Makalah Osmoregulasi

BAB I

PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

Setiap hari tubuh organisme menghasilkan kotoran dan zat-zat sisa dari berbagai proses tubuh. Agar tubuh kita tetap sehat dan terbebas dari penyakit, maka kotoran dan zat-zat sisa dalam tubuh kita harus dibuang melalui alat-alat ekskresi.

Alat ekskresi pada masing-masing mahluk hidup berbeda-beda. Tubuh hewan 60 sampai 95 persen tubuhnya terdiri dari air yang tersebar dalam cairan intrasel dan ekstrasel dan sewaktu-waktu konsentrasi cairannya tersebut bisa berubah, maka keseimbangan harus dipertahankan oleh hewan melalui mekanisme  yang disebut dengan OSMOREGULASI (proses untuk menjaga keseimbangan antara  jumlah air dan zat terlarut yang ada dalam tubuh hewan).

Secara umum proses osmoregulasi adalah upaya atau kemampuan untuk mengontrol keseimbangan air dan ion antara di dalam tubuh dan lingkungannya melalui mekanisme pengaturan tekanan osmose. Proses osmoregulasi diperlukan karena adanya perbedaan konsentrasi cairan tubuh dengan lingkungan disekitarnya. Jika sebuah sel menerima terlalu banyak air maka ia akan meletus, begitu pula sebaliknya, jika terlalu sedikit air, maka sel akan mengerut dan mati. Osmoregulasi juga berfungsi ganda sebagai sarana untuk membuang zat-zat yang tidak diperlukan oleh sel atau organisme hidup.

BAB II

PEMBAHASAN

A.    Pengertian Ekskresi

Ekskresi merupakan proses pengeluaran sisa hasil metabolisme yang sudah tidak dibutuhkan oleh tubuh. Zat sisa metabolisme bersifat racun bagi tubuh. Oleh karena itu kerusakan pada alat ekskresi dapat menyebabkan berbagai penyakit di dalam tubuh. Alat ekskresi juga berfungsi membuang zat-zat yang jumlahnya berlebihan di dalam tubuh.

Fungsi Sistem Ekskresi

a.       Membuang limbah yang tidak berguna dan beracun dari dalam tubuh

b.      Mengatur konsentrasi dan volume cairan tubuh (osmoregulasi)

c.      Mempertahankan temperatur tubuh dalam kisaran normal (termoregulasi).

d.      Homeostasis, adalah suatu proses perubahan yang terjadi secara terus menerus terhadap suatu keadaan tubuh utuk mempertahankan keseimbangan dalam menghadapi kondisi yang dialaminya. Proses hemeostasis dapat terjadi apabila tubuh mengalami stress sehingga tubuh secara alamiah akan melakukan mekanisme pertahanan diri untuk menjaga kondisi yang seimbang.

B.     Sistem Ekskresi pada Manusia

1.      Kulit

Melalui kulit dikeluarkan zat sisa berupa keringat. Kulit terdiri atas tiga lapisan yaitu:

a.       Lapisan kulit ari (epidermis)

Kulit ari tersusun dari dua lapisan yaitu lapisan tanduk dan lapisan malpighi. Lapisan tanduk adalah bagian kulit yang paling luar terdiri atas sel-sel mati dan dapat mengelupas. Lapisan Malpighi terletak di bawah lapisan tanduk dan terdiri atas sel-sel hidup. Pada lapisan Malpighi terdapat pigmen yang memberi warna pada kulit dan melindungi kulit dari sinar matahari. Bila lapisan Malpighi tidak mengandung pigmen, orang tersebut dinamakan albino.

b. Lapisan kulit jangat

Kulit jangat berisi pembuluh darah, kelenjar keringat, kelenjar minyak, kantong rambut, ujung saraf perasa panas, dingin, nyeri, dan sentuhan. Akar rambut dan batang rambut berada dalam kantong rambut. Dekat akar rambut terdapat otot polos yang berfungsi menegakkan rambut pada saat merasa dingin atau merasa takut.

c. Jaringan ikat bawah kulit

Jaringan ikat bawah kulit banyak mengandung lemak yang berguna sebagai cadangan makanan, menahan panas tubuh, dan melindungi tubuh bagian dalam terhadap benturan dari luar.

