Widget HTML #1

Beranda / Anatomi Fisiologi

Anatomi Fisiologi (Anfis) Sistem Perkemihan

Sistem perkemihan (ginjal) terdiri dari organ-organ yang memproduksi urin dan mengeluarkannya dari tubuh. Sistem ini merupakan salah satu sistem utama untuk mempertahankan homeostasis (kekonstanan lingkungan internal).

Sistem perkemihan terdiri dari dua ginjal yang memproduksi urin; dua ureter yang membawa urin ke dalam kandung kemih untuk penampungan sementara dan uretra yang mengalirkan urin keluar tubuh melalui orifisium uretra eksterna.

1. Ginjal

Ginjal merupakan organ yang berbentuk seperti kacang, berwarna merah tua, terletak di kedua sisi kolumna vertebralis. Ginjal terlindung dengan baik dari trauma langsung karena disebelah posterior dilindungi oleh tulang kosta dan otot-otot yang meliputi kosta, sedangkan dibagian anterior dilindungi oleh bantalan usus yang tebal. Ginjal kanan sedikit lebih rendah dibandingkan dengan ginjal kiri karena tertekan ke bawah oleh hati. Pada orang dewasa ginjal panjangnya 12-13 cm, tebalnya 6 cm, dan beratnya 120-150 gram.


a. Struktur Anatomi Ginjal

Pada orang dewasa ginjal panjangnya 12 sampai 13 cm, lebarnya 6 cm, dan beratnya antara 120 – 150 gram. Sembilan puluh lima persen (95%) orang dewasa memiliki jarak antar kutub ginjal antara 11 – 15 cm. Perbedaan panjang dari kedua ginjal yang lebih dari 1,5 cm atau perubahan bentuk merupakan tanda yang penting karena kebanyakan penyakit ginjal dimanifestasikan dengan perubahan struktur.

Ginjal melakukan fungsi vital sebagai pengatur volume dan komposisi kimia darah dan lingkungan dalam tubuh dengan mengekskresikan solute dan air secara selektif. Fungsi vital ginjal dilakukan dengan filtrasi plasma darah melalui glomerulus diikuti dengan reabsorbsi sejumlah solute dan air dalam jumlah yang tepat di sepanjang tubulus ginjal. Kelebihan solute dan air akan diekskresikan keluar tubuh sebagai kemih melalui system pengumpul.

Potongan longitudinal ginjal memperlihatkan dua daerah yang berbeda yaitu korteks di bagian luar dan medula di bagian dalam.

Pengetahuan anatomi ginjal merupakan dasar untuk memahami pembentukan urine. Pembentukan urine dimulai dalam korteks dan berlanjut selama bahan pembentukan urine tersebut mengalir melalui tubulus dan duktus kolektivus. Urine yang terbentuk kemudian mengalir ke dalam duktus Papilaris Bellini, masuk kaliks minor, kaliks mayor, pelvis ginjal dan akhirnya meninggalkan ginjal melalui ureter menuju kandung kemih. 

b. Aliran Darah Ginjal

Aorta abdominalis bercabang menjadi arteri renalis kira-kira setinggi vertebra lumbalis 2. Karena aorta terletak di sebelah kiri garis tengah maka arteri renalis kanan lebih panjang dari arteri renalis kiri. Setiap arteri renalis bercabang sewaktu masuk ke dalam hilus ginjal.

Gambar: Aliran darah ginjal

Vena renalis menyalurkan darah ke dalam vena kava inferior yang terletak di sebelah kanan garis tengah. Akibatnya vena renalis kiri kira-kira dua kali lebih panjang dari vena renalis kanan. Karena gambaran anatomis ini maka ahli bedah transplantasi biasanya lebih suka memilih ginjal kiri donor yang kemudian di putar dan ditempatkan pada pelvis kanan resipien.

Saat arteri renalis masuk ke dalam hilus, arteri tersebut bercabang menjadi arteria interlobaris yang berjalan di antara piramid, selanjutnya membentuk arteria arkuata yang melengkung melintasi basis piramid-piramid tersebut.

