A. KONTEN
1. Pengertian Sistem Ekskresi
Sistem ekskresi merupakan hal yang pokok dalam homeostatis karena sistem tersebut membuang limbah metabolisme dan merespon terhadap ketidakseimbangan cairan dalam tubuh dengan cara mengekskresikan ion-ion tertentu sesuai dengan kebutuhan (Campbell, 2000). Zat sisa metabolisme ini apabila dibiarkan menumpuk di dalam tubuh akan meracuni dan berbahaya bagi tubuh. Sistem ekskresi ini hampir selalu melibatkan sistem osmoregulasi, yaitu pengaturan keseimbangan konsentrasi cairan yang ada dalam tubuh. Sistem osmoregulasi ini untuk menjaga tekanan osmotik cairan tubuh selalu tetap. Osmoregulasi ini juga berkaitan dengan pengaturan jumlah air dan garam mineral dalam tubuh. Sistem ekskresi pada manusia melibatkan organ ekskresi berupa ginjal, kulit, hati, dan paru-paru.
Bagian tubuh yang digunakan untuk melakukan osmoregulasi pada setiap hewan adalah bervariasi.
a. Hewan sederhana (hewan berpori/porifera) bagian tubuh yang digunakan untuk mengatur konsentrasi cairan tubuhnya dengan melalui proses difusi dan osmosis secara langsung melalui membran sel
b. Hewan bersel satu (contohnya Amoeba, Paramaecium), bagian tubuh yang digunakan dalam osmoregulasi adalah vakuola kontraktil melalui mekanisme difusi dan osmosis.
c. Hewan darat, osmoregulasi terjadi dengan melalui organ pengeluaran (ekskresi), berupa ginjal. Dalam hal ini ginjal berfungsi sebagai organ ekskresi dan osmoregulasi.
d. Hewan vertebrata dan invertebrata air (contohnya amfibi, ikan, serangga) fungsi osmoregulasi dengan melalui organ khusus seperti insang, kulit, bahkan usus.
2. Ginjal
Ginjal disebut juga ren berbentuk seperti biji kacang merah. Ginjal terletak dibagian sebelah kanan dan kiri tulang pinggang, yaitu di dalam rongga perut pada dinding tubuh bagian belakang (dorsal). Ginjal yang letaknya berada sebelah kiri lebih tinggi daripada ginjal sebelah kanan. Ginjal berfungsi untuk menyaring darah yang mengandung limbah metabolisme dari sel. Ginjal menpunyai warna merah karena banyak darah yang masuk ke dalam ginjal. Darah akan masuk ke dalam ginjal melalui arteri besar dan akan keluar dari ginjal melalui pembuluh vena besar.
Gambar 1.1 Anatomi struktur ginjal (kiri) dan gambar nefron (kanan)
Sumber: Reece, dkk. 1999
Apabila sebuah ginjal dipotong melintang, maka akan tampak tiga lapisan, seperti pada Gambar 1.1. Bagian luar disebut korteks atau kulit ginjal, di bawahnya ada medula atau sumsum ginjal dan di bagian dalam berupa rongga yang disebut rongga ginjal atau pelvis renalis. Sistem ekskresi manusia ada empat skala ukuran, seperti pada Gambar 1.1 yaitu:
a. Ginjal menghasilkan urin dan mengatur komposisi darah.Urin dikirimkan ke kandung kemih melalui ureter dan ke luar melalui uretra. Cabang-cabang aorta, yaitu arteri renal, mengirimkan darah ke ginjal, vena renal mengosongkan darah dari ginjal ke dalam vena cava posterior.
b. Urin dibentuk dalam dua daerah ginjal yang berbeda, korteks renal dan medula renal. Urin itu kemudian dialirkan ke ruang tengah, pelvis renal, dan ke dalam ureter.
c. Tubula ekskresi (nefron dan duktus pengumpul) dan pembuluh darah terkait membungkus korteks dan medula. Ginjal manusia mempunyai sekitar satu juta nefron yang mewakili sekitar 80 km tubula. Nefron kortikal terbatas utama pada korteks renal. Nefron jukstamedulari mempunyai bagian panjang yang mirip jepit rambut, yang memanjang sampai ke medula renal. Beberapa nefron mengosongkan isinya ke dalam setiap duktus pengumpul, yang kemudian mengosongkan isinya ke dalam pelvis renal.
