Kidney Physiology

1. Sistem Perkemihan
dan Cairan Tubuh
(FAAL UROPETIK)
Rosdiana Naibey, S.Kep.,M.Sc
Sorong, 2 Mei 2023
Fakultas Kedokteran
Universitas Papua

2. Pengertian
Proses Pembentukan Urin
Faktor – faktor yang mempengaruhi pembentukan urin
Ekskresi urine dan bersihan plasma
Konsentrasi Urine dan Mekanisme Pengenceran
Sistem Arus Bolak-Balik dalam Ansa Henle (Mekanisme
Countercurrent)
Pengaturan Pembentukan Urin
Imbangan Cairan
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Objectives:

3. Urine adalah cairan sisa metabolisme yang
dihasilkan ginjal dan dikeluarkan dari tubuh
melalui berkemih.
Secara umum, proses pembentukan urine
melalui 3 tahapan:
1. Filtrasi (penyaringan)
2. Reabsorpsi (penyerapan kembali),dan
3. Augmentasi (pengeluaran zat)
Pengertian

4. Organs of the Urinary System
• Kidneys
• Form urine, containing
– Excess water
– Metabolic wastes (e.g., urea)
– Excess acid
– Excess electrolytes (e.g., sodium)
• Produce hormones that regulate
– Red blood cell synthesis (erythropoietin: Coloring Exercise 8-3)
– Water balance (renin: Coloring Exercise 12-6)
• Receive arterial blood B1 from the abdominal aorta via the renal artery
• Venous blood E1 from kidney drains into renal vein and the inferior ena cava
• Adrenal glands (Coloring Exercise 7-7) lie atop of both kidneys
• Ureters
• Drain urine from kidney into urinary bladder
• Urinary bladder
• Urine reservoir
• Lined with transitional epithelium (Coloring Exercise 1-7
• Expands to hold about 470 mL of urine
• Urethra
• Conducts urine from bladder outside the body
• In males, the prostate gland surrounds the urethra

7. Proses Pembentukan Urin (Urine Formation)

8. Tiny, coiled tube; the basic unit of the kidney
Exchanges substances with blood using filtration, diffusion, osmosis, and
active transport (see Coloring Exercises 1-6 and 12-4)
Fluid found in nephrons is called filtrate
The Nephron
Glomerular capsule
Proximal convoluted tubule
Loop of Henle (descending and ascending limbs)
Distal convoluted tubule
Collecting duct
Calyx and renal pelvis (not shown)
Parts of the Nephron
Filtrate passes through the nephron as follows:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Each nephron associated with two capillary beds
Glomerulus : generates filtrate
Peritubular capillaries : exchange substances with filtrate
Blood passes through the renal vessels as shown below
Blood Supply

9. Glomerulus
1
mengalir dari
aorta
2
melalui arteri
ginjal
3
menuju ke badan
Malpighi/Kapsula
Bowman.
4
Menghasilkan
produk Urine
Primer / Filtrat
Glomerulus
5
Urine
6
Filtrasi (penyaringan)

11. Terjadi di:
Tubulus Kontortus
Proksimal dan
Lengkung Henle
1 =
Pars
Descenden
Loop Henle :
sangat
permeabel air
3
Pars Ascenden :
tidak permeable
terhadap air,
dapat reabsorbsi
aktif Na+ , Cl-
4
Menghasilkan
produk yang
berupa Urine
Sekunder /
Filtrat Tubulus
5
Urine
6
Reabsorpsi (Penyerapan Kembali)
Tubulus Kontortus
a. Permeabilitas air
tergantung ADH
b. Na+ , Cl- ,
c. reabsorbsi Glukosa,
asam amino, air, Na+, Cl-,
K+
d Sekresi H+ , K+ , NH3 -