2.      Paru-paru

Pada proses pernafasan dihasilkan zat sisa berupa karbondioksida dan uap air yang akan keluar melalui lubang hidung, zat sisa itu harus dikeluarkan karena dapat mengganggu fungsi tubuh. Penguraian karbohidrat (glukosa) dan lemak kecuali menghasilkan energi akan menghasilkan zat sisa berupa CO2 dan H2O yang akan dikeluarkan lewat paru-paru

Manusia memiliki sepasang paru-paru yang terletak di rongga dada. Paru-paru berfungsi sebagai organ pernafasan yaitu menghirup oksigen dan mengeluarkan CO2 + uap air. Uap air dan CO2 berdifusi di dalam alveolus kemudian dikeluarkan melalui lubang hidung.

3.      Hati

Hati merupakan kelenjar terbesar dalam tubuh, terdapat di rongga perut sebelah kanan atas, berwarna kecoklatan. Hati mendapat suplai darah dari pembuluh nadi (arteri hepatica) dan pembuluh gerbang (vena porta) dari usus. Hati dibungkus oleh selaput hati (capsula hepatica). Hati terdapat pembuluh darah dan empedu yang dipersatukan selaput jaringan ikat (capsula glison). Hati juga terdapat sel-sel perombak sel darah merah yang telah tua disebut histiosit. Sebagai alat eksresi hati menghasilkan empedu yang merupakan cairan jernih kehijauan, di dalamnya mengandung zat warna empedu (bilirubin), garam empedu, kolesterol dan juga bakteri serta obat-obatan. Zat warna empedu terbentuk dari rombakan eritrosit yang telah tua atau rusak akan ditangkap histiosit selanjutnya dirombak dan hemoglobinnya dilepas.

4.      Ginjal

a.       Fungsi Ginjal

Secara khusus, fungsi ginjal antara lain sebagai berikut.

·          Sebagai alat filtrasi zat-zat sisa metabolisme yang berasal dari dalam darah

·          Sebagai alat mempertahankan keseimbangan cairan dalam tubuh

·         Mengeluarkan sisa-sisa metabolisme yang berupa urea, amonia dan kreatinin. 

·          Mengaktifkan vitamin D yang berguna untuk memelihara kadar kalsium darah dan kesehatan tulang.

·          Mengendalikan kadar gula dalam darah.

·          Sebagai penghasil zat dan hormon.

b.      Struktur Ginjal

Bentuk ginjal seperti kacang merah, jumlahnya sepasang dan terletak di dorsal kiri dan kanan tulang belakang di daerah pinggang. Letak ginjal kiri lebih tinggi daripada ginjal kanan, karena di atas ginjal kanan terdapat hati yang banyak mengambil ruang. Berat ginjal diperkirakan 0,5% dari berat badan, dan panjangnya ± 10 cm. Setiap menit 20-25% darah dipompa oleh jantung yang mengalir menuju ginjal.

Ginjal terdiri dari tiga bagian utama yaitu:

a.         Korteks (bagian luar)

b.        Medulla (sumsum ginjal)

c.         Pelvis renalis (rongga ginjal).

Bagian korteks ginjal mengandung banyak sekali nefron ± 100 juta sehingga permukaan kapiler ginjal menjadi luas, akibatnya perembesan zat buangan menjadi banyak. Setiap nefron terdiri atas badan Malphigi dan tubulus (saluran) yang panjang. Pada badan Malphigi terdapat kapsul Bowman yang bentuknya seperti mangkuk atau piala yang berupa selaput sel pipih. Kapsul Bowman membungkus glomerulus. Glomerulus berbentuk jalinan kapiler arterial. Tubulus pada badan Malphigi adalah tubulus proksimal  yang bergulung dekat kapsul Bowman yang pada dinding sel terdapat banyak sekali mitokondria. Tubulus yang kedua adalah tubulus distal.

