memberi sedikit efek rangsang simpatis.terhadap proses kontraksi kandung kemih. Beberapa seratsaraf sensorik juga berjalan melalui persarafan simpatis Ureter memasuki kandung kemih melalui otot detrusorclan mungkin penting untuk sensasi rasa penuh clan nyeri, di ~alam area trigonum kandung kemih, seperti yangpada beberapa kasus. terhhat pada Gambar 26-6. Biasanya, ureter berjalan miring sepanjang beberapa sentimeter ketika melewati330

Bab 26 Pembentukan Urine oleh Ginjal: I. Filtrasi Glomerulus,Aliran Darah Ginjal, dan PengaturannyaGambar 26-7 Kandung kemih dan tpersarafannya. Ureter • I Tubuh I Simpatis ~--------------- 'I .......,l--------------- ,_...\"'~,~~J~- Parasimpatis W.~---Trigonum -....,...u:1• ----Leher kandung kemih p;:~~us-----:::::---..1 (uretra posterior) .----Sfingter eksternaldinding kandung kemih. Tonus normal otot detrusor di intravesikularnya sekitar 0, tetapi setelah terisi urine sebanyakdalam kandung kemih cenderung akan menekan ureter,dengan demikian mencegah aliran balik (refluks) urine 30 sampai 50 ml, tekanan meningkat menjadi 5 sampai 10 cmclan kandung kemih ketika tekanan di dalam kandungkemih meningkat selama miksi atau selama kompresi Hp. Tambahan urine sebanyak 200 sampai 300 ml hanyakandung kemih. Setiap gelombang peristaltik di sepanjangureter meningkatkan tekanan di dalam ureter sehingga sedikit menambah peningkatan tekanan; nilai tekanan yangdaerah yang menuju kandung kemih membuka clanmemungkinkan aliran urine ke dalam kandung kemih. konstan ini disebabkan oleh tonus intrinsik pada dinding Pada beberapa orang, jarak yang ditempuh ureter di kandung kemih sendiri. Bila urine yang terkumpul di dalamdalam dinding kandung kemih lebih pendek dari normal,sehingga kontraksi kandung kemih selama miksi tidak kandung kemih Jebih banyak dari 300 sampai 400 ml, baruselalu menyebabkan oklusi ureter yang lengkap. Sebagaiakibatnya, sebagian urine dalam kandung kemih didorong menyebabkan peningkatan tekanan secara cepat.ke belakang ke arah ureter, kondisi ini disebut refluksvesikoureter. Refluks semacam ini dapat menyebabkan Tumpang tindih pada kurva perubahan tekanan tonikpembesaran ureter clan, jika berat, dapat meningkatkantekanan dalam kalises ginjal clan struktur medula ginjal, selama pengisian kandung kemih adalah peningkatanmenyebabkan kerusakan di daerah ini. tekanan akut periodik yang terjadi selama beberapa detik Sensasi Nyeri dalam Ureter, dan RefleksUreterorenal. Ureter banyak dipersarafi oleh serat saraf hingga Jebih dari semenit. Puncak tekanan dapat meningkatnyeri. Bila ureter terbendung (misalnya, oleh batu ureter) ,terjadi refleks konstriksi kuat, disertai dengan nyeri hebat. hanya beberapa 10c0mcmHH20,p.aPtauuncamk utenkgakninan meningkatImpuls nyeri juga menyebabkan refleks simpatis balik hingga lebih dari ini disebutke ginjal untuk mengonstriksi arteriol ginjal, sehinggamenurunkan keluaran urine dari ginjal. Efek ini disebut gelombang miksi pada sistometogram dan disebabkan olehrefleks ureterorenal clan penting untuk mencegah alirancairan yang berlebihan ke pelvis ginjal pada keadaan refleks miksi.ureter terbendung. 40 Pengisian Kandung Kemih dan Tonus Dinding Kandung Kemih; Sistometrogram ]l 30 Gambar 26-8 memperlihatkan perkiraan perubahan tekanan 'iii intravesikular sewaktu kandung kemih terisi dengan urine. Pada saat tidak ada urine di dalam kandung kemih, tekanan > oIll~ '!E'!!J\": 20 ·l-ijE~ c ..:! 10 ~ 100 200 300 400 Volume (ml) Gambar 26-8 Sistometrogram normal, juga menunjukkan gelombang tekanan akut (kurva runcing terputus-putus) yang disebabkan oleh refleks miksi. 331

Unit V Cairan Tub uh dan Ginjal di otak. Pusat ini meliputi (1) pusat fasilitasi dan inhibisi kuat di batang otak, terutama terletak di pons, clan (2) Refleks Miksi beberapa pusat yang terletak di korteks serebri yang terutama bersifat inhibisi tetapi dapat berubah menjadiLihat kembali Gambar 26-8, semng dengan peng1sian eksitasi.kandung kemih, tampak tumpang tindih kurvapeningkatan kontraksi miksi, seperti yang ditunjukkan Refleks miksi merupakan penyebab dasar berkemih,oleh kurva berbentuk runcing terputus-putus. Kontraksi tetapi biasanya pusat yang lebih tinggi yang akanini dihasilkan dari refleks regang yang dipicu oleh reseptor melakukan kendali akhir untuk proses miksi sebagairegangsensorikdi dalam dinding kandung kemih, terutama berikut.oleh reseptor di uretra posterior ketika daerah ini mulaiterisi dengan urine pada tekanan kandung kemih yang 1. Pusat yang lebih tinggi menjaga agar refleks miksi tetaplebih tinggi. Sinyal sensorik dari reseptor regang kandung terhambat sebagian, kecuali bila miksi diinginkan.kemih dikirimkan ke segmen sakralis dari medula spinalismelalui nervuspelvikus, clan kemudian dikembalikan secara 2. Pusat yang lebih tinggi dapat mencegah miksi, bahkanrefleks ke kandung kemih melalui serat sarafparasimpatis jika terjadi refleks miksi, dengan cara sfingter kandungdengan menggunakan persarafan yang sama. kemih eksterna melakukan kontraksi tonik hingga saat yang tepat datang. Bila kandung kemih hanya terisi sebagian, kontraksimiksi ini biasanya akan berelaksasi secara spontan 3. Jika waktu berkemih tiba, pusat kortikal dapatdalam waktu kurang dari semenit, otot detrusor berhenti memfasilitasi pusat miksi sakral untuk membantuberkontraksi, clan tekanan turun kembali ke nilai dasar. memulai refleks miksi clan pada saat yang samaKetika kandung kemih terus terisi, refleks miksi menjadi menghambat sfingter eksterna sehingga pengeluaransemakin sering clan menyebabkan kontraksi otot detrusor urine dapat terjadi.yang lebih kuat. Pengeluaran urine secara volunter biasanya dimulai Sekali refleks miksi dimulai, refleks ini bersifat dengan cara berikut: Mula-mula, orang tersebut secara\"regenerasi sendiri'.' Artinya, kontraksi awal kandung volunter mengontraksikan otot perutnya, yang akankemih akan mengaktifkan reseptor regang yang meningkatkan tekanan di dalam kandung kemih clanmenyebabkan peningkatan impuls sensorik yang lebih memungkinkan urine tambahan memasuki leher kandungbanyak dari kandung kemih clan uretra posterior, kemih clan uretra posterior akibat tekanan, sehinggasehingga menyebabkan peningkatan refleks kontraksi meregangkan dindingnya. Hal ini memicu reseptorkandung kemih selanjutnya; jadi, siklus ini akan berulang regang, yang mencetuskan refleks miksi clan sekaligusterus-menerus sampai kandung kemih mencapai derajat menghambat sfingter uretra eksterna. Biasanya, seluruhkontraksi yang cukup kuat. Kemudian, setelah beberapa urine akan dikeluarkan, clan menyisakan tidak lebih dari 5detik sampai lebih dari semenit, refleks yang beregenerasi sampai 10 ml urine di dalam kandung kemih.sendiri ini mulai kelelahan clan siklus regeneratif padarefleks miksi menjadi terhenti, memungkinkan kandung Kelainan Mikturisikemih berelaksasi. Atoni Kandung Kemih dan lnkontinesia Akibat Destruksi Jadi, refleks miksi merupakan siklus yang lengkap yangterdiri atas (1) kenaikan tekanan secara cepat dan progresif, Serat Saraf Sensorik. Kontraksi refleks miksi tidak dapat(2) periode tekanan menetap, dan (3) kembalinya tekanan terjadi jika serat sarafsensorik dari kandung kemih ke medulakandung kemih ke nilai tonus basal. Bila refleks miksi spinalis rusak, dengan demikian mencegah penghantaranyang telah terjadi tidak mampu mengosongkan kandung sinyal regang dari kandung kemih. Bila ha! ini terjadi, orangkemih, persarafan pada refleks ini biasanya akan tetap tersebut akan kehilangan kendali kandung kemih, meskipundalam keadaan terinhibisi selama beberapa menit hingga serat eferen dari medula spinalis ke kandung kemih tetap1 jam atau lebih, sebelum terjadi refleks miksi berikutnya. utuh clan meskipun hubungan neurogenik di dalam otakBila kandung kemih terus-menerus diisi, akan terjadi juga utuh. Kandung kemih tidak akan mengeluarkan urinerefleks miksi yang semakin sering clan semakin kuat. secara periodik, melainkan terus terisi hingga mencapai kapasitasnya clan mengeluarkan urine secara menetes Bila refleks miksi sudah cukup kuat, akan memicu melalui uretra. Hal ini disebut overflow incontinence.refleks lain yang berjalan melalui nervus pudendus kesfingter eksterna untuk menghambatnya. Jika inhibisi Penyebab atoni kandung kemih yang umum adalahini lebih kuat di dalam otak daripada sinyal konstriktor trauma pada daerah sakral dari medula spinalis. Beberapavolunter ke sfingter eksterna, maka akan terjadi penyakit juga dapat menyebabkan kerusakan serat sarafpengeluaran urine. Jika tidak, pengeluaran urine tidak akar dorsal yang memasuki medula spinalis. Misalnya, sifilisakan terjadi hingga kandung kemih terus terisi clan refleks dapat menyebabkan fibrosis konstriktif di sekitar serat sarafmiksi menjadi lebih kuat lagi. akar dorsal, clan kemudian menghancurkannya. Kondisi ini disebut tabes dorsalis, clan kondisi kandung kemih yangFasilitasi atau lnhibisi Proses Miksi oleh Otak dihasilkannya disebut tabetic bladder.Refleks miksi adalah refleks medula spinalis yang bersifat Automatic Bladder Akibat Kerusakan Medula Spinalisotonom, tetapi dapat dihambat atau difasilitasi oleh pusat di Atas Daerah Sakrum. Jika medula spinalis yang rusak332

Bab 26 Pembentukan Urine oleh Ginjal: I. Filtrasi Glomerulus, Ali ran Darah Ginjal, dan Pengaturannya terletak di atas daerah sakrum tetapi segmen sakralis dari Arterial Arterial medula spinalis tetap utuh, refleks miksi tetap akan terjadi. aferen eferen Namun. refleks ini tidak lagi dikendalikan oleh otak. Selama beberapa hari pertama hingga beberapa minggu Kapiler 1. Filtrasi setelah terjadi kerusakan medula spinalis, refleks miksi glomerulus akan tertekan karena adanya fenomena \"syok spinal\" akibat 2. Reabsorpsi hilangnya impuls fasilitasi yang mendadak dari batang otak Kapsula 3. Sekresi clan serebrum. Namun, jika kandung kemih dikosongkan Bowman--- 4. Ekskresi secara periodik dengan kateter untuk mencegah trauma kandung kemih akibat regangan kandung kemih yang ~4 -~....._Vena berlebihan, eksitabilitas refleks miksi akan meningkat secara bertahap hingga refleks miksi kembali lagi; kemudian, renal is terjadi pengosongan kandung kemih secara periodik (tetapi tanpa peringatan sebelumnya). Ekskresi urine Beberapa pasien yang mengalami keadaan ini dapat Ekskresi = Filtrasi - Reabsorpsi + Sekresi tetap mengendalikan pengeluaran urine dengan melakukan stimulasi (menggaruk atau meraba) kulit di daerah genital, Gambar 26-9 Berbagai proses dasar di ginjal yang menentukan yang kadang dapat menimbulkan refleks miksi. komposisi urine. Laju ekskresi suatu zat dalam urine sama dengan laju filtrasi zat tersebut dikurangi laju reabsorpsinya ditambah laju Neurogenic Bladder yang Tak Terkendali Akibat sekresinya dari kapiler darah peritubulus ke dalam tubulus. Ketiadaan Sinyal lnhibisi dari Otak. Kelainan miksi yang lain disebut neurogenic bladder yang tak terkendali, yang tetapi ticlak clireabsorpsi ataupun clisekresi. Oleh karena menyebabkan pasien sering berkemih clan relatif tidak itu, laju ekskresinya sama clengan laju filtrasinya. Hasil terkontrol. Kondisi ini disebabkan oleh kerusakan parsial sisa metabolisme tertentu clalam tubuh, seperti kreatinin, medula spinalis atau batang otak yang mengganggu sebagian cliperlakukan oleh ginjal clengan cara tersebut, sehingga besar sinyal inhibisi. Oleh karena itu, impuls fasilitasi akan pacla clasarnya mengakibatkan ekskresi semua bahan yang berjalan terus-menerus dari medula spinalis ke bawah, clifiltrasi. sehingga pusat di sakrum akan terus tereksitasi, clan bahkan dengan sedikit urine saja mampu mencetuskan refleks miksi Pacla Panel B, zat clifiltrasi secara bebas tetapi sebagian yang tidak terkontrol, sehingga menyebabkan pasien menjadi clireabsorpsi clari tubulus kembali ke clarah. Oleh karena sering berkemih. itu, laju ekskresi urine lebih renclah claripada laju filtrasi pacla kapiler glomerulus. Dalam kasus ini, laju ekskresi Pembentukan Urine Dihasilkan dari Filtrasi clihitung sebagai laju filtrasi clikurangi laju reabsorpsi. Hal Glomerulus, Reabsorpsi Tubulus, dan ini khas untuk berbagai elektrolit clalam tubuh seperti ion Sekresi Tubulus natrium clan kloricla.Kecepatan ekskresi berbagai zat clalam urine merupakan Pacla Panel C, zat clifiltrasi secara bebas oleh kapilerjumlah ketiga proses ginjal. yang cliperlihatkan pacla glomerulus tetapi ticlak cliekskresi ke clalam urine karenaGambar 26-9: (1) filtrasi glomerulus, (2) reabsorpsi zat semua zat hasil filtrasi clireabsorpsi clari tubulus kembaliclari tubulus renalis ke clalam clarah, clan (3) sekresi zat clari ke clarah. Pola ini terjacli pacla beberapa zat nutrisi clalamclarah ke tubulus renalis. Dinyatakan secara matematis, clarah, seperti asam amino clan glukosa, sehingga zat tersebut clipertahankan clalam cairan tubuh. Kecepatan ekskresi urine = Zat pacla Panel D clifiltrasi secara bebas pacla kapiler Laju filtrasi - Laju reabsorpsi + Laju sekresi glomerulus clan ticlak clireabsorpsi, tetapi tambahan jumlah zat ini clisekresi clari kapiler clarah peritubulus ke Pembentukan urine climulai clengan filtrasi sejumlah tubulus renalis. Pola ini sering terjacli pacla asam clan basabesar cairan yang hampir bebas protein clari kapiler organik, menyebabkan zat ini secara cepat clibersihkanglomerulus ke kapsula Bowman. Kebanyakan zat clalam clari darah clan cliekskresi clalam jumlah besar ke clalamplasma, kecuali protein, clifiltrasi secara bebas sehingga urine. Pacla kasus ini, kecepatan ekskresi clihitung sebagaikonsentrasinya pacla filtrat glomerulus clalam kapsula laju filtrasi clitambah laju sekresi tubulus.Bowman hampir sama clengan clalam plasma. Ketikacairan yang telah clifiltrasi ini meninggalkan kapsula Kombinasi khusus clari filtrasi, reabsorpsi, clan sekresiBowman clan mengalir melewati tubulus, cairan ini terjadi pacla setiap zat clalam plasma. Kecepatan zat yangmengalami perubahan akibat aclanya reabsorpsi air clan cliekskresi clalam urine bergantung pacla kecepatan relatifzat terlarut spesifik kembali ke clalam clarah atau sekresi ketiga proses clasar ginjal ini.zat-zat lain clari kapiler peritubulus ke 'clalam tubulus. 333 Gambar 26-10 memperlihatkan perlakuan ginjalterhaclap empat zat hipotetis . Zat yang terlihat paclaPanel A clifiltrasi secara bebas oleh kapiler glomerulus