d. Masing-masing nefron terdiri atas glomerulus atau kumpulan kapiler yang dikelilingi oleh kapsula Bowman, sebuah tubula proksimal, sebuah lengkung Henle, dan sebuah tubula dista. Darah memasuki glomerulus melalui arteri aferen dan meninggalkan glomerulus melalui arteriola aferen yang mengirimkan isinya ke kapiler peritubuler dan ke vasa rekta, yaitu kapiler yang mengelilingi lengkung Henle. Nefron, duktus pengumpul, dan pembuluh darah terkait menghasilkan urin dari filtrat (air dan zat terlarut kecil) yang dipaksa oleh tekanan darah masuk ke dalam kapsula Bowman dari glomerulus. Ketika filtrat itu berjalan dari kapsula Bowman ke duktus pengumpul, zat kimia penyusunnya diubah ketika zat-zat itu lewat melalui cairan interstisial antara nefron dan kapiler di sekitarnya. Pengolahan dan pemrosesan filtrat terus berlangsung dalam duktus pengumpul. Aliran darah dalam vasa rekta berlawanan arah dengan aliran filtrat dalam lengkung Henle (tanda panah).
Gambar 1.2 Nefron dan duktus pengumpul: fungsi regional epitelium
Sumber: Reece, dkk. 1999
Proses pembentukan urin di dalam ginjal melalui tiga tahapan. Ketiga tahapan tersebut adalah sebagai berikut (Zubaidah, 2014).
a. Pada proses pembentukan urin, darah mengalir dari arteri ginjal masuk ke dalam glomerulus yang berisi kapiler-kapiler darah. Pada bagian ini akan terjadi penyaringan pertama yang kemudian akan disimpan di dalam kapsula Bowman. Ketika darah masuk ke glomerulus, tekanan darah menjadi tinggi sehingga mendorong air dan komponen-komponen melalui pori-pori kapiler yang akan menghasilkan filtrat. Cairan hasil penyaringan tersebut, tersusun dari urea, glukosa air, dan ion-ion anorganik, seperti natrium, kalium, kalsium, dan klor. Darah dan protein tetap tinggal di dalam kapiler darah karena tidak dapat menembus pori-pori glomerulus. Cairan yang tertampung di kapsula Bowman disebut urin primer, tahapan ini disebut filtrasi.
b. Setelah tahap filtrasi, urin primer masuk ke tubulus kontortus proksimal. Maka di tubulus kontortus proksimal terjadi proses penyerapan kembali, yaitu zat-zat yang masih diperlukan oleh tubuh. Zat yang diserap kembali adalah glukosa, air, asam amino, dan ion-ion organik. Sedangkan urea hanya sedikit yang diserap kembali. Garam di dalam urin primer akan berdifusi ke dalam sel-sel epitel pada dinding-dinding ginjal. Saat garam bergerak ke dalam sel, air akan masuk juga dengan cara osmosis, yang kemudian akan masuk ke dalam pembuluh darah. Glukosa, asam amino, ion kalium, dan zat-zat yang masih dibutuhkan oleh tubuh juga diangkut ke dalam sel dan kemudian ke dalam kapiler darah di dalam ginjal. Cairan yang dihasilkan dari proses reabsorbsi disebut urin sekunder. Hasil dari reabsobsi ini yang berupa urin sekunder mengandung air, garam, urea, dan pigmen empedu. Pigmen empedu akan memberikan warna pada urin sedangkan urea akan menimbulkan bau pada urin. Tahapan ini disebut tahap reabsorbsi.
c. Urin sekunder bergerak ke tubulus kontotus distal dan juga di saluran pengumpul. Pada bagian ini juga masih ada proses penyerapan ion natrium, klor dan urea. Cairan yang dihasilkan sudah keluar yang merupakan urin sesungguhnya dan kemudian disalurkan ke rongga ginjal. Tahapan ini disebut augmentasi.