Pada bagian kulit ginjal terdapat alat penyaring darah yang disebut nefron. Setiap nefron tersusun dari badan Malpighi dan saluran panjang (tubula) yang bergelung. Badan Malpighi tersusun dari glomerolus dan simpai Bowman. Glomerulus berupa anyaman pembuluh kapiler darah, sedangkan simpai Bowman berupa cawan berdinding tebal yang mengelilingi glomerulus. Sumsum ginjal merupakan tempat berkumpulnya pembuluh-pembuluh halus dari simpai Bowman. Pembuluh-pembuluh halus tersebut mengalirkan urine ke saluran yang lebih besar dan bermuara di rongga ginjal. Selanjutnya urine dialirkan melalui saluran ginjal (ureter) dan ditampung di dalam kantong kemih. Jika kantong kemih banyak mengandung urine, dinding kantong tertekan sehingga otot melingkar pada pangkal kantong meregang. Akibatnya timbul rasa buang air kecil. Selanjutnya urine dikeluarkan melalui saluran kemih (uretra).

Ginjal bekerja dengan cara darah yang banyak mengandung sisa metabolisme masuk ke ginjal melalui pembuluh nadi ginjal. Cairan yang keluar dari pembuluh darah masuk ke nefron. Air, gula, asam amino dan urea terpisah dari darah kemudian menuju simpai Bowman. Proses ini disebut filtrasi. Dari sekitar 180 liter air yang disaring oleh simpai Bowman setipa hari, hanyau liter yang diekskresikan sebagai urine. Sebagian besar air diserap kembali di dalam pembuluh halus. Cairan dari simpai Bowman menuju ke saluran pengumpul. Dalam perjalanan tersebut terjadi penyerapan kembali glukosa dan bahan-bahan lain oleh aliran darah. Peristiwa ini disebut reabsorpsi. Bahan-bahan seperti urea dan garam tidak direabsorpsi bergabung dengan air menjadi urine.

Dalam keadaan normal, urine mengandung: air, urea dan ammonia yang merupakan sisia perombakan protein. Garam mineral, terutama garam dapur. Zat warna empedu yang memberi warna kuning pada urine. Zat yang berlebihan dalam darah seperti vitamin, obat-obatan pada hormone. Jika dalam urine terdapat protein, hal itu menunjukkan adanya kerusakan di dalam ginjal.

Struktur Anatomi Bagian-Bagian Ginjal dan Fungsinya

1.   Bagian-Bagian Ginjal dan Fungsinya

Secara umum, ginjal terbagi atas 3 bagian antara lain sebagai berikut.

a.    Korteks (Bagian Luar)

Adalah bagian luar ginjal yang mengandung kurang lebih 100 juta nefron. Korteks terletak di antara bagian medula ginjal dan kapsul ginjal. Korteks berisi sel-sel ginjal, pembuluh darah, saluran pengumpil kortikal dan tubulus ginjal kecuali lenkung hendle karena letaknya berada di medula ginjal. Di dalam Nefron terdiri dari Badan Malphigi dan tubulus (saluran) yang panjang. Didalam Badan Malphigi terdapat Kapsul Browman yang berupa selaput pipih dan membungkus Glomerulus. Glomerulus berbentuk jalinan kapiler arterial dimana dalam glomerulus terdapat kumpulan pembuluh darah halus, berasal dari nadi ginjal. Tubulus pada badan Malphigi adalah tubulus proksimal yang letaknya dekat dengan Glomerulus, dimana dinding sel tubulus proksimal terdapat mitokondria yang jumlahnya banyak. Selanjutnya tubulus yang kedua yaitu Tubulus Distal yang berada jauh dari Badan Malphigi. Diantara Tubulus Proksimal dan Tubulus Distal dihubungkan oleh lengkung hendle.