Unit V Cairan Tubuh dan Ginjal Filtrasi dan kecil natrium hasil filtrasi akan direabsorpsi, sehingga reabsorpsi sebagian menyebabkan peningkatan ekskresi natrium urine. Hanya fi ltrasi Untuk sebagian besar zat, laju filtrasi dan reabsorpsiA Urine B Urine relatif sangat besar dibandingkan laju ekskresi. Oleh karena itu, sedikit perubahan pada proses filtrasi atau Filtrasi dan Filtrasi, sekresi reabsorpsi dapat menyebabkan perubahan yang relatif Reabsorpsi lengkap besar dalam ekskresi ginjal. Sebagai contoh, kenaikan laju filtrasi glomerulus (LFG) yang hanya 10 persen (dari 180c Urine D Urine menjadi 198 L/hari) akan meningkatkan volume urine 13 kali lipat (dari 1,5 menjadi 19,5 L/hari) jika reabsorpsiGambar26- 10 Perlakuan ginjal terhadap empatjeniszat hipotetis. tubulus tetap konstan. Pada kenyataannya, perubahanA, Zat yang difiltrasi secara bebas tetapi tidak direabsorpsi. 8 , Zat filtrasi glomerulus dan reabsorpsi tubulus selalu bekerjadifiltrasi secara bebas, tetapi sebagian hasil filtrasi direabsorpsi dengan cara yang terkoordinasi untuk menghasilkan perubahan ekskresi ginjal yang sesuai.kembali ke dalam darah. C. Zat difiltrasi secara bebas tetapi tidak Mengapa Sej umlah Besa r Zat Terlarut yang Difiltrasidiekskresikan ke dalam urine karena semua zat yang difiltrasi Kemudian Direabsorpsi oleh Ginjal? Kita mungkindireabsorpsi dari tubulus ke dalam darah . 0, Zat difiltrasi secara bertanya makna dibalik filtrasi sejumlah besar air dan zatbebas dan tidak direabsorpsi tetapi disekresikan dari kapiler terlarut yang kemudian sebagian besar akan direabsorpsi.peritubulus ke dalam tubulus ginjal. Salah satu keuntungan dari LFG yang tinggi yaitu membuat ginjal mampu menyingkirkan produk sisa dari tubuhFiltrasi, Reabsorpsi, dan Sekresi Berbagai Zat dengan cepat, yang terutama bergantung pada filtrasi glomerulus untuk ekskresinya. Kebanyakan produk sisaPada umumnya, dalam pembentukan urine, reabsorpsi tersebut direabsorpsi sedikit oleh tubulus dan, oleh karenatubulus secara kuantitatif lebih penting daripada sekresi itu, bergantung pada LFG yang tinggi untuk penyingkirantubulus,tetapi sekresi berperan pentingdalam menentukan yang efektif dari tubuh.jumlah ion kalium dan hidrogen serta beberapa zat lainyang diekskresi dalam urine. Sebagian besar zat yang Keuntungan kedua dari LFG yang tinggi yaituharus dibersihkan dari darah, terutama produk akhir menyebabkan semua cairan tubuh dapat difiltrasi danmetabolisme seperti ureum, kreatinin, asam urat, dan diproses lebih sering oleh ginjal setiap hari. Oleh karenagaram-garam asam urat, direabsorpsi sedikit, dan karena seluruh volume plasma hanya kira-kira 3 liter, sedangkanitu, diekskresi dalam jumlah besar ke dalam urine. Zat LFG sekitar 180 L/hari, ini menunjukkan bahwa seluruhasing dan obat-obatan tertentu juga direabsorpsi sedikit, plasma dapat difiltrasi dan diproses kira-kira 60 kali setiaptetapi selain itu, disekresi dari darah ke dalam tubulus, hari. LFG yang tinggi ini menyebabkan ginjal mampusehingga laju ekskresinya tinggi. Sebaliknya, elektrolit mengatur volume dan komposisi cairan tubuh secaraseperti ion natrium, klorida, dan bikarbonat direabsorpsi tepat dan cepat.dalam jumlah besar, sehingga hanya sejumlah kecil sajayang tampak dalam urine. Zat nutrisi tertentu, seperti Filtrasi Glomerulus-Langkah Pertamaasam amino dan glukosa, direabsorpsi seluruhnya oleh Pembentukan Urinetubulus dan tidak muncul dalam urine meskipun sejumlahbesar zat tersebut difiltrasi oleh kapiler glomerulus. Komposisi Filtrat Glomerulus Setiap proses-filtrasi glomerulus, reabsorpsi tubulus, Pembentukan urine dimulai dengan filtrasi sejumlahdan sekresi tubulus-diatur menurut kebutuhan tubuh. besar cairan melalui kapiler glomerulus ke dalam kapsulaSebagai contoh, jika terdapat kelebihan natrium dalam Bowman. Seperti kebanyakan kapiler, kapiler glomerulustubuh, laju filtrasi natrium meningkat dan sebagian juga relatif impermeabel terhadap protein, sehingga cairan hasil filtrasi (disebut filtrat glomerulus) pada dasarnya334 bersifat bebas protein dan tidak mengandung elemen selular, termasuk sel darah merah. Konsentrasi filtrat glomerulus lainnya, termasuk sebagian besar garam dan molekul organik, serupa dengan konsentrasinya dalam plasma. Pengecualian terhadap keadaan umum ini ialah beberapa zat dengan berat molekul ringan, seperti kalsium dan asam lemak, yang tidak difiltrasi secara bebas karena zat tersebut sebagian terikat pada protein plasma. Misalnya hampir setengah dari kalsium plasma dan sebagian besar asam lemak plasma terikat pada protein, dan bagian yang terikat ini tidak difiltrasi dari kapiler glomerulus.

Bab 26 Pembentukan Urine oleh Ginjal: I. Filtrasi Glomerulus, Aliran Darah Ginjal, dan PengaturannyaLFG Mencakup 20 Persen dari Aliran Plasma Ginjal Laju filtrasi tinggi yang melintasi membran kapilerSeperti pada kapiler lain, LFG clitentukan oleh (1) glomerulus sebagian merupakan akibat clari sifat khususkeseimbangan antara daya osmotik koloid clan hiclrostatik yang dimilikinya. Endotel kapiler mempunyai ribuanyang bekerja pacla membran kapiler dan (2) koefisien lubang kecil yang disebut fenestra, mirip dengan kapilerfiltrasi kapiler (Kr), hasil permeabilitas clan filtrasi claerah fenestra yang clitemukan di hati. Meskipun fenestrasinyapermukaan kapiler. Kapiler glomerulus mempunyai laju relatif besar, sel enclotel kaya akan muatan negatif tertentufiltrasi yang jauh lebih tinggi dibanclingkan sebagian besar yang menghambat lewatnya protein plasma.kapiler lainnya karena tekanan hiclrostatik glomerulusyang tinggi clan Kryang besar. Pacla orang dewasa normal, Membran basalis yang mengelilingi enclotel tercliriLFG-nya sekitar 125 ml/menit, atau 180 L/hari. Fraksi atas jalinan serat kolagen dan proteoglikan yang memilikialiran plasma renal yang clifiltrasi (fraksi filtrasi) rata- suatu ruangan celah besar yang dapat menyaring sejumlahrata sekitar 0,2; ini berarti kira-kira 20 persen plasma besar air clan zat terlarut kecil. Membran basalis efektifyang mengalir melalui ginjal akan difiltrasi oleh kapiler mencegah filtrasi protein plasma, sebagian karena muatanglomerulus. Fraksi filtrasi clihitung sebagai berikut. listrik sangat negatif yang berasal dari proteoglikan. =Fraksi filtrasi LFG/Aliran plasma ginjal Bagian akhir dari membran glomerulus adalah lapisan sel epitel yang membatasi permukaan luar glomerulus.Membran Kapiler Glomerulus Sel-sel ini ticlak rata tetapi mempunyai tonjolan panjangMembran kapiler glomerulus mirip dengan membran seperti kaki (podosit) yang mengelilingi permukaan luarkapiler yang lain, hanya membran ini mempunyai tiga kapiler (lihat Gambar 26-11). Tonjolan kaki ini dipisahkan(membran lain biasanya clua) lapisan utama: (1) endotel oleh celah yang clisebut celah pori-pori (slit pores) yangkapiler, (2) membran basalis, dan (3) lapisan sel epitelial clilalui oleh filtrat glomerulus. Sel-sel epitel, yang juga(poclosit) yang mengelilingi permukaan luar membran memiliki muatan negatif, merupakan pembatas tambahanbasalis kapiler (Gambar 26-11). Lapisan-lapisan ini terhaclap filtrasi protein plasma. Jacli, seluruh lapisanbersama-sama membentuk sawar filtrasi, yang walaupun pacla clinding kapiler glomerulus merupakan sawar untuktercliri atas tiga lapisan clapat menyaring air dan zat terlarut filtrasi protein plasma.beberapa ratus kali lebih banyak claripacla membrankapiler yang biasa. Meskipun pacla laju filtrasi yang tinggi Kemampuan Filtrasi Zat Terlarut Berbanding Terbalikini, membran kapiler glomerulus biasanya mencegah dengan Ukurannya. Membran kapiler glomerulusfiltrasi protein plasma. lebih tebal dibandingkan kebanyakan membran kapiler lainnya, tetapi juga jauh lebih berpori-pori, clan karena Kapsula Bowman---...~ itu, menyaring cairan clengan kecepatan yang tinggi. Meskipun laju filtrasi tinggi, sawar filtrasi glomerulusA .,,,,~~~ bersifat selektif clalam menentukan molekul yang akan difiltrasi, berdasarkan ukuran dan muatan listriknya. Tabel 26-1 mencantumkan pengaruh dari ukuran molekul terhaclap kemampuan filtrasi berbagai molekul. Kemampuan filtrasi 1,0 berarti bahwa zat clifiltrasi secara bebas seperti air; kemampuan filtrasi 0,75 berarti bahwa zat hanya clifiltrasi 75 persen dari kecepatan filtrasi air. Perhatikan bahwa elektrolit seperti natrium dan senyawa organik yang kecil seperti glukosa, akan difiltrasi secara bebas. Bila berat molekulnya mendekati berat molekul albumin, kemampuan filtrasi akan menurun secara cepat, menclekati no!. Tabet 26-1 Kemampuan Kapiler Glomerulus Memfiltrasi Berbagai Zat oleh Berdasarkan Berat Molekulnya }Epitel Zat Berat Molekul Kemampuan Filtrasi Membran Air 18 1.0 } basalis Natrium 23 1.0 Glukosa 180 1,0 } Endotel lnulin 5.500 1,0 Mioglobin 17.000 0.75B Fenestrasi Albumin 69.000 0,005Gambar 26-11 A, Ultrastruktur dasar kapiler glomerulus. B,Potongan melintang membran kapiler glomerulus dan komponenutamanya: endotel kapiler, membran basalis, dan epitel (podosit). 335

Unit V Cairan Tubuh dan Ginjal Penentu LFG Molekul Besar yang Bermuatan Negatif Lebih Sukar LFG ditentukan oleh (1) jumlah daya hidrostatik clanDifiltrasi Dibandingkan dengan Molekul Bermuatan osmotik koloid pada membran glomerulus, yangPositif dengan Ukuran yang Sama. Diameter molekul menghasilkan tekanan filtra si neto, clan (2) koefisienprotein plasma albumin kira-kira hanya 6 nanometer, filtrasi kapiler glomerulus, Kr Secara matematis, LFGsedangkan pori-pori membran glomerulus diperkirakan merupakan hasil clan Krclan tekanan filtrasi akhir:sekitar 8 nanometer (80 angstrom) . Namun, filtrasialbumin terbatas, karena adanya muatan negatif clan LFG = K x Tekanan filtrasi akhirtolakan elektrostatik yang dihasilkan oleh muatan negatifproteoglikan dinding kapiler glomerulus. 1 Gambar 26-12 memperlihatkan bagaimana pada Tekanan filtrasi neto merupakan jumlah daya osmotikglomerulus, muatan listrik dapat memengaruhi filtrasi koloid clan hidrostatik yang mendorong atau melawandekstran dengan berat molekul yang berbeda-beda. filtrasi pada kapiler glomerulus (Gambar 26-13) . DayaDekstran merupakan polisakarida yang dapat dibentuk ini meliputi (1) tekanan hidrostatik di dalam kapilermenjadi molekul netral atau molekul bermuatan positif glomerulus (tekanan hidrostatik glomerulus, PG), yangatau negatif. Perhatikan berapa pun ukuran jari-jari mendorong filtrasi; (2) tekanan hidrostatik dalam kapsulamolekul tersebut, molekul dengan muatan positif lebih Bowman (P8) di luar kapiler, yang melawan filtrasi; (3)mudah difiltrasi dibandingkan dengan molekul bermuatan tekanan osmotik koloid protein plasma di dalam kapilernegatif. Dekstran netral juga lebih mudah difiltrasi glomerulus (rrG)' yang melawan filtrasi; clan (4) tekanandibandingkan dekstran bermuatan negatif dengan berat osmotik koloid protein dalam kapsula Bowman (rr ), yangmolekul yang sama. Penyebab perbedaan kemampuan mendorong filtrasi. (Pada keadaan normal, kon:entrasifiltrasi ini ialah muatan negatif pada membran basalis clan protein dalam filtrat glomerulus sedemikian rendahnyapodosit yang merupakan cara penting untuk menyaring sehingga tekanan osmotik koloid cairan di kapsulamolekul bermuatan negatif yang besar, termasuk protein Bowman dianggap nol) .plasma. Oleh karena itu, LFG dapat dinyatakan sebagai: Pada penyakit ginjal tertentu, muatan negatif padamembran dasar menjadi hilang bahkan sebelum terlihat LFG = K1 x {P - P- 1tG + 1tB)perubahan pada histologi ginjalnya, yaitu suatu keadaan G Byang disebut nefropati perubahan minimal. Akibathilangnya muatan negatif pada membran basalis ini, Meskipun nilai normal untuk penentu LFG tidakbeberapa protein dengan berat molekul lebih rendah, dihitung secara langsung pada manusia, namun nilaiterutama albumin, akan difiltrasi clan tampak dalam ini telah dihitung pada hewan seperti anjing clan tikus.urine, keadaan ini dikenal sebagai proteinuria atau Berdasarkan hasil pada hewan, daya normal yangalbuminuria. mendorong clan melawan filtrasi glomerulus pada manusia diduga sebagai berikut (lihat Gambar 26-13) . 1,0 Arteriol Tekanan Arteriol aferen eferen :!::: osmotik kolold glomerulus (;j 0,8 (32 mm Hg) C..i.i t ·u; Tekanan .<.U. 0,6 kapsula Bowman r§ (18 mm Hg) c a<U o,4 E <U ~E 0,2 22 26 30 34 38 42 Jari-jari motekul efektif (A)Gambar 26-12 Pengaruh radius molekul dan muatan listrik Tekanan Tekanan Tekanan Tekanand~ks.tran terhadap kemampuan filtrasinya oleh kapiler glomerulus. Filtrasi Hidrostatik kapsul onkotikN1la1 1,0 menunjukkan bahwa zat tersebut difiltrasi secara bebas (mm Hg) glomerulus Bowman glomerulusseperti air, sedangkan nilai 0 menunjukkan bahwa zat tersebut (60 mmHg) (18 mm Hg) (32 mmHg)tidak difiltrasi. Dekstran adalah suatu polisakarida yang dapatdibuat sebagai molekul netral atau molekul bermuatan negatif ~ambar 26-13 Ringkasan berbagai daya yang menyebabkanatau positif dan dengan berat molekul yang berbeda-beda. f1ltras1 oleh ~ap1ler glomerulus. Nilai yang tampak pada gambar merupakan nila1 perk1raan untuk manusia sehat.336