13. Cl- :
reabsorbsi pada
Loop Henle tebal,
tubulus
proximalis
1
K+ :
disekresi pada
tubulus distal
2
HCO3- :
direabsorbsi
dalam bentuk
CO2, sebagian
kecil dalam
bentuk HCO3-
3
H+ :
disekresi aktif
pada tubulus
proximalis bag
distal
4
Urea :
difiltrasi
sempurna,
direabsorbsi 40
– 50%
5
Difiltrasi
sempurna
Tidak
direabsorbsi
Disekresi di
tubulus
proximalis
Kreatinin :
1.
2.
3.
6
Transport ion-ion pada tubuli

14. Difiltrasi
sempurna
Tidak
direabsorbsi
Tidak
disekresi
Inulin :
1.
2.
3.
1
Urea
Asam Uric
Kreatinin
Beberapa Air
Sedangkan zat
lainnya, yaitu
sampah nitrogen
berupa :
1.
2.
3.
4.
2
Akhirnya
terbentuklah
urin sekunder
3
Urin yang
Diekskresikan
4
Transport ion-ion pada tubuli

16. Terjadi di
Tubulus
Kontortus Distal
1
Beberapa zat
keluar dari kapiler
peritubuler ke
tubulus ginjal. ▫
H+, Na+ dan ion
potassium ▫
Creatinin ▫Racun
dan obat-obatan
2
melalui arteri
ginjal
3
menuju ke badan
Malpighi/Kapsula
Bowman.
4
Menghasilkan
produk yang
berupa Urine
Sesungguhnya
5
Urine
6
Augmentasi (Pengeluaran Zat)

19. Faktor – faktor yang
mempengaruhi pembentukan urine
Hormon
a. ADH
b. Aldosteron
c. Prostaglandin
1
Zat – Zat Diuretik
- Teh
- Kopi
- Alcohol
2
Suhu
a. Internal atau
b. Eksternal
3 4
Konsentrasi Darah

20. Ekskresi urine dan bersihan plasma
Ekskresi Urine
(Mikturisi/miksi)
Mikturisi adalah proses
pengosongan kandung kemih
terjadi bila kandung kemih
terisi penuh. Proses miksi
terdiri dari dua langkah utama:
Bersihan Plasma
Kemampuan ginjal
membersihkan atau
menjernihkan plasma dari
berbagai zat

21. Ekskresi Urine
(Mikturisi)
Mikturisi adalah proses
pengosongan kandung kemih
terjadi bila kandung kemih
terisi penuh. Proses miksi
terdiri dari dua langkah utama:
Kandung kemih secara
progresif terisi sampai
tegangan di dindingnya
meningkat diatas nilai ambang,
Peningkatan tegangan pada
kandung kemih mencetuskan
refleks I yang menghasilkan
kontraksi kandung kemih dan
refleks V yang menyebabkan
relaksasi uretra
1.
2.
3. Timbul refleks saraf yang disebut
reflek miksi (refleks berkemih)
yang berusaha mengosongkan
kandung kemih atau jika ini gagal
setidaknya menimbulkan
kesadaran dan keinginan untuk
berkemih
Ekskresi urine dan bersihan plasma

22. Kemampuan ginjal
membersihkan atau
menjernihkan plasma dari
berbagai zat
Plasma bersihan untuk zat apapun
dapat dihitung dengan rumus
berikut ini :
Ekskresi urine dan bersihan plasma

23. Konsentrasi Urine dan Mekanisme
Pengenceran
Volume urine yang
dihasilkan setiap
hari bervariasi dari
600ml sampai
2500ml lebih.
Mekanisme
Hormonal
Sistem arus bolak-balik adalah salah satu sistem yang aliran masuknya ke
dalam tuba berbentuk U (seperti ansa Henle) mengalir berdekatan dan secara
paralel menuju arah yang berlawanan dengan aliran keluar (outflow) dad tuba.
Sistem arus bolak-balik ganda adalah sistem arus bolak-balik yang dibantu
dengan transpor aktif.
Urin hipotonik
(encer)
Sistem Arus Bolak-Balik
dalam Ansa Henle dan
Vasa Rekta
A. Volume Urine
B. Pengaturan Volume Urine
C. Sistem Arus Bolak-Balik
dalam Ansa Henle dan Vasa
Rekta
Urin Hipertonik
(pekat)

