Anfisman Kel III (Kontrol Fisiologis)
Transcript of Anfisman Kel III (Kontrol Fisiologis)
Kata Pengantar
Assalamualaikum Wr. Wb.
Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunianya,
sehingga kami dapat menyelesaikan makalah dengan judul “Kontrol Fisiologis terhadap
Filtrasi Glomerulus dan Aliran Darah Ginjal”, tak lupa pula salawat beriring salam kita
haturkan kepada Nabi Muhammad SAW yang telah membawa kita dari alam kebodohan ke
alam yang penuh dengan pengetahuan dan teknologi seperti yang kita rasakan ini.
Makalah ini kami buat dengan sebaik-baiknya untuk memenuhi kewajiban pada mata kuliah
Anatomi Fisiologi Manusia II. Kami menyadari makalah ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu
kritik dan saran yang membangun untuk perbaikan makalah ini kedepannya sangat kami harapkan.
Akan tetapi kami berharab makalah yang kami buat ini juga dapat memberikan tambahan informasi
dan pengetahuan bagi pembacanya.
Wassalamualaikum Wr.Wb
Pekanbaru, 15 Oktober 2011
Penulis
KONTROL FISIOLOGIS TERHADAP FILTRASI
GLOMERULUS DAN ALIRAN DARAH GINJAL
BAB I
PENDAHULUAN
Anatomi Ginjal
Dua ginjal terletak pada dinding posterior abdomen, di luar rongga peritoneum. Ginjal
kanan lebih rendah dari pada ginjal kiri karena adanya hati. Setiap ginjal pada orang dewasa
beratnya kira-kira 150 gram dan kira-kira ukurannya seukuran kepalan tangan. Setiap ginjal
diselubungi kapsul fibrosa yang keras untuk melindungi struktur dalamnya yang rapuh, juga
dikelilingi oleh lemak perinefrik, kemudian oleh fasia perinefrik (perirenal) yang juga
menyelubungi kelenjar adrenal.(Chris O’Callaghan, At a Glance Sistem Ginjal 2nd ed: 13)
Jika ginjal dibagi dua dari atas ke bawah, dua daerah yang dapat digambarkan yaitu
korteks di bagian luar yang berwarna gelap dan medula di bagian dalam yang berwarna lebih
terang. Medulla ginjal terbagi menjadi beberapa massa jaringan berbentuk kerucut yang
disebut piramida ginjal. Dasar dari setiap piramida dimulai pada perbatasan antara korteks
dan medulla serta berakhir di papilla, yang menonjol ke dalam ruang pelvis ginjal, yaitu
sambungan dari ujung ureter bagian atas yang berbentuk corong. Batas luar pelvis terbagi
menjadi kantong-kantong dengan ujung terbuka yang disebut kalises mayor, yang meluas ke
bawah dan terbagi menjadi kalise minor, yang mengumpulkan urin dari tubulus setiap papilla.
Dinding kalises, pelvis, dan ureter terdiri dari elemen-elemen kontraktil yang mendorong urin
menuju kandung kemih, tempat urin disimpan sampai dikeluarkan melalui mikturisi. Korteks
berisi glomerulus dan tubulus proksimal dan tubulus distal dari nefron, sedangkan ansa Henle
dan duktus kolektivus turun ke dalam medulla. Duktus kolektivus menjadi satu di papilla pada
apeks setiap piramida ginjal.(Guyton & Hall, Fisiologi Kedokteran 11th ed: )
Nefron merupakan unit dasar ginjal. Nefron tersusun dari tubulus ginjal dan dan
glomerulus(W.F.Ganong, Buku Ajar Fisiologi Kedokteran:725). Glomerulus merupakan
suatu bola kapiler yang dikelilingi oleh kapsula bowman, kumpulan epitel tubulus berbentuk
kapsul cekung di mana urin difiltrasi. Glomerulus juga mengandung sel mesangial, yang
merupakan penggantung untuk menyangga lengkung kapiler dan memiliki kemampuan
kontraktil dan fagositik. Darah memasuki kapiler glomerulus melalui arteriol aferen dan
meninggalkannya melalui arteriol eferen, bukan venula. Vasokontriksi arteriol eferen
menyebabkan tekanan hidrostatik tinggi didalam kapiler glomerulus, memaksa air, ion, dan
molekul kecil melewati sawar filtrasi ke kapsula bowman. Apakah suatu zat difiltrasi atau
tidak tergantung pada ukuran molekul dan muatannya. Sawar filtrasi terdiri dari tiga lapisan.
(Chris O’Callaghan, At a Glance Sistem Ginjal 2nd ed: 13)
1. Sel endotel
Sel endotel dinding kapiler glomerulus tipis, dan memilki pori berukuran 70 nm yang
dipenuhi oleh glikoprotein bermuatan negative, terutama podokaliksin. (Chris
O’Callaghan, At a Glance Sistem Ginjal 2nd ed: 13)
2. Membrane basal glomerulus
Membrane basal kapiler juga mengandung glikoprotein bermuatan negative. Membran
ini terdiri dari dua lapisan yang mengandung kolagen tipe IV, proteoglikan heparin
sulfat, laminin, podokaliksin, dan sejumlah kecil kolagen tipe III dan V, fibronektin,
dan entaktin. Kolagen tipe IV membentuk rantai heliks yang tersusun sebagai struktur
tiga dimensi dan menjadi tempat melekat komponen lainnya. (Chris O’Callaghan, At
a Glance Sistem Ginjal 2nd ed: 13)
3. Sel epitel kapsula Bowman
Sel epitel atau podosit memiliki proyeksi panjang yang merupakan asal tonjolan kaki
dan menempel pada membrane basal glomerulus sisi saluran kemih. Tonjolan kaki
dari podosit-podosit yang berbeda saling menempel dan menyisakan celah filtrasi
(filtration slit) berukuran 25-65 nm diantaranya. Melintasi celah-celah ini, jalinan
protein membentuk “pori celah”. Protein pori celah utama adalah nefrin, yang
berinteraksi dengam protein lain termasuk podosin dan CD2AP. Pori ini merupakan
kunci selektivitas sawar pada proses filtrasi dan mencegah lewatnya molekul besar
seperti albumin. (Chris O’Callaghan, At a Glance Sistem Ginjal 2nd ed: 13)
Fisiologi Ginjal
Ginjal menjalankan fungsi multipel. .(Guyton & Hall, Fisiologi Kedokteran 11th ed: )
1. Eksresi produk sisa metabolic, bahan kimia asing, obat, dan metabolic hormone
2. Pengaturan keseimbangan air dan elektrolit
3. Pengaturan tekanan arteri
4. Pengaturan keseimbangan asam dan basa
5. Pengaturan produksi eritrosit
6. Pengaturan produksi 1,25-Dihidroksivitamin D3.
7. Sintesis glukosa
Plasma difiltrasi di dalam glomerulus secara ultrafiltrasi (yaitu bekerja pada tingkat
molecular), dan filtrar masuk ke dalam tubulus proksimal. Laju filtrasi glomerulus (LFG)
adalah ~125ml/s pada manusia. Aliran plasma/ plasmanya ginjal adalah ~600ml/s, sehingga
jumlah plasma yang difiltrasi ke nefron (fraksi filtrasi) adalah ~20%. Cairan dan solute (zat
terlarut) haris melalui 3 sawar filtrasi. (Jeremy Ward. dkk, At a Glance, Fisiologi: 65)
Laju filtrasi dglomerulus bergantung pada perbedaan antara tekanan hidrostatik dan
tekanan onkotik (osmotic koloid, yang disebabkan oleh protein) pada kapiler glomerulus dan
kapsula bowman seperti pada persamaan Starling (Jeremy Ward. dkk, At a Glance,
Fisiologi: 65). LFG ditentukan oleh (1) jumlah daya hidrostatis dan osmotic koloid pada
membrane glomerulus, yang menghasilkan tekanan akhir filtrasi, dan (2) koefisien filtrasi
glomerulus. (Guyton & Hall, Fisiologi Kedokteran 11th ed: )
Penentuan LFG yang paling bervariasi dan menjadi subyek control fisiologis adalah
tekanan hidrostatik glomerulus dan tekanan osmotic koloid di kapiler glomerulus. selanjutnya,
variable ini dipengaruhi oleh system saraf simpatis, hormone dan autokoid (zat vasoaktif yang
dilepaskan dalam ginjal dan bekerja secara lokal), dan control umpan balik lainnya yang
bersifat intrinsic terhadap ginjal. Guyton & Hall, Fisiologi Kedokteran 11th ed: )
Pada dasarnya semua pembuluh darah ginjal, termasuk arteriol aferen dan efren, kaya
akan persyarafan serabut saraf simpatis. Aktivitas saraf simpatis ginjla yang kuat dapat
mengakibatkan konstriksi arteriol ginjal dan menurunkan aliran darah ginjal serta LFG.