Bab 26 Pembent ukan Urine oleh Ginjal: I. Filtrasi Glome rulus, Aliran Darah Ginjal, dan PengaturannyaDaya yang Mendorong Filtrasi (mm Hg) 60 menunjukkan bahwa dalam keadaan normal perkiraanTekanan hidrostatik glomerulus 0 tekanan kapsula Bowman pada manusia ialah 18 mmTekanan osmotik koloid di kapsula Bowman Hg. Kenaikan tekanan hidrostatik pada kapsula Bowman akan menurunkan LFG, sedangkan penurunan tekananDaya yang Melawan Filtrasi (mm Hg) 18 tersebut akan meningkatkan LFG . Namun, perubahanTekanan hidrostatik di kapsula Bowman 32 tekanan di kapsula Bowman biasanya bukan merupakanTekanan osmotik koloid di kapiler glomerulus cara utama untuk mengatur LFG.Tekanan filtrasi akhir =60 - 18 - 32 = +10 mm Hg Dalam keadaan patologis tertentu yang disertai dengan obstruksi traktus urinarius, tekanan di kapsula Bowman Beberapa nilai tersebut dapat berubah secara nyata dapat meningkat secara nyata, menyebabkan penurunanpada berbagai keadaan fisiologis, sedangkan nilai lainnya LFG yang berarti. Sebagai contoh, pengendapan kalsiumterutama berubah pada keadaan penyakit tertentu, seperti atau asam urat dapat menyebabkan timbulnya \"batu\"yang akan dibahas kemudian. pada traktus urinarius, sering kali di ureter, karena itu menghambat aliran traktus urinarius clan meningkatkanPeningkatan LFG Akibat Peningkatan Koefisien tekanan di kapsula Bowman. Hal ini menurunkan LFG clanFiltrasi Kapiler Glomerulus akhirnya dapat menyebabkan hidronefrosis (peregangan clan pelebaran pelvis clan kalises ginjal) clan dapat merusakKr merupakan ukuran hasil konduktivitas hidraulik clan atau bahkan menghancurkan ginjal kecuali jika obstruksiluas permukaan kapiler glomerulus. Kr tid~k dapat diukur dihilangkan. .secara langsung, tetapi diperkirakan secara eksperimentaldengan cara membagi laju filtrasi glomerulus dengan Penurunan LFG Akibat Peningkatan Tekanantekanan filtrasi neto: Osmotik Koloid di Kapiler Glomerulus K1= LFG/ Tekanan filtrasi neto Ketika darah mengalir dari arterial aferen melalui kapiler glomerulus menuju ke arterial eferen, konsentrasi Oleh karena LFG total untuk kedua ginjal kira-kira 125 protein plasma meningkat kira-kira 20 persen (Gambarml clan tekanan filtrasi akhir 10 mm Hg, maka Krnormal 26-14). Alasannya ialah kira-kira seperlima cairan padakira-kira 12,5 ml/ menit/ mm Hg dari tekanan filtrasi kapiler disaring ke dalam kapsula Bowman, sehinggatersebut. Jika Kr dinyatakan per 100 gram berat ginjal, akan memekatkan protein plasma glomerulus yang tidakrata-rata Kr sekitar 4,2 ml/menit/mm Hg per 100 gram disaring. Bila tekanan osmotik koloid plasma normalberat ginjal, nilai tersebut 400 kali lebih besar dari Krpada yang memasuki kapiler glomerulus besarnya 28 mm Hg,kebanyakan sistem kapiler tubuh lainnya; rata-rata Kr maka nilai tersebut biasanya meningkat menjadi kira-pada banyak jaringan tubuh lainnya kira-kira hanya 0,01 kira 36 mm Hg pada saat darah mencapai ujung eferenml/menit/ mm Hg per 100 gram. Kr kapiler glomerulus kapiler. Oleh karena itu, tekanan osmotik koloid rata-ratayang tinggi ini sangat memengaruhi laju filtrasi cairannya dari protein plasma kapiler glomerulus merupakan nilaiyang cepat. pertengahan antara 28 clan 36 mm Hg, atau kira-kira 32 mm Hg. Meskipun peningkatan Kr akan menaikkan LFGclan penurunan Kr akan mengurangi LFG , perubahan Ujung Panjang kapiler Uju ngKr mungkin bukan merupakan mekanisme utama glo meru luspengaturan LFG normal dari hari ke hari. Namun, aferen eferenbeberapa penyakit akan menurunkan Kr dengan caramengurangi jumlah kapiler glomerulus fungsional(dengan demikian mengurangi luas permukaan untukfiltrasi) atau dengan menambah ketebalan membrankapiler glomerulus clan mengurangi konduktivitashidrauliknya. Sebagai contoh, diabetes melitus atauhipertensi kronis yang tidak terkontrol akan menurunkanKr secara bertahap dengan meningkatkan ketebalanmembran basalis kapiler glomerulus dan, pada akhirnyaakan merusak kapiler sedemikian berat sehingga kapilermenjadi tidak berfungsi.Penurunan LFG Akibat Peningkatan Tekanan Gambar 26- 14 Peningkatan tekanan osmotik koloid dalamHidrostatik di Kapsula Bowman plasma yang mengalir melalui kapiler glomerulus. Biasanya, sekitar seperlima cairan dalam kapiler glomerulus difiltrasi ke dalamPengukuran langsung tekanan hidrostatik di kapsula kapsula Bowman, dengan demikian akan memekatkan proteinBowman clan pada berbagai tempat di tubulus proksimal plasma yang tidak difiltrasi. Peningkatan fraksi filtrasi (laju filtrasipada binatang coba dengan menggunakan mikropipet, glomerulus/aliran plasma ginjal) meningkatkan laju tekanan osmotik koloid plasma di sepanjang kapiler glomerulus; penurunan fraksi filtrasi akan menimbulken efek sebaliknya. 337

Unit V Cairan Tubuh dan Cinjal terlalu banyak, maka LFG hanya meningkat sedikit (lihat Gambar 26-15). Namun, karena konstriksi arteriol eferen Dengan demikian, ada dua faktor yang memengaruhi juga mengurangi aliran darah ginjal, fraksi filtrasi clantekanan osmotik koloid kapiler glomerulus: (1) tekanan tekanan osmotik koloid glomerulus akan meningkatosmotik koloid plasma arterial clan (2) fraksi plasma seiring dengan peningkatan tahanan arteriol eferen. Olehyang disaring oleh kapiler glomerulus (fraksi filtrasi). karena itu, jika konstriksi arteriol eferen cukup beratKenaikan tekanan osmotik koloid plasma arterial (melebihi tiga kali lipat kenaikan tahanan arteriol eferen),akan meningkatkan tekanan osmotik koloid di kapiler maka kenaikan tekanan osmotik koloid akan melebihiglomerulus, yang kemudian akan menurunkan LFG. kenaikan tekanan hidrostatik kapiler glomerulus yang disebabkan oleh konstriksi arteriol eferen. Bila ha! ini Kenaikan fraksi filtrasi juga akan memekatkan protein terjadi, daya neto filtrasi menjadi menurun, menyebabkanplasma dan meningkatkan tekanan osmotik koloid penurunan LFG.glomerulus (lihat Gambar 26-14). Oleh karena fraksifiltrasi adalah LFG/aliran plasma ginjal, maka fraksi Dengan demikian, ko nstriksi arteriol eferen mempunyaifiltrasi dapat ditingkatkan dengan cara menaikkan LFG pengaruh bifasik terhadap LFG. Pada konstriksi tingkatatau menurunkan aliran plasma ginjal. Sebagai contoh, sedang, terjadi sedikit kenaikan LFG, tetapi padapenurunan aliran plasma ginjal tanpa perubahan awal LFG konstriksi yang berat, terjadi penurunan LFG. Penyebabakan cenderung meningkatkan fraksi filtrasi, yang akan utama penurunan LFG ini adalah sebagai berikut: Ketikamenaikkan tekanan osmotik koloid di kapiler glomerulus konstriksi eferen menjadi berat clan konsentrasi proteinclan cenderung menurunkan LFG. Oleh karena itu, plasma meningkat, terjadi peningkatan tekanan osmotikperubahan aliran darah ginjal dapat memengaruhi LFG koloid yang cepat clan nonlinier yang disebabkan olehterlepas dari perubahan tekanan hidrostatik glomerulus. efek Donnan; semakin tinggi konsentrasi protein, semakin cepat tekanan osmotik koloid meningkat karena Pada kenaikan aliran darah ginjal, mula-mula hanya interaksi ikatan ion terhadap protein plasma, yang jugasedikit fraksi plasma yang disaring keluar dari kapiler menimbulkan efek osmotik, seperti yang dibahas padaglomerulus, sehingga kenaikan tekanan osmotik koloid Bab 16.di kapiler glomerulus yang lebih lambat clan efekpenghambatan LFG lebih sedikit. Akibatnya, walaupun Singkatnya, konstriksi arteriol aferen menurunkandengan tekanan hidrostatik glomerulus yang konstan, LFG. Namun, efek konstriksi arteriol eferen bergantunglaju aliran darah yang lebih besar ke dalam glomerulus pada beratnya konstriksi; konstriksi eferen yang sedangcenderung akan meningkatkan LFG, dan laju aliran akan menaikkan LFG, tetapi konstriksi eferen yang beratdarah yang lebih rendah ke glomerulus cenderung akan (lebih dari tiga kali lipat kenaikan tahanan) cenderungmenurunkan LFG. akan menurunkan LFG.Peningkatan LFG Akibat Peningkatan Tekanan Ul 150 2.000Hidrostatik di Kapiler Glomerulus :I iiiPada kondisi normal, tekanan hidrostatik kapilerglomerulus diperkirakan besarnya sekitar 60 mm Hg. 3... 'C'Perubahan tekanan hidrostatik glomerulus merupakancara utama untuk mengatur LFG secara fisiologis. ~ :;- 100 1.400 ·c;,:;--Kenaikan tekanan hidrostatik glomerulus akan 0 c: .sc.c:.a:a.. ...cEC_1:1meningkatkan LFG, sedangkan penurunan tekanan -.~ECllhidrostatik glomerulus akan mengurangi LFG. 'ti- Ul :::::: Tekanan hidrostatik glomerulus ditentukan oleh tigavariabel, masing-masing variabel berada di bawah kendali f! E 50 800 c: Efisiobogis: (1) tekanan arteri, (2) tahanan arterial aferen, .~-clan (3) tahanan arterial eferen. !::~ Kenaikan tekanan arteri cenderung meningkatkan ;;::::tekanan hidrostatik glomerulus clan, karena itu, :I ;;;:meningkatkan LFG. (Namun, seperti yang didiskusikan jselanjutnya, efek ini ditopang oleh mekanisme autoregulasi o---~--~----- 200yang mempertahankan tekanan glomerulus agar relatif o 234konstan pada keadaan tekanan darah yang berubah-ubah). Tahanan arteriol eferen (X normal) Kenaikan tahanan arteriol aferen mengurangi tekananhidrostatik glomerulus clan menurunkan LFG. Sebaliknya, 250 2.000dilatasi arteriol aferen meningkatkan tekanan hidrostatikglomerulus clan LFG (Gambar 26-15). Ul Konstriksi arteriol eferen meningkatkan tahanan aliran ..:! iiikeluar dari kapiler glomerulus. Hal ini akan menaikkan :Itekanan hidrostatik glomerulus, clan sepanjang kenaikan 100 'C'tahanan eferen tidak mengurangi aliran darah ginjal ~ EE\" 1.400 ·c;,:;--338 0 c: 150 .E.sc:a:. c: -.~ECll :v Cll Ul :::::: 100 'ti- c: E ~ §. 800 ca~ ;;:::: :I 50 ;.!;:;::: 'iij' ...J 0 200 4 0 23 Tahanan arteriol aferen (x normal) Gambar 26-1 S Pengaruh perubahan tahanan arterial aferen atau eferen terhadap laju filtrasi glomerulus dan aliran darah ginjal.