Arteria arkuata kemudian membentuk arteriola-arteriola interlobularis yang tersusun paralel dalam korteks. Arteriola interlobularis ini selanjutnya membentuk arteriola aferen. Arteriola aferen akan berakhir pada rumbai-rumbai kapiler yang disebut glomerulus. Rumbai-rumbai kapiler atau glomeruli bersatu membentuk arteriola eferen yang kemudian bercabangcabang membentuk sistem portal kapiler yang mengelilingi tubulus dan kadang-kadang disebut kapiler peritubular. Darah yang mengalir melalui sistem portal ini akan dialirkan ke dalam jalinan vena, selanjutnya menuju vena interlobularis, vena arkuata, vena interlobaris dan vena renalis, dan akhirnya mencapai vena cava inferior.

Gambaran khusus aliran darah ginjal

Ginjal dilalui oleh sekitar 1.200 ml darah per menit, suatu volume yang sama dengan 20 – 25 persen curah jantung (5.000 ml per menit). Lebih dari 90% darah yang masuk ke ginjal berada pada korteks, sedangkan sisanya dialirkan ke medula.

Sifat khusus aliran darah ginjal adalah otoregulasi aliran darah melalui ginjal. Arteriola aferen mempunyai kapasitas intrinsik yang dapat merubah resistensinya sebagai respons terhadap perubahan tekanan darah arteri, dengan demikian mempertahankan aliran darah ginjal dan dan filtrasi glomerulus tetap konstan. Fungsi ini efektif pada tekanan arteri antara 80-180 mmHg. Hasilnya adalah dapat mencegah terjadinya perubahan besar pada ekskresi solut dan air.

Saraf-saraf renal dapat menyebabkan vasokonstriksi pada keadaan darurat dan dengan demikian mengalirkan darah dari ginjal ke jantung, otak atau  otot rangka dengan mengorbankan ginjal.

c. Struktur Mikroskopik Ginjal

1) Nefron

Nefron adalah unit fungsional ginjal. Dalam setiap ginjal terdapat sekitar 1 juta nefron yang pada dasarnya mempunyai struktur dan fungsi yang sama. Setiap nefron terdiri dari Kapsula Bowman, yang mengitari rumbai kapiler glomerulus, Tubulus Proksimal, Lengkung Henle, dan Tubulus distal, yang mengosongkan diri ke dalam Duktus Kolektivus.

Gambar: Struktur nefron

Seorang normal masih dapat bertahan walaupun dengan susah payah, dengan jumlah nefron kurang dari 20.000 atau 1% dari massa nefron total. Dengan demikian, masih mungkin untuk menyumbangkan satu ginjal untuk transplantasi tanpa membahayakan kehidupan.

2) Korpuskulus Ginjal

Korpuskulus ginjal terdiri dari Kapsula Bowman dan rumbai kapiler glomerulus. Istilah glomerulus seringkali digunakan untuk menyatakan korpuskulus ginjal. Kapsula bowman merupakan suatu invaginasi dari tubulus proksimal. Kapsula bowman dilapisi oleh sel-sel epitel, yaitu sel epitel parietal dan sel-sel epitel viseral.

3) Aparatus Jukstaglomerulus

Dari setiap nefron, bagian pertama dari tubulus distal berasal dari medula sehingga terletak dalam sudut yang terbentuk antara arteriol aferen dan eferen dari glomerulus nefron yang bersangkutan. Pada lokasi ini sel-sel Jukstaglomerulus dinding arteriol aferen mengandung granula sekresi yang diduga mengeluarkan renin. Renin, adalah suatu enzim yang penting pada pengaturan tekanan darah.

Terdapat 2 (dua) teori penting mengenai pengaturan pengeluaran renin. Menurut teori pertama, sel-sel jukstaglomerulus berfungsi sebagai Baroreseptor (sensor tekanan) yang sensitif terhadap aliran darah melalui arteriola aferen. Penurunan tekanan arteria akan merangsang peningkatan granularitas sel-sel jukstaglomerulus sehingga mengeluarkan renin.