Pada Gambar 1.2 Nefron dan duktus pengumpul: fungsi regional epitelium transpor. Dalam diagram ini, tanda panah berwarna merah menyatakan tranpor aktif dan tanda panah berwarna ungu menandakan transpor pasif. (1) tubula prosimal memainkan peranan penting dalam homeostasis melalui sekresi dan reabsorsi terkontrol beberapa zat. Sebagai contoh, sekitar dua pertiga NaCl dan air yang difilter dari darah ke dalam tubula nefron diserap kembali menembus epitelium tubula proksimal. Region ini juga berfungsi dalam reabsorpsi nutrien makanan dan dalam pengontrolan pH melalui sekresi H+ dan reabsorpsi HCO3-. (2) saluran menurun lengkung Henle permeable terhadap air tetapi tidak permeabel terhadap garam. Kehilangan air secara osmotik dari filtrat, ketika saluran menurun menembus medula renal, memekatkan NaCl dalam filtrat itu. (3) saluran menaik lengkung Henle itu terdiri atas sebuah segmen tipis dan sebuah segmen tebal. Keduanya mempunyai epitelium yang sebenarnya tidak permeabel terhadap air. Segmen tipis itu permeabel terhadap NaCl, dan garam yang telah dipekatkan dalam filtrat di dalam saluran yang menurun sekarang berdifusi keluar dari saluran yang menaik, sehingga turut mempengaruhi osmolaritas cairan interstisial yang tinggi dalam medula bagian dalam ginjal. Segmen tebal meneruskan perpindahan garam dari filtrat itu ke cairan interstisial, tetapi sekarang transpor tersebut berlangsung secara aktif. (4) tubula distal adalah daerah penting lainnya untuk sekresi dan reabsorpsi terkontrol itu. Sebagai contoh, tubula distal membantu mengatur pH darah melalui reabsorpsi bikarbonat (HCO3-), yang merupakan sejenis penyangga(buffer). Tubula distal juga berfungsi dalam homeostasis K+ dan Na+. (5) epitelium khusus duktus pengumpul itu permeabel terhadap air tetapi tidak terhadap garam. Saluran itu membawa filtrat ke arah medula renal untuk kedua kalinya, dan filtrat itu menjadi semakin pekat karena air hilang dan keluar ke dalam cairan interstisial. Bagian bawah duktus pengumpul itu permeabel terhadap urea, dan kebocoran zat terlarut ini ke dalam cairan interstisial turut mempengaruhi osmolaritas medula yang tinggi itu.
3. Paru-paru
Paru-paru adalah organ yang bertindak sebagai alat pernapasan. Selain itu paru-paru juga bertindak sebagai alat ekskresi dengan mengeluarkan karbondioksida dan uap air. Paru-paru berada di dalam rongga dada manusia sebelah kanan dan kiri yang dilindungi oleh tulang-tulang rusuk. Paru-paru sebenarnya merupakan kumpulan gelembung alveolus yang terbungkus oleh selaput yang disebut selaput pleura. Paru-paru merupakan organ yang sangat vital bagi kehidupan manusia karena tanpa paru-paru manusia tidak dapat hidup. Selain itu pertukaran gas yang terjadi didalam alveolus yaitu, oksigen di udara yang memasuki alveolus akan berdifusi dengan cepat melintasi epitelium ke dalam kumpulan kapiler yang mengelilingi alveolus, sehingga karbondioksida akan berdifusi dengan arah yang sebaliknya. Darah pada alveolus akan mengikat oksigen dan mengangkutnya ke sel-sel jaringan. Dalam jaringan, darah mengikat karbondioksida (CO2) untuk dikeluarkan bersama H2O yang dikeluarkan dalam bentuk uap air. Reaksi kimia tersebut secara ringkas dapat kita tuliskan
Gambar 1.3 Struktur paru-paru pada manusia dan proses bernafas pada alveolus
Sumber: Dokumen Kemdikbud.
Aliran udara dalam alveolus terjadi karena perbedaan tekanan udara di atmosfer dengan udara di dalam alveolus. Perbedaan ini disebabkan oleh perubahan volume rongga dada dan rongga perut akibat gerakan kontraksi dan relaksasi otot dada dan otot perut. Pada saat inspirasi, tekanan udara paru-paru lebih rendah 1-2 mmHg dibandingkan tekanan udara di atmosfer dan sebaliknya pada saat ekspirasi tekanan udara paru-paru lebih tinggi 2-3 mmHg dibandingkan dengan tekanan udara atmosfer.
4. Hati
Gambar 1.4 Struktur hati
Sumber: Dokumen Kemdikbud
Hati merupakan kelenjar terbesar pada manusia, warnanya merah tua, dan beratnya sekitar 2 kg pada orang dewasa. Hati dapat dikatakan sebagai alat sekresi dan ekskresi. Hati sebagai alat sekresi karena menghasilkan empedu, sedangkan hati sebagai ekskresi karena empedu yang dikeluarkan mengandung zat sisa yang berasal dari sel darah merah yang rusak dan dihancurkan di dalam limpa. Di dalam hati, sel sel darah merah akan dipecah menjadi hemin dan globin. Globin digunakan untuk metabolisme protein yang nantinya digunakan untuk membentuk hemoglobin (Hb) baru, sedangkan hemin diubah menjadi zat warna empedu berwarna hijau kebiruan yang disebut dengan bilirubin dan biliverdin.
Zat warna empedu dikeluarkan ke usus dua belas jari dan dioksidasi menjadi urobilin. Urobilin berwarna kuning cokelat yang berperan memberi warna pada feses dan urin. Hati mengeluarkan empedu yang berupa cairan yang mengandung kolesterol, garam mineral, garam empedu, serta pigmen bilirubin dan biliverdin. Organ hati juga berfungsi menguraikan asam amino dan dari penguraiannya akan menghasilkan zat sisa urea yang bersifat racun bagi tubuh kita. Urea dari dalam hati akan dikeluarkan dan diangkut ke ginjal untuk dikeluarkan bersama urin.