Bab 26 Pembentukan Urine oleh Ginjal: I. Filtrasi Glomerulus, Aliran Darah Ginjal, dan Pengaturannya Tabel 26-2 merangkum berbagai faktor yang clapat Sejumlah besar oksigen yang dikonsumsi oleh ginjalmenurunkan LFG. dikaitkan dengan laju reabsorpsi aktif natrium yang tinggi pada tubulus ginjal. Jika aliran darah ginjal dan LFGTabel 26-2 Berbagai Faktor yang Dapat Menurunkan Laju Filtrasi berkurang dan lebih sedikit natrium yang difiltrasi, makaGlomerulus (LFG) lebih sedikit natrium yang direabsorpsi dan lebih sedikit pula oksigen yang dikonsumsi. Oleh karena itu, konsumsiFaktor Fisika* Penyebab Fisiologis/ oksigen ginjal bervariasi sesuai dengan reabsorpsi natrium Patofisiologis di tubulus ginjal, yang kemudian berkaitan erat dengan LFG dan laju filtrasi natrium (Gambar 26-16). Jika filtrasi.i pG-+ .i LFG Penyakit ginjal. diabetes melitus, hipertensi glomerulus berhenti sama sekali, reabsorpsi natrium Obstruksi saluran kemih (misalnya batu ginjal juga akan berhenti, dan konsumsi oksigen menurun ..J_AP -+ ..J_ PG ginjal) menjadi sekitar seperempat nilai normal. Konsumsi ..J_Aliran darah ginjal, peningkatan protein oksigen sisanya mencerminkan kebutuhan metabolik ..J_ RE-+ ..J_ PG plasma dasar dari sel-sel ginjal. t RA -+ .J_ PG ..J_ Tekanan arteri (hanya sedikit berpengaruh Penentu Aliran Darah Ginjal karena adanya autoregulasi) ..J_Angiotensin II (obat yang menghambat Aliran darah ginjal ditentukan oleh gradien tekanan pada pembentukan angiotensin II) pembuluh renal (perbedaan antara tekanan hidrostatik di arteri renalis dan vena renalis), dibagi dengan tahanan t Aktivitas simpatis, hormon vasokonstriksi pembuluh renal total: (misalnya, norepinefrin dan endotelin) (Tekanan arteri renalis - Tekanan vena renalis) Tahanan pembuluh renal total*Perubahan faktor tersebut ke arah sebaliknya (berlawanan), biasanya Tekanan arteri renalis kira-kira sama dengan tekananakan meningkatkan LFG. arteri sistemik, dan tekanan vena renalis rata-rata sekitarK,, koefisien filtrasi glomerulus; P8, tekanan hidrostatik kapsula Bowman; 3 sampai 4 mm Hg, pada sebagian besar kondisi. Seperti\"Ttc, tekanan osmotik koloid kapiler glomerulus; Pc• tekanan hidrostatik pada sistem pembuluh darah lainnya, tahanan pembuluhkapiler glomerulus; A~ tekanan arteri sistemik; R,. tahanan aretriol eferen; tenal total di seluruh ginjal ditentukan oleh jumlah tahanan pada masing-masing segmen pembuluh darah, termasukR•. tahanan arteriol aferen. arteri, arterial, kapiler, dan vena (Tabel 26-3). Aliran Darah Ginjal Sebagian besar tahanan pembuluh renal terletak pada tiga segmen utama: arteri interlobularis, arterial aferen,Pacla laki-laki biasa clengan berat baclan 70 kg, gabungan clan arteriol eferen. Tahanan di pembuluh ini dikontrolaliran clarah yang melalui keclua ginjal kira-kira 1.100 ml/ oleh sistem saraf simpatis, berbagai hormon, danmenit, atau kira-kira 22 persen clari curah jantung. Denganmempertimbangkan bahwa keclua ginjal hanya mencakup 3,00,4 persen clari total berat baclan, kita clapat segera melihatbahwa ginjal menerima aliran clarah yang sangat tinggi 'iij' 2,5clibanclingkan organ lain. ·i: Seperti pada jaringan lainnya, aliran clarah menyuplaiginjal clengan nutrisi clan mengeluarkan procluk sisa. \"6>Namun, aliran tinggi yang menuju ginjal tersebut sangatmelebihi kebutuhan ini. Tujuan penambahan aliran ini ; ~ 2,0aclalah untuk memberi cukup plasma untuk laju filtrasi \"Ciiil .GcIglomerulus yang tinggi yang penting untuk pengaturan Evolume cairan tubuh clan konsentrasi zat terlarut secara -~..i.: f! 15tepat. Seperti yang cliperkirakan, mekanisme yangmengatur aliran clarah ginjal berkaitan erat clengan E\"' oCl 'pengaturan LFG clan fungsi ekskresi ginjal. s\"':i:i.:J: !.o.a:.!;. 1,0Aliran Darah Ginjal dan Konsumsi Oksigen ~Untuk setiap gram berat, ginjal biasanya mengonsumsi .§.. 0•5 \"\"1L---K-on_s_u_m_s_i-o,-ks..,.ig_e_n-:b_a_s_a:-1- - - ,oksigen sebanyak clua kali lipat clari konsumsi otak tetapimemiliki aliran clarah hampir tujuh kali lipat lebih besar o-+-~~..--~-...~~..,......~--.~~~daripada otak. Jadi, oksigen yang dikirimkan ke ginjal jauhmelebihi kebutuhan metaboliknya, dan ekstraksi oksigen 0 5 10 15 20di arteri-vena relatif rendah dibandingkan di sebagianbesar jaringan lainnya. Reabsorpsi natrium (mEq/menit per 100 gram berat ginjal) Gambar 26-16 Hubungan antara konsumsi oksigen dan reabsorpsi natrium pada ginjal seekor anjing. (Kramer K, Deetjen P: Relation of renal oxygen consumption to blood supply and glomerular filtration during variations of blood pressure. Pflugers Arch Physiol 271:782, 1960.) 339

Unit V Cairan Tubuh dan GinjalTabet 26-3 Perkiraan Tekanan dan Tahanan Vaskular Peredaran Kontrol Fisiologis terhadap FiltrasiDarah pada Ginjal Normal Glomerulus dan Aliran Darah Ginjal Tekanan dalam Penentu LFG yang paling bervariasi clan menjadi subjek Pembutuh (mm Hg) kontrol fisiologis ialah tekanan hidrostatik glomerulus clan tekanan osmotik koloid di kapiler glomerulus. Selanjutnya, Persentase variabel ini dipengaruhi oleh sistem sarafsimpatis, hormon clan autakoid (zat vasoaktif yang dilepaskan dalam ginjal Tahanan Pembutuh dan bekerja secara lokal), clan kontrol umpan balik lainnya yang bersifat intrinsik terhadap ginjal.Pembutuh Awai Akhir RenatTotat Penurunan LFG Akibat Aktivasi Sistem SarafArteri renal 100 100 ::::0 SimpatisArteri interlobaris, ::::100 85 ::::16 Pada dasarnya semua pembuluh darah ginjal, termasuk arkuat a, dan 85 60 \"'26 arteriol aferen clan eferen, kaya akan persarafan serat saraf interlobularis 60 59 .,1 simpatis. Aktivasi saraf simpatis ginjal yang kuat dapat 59 18 .,43 mengakibatkan konstriksi arteriol ginjal clan menurunkanArteriol aferen 18 8 ::::10 aliran darah ginjal serta LFG. Rangsang simpatis yang ringan atau sedang memberikan pengaruh yang kecilKapiler glomerulus 8 4 .,4 pada aliran darah ginjal clan LFG. Sebagai contoh, aktivasi 4 .,4 refleks sistem saraf simpatis yang disebabkan olehArteriol eferen .,o penurunan sedang pada tekanan baroreseptor di sinus karotid atau reseptor kardiopulmonal hanya memberikanKapiler peritubulus pengaruh kecil pada aliran darah ginjal atau LFG.Vena interlobaris, Saraf simpatis ginjal tampaknya berperan penting arkuata, dan dalam menurunkan LFG selama gangguan akut clan interlobu laris berat, yang berlangsung selama beberapa menit sampai beberapa jam, seperti yang ditimbulkan oleh reaksiVena renalis pertahanan, iskemia otak, atau perdarahan hebat. Pada orang sehat dalam keadaan istirahat, tampaknya tonusmekanisme pengaturan internal ginjal setempat, seperti simpatis hanya akan memberi sedikit pengaruh terhadapyang akan dibahas kemudian. Kenaikan tahanan pada aliran darah ginjal.setiap segmen pembuluh darah ginjal cenderung akanmengurangi aliran darah ginjal, sedangkan penurunan Kontrol Hormonal dan Autakoid pada Sirkulasitahanan vaskular akan meningkatkan aliran darah ginjal Ginjaljika tekanan arteri clan vena renalis tetap konstan. Beberapa hormon clan autakoid dapat memengaruhi LFG Walaupun perubahan tekanan arteri mempunyai clan aliran darah ginjal, seperti yang dicantumkan padabeberapa pengaruh terhadap aliran darah ginjal, Tabel 26-4.ginjal mempunyai mekanisme yang efektif untukmempertahankan aliran darah ginjal clan LFG agar Norepinefrin, Epinefrin, dan Endotelin Menyebabkanrelatif konstan pada kisaran tekanan arteri antara 80 Konstriksi Pembuluh Darah Ginjal dan Menurunkanclan 170 mm Hg, proses yang disebut autoregulasi. LFG. Hormon yang mengakibatkan konstriksi arteriolKapasitas autoregulasi ini terjadi melalui mekanisme yangseluruhnya intrinsik pada ginjal, seperti yang akan kita Tabet 26-4 Hormon dan Autakoid yang Memengaruhi LFGbahas kemudian dalam bab ini. Hormon atau Autakoid Pengaruhnya pada LFGAliran Darah dalam Vasa Rekta Medula Ginjal jauhLebih Rendah Dibandingkan dengan Aliran dalam Norepinefrin .j,Korteks Ginjal Epin efrin .j, Endotelin .j,Bagian luar ginjal, yaitu korteks renal, menerima sebagian Angiotensin II +-t (mencegah .j,)besar aliran darah ginjal. Aliran darah pada medula ginjal Endothelial-derived nitric oxidehanya mencakup 1 sampai 2 persen dari aliran darah Prost agland i n tginjal total. Aliran ke medula ginjal dipasok oleh bagian tkhusus dari sistem kapiler peritubulus yang disebut vasarekta. Pembuluh ini turun menuju medula clan berjalanparalel dengan ansa Henle untuk kemudian melengkungkembali ke atas bersama dengan ansa Henle clan kembalike korteks sebelum mengalir ke sistem vena. Seperti yangdibahas pada Bab 28, vasa rekta berperan penting dalammemungkinkan ginjal untuk membentuk urine yangpekat.340

Bab 26 Pembentukan Urine oleh Ginjal: I. Filtrasi Glomerulus, Aliran Darah Ginjal, dan Pengaturannyaaferen dan eferen, sehingga menyebabkan penurunan Jadi, kenaikan kadar angiotensin II yang terjadi padaLFG dan aliran darah ginjal, antara lain ialah norepinefrin diet rendah natrium atau kehilangan volume, dapatdan epinefrin yang dilepaskan dari medula adrenal. membantu mempertahankan LFG dan ekskresi produkPada umumnya, kadar hormon-hormon tersebut dalam sisa metabolik (seperti ureum dan kreatinin) yang normal,darah sejajar dengan aktivitas sistem saraf simpatis; yang ekskresinya bergantung pada filtrasi glomerulus;jadi, norepinefrin dan epinefrin hanya memberi sedikit pada waktu yang bersamaan, konstriksi arteriol eferenpengaruh pada hemodinamika ginjal kecuali dalam yang dipicu oleh angiotensin II dapat menyebabkankondisi yang ekstrem, seperti perdarahan hebat. kenaikan reabsorpsi natrium dan air di dalam tubulus, yang membantu memulihkan volume darah dan tekanan Vasokonstriktor lain, yaitu endotelin, adalah suatu darah. Efek angiotensin II dalam membantu \"autoregulasi\"peptida yang dapat dilepaskan oleh sel endotel vaskular LFG ini akan dibahas kemudian dalam bab ini secara lebihginjal atau jaringan lain yang rusak. Peran fisiologis detail.autakoid ini tidak seluruhnya dimengerti. Namun, jikapembuluh darah terpotong, sehingga endotel rusak dan Endothelial-Derived Nitric Oxide Menurunkanmelepaskan endotelin, maka vasokonstriktor kuat ini Tahanan Vaskular Ginjal dan Meningkatkan LFG. Suatudapat membantu hemostasis (mengurangi kehilangan jenis autakoid yang menurunkan tahanan vaskular ginjaldarah) . Kadar endotelin dalam plasma juga meningkat dan dilepaskan oleh endotel vaskular ke seluruh tubuhpada keadaan sakit tertentu yang disertai dengan cedera disebut endothelial-derived nitric oxide. Produksi oksidavaskular, seperti toksemia pada kehamilan, gagal ginjal nitrat (nitric oxide) dalam kadar basal tampaknya pentingakut, dan uremia kronis, dan mungkin berperan dalam untuk mempertahankan vasodilatasi ginjal, sehinggaproses vasokonstriksi ginjal dan menurunkan LFG pada memungkinkan ginjal untuk mengekskresikan natriumbeberapa keadaan yang patofisiologis ini. dan air dalam jumlah normal. Oleh karena itu, pemberian obat yang menghambat pembentukan oksida nitrat dapat Angiotensin II Lebih Cenderung Menyebabkan meningkatkan tahanan vaskular ginjal dan menurunkanKonstriksi Arterial Eferen pada Sebagian Besar Keadaan LFG serta ekskresi natrium urine, dan akhirnyaFisiologis. Vasokonstriktor ginjal yang kuat, yaitu menyebabkan tekanan darah tinggi. Pada beberapaangiotensin II, dapat dianggap sebagai hormon yang pasien hipertensi atau pada pasien dengan aterosklerosis,beredar, dan juga sebagai autakoid yang dihasilkan secara kerusakan endotel pembuluh darah dan produksi oksidalokal, karena dibentuk dalam ginjal dan sirkulasi sistemik. nitrat yang terganggu dapat berperan dalam meningkatkanReseptor untuk angiotensin II ada di hampir semua vasokonstriksi ginjal dan peningkatan tekanan darah.pembuluh darah ginjal. Namun demikian, pembuluh darahpraglomerular, terutama arteriol aferen nampaknya relatif Prostoglandin dan Bradikinin Cenderungterlindungi dari konstriksi-akibat-angiotensin II pada Meningkatkan LFG. Hormon dan autakoid yangsebagian besar keadaan fisiologis yang berkaitan dengan menyebabkan vasodilatasi serta meningkatkan aliranpengaktifan sistem renin-angiotensin seperti selama darah ginjal dan LFG antara lain prostaglandin (PGE dandiet rendah-natrium atau tekanan perfusi ginjal yangberkurang akibat stenosis arteri renalis. Perlindungan ini 2disebabkan oleh pelepasan vasodilator, terutama oksidanitrat dan prostaglandin, yang meniadakan pengaruh PGI1) dan bradikinin. Zat-zat ini dibahas pada Bab 17.vasokonstriktor angiotensin II di pembuluh darah ini. Meskipun vasodilator ini tampaknya bukan merupakan faktor utama yang mengatur aliran darah ginjal atau Namun demikian, arteriol eferen sangat peka terhadap LFG dalam kondisi normal, vasodilator tersebut dapatangiotensin IL Oleh karena angiotensin II secara khusus mengurangi efek vasokonstriktor ginjal akibat aktivasimenyebabkan konstriksi arteriol eferen pada sebagian saraf simpatis atau angiotensin II, terutama pengaruhnyabesar keadaan fisiologis, maka peningkatan kadar terhadap konstriksi arteriol aferen.angiotensin II akan meningkatkan tekanan hidrostatikglomerulus dan menurunkan aliran darah ginjal. Kita Dengan melawan vasokonstriksi arteriol aferen,harus ingat bahwa kenaikan pembentukan angiotensin prostaglandin dapat membantu mencegah penurunanII biasanya terjadi pada keadaan yang disertai dengan LFG dan aliran darah ginjal yang berlebihan. Dalampenurunan tekanan arteri atau kehilangan volume, yang kondisi yang penuh stres, seperti pada keadaan kehilangancenderung menurunkan LFG. Pada keadaan ini, kenaikan volume atau setelah operasi, pemberian obat anti-kadar angiotensin II, yang menyebabkan konstriksi arteriol inflamasi nonsteroid, seperti aspirin, yang menghambateferen, dapat membantu mencegah penurunan tekanan sintesis prostaglandin, dapat mengakibatkan penurunanhidrostatik glomerulus dan LFG; namun, pada saat yang LFG yang berarti.sama, penurunan aliran darah ginjal yang disebabkan olehkonstriksi arteriol eferen turut berperan dalam penurunan Autoregulasi LFG dan Aliran Darah Ginjalaliran darah yang melalui kapiler peritubulus, yangkemudian menyebabkan kenaikan reabsorpsi natrium dan Mekanisme umpan balik intrinsik terhadap ginjal dapatair, seperti yang dibahas pada Bab 27. mempertahankan aliran darah ginjal dan LFG agar relatif konstan, walaupun terjadi perubahan tekanan darah arteri 341