Menurut teori kedua, sel-sel makula densa tubulus distal bertindak sebagai kemoreseptor yang sensitif terhadap terhadap natrium dari cairan tubulus. Peningkatan kadar natrium dalam tubulus distal akan mempengaruhi sel-sel jukstaglomerulus sehingga meningkatkan pengeluaran renin. Tetapi penurunan kadar natrium dalam tubulus tidak dapat menurunkan pengeluaran renin, karena kadar natrium dalam tubulus distal normalnya cukup rendah. Juga ada bukti, bahwa sistem saraf simpatis dan katekolamin dapat mempengaruhi sekresi renin.

4) Sistem Renin-angiotensin

Pengeluaran renin dari ginjal akan mengakibatkan pengubahan angiotensinogen menjadi angiotensin I. Angiotensin I kemudian diubah menjadi angiotensin II oleh suatu enzim konversi (Converting Enzyme) yang ditemukan di dalam kapiler paru-paru. Angiotensin II meningkatkan tekanan darah melalui efek vasokonstriksi arteriola perifer dan merangsang aldosteron. Peningkatan kadar aldosteron akan merangsang reabsorbsi natrium (Na+) mengakibatkan peningkatan reabsorbsi air, dengan demikian volume plasma akan meningkat. Peningkatan volume plasma ikut berperan dalam peningkatan tekanan darah yang selanjutnya akan mengurangi iskemia ginjal.

d. Fisiologi Dasar Ginjal

Fungsi primer ginjal adalah mempertahankan volume dan komposisi cairan ekstrasel dalam batas-batas normal. Komposisi dan volume cairan ekstrasel ini dikontrol oleh filtrasi glomerulus, reabsorbsi dan sekresi tubulus.

Fungsi utama ginjal

Fungsi ekskresi
  • Mempertahankan osmolalitas plasma sekitar 285 mili osmol.
  • Mempertahankan kadar masing-masing elektrolit plasma dalam rentang normal.
  • Mempertahankan pH plasma sekitar 7,4
  • Mengekskresikan urea, asam urat dan kreatinin.
Fungsi nonekskresi
  • Menghasilkan renin, penting untuk pengaturan tekanan darah.
  • Menghasilkan eritropoeitin, faktor dalam stimulasi produksi sel darah merah oleh sumsum tulang.
  • Metabolisme vitamin D menjadi bentuk aktifnya.
  • Degradasi insulin
  • Menghasilkan prostaglandin.

Ultrafiltrasi Glomerulus

Pembentukan urine dimulai dengan proses filtrasi plasma pada glomerulus. Aliran darah ginjal atau Renal Blood Flow (RBF) adalah sekitar 25% dari curah jantung atau sekitar 1.200 ml/menit. Bila hematokrit normal dianggap 45%, maka aliran plasma ginjal atau Renal Plasma Flow (RPF) sama dengan 660 ml/menit (0,55 x 1.200=660).

Sekitar seperlima dari plasma atau 125 ml/menit dialirkan melalui glomerulus ke kapsula bowman, yang dikenal dengan istilah Glomerular Filtration Rate (GFR) atau laju filtrasi glomerulus adalah jumlah filtrat yang terbentuk per menit. Proses filtrasi pada glomerulus dinamakan Ultrafiltrasi glomerulus, karena filtrat primer mempunyai komposisi sama seperti plasma kecuali tanpa protein.

Tekanan-tekanan yang berperan dalam proses laju filtrasi glomerulus seluruhnya bersifat pasif, dan tidak membutuhkan energi metabolik untuk proses filtrasi tersebut. Tekanan filtrasi berasal dari perbedaan tekanan yang terdapat dalam antara kapiler glomerulus dan Kapsula Bowman.

Tekanan hidrostatik dalam darah kapiler glomerulus mempermudah filtrasi dan kekuatan ini dilawan oleh tekanan hidrostatik filtrat dalam kapsula bowman serta tekanan osmotik koloid darah. Tekanan osmotik koloid pada hakekatnya adalah nol. Tekanan kapiler glomerulus sekitar 50 mmHg (Pitts, 1974), sedangkan tekanan intrakapsular sekitar 10 mmHg. Tekanan osmotik koloid darah besarnya sekitar 30 mmHg. Dengan demikian, tekanan filtrasi bersih dari glomerulus besarnya sekitar 10 mmHg.

Cara yang paling akurat untuk mengukur GFR adalah dengan menggunakan inulin, yaitu suatu zat yang difiltrasi glomerulus dengan bebas dan tidak diekskresi maupun diabsorbsi oleh tubulus.

Bersihan atau Clearence suatu zat adalah besarnya volume plasma dari zat tersebut dibersihkan oleh ginjal per unit waktu. Bersihan inulin akan tepat sama dengan GFR.

Reabsorbsi dan Sekresi Tubulus

Filtrat atau zat-zat yang difiltrasi ginjal dibagi dalam 3 kelas, yaitu:
  1. Elektrolit, yaitu: natrium (Na+), kalium (K+), kalsium (Ca++), magnesium (Mg++), bikarbonat (HCO3-), klorida (Cl-), dan fosfat (HPO4-).
  2. Non elektrolit, yaitu: glukosa, asam amino, dan metabolit hasil metabolisme protein seperti urea, asam urat, dan kreatinin.
  3. Air
Setelah filtrasi, langkah kedua dalam proses pembentukan urine adalah reabsorbsi selektif zat-zat yang sudah difiltrasi. Proses reabsorbsi dan sekresi berlangsung baik melalui mekanisme transpor aktif maupun pasif. Transpor aktif yaitu jika suatu zat di transpor melawan suatu perbedaan elektrokimia, yaitu melawan perbedaan potensial listrik, potensial kimia, atau keduanya. Proses ini membutuhkan energi. Sedangkan transpor pasif yaitu jika zat yang direabsorbsi atau disekresi bergerak mengikuti perbedaan elektrokimia yang ada. Selama proses perpindahan zat tersebut tidak dibutuhkan energi. 
  1. Glukosa dan asam amino diabsorbsi seluruhnya di sepanjang tubulus proksimal dengan mekanisme transpor aktif.
  2. Kalium dan asam urat hampir seluruhnya diabsorbsi secara aktif dan keduanya disekresi ke dalam tubulus distal.
  3. Sedikitnya 2/3 natrium yang difiltrasi akan direabsorbsi secara aktif dalam tubulus proksimal. Proses reabsorbsi natrium berlanjut dalam ansa henle, tubulus distal dan duktus kolektivus, sehingga kurang dari 1% dari beban yang difiltrasi akan diekskresikan dalam urine.
  4. Sebagian besar kalsium dan fosfat direabsorbsi dalam tubulus proksimal dengan cara transpor aktif.
  5. Air, klorida, dan urea diabsorbsi dalam tubulus proksimal melalui transpor pasif.
Proses sekresi dan reabsorbsi selektif diselesaikan dalam tubulus distal dan duktus kolektivus. Dua fungsi tubulus distal yang penting adalah pengaturan tahap akhir dari keseimbangan air dan asam basa.

Pengaturan Keseimbangan Air

Konsentrasi total solut cairan tubuh seorang normal adalah sangat konstan meskipun fluktuasi asupan dan ekskresi air dan solut cukup besar. Kadar plasma dan cairan tubuh dapat dipertahankan dalam batas-batas yang sempit melalui pembentukan urine yang jauh lebih pekat atau lebih encer dibandingkan dengan plasma darimana urine dibentuk. Cairan yang banyak diminum menyebabkan cairan tubuh menjadi encer. Urine menjadi encer dan kelebihan air akan diekskresikan dengan cepat. Sebaliknya, pada waktu tubuh kehilangan air dan asupan solut berlebihan menyebabkan cairan tubuh menjadi pekat, maka urine akan sangat pekat sehingga solut banyak terbuang dalam air. Air yang dipertahankan cenderung mengembalikan cairan tubuh kembali pada konsentrasi solut yang normal.

Konsentrasi Osmotik

Konsentrasi osmotik (osmolalitas) menyatakan jumlah partikel yang larut dalam suatu larutan. Jika solut ditambahkan ke dalam air, maka konsentrasi efektif (aktivitas) dari air relatif menurun dibandingkan dengan air murni.

Osmolalitas merupakan suatu konsentrasi dalam hitungan 1000 gram air.

ADH (Anti Diuretic Hormone) membantu dalam mempertahankan volume dan osmolaritas cairan ekstraseluler pada tingkat konstan dengan mengatur volume dan osmolalitas urine. Perubahan-perubahan volume plasma atau osmolalitas dari konstan yang ideal adalah 285 mOsmol mengatur pengeluaran ADH. Perbedaan yang hanya sebesar 1 - 2% dari keadaan ideal mampu merangsang mekanisme untuk mengembalikan osmolalitas plasma ke keadaan normal. Pengeluaran ADH ditingkatkan oleh peningkatan osmolalitas plasma atau pengurangan volume plasma.

Peningkatan osmolalitas dan/atau penurunan volume cairan ekstraseluler misalnya dapat disebabkan oleh kekurangan air, kehilangan cairan karena muntah, diare, perdarahan, luka bakar, berkeringat, atau pergeseran cairan seperti pada asites. Dalam ginjal, ADH secara tidak langsung meningkatkan proses utama yang terjadi dalam ansa henle melalui 2 (dua) mekanisme yang berhubungan satu dengan yang lain:
  1. Aliran darah melalui vasa rekta di medula berkurang bila terdapat ADH, sehingga memperkecil pengurangan solut dari interstisial yang selanjutnya menjadi makin hiperosmotik.
  2. ADH meningkatkan permeabilitas duktus kolektivus dan tubulus distal sehingga makin banyak air yang berdifusi keluar untuk membentuk keseimbangan dengan cairan interstisial yang hiperosmotik.
Sebaliknya, osmolalitas plasma yang rendah dan/atau peningkatan volume akibat peningkatan asupan air menghambat pengeluaran ADH. Volume akhir urine yang diekskresi meningkat dan secara osmotik lebih encer.

2. Ureter


Ureter adalah perpanjangan tubular berpasangan dan berotot dari pelvis ginjal yang merentang sampai kandung kemih.
  • Setiap ureter panjangnya 25 – 30 cm atau 10 -12 inchi dan berdiameter 4 - 6 mm.
  • Dinding ureter terdiri dari 3 lapisan jaringan, yaitu:
    • Lapisan terluar adalah lapisan fibrosa.
    • Lapisan tengah adalah muskularis longitudinal ke arah dalam dan otot polos sirkular ke arah luar.
    • Lapisan terdalam epitelium mukosa yang mensekresi selaput mukus pelindung.
  • Lapisan otot memiliki aktivitas peristaltik intrinsik. Gelombang peristalsis mengeluarkan urin dari kandung kemih keluar tubuh.

3. Kandung Kemih

Kandung kemih adalah satu kantung berotot yang dapat mengempis, terletak di belakang simfisis pubis. Kandung kemih mempunyai tiga muara, yaitu dua muara ureter dan satu muara uretra. Sebagian besar dinding kandung kemih tersusun dari otot polos yang disebut muskulus destrusor.

Dua fungsi kandung kemih adalah:
  1. Sebagai tempat penyimpanan urine sebelum meninggalkan tubuh
  2. Kandung kemih berfungsi mendorong urin keluar tubuh dengan dibantu uretra.

4. Uretra

Uretra adalah saluran kecil yang dapat mengembang, berjalan dari kandung kemih sampai ke luar tubuh. Panjangnya pada wanita 1,5 inci dan pada lakilaki sekitar 8 inci. Muara uretra keluar tubuh disebut meatus urinarius. Pada laki-laki, kelenjar prostat yang terletak tepat dibawah leher kandung kemih mengelilingi uretra di sebelah posterior dan lateral.

Uretra pada laki-laki terdiri dari:
  • Uretra prostatia - Uretra prostatia dikelilingi oleh kelenjar prostat. Uretra ini menerima dua duktus ejakulator yang masing-masing terbentuk dari penyatuan duktus aferen dan duktus kelenjar vesikel seminalis, serta menjadi tempat muaranya sejumlah duktus dari kelenjar prostat.
  • Uretra membranosa - Uretra membranosa adalah bagian yang berdinding tipis dan dikelilingi otot rangka sfingter uretra eksterna.
  • Uretra kavernosa - Uretra kavernosa merupakan bagian yang menerima duktus kelenjar bulbouretra dan merentang sampai orifisium uretra eksterna pada ujung penis.