Selain berfungsi sebagai alat pengeluaran, hati juga mempunyai fungsi lain yang berguna bagi tubuh antara lain:
a. pembongkaran sel darah merah yang sudah tua,
b. pusat pengubahan protein, lemak, dan karbohidrat sesuai kebutuhan tubuh,
c. menyimpan gula dalam bentuk glikogen,
d. menawarkan racun,
e. membuat vitamin A yang berasal dari provitamin A,
f. mengatur kadar gula dalam darah,
g. membuat fibrinogen serta protombin,
h. menghasilkan zat warna empedu,
i. tempat pembentukan urea.
5. Kulit
Kulit merupakan jaringan yang terdapat pada bagian luar tubuh. Kulit juga disebut sebagai organ ekskresi, juga berfungsi untuk melindungi jaringan di bawahnya dari kerusakan-kerusakan fisik karena gesekan, penyinaran, kuman-kuman, dan zat kimia. Selain itu, juga berfungsi untuk mengurangi kehilangan air, mengatur suhu tubuh, dan menerima rangsangan dari luar.
Gambar 1.5 Orang berkeringat (kiri) dan orang kedinginan (kanan)
Sumber: Dokumen Kemdikbud
Zat yang diekskresikan kulit adalah keringat. Ketika udara panas, kulit mengeluarkan keringat yang mengandung air, urea, dan garam. Keringat yang keluar ke permukaan kulit akan segera menguap. Dalam proses penguapan ini, keringat menyerap energi panas dari dalam tubuh sehingga suhu tubuh menjadi lebih dingin. Jadi fungsi keringat adalah untuk mengatur suhu tubuh dengan cara membuang panas yang berlebihan. Keringat keluar melalui pori-pori yang terdapat hampir di seluruh permukaan kulit. Dalam sehari semalam, keringat yang keluar melalui pori-pori ini dapat mencapai 8 liter. Pada saat melakukan aktivitas fisik yang berat seperti berolah raga dan kerja keras di bawah terik matahari, keringat yang dihasilkan akan lebih banyak lagi. Oleh karena itu, kamu harus cukup minum untuk menggantikan cairan tubuh yang hilang melalui keringat. Jika tidak, tubuh yang kekurangan air dan garam-garam mineral dapat menimbulkan kejang-kejang dan pingsan.
Gambar 1.6 Anatomi kulit
Sumber: Dokumen Kemdikbud
Kulit terdiri atas lapisan epidermis (kulit ari), dermis dan hipodermis. Epidermis dan dermis tersusun atas 3 lapisan, yaitu stratum korneum yang mati dan selalu mengelupas, lapisan stratum lusidum, lapisan stratum granulosum yang mengandung pigmen. Di bawah lapisan tanduk terdapat lapisan stratum germinativum yang terus-menerus membentuk sel-sel baru ke arah luar pada epidermis. Lapisan atas yang disebut dengan lapisan tanduk tidak terdapat pembuluh darah, serabut saraf, dan lapisan malpighi. Pada lapisan dermis terdapat otot penggerak rambut, pembuluh darah dan limfa, indera, kelenjar minyak serta kelenjar keringat.
Kelenjar keringat terdapat pada kulit, berbentuk pembuluh panjang, yang terletak memanjang dari lapisan malpighi hingga ke bagian dermis. Pangkal kelenjar ini menggulung dan berhubungan dengan kapiler darah dan serabut saraf simpatik. Saraf simpatik merupakan salah satu saraf otonom/sistem saraf tak sadar. Sistem saraf ini akan bekerja tanpa diperintah oleh sistem saraf pusat dan terletak pada sumsum tulang belakang.
Berdasarkan kerjanya saraf otonom, dibedakan menjadi dua, yaitu saraf simpatik dan parasimpatik. Saraf simpatik dan parasimpatik bekerja secara berlawanan. Saraf simpatik akan meningkatkan kerja kelenjar keringat, sehingga merangsang produksi keringat. Kapiler darah dan kelenjar keringat akan menyerap air dengan larutan NaCl dan sedikit urea. Air beserta larutannya akan dikeluarkan menuju pori-pori kulit.