Unit V Cairan Tubuh dan Ginjal 1600 160 I/I ::Iyang nyata. Mekanisme ini tetap berfungsi pada ginjalyang telah diangkat dari tubuh tetapi masih mendapat iii 3...darah, dan bebas dari pengaruh sistemik. LFG dan aliran :~ ~ 1200darah ginjal yang relatif konstan ini disebut autoregulasi C'>:t:: 120 ~ E'(Gambar 26-17 ). -.t:c:;u:;o.cC€-l:) 800 0 c: Fungsi utama autoregulasi aliran darah pada banyak 80 ~~jaringan lain selain ginjal adalah untuk mempertahankan I/I:::::oksigen clan bahan nutrisi lain dalam kadar normal, ~Edan membuang produk sisa metabolisme, walaupun ·=c: E 40 ~-terjadi perubahan pada tekanan arteri. Pada ginjal, aliran 400darahnya jauh lebih tinggi daripada yang dibutuhkan cu~untuk fungsi ini. Fungsi utama autoregulasi ginjal <( ::Iyaitu mempertahankan LFG agar relatif konstan dan 'iiimemungkinkan kontrol yang tepat terhadap ekskresi air 0 0dan zat terlarut oleh ginjal. ...J LFG biasanya tetap diautoregulasi (agar tetap relatif 50 100 150 200konstan), walaupun terjadi fluktuasi tekanan arteri selama Tekanan arteri rata-rataaktivitas yang biasa dilakukan oleh seseorang. Sebagaicontoh, penurunan tekanan arteri sampai 75 mm Hg atau (mm Hg)peningkatan sampai 160 mm Hg biasanya mengubah LFGkurang dari 10 persen. Pada umumnya, aliran darah ginjal Gambar 26- 17 Autoregulasi aliran darah ginjal dan laju filtrasidiautoregulasi paralel dengan LFG , tetapi autoregulasi glomerulus tetapi tidak ada autoregulasi untuk aliran urine selamaLFG lebih efisien pada kondisi tertentu. terjadi perubahan tekana n arteri ginjal.Arti Penting Autoregulasi LFG dalam Mencegah efek yang bermakna terhadap ekskresi air dan natriumPerubahan Hebat Ekskresi Renal oleh ginjal; ha! ini disebut sebagai diuresis tekanan atau natriuresis tekanan , dan ha! ini penting dalam pengaturanMeskipun mekanisme autoregulasi ginjal tidak sempurna, volume cairan tubuh dan tekanan arteri, seperti yangtetapi dapat mencegah perubahan LFG serta ekskresi dibahas pada Bab 19 dan 29.air dan zat terlarut yang hebat, yang akan terjadi padasetiap perubahan tekanan darah. Kita dapat memahami Umpan Balik Tubuloglomerulus dan Autoregulasipentingnya autoregulasi secara kuantitatif dengan melihat LFGbesar relatif filtrasi glomerulus, reabsorpsi tubulus, danekskresi ginjal serta perubahan ekskresi ginjal yang akan Untuk melakukan fungsi autoregulasi, ginjal mempunyaiterjadi tanpa mekanisme autoregulasi ini. mekanisme umpan balik yang menghubungkan perubahan konsentrasi natrium klorida di makula densa Dalam keadaan normal, nilai LFG kira-kira 180 LI dengan pengaturan tahanan arteriol ginjal. Mekanismehari dan reabsorpsi tubulus 178,5 L/hari, menyisakan umpan balik ini membantu menjamin pengirimancairan 1,5 L/hari untuk diekskresikan ke dalam urine. Bila natrium klorida yang relatif konstan ke tubulus distaltidak ada autoregulasi, maka sedikit kenaikan tekanan dan membantu mencegah fluktuasi ekskresi ginjal yangdarah (dari 100 menjadi 125 mm Hg) akan menyebabkan tidak benar yang akan terjadi bila tidak ada mekanismekenaikan LFG sebanyak 25 persen (dan kira-kira 180 umpan balik ini. Pada banyak keadaan, mekanismemenjadi 225 L/hari). Jika reabsorpsi tubulus tetap konstan umpan balik ini mengautoregulasi aliran darah ginjalsebesar 178,5 L/hari, kenaikan LFG akan meningkatkan dan LFG secara bersamaan. Namun, karena mekanismealiran urine menjadi 46,5 L/hari (selisih antara LFG dan ini khusus langsung ditujukan untuk menstabilkanreabsorpsi tubulus), mengakibatkan peningkatan urine pengiriman natrium klorida ke tubulus distal, makatotal lebih dari 30 kali. Oleh karena volume plasma terdapat beberapa keadaan di mana LFG diautoregulasitotal hanya kira-kira 3 liter, perubahan seperti itu akan dengan mengorbankan perubahan aliran darah ginjal,menurunkan volume darah dengan cepat. seperti yang dibahas kemudian. Pada kenyataannya, perubahan tekanan arteri hanya Mekanisme umpan balik tubuloglomerulusakan menimbulkan sedikit efek terhadap volume urine mempunyai dua komponen yang bekerja bersama-samakarena dua alasan: (1) autoregulasi ginjal mencegah untuk mengontrol LFG: (1) mekanisme umpan balikperubahan LFG yang besar yang dapat terjadi, dan (2) anteriol aferen dan (2) mekanisme umpan balik arterialterdapat mekanisme adaptif tambahan pada tubulus ginjal eferen. Mekanisme umpan balik ini bergantung padayang menyebabkannya meningkatkan laju reabsorbsi bila susunan anatomi khusus pada kompleks jukstaglomerulusLFG meningkat, suatu fenomena yang disebut sebagai (Gambar 26-18 ).imbangan glomerulotubulus (dibahas pada Bab 27).Ternyata, meskipun dengan mekanisme kontrol yang Kompleks jukstaglomerulus terdiri atas sel-selkhusus ini, perubahan tekanan arteri tetap memberi makula densa pada bagian awal tubulus distal dan sel- sel jukstaglomerulus pada dinding anteriol aferen dan342

Bab 26 Pembentukan Urine aleh Ginjal: I. Filtrasi Glamerulus, Aliran Darah Ginjal, dan Pengaturannyaeferen. Makula densa merupakan kelompok sel epitel konstriksi arteriol eferen, sehingga meningkatkan tekanankhusus pada tubulus distal yang berhubungan erat dengan hidrostatik glomerulus clan membantu mengembalikananteriol aferen clan eferen. Sel makula densa mengandung LFG menjadi normal.aparatus Golgi, organel sekretorik intrasel yang mengarahke arteriol, memberi kesan sel-sel tersebut mungkin Dua komponen mekanisme umpan balikmenyekresikan zat ke arah arteriol. tubuloglomerulus ini bekerja sama melalui struktur anatomi khusus aparatus jukstaglomerulus, memberikan Penurunan Natrium Klorida di Makula Densa sinyal umpan balik ke kedua arteriol aferen clan eferenMenyebabkan Dilatasi Arteriol Aferen dan Meningkatkan untuk autoregulasi LFG yang efisien selama perubahanPelepasan Renin. Sel-sel makula densa merasakan adanya tekanan arteri. Jika kedua mekanisme ini berfungsiperubahan pengiriman volume ke tubulus distal melalui bersama-sama, LFG hanya berubah beberapa persen,sinyal yang belum dimengerti sepenuhnya. Penelitian bahkan juga pada keadaan fluktuasi tekanan arteri yangeksperimental menunjukkan bahwa penurunan LFG akan besar, yaitu antara 75 clan 160 mm Hg.memperlambat laju aliran di ansa Henle, menyebabkankenaikan reabsorpsi ion natrium clan klorida pada ansa Hambatan Pembentukan Angiotensin II MenambahHenle asenden clan karena itu menurunkan konsentrasi Penurunan Lebih Lanjut LFG selama Hipoperfusinatrium klorida di sel-sel makula densa. Penurunan Ginjal. Seperti yang telah dibahas sebelumnya, efekkonsentrasi natrium klorida ini kemudian memicu sinyal konstriktor angiotensin II yang khusus pada arterial eferenyang berasal dari makula densa, clan memberikan dua akan membantu mencegah penurunan tekanan hidrostatikefek (Gambar 26-19): (1) menurunkan tahanan aliran glomerulus clan LFG yang berat jika tekanan perfusidarah di arteriol aferen, yang meningkatkan tekanan ginjal menurun di bawah normal. Pemberian obat yanghidrostatik glomerulus clan membantu mengembalikan menghambat pembentukan angiotensin II (angiotensin-LFG menjadi normal, clan (2) meningkatkan pelepasan converting enzyme inhibitor) atau yang menghambatrenin clan sel-sel jukstaglomerulus pada arteriol aferen kerja angiotensin II (antagonis reseptor angiotensin II)clan eferen, yang merupakan tempat penyimpanan menyebabkan penurunan LFG yang lebih besar daripadautama untuk renin. Renin yang dilepaskan dari sel-sel ini biasanya jika tekanan arteri renalis turun di bawah normal.kemudian berfungsi sebagai enzim untuk meningkatkan Oleh karena itu, komplikasi penting dari penggunaanpembentukan angiotensin I, yang akan diubah menjadi obat tersebut untuk mengobati pasien yang mempunyaiangiotensin II. Akhirnya, angiotensin II mengakibatkan hipertensi karena stenosis arteri renalis (hambatan parsial pada arteri renalis) adalah penurunan LFG yang hebat yang dapat menyebabkan gaga! ginjal akut (pada beberapa t Tekanan arteri ----------0-~ f t Reabsorpsi rl NaCl NaCl · '- m- a.ku. la- d_en_s_a.... proksimalSel jukstaglamerulus .+ Renin Arterial aferen +Angiotensin II Tubulus t- - - - - - - - - Tahanan l Tahanan distal arterial T arterial eferenGambar 26-18 Struktur aparat jukstaglamerulus, menunjukkan aferenkemungkinan perannya dalam mekanisme umpan batik untukmengatur fungsi nefran. Gambar 26-19 Mekanisme umpan batik makula densa untuk autaregulasi tekanan hidrostatik glamerulus dan laju filtrasi glomerulus (LFG) selama penurunan tekanan arteri renatis. 343

Unit V Cairan Tub uh dan Ginjal direabsorpsi di tubulus proksimal. Oleh karena asam amino clan natrium direabsorbsi bersama oleh tubulus proksimal, kasus). Namun, obat-obat yang menghambat angiotensin II maka kenaikan reabsorbsi asam amino juga merangsang dapat berguna sebagai obat terapeutik pada banyak pasien reabsorbsi natrium dalam tubulus proksimal. Penurunan hipertensi, gaga! jantung kongestif, clan berbagai kondisi pengiriman natrium ke makula densa (lihat Gambar 26-19) lain selama pasien tersebut tetap diawasi untuk memastikan ini, kemudian mencetuskan penurunan tahanan arterial tidak terjadi penurunan LFG yang hebat. aferen yang diperantarai oleh umpan balik tubuloglomerulus, seperti yang telah dibahas sebelumnya. Penurunan tahananAutoregulasi Miogenik Aliran Darah Ginjal dan arteriol aferen akan meningkatkan aliran darah ginjal clanLFG LFG . Kenaikan LFG ini menyebabkan ekskresi natrium dipertahankan pada kadar yang mendekati normal sementaraMekanisme lain yang membantu mempertahankan terjadi kenaikan ekskresi produk sisa metabolisme protein,aliran darah ginjal dan LFG agar relatif konstan adalah seperti ureum.kemampuan setiap pembuluh darah untuk menahanregangan yang terjadi selama kenaikan tekanan arteri, Mekanisme serupa juga dapat menjelaskan terjadinyafenomena ini disebut m ekanisme miogenik. Penelitian kenaikan aliran darah ginjal dan LFG pada kondisi kadarpada pembuluh darah (terutama arteriol kecil) di seluruh glukosa darah tinggi yangdialami oleh pasien diabetes melitustubuh telah menunjukkan pembuluh tersebut berespons yang tidak terkontrol. Oleh karena glukosa, sama sepertiterhadap peningkatan tegangan dinding atau regangan beberapa jenis asam amino, juga direabsorbsi bersamadinding dengan cara mengontraksikan otot polos vaskular. dengan natrium di tubulus proksimal, maka kenaikanRegangan dinding vaskular memudahkan peningkatan pengiriman glukosa ke tubulus menyebabkan tubuluspergerakan ion kalsium dari cairan ekstrasel ke dalam sel, mereabsorbsi kelebihan natrium bersama dengan glukosa.menyebabkan pembuluh berkontraksi melalui mekanisme Hal ini kemudian menurunkan pengiriman natrium kloridayang dibahas pada Bab 8. Kontraksi ini mencegah regangan ke makula densa, mengaktifkan dilatasi arterial aferenberlebihan pembuluh, dan pada waktu yang bersamaan, yang diperantarai oleh umpan balik tubuloglomerulus, clanmelalui kenaikan tahanan vaskular, membantu mencegah selanjutnya meningkatkan aliran darah ginjal clan LFG.kenaikan aliran darah ginjal dan LFG yang berlebihanketika tekanan arteri meningkat. Contoh ini memperlihatkan bahwa aliran darah ginjal clan LFG bukan merupakan variabel utama yang dikontrol Meskipun mekanisme miogenik mungkin bekerja oleh mekanisme umpan balik tubuloglomerulus. Tujuanpada sebagian besar anteriol di seluruh tubuh, arti utama umpan balik ini ialah untuk memastikan pengirimanpentingnya terhadap autoregulasi aliran darah ginjal dan natrium klorida yang konstan ke tubulus distal, tempatLFG dipertanyakan oleh beberapa ahli fisiologi, karena akhir pengolahan urine. Jadi, berbagai gangguan yangmekanisme yang sensitif-tekanan ini tidak mempunyai cenderung meningkatkan reabsorpsi natrium klorida padacara untuk langsung mendeteksi perubahan aliran tubulus sebelum mencapai makula densa cenderung akandarah ginjal atau LFG. Namun demikian, mekanisme ini menimbulkan kenaikan aliran darah ginjal clan LFG, yangmungkin lebih penting dalam melindungai ginjal dari kemudian akan membantu mengembalikan pengirimankerusakan akibat-hipertensi.Sebagai jawaban peningkatan natrium klorida distal menjadi normal, sehingga laju ekskresitekanan darah mendadak, respons konstriktor miogenik natrium clan air yang normal dapat dipertahankan (lihatdi arteriola aferen terjadi dalam beberapa detik dan Gambar 26-19).oleh karena itu melemahkan penghantaran peningkatantekanan arteri ke kapiler glomerulus. Urutan peristiwa yang berlawanan, dapat terjadi jika reabsorpsi tubulus proksimal berkurang. Sebagai contoh, Faktor Lain yang Meningkatkan Aliran Darah Ginjal dan bila tubulus proksimal rusak (yang dapat terjadi akibat LFG: Asupan Tinggi Protein dan Kenaikan Glukosa Darah keracunan logam berat seperti air raksa, atau obat dosis Meskipun aliran darah ginjal clan LFG relatif stabil pada tinggi, seperti tetrasiklin), maka kemampuannya untuk banyak kondisi, namun terdapat beberapa keadaan yang mereabsorbsi natrium klorida akan menurun. Sebagai disertai perubahan bermakna dari variabel-variabel ini. akibatnya, sejumlah besar natrium klorida dikirimkan ke Sebagai contoh, asupan tinggi protein diketahui dapat tubulus distal, clan tanpa adanya kompensasi yang sesuai, meningkatkan aliran darah ginjal dan LFG. Pada diet tinggi secara cepat akan menyebabkan kehilangan volume dalam protein yang kronis, seperti yang terjadi pada diet yang jumlah besar. Salah satu respons kompensasi yang penting mengandung sejumlah besar daging, kenaikan LFG clan tampaknya adalah vasokonstriksi ginjal yang diperantarai aliran darah ginjal ini sebagian disebabkan oleh pertumbuhan oleh umpan batik tubuloglomerulus, yang terjadi sebagai ginjal. Namun, LFG clan aliran darah ginjal meningkat 20-30 respons terhadap peningkatan pengiriman natrium klorida ke persen dalam waktu 1 atau 2 jam setelah seseorang makan makula densa. Contoh tersebut sekali lagi memperlihatkan makanan berprotein tinggi. betapa pentingnya mekanisme umpan batik ini dalam memastikan bahwa tubulus distal telah menerima natrium Salah satu keterangan peningkatan LFG ini adalah klorida, zat terlarut cairan tubulus yang lain, clan volume sebagai berikut: Daging berprotein tinggi meningkatkan cairan tubulus dengan laju pengiriman yang tepat sehingga pelepasan asam amino ke dalam darah, yang kemudian zat-zat tersebut akan diekskresikan dalam urine dengan jumlah yang sesuai.344