b.   Medula (Sumsum Ginjal)

Adalah tempat berkumpulnya pembuluh kapiler yang berasal dari kapsul browman. Medula berbentuk renal pyramid atau kerucut. Di dalam Medulla terjadi proses reabsorpsi (tubulus proksimal) dan augmentasi (tubulus distal). Medulla terdapat bagian ginjal yang menghubungkan tubulus proksimal dan tubulus Distal yaitu lengkung henle. Medula renalis berada dekat dengan hilus, dan terlihat seperti garis-garis putih. Setiap piramida renalis memiliki tempat yang menjurung ke arah korteks dan apeksnya bermuara ke dalam kaliks minor sehingga terlihat menimbulkan tonjolan yang disebut sebagai papila renalis yang merupakan dasar dari sinus renalis. Tonjolan masuk ke dalam jaringan korteks pada Jaringan medula dari piramida renalis disebut dengan fascilus  radiatus ferreini. 

c.    Pelvis Renalis (Rongga Ginjal)

Pelvis renalis merupakan bagian dari ureter di bagian tubulus proksimal yang terletak di dalam sinus renalis yaitu permukaan ureter. Proksimal pelvis renalis memiliki percabangan kaliks mayor sekitar 2-3, dimana masing-masing kaliks mayor bercabang-cabang lagi menjadi kalik minor yang lebih kecil (1 kalik mayor dapat mencapai 2-6 kaliks minor). Setiap kaliks minor bermuara di papila renalis, gabungan dari 3-4 piramida renalis.  Urine dari Pelvis Renalis akan melewati ureter lalu berakhir ke kandung kemih (vesikula urinaria). Di Kandung kemih urine tersimpan beberapa waktu, lalu dikeluarkan melalui saluran uretra. 

2.      Bagian-Bagian Ginjal Luar dan Fungsinya

Gambar : Bagian-bagian luar ginjal

a.       Kelenjar Adrenal adalah kelenjar yang bertanggungjawab dalam pengaturan respon stress pada sintesis kortikosteroid dan katekolamin serta kortisol dan hormon adrenal. Kelenjar adrenal merupakan kelenjar yang berbentuk segitiga tepat berada diatas ginjal

b.      Ginjal adalah di gambar tersebut terlihat bahwa ginjal berada di dalam perut yang terdiri dari dua buah. 

c.       Arteri Ginjal adalah pembuluh nadi yang digunakan untuk membawa darah ke dalam ginjal untuk disaring di glomerulus

d.      Vena Ginjal adalah pembuluh balik yang digunakan/berfungsi untuk membawa darah keluar dari ginjal menuju ke vena cava interior kemudian kembali ke jantung

e.       Vena Cava Inferior adalah pembuluh balik besar bawah yang menerima darah dari badan dan kedua kaki yang mengandung CO2

f.       Aorta Abdominalis adalah arti terbesar di rongga perut kelanjutan dari aorta descendens

g.      Ureter adalah saluran yang menghantarkan urine dari ginjal menuju kandung kemih, Ureter berbentuk silinder. 

h.      Uterus adalah bagian dari sistem reproduksi manusia (bukan bagian dari ginjal).

i.        Kandung Kemih adalah tempat penyimpanan urine dari hasil ginjal sebelum dibuang ke luar tubuh.

j.        Uretra adalah saluran pembuangan urine ke lingkungan luar tubuh yang juga menghubungkan kandung kemih. 

3.      Struktur Anatomi Bagian-Bagian Dalam Ginjal

                  Gambar : Bagian dalam ginjal

a.       Calyces adalah penampung sementara dimana urine berkumpul sebelum mencapai kandung kemih melalui ureter. Calyces memiliki bentuk seperti cangkir. 

b.      Pelvis adalah tempat bermuaranya tubulus yaitu tempat penampungan urine sementara yang kemudian dikeluarkan melalui ureter menuju ke kandung kemih lalu melalui uretra, urine keluar ke tubuh

c.       Medula, terdiri atas beberapa badan berbentuk kerucut (piramida). Medula terdapat lengkung hendle yang menghubungkan tubulus kontortus proksimal dan tubulus kontortus distal.

d.      Korteks adalah bagian luar ginjal yang mengandung kurang lebih 100 juta nefron. Korteks terdiri atas badan maphigi yang tersusun atas glomerolus yang diselubungi oleh kapsul bowman  dan tubulus atau saluran yang terdiri dari : tubulus proksimal, tubulus distal, dan tubulus kolektivus.

e.       Ureter adalah saluran yang menghantarkan urin dari ginjal menuju kandung kemih, Ureter berbentuk silinder. 

f.       Vena Ginjal adalah pembuluh balik yang digunakan/berfungsi untuk membawa darah keluar dari ginjal menuju ke vena cava interior kemudian kembali ke jantung.

g.      Arteri Ginjal adalah pembuluh nadi yang digunakan untuk membawa darah ke dalam ginjal untuk disaring di glomerulus.

C.    Proses Pembentukan Urin

1.      Filtrasi (Penyaringan)

                                                                                                                                                                                                                                                  

 Darah yang banyak mengandung zat sisa metabolisme masuk ke dalam ginjal melalui pembuluh arteri ginjal (arteri renalis). Cairan tubuh keluar dari pembuluh arteri dan masuk ke dalam badan Malphigi. Membran glomerulus dan kapsul Browman  bersifat permeabel terhadap air dan zat terlarut yang berukuran kecil sehingga dapat menyaring molekul-molekul besar. Hasil saringan (filtrat) dari glomerulus dan kapsul Browman disebut filtrat glomerulus atau urine primer. Dalam urine primer masih terdapat air, glukosa,asam amino, dan garam mineral.  

2.      Reabsorpsi (Penyerapan )

Reabsorpsi terjadi di tubulus kontortus proksimal. Reabsorbsi menyerap semua gula, asam amino, air, vitamin dan ion.  Reabsorpsi mengambil zat-zat yang masih berguna lalu dimasukkan ke pembuluh darah yang terdapat di sekitar tubulus. Hasil reabsorpsi disebut dengan urine sekunder. Urine sekunder mengandung urea, pigmen empedu yang memberi warna dan bau pada urine, dan garam.

3.      Augmentasi (Penyerapan kembali)

Proses augmentasi terjadi di tubulus kontortus distal, dimana urine ditambahkan zat sisa seperti, amonia, asam urat, ion hidrogen, dan kreatin dan obat agar tubuh terbebas dari zat-zat berbahaya. Urine sekunder yang telah ditambahkan zat tersebut disebut dengan Urine sesungguhnya. Kemudian, urine disalurkan melalui tubulus kolektivus ke rongga ginjal. Dari rongga ginjal, kemudian urine menuju ke kantung kemih melalui saluran ginjal yang disebut dengan ureter. Jika kantong kemih sudah penuh, dinding akan tertekan, lalu akan timbul rasa ingin buang air kecil, dan selanjutnya urine keluar ke tubuh melalui saluran uretra (kencing)

D.    Pengertian Osmoregulasi

Osmoregulasi adalah proses mengatur konsentrasi cairan dan menyeimbangkan pemasukan serta pengeluaran cairan tubuh oleh sel atau organisme hidup. Proses osmoregulasi diperlukan karena adanya perbedaan konsentrasi cairan tubuh dengan lingkungan disekitarnya. Jika sebuah sel menerima terlalu banyak air maka ia akan meletus, begitu pula sebaliknya, jika terlalu sedikit air, maka sel akan mengerut dan mati. Osmoregulasi juga berfungsi ganda sebagai sarana untuk membuang zat-zat yang tidak diperlukan oleh sel atau organisme hidup. Pada manusia, proses Osmoregulasi terjadi di Ginjal. Maka ginjal disebut Osmoregulator.