Guyton & Hall, Fisiologi Kedokteran 11th ed: )
Terdapat beberapa hormone yang dapat mempengaruhi LFG dan aliran darah ginjal,
diantaranya :
1. Norepinefrin, epinefrin, dan endotelin, menyebabkan konstruksi pembuluh
darah ginjal dan menurunkan LFG.
2. Angiotensin II menyebabkan konstriksi arteriol eferen.
3. Peran nitrat oksida yang berasal dari endotel terhadap penurunan tahanan
vascular ginjal dan peningkatan LFG.
4. Prostaglandin dan bradikinin cenderung meningkatkan LFG.
Pada laki-laki dengan berat badan rata-rata 70 kg, gabungan aliran darah yang melalui
ginjal kira-kira 1100 ml/menit, atau kira-kira 22% dari curah jantung. Dengan
mempertimbangkan fakta bahwa kedua ginjal hanya mencakup 0.4% dari berat badan. Kita
dapat segera mengetahui bahwa ginjal menerima aliran darah yang sangat tinggi dibandingkan
dengan organ lain. Guyton & Hall, Fisiologi Kedokteran 11th ed: )
Aliran darah ginjal ditentukan oleh gradient tekanan pada pembuluh renal (perbedaan
antara tekanan hidrostatik di arteri renalis dan vena renalis), dibagi dengan tahanan pembuluh
rena total. Guyton & Hall, Fisiologi Kedokteran 11th ed: )
Mekanisme umpan balik instrinsik terhadap ginjal dapat mempertahankan aliran darah
ginjal dan LFG agar relative konstan, walaupun terjadi perubahan tekanan darah arteri yang
nyata. Mekanisme ini tetap berfungsi pada ginjal yang telah diangkat dari tubuh tetapi masih
mendapat suplai darah, dan bebas dari pengaruh sistemik. LFG dan aliran darah ginjal yang
relative konstan ini disebut sebagai autoregulasi. Guyton & Hall, Fisiologi Kedokteran 11th
ed: )
Meskipun mekanisme aotoregulasi ginjal tidak 100%, tetapi dapat mencegah
perubahan LFG serta eksresi air dan zat yang terlarut yang ekstrem, yang akan terjadi pada
setiap perubahan tekanan darah bila tidak ada mekanisme ini. Kita dapat memahami
pentingnya aotoregulasi secara kuantitatid dengan melihat besarnya jumlah filtrasi
glomerulus, reabsorbsi tubulus, dan eksresi ginjal, serta perubahan eksresi ginjal yang akan
terjadi tanpa adanya mekanisme aotoregulasi ini. (Guyton & Hall, Fisiologi Kedokteran 11th
ed: )
Untuk melakukan fungsi autoregulasi, ginjal mempunyai mekanisme umpan balik
yang menghubungkan perubahan konsentrasi natrium klorida di macula densa dengan
pengaturan tahanan arteriol ginjal. Guyton & Hall, Fisiologi Kedokteran 11th ed: )
BAB II
PEMBAHASAN
FILTRASI GLOMERULUS
Plasma difiltrasi di dalam glomerulus secara ultrafiltrasi (yaitu bekerja pada tingkat
molecular), dan filtrar masuk ke dalam tubulus proksimal. Laju filtrasi glomerulus (LFG)
adalah ~125ml/s pada manusia. Aliran plasma/ plasmanya ginjal adalah ~600ml/s, sehingga
jumlah plasma yang difiltrasi ke nefron (fraksi filtrasi) adalah ~20%. Cairan dan solute (zat
terlarut) haris melalui 3 sawar filtrasi :
1. Endotel Kapitel Glomelurus, yang kira-kira 50 kali lebih permeable daripada
sebagian bersar jaringan lain karena memiliki pori-pori (fenestra) beryukuran
kecil 70 nm
2. Membrane Basal kapiler terspesialisasi yang mengandung glikoprotein
bermuatan negative, yang diperkirakan sebagai temapt utama ultrafiltrasi.
3. Sel Epitel termodifikasi (podosit) dengan peninjolan panjang (prosesus primer)
yang meliputi kapiler dan memilki banyak tonjolan / prosesus seperti kaki
(pedikel) yang berhubungan langsung dengan membrane basal. Celah regular
diantra partikel-partikel disebut celah filtrasi, dan celah ini membatasi molekul-
molekul besar. Podosit mempertahankan membrane basal dan seperti masanial,
dapat bersifat fagositik dan sedikit kontrkatil.
*ultrastuktur dasar dari kapiler glomerulus (Guyton & Hall, Fisiologi Kedokteran 11th ed: )
Permeabilitas sawar filtrasi tergantunga pada ukuran molekul. Zat dengan berat
molekul <700 Da dapat lewat dengan bebes, tetapi molekul yang lebih besar hingga
berukuran 70.000-100.000 Da semakin terbatas, dan bila molekul lebih besar lagi maka
filtrasi menjadi tidak signifikan. Molekul bermuatan negative semakin terbatas karena ditolak
oleh muatan negative membrane basal. Jadi, albumin (~69000 Da), yang juga bermuatan
negative hanaya trerfiltrasi dalam jumlah yang sangat kecil, sedangkan molekul kecil seperti
ion, glukosa, asama amino, dan ureum melewati filter tanpa hambatan. Hal ini berarti bahwa
filtrate (hasil filtrasi) glomerulus hamper tidak mengandung protein tetapi sebaliknya,
memilki komposisi yang identik dengan plasma.(Jeremy ward. Dkk, At a Glance Fisiologi:
65)
Faktor yang Mempengaruhi Laju filtrasi Glomerulus
Laju filtrasi dglomerulus bergantung pada perbedaan antara tekanan hidrostatik dan
tekanan onkotik (osmotic koloid, yang disebabkan oleh protein) pada kapiler glomerulus dan
kapsula bowman seperti pada persamaan Starling. Tekanan kapiler glomerulus (Pc) lebih
besar dari padsa tempat lain manapun (~48 mmHg) karena pengaturan arteriol aferen dan
eferen yang unikm dan kerena resistensi aferen yang rendah tetapi resistensi eferennya tinggi.
Karena tekanan kapsula bowman (Pb) adalah (~10 mmHg), maka gaya hidrostatik netto yang
mendorong filtrasi adalah (Pc- Pb) atau ~35 mmHg. Gaya ini dilawan oleh tekanan onkotik
plasma kapiler (πc: ~25 mmHg); tekanan onkotik filtrate pada dasarnya adalah nol (tidak ada
protein). Jadi, LFG ∞ (Pc- Pb) - πc. Yang harus diperhatikan, karena fraksi filtrasi cukup
berarti (~20%) dan protein tidak difiltrasi, maka konsentrasi protein plasma dan kemudian πc
akan meningkat saat darah melewati glomerulus, sehingga mengurangi (tetapi tidak
menghentikan) pada kapiler petritubulus, di mana tekanan hidrostatik sangat rendah ,
peningkatan πc akan memacu reabsobsi. .(Jeremy ward. Dkk, At a Glance Fisiologi: 65)
Jadi LFG sangat bergantung pada resistensi relative arteriol aferen dan eferen, yang
dipengaruhi tonus simpatis dan zat-zat vasoaktif lainnya. LFG bersifat konstan pada kisaran
tekanan darah yang luas (90-120 mmHg) karena adanya autoregulasi aliran darah ginjal.
Penyakit ginjal, vasokonstiktor sirkulasi dan lokal, dan aktivitas simpatis akan mengurangi
LFG, walaupun angiotensin II akan lebih mengonstiksi arteriol eferen, sehingga
meningkatkan LFG. .(Jeremy ward. Dkk, At a Glance Fisiologi: 65)
Penentuan LFG
LFG ditentukan oleh (1) jumlah daya hidrostatis dan osmotic koloid pada membrane
glomerulus, yang menghasilkan tekanan akhir filtrasi, dan (2) koefisien filtrasi glomerulus,
Kf secara sistematis, LFG merupakan hasil dari Kf dan tekanan filtrasi akhir. . (Guyton &
Hall, Fisiologi Kedokteran 11th ed: )
LFG = Kf x tekanan filtrasi akhir
Tekanan filtrasi akhir merupakan jumlah daya osmotikm koloid dan hidrostatik yang
mendorong atau melawan filtrasi yang terjadi pada kapiler glomerulus. daya ini meliputi (1)
tekanan hidrostatik didalam kapiler glomerulus yang mendorong filtrasi (Pc); (2) tekanan
hidrostatik dalam kapsul bowman (Pb) di luar kapiler, melawan filtrasi; (3) tekanan osmotic
koloid protein plasma di dalam kapiler glomerulus (πc) yang melawan filtrasi; (4) tekanan
osmotic koloid protein dalam kapsul bowman (πb) yang mendorong filtrasi. (Pada keadaan
normal, konsentrasi protein dalam filtrate glomerulus sedemikian rendahnya sehingga tekanan
osmotic koloid cairan di kapsula bowman dianggap nol). . (Guyton & Hall, Fisiologi
Kedokteran 11th ed: )
Karena itu LFG dapat dinyatakan sebagai :
LFG = Kf [(Pc- Pb) – (πc-πb)
Nilai LFG seorang pria normal dengan ukuran tubuh sedang adalah kira-kira sebesar
125 ml/s. besar nilai ini sebanding dengan luas permukaan tubuh. Namun, meskipun telah
dikoreksi dengan besar luas permukaan tubuh, nilai LFG wanita tetap 10% lebih rendah dari
pada nilai LFG pria. Nilai LFG sebesar 125 ml/s sama dengan 7.5 L/jam, atau 180 L/hari,
sedangkan volume urine normal hanya sekitar 1 L/hari. Hal ini berarti dalam keadaan normal,
lebih dari 99% filtrate direabsorbsi. Dengan laju 125 ml/s, ginjal melakukan filtrasi cairan
yang sama dengan 4 kali jumlah total air tubuh dalam sehari, atau 15 kali volume cairan
ekstra sel (CES) atau 60 kali volume plasma.(W.F.Ganong, Buku Ajar Fisiologi Kedokteran
22nd ed: 732)
Meskipun nilai normal untuk penentuan LFG tidak dihitung secara langsung
pada manusia, namun nilai ini telah dihitung pada hewan yaitu anjing dan tikus. Berdasarkan
pada hewan, daya normal yang mendorong dan melawan filtrasi glomerulus pada manusia
diduga sebagai berikut. (Guyton & Hall, Fisiologi Kedokteran 11th ed: ) :
Daya yang Mendorong Filtrasi (mmHg)
Tekanan hidrostatik glomerulus 60
Tekanan osmotic koloid di kapsula bowman 0
Daya yang Melawan Filtrasi (mmHg)
Tekanan hidrostatik glomerulus
Tekanan osmotic koloid di kapiler glomerulus 18
Tekanan filtrasi akhir = 60 – 18 – 32 = + mmHg 32
*ringkasan berbagai gaya yang menyebabkan filtrasi oleh kapiler glomerulus (Guyton & Hall, Fisiologi Kedokteran 11th ed: )
Peningkatan LFG Akibat Peningkatan Koefisien Filtrasi Kapiler
Glomerulus
Kf merupakan ukuran hasil konduktivitas hidrolik dan area permukaan kapiler glomerulus. Kf
tidak dapat diukur secara langsung, tetapi diperkirakan secara eksperimental dengan cara
membagi laju filtrasi glomerulus dengan tekanan filtrasi akhir(Guyton & Hall, Fisiologi
Kedokteran 11th ed: ) :
Kf = LFG/ tekanan akhir filtrasi
Karena LFG total untuk kedua ginjal kira-kira 125 ml/s dan tekanan akhir filtrasi 10
mmHg, maka Kf normal kira-kira 12.5 ml/s/mmHg dari tekanan filtrasi tersebut. Jika Kf
dinyatakan 100 gram berat ginjal, rata-rata Kf sekitar 4.2 ml/s/mmHg per 100 gram ginjal,
nilai tersebut 400 kali lebih besar dari Kf pada kebanyakan system kapiler tubuh lainnya; rata-
rata Kf pada banyak jaringan tubuh lainnya kira-kira hanya 0.01 ml/s/mmHg per 100 gram. Kf
kapiler glomerulus yang tinggi ini sangat mempengaruhi laju filtrasi cairannya yang cepat.
(Guyton & Hall, Fisiologi Kedokteran 11th ed: )
Meskipun peningkatan Kf akan menaikkan LFG dan penurunan Kf akan mengurangi
LFG, perubahan Kf mungkin bukan merupakan mekanisme utama pengaturan LFG normal
dari hari ke hari. Namun, beberapa pentyakit akan menurunkan K f dengan cara mengurangi
jumlah kapiler glomerulus fungsional (dengan demikian mengurangi area permukaan untuk
filtrasi) atau dengan menambah ketebalan membrane kapiler glomerulus dan mengurangi
konduktivitas hidroliknya. (Guyton & Hall, Fisiologi Kedokteran 11th ed: )
Penurunan LFG Akibat Peningkatan Tekanan Hidrostatik di Kapsula
Bowman
Pengukuran langsung tekanan hidrostatik di kapsula bowman dan pada berbagai
tempat di tubulus proksimal dengan menggunakan mikropipet, menunjukkan bahwa dalam
keadaan normal perkiraan yang masuk akal untuk tekanan kapsula bowman pada manusia
adalah 18 mmHg. Kenaikan tekanan hidrostatik pada kapsula bowman akan menurunkan
LFG, sedangkan penurunan tekanan tersebut akan menyebabklan kenaikan LFG. Namun
perubahan tekanan di kapsula Bowman biasanya bukan merupakan cara utama untuk
mengatur LFG.Dalam keadaan patologi tertentu yangb disertai dengan obstruksi traktus
urinarius, tekanan di kapsula bowman dapat meningkat secara nyata, menyebabkan penurunan
LFG yang serius. (Guyton & Hall, Fisiologi Kedokteran 11th ed: )
Penurunan LFG Akibat Peningkatan Tekanan Osmotik Koloid di Kapiler
Glomerulus
Ketika darah mengalir dari arteriol aferen melalui kapiler glomerulus menuju ke
arteriol eferen, konsentrasi protein plasma meningkat kira-kira 20%. Alas an untuk ini ialah
kira-kira seperlima cairan pada kapiler disaring ke dalam kapsula bowman, sehingga akan
memekatkan protein plasma glomerulus yang tidak disaring. Dengan anggapan bahwa
tekanan osmotic koloid plasma normal yang memasuki kapiler glomerulus besarnya 28
mmHg, nilai tersebut biasanya meningkat menjadi 36 mmHg pada saat darah mencapaio
ujung eferen kapiler. Oleh karena itu tekanan osmotic koloid rata-rata dari protein plasma
kapiler glomerulus merupakan nilai pertengahan antara 28 mmHg dan 36 mmHg, atau kira-
kira 32 mmHg. (Guyton & Hall, Fisiologi Kedokteran 11th ed: )
Jadi ada dua factor yang mempengaruhi tekanan osmotic koloid kapiler glomerulus :
(1) tekanan osmotic koloid plasma arterial dan (2) fraksi plasma yang disaring oleh kapiler
glomerulus (fraksi filtrasi). Kenaikan tekanan osmotic koloid plasma arterial akan
meningkatkan tekanan osmotic koloid di kapiler glomerulus, ayng kemudian akan
menurunkan LFG.
Kenaikan fraksi filtrasi juga akan memekatkan protein plasma dan meningkatkan
tekanan osmotic kolid glomerulus. karena fraksi filtrasi diartikan sebagai LGF/aliran plasma
ginjal, maka fraksi filtrasi dapat ditingkatkan dengan cara menaikkan LFG atau menurunkan
aliran plasma ginjal. Sebagai contoh, penurunan aliran plasma ginjal tanpa disertai dengan
perubahan awal pada LFG akan cenderung meningkatkan fraksi filtrasi, yang akan menaikkan
tekanan osmotic koloid kapiler glomerulus dan cenderung untuk menurunkan LFG. Dengan
alas an ini, perubahan aliran darah ginjal dapat mengurangi LFG secara bebas terhadap
perubahan tekanan hidrostatik glomerulus. (Guyton & Hall, Fisiologi Kedokteran 11th ed:
*peningkatan tekanan osmotic koloid dalam plasma yang mengalir
melalui kapiler glomerulus. (Guyton & Hall, Fisiologi Kedokteran
11th ed: )
Pada kenaikkan aliran darah ginjal, mula-mula hanya sedikit fraksi plasma yang
disaring keluar dari kapiler glomerulus, menyebabkan kenaikan tekanan osmotic koloid di
kapiler glomerulus yang lebih lambat dan efek penghambatan LFG yang lebih sedikit.
Akibatnya, walaupun dengan tekanan hidrostatik glomerulus yang konstan, laju aliran darah
yang lebih besar ke dalam glomerulus cenderung akan meningkatkan LFG, dan laju aliran
darah yang lebih rendah ke dalam glomerulus cenderung akan menurunkan LFG. (Guyton &
Hall, Fisiologi Kedokteran 11th ed: )
Peningkatan LFG Akibat Peningkatan Tekanan Hidrostatik di Kapiler
Glomerulus
Pada kondisi normal, tekanan hidrostatik kapiler glomerulus diperkirakan besarnya
sekitar 60 mmHg. Perubahan tekanan hidrostatik glomerulus merupakan alat utama untuk
mengatur LFG secara fisiologis. Kenaikan tekanan hidrostatik glomerulus akan meningkatkan
LFG, sedangkan penurunan tekanan hidrostatik glomerulus akan mengurangi LFG. (Guyton
& Hall, Fisiologi Kedokteran 11th ed: )
Tekanan hidrostatik glomerulus ditentukan oleh tiga variable, masing-masing variable
berada di bawah kendali fisiologis: (1) tekanan arteri, (2) tahanan arteriol aferen, (3) tahanan
arteriol eferen. (Guyton & Hall, Fisiologi Kedokteran 11th ed: )
Kenaikkan tekanan arteri cenderung meningkatkan tekanan hidrostatik glomerulus,
dan, karena itu, meningkatkan LFG. Kenaikkan tahanan arteriol aferen mengurangi tekanan
hidrostatik glomerulus dan menurunkan LFG. Sebaliknya dilatasi arteriol aferen
meningkatkan tekanan hidrostatik glomerulus dan LFG. (Guyton & Hall, Fisiologi
Kedokteran 11th ed: )
*pengaruh perubahan tahanan arteriol aferen atau eferen terhadap laju
filtrasi glomerulus dan aliran darah ginjal. (Guyton & Hall, Fisiologi
Kedokteran 11th ed: )
Konstriksi arteriol eferen meningkatkan tahanan aliran keluar dari kapiler glomerulus.
hal ini akan meningktakan tekanan hidrostatik glomerulus, dan sepanjang kenaikan tahanan
eferen tidak mengurangi aliran darah ginjal terlalu banyak, maka LFG hanya meningkat
sedikit. Namun, karena konstriksi arteriol eferen juga mengurangi aliran darah ginjal, fraksi
filtrasi dan tekanan osmotic koloid glomerulus akan meningkat seiring dengan peningkatan
tahanan arteriol eferen. Karena itu, jika konstriksi arteriol eferen cukup berat(melebihi tiga
kali lipat kenaikan tahana arteriol eferen), maka kenaikan tekanan osmotic koloid akan
melebihi kenaikan tekanan hidrostatik kapiler glomerulus yang disebabkan oleh konstriksi
arteriol eferen. Bila hal ini terjadi, daya akhir filtrasi menjadi menurun, menyebabkan
penurunan LFG. (Guyton & Hall, Fisiologi Kedokteran 11th ed: )
Jadi, konstriksi arteriol eferen mempunyai pengaruh bifasik terhadap LFG. Pada
konstriksi tingkat sedang, terjadi sedikit kenaikan LFG, tetapi pada konstriksi yang berat,
terjadi penurunan LFG. Penyebab utama penurunan LFG ini adalah sebagai berikut : ketika
konstriksi eferen menjadi berat dan konsentrasi protein plasma meningkat, terjadi peningkatan
tekanan osmotic koloid yang cepat dan nonlinier yang disebabkan efek Donnan; semakin
tinggin konsentrasi protein, semakin cepat tekanan koloid meningkat karena interaksi ikatan
ion terhadap protein plasma, yang juga menimbulkan efek osmotic. (Guyton & Hall, Fisiologi
Kedokteran 11th ed: )
Singkatnya kontraksi arteriol aferen selalu menurunkan LFG. Namun, efek konstriksi
arteriol eferen bergantung pada beratnya konstriksi; konstriksi eferen yang sedang akan
menaikkan LFG, tetapi konstriksi eferen yang berat (lebih dari tiga kali lipat kenaikan
tahanan) cenderung akan menurunkan LFG. (Guyton & Hall, Fisiologi Kedokteran 11th ed:
Permeabilitas
Permeabilitas kapiler glomelurus kira-kira 50 kali permeabilitas kapiler otot rangka.
Zat yang tidak bermuatan (netral) dengan diameter efektif molekul yang kurang dari 4 nm
bebas difiltrasi, sedangkan filtrasi mendekati nol jika zat tersebut memilki diameter yang lebih
dari 8 nm. Diantara kedua ini, proses filtrasi berbanding terbalik dengan diameter zat yang
difiltrasi. Akan tetapi, sialoprotein yang terdapat di dinding kapiler glomerulus yang
bermuatan negative, dan penelitian dengan deksttan anionic atau kationik menunjukkan
bahwa muatan negative dinding kapiler akan menolak zat dalam darah yang juga mermuatan
negative sehingga filtrasi anion berdiameter 4 nm kurang dari sepuluh filtrasi zat netral
berukuran sama. Hal ini mungkin dapat menjelaskan mengapa albumin, yang memiliki
diameter efektif molekul sekitar 7 nm, dalam keadaan normal memilki kadar di glomerulus
hanya sekitar 0.2% dari kadar plasmanya atau lebih rendah daripada yang seharusnya terjadi
hjika perhitungannya hanya didasarkan pada diameternya; albumin dalam sirkulasi bermuatan
negative. Filtrasi kation lebih besar daripada filtrasi zat bermuatan netral.(W.F.Ganong, Buku
Ajar Fisiologi Kedokteran 22nd ed: 733)
*pengaruh muatan listrik pada bersihan fraksional.
(W.F.Ganong, Buku Ajar Fisiologi Kedokteran 22nd ed:
733)
Jumlah protein dalam urine normalnya kurang dari 100 mg/hari, dan sebagian besar
protein tidak difiltrasi tetapi berasal dari sel tubulus yang terlepas. Ditemukannya albumin
dalam jumlah bermakna dalam urine disebut albuminuria. Pada penyakit nefritis, muatan
negative dinding glomerulus hilang sehingga albuminuria dapat terjadi tanpa disertai
pelebaran “pori-pori” membrane filtrasi.(W.F.Ganong, Buku Ajar Fisiologi Kedokteran 22nd
ed: 733)
Luas Permukaan Filtrasi
Kf dapat diubah nilainya oleh sel mesangial. Kontraksi sel-sel ini akan menurunkan K f
yang sebagian besar terjadi akibat penciutan luas permukaan filtrasi. Kontraksi di tempat
percabangan pembuluh kapiler mungkin mengalirkan darah dari beberapa pembuluh,
sedangkan dib tempat lain, kontraksi sel mesangial akan mengubah dan mengganggu ukuran
lumen kapiler. (W.F.Ganong, Buku Ajar Fisiologis Kedokteran 22nd ed: 733)
ALIRAN DARAH GINJAL
Pada laki-laki dengan berat badan rata-rata 70 kg, gabungan aliran darah yang melalui
ginjal kira-kira 1100 ml/menit, atau kira-kira 22% dari curah jantung. Dengan
mempertimbangkan fakta bahwa kedua ginjal hanya mencakup 0.4% dari berat badan. Kita
dapat segera mengetahui bahwa ginjal menerima aliran darah yang sangat tinggi dibandingkan
dengan organ lain (Guyton & Hall, Fisiologi Kedokteran 11th ed: ). Aliran darah ginjal
dapat diukur dengan menggunakan flow meter elektromagnetik atau dengan menggunakan
asas Fick pada ginjal yaitu dengan cara mengukur jumlah zat tertentu yang diambil oleh ginjal
persatuan waktu dan membagi nilai tersebut dengan pebedaan kadar zat tersebut antara darah
arteri dan vena ginjal.(W.F.Ganong, Buku Ajar Fisiologi Kedokteran 22nd ed:728)
*sirkulasi ginjal (W.F.Ganong, Buku Ajar Fisiologi Kedokteran
22nded:729)
Seperti pada jaringan lainnya, aliran darah menyuplai ginjal dengan nutrisi dan
mengeluarkan produk sisa. Namun aliran yang tinggi menuju ginjal tersebut sangat melebihi
kebutuhan ini. Tujuan penambahan aliran ini adalah untuk menyuplai cukup plasma untuk
laju filtrasi glomerulus yang tinggi yang penting untuk pengaturan volume cairan tubuh dan
konsentrasi zat terlarut secara tepat. Seperti yang diperkirakan, mekanisme aliran darah ginjal
berkaitan erat dengan pengaturan LFG dan fungsi eksresi ginjal. (Guyton & Hall, Fisiologi
Kedokteran 11th ed: )
Aliran Darah Ginjal dan Konsumsi Oksigen
Untuk setian gram berat ginjal biasanya mengkonsumsi oksigen sebanyak dua kali
lipat dari konsumsi otak tetapi memilki aliran darah hamper tujuh kali lipat lebih banyak dari
pada otak. Jadi, oksigen yang dikirim ke ginjal jauh melebihi kebutuhan metaboliknya, dan
ekstraksi oksigen di arteri-vena relative rendah dibandingkan sebagian besar jaringan lainnya.
(Guyton & Hall, Fisiologi Kedokteran 11th ed: )
Sejumlah besar oksigen yang dikonsumsi oleh ginjal dikaitkan dengan laju reabsorbsi
aktif natrium yang tinggi pada tubulus ginjal. Jika aliran darah ginjal dan LFG berkurang dan
lebih sedikit natrium yang difiltrasi, maka lebih sedikit natrium direabsorbsi dan lebih sedikit
pula oksigen yang dikonsumsi. Oleh karena itu, konsumsi oksigen ginjal bervariasi sesuai
dengan reabsorbsi natrium di tubulus ginjal, yang kemudian berkaitan dengan LFG dan laju
filtrasi natrium. Jika filtrasi glomerulus berhenti sama sekali, reabsorbsi natrium ginjal juga
akan berhenti sama sekali, dan konsumsi oksigen menurun menjadi sekitar seperempat nilai
normal. Konsumsi oksigen residu ini mencerminkan kebutuhan metabolic dasar dari sel-sel
ginjal.(Guyton & Hall, Fisiologi Kedokteran 11th ed: )
Penentuan Aliran Darah Ginjal
Aliran darah ginjal ditentukan oleh gradient tekanan pada pembuluh renal (perbedaan
antara tekanan hidrostatik di arteri renalis dan vena renalis), dibagi dengan tahanan pembuluh
rena total.(Guyton & Hall, Fisiologi Kedokteran 11th ed: )
Tekanan arteri renalis kira-kira sama dengan terkanan arteri sistemik, dan tekanan
vena rata-rata sekitar 3-4 mmHg. Seperti pada system pembuluh darah lainnya, total tahanan
vascular yang melalui ginjal ditentukan oleh jumlah tahanan pada masing-masing segmen
pembuluh darah, termasuk arteriol, arteri, vena, dan kapiler.(Guyton & Hall, Fisiologi
Kedokteran 11th ed: )
Kebanyakn tahanan vascular ginjal terletak pada tiga segmen utama, arteri
interlobularis, arteriol aferen, dan arteriol eferen. Tahanan pembuluh ini dikontrol oleh system
saraf simpatis, berbagai hormone, dan mekanisme internal pengaturan ginjal setempat.
Kenaikan tahanan pada setiap segmen vascular ginjal cenderung akan mengurangi aliran
darah ginjal, sedangkan penurunan tahanan vascular akan meningkatkan aliran darah ginjal
jika tekanan arteri dan vena renalis tetap konstan.(Guyton & Hall, Fisiologi Kedokteran 11th
ed: )
Walaupun perubahan tekanan arteri mempunyai beberapa pengaruh terhadap aliran
darah ginjal, ginjal mempunyai mekanisme yang efektif untuk mempertahankan aliran darah
ginjal dan LFG agar relative konstan pada kisaran tekanan arteri antara 80 dan 170 mmHg,
proses ini disebut autoregulasi. Kapasitas untuk autoregulasi ini terjadi melalui mekanisme
yang seluruhnya instrinsik pada ginjal.(Guyton & Hall, Fisiologi Kedokteran 11th ed: )
PembuluhTekanan dalam Pembuluh (mmHg) Persentase Tahanan Total
Awal Akhir di Vaskular Ginjal
Arteri renalis 100 100 ~0
Arteri interlobaris, arkuata,
dan interlobularis ~100 85 ~16
Arteriol aferen 85 60 ~26
Kapiler glomerulus 60 59 ~1
Arteriol eferen 59 18 ~43
Kapiler petribulus 18 8 ~10
Vena interlobaris, arkuata,
dan interlobularis 8 4 ~4
Vena renalis 4 ~4 ~0
Aliran Darah dalam Vasa Rekta Medula Ginjal Jauh Lebih Rendah
Dibandingkan dengan Aliran dalam Korteks Ginjal
Bagian luar ginjal yaitu korteks renal, menerima sebagin besar aliran darah ginjal.
Aliran darah pada medulla ginjal hanya mencakup 1 sampai 2% dari aliran darah ginjal total.
Aliran ke medulla ginjal disuplai oleh bagian khusus dari system kapiler petribulus yang
disebut vasa rekta. Pembuluh ini turun ke dalam medulla berjalan parallel dengan ansa Henle
dan kemudian melengkung kembali bersama dengan ansa Henle serta kembali ke korteks
sebelum mengalir ke system vena.(Guyton & Hall, Fisiologi Kedokteran 11th ed: )
KONTROL FISIOLOGIS TERHADAP FILTRASI GLOMERULUS DAN
ALIRAN DARAH GINJAL
Penentuan LFG yang paling bervariasi dan menjadi subyek control fisiologis adalah
tekanan hidrostatik glomerulus dan tekanan osmotic koloid di kapiler glomerulus. selanjutnya,
variable ini dipengaruhi oleh system saraf simpatis, hormone dan autokoid (zat vasoaktif yang
dilepaskan dalam ginjal dan bekerja secara lokal), dan control umpan balik lainnya yang
bersifat intrinsic terhadap ginjal. (Guyton & Hall, Fisiologi Kedokteran 11th ed: )
Penurunan LFG Akibat Aktivitas Sistem Saraf Simpatis
Pada dasarnya semua pembuluh darah ginjal, termasuk arteriol aferen dan efren, kaya
akan persyarafan serabut saraf simpatis. Aktivitas saraf simpatis ginjla yang kuat dapat
mengakibatkan konstriksi arteriol ginjal dan menurunkan aliran darah ginjal serta LFG.
Ransangan simpatis yang ringan atau sedang memberikan pengaruh yang kecil pada aliran
darah ginjal dan LFG. Sebagai contoh, aktivitas reflex system saraf simpatis yang disebabkan
oleh sedikit penurunan tekanan pada baroreseptor sinus carotid atau reseptor kardiopulmonal
akan memberikan sedikit pengaruh terhadap aliran darah ginjal atau LFG.(Guyton & Hall,
Fisiologi Kedokteran 11th ed: )
Saraf simpatis ginjal tampaknya berperan penting dalam menurunkan LFG selama
gangguan akut dan berat, yang berlangsung selama beberapa menit samapi beberapa jam,
seperti yang ditimbulkan oleh reaksi pertahanan, iskemia otak, atau perdarahan berat. Pada
otang sehat dalam keadaan istirahat, tampaknya tonus simpatis hanya akan memberi sedikit
pengaruh terhadap aliran darah ginjal.(Guyton & Hall, Fisiologi Kedokteran 11th ed: )
Kontrol Hormonal dan Autokoid terhadap Sirkulasi Ginjal
Terdapat beberapa hormone yang dapat mempengaruhi LFG dan aliran darah ginjal,
diantaranya. (Guyton & Hall, Fisiologi Kedokteran 11th ed: ) :
1. Norepinefrin, epinefrin, dan endotelin, menyebabkan konstruksi pembuluh
darah ginjal dan menurunkan LFG. Hormone yang mengakibatkan konstiaksi
arteriol aferen dan eferen, sehingga menyebabkan penurunan LFG dan aliran darah
ginjal, antara lain ialah norepinefrin dan epinefrin yang dilepaskan dari medulla
adrenal. Pada umumnya kadar hormone-hormon tersebut dalam darah sejajar dengan
aktivitas system saraf simpatis, jadi norepinefrin dan epinefrin hanya bisa member
sedikit pengaruh pada homodinamika ginjal kecuali dalam kondisi yang ekstrem,
seperti perdarahan berat. . (Guyton & Hall, Fisiologi Kedokteran 11th ed: )
Vasokonstriktor lainnya, yaitu endotelin, adaqlah suatu peptide yang dapat dilepaskan
oleh sel endotel vascular ginjal atau jaringan lain yang rusak. Peran fisiologis autokoid
ini tidak seluruhnya dimengerti. Namun jika pembuluh darah terluka berat, sehingga
endotel rusak dan melepaskan endotelin, maka vasokonstriktor kuat ini dapat
membantu homeostatis (meminimalkan kehilangan darah). Kadar endotelin dalam
plasma juga meningkat pada keadaan sakit tertentu yang disertai dengan cedera
vascular, seprti toksemia pada kehamilan, gagal ginjal akut, dan uremia kronik, dan
mungkin berperan dalam proses vasokontriksi gunjal dan menurunkan LFG pada
beberapa keadaan patofosiologis ini.(Guyton & Hall, Fisiologi Kedokteran 11th ed:
2. Angiotensin II menyebabkan konstriksi arteriol eferen. Vasokonstiksi ginjal yang
kuat, yaitu angiotensin II, dapat dianggap sebagai hormone sirkulasi, (demikian juga
dengan autokoid yang dihasilkan secara lokal), karena hormone ini dibentuk dalam
ginjal dan sirkulasi sistemik. Karena angiotensin II secara khusus menyebabkan
konstriksi arteriol eferen, maka peningkatan kadar angiotensin II akan meningkatkan
tekanan hidrostatik glomerulus dan menurunkan aliran darah ginjal. Kita harus ingat
bahwa kenaikan tingkat pembentukan angiotensin II biasanya terjadi pada keadaan
yang disertai dengan penurunan tekanan arteri atau kehilangan volume, yang
cenderung menurunkan LFG, pada keadaan ini kenaikan kadar angiotensin II, yang
menyebabkan konstriksi arteriol eferen, dapat membantu mencegah penurunan
tekanan hidrostatik glomerulus dan LFG, namun pada saat yang sama, penurunan
aliran darah ginjal yang disebabkanm oleh arteriol eferen turut berperan dalam
penurunan aliran darah yang melalui kapiler petritubulus, yang kemudian
menyebabkan kenaikan rebasorbsi natrium dan air.(Guyton & Hall, Fisiologi
Kedokteran 11th ed: )
Jadi, kenaikan kadar angiotensin II yang terjadi pada diet rendah natrium atau
kehilangan volume, dapat membantu mempertahankan LFG dan eksresi produk sisa
metabolic yang normal, yang eksresinya bergantung pada filtrasi glomerulus, pada
waktu yang bersamaan, konstriksi arteriol eferen yang dipicu oleh angiotensin II dapat
menyebabkan kenaikan reabsorbsi natrium dan air di dalam tubulus., yang membantu
memulihkan volume darah dan tekanan darah.(Guyton & Hall, Fisiologi Kedokteran
11th ed: )
3. Peran nitrat oksida yang berasal dari endotel terhadap penurunan tahanan
vascular ginjal dan peningkatan LFG. Suatu jenis autokoid yang menurunkan
tahanan vascular ginjal dan dilepaskan oleh endotel vascular keseluruh tubuh disebut
endothelial-derived nitric oxide. Produksi nitrat oksida dalam kadar basal tampaknya
penting untuk mempertahankan vasodilatasi ginjal, sehingga memungkinkan ginjal
untuk mengeksresikan natrium dan air dalam jumlah normal. Oleh karena itu,
pemberian obat yang menghambat pembentukan nitrat oksida normal dapat
meningkatkan tahanan vascular ginjal dan menurunkan LFG serta eksresi natrium
urine, pada akhirnya menyebabkan tekanan darah tinggi. Pada beberapa pasien
hipertensi, produksi nitrat oksida yang terganggu dapat meningkatkan vasokontriksi
ginjal dan meningkatkan tekanan darah.(Guyton & Hall, Fisiologi Kedokteran 11th ed:
4. Prostaglandin dan bradikinin cenderung meningkatkan LFG. Hormon dan
autokoid yang menyebabkan vasodilatasi serta meningkatkan aliran darah ginjal dan
LFG antara lain prostaglandin (PGE2 dan PGI2) dan bradikinin. Meskipun vasodilati
ini tampaknya bukan merupakan factor utama yang mengatur aliran darah ginjal atau
LFG dalam kondisi normal, vasodilatasi tersebut dapat mengurangi efek
vasokonstriktor ginjal aktivitas saraf simpatis atau angiotensin II, terutama
pengaruhnya terhadap konstriksi arteriol aferen. (Guyton & Hall, Fisiologi Kedokteran
11th ed: )
Dengan melawan vasokonstriksi arteriol aferen, prostaglandin dapat membantu
mencegah dapat membantu mencegah penurunan LFG dan aliran darah ginjal yang
berlebihan. pemberian obat anti inflamasi nonsteroid, seperti aspirin, yang
menghambat sintesis prostaglandin, dapat mengakibatkan penurunan LFG yang berarti
dalam kondisi yang penuh stress, seperti pada keadaan kehilangan volume atau setelah
operasi (Guyton & Hall, Fisiologi Kedokteran 11th ed: )
*autoregulasi aliran darah ginjal dan laju flitrasi glomerulus tetapi tidak ada autoregulasi untuk aliran urin selama
terjadi perubahan tekanan arteri ginjal. (Guyton & Hall, Fisiologi Kedokteran 11th ed: )
Autoregulasi LFG dan Aliran Darah Ginjal
Mekanisme umpan balik instrinsik terhadap ginjal dapat mempertahankan aliran darah
ginjal dan LFG agar relative konstan, walaupun terjadi perubahan tekanan darah arteri yang
nyata. Mekanisme ini tetap berfungsi pada ginjal yang telah diangkat dari tubuh tetapi masih
mendapat suplai darah, dan bebas dari pengaruh sistemik. LFG dan aliran darah ginjal yang
relative konstan ini disebut sebagai autoregulasi.(Guyton & Hall, Fisiologi Kedokteran 11th
ed: )
Fungsi utama autoregulasi aliran darah pada banyak jaringan lain selain ginjal adalah
untuk mempertahankan pengiriman oksigen , dan bahan nutrisi lain pada kadar normal, dan
membuanh produk sisa metabolism, walaupun terjadi perubahan pada tekanan arteri. Pada
ginjal aliran darahnya jauh lebih tinggi daripada yang dibutuhkan untuk fungsi ini. Fungsi
utama autoregulasi ginjal yaitu mempertahankan LFG agar relative konstan dan
memungkinkan control yang tepat terhadap eksresi air dan zat terlarut oleh ginjal.(Guyton &
Hall, Fisiologi Kedokteran 11th ed: )
LFG biasanya tetap diautoregulasi (agar tetap relative konstan), walaupun terjadi
fluktuasi tekanan arteri selama aktivitas yang biasa dilakukan oleh seseorang. Sebagai contoh,
penurunan tekanan arteri sampai 75 mmHg atau peningkatan sampai 160 mmHg hanya
mengubah LFG beberap persen. Pada umumnya, aliran darah ginjal diautoregulasi secara
parallel dengan LFG, tetapi LFG diautoregulasi lebih efisien pada kondisi tertentu. (Guyton &
Hall, Fisiologi Kedokteran 11th ed: )
Arti Regulasi Autoregulasi dalam Mencegah Perubahan Eksresi Ginjal
yang Ekstrem
Meskipun mekanisme aotoregulasi ginjal tidak 100%, tetapi dapat mencegah
perubahan LFG serta eksresi air dan zat yang terlarut yang ekstrem, yang akan terjadi pada
setiap perubahan tekanan darah bila tidak ada mekanisme ini. Kita dapat memahami
pentingnya aotoregulasi secara kuantitatid dengan melihat besarnya jumlah filtrasi
glomerulus, reabsorbsi tubulus, dan eksresi ginjal, serta perubahan eksresi ginjal yang akan
terjadi tanpa adanya mekanisme aotoregulasi ini.(Guyton & Hall, Fisiologi Kedokteran 11th
ed: )
Dalam keadaan normal, nilai LFG rata-rata 180liter/hari dan reabsorbsi tubulus
178.5liter/hari, menyisakan 1.5 liter cairan per hari untuk dieksresikan kedalam urine. Bila
tidak ada autoregulasi, maka sedikit kenaikan tekanan darah (dari 100 mmHg menjadi 125
mmHg) akan menyebabkan kenaikan LFG yang sama sebanyak 25%(dari kira-kira 180
menjadi 225liter/hari). Jika reabsorbsi tubulus tetap konstan sebesar 178.5liter/hari, kenaikan
LFG akan meningkatkan alirn urin menjadi 46.5liter/hari (selisih antara LFG dan reabsorbsi
tubulus), mengakibatkann peningkatan urine total hanya kira-kira 3 liter, perubahan seperti itu
akan menurunkan volume darah dengan cepat.. (Guyton & Hall, Fisiologi Kedokteran 11th ed
Tetapi pada kenyataannya, perubahan tekanan arteri semacam itu hanya akan dan
ginjal mencegah perubahan LFG yang besar, dan (2) terdapat mekanisme adaftif tambahan
pada tubulus ginjal yang memungkinkannya untuk meningkatkan laju reabsorbsi bila LFG
meningkat, suatu fenomena yang disebut sebagai keseimbangan glomerulotubulus. Ternyata,
bahkan dengan mekanisme control yang khusus ini, perubahan tekanan arteri tetap member
efek yang bermakna terhadap eksresi natrium dan air eleh ginjal, hal ini disebut sebagai
diuresis tekanan atau natriuresis tekanan, dan hal ini penting dalam pengaturan volume
cairan tubuh dan tekanan arteri. (Guyton & Hall, Fisiologi Kedokteran 11th ed: )
Peranan Umpan Balik Tubuloglomerulus dalam Autoregulasi LFG
Untuk melakukan fungsi autoregulasi, ginjal mempunyai mekanisme umpan balik
yang menghubungkan perubahan konsentrasi natrium klorida di macula densa dengan
pengaturan tahanan arteriol ginjal. Mekanisme umpan balik ini membantu menjamin
pengiriman natrium klorida yang relative konstan ke tubulus distal dan membantu mencegah
fluktuasi eksresi ginjal yang palsi yang akan terjadi bila tidak ada mekanisme umpan balik ini.
Pada banyak keadaan, mekanisme ini mengautoregulasikan aliran darah ginjal LFG secara
parallel. Namun, karena mekanisme ini secara spesifik langsung ditujukan untuk
menstabilkan pengirim natrium klorida ke tubulus distal, maka terdapat beberapa keadaan
yang menggambarkan bahwa LFG diautoregulasikan dengan mengorbankan perubahan aliran
darah ginjal. (Guyton & Hall, Fisiologi Kedokteran 11th ed: )
Mekanisme umpan balik tubuloglomerulus mempunyai dua komponen yang bekerja
bersama-sama untuk mengontrol LFG: (1) mekanisme umpan balik arteriol aferan dan (2)
mekanisme umpan balik arteriol eferen. Mekanisme umpan balik ini bergantung pada susunan
anatomi khusus pada kompleks jukstaglomerulus. (Guyton & Hall, Fisiologi Kedokteran 11th
ed: )
Komplek jukstaglomerulus terdiri dari sel-sel macula densa pada bagian awal tubulus
distal dan sel-sel jukstaglomerulus pada dinding arteriol aferen dan eferen. Macula densa
merupakan kelompok sel epitel khusus pada tubulus distal yang berhubungan erat dengan
arteriol aferen dan eferen. Sel macula densa mengandung apparatus golgi, yang merupakan
organel sekretorik intrasel yang mengarah ke arteriol, menunjukkan bahwa sel-sel tersebut
mungkin menyekeresikan zat kea rah arteriol. (Guyton & Hall, Fisiologi Kedokteran 11th ed:
*struktur apparatus jukstaglomerulus, menunjukkan kemungkinan
perannya dalam melaksanakan umpan balik untuk mengatur fungsi
nefron. (Guyton & Hall, Fisiologi Kedokteran 11th ed: )
Penurunan Natrium klorida di Makula Densa Menyebabkan Dilatasi
Arteriol Aferen dan Meningkatkan Pelepasan Renin.
Sel-sel macula densa mengetahui adanya perubahan pengiriman volume kea rah
tubulus distal melalui sinyal yang belum dimengerti sepenuhnya. Penelitian eksperimental
menunjukkan bahwa penurunan LFG akan memperlambat laju aliran di dalam ansa henle,
menyebabkan kenaikan reabsopsi ion natrium dan klorida pada ansa Henle asendent dank
arena itu menurunkan konsentresi natrium klorida pada sel- sel macula densa. Penurunan
konsentrasi natriunm klorida ini kemudian memicu sinyal yang berasal dari makula densa,
dan memberikan dua efek: (1) menurunkan tahanan terhadap aliran darah diarterior arteren,
yang meningkatkan tekana hidrostatik glomerulus dan membantu mengembalikan LFG
menjadi normal., dan (2) meningkatkan spasi renin dari sel-sel jukstaglomerulus pada arteriol
aferen dan eferen, yang merupakan tempat penyimpanan utama untuk renin. Renin yang
dilepaskan dari sel-sel ini kemudian sebagai enzim untuk meningkatkan pembentukan
angiotensin I, yang diubah menjadi angiotensin II. Akhirnya, angiotensin II mengakibatkan
konstriksi arteiol eferen, dengan demikian meningkatkan tekanan hidrostatik glomerulus dan
mengembalikan LFG menjadi normal. (Guyton & Hall, Fisiologi Kedokteran 11th ed: )
Dua komponen pada mekanisme umpan balik tubologlomerulus ini, bekerjasama
melalui struktur anatomi khusus pada aparatus jukstaglomerulus, memberikan sinyal umpan
balik ke dua arteriol aferen dan eferen untuk autoregulasi LFG yang efesien selama perubahan
tekanan arteri. Jika kedua mekanisme ini berpungasi bersama-sama, LFG berubah hanya
beberapa %, bahkan pada keadaan fluktuasi tekanan arteri yang besar, yaitu antara 75 dan 160
mmHg. (Guyton & Hall, Fisiologi Kedokteran 11th ed: )
*mekanisme umpan balik macula densa untuk proses autoregulasi
terhadap tekanan hidrostatik glomerulus dan LFG selam penurunan
tekanan arteri renalis.(Guyton & Hall, Fisiologi Kedsokteran 11 th ed: )
Hambatan Pembentukan Angiotensin II Selanjutnya Dapat Menurunkan
LFG Selama Hipoperfusi Ginjal.
