Fisiology Pembentukan Urine.

Glomerulus. Pembentukan urine mulai di glomerulus tempat dimana darah disaring. Aliran darah ke glomerulus pada kedua ginjal kurang lebih 1200 cc/menit. Membran semipermiabel disekeliling permukaan paling luar dari glomerulus yang mengijinkan terjadinya filtrasi (gbr. 5). Tekanan darah dalam kapiler glomerular menyebabkan darah tersaring kedalam kapsul Bowman, dimana darah mulai turun ke bawah ke tubulus. Filtrasi menjadi lebih cepat dalam glomerulus daripada di jaringan kapiler biasa karena sifat menyerapnya membran glomerulus (gbr.4). Ultrafiltrasi sama seperti dalam komposisi darah kecuali bila sel-sel darah kurang, platelet, dan protein plasma banyak. Permiabilitas kapiler meningkat pada banyak penyakit ginjal, yang mengijinkan plasma protein lolos ke dalam urine.

Jumlah darah yang tersaring oleh glomerulus pada waktu tertentu disebut sebagai glomerular filtration rate (GFR). GFR normal kurang lebih 125 cc/menit. Tetapi rata-rata hanya 1 cc/menit yang tertinggal sebagai urine.

Gbr.4. Filtrasi di nephron

Fungsi Tubular. Karena fungsi membran glomerular adalah menyaring senyawa-senyawa terutama oleh ukuran, ketentuan dibuat untuk menyerap kembali material-material penting dan mengekskresi yang tidak penting (tabel 1). Tubulus dan duktus kolektivus melaksanakan fungsi ini dengan cara reabsorbsi dan sekresi (gbr. 6). Reabsorbsi artinya menyerapnya substansi dari lumen tubulus melalui sel tubulus dan ke dalam kapiler-kapiler. Proses ini melibatkan transport aktif dan pasif. Sekresi tubulus artinya menyerapnya senyawa-senyawa dari kapiler-kapiler melalui sel tubulus ke dalam lumen tubulus.

Pada tubulus convoluted proksimal kurang lebih 80% elektrolit diserap kembali. Normalnya, semua glukose, asam amino, dan protein diserap kembali. Ion Hydrogen (H+) dan creatinin  disekresi ke dalam filtrat.

Pada Loop of Henle, penyerapan kembali atau reabsorbsi berlanjut. Pada ascending limb, ion Cl- (Chlorida) secara aktif di rearbsorbsi, yang diikuti secara pasif oleh ion sodium (Na +). Kurang lebih 25% dari sodium yang terfiltrasi diserap kembali disini. Loop of Henle juga sangat penting dalam merubah air dan dengan demikian memekatkan filtrat.

Dua fungsi penting dari tubulus convoluted distal adalah pengaturan akhir dari keseimbangan air dan asam basa. Pada tubulus distal peran hormon tertentu menjadi penting. Hormon antidiuretic (ADH), dilepaskan oleh pituitary posterior, diperlukan untuk rearbsorbsi air. Dengan adanya ADH, tubulus menjadi lebih permiabel terhadap air, yang membolehkan air kembali ke sirkulasi. Pada keadaan tidak ada ADH dalam tubulus secara praktis tidak permiabel terhadap air dan air yang ada di dalamnya keluar dari tubuh sebagai urine (gbr. 5).

Gbr. 5.  Feed back negatif pengaturan sekresi hormon antidiuretik (ADH)

Jika ada aldosteron (dilepaskan dari cortex adrenal) aktif pada tubulus distal, maka terjadilah penyerapan kembali air dan Na+ (Gbr.6). Dalam pertukaran dengan Na+, ion potassium (K+) diekskresi.

Parathormon dilepaskan dari kelenjar parathyroid. Hormon ini disekresi bila kadar serum Calsium rendah. Akibat lanjutnya adalah rearbsorbsi ion calcium di tubular meningkat dan penyerapan kembali ion Phosphat (PO₄ ^2- ) menurun. Oleh karenanya, kadar serum calcium meningkat.

Pengaturan asam-basa mencakup rearbsorbsi dan mengubah paling banyak bicarbonat (HCO₃^-), dan mensekresi H⁺ yang kelebihan. Fungsi tubulus distal yang lainnya adalah mempertahankan pH cairan ekstrasel (ECF) dalam rentang  antara 7.35-7.45. pada tubulus distal, ion K+ juga disekresi ke dalam filtrat. Ketika filtrat meninggalkan tubulus dan masuk ke dalam duktus kolektivus, disebut urine. Pemekatan terakhir air terjadi di duktus kolektivus.