Tubuh memiliki kemampuan untuk mengatur berapa banyak jumlah air yang harus dikeluarkan oleh tubuh agar jumlah air di dalam darah tetap seimbang. Cairan yang ada di dalam tubuh haruslah tetap seimbang dan harus tetap mempertahankan tekanan dalam darah. Jumlah air di dalam darah akan diatur oleh bagian hipotalamus. Ketika otak mendeteksi bahwa di dalam darah terlalu banyak air, maka hipotalamus akan melepaskan sejumlah hormon yang mendorong ginjal untuk meningkatkan jumlah urin yang dikeluarkan. Begitu pula ketika suhu udara panas di siang hari, ketika jumlah cairan di dalam darah tinggi, maka hipotalamus akan mengeluarkan hormon tertentu dan memberikan signal pada kelenjar keringat yang ada di dalam kulit untuk memproduksi keringat yang lebih banyak.
Otak akan mengatur kapan terjadi pengeluaran zat sisa melalui ginjal dalam bentuk urin atau melalui kulit dalam bentuk keringat. Pengaturan dilakukan oleh otak dengan mengirim signal ke ginjal atau ke kelenjar keringat pada kulit. Selain sebagai alat ekskresi, kulit juga berfungsi sebagai pengatur suhu tubuh, tempat penyimpanan cadangan makanan berupa lemak atau adiposa, pelindung untuk mengurangi hilangnya air dalam tubuh (melalui proses pengaturan pengeluaran urin dan keringat), serta melindungi tubuh dari gesekan, panas, zat kimia, dan kuman-kuman.
6. Gangguan pada Ginjal, Paru-paru, Hati, dan Kulit
a. Gangguan pada Ginjal
Fungsi ginjal dapat terganggu karena infeksi bakteri, radang, batu ginjal, dan sebagainya. Jika salah satu ginjal tidak berfungsi atau mengalami gangguan, maka ginjal yang satunya lagi akan mengambil alih tugas ginjal yang pertama. Namun ginjal bisa rusak kedua-duanya dan ini akan berakibat
sangat fatal karena urea akan tertimbun dalam tubuh dan menyebabkan kematian. Berikut ini adalah kelainan dan penyakit pada ginjal.
1. Uremia
tertimbunnya urea dalam darah sehingga mengakibatkan keracunan.
2. Albuminuria
urine mengandung albumin(protein) yang disebabkan oleh kerusakan pada glomerulus.
3. Diabetes insipidus
penyakit kekurangan hormon vasopresin atau hormon antidiuretik(ADH) yang mengakibatkan hilangnya kemampuan mereabsorpsi cairan. Akibatnya, penderita bisa mengeluarkan urine berlimpah mencapai 20 liter.
4. Diabetes melitus
terdapat glukosa dalam urine. Terjadi karena menurunnya hormon insulin yang dihasilkan pankreas.
5. Nefritis
gangguan pada ginjal karena infeksi bakteri streptococcus sehingga protein masuk ke dalam urine.
6. Batu ginjal
adanya endapan garam kalsium di dalam kantong kemih
7. Gagal ginjal
ginjal tidak dapat menjalankan fungsinya dengan baik sehingga harus dibantu dengan cuci darah atau cangkok ginjal.
8. Hematuria
urin mengandung darah karena adanya kerusakan pada glomerulus.
Tabel 1 gangguan dan kelainan pada ginjal
b. Gangguan pada Paru-paru
Paru-paru tidak berfungsi secara optimal disebabkan oleh infeksi virus dan bakteri serta polusi udara. Polusi udara disebabkan oleh asap pabrik, kendaraan, pembakaran, dan asap rokok. Penyakit pada paru-paru misalnya asma, TBC, pneumonia, dan kanker paru-paru.
· Asma dikenal dengan bengek yang disebabkan oleh bronkospasme. Asma merupakan penyempitan saluran pernapasan utama pada paru-paru. Gejala penyakit ini ditandai dengan susah untuk bernapas atau sesak napas. Penyakit ini tidak menular dan bersifat menurun. Kondisi lingkungan yang udaranya tidak sehat atau telah tercemar akan memicu serangan asma.
Gambar 1.7 Penderita asma menghirup oksigen
Sumber: www.smh.com.au
· Tuberculosis (TBC)
TBC adalah penyakit yang disebabkan oleh bakteri Mycobacterium tuberculosis. Bakteri ini menyerang paru-paru sehingga pada bagian dalam alveolus terdapat bintil-bintil. TBC dapat menyebabkan kematian. Sebagian besar orang yang terinfeksi oleh bakteri tuberculosis menderita TBC tanpa mengalami gejala, hal ini disebut latent tuberculosis. Apabila penderita latent tuberculosis tidak menerima pengobatan maka akan berkembang manjadi active tuberculosis. Active tuberculosis adalah kondisi di mana sistem kekebalan tubuh tidak mampu untuk melawan bakteri tuberculosis yang terdapat dalam tubuh, sehingga menimbulkan infeksi terutama pada bagian paru-paru.