1.      Mekanisme osmoregulasi pada ikan air tawar

Ikan air tawar cenderung untuk menyerap air dari lingkungannya dengan cara osmosis, terjadi sebagai akibat dari kadar garam dalam tubuh ikan yang lebih tinggi dibandingkan dengan lingkungannya. Insang ikan air tawar secara aktif memasukkan garam dari lingkungan ke dalam tubuh.

Ginjal akan memompa keluar kelebihan air sebagai air seni. Ikan air tawar harus selalu menjaga dirinya agar garam tidak melarut dan lolos ke dalam air. Ginjal mempunyai glomeruli dalam jumlah banyak dengan diameter besar. Ini dimaksudkan untuk lebih dapat menahan garam-garam tubuh agar tidak keluar dan sekaligus memompa air seni sebanyak-banyaknya. Ketika cairan dari badan malpighi memasuki tubuli ginjal, glukosa akan diserap kembali pada tubuli proximallis dan garam-garam diserap kembali pada tubuli distal. Dinding tubuli ginjal bersifat impermiable (kedap air, tidak dapat ditembus) terhadap air.

Ikan mempertahankan keseimbangannya dengan tidak banyak minum air, kulitnya diliputi mucus, melakukan osmosis lewat insang, produksi urinnya encer, dan memompa garam melalui sel-sel khusus pada insang. Secara umum kulit ikan merupakan lapisan kedap, sehingga garam di dalam tubuhnya tidak mudah bocor kedalam air. Satu-satunya bagian ikan yang berinteraksi dengan air adalah insang.

2.      Osmoregulasi pada ikan air Laut

Urin yang dihasilkan mengandung konsentrasi air yang tinggi. Ikan air laut memiliki konsentrasi garam yang tinggi di dalam darahnya. Ikan air laut cenderung untuk kehilangan air di dalam sel-sel tubuhnya karena proses osmosis melalui kulit. Untuk itu, insang ikan air laut aktif mengeluarkan garam dari tubuhnya. Untuk mengatasi kehilangan air, ikan ‘minum’air laut sebanyak-banyaknya. Dengan demikian berarti pula kandungan garam akan meningkat dalam cairan tubuh. Organ dalam tubuh ikan menyerap ion-ion garam seperti Na+, K+ dan Cl-, serta air masuk ke dalam darah dan selanjutnya disirkulasi. Kemudian insang ikan akan mengeluarkan kembali ion-ion tersebut dari darah ke lingkungan luar. Karena ikan laut dipaksa oleh kondisi osmotik untuk mempertahankan air, volume air seni lebih sedikit dibandingkan dengan ikan air tawar. Tubuli ginjal mampu berfungsi sebagai penahan air. Jumlah glomeruli ikan laut cenderung lebih sedikit dan bentuknya lebih kecil daripada ikan air tawar.

Tabel Perbedaan sistem osmoregulasi ikan air tawar dan ikan laut

Ikan air tawar	Ikan air laut
Sedikit minum air	Banyak minum air
Pengeluaran urin banyak, encer	Pengeluaran urine sedikit, pekat
Mempertahankan garam dalam tubuh	Aktif mengeluarkan garam dari tubuhnya

DAFTAR PUSTAKA

Campbell, Biologi Edisi 5 Jilid 3, Jakarta: Erlangga,2002.

J.H Green, Pengantar Fisiologi Tubuh Manusia, Tangerang: Binarupa Aksara, 2002.

Soewolo, Pengantar Fisiologi Hewan,

Yusnita Fujaya, Fisiologi Ikan, Jakarta: Rineka Cipta, 2004.