Kidney is our best pal, Part 2

Nah, teman-teman kan uda ngerti bagaimana kerja ginjal sebagai penyaring darah. Coba teman-teman pikirkan bagaimana tubuh mengontrol ginjal dalam menjaga homeostasis cairan tubuh. Nih, teman-teman simak ya.

1. Pertama, di dalam kepala ada suatu struktur yang menempel pada bagian bawah otak besar dinamakan hipofisis. Hipofisis dikontrol oleh bosnya yang bernama hipotalamus. Hipotalamus terletak di sebelah atas agak ke belakang 1 cm dari hipofisis. Ketika hipotalamus mendapatkan sinyal dari darah bahwa tubuh kekurangan air (dalam kasus ini kan darah terlalu kental), maka hipotalamus akan mensekresikan hormon ADH. ADH akan dikeluarkan dari hipofisis. Nah, analoginya kayak begini, hipotalamus itu kayak mesin penghasil panas. Kemudian panas itu ditransfer melalui saluran ke cerobong. Saluran ini merupakan saraf yang terspesialisasi dijuluki sebagai neurohormon. Cerobong ini lah yang dikatakan sebagai neurohipofisis (posterior hipofisis). Hipofisis dibagi menjadi dua, yaitu adenohipofisis (anterior hipofisis) dan neurohipofisis (posterior hipofisis). Hormon ADH ini merupakan hormon peptida sehingga tidak memerlukan bantuan transport khusus karena larut dalam plasma darah. Target hormon ADH adalah tubulus kontortus distal dan tubulus kolektivus. Ketika sel tubulus ginjal menerima ADH melalui reseptor membran plasma, maka terjadi serangkaian sinyal intraseluler yang mendorong sintesis protein aquaporin dan eksositosis protein tersebut keluar menghadap saluran lumen tubulus. Akibatnya, proses penyerapan air lebih cepat dan intens untuk memenuhi kadar air yang berkurang.

2. Selain itu, ada cara lain nih…. kan kita uda tau kan kalau aliran darah yang dialirkan ke arteri renalis akan mengalami filtrasi darah. Dengan demikian…, tubuh bisa mengontrol aliran darah yang dialirkan ke ginjal. Perlu diketahui nih kalau arteri renalis mempunyai dua bagian yang selalu bersama selamanya…. yaitu arteriol aferen dan eferen. Arteriol aferen terletak sebelum struktur glomerulus, sedangkan arteriol eferen terletak setelah glomerulus. Kalau kita bisa bayangkan ya… ada dua pipa dan satu balon bocor di tengah. Kalau misalnya kita kecilkan pipa aliran datang, dalam kasus ini adalah arteriol aferen, maka aliran air yang datang kan sedikit karena hambatan meningkat kan… lalu air yang bocor dari balon semakin sedikit, berarti filtrasi menurun. Nah, konklusi dari penyempitan arteriol aferen, maka laju filtrasi darah akan berkurang sehingga air yang keluar dari arteri menuju tubulus kontortus akan semakin berkurang. Ada nih istilah untuk laju filtrasi darah yang dinamakan sebagai Glomerular Filtration Rate (GFR). Kalau kita pikir lagi pakai logika, apabila pipa aliran datang tetap besar, sedangkan pipa aliran keluar diperkecil. Apa yang terjadi???? Betul sekali…… karena air terhambat berusaha keluar dan tertahan agak lama pada balon yang bocor. Air yang datang banyak ke balon, tetapi air yang keluar agak terhambat, sehingga air akan berusaha keluar dari balon bocor. Untuk itu, penyempitan arteriol eferen yang disertai dengan pelebaran arteriol aferen akan sangat mendorong peningkatan GFR.

3. Selain aliran darah dan laju reabsorpsi air, juga ada efek dari darah itu sendiri loh.. Jika kita pakai logika, kalau mau paksa air keluar lebih banyak dari balon bocor, maka kita kan beri tekanan kan…. Dengan demikian, tekanan darah akan mempengaruhi laju filtrasi dari ginjal. Tekanan darah terbagi menjadi tekanan hidrostatis darah , tekanan balik kapsul Bowman, dan tekanan osmotik darah. Tekanan hidrostatik uda tau lah yaa…. Hukum Pascal. Nah, mungkin kalau tekanan osmotik belum pernah ya…Kalau misalnya darah pekat, maka protein darah akan terkonsentrasi kan? Lalu air biasanya ke mana? Keluar dari darah atau masuk ke darah? HMMM…. Yeah… air pasti dong masuk ke darah karena osmosis. Nah, gaya yang ingin menarik air ke dalam darah akibat osmosis itu dinamakan gaya osmotik. Namun, karena cairan susah mengukur gaya, sehingga lebih mudah diukur tekanan osmotik. Tekanan osmotik adalah tekanan dari proses penarikan air ke dalam darah akibat osmosis. Tekanan kapsul Bowman terjadi karena kalau misalnya kapsul elastis kita regang, maka akan ada tekanan balik kan untuk kembali ke bentuk semula. Biasanya kan teman-teman, tekanan hidrostatis lebih besar daripada tekana osmotik dan tekanan balik kapsul.