Fungsi dasar dari nephron adalah membersihkan atau menjernihkan plasma darah dari senyawa-senyawa yang tidak perlu. Setelah glomerulus menyaring darah, tubulus memisahkan cairan tubulus dari porsi yang diinginkan dan porsi yang tidak diinginkan. Porsi yang diinginkan dikembalikan ke darah dan yang tidak diinginkan dikeluarkan ke dalam urine. Dari yang difiltrasi 125 cc/menit, 1 cc nya menjadi urine; dan 124 cc dikembalikan ke darah.

Gbr.6. Feed back negatif dan positif pengaturan sekresi renin-angiotensin-aldosteron

Ureter

Ureter adalah tabung yang panjangnya 25-35 cm dan diameter 2-8 mm yang melewatkan urine dari ginjal ke kandung kemih. Transportasi urine dari ginjal ke kandung kemih dibantu oleh kontraksi peristaltic 1-5 kali permenit. Ureter dipersyarafi oleh serabut-serabut syaraf sympatic dan parasympatic. Serabut syaraf afferent dari ureter memegang peranan penting dalam merangsang nyeri akut yang hebat (kolik renal) karena sumbatan dan lewatnya batu ureter.

Pada saat ureter masuk kandung kemih bungkusan mukosa membran saraf seperti katup uretero-vesical yang mencegah kembalinya urine ke dalam ureter saat kandung kemih berkontraksi. Karena pelvis renal menampung urine hanya 3-5 cc, maka ginjal bisa rusak akibat urine balik ke area ini.

  

Gbr. 7a. Ureter dan hubungannya              ke ginjal dan kandung kemih

7b. Posisi ureter saat masuk ke       dinding kandung kemih

Kandung kemih

Kandung kemih adalah kantong penyimpanan yang berlipat-lipat yang terdiri dari jaringan otot yang elastis yang mampu mengembang (Gbr. 8). Fungsi utamanya adalah bekerja sebagai penampung urine. Dengan demikian, bila tampungan urine dalalm kandung kemih sudah mencapai 200-250 cc akan menyebabkan distensi ringan dan timbul keinginan untuk mengeluarkan urine atau berkemih. Ketika jumlah urine mencapai 400cc, rasa tidak nyaman mulai muncul. Proses pengosongan kandung kemih disebut micturition. Bisa juga menggunakan Istilah berkemih dan urinasi. Kapasitas kandung kemih beragam pada setiap individu, berkisar antara 1000 -1800cc.

Keinginan untuk berkemih tergantung pada keutuhan stretch reseptor pada dinding kandung kemih. Kandung kemih yang menggelembung merangsang stretch receptor, menyebabkan refleks kontraksi kandung kemih dan bersamaan dengan relaksasi dari spinchter internal. Kondisi ini diikuti dengan relaksasi sphincter eksternal, dibawah kontrol voluntary, dan pengosongan kandung kemih (Gbr. 9a, dan 9b). Serabut-serabut saraf parasimpatik dalam kandung kemih secara aktif dilibatkan dalam micturition, koordinasi kontraksi bladder, dan relaksasi sphincter.

        

Gbr. 9a. Pengontrolan refleks miksi yang                   sederhana saat secara sadar ingin               berkemih

Gbr. 9b. Pengontrolan refleks miksi, saat              secara sadar ingin berkemih

Kontraksi voluntary dari spinkter eksternal yang terdiri dari otot skeletal, merupakan reaksi yang dipelajari, karena tergantung dari ketepatan fungsi neurologyc. Injury pada saraf yang mempersarafi kandung kemih, urethra, spinal cord, atau motor area dari korteks dapat mengakibatkan incontinence. Nyeri atau kesulitan urineren merupakan kondisi abnormal dan perlu perhatian medik yang segera. Mukosa membran dinding  kandung kemih memiliki kemampuan phagositosis. Aliran urine yang searah dari ginjal ke kandung kemih juga menjaga melawan infeksi yang asending atau naik.

Keluaran urine atau urine out put normalnya kurang lebih 1500 cc/hari, yang bervariasi tergantung makanan dan minuman yang dikonsumsi. Volume urine yang dihasilkan pada malam hari kurang  dari setengah dari yang dihasilkan pada siang hari sebagai akibat pengaruh hormonal. Pola diurnal dari urineren ini normal. Banyak orang urineren 5-6 kali sehari dan jarang pada malam hari.