Bab 26 Pembentukan Urine oleh Ginjal: I. Filtrasi Glomerulus, Ali ran Darah Ginjal, dan PengaturannyaDaftar Pustaka Hall JE, Brands MW: The renin-angiotensin-aldosterone system: renal mechanisms and circulatory homeostasis. In Seldin DW, Giebisch G,Beeuwkes R Ill: The vascular organization of the kidney, Annu Rev Physiol eds: The Kidney-Physiology and Pathophysiology, ed 3, New York, 2000, 42:531, 1980. Raven Press, pp 1009-1046.Bell PD, Lapointe JY, Peti-Peterdi J: Macula densa cell signaling, Annu Rev Hall JE, Henegar JR, Dwyer TM, et al: Is obesity a major cause of chronic Physiol 65:481 , 2003. kidney disease? Adv Ren Replace Ther 11:41, 2004.Cowley AW Jr, Mori T, Mattson D, et al: Role of renal NO production in Haraldsson B, Siirensson J: Why do we not all have proteinuria? An update the regulation of medullary blood flow, Am} Physiol Regul lntegr Comp of our current understanding of the glomerular barrier, News Physiol Physiol 284:R 1355, 2003. Sci 19:7, 2004.Cupples WA, Braam B: Assessment of renal autoregulation, Am} Physiol Kriz W, Kaissling B: Structural organization of the mammalian kidney. In Renal Physiol 292:F1105, 2007. Seldin DW, Giebisch G, eds: The Kidney-Physiology andPathophysiology, ed 3, New York, 2000, Raven Press, pp 587-654.Deen WN: What determines glomerular capillary permeability?} Clin Invest 114:1412, 2004. Loutzenhiser R, Griffin K, Williamson G, et al: Renal autoregulation: new perspectives regarding the protective and regulatory roles ofDiBona GF: Physiology in perspective: The Wisdom of the Body. Neural the underlying mechanisms, Am } Physiol Regul lntegr Comp Physiol control of the kidney, Am} Physiol Regul lntegr Comp Physiol 289:R633, 290:R 1153, 2006. 2005. Pallone TL, Zhang Z, Rhinehart K: Physiology of the renal medullaryDrummond HA. Grifoni SC, Jernigan NL: A new trick for an old dogma: microcirculation, Am} Physiol Renal Physiol 284:F253, 2003. ENaC proteins as mechanotransducers in vascular smooth muscle, Physiology (Bethesda) 23:23, 2008. Roman RJ: P-450 metabolites of arachidonic acid in the control of cardiovascular function, Physiol Rev 82:131, 2002.Fowler CJ, Griffiths D, de Groat WC: The neural control of micturition, Nat Rev Neurosci 9:453, 2008. Schnermann J, Levine DZ: Paracrine factors in tubuloglomerular feedback: adenosine, ATP, and nitric oxide, Annu Rev Physiol 65:501, 2003.Hall JE: Angiotensin II and long-term arterial pressure regulation: the overriding dominance of the kidney, } Am Soc Nephrol 10:(Suppl 12):s258, 1999. 345



BAB 27 Pembentul,an Urine oleh Ginjal: •-- II. Reabsorpsi dan Sekresi Tubulus Alih Bahasa: Dr. dr. Minarma Siagian Editor: dr. M. Djauhari Widjajakusumah Reabsorpsi dan Sekresi Tubulus Ginjal hari x 1 g/L, atau 180 g/hari. Oleh karena sebetulnya secara normal tidak ada glukosa hasil filtrasi yang diekskresikan,Sewaktu filtrat glomerulus memasuki tubulus ginjal, maka kecepatan reabsorpsi glukosa juga 180 g/hari.filtrat ini mengalir melalui bagian-bagian tubulus secaraberurutan-tubulus proksimalis, ansa Henle, tubulus Dari Tabet 27-1, dua hal segera terlihat dengan jelas.distalis, tubulus koligens, dan akhirnya duktus koligens Pertama, untuk kebanyakan zat, proses filtrasi glomerulus-sebelum diekskresikan sebagai urine. Di sepanjang jalan dan reabsorpsi tubulus secara kuantitatif relatif besaryang dilaluinya, beberapa zat direabsorbsi secara selektif dibandingkan dengan ekskresi urine. Ini berartidari tubulus kembali ke dalam darah, sedangkan yang lain bahwa sedikit saja perubahan pada filtrasi glomerulusdisekresikan dari darah ke dalam lumen tubulus. Pada atau reabsorbsi tubulus, maka secara potensial dapatakhirnya, urine yang terbentuk dan semua zat di dalam menyebabkan perubahan yang relatif besar pada ekskresiurine akan menggambarkan penjumlahan dari tiga proses urine. Sebagai contoh, penurunan reabsorpsi tubulusdasar ginjal filtrasi glomerulus, reabsorpsi tubulus, dan sebesar 10 persen; dari 178,5 menjadi 160,7 L/hari, akansekresi tubulus: meningkatkan volume urine dari 1,5 menjadi 19,3 L/hari (meningkat hampir 13 kali lipat) bila laju filtrasi glomerulus Ekskresi urine =Filtrasi glomerulus - Reabsorpsi tu bulus (LFG) tetap konstan. Tetapi, pada kenyataannya, perubahan-perubahan reabsorpsi tubulus dan filtrasi + Sekresi t ubulus glomerulus terkoordinasi begitu ketat, sehingga dapat dihindari terjadinya fluktuasi ekskresi urine yang besar. Untuk kebanyakan zat, dalam menentukan kecepatanakhir ekskresi urine, reabsorbsi tubular memegang peran Kedua, tidak seperti filtrasi glomerulus, yang secaralebih penting daripada sekresi. Walaupun demikian, relatif tidak selektif (pada dasarnya semua zat terlarutsekresi tubulus berperan atas sejumlah besar ion kalium, dalam plasma akan difiltrasi kecuali protein plasma atauion hidrogen dan beberapa zat lain yang dijumpai dalam zat-zat yang terikat pada protein), reabsorpsi tubulusurine. bersifat sangat selektif. Beberapa zat, seperti glukosa dan asam amino, direabsorbsi hampir sempurna dari tubulus,Reabsorpsi Tubulus secara Kuantitatif Besar dan sehingga pada dasarnya, kecepatan ekskresi urine adalahSangat Selektif no!. Banyak ion dalam plasma, seperti natrium, klorida, dan bikarbonat, juga sangat tinggi direabsorbsi, tetapiTabel 27-1 menunjukkan perlakuan ginjal untuk kecepatan reabsorpsi dan ekskresi urinenya bervariasi,beberapa zat yang difiltrasi secara bebas dalam ginjal bergantung pada kebutuhan tubuh. Produk bu~nga~dan direabsorbsi pada kecepatan yang berbeda-beda. seperti ureum dan kreatinin, sedikit direabsorbs1 danKecepatan filtrasi masing-masing zat ini dihitung sebagai tubulus dan diekskresi dalam jumlah yang relatif besar.berikut. Oleh karena itu, dengan mengontrol kecepatan Filtrasi =Kecepat an filtrasi glomerulus x Konsentrasi reabsorbsi berbagai zat, ginjal mengatur ekskresi zat terlarut secara terpisah, yang merupakan suatu plasma kemampuan yang penting untuk pengaturan komposisi cairan tubuh yang tepat. Dalam bab ini, kita membahas Perhitungan ini menganggap zat-zat difiltrasi secara mengenai mekanisme yang menyebabkan ginjal mampubebas dan tidak terikat pada protein plasma. Sebagai secara selektif mereabsorbsi atau menyekresi berbagai zatcontoh, kalau konsentrasi glukosa plasma adalah 1 g/L, pada kecepatan yang berbeda-beda.jumlah glukosa yang difiltrasi setiap hari kira-kira 180 LI 347

Unit V Cairan Tubuh dan GinjalTabel 27- 1 Laj u Filtrasi, Reabsorpsi, dan Ekskresi Berbagai Zat oleh GinjalGlukosa (g/hari) jumlahyang jumlahyang jumlah yang % Beban Terfiltrasi yangBikarbonat (mEq/h ari) D ifi ltrasi Direabsorpsi Diekskresi DireabsorpsiSodium (mEq/hari)Klorida (mEq/hari) 180 180 0 100Potasium (mEq/hari) 4.320 4.318 2 > 99,9Ureum (g/hari) 25.560 25.41 0 150Kreatinin (g/hari) 19.440 19.260 180 99,4 92 99,1 756 664 23,4 87,8 46,8 23,4 1,8 50 1,8 0 0 Reabsorpsi Tubulus Termasuk Mekanisme Kapiler Sel FILT RASI Pasif dan Aktif pe ritu bulus tu buIus LumenBila suatu zat akan direabsorbsi, pertama zat tersebut Darahharus ditranspor (1) melintasi membran epitel tubulus kedalam cairan interstisial ginjal clan kemudian (2) melalui REABSORPSI EKSKRESImembran kapiler peritubulus kembali ke dalam darah(Gambar 27-1). Oleh karena itu, reabsorpsi air clan zat Gambar 27- 1 Reabsorpsi air dan zat terlarut yang terfiltrasi, dariterlarut meliputi serangkaian langkah transpor. Reabsorpsimelalui epitel tubulus ke dalam cairan interstisial meliputi lumen tubulus melewati sel epitel tubulus, melalui interstisiumtranspor aktif atau pasif dengan mekanisme dasar yangsama seperti yang dibahas dalam Bab 4, yaitu transpor ginjal. dan kembali masuk ke dalam darah. Zat terlarut diangkutmelalui membran lain dalam tubuh. Sebagai contoh, airclan zat terlarut dapat ditranspor melalui membran selnya melewati sel Uatur transe/ular) dengan cara difusi pasif at ausendiri (jalur transelular) atau melalui ruang antar sel transpor aktif, atau antara sel-sel Ualur parase/ular) dengan difusi.(jalur paraselular) . Kemudian, setelah absorpsi melaluisel epitel tubulus ke dalam cairan interstisial ini, air clan Air diangkut mela lui sel dan antara sel-sel tubulus dengan osmosis.zat terlarut selanjutnya ditranspor melalui dinding kapilerke dalam darah dengan cara ultrafiltrasi (bulk flow) Pengangkuta n air dan zat terlarut dari cairan interstisial masuk keyang diperantarai oleh tekanan hidrostatik clan tekananosmotik koloid. Kapiler peritubulus bersifat seperti dalam kapiler peritubulus terjadi melalui ultrafiltrasi (bulk flow) .ujung vena dari kapiler pada umumnya, karena terdapatdaya reabsorpsi neto yang menggerakkan cairan clan zat disebut osmosis, yang berarti suatu difusi air dari daerahterlarut dari interstisium ke dalam darah. dengan konsentrasi zat terlarut yang rendah (konsentrasi air yang tinggi) ke daerah dengan konsentrasi zat terlarutTranspor Aktif tinggi (konsentrasi air rendah).Transpor aktif dapat mendorong suatu zat terlarut Zat Terlarut Dapat Ditranspor melalu i Sel Epitel ataumelawan gradien elektrokimia clan membutuhkan Antara Sel-Sel. Sel-sel tubulus ginjal, seperti sel-sel epitelenergi yang berasal clan metabolisme. Transpor yang lainnya, terikat satu sama lain oleh tauterat (tightjunctions) .berhubungan langsung dengan suatu sumber energi, Ruang interselular lateralis terdapat di belakang taut eratseperti hidrolisis adenosin trifosfat (ATP), disebut clan memisahkan sel-sel epitel tubulus. Zat terlarut dapatsebagai transpor aktif primer. Suatu contoh yang baik direabsorbsi atau disekresi melintasi sel-sel melalui jaluradalah pompa natrium kalium ATPase yang berfungsi transelular, atau antara sel-sel dengan bergerak melintasipada hampir semua bagian tubulus ginjal. Transpor yang taut erat clan ruang interselular, melalui jalur paraselular.berhubungan secara tidak langsung dengan suatu sumber Natrium adalah suatu unsur yang bergerak melalui keduaenergi, seperti yang diakibatkan oleh gradien ion, disebut jalur, walaupun sebagian besar natrium ditranspor melaluisebagai transpor aktif sekunder. Reabsorpsi glukosa oleh jalur transelular. Pada beberapa segmen nefron, terutamatubulus ginjal adalah suatu contoh dari transpor aktifsekunder. Walaupun zat terlarut dapat direabsorbsi olehtubulus melalui mekanisme aktif dan/atau pasif, air selaludireabsorbsi dengan mekanisme fisik pasif (nonaktif) yang348

Bab 27 Pembentukan Urine oleh Ginjal: II. Reabsorpsi dan Sekresi Tubulustubulus proksimal, air juga direabsorbsi melalui jalur natrium ke dalam sel, karena konsentrasi natrium intraselparaselular, clan zat-zat yang terlarut dalam air, khususnya rendah (12 mEq/L) clan konsentrasi natrium dalam cairanion kalium, magnesium clan klorida, dibawa bersama tubulus tinggi (140 mEq/L) clan (2) intrasel yang negatif-cairan yang direabsorbsi di antara sel-sel. -70 milivot ini, menarik ion natrium positif dari lumen tubulus ke dalam sel. Transpor Aktif Primer melalui Membran Tubulus Reabsorpsi aktif natrium oleh natrium-kalium ATPaseBerhubungan dengan Hidrolisis ATP. Peran transpor terjadi pada sebagian besar tubulus. Pada bagian-bagianaktif primer yang penting adalah bahwa hat ini dapat tertentu nefron, terdapat perlengkapan tambahan untukmenggerakkan zat terlarut melawan suatu gradien menggerakkan natrium dalam jumlah besar ke dalamelektrokimia. Energi untuk transpor aktif ini bersumber sel. Pada tubulus proksimal, terdapat sejumtah besardari hidrolisis ATP melalui ATPase yang terikat membran; brush border pada sisi luminal clan membran (sisi yangATPase ini juga merupakan suatu komponen dari menghadap lumen tubulus) yang memperluas areamekanisme karier yang mengikat clan menggerakkan zat permukaan kira-kira 20 kali lipat. Di situ juga terdapatterlarut melintasi membran sel. Pengangkut aktif primer protein pembawa yang mengikat ion natrium pada bagiandi ginjal yang telah dikenal antara lain natrium-kalium permukaan luminal membran clan melepaskan ion iniATPase, hidrogen ATPase, hidrogen-kalium ATPase, clan ke dalam sel, sehingga menghasilkan difusi terfasilitasikalsium ATPase. natrium melalui membran ke dalam sel. Protein pembawa natrium ini juga penting untuk transpor aktif sekunder Suatu contoh yang baik dari sistem transpor aktif primer zat-zat lain, seperti glukosa clan asam amino, yang akanadalah reabsorpsi ion-ion natrium melintasi membran kita bahas kemudian.tubulus proksimal, seperti yang terlihat pada Gambar27-12. Pada sisi basolateral sel-sel epitel tubulus, membran Dengan demikian, reabsorpsi akhir ion natriumsel mempunyai sistem natrium-kalium ATPase ekstensif dari lumen tubulus kembali ke dalam darah melibatkanyang menghidrolisis ATP clan menggunakan energi yang setidaknya tiga tahap berikut.dilepaskan untuk mentranspor ion natrium keluar dari selmasuk ke dalam interstisium. Pada waktu yang bersamaan, 1. Natrium berdifusi melalui membran luminal (yangkalium ditranspor dari interstisium ke dalam sel. Cara kerja juga disebut membran apikal) ke dalam sel, mengikutipompa ion ini mempertahankan konsentrasi natrium suatu gradien elektrokimia yang terbentuk olehintrasel tetap rendah clan kalium intrasel tetap tinggi serta pompa natrium-kalium ATPase pada sisi basolateralmenciptakan suatu muatan negatif akhir kira-kira -70 membran.milivolt di dalam sel. Pemompaan aktif natrium keluardari sel melintasi membran basolateral sel membantu 2. Natrium ditranspor melalui membran basolateraldifusi natrium secara pasif melintasi membran sel luminal, melawan suatu gradien elektrokimia yang ditimbulkandari lumen tubulus ke dalam sel, dengan dua alasan: (1) oleh pompa natrium-kalium ATPase.Terdapat suatu gradien konsentrasi yang membantu difusi 3. Natrium, air, clan zat-zat lain direabsorbsi dari cairan Kapiler Sel epitel Lumen interstisial ke dalam kapiler peritubulus dengan caraperitubulus tubulus tubulus ultrafiltrasi, yaitu suatu proses pasif yang digerakan oleh gradien tekanan hidrostatik clan tekanan koloid (-3mv) osmotik. Tautan erat Reabsorpsi Aktif Sekunder melalui Membran Cairan Membran Ruang interselular Tubulus. Pada transpor aktif sekunder, dua atau lebihinterstisial basalis zat berinteraksi dengan suatu protein membran spesifikGambar 27-2 Mekanisme dasar untuk transpor aktif natrium (molekul carrier) clan ditranspor bersama melewatimelalui sel epitel tubulus. Pompa natrium-kalium mengangkut membran. Saat salah satu zat (misalnya, natrium)natrium dari bagian dalam sel melewati membran basolateral. berdifusi mengikuti gradien elektrokimianya, energimenimbulkan konsentrasi natrium intrasel yang rendah dan yang dilepaskan digunakan untuk menggerakkanpotensial listrik intrasel yang negatif. Konsentrasi natrium intrasel zat lain (misalnya, glukosa) untuk melawan gradienyang rendah dan potensial listrik yang negatif menyebabkan ion elektrokimianya. Jadi, transpor aktif sekunder tidaknatrium berdifusi dari lumen tubulus ke dalam sel melalui brush membutuhkan energi secara langsung dari ATP atauborder. dari sumber fosfat berenergi tinggi yang lain. Sebaliknya, sumber energi langsung adalah energi yang dilepaskan oleh difusi terfasilitasi secara simultan dari zat-zat lain yang ditranspor mengikuti gradien elektrokimianya. Gambar 27-3 menunjukkan transpor aktif sekunder dari glukosa clan asam amino dalam tubulus proksimal. Pada kedua zat ini, protein pengangkut khusus di dalam brush border berikatan dengan ion natrium clan satu molekul asam amino atau glukosa pada waktu 349

UnitV Cairan Tubuh dan Ginjal Cai ran Sel Lumen untuk difusi terfasilitasi natrium yang melintasi membraninterstisial tubulus tubulus luminal dapat dipertahankan, clan difusi natrium masuk ke Ko-transpor dalam sel inilah yang menyediakan energi untuk transpor Glukosa keluar glukosa melintasi membran luminal yang terjadi Glukosa pada saat yang bersamaan. Oleh karena itu, reabsorpsi Na+ glukosa ini disebut sebagai \"transpor aktif sekunder\" karena Na+ Na+ glukosa sendiri direabsorbsi melawan gradien kimia, tetapi -70 mV \"sekunder\" terhadap transpor aktif primer natrium. Asam aminoK+ Hal penting lainnya adalah bahwa suatu zat dikatakan mengalami transpor \"aktif\" apabila paling sedikit terdapat ~-- - - Asam amino satu tahap dalam reabsorpsi yang melibatkan transpor aktif primer atau sekunder, walaupun tahap-tahap lain -70mV dalam proses reabsorpsi adalah pasif. Untuk reabsorpsi glukosa, terjadi transpor aktif sekunder pada membran Konter-transpor luminaL tetapi difusi terfasilitasi pasif terjadi di membran basolateral, clan pengambilan pasif akibat bulk flow yangGambar 27-3 Mekanisme transpor aktif sekunder. Sel di atas terjadi di kapiler peritubulus.menunjukkan ko-transpor glukosa dan asam amino bersama Sekresi Aktif Sekunder ke dalam Tubulus. Beberapa zat disekresikan ke dalam tubulus dengan cara transpordengan ion natrium melalui sisi apikal sel epitel tubulus, diikuti aktif sekunder. Hal ini sering kali melibatkan konter-oleh difusi terfasilitasi melalui membran basolateral. Sel di bawah transpor (counter-transport) zat dengan ion-ion natrium. Pada konter-transpor, energi yang dilepaskan dari gerakanmenunjukkan konter-transpor ion hidrogen dari dalam sel melewati masuk salah satu zat (sebagai contoh, ion natrium) menyebabkan pergerakan keluar zat kedua dalam arahmembran apikal dan masuk ke dalam lumen tubulus; pergerakan yang berlawanan.ion natrium ke dalam sel, mengikuti gradien elektrokimia yangditimbulkan oleh pompa natrium-kalium di membran basolateral, Salah satu contoh konter-transpor, ditunjukkan padamemberikan energi untuk transpor ion hidrogen dari dalam sel Gambar 27-3, adalah sekresi aktif ion hidrogen yangmasuk ke dalam lumen tubulus. GLUT, transporter glukosa; NHE, terangkai dengan reabsorpsi natrium pada membran luminal tubulus proksimal. Dalam ha! ini, natrium masukexchanger natrium-hidrogen; SGLT, ko-transporter natrium- ke dalam sel bersamaan dengan pengeluaran hidrogen dari sel oleh konter-transpor natrium-hidrogen. Transpor iniglukosa . diperantarai oleh suatu protein spesifik (exchanger natrium- hidrogen) pada brush border membran luminal. Sewaktuyang bersamaan. Mekanisme-mekanisme transpor ini natrium diangkut ke bagian dalam sel, ion hidrogen didesakbegitu efisien sehingga mekanisme tersebut betul-betul keluar dari arah yang berlawanan ke dalam lumen tubulus.mengangkut semua glukosa clan asam amino dari lumen Prinsip dasar dari transpor aktif primer clan sekundertubulus . Setelah masuk ke dalam sel, glukosa clan asam dibahas secara lebih detail pada Bab 4.amino keluar melalui membran basolateral dengan caradifusi didorong oleh konsentrasi yang tinggi dari glukosa Pinositosis-Suatu Mekanisme Transpor Aktif untukclan asam amino dalam sel yang difasilitasi oleh protein Reabsorpsi Protein. Beberapabagiandaritubulus,terutamatranspor spesifik. tubulus proksimal, mereabsorbsi molekul-molekul besar seperti protein dengan cara pinositosis. Dalam proses ini, Ko-transporter natrium glukosa (SGLT2 dan SGLTI) protein melekat ke brush border membran luminal, clanterdapat pada brush border sel tubulus proksimal clan kemudian bagian membran ini berinvaginasi ke bagianmembawa glukosa ke dalam sitoplasma sel melawan dalam sel sampai protein terjepit dengan sempurnagradien konsentrasi, seperti yang telah dijelaskan clan terbentuk suatu vesikel yang mengandung proteinsebelumnya. Kira-kira 90 persen glukosa yang difiltrasi tersebut. Segera setelah berada di dalam sel, proteinakan direabsorpsi oleh SGLT2 di bagian awal tubulus itu dicerna menjadi asam amino penyusunnya, yangproksimal (segmen Sl) clan 10 persen sisanya ditranspor direabsorbsi melewati membran basolateral ke dalamoleh SGLTl di bagian akhir tubulus proksimal. Pada sisi cairan interstisial. Oleh karena pinositosis membutuhkanbasolateral membran, glukosa berdifusi keluar sel menuju energi, maka diduga merupakan suatu bentuk transporruang interstisial dengan bantuan transporter glukosa- aktif.GLUT2, di segmen Sl, clan GLUTI di bagian akhir(segmen 53) tubulus proksimal. Transpor Maksimum untuk Zat yang Direabsorbsi Secara Aktif. Pada kebanyakan zat yang direabsorbsi clan Walaupun transpor glukosa melawan gradien kimia disekresikan secara aktif, terdapat suatu batas kecepatantidak secara langsung menggunakan ATP, reabsorpsi agar zat terlarut dapat ditranspor, sering disebut sebagaiglukosa bergantung pada energi yang dilepaskan olehpompa natrium-kalium ATPase aktif primer di membranbasolateral. Akibat aktivitas pompa ini, gradien elektrokimia3 50

Bab 27 Pembentukan Urine oleh Ginjal: II. Reabsorpsi dan Sekresi Tubulustranspor maksimum. Keterbatasan ini disebabkan oleh glukosa dalam urine (pada ambang) terjadi sebelum •kejenuhan dari sistem transpor spefisik yang dilibatkan transpor maksimum tercapai. Satu hal yang membedakanapabila jumlah zat terlarut yang sampai ke tubulus (disebut antara ambang clan transpor maksimum adalah bahwabeban tubulus) melebihi kapasitas protein pengangkut clan tidak semua nefron mempunyai transpor maksimumenzim-enzim spesifik yang terlibat dalam proses transpor. yang sama untuk glukosa, clan sebagian nefron karena itu mulai mengekskresikan glukosa sebelum bagian yang lain Sistem transpor glukosa di dalam tubulus proksimal mencapai transpor maksimumnya. Secara keseluruhanmerupakan satu contoh yang baik. Normalnya, glukosa transpor maksimum untuk ginjal, yang normalnya sekitartidak terdapat dalam urine, karena pada dasarnya semua 375 mg/menit, tercapai apabila semua nefron telahglukosa yang difiltrasi akan direabsorbsi di tubulus mencapai kapasitas maksimumnya untuk mereabsorbsiproksimal. Namun, bila beban yang difiltrasi melebihi glukosa.kemampuan tubulus mereabsorbsi glukosa, maka akanterjadi ekskresi glukosa dalam urine. Glukosa plasma pada orang sehat hampir tidak pernah menjadi cukup tinggi untuk menyebabkan ekskresi glukosa Pada orang dewasa, transpor maksimum glukosa rata- di dalam urine, bahkan setelah makan. Tetapi, pada diabetesrata sekitar 375 mg/menit, sedangkan beban glukosa yang melitus yang tidak terkontrol, glukosa plasma dapatdifiltrasi hanya sekitar 125 mg/menit (LFG x glukosa meningkat sampai kadar yang tinggi, menyebabkan bebanplasma = 125 ml/menit x 1 mg/ml). Dengan peningkatan glukosa yang difiltrasi melebihi transpor maksimumnyaLFG yang besar dan/atau konsentrasi glukosa plasma clan sebagai akibatnya terjadi ekskresi glukosa dalam urine.yang meningkatkan beban glukosa yang difiltrasi melebihi Beberapa transpor maksimum yang penting untuk zat-zat375 mg/menit, kelebihan glukosa yang difiltrasi tidak yang direabsorbsi secara aktif oleh tubulus adalah sebagaidireabsorbsi clan diekskresikan ke dalam urine. berikut. Gambar 27-4 menunjukkan hubungan antara Zat Transpor Maksimumkonsentrasi glukosa plasma, beban glukosa yang difiltrasi,transpor maksimum tubulus untuk glukosa, clan kecepatan Glukosa 375 mg/menitekskresi glukosa ke dalam urine. Perhatikan bahwa bila Fosfat 0,1 0 mM/menitkonsentrasi glukosa plasma adalah 100 mg/100 ml clan Sulfat 0,06 mM/menitbeban yang difiltrasi pada batas normal, 125 mg/menit, Asam amino 1,5 mM/menitmaka tidak ada ekskresi glukosa ke dalam urine. Namun, Urat 15 mg/menitbila konsentrasi glukosa plasma meningkat menjadi Laktat 75 mg/menitsekitar 200 mg/100 ml clan beban yang difiltrasi meningkat Protein plasma 30 mg/menitmenjadi sekitar 250 mg/menit, sejumlah kecil glukosamulai diekskresikan dalam urine. Titik ini disebut sebagai Transpor Maksimum untuk Zat yang Diskresi secaraambang untuk glukosa. Perhatikan bahwa munculnya Aktif. Zat-zat yang disekresi secara aktifjuga mempunyai transpor maksimum sebagai berikut. 900 800 Zat Transporc: Kreatinin Maksimum~£ 700 Asam para-aminohipurat.8 5i 16 mg/menit·~-§, 600 80 mg/menit~... E 500 Zat yang Ditranspor secara Aktif tetapi Tidak Mempunyai Transpor Maksimum. Alasan mengapa zatQ) ::={!- terlarut yang ditranspor secara aktif mempunyai transpor maksimum adalah karena sistem pengangkut transpor:I .:: mengalami kejenuhan sewaktu beban tubulus bertambah. Beberapa zat yang direabsorbsi secara pasif tidak~ ~ 400 mempunyai transpor maksimum karena laju transpor·u; ! zat-zat ini ditentukan oleh faktor-faktor lain, seperti (1) gradien elektrokimia bagi difusi zat-zat melewatie- ~ 300 membran, (2) permeabilitas membran bagi zat-zat, dan (3) lamanya cairan yang mengandung zat tersebut berada di00 dalam tubulus. Tipe transpor seperti ini disebut transpor gradien-waktu karena laju transpornya bergantung padam.cIJI~ gradien elektrokimia clan lamanya zat-zat itu berada :I dalam tubulus, yang selanjutnya bergantung pada laju \"Si 200 aliran tubulus.a: Beberapa zat yang ditranspor secara aktif juga mempunyai sifat transpor gradien-waktu. Contohnya 100 100 200 300 400 500 600 700 800 Konsentrasi glukosa plasma (mg/100ml)Gambar 27-4 Hubungan antara beban glukosa terfiltrasi,kecepatan reabsorpsi glukosa oleh tubulus ginjal, dan kecepatanekskresi glukosa ke dalam urine. Transpor maksimum merupakankecepatan maksimum reabsorpsi glukosa dari tubulus. Ambangbatas untuk glukosa adalah besar beban glukosa terfiltrasi yangpertama kali menyebabkan glukosa mulai diekskresikan ke dalamurine. 351

Unit V Cairan Tubuh dan Ginjal Sewaktu air bergerak melintasi taut erat dengan cara osmosis, air juga dapat membawa serta beberapa zatadalah reabsorpsi natrium dalam tubulus proksimal. terlarut, yaitu suatu proses yang disebut sebagai tarikanAlasan utama bahwa transpor natrium dalam tubulus zat terlarut (solvent drag). Selain itu, karena reabsorpsiproksimal tidak mempunyai suatu transpor maksimum air, zat terlarut organik, dan ion terjadi bersamaan denganialah karena terdapat faktor-faktor lain yang membatasi reabsorpsi natrium, maka perubahan pada reabsorpsilaju reabsorpsi di samping laju maksimum transpor natrium akan sangat memengaruhi reabsorpsi air danaktif. Sebagai contoh, pada tubulus proksimal, kapasitas banyak zat terlarut lainnya.transpor maksimum pompa natrium-kalium ATPasebasolateral biasanya jauh lebih besar daripada laju Pada bagian nefron yang terletak lebih distal, mulaireabsorpsi natrium yang sebenarnya. Penyebabnya adalah dari ansa Henle sampai ke tubulus koligens, taut eratkarena sejumlah besar natrium yang ditranspor keluar ini menjadi jauh kurang permeabel terhadap air dan zatsel, masuk kembali ke dalam lumen tubulus melalui terlarut, dan luas area permukaan membran sel-sel epitelepitel taut erat. Laju terjadinya kebocoran ini bergantung jauh berkurang. Oleh karena itu, air tidak dapat bergerakkepada beberapa faktor, antara lain (1) permeabilitas taut secara mudah melewati taut erat membran tubuluserat dan (2) gaya-gaya fisika interstisial, yang menentukan dengan osmosis. Akan tetapi, hormon antidiuretik (ADH)laju reabsorpsi bulk flow dari cairan interstisial ke dalam dapat sangat meningkatkan permeabilitas air di tubuluskapiler peritubulus. Oleh karena itu, transpor natrium distal dan tubulus koligens, seperti yang akan dibahasdalam tubulus proksimal terutama lebih mengikuti kemudian.prinsip transpor gradien-waktu daripada prinsip transpormaksimum tubulus. Hal ini berarti bahwa semakin besar Jadi, pergerakan air melewati epitel tubulus bisakonsentrasi natrium dalam tubulus proksimal, semakin terjadi hanya bila membran itu permeabel terhadap air,besar pula laju reabsorpsinya. Begitu pula, semakin lambat tidak peduli berapa besar gradien osmotiknya. Padalaju aliran cairan tubulus, makin besar pulalah persentase tubulus proksimal, permeabilitas air selalu tinggi, dan airnatrium yang dapat direabsorbsi dari tubulus proksimal. direabsorbsi secepat zat terlarut. Pada bagian asendens ansa Henle, permeabilitas air selalu rendah, sehingga Pada bagian yang lebih distal dari nefron, sel epitel hampir tidak ada air yang direabsorbsi, walaupun gradienmempunyai taut yang lebih erat dan mentranspor lebih osmotiknya besar. Permeabilitas air pada bagian akhirsedikit natrium. Pada segmen ini reabsorpsi natrium tubulus-tubulus distal, tubulus koligens, dan duktusmempunyai transpor maksimum yang mirip dengan koligens-dapat tinggi atau rendah, bergantung pada adatranspor maksimum untuk zat yang ditranspor secara atau tidaknya ADH.aktif lainnya. Selanjutnya, transpor maksimum ini dapatdiperbesar oleh pengaruh hormon tertentu, seperti Reabsorpsi Klorida, Ureum, dan Zat-Zat Terlarutaldosteron. La innya melalui Difusi PasifReabsorpsi Air secara Pasif melalui O smosis Sewaktu natrium direabsorbsi melalui sel epitel tubulus,Terutama Berhubunga n dengan Reabsorpsi ion negatif seperti klorida ditranspor bersama denganNatrium natrium karena adanya potensial listrik. Dengan demikian, transpor ion natrium bermuatan positif keluarBila zat terlarut ditranspor keluar dari tubulus melalui dari lumen akan meninggalkan bagian dalam lumentranspor aktif primer atau sekunder, konsentrasinya menjadi bermuatan negatif, dibandingkan dengan cairancenderung berkurang di dalam tubulus, sementara di interstisial. Hal ini menyebabkan ion klorida berdifusidalam interstisium ginjal meningkat. Ini menimbulkan secara pasifmelaluijalurparaselular. Reabsorpsi tambahansuatu perbedaan konsentrasi yangmenyebabkan terjadinya ion klorida timbul karena terjadinya gradien konsentrasiosmosis air dalam arah yang sama dengan transpor klorida ketika air direabsorbsi dari tubulus dengan carazat terlarut, dari lumen tubulus ke interstisium ginjal. osmosis, sehingga mengonsentrasikan ion kiorida dalamBeberapa bagian dari tubulus ginjal, terutama tubulus lumen tubulus (Gambar 27-5). Jadi, reabsorpsi aktifproksimal, sangat permeabel terhadap air, dan reabsorpsi natrium berpasangan erat dengan reabsorpsi pasifkloridaair terjadi begitu cepat sehingga hanya terdapat gradien melalui potensial listrik dan gradien konsentrasi klorida.konsentrasi yang kecil untuk zat terlarut yang melewatimembran tubulus. Ion klorida juga dapat direabsorbsi melalui transpor aktif sekunder. Bagian paling penting dari proses transpor Sebagian besar aliran osmotik air di tubulus proksimal aktif sekunder untuk reabsorpsi klorida melibatkanterjadi melalui taut erat antara sel-sel epitel dan juga ko-transpor klorida dengan natrium melalui membranmelalui sel-sel itu sendiri. Alasan untuk ha! ini, seperti luminal.yang telah dibahas, adalah bahwa taut antara sel-sel tidakseerat nama yang disandangnya, dan memungkinkan Ureum juga direabsorbsi secara pasif dari tubulusdifusi air dan ion kecil lainnya dalam jumlah yang tetapi jauh lebih sedikit daripada ion kiorida. Ketikabermakna. Hal ini terjadi terutama di tubulus proksimal, air direabsorbsi dari tubulus (melalui osmosis bersamayang mempunyai permeabilitas tinggi terhadap air dan dengan reabsorpsi natrium), konsentrasi ureum dalampermeabilitas yang lebih kecil namun tetap bermakna lumen tubulus meningkat (lihat Gambar 27-5). Hal iniuntuk sebagian besar ion, seperti natrium, klorida, kalium, menimbulkan gradien konsentrasi yang menyebabkankalsium, dan magnesium. reabsorpsi ureum. Akan tetapi, ureum tidak dapat352

Bab 27 Pembentukan Urine oleh Ginjal: II. Reabsorpsi dan Sekresi Tubulusmemasuki tubulus semudah air. Pada beberapa bagian Reabsorpsi Tubulus Proksimal 1nefron, terutama di duktus koligens medula bagian dalam,reabsorpsi pasif ureum difasilitasi oleh transporter ureum Secara normal, sekitar 65 persen dari beban natriumspesifik. Namun kira-kira hanya satu setengah ureum yang clan air yang difiltrasi, clan nilai persentase yang sedikitdifiltrasi melalui kapiler glomerulus akan direabsorbsi dari lebih rendah dari klorida, akan direabsorbsi oleh tubulustubulus. Ureum yang masih tersisa akan masuk ke dalam proksimal sebelum filtrat mencapai ansa Henle. Persentaseurine, menyebabkan ginjal mengekskresikan sejumlah ini dapat meningkat atau menurun dalam berbagai kondisibesar produk buangan metabolisme ini. Pada mamalia, fisiologis, seperti yang akan dibahas kemudian.lebih dari 90 persen nitrogen buangan, yang terutamadibentuk di hati sebagai hasil metabolisme protein, Tubulus Proksimal Mempunyai Kapasitas yang Besarbiasanya diekskresi oleh ginjal sebagai ureum. untuk Reabsorpsi Aktif dan Pasif. Kapasitas reabsorpsi Prociuk buangan metabolisme lainnya, yaitu kreatinin,adalah molekul yang bahkan lebih besar dari ureum yang besar dari tubulus proksimal adalah hasil dari sifat-clan pada dasarnya tidak dapat menembus membrantubulus. Oleh karena itu, kreatinin yang telah difiltrasi sifat selularnya yang khusus, seperti ditunjukkan padahampir tidak ada yang direabsorbsi, sehingga sebenarnyasemua kreatinin yang difiltrasi oleh glomerulus akan Gambar 27-6. Sel epitel tubulus proksimal bersifat sangatdiekskresikan ke dalam urine. metabolik clan mempunyai sejumlah besar mitokondria Reabsorpsi dan Sekresi di Sepanjang Berbagai Bagian Nefron untuk mendukung proses transpor aktif yang kuat. SelainPada bagian sebelumnya, kita telah membahas mengenai itu, sel tubulus proksimal mempunyai banyak sekaliprinsip-prinsip dasar bagaimana air clan zat terlarutditranspor melewati membran tubulus. Dengan brush border pada sisi lumen (apikal) membran, clanpengetahuan ini, kita sekarang dapat membahas mengenaiberbagai sifat segmen tubulus yang memungkinkannya juga susunan interselular serta kanal basalis yang luasuntuk melakukan fungsi yang spesifik. Hal yang palingpenting dibicarakan hanyalah fungsi transpor tubulus rumit; semuanya ini bersama-sama menghasilkan areasecara kuantitatif, terutama fungsi yang berhubungandengan reabsorpsi natrium, klorida, clan air. Pada bab-bab permukaan membran yang luas pada sisi lumen clan sisiberikutnya, kita akan membahas reabsorpsi clan sekresidari zat-zat spesifik lainnya pada berbagai bagian sistem basolateral epitel untuk mentranspor ion natrium clantubulus. zat-zat lain dengan cepat. Permukaan membran epitel brush border yang luas juga dimuati molekul protein pembawa yang mentranspor sebagian besar ion natrium melewati membran luminal yang berkaitan dengan berbagai nutrien organik seperti asam amino dan glukosa, melalui mekanisme ko-transpor. Tambahan natrium ditranspor dari lumen tubulus ke dalam sel dengan mekanisme konter-transpor, yang mereabsorbsi natrium sambil menyekresi zat-zat lain ke dalam lumen tubulus, terutama ion hidrogen. Seperti yang telah dibahas dalam Bab 30, sekresi ion hidrogen ke dalam lumen tubulus adalah langkah penting dalam pemindahan ion bikarbonat dari tubulus (dengan menggabungkan H• dengan HC03- menjadi bentuk H C 0 3, yang kemudian 2 berdisosiasi menjadi H2 0 clan C02) . Reabsorpsi Na+ Reabsorpsi H20t Potensial t Konsentrasi Konsentrasi negatif c1-1umen lumen t ureum lumenReabsorpsi Reabsorpsi Gambar 27-6 Karakteristik ultrastruktur selular dan transpor c1-pasif ureum pasif primer di tubulus proksimal. Tubulus proksimal me~eabsorbsi sekitar 65 persen natrium, klorida, bikarbonat dan kal1um y~ngGambar 27-5 Mekanisme reabsorpsi air, klorida, dan ureum terfiltrasi, dan pada dasarnya seluruh glukosa dan a~am aminobersama dengan reabsorpsi natrium. yang terfiltrasi. Tubulus proksimal juga menyekres1kan asam organik, basa, dan ion hidrogen ke dalam lumen tubulus. 353

Unit V Cairan Tubuh dan Ginjal 5,0 Walaupun pompa natrium-kalium ATPase Kreatininmenyediakan tenaga yang utama untuk reabsorpsinatrium, klorida, clan air di seluruh tubulus proksimal, IO 2,0terdapat beberapa perbedaan mekanisme bagaimananatrium clan klorida ditranspor melalui sisi lumen bagian Epertama clan akhir membran tubulus proksimal. (/) Pada pertengahan pertama tubulus proksimal, natrium cudireabsorbsi dengan cara ko-transpor bersama-sama .i..i. 1,0dengan glukosa, asam amino, clan zat terlarut lainnya. (/)Tetapi pada bagian pertengahan kedua dari tubulusproksimal, hanya sedikit glukosa clan asam amino yang ::::Jdireabsorbsi. Justru sekarang natrium yang terutamadireabsorbsi bersama dengan ion klorida. Pertengahan .3c 0,5kedua tubulus proksimal memiliki konsentrasi klorida yang Erelatif tinggi (sekitar 140 mEq/L) dibandingkan dengan ·m.cc.u:. 0,2bagian awal tubulus proksimal (sekitar 105 mEq/L) karena usaat natrium direabsorbsi, natrium membawa glukosa, ·u; 0,1bikarbonat, clan ion organik pada bagian awal tubulus c~proksimal, meninggalkan suatu larutan yang mempunyai Q)konsentrasi klorida yang tinggi. Di pertengahan keduatubulus proksimal, tingginya konsentrasi klorida (/)membantu difusi ion ini dari lumen tubulus melalui taut c:interselular ke dalam cairan interstisial ginjal. Sebagian 0,05kecil klorida juga direabsorpsi melalui kanal klorida 0khusus di membran sel tubulus proksimal. :i.:: Konsentrasi Zat Terlarut di Sepanjang Tubulus 0,01 20 40 60 80 100Proksimal. Gambar 27-7 memperlihatkan perubahan 0 % Panjang tu bulus proksimal totalkonsentrasi berbagai zat terlarut di sepanjang tubulus Gambar 27-7 Perubahan konsentrasi berbagai zat dalam cairanproksimal.Walaupunjumlah natriumdalamcairantubulus tubulus sepanjang tubulus kontortus proksimal dibandingkanmenurun secara nyata di sepanjang tubulus proksimal, dengan konsentrasi berbagai zat ini dalam plasma dan filt ratkonsentrasi natrium (clan osmolaritas total) tetap relatif glomerulus. Nilai 0, 1 menunjukkan bahwa konsentrasi zat dalamkonstan karena permeabilitas air di tubulus proksimal cairan tubulus sama dengan konsentrasinya di dalam plasma. Nilaisangat besar. sehingga reabsorpsi air dapat mengimbangi di bawah 0, 1 menunjukkan bahwa zat tersebut direabsorbsi lebihreabsorpsi natrium. Zat terlarut organik tertentu, seperti banyak daripada air, sedangkan nilai di atas 1,0 menunjukkanglukosa, asam amino, clan bikarbonat, lebih banyak bahwa zat tersebut direabsorbsi lebih sedikit daripada air ataudireabsorbsi daripada air, sehingga konsentrasi zat-zat disekresikan ke dalam tubulus.tersebut menurun dengan nyata di sepanjang tubulusproksimal. Zat-zat terlarut organik yang lain yang kurang Selain produk buangan metabolisme, ginjal menyekresipermeabel clan tidak direabsorbsi secara aktif, seperti secara langsung banyak obat atau toksin yang potensialkreatinin, konsentrasinya meningkat di sepanjang tubulus berbahaya melalui sel-sel tubulus ke dalam tubulus, clanproksimal. Konsentrasi total zat terlarut, seperti yang dengan cepat membersihkan zat-zat ini dari darah. Padadigambarkan oleh osmolaritas, pada dasarnya tetap sama obat-obat tertentu, seperti penisilin clan salisilat, bersihandi sepanjang tubulus proksimal karena sangat tingginya yang cepat oleh ginjal menimbulkan suatu masalahpermeabilitas bagian nefron ini terhadap air. bagaimana mempertahankan konsentrasi obat agar efektif secara terapeutik. Sekresi Asam dan Basa Organik oleh TubulusProksimal. Tubulus proksimal juga merupakan tempat Senyawa lain yang disekresi secara cepat oleh tubulus proksimal adalah asam para-aminohipurat (PAH). PAHpenting untuk sekresi asam clan basa organik sepertigaram disekresikan begitu cepat sehingga rata-rata orang dapatempedu, oksalat, urat, clan katekolamin. Banyak dari zat- membersihkan sekitar 90 persen PAH dari plasma yangzat ini merupakan produk akhir dari metabolisme clan mengalir melalui ginjal clan mengekskresikannya keharus dikeluarkan dari tubuh secara cepat. Sekresi zat-zat dalam urine. Oleh karena alasan ini, kecepatan bersihanini ke dalam tubulus proksimal ditambah filtrasi zat-zat PAH dapat digunakan untuk memperkirakan laju plasmaini ke dalam tubulus proksimal oleh kapiler glomerulus ginjal, seperti yang akan dibahas kemudian.clan hampir tidak ada reabsorpsi oleh tubulus, semuanyamenyebabkan ekskresi yang cepat ke dalam urine. Transpor Zat Terlarut dan Air dalam Ansa Henle Ansa Henle terdiri atas tiga segmen fungsional yang berbeda: segmen tipis desendens, segmen tipis asendens, clan segmen tebal asendens. Segmen tipis desendens clan segmen tipis asendens, sesuai dengan namanya, mempunyai membran epitel yang tipis tanpa brush border, sedikit mitokondria, dan tingkat aktivitas metabolik yang rendah (Gambar 27-8). Bagian desendens segmen tipis sangat permeabel terhadap air dan sedikit permeabel terhadap sebagian besar zat terlarut, termasuk ureum clan natrium. Fungsi segmen nefron ini terutama untuk memungkinkan difusi354