4. Jika seseorang mengalami kehilangan darah atau berkeringat dalam jumlah berlebih, maka tubuh memerlukan mekanisme untuk konservasi air tetapi berbeda dengan sistem konservasi dengan hormon ADH. Ada suatu bagian dari tubulus ginjal yang dekat dengan tubulus kontortus proksimal, dinamakan sebagai kompleks jukstamedullary. Ketika dirasakan oleh baroreseptor di kompleks tersebut bahwa darah semakin turun tekanan darahnya akibat pengurangan volume darah, maka hormon renin disekresikan. Hormon renin ini akan mengubah hormon temannya yang bernama angiotensinogen menjadi angiotensin I. Temannya yang bernama angiotenin I membantu peningkatan tekanan darah dengan penyempitan pembuluh darah sistemik. Namun, ada beberapa temannya angiotensin I diubah menjadi angiotensin II di paru-paru oleh enzim ACE (Angiotensin Converting Enzyme). Angiotensin II memicu pelepasan hormon aldosterone atau mineralokortikoid. Aldosteron ini memicu penambahan jumlah protein transport ion di tubulus ginjal. Penambahan ini akan menyerap ion garam NaCl lebih banyak daripada sebelumnya. Nah, hal yang menarik dari keadaan ini adalah kalau garam terserap, apa yang terjadi pada air? Air ikut terserap ke dalam darah akibat osmosis lagi nih, sehingga memulihkan kembali kebutuhan tubuh akan air.

Jika kita rekapitulasi faktor-faktor yang mempengaruhi proses konservasi dan ekskresi air, maka ada tekanan darah, aliran darah, hormon ADH dan Aldosteron. Coba kita lakukan hitung-hitung matematika dan fisika dari ini yah… hahahaha biar ada gak sia-sia belajar fisika dan matematika di sekolah. Kita bakal pakai logika tekanan darah.

Nah, tekanan netto ini terjadi di glomerulus ya...

Pada dasarnya jangan bingung melihat rumus ini, ayo dijabarkan pake fisika. Misalkan pake listrik deh. GFR itu kan aliran darah, nah kuat arus itu kan aliran elektron berbalik kan… lalu tekanan netto darah dianalogikan sebagai voltase pendorong. Nah karena tekanan itulah yang mendorong proses filtrasi, kalo nggak ada mah darimana bisa filtrasi hahaha. Lalu koefisien filtrasi itu kayak konduktivitas rangkaian listrik (berbanding terbalik dengan hambatan rangkaian). Sehingga,…. Mirip sekali dengan rumus I=C. deltaV atau I=deltaV/R dalam listrik dinamis. Nah koefisien filtrasi ini dipengaruhi beberapa faktor lagi sepeti luas permukaan filtrasi dan konduksi hidrolik. Koefisien filtrasi ini tidak bisa diukur secara langsung karena hal itu apabil berubah dari range normal, maka terjadi beberapa kelainan pada proses filtrasi ginjal seperti terkena infeksi, penambahan jumlah nefron, aktivitas nefron itu sendiri dalam aspek glomerulus.

Jadi, laju ekskresi dari ginjal manusia dikuantifikasi sebagai:

Nah, akhir deh perjalanan Si Renal cerita-cerita tentang ginjal. Selanjutnya kalo mau tau lebih lanjut dianjurkan nih baca buku hahahahah. Dianjurin kalau mau lebih dalam boleh ke Si dokter Guyton Medical Fisiologi. Hahahahaha, have fun in learning bio and keep rock n roll!!!

Referensi:

Guyton, Arthur C and John E Hall. Textbook Of Medical Physiology. Philadelphia: Saunders, 2000. Print.

Martini, Frederic and William C Ober. Fundamentals Of Anatomy & Physiology. San Francisco, CA: Pearson Benjamin Cummings, 2006. Print.