Efek konstriktor angiotensi II yang khusus pada arteriol eferen akan membantu
mencegah penurunan tekanan hidrostatik glomerulus dan LFG yang serius jika tekanan pefusi
ginjal menurun di bawah normal. Pemberian obat yang menghambat pembentukan angiotensi
II (penghambat enzim pengubah angiotensin) atau yang menghambat angiotensi II
menyebabkan penurunan LFG yang lebih besar dari pada biasanya jika tekanan arteri renalis
turun di bawah normal. Karena itu, komlikasi penting dari obat tersebut untuk mengobati
pasien yang mempunyai hipertensi karena stenosis arteri renalis (hambatan parsial pada arteri
renalis) adalah penurunan yang hebat yang dapat menyebabkan gagal ginjal akut. Namun,
obat-obat yang menghambat angiotensi II dapat berguna sebagai obat terateutik pada banyak
pasien hipertensi, gagal jantung kongestif, dan berbagai kondisi lain selamapasien tersebut
tetap diawasi untuk memastikan tidak terjadi penurunan LFG yang hebat. (Guyton & Hall,
Fisiologi Kedokteran 11th ed: )
Autoregulasi Miogenik Terhadap Aliran Darah Ginjal LFG
Mekanisme lain yang membantu mempertahankann aliran darah ginjal dan LFG agar
leratif konstan adalah kemampuan setiap pembuluh darah untuk menahan regangan yang
terjadi selama tekanan kenaikan yang terjadi, fenomena in disebut mekanisme miogenik.
Penelitian pada pembuluh darah ( terutama arteriol kecil) diseluruh tubuh telah menunjukkan
bahwa pembuluh tersebut berespon terhadap peningkatan tegangan dinding atau regangan
dinding dengan cara mengkontraksikan otot polos faskular. Regangan dinding faskular
memudahkan peningkatan pergerakakn ion kalsium dari cairan ekstra sel kedalam sel,
menyebabkan pembuluh berkontraksi. Kontraksi ini mencegah distensi pembuluh yang
berlebihan, dan pada waktu yang bersamaan, melalui kenaikan tahanan faskular, membantu
mencegah kenaikan aliran darah ginjal dan LFG yang berlebihan ketika tekana arteri
meningkat.(Guyton & Hall, Fisiologi Kedokteran 11th ed: )
Meskipun mekanisme miogenik mungkin bekerja pada sebagian besar arteriol di
seluruh tubuh, arti pentingnya terhadap autoregulasi aliran darah ginjal dan LFG telah di
pertanyakan oleh beberapa ahli fisiologi, karena mekanisme yang sensitive, tekanan ini tidak
dapat mendeteksi perubahan aliran darah ginjal atau LFG secara langsung dengan
sendirinya. .(Guyton & Hall, Fisiologi Kedokteran 11th ed: )
Factor Lain yang Meninkatkan Aliran Darah Ginjal Dan LFG : Asupan
Tinggi Protein Dan Kenaikan Glukosa Darah
Meskipun aliran darah ginjal dan LFG stabil pada banyak kondisi, namun terdapat
beberapa keadaan yang disertai dengan perubahan bermakna dari variable-variabel. Sebagai
contoh, asupan tinggi protein diketahui dapat meningkatkan aliran darah ginjal dan LFG.
pada diet tinggi protein yang kronik, seperti yang terjadi pada diet yang mengandung sebagian
besar daging, kenaikan LFG dan aliran darah ini sebagian disebabkan oleh pertumbuhan
ginjal. Namun, LFG dan aliran darah meningkat 20-30% dalam waktu 1-2 jam setelah
seseorang makan daging berprotein tinggi.(Guyton & Hall, Fisiologi Kedokteran 11th ed: )
Mekanisme pastinya terjadi hal ini masih belum dimengerti sepenuhnya, namun satu
penjelasan yang paling mungkin adalah sebagai berikut: daging berprotein tinggi
meningkatkan pelepasan asam amino ke dalam darah, yang kemudian diabsorbsi di tubulus
proksimal. Karena asam amion dan natrium diabsorbsi bersama oleh tubulus proksimal, maka
kenaikan reabsorbsi asam amino juga merangsang kenaikan reabsorbsi natrium dalam tubulus
proksimal. Penurtunan pengiriman natrium ke macula densa ini, kemudian mencetuskan
penurunan tahanan arteriol aferen yang diperantarai oleh umpan balik tubuloglomerulus.
Penurunan tahanan arteriol aferen akan meningkatkan aliran darah ginjal dan LFG. Kenaikan
LFG ini menyebabkan eksresi natrium dipertahankan pada kadar yang mendekati normal,
sementara terjadi kenaikan eksresi produk sisa metabolism protein seperti urea. (Guyton &
Hall, Fisiologi Kedokteran 11th ed: )
Kesimpulan
Plasma difiltrasi di dalam glomerulus secara ultrafiltrasi (yaitu bekerja pada tingkat
molecular), dan filtrar masuk ke dalam tubulus proksimal.
Penentuan LFG yang paling bervariasi dan menjadi subyek control fisiologis adalah
tekanan hidrostatik glomerulus dan tekanan osmotic koloid di kapiler glomerulus.
selanjutnya, variable ini dipengaruhi oleh system saraf simpatis, hormone dan autokoid (zat
vasoaktif yang dilepaskan dalam ginjal dan bekerja secara lokal), dan control umpan balik
lainnya yang bersifat intrinsic terhadap ginjal.
Terdapat beberapa hormone yang dapat mempengaruhi LFG dan aliran darah ginjal,
diantaranya :
5. Norepinefrin, epinefrin, dan endotelin, menyebabkan konstruksi pembuluh
darah ginjal dan menurunkan LFG.
6. Angiotensin II menyebabkan konstriksi arteriol eferen.
7. Peran nitrat oksida yang berasal dari endotel terhadap penurunan tahanan
vascular ginjal dan peningkatan LFG.
8. Prostaglandin dan bradikinin cenderung meningkatkan LFG.
Aliran darah ginjal ditentukan oleh gradient tekanan pada pembuluh renal
(perbedaan antara tekanan hidrostatik di arteri renalis dan vena renalis), dibagi dengan
tahanan pembuluh rena total.
Mekanisme umpan balik instrinsik terhadap ginjal dapat mempertahankan aliran
darah ginjal dan LFG agar relative konstan, walaupun terjadi perubahan tekanan darah
arteri yang nyata. Mekanisme ini tetap berfungsi pada ginjal yang telah diangkat dari
tubuh tetapi masih mendapat suplai darah, dan bebas dari pengaruh sistemik. LFG dan
aliran darah ginjal yang relative konstan ini disebut sebagai autoregulasi.
DAFTAR PUSTAKA
1. Guyton & Hall. Fisiologi kedokteran. 11th ed. Jakarta: buku kedokteran. 2008
2. Ganong F.W. Fisiologi Kedokteran. 22th ed. Jakarta: buku kedokteran. 2008
3. Ward Jeremy, dkk. At a glance fisiologi. Jakarta: erlangga. 2007
4. Callaghan O, Chris. At a glance system ginjal. 2nd ed. Jakarta: erlangga. 2007
MAKALAH KELOMPOK
ANATOMI FISIOLOGI MANUSIA
KONTROL FISIOLOGIS TERHADAP FILTRASI GLOMERULUS DAN ALIRAN
DARAH GINJAL
Oleh :
1. Rahmayanti Rusnedy (1001074)
2. Ratna Juwitasari (1001075)
3. Resna Muharnis (1001076)
4. Resti Yuni Hastari (1001077)
5. Rezi Afrianty (1001078)
6. Rialita Lifiani (1001080)
7. Richa Afrianty Pratiwi (1001081)
8. Rico Juliardi (1001082)
9. Rita Astuti (1001084)
10.Rizka Alfitri (1001085)
11.Rizky Rindiana (1001086)
SEKOLAH TINGGI ILMU FARMASI RIAU