Gbr.8. penampang kandung kemih yang menunjukkan area trigone (segitiga)

Urethra

Urethra merupakan saluran kecil yang keluar dari kandung kemih ke bagian luar dari tubuh (Gbr. 10). Fungsi utamanya adalah mengeluarkan urine. Panjangnya pada wanita 3-5 cm dan letaknya tepat dibelakang symphysis pubis dan anterior vagina. Panjang urethra pria kurang lebih 20 cm,  berasal dari kandung kemih dan memanjang sepanjang penis. Fungsinya sebagai saluran urine dan semen. Normalnya, urethra mengandung bakteria. Turbulansi urine yang mengalir melalui uretrha membilas juga debris dan bakteria. Mukosa membran urethra mengsekresi mukus yang bacteriostatic.

Fungsi ginjal yang lainnya

Selain fungsinya sebagai pengatur keseimbangan cairan dan komposisi cairan ekstrasel, ginjal juga berfungsi dalam memproduksi erythropoietin, produksi dan sekresi renin, dan menggiatkan vitamin D.

Erythropietin diproduksi dan dilepaskan sebagai tanggapan terhadap menurunnya tegangan oksigen dalam darah yang disupply ke ginjal. Erythropoietin merangsang produksi sel darah merah oleh sumsum tulang. Defisiensi erythropoietin mengakibatkan anemia pada gagal ginjal. Vitamin D dimetabolisme oleh ginjal dari bentuk yang tidak aktif menjadi metabolit aktif. Gangguan fungsi ini menyumbang terjadinya renal osteodysthrophy.

Gbr. 10. Organ pelvik yang berhubungan dengan kandung kemih

dan urethra pada wanita (A) dan pria (B)

Renin penting dalam pengaturan tekanan darah (gbr. 6). dia dilepaskan dari sel-sel granular  arteriole afferent. Cel-cel ini bersama dengan macula densa dari tubulus distal convoluted dan cel-cel mesangial, membentuk juxtaglomrular aparatus. Renin dilepaskan sebagai respon terhadap menurunnya perfussi darah arterial, renal ischemia, deplesi ECF, norephinephrin, dan konsentrasi Na+ urine meningkat. Renin mengkatalisa pecahan dari plasma protein angiontensinogen kedalam angiontensin I, sesudah itu mengubahnya ke angiontensin II. Angiontensin II merangsang pelepasan aldosteron dari korteks adrenal, dan ini menyebabkan  retensi Na+ dan air, yang mengakibatkan peningkatan volume ECF. Angiontensin II juga menyebabkan penambahan vasokonstriksi periferal. Peningkatan ECF dan vasokonstriksi menyebabkan terjadinya peningkatan tekanan darah, yang secara normal bertindak menghambat pelepasan renin. Produksi renin yang berlebihan bisa merupakan factor yang menyumbang pada etiology hypertensi renal.

Prostaglandin,

Prostaglandin (PGs) secara stuktur berhubungan dengan kelompok dari 20 carbon asam lemak dengan 5 cincin carbon. Mereka disintesa 0leh sebagian besar jaringan tubuh dari prekusor asam arrachnoid, sebagai tanggapan terhadap rangsangan yang tepat. PGs, yang terlibat dalam pengaturan fungsi sel dan defens host, menggunakan pengaruh utamanya pada sel-sel atau jaringan yang dekat dengan tempat dimana mereka disintesa.

Pada ginjal, syntesis PG terjadi terutama di medulla. Ginjal mengsekresi bermacam-macam PG. Selanjutnya PGs ini melakukan vasodilatasi untuk menambah peningkatan aliran darah ke ginjal dan menambah ekskresi Na+. Mereka melawan efek vasokonstriksi dari angiontensin dan norephinephrin. PGs renal bisa mempunyai efek sistemik dalam menurunkan tekanan darah dengan menurunkan tahanan tahanan systemic.

Makna dari PGs ini dikaitkan dengan peran ginjal dalam menyebabkan hypertensi. Pada gagal ginjal dengan hilangnya fungsijaringan parenchymal, faktor vasodilator renal ini juga hilang. Ini mungkin salah satu gaktor yang menumbang terjadinya hypertensi pada gagal ginjal.