25. MEKANISME COUNTERCURRENT

26. Consists of cells of the afferent arteriole and cells of the distal tubule
Measures filtrate flow in the distal tubule
Remember that the blood pressure drives filtration
Lower blood pressure = less filtration = less filtrate
Secretes renin when flow (and thus blood pressure) is low
The Renin-Angiotensin-Aldosterone System
Powerful system for increasing blood pressure
Involves three active hormones: angiotensin II , aldosterone , antidiuretic
hormone
Production of Angiotensin II
Low blood pressure stimulates renin production
Renin (an enzyme) cleaves angiotensinogen (produced by liver ) into angiotensin I
Angiotensin converting enzyme (produced by lungs ) cleaves angiotensin I to
angiotensin II
a.
b.
c.
d.
a.
b.
1.
2.
3.
The Juxtaglomerular Apparatus

27. Actions of Angiotensin II (ATII)
ATII acts at hypothalamus to
Stimulate thirst
Stimulate cardiac output and vasoconstriction
Stimulate antidiuretic hormone production
ADH released by posterior pituitary (not shown)
ADH increases water retention (Coloring Exercise 12-5); decreases urine output
ATII acts at adrenal cortex
Stimulates aldosterone production
Aldosterone acts on kidney to increase salt reabsorption (and, indirectly, water
reabsorption)
Net Result
Increased cardiac output and vasoconstriction →increased blood pressure
Increased blood volume (more water intake, less water in urine) →increased blood
pressure
a.
b.
c.
d.
i.
ii.
a.
b.
a.
b.
The Juxtaglomerular Apparatus

28. Gradian hiperosmolaritas vertical
tidak terganggu dengan sirkulasi
darah karena:
Hiperosmolaritas adalah adanya kelebihan tekanan osmosis
pada plasma sel karena adanya peningkatan konsentrasi zat.
Tekanan osmosis merupakan tekanan yang dihasilkan karena
adanya peningkatan konsentrasi larutan pada zat cair.

29. 1.
Kapiler vasa rekta
2.
Dinding vasa rekta permeable
terhadap NaCl dan air
4.
Karena pertukaran pasif garam dan air
diantara vasa rekta dan cairan instertisial
medular serta fakta yang menunjukan
aliran darah dalam vasa rekta relative
lambat, darah yang meninggalkan
medulla hanya sedikit hiperosmotik
terhadap darah arteri.
3.
Ketika darah mengalir balik kepembuluh
asenden vasa rekta yang palarel dengan
tungkai desenden tubulus, garam
berdifusi kembali ke kapiler dan air juga
masuk kembali ke pembuluh.

31. IMBANGAN CAIRAN
DAN PENGATURANNYA

32. Fluid Compartments
• Water makes up 60% of body weight
• Extracellular fluid (outside of cells): 20% of body weight
• Plasma, lymph : 5% of body weight
• Interstitial fluid (between cells) : 15% of body weight
• Intracellular fluid (within cells): 40% of body weight

33. Fluid moves between plasma/lymph and interstitial fluid by crossing
the endothelial layer of blood and lymphatic capillaries
Fluid moves between the interstitial fluid and the intracellular fluid
by crossing the plasma membrane
Fluid enters the blood from the intestine
Fluid leaves the blood via the:
Fluid Exchanges Between Compartments
1.
2.
3.
4.
• intestines
• skin (sweating)
• lungs (water vapor)
• kidneys (urine)

34. Water Gain and Loss
• Water gain should equal water loss
• Loss >gain = electrolyte imbalances, dehydration
• Gain > loss = electrolyte imbalances, bloating
• Average volumes gained and lost are listed below
•Sources of water gain
• Metabolism : 200 ml
– water is a byproduct of metabolic reactions
– e.g., glucose breakdown to generate ATP
– water added directly to intracellular fluid
• Food : 700 mL (varies widely)
• Drink : 1600 mL (varies widely)
• Sources of water loss
• Feces : 200 mL
• Lungs : 300 mL
• Skin : 500 mL
• Urine : 1500 mL (varies widely)
• Body regulates water loss in urine and dietary water gain
• Water gain: dehydration stimulates thirst
• Water loss: dehydration reduces urine production

36. Cairan yang banyak diminum menyebabkan cairan tubuh menjadi encer. Urin menjadi encer dan kelebihan air akan
dieksresikan dengan cepat.
Pada waktu tubuh kehilangan air atau asupan zat terlarut berlebihan menyebebkan cairan tubuh menjadi pekat dan
urin juga pekat.
Konsentrasi cairan tubuh berhubungan dengan osmolalitas.
Osmolalitas ; jumlah partikel yang larut dalam suatu larutan. Jika partikel yang larut dalam suatu larutan besar /
tinggi, tekanan osmotik juga akan tinggi. Osmosis = difusi khusus
Osmolalitas ditentukan oleh rasio zat terlarut (terutama garam Na dan K) terhadap air sedangkan volume cairan
ekstraseluler ditentukan oleh jumlah Na dan air yang ada.
Mekanisme renin-angiostensin-aldosteron berperan penting dalam pengaturan kadar Na tubuh
Aldosteron meningkat ; retensi Na.
Renin berfungsi mempertahankan volume cairan ekstraseluler dan tekanan perfusi jaringan dengan mengubah
resistensi pembuluh darah dan eksresi Na dan air ginjal.
Pengaturan Keseimbangan Air

37. Duktus pengumpul impermeable
terhadap air jika tidak ada ADH air
akan keluar dari duktus pengumpul
melalui osmosis jika ada ADH.
Ansa henle yang panjang diperlukan
agar sistem penggandaan dan
pertukaran arus bolak balik dapat
bekerja.
Filtrat hipoosmotik (encer) dalam tungkai asenden
ansa henle masuk ketubulus kortus distal dan
mengalir menuruni duktus pengumpul menuju
ureter. Akibat sistem arus bolak-balik, cairan
interstisial yang menyelubungi duktus pengumpul
menjadi hiperosmotik dan terbentuk gradian
konsentrasi yang diperlukan untuk osmosis air
keluar dari duktus.
Ekskresi Urine Kental

38. EKSKRESI URIN PEKAT/KENTAL

39. Jika ADH tidak ada,
Duktus pengumpul hampir tidak tertembus air.
Reabsorpsi tambahan zat terlarut dalam tubulus distal dan duktus
pengumpul mengakibatkan
Penurunan osmolaritas dalam cairan tubular sampai yang terendah
antara 60 sampai 70 mOs/L.
Urine encer yang masuk ke pelvis ginjal akan dieksresi
Ekskresi Urine Encer

40. PEMBENTUKAN URIN ENCER

45. Batu Ginjal : adanya batu dari
endapan kalsium dan garam pada
pelvis ginjal.
a. Penyebab : sering menaham urin dan
kurang minum
b. Kelebihan asam urat
c. Kelebihan kalsium
KELAINAN PADA SISTEM URINARIA

46. 2. Diabetes Mellitus : Ganggunan metabolisme
glukosa yang ditandai dengan adanya glukosa
pada urin. Hal ini karena kadar gula di dalam
darah yang terlalu tinggi.
3. Diabetes Insipidus : Sering buang air kecil
yang hebat (sampai 20-30 kali). Terjadi karena
kekurangan hormon ADH.

47. Amir, T.L. 2021. Anatomi & Fisiologi Sistem Urinaria II. Pertemuan
11. PRODI MIK | FAKULTAS ILMU-ILMU KESEHATAN. Slide 1
(esaunggul.ac.id)
Bariroh T. 2021. Anatomi dan Fisiologi Sistem Urinaria Oleh: Slide
1 (uhamka.ac.id).
Hull L. K. 2010. Atlas of Human Body. Chapter 12: The Urinary
System and Water Balance. p.196-204
REFERENSI