· Pneumonia
Gambar 1.8 Pneumonia
Sumber: www.ecureme.com
Penyakit ini disebabkan oleh bakteri, virus atau jamur yang menginfeksi paru-paru khususnya di alveolus. Penyakit ini menyebabkan oksigen susah masuk karena alveolus dipenuhi oleh cairan.
c. Gangguan pada Hati
Penyakit hati bisa disebabkan oleh infeksi virus, tidak bekerjanya hati dan empedu. Kelainan dan penyakit yang berhubungan dengan hati misalnya penyakit hepatitis dan kuning.
· Hepatitis
Hepatitis adalah radang hati yang disebabkan oleh virus. Virus hepatitis ada beberapa macam, misalnya virus hepatitis A dan hepatitis B. Hepatitis yang disebabkan oleh virus hepatitis B lebih berbahaya daripada hepatitis yang disebabkan oleh virus hepatitis A.
Gambar 1.9 Virus hepatitis B, diambil di Bloodstrean Health Education video, 1996
Sumber: www.cs.nyu.edu
· Penyakit kuning
Penyakit kuning disebabkan oleh tersumbatnya saluran empedu yang mengakibatkan cairan empedu tidak dapat dialirkan ke dalam usus dua belas jari, sehingga masuk ke dalam darah dan warna darah menjadi kuning. Kulit penderita tampak pucat kekuningan, bagian putih bola mata berwarna kekuningan, dan kuku jaripun berwarna kuning. Hal ini terjadi karena di seluruh tubuh terdapat pembuluh darah yang mengangkut darah berwarna kekuningan karena bercampur dengan cairan empedu.
d. Gangguan pada Kulit
Kelainan dan penyakit yang berhubungan dengan kulit terjadi dalam kehidupan sehari-hari. Ada penyakit yang tidak berbahaya dan berbahaya. Gangguan kulit yang biasa terjadi adalah sebagai berikut.
· Biduran
Biduran disebabkan oleh udara dingin, alergi makanan, dan alergi bahan kimia. Biduran ditandai dengan timbulnya bentol-bentol yang tidak beraturan dan terasa gatal. Biduran dapat berlangsung beberapa jam dan dapat juga berlangsung berhari-hari. Jika penyakit ini disebabkan oleh alergi, maka cara pencegahannya adalah dengan menghindari bahan makanan dan produk kimia yang menyebabkan alergi. Pengobatan dapat dilakukan dengan menggunakan resep obat yang diberikan oleh dokter.
· Ringworm
Ringworm adalah sejenis jamur yang menginfeksi kulit. Infeksi ini ditandai dengan timbulnya bercak lingkaran di kulit. Pencegahan penyakit ini dilakukan dengan menjaga agar kulit tetap kering dan tidak lembab. Pengobatannya dilakukan dengan mengkonsumsi obat anti jamur.
Gambar 1.10 Ringworm
Sumber: www.sinarharapan.ci.id
· Psoriasis
Psoriasis belum dapat disembuhkan secara total, tetapi pengobatan teratur dapat menekan gejala menjadi tidak nampak. Gejala yang ditimbulkannya adalah kulit kemerahan yang dapat terjadi di kulit kepala, sikut, punggung, dan lutut. Penyebab pasti dari penyakit ini belum bisa ditentukan, tetapi hasil dari banyak penelitian penyakit ini disebabkan adanya gangguan pada sistem kekebalan tubuh. Ada dua tipe sel darah putih yang berperan dalam sistem kekebalan tubuh kita, yaitu sel limfosit T dan limfosit B. Pada psoriaris terjadi aktivasi limfosit T yang tidak normal di kulit. Ini menyebabkan kulit menjadi meradang secara berlebihan.
· Kanker kulit
Penyakit kanker kulit disebabkan oleh penerimaan sinar matahari yang berlebihan. Penyakit ini lebih sering menyerang orang yang berkulit putih atau terang, karena warna kulit tersebut lebih sensitif terhadap sinar matahari. Pencegahan dapat dilakukan dengan tabir surya atau menghindari kontak dengan sinar matahari yang terlalu banyak.
7. Alat Ekskresi pada Hewan
Sistem ekskresi yang beraneka ragam merupakan variasi dari suatu tema tubular
a. Protonefridia: Sistem Bola Api (Flame-Bulb System)
Cacing pipih (filum flatyhelminthes) mempunyai sistem ekskresi tubular yang disebut sebagai protonefridia.Protonefridiumadalah suatu jaringan kerja tubula tertutup yang tidak mempunyi pembukaan internal. Tubula itu bercabang di seluruh tubuh , dan cabang paling kecil di tudungi oleh unit seluler yang di sebut sebagai sebuah bola-api (flame bulb). Bola-api itu mempunyai berkas silia atau rambut getar yang menjulur ke dalam tubula. Pergerakan rambut getar itu memberikan gaya yang akan menarik air dan zat terlarut dari cairan interstisial melalui bola-api dan masuk ke dalam sistem tubula. Rambut getar atau silia yang bergetar itu juga mendorong cairan di sepanjang tubula itu, dan menjauhi bola-api. Urin dari sistem tubula tersebut mengalir ke lingkungan ekternal melalui lubang yang di sebut sebagai nefridiopori. Cairan yang di eskskresikan itu sangat encer dalam kasus cacing pipih air tawar, yang membantu menyeimbangkan pengambilan air secara osmotic dari ligkungannya.Ternyata tubula itu menyerap kembali sebagian besar zat terlarut dari cairan itu sebelum cairan itu keluar dari tubuh.
Sistem bola-api cacaing pipih air tawar tampaknya terutama berfungsi dalam osmoregulasi; sebagian besar limbah metabolism berdifusi keluar dari permukaan tubuh atau di ekskresikan ke dalam rongga gastrovaskuler dan di keluarkan melaluimulut. Akan tetapi pada beberapa cacing pipih parasite, yang isoosmotik dengan cairan di sekitar organisme inangnya, fungsi utama protonefridia adalah dalam ekskresi, dan membuang limbah bernitrogen. Perbedaan dalam fungsi ini menggambarkan bagaimana struktur yang sama bagi suatu kelompok organisme dapat di adaptasiakan dalam berbagai cara yang beragam melalui evolusi dalam lingkungan yang berbeda-beda. Protonefridia juga di temukan pada rotifer, beberapa cacing annelidia, larva moluska, dan lancelet, yang merupakan hewan kordata invertebrate
b. Metanefridia
Jenis lain sistem ekskresi tubuler, yaitu metanefridium(jamak : metanefridia), mempunyai lubang internal yang mengumpulkan cairan tubuh. Metanefridia di temukan pada sebagian besar cacing annelida, termasuk cacing tanah. Masing-masing segmen seekor cacing mempunyai sepasang metanefridia , yang merupakan tubula yang terendam dalam cairan selomik dan terbungkus oleh suatu jaringan kapiler. Lubang pembukaan metanefridium di kelilingi oleh corong bersilia, atau nefrostom, yang mengumpulkan cairan dari selom (coelom).
Metanefridia seekor cacing tanah yang mempunyai fungsi pengaturan ekskresi dan osmoregulasi.Ketika cairn bergerak di sepanjang tubula, epitelium transport yang membatasi lumen menyerap kembali sebagian besar zat terlarut dari tubula, dan zat terlarut terebut masuk kembali ke darah yang beredar dalam kapiler.Limbah bernitrogen tetap berada dalam tubula itu.Cacing tanah menempati tempat lembab dan umumnya mengambil air secara keseluruhan melalui osmosis. Metanepridianya menyeimbangkan aliran masuk air dengan cara menghasilkan urin encer (yang hipoosmotik dengan cairan tubuh cacing itu). Urin yang keluar melalui nefridiopori sebagian besar terdiri dari air dan limbah bernitrogen yang larut.
c. Tubula malfighi
Organ ekskresi serangga dan artropoda darat lain di sebut sebagai tubula malfighi. Organ-organ tersebut mengeluarkan limbah bernitrogen dari hemolimfa (cairan sirkulasi) dan juga berfungsi menaikkan tekanan darah dengan cara menyempitkan arteriola. Menurunkan aliran darah ke banyak kapiler, termasuk kapiler ginjal. Angiotensis II juga merangsang tubula proksimal nefron untuk menyerap kembali NaCl dan Air .hal tersebut akan mengurangi jumlah garam dan air yang diekskresikan dalam urin dan akibatnya adalah peningkatan volume darah dan tekanan darah. Akan tetapi, pengruh lain dari angiotensis II adalah perangsangan kelenjar adrenal, yaitu organ yang terletak diatas ginjal, untuk membbaskan hormone yang di sebut dengan indosteron. Hormone ini bekerja pada tubula distal nefron, yang membuat tubula tersebut menyerap kembali lebih banyak ion atrium (Na+) dan air, serta meningkatkan volume dan tekanan searah. Secara singkat sistem renin-angiotensis-aldosteron(RAAS) merupakan bagian dari pertukaran umpan-balik kompleks yang berfungsi dalam homeostasis. Penurunan dalam tekanan darah dan volume darah yang di sebabkan oleh berbagai kerja angiotensis II dan endosteron akan mengurangi pelepasan renin
Mungkin kelihatannya fungsi ADH dan RAAS tumpang tindih, tetapi tidah demikian halnya.Memang benar bahwa keduanya meningkatkan penyerapan kembali air (reabsorpsi), tetapi masing-masing menghadapi permasalahn osmoregulasi yang berbeda.Pelepasan ADH merupakan respon terhadap peningkatan dalam osmolaritas darah, seperti ketika tubuh menglami dehidrasi akibat kurangnya mengkonsumsi air.Akan tetapi bayingkan suatu situasi yang menyebabkan kekurangan garam dan cairan tubuh secara berlebihan- luka, misalnya atau diare hebat. Hal tersebut akan mengurangi volume darah tampa peningkatan osmolaritasnya. RAAS akan menyelamatkan hidup dengan cara penghematan air dan Na+ sebagai respon terhadap penurunan volume darah yang di sebabkan oleh kehilangan cairan. Secara normal ADH dan RAAS pasangan dalam homeostasis; ADH saja akan menirunkan kosentrasi Na+ darah dengan cara merangsang penyerapan kembali air dalam gijal, akan tetapi RAAS akan membantu mempertahankan keseimbangan dengan merangsang penyerapan kembali Na+.
Ada hormone lain, yaitu pepetida yang di sebut sebagai faktor natriureti atrium (atrial natriuretic factor, ANF), yang bekerja melawan RAAS. Dinding atrium jantung melepaskan ANF sebagai respon terhadap peningkatan volume dan tekanan darah. ANF akan menghambat pelepasan reni dari JGH, menghambat penyerpan kebali NaCl oleh duktus pengumpul, dan menurunkan pembebasan aldosterone dari kelenjar adrenal kerja hormone ini akan menurunkan volume dan tekanan darah. Dengan demikian, ADH, RAAS, dan ANF membentuk sistem dengan rumit untuk pemeriksaan dan penyeimbangan yang mengatur kemampuan ginjal untuk mengontrol osmolaritas, kosentrasi garam, volume, dan tekanan darah.
Setelah mengkaji ginjal mamalia dan mengaturnya secara rinci, sekarang kita dapat membandingkan struktur dan fungsi ginjal pada kelas-kelas vertebrata lain.
Daftar pustaka
Campbell, Neil A, dkk. 2000. Biologi (Terjemahan). Jakarta: Erlangga
Ganawati, dewi, dkk. 2008. Pembelajaran Ilmu Pengetahuan Alam Terpadu & Kontekstual IX untuk Sekolah Menengah Pertama dan Madrasah Tsanawiyah. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional.
Ganong, William F. 1998. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran (Review of Medical Physiologi). Jakarta: EGC
Kuswanti, Nur, dkk. 2008. Contextual Teaching and Learning Ilmu Pengetahuan Alam: Sekolah Menengah Pertama/Madrasah Tsanawiyah Kelas IX Edisi 4. Jakarta: Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.
Sudibyo, Elok, dkk. 2008. Mari Belajar IPA 3: Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMP/MTs kelas IX. Jakarta: Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.
Wasis, dkk. 2009. Ilmu Pengetahuan Alam SMP dan MTs Kelas IX. Jakarta: Pesat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional.
Zubaidah, Siti, dkk. 2014. Ilmu Pengetahuan Alam SMP/MTs Kelas VIII Semester 2. Jakarta: Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan.
B. MISKONSEPSI DAN PEMBENAHAN KONSEP
1. Dalam gambar ini menjelaskan bahwa fungsi hati yang terkait dengan fungsi ekskresi yaitu menghasilkan getah empedu (Ganawati, 2008)
Miskonsepsi pada buku siswa “Pembelajaran Ilmu Pengetahuan Alam Terpadu & Kontekstual IX untuk Sekolah Menengah Pertama dan Madrasah Tsanawiyah” yang disusun oleh Ganawati (2008), pada gambar tentang organ ekskresi hati menghasilkan getah empedu dalam pemahaman ini terjadi miskonsepsi. Seharusnya hati dapat dikatakan sebagai alat sekresi dan ekskresi. Hati sebagai alat sekresi karena menghasilkan empedu, sedangkan hati sebagai ekskresi karena empedu yang dikeluarkan mengandung zat sisa yang berasal dari sel darah merah yang rusak dan dihancurkan di dalam limpa. Di dalam hati, sel-sel darah merah akan dipecah menjadi hemin dan globin. Hemin akan diubah menjadi zat warna empedu, yaitu bilirubin dan biliverdin. Zat warna empedu keluar bersama feses dan urine, dan akan memberi warna pada feses dan urine manjadi berwarna kuning (Sudibyo, 2008). Hal tersebut didukung oleh campbell (2000) yaitu sistem ekskresi merupakan hal yang pokok dalam homeostatis karena sistem tersebