Wednesday, March 16, 2011

Pengeluaran Cairan Tubuh oleh Ginjal dan Peran Vasopresin (ADH)

Ginjal mengeliminasi komponen plasma yang tidak lagi diperlukan ke dalam urin dan menahan komponen-komponen yang masih bermanfaat bagi tubuh. Satuan fungsional ginjal adalah nefron yang terdiri dari komponen vaskular (kapiler glomerulus dan peritubular) dan tubulus (berawal dari kapsul bowman hingga ke pelvis ginjal). Ginjal melaksanakan tiga proses dasar dalam menjalankan fungsi regulatorik dan ekskretorik. 



(1)   Filtrasi glomerulus, perpindahan non-diskriminatif plasma bebas protein dari darah ke dalam tubulus. Dalam proses ini filtrat glomerulus terbentuk sewaktu sebagian plasma yang mengalir melalui glomerulus dan terdorong secara pasif oleh tekanan menembus membran glomerulus untuk masuk ke dalam lumen kapsul Bowman di bawahnya. Plasma yang mengalir melalui ginjal 20% difiltrasi melalui glomerulus dengan kecepatan 125 ml/menit (laju filtrasi glomerulus/GFR). Laju filtrasi glomerulus ini dapat diubah secara sengaja dengan mengubah tekanan darah kapiler glomerulus.

(2)   Reabsorbsi tubulus, perpindahan selektif konstituen tertentu ke dah kapiler peritubulus. Zat-zat yang secara aktif direabsorbi adalah Na+, sebagian besar elektrolit, dan nutrient organik (glukosa dan asam amino). Zat yang direabsorbsi secara pasif adalah Cl-, H2O, dan urea. Di awal nefron reabsorbsi Na+ terjadi secara konstan, tetapi di tubulus diatal dan pengumpul reabsorbsi Na+ dikontrol oleh sistem renin-angiotensin-aldosteron. Apabila beban Na+/tekanan darah arteri di bawah normal, ginjal akan mensekresi renin yang selanjutnya merangsang sekresi aldosteron yang meningkatkan reabsorbsi Na+ dari bagian distal tubulus sehingga memperbaiki beban Na+/tekanan darah. Elektrolit lain yang juga secara aktif direabsorbsi oleh tubulus adalah PO42- dan Ca++.

(3)   Sekresi tubulus, perpindahan spesifik zat-zat tertentu dari darah kapiler peritubulus ke dalam cairan tubulus. Zat-zat yang disekresi antara lain H+ (mengatur keseimbangan asam-basa), K+ (menjaga konsentrasi K+ plasma dalam tingkat yang sesuai) dan anion dan kation organik.

(4)   Ekskresi Urin dan Klirens Plasma
Ginjal mampu mengeksresikan urin dengan volume dan konsentrasi yang berbeda- beda bergantung pada apakah tubuh mengalami defisit atau kelebihan H2O. Ginjal mampu menghasilkan urin dengan rentang dari 0,3 ml/menit pada 1.200 mosm/l sampai 25 ml/menit pada 100 mosm/l dengan mereabsorpsi H2O dalam jumlah bervariasi dari bagian distal nefron. Variasi reabsorpsi ini dimungkinkan oleh adanya gradien osmotik vertikal yang berkisar dari 300 sampai 1.200 mosm/l di cairan interstisium medula yang dibentuk oleh sistem countercurrent lengkung Henle dan daur ulang urea antara tubulus pengumpul dan lengkung Henle.
Mekanisme countercurrent multiplication memiliki dua fungsi, antara lain (1) menciptakan gradien osmotik vertikal di cairan interstitium medula. Gradien ini kemudian digunakan oleh tubulus pengumpul untuk memekatkan cairan tubulus, sehingga dapat diekskresikan urin yang lebih pekat daripada cairan tubuh normal. Gradien ini dipertahankan oleh countercurrent exchange. Fungsi yang kedua (2) adalah kenyataan bahwa cairan bersifat hipotonik ketika memasuki bagian distal tubulus memungkinkan ginjal mengekresikan urin yang lebih encer daripada cairan tubuh.
Gradien osmotik vertikal tempat cairan tubulus hipotonik (100 mosm/l) terpajan sewaktu cairan mengalir melalui bagian distal nefron menciptakan gaya pendorong pasif untuk reabsorpsi progresif H2O dari cairan tubulus, tetapi tingkat reabsorpsi H2O yang sebenarnya bergantung pada jumlah vasopresin (hormon antidiuretik) yang disekresikan. Vasopresin meningkatkan permeabilitas tubulus distal dan pengumpul terhadap H2O; keduanya impermeabel terhadap H2O jika tidak terdapat vasopresin. Sekresi vasopresin meningkat sebagai respons terhadap defisit H2O, dan hal ini menyebabkan peningkatan reabsorpsi H2O. Sekresi vasopresin dihambat jika terdapat kelebihan H2O, sehingga reabsorpsi H2O menurun. Dengan cara ini, penyesuaian dalam reabsorpsi H2O yang dikontrol oleh vasopresin membantu mengkoreksi setiap ketidakseimbangan cairan.
untuk artikel lengkap proses pembuatan urin dapat dilihat di fungsi ginjal dan pembentukan urin

Pengaturan Imbangan Cairan yang Diatur Oleh ADH
            Agar dapat terjadi reabsorpsi H2O ke tubulus, ada dua kriteria yang harus dipenuhi: (1) terdapat gradien osmotik melintasi tubulus (yang dipertahankan oleh countercurrent exchange), dan (2) segmen tubulus harus permeabel terhadap H2O. Tubulus distal dan pengumpul bersifat impermeabel terhadap H2O, kecuali bila terdapat vasopresin (hormon antidiuretik) yang meningkatkan permeabilitas terhadap H2O. Vasopresin dihasilkan oleh badan sel neuron spesifik di hipotalamus, kemudian disimpan di kelenjar hipofisis posterior, yang melekat ke hipotalamus melalui sebuah tangkai penghubung tipis. Hipotalamus mengontrol pengeluaran vasopresin dari hipofisis posterior ke dalam darah. Melalui mekanisme umpan‑balik negatif, sekresi vasopresin dirangsang oleh defisit H2O sewaktu H2O harus dihemat oleh tubuh dan dihambat oleh kelebihan H2O sewaktu kelebihan ter­sebut harus dieliminasi melalui urin.
            Vasopresin mencapai membran basolateral sel‑sel tubulus yang melapisi tubulus distal dan pengumpul melalui sistem sirkulasi, dan kemudian berikatan dengan reseptor yang spesifik untuknya. Pengikatan ini mengaktifkan sistem perantara kedua AMP siklik, yang akhirnya meningkatkan permeabilitas membran luminal di seberangnya terhadap H2O dengan meningkatkan jumlah saluran H2O di membran sehingga reabsorpsi H2O pun meningkat. Respons tubulus terhadap vasopresin bersifat berjenjang; semakin banyak vasopresin yang tersedia, semakin besar permeabilitas tubulus distal dan pengumpul terhadap H2O. Namun, peningkatan jumlah saluran H2O membran luminal ini tidak permanen. Saluran‑saluran tersebut kembali seperti semula apabila sekresi vasopresin berkurang dan aktivitas AMP siklik juga menurun. Dengan demikian, permeabilitas H2O menurun apabila sekresi vasopresin berkurang. 

            Apabila sekresi vasopresin meningkat sebagai respons terhadap defisit H2O dan permeabilitas tubulus distal serta pengumpul terhadap H2O meningkat, cairan tubulus yang hipotonik yang memasuki tubulus distal akan secara progresif kehilangan H2O melalui osmosis ke dalam cairan interstisium. Karena cairan tubulus dengan konsentrasi 100 mosm/l terpajan ke cairan interstisium di sekitarnya dengan konsentrasi 300 mosm/l, H2O keluar dari cairan tubulus melalui osmosis me­nembus sel‑sel tubulus yang sekarang permeabel sampai cairan tubulus mencapai konsentrasi maksimum 300 mosm/l. Pada saat mengalir semakin jauh melintasi tu­bulus, cairan tubulus 300 mosm/l ini terpajan ke cairan interstisium di sekitarnya yang osmolaritasnya lebih tinggi lagi. Akibatnya, cairan tubulus semakin kehilangan H2O melalui osmosis dan semakin pekat, kemudian terus mengalir untuk terpajan ke osmolaritas cairan inter­stisium yang lebih tinggi lagi, sehingga kehilangan lebih banyak lagi H2O, dan demikian seterusnya.
            Di bawah pengaruh kadar maksimum vasopresin, cairan tubulus dapat dipekatkan sampai 1.200 mosm/l di akhir tubulus pengumpul. Setelah melewati tubulus pengumpul tidak terjadi lagi modifikasi cairan tubulus, sehingga apa yang terdapat di bagian tubulus ini yang menjadi urin. Akibat reabsorpsi ekstensif H2O di segmen‑segmen terakhir tubulus yang diinduksi oleh vasopresin ini, dapat diekskresikan urin dalam jumlah sedikit dengan konsentrasi sampai 1.200 mosm/l. Setiap menit dapat dihasilkan urin dalam jumlah minimum sebesar 0,3 ml, kurang dari sepertiga dari kecepatan aliran urin normal yang 1 ml/menit. H2O yang direabsorpsi dan memasuki cairan interstisium medula diserap kembali oleh kapiler peritubulus dan dikembalikan ke sirkulasi umum, sehingga tertahan di dalam tubuh.
            Walaupun vasopresin men­dorong penghematan H2O oleh tubuh, hormon ini tidak dapat secara total menghentikan pernbentukan urin, bahkan apabila orang yang bersangkutan tidak mendapat H2O, karena H2O dalam jumlah minimum harus tetap dikeluarkan bersama dengan zat‑zat terlarut sisa. Secara kolektif, zat‑zat sisa dan konstituen lain yang dieliminasi dalam urin rata‑rata berjumlah 600 mosm setiap hari­nya. Karena pemekatan maksimum urin adalah 1.200 mosm/l, volume minimum urin yang diperlukan untuk mengekskresikan zat‑zat sisa tersebut adalah 500 ml/hari. Di bawah pengaruh maksimum vasopresin, 99,8% dari 180 liter plasma yang difiltrasi setiap hari dikembalikan ke dalam darah, dengan pengeluaran obligat H2O sebesar setengah liter.
            Kemampuan ginjal memekatkan urin untuk memperkecil pengeluaran H2O apabila diperlukan dapat terjadi karena adanya gradien osmotik di medula yang dipertahankan oleh countercurrent exchange. Apabila tidak terdapat gradien tersebut, ginjal tidak dapat menghasilkan urin yang lebih pekat daripada cairan tubuh seberapapun banyaknya vasopresin yang disekresikan, karena satu‑satunya pendorong reabsorpsi H2O adalah perbedaan konsentrasi antara cairan tubulus dan cairan interstisium.
            Sebaliknya, jika seseorang mengkonsumsi sejumlah besar H2O, kelebihan H2O tersebut harus dikeluarkan dari tubuh tanpa secara bersamaan menghilangkan zat‑zat terlarut yang penting untuk mempertahankan homeostasis. Pada keadaan ini, tidak terdapat sekresi vasopresin, sehingga tubulus distal dan pengumpul tetap tidak permeabel terhadap H2O. Cairan tubulus yang masuk ke tubulus distal bersifat hipotonik (100 mosm/l), karena kehilangan garam tanpa kehilangan H2O di pars asendens lengkung Henle. Sewaktu cairan hipotonik ini melewati tubulus distal dan pengumpul, gradien osmotik medula tidak mampu menimbulkan pengaruh apapun karena impermeabilitas segmen­-segmen terakhir tubulus terhadap H2O. Dengan kata lain, tidak ada H2O di dalam tubulus yang dapat keluar dari lumen untuk direabsorpsi walaupun cairan tubulus lebih encer daripada cairan interstisium. di sekitarnya. Dengan demikian, tanpa adanya vasopresin, 20% cairan yang difiltrasi dan mencapai tubulus distal tidak dapat direabsorpsi. Sementara itu, ekskresi zat‑zat sisa dan zat terlarut urin lainnya terus berlangsung. Hasil akhirnya adalah urin encer dalam jumlah besar, yang membantu tubuh mengeluarkan kelebihan H2O. Osmolaritas urin dapat serendah 100 mosm/l, sama seperti cairan yang masuk ke tubulus distal. Tanpa adanya vasopresin, aliran urin dapat meningkat hingga 25 ml/menit, dibandingkan dengan produksi urin normal sebesar 1 ml/menit.
            Tidak mungkin dihasilkan urin yang lebih encer daripada cairan tubuh apabila cairan tubulus tidak bersifat hipotonik sewaktu memasuki bagian distal nefron. Pengenceran ini dilakukan di pars asendens sewaktu NaCl secara aktif dikeluarkan, tetapi H2O tidak dapat mengikutinya. Karena itu, lengkung Henle, dengan secara simultan menciptakan gradien osmotik medula dan mengencerkan cairan tubulus sebelum cairan tersebut memasuki segmen distal, berperan penting dalam ke­mampuan ginjal mengekskresikan urin dengan konsen­trasi bervariasi dari 100 sampai 1.200 mosm/l. Hal ini dapat dilakukan karena adanya mekanisme countercurrent multiplication.
            Perubahan konsentrasi urin, menunjukkan seberapa banyak H2O yang direabsorpsi dihemat oleh tubuh. Produksi urin encer dalam jumlah besar menunjukkan bahwa sedikit atau tidak ada dari 20% H2O yang difiltrasi dan dapat dikontrol tersebut dikembalikan ke plasma. Sebaliknya, ekskresi urin pekat dalam jumlah sedikit menandakan terjadinya reabsorpsi ekstensif bagian H2O yang difiltrasi dan dapat dikontrol itu. Tingkat reabsorpsi berkaitan langsung dengan jumlah vasopresin yang disekresikan, yang sebaliknya bergantung pada status hidrasi tubuh. Variasi jumlah vasopresin yang disekresi­kan sesuai dengan kebutuhan H2O tubuh memungkinkan penyesuaian reabsorpsi dan ekskresi H2O secara tepat, sehingga keseimbangan cairan dapat dipertahankan.
            Vasopresin mempengaruhi permeabilitas H2O hanya di tubulus distal dan pengumpul. Hormon ini tidak me­miliki pengaruh pada 80% H2O yang difiltrasi yang secara obligatorik direabsorpsi tanpa kontrol di tubulus proksimal dan lengkung Henle.

Reaksi:

0 komentar:

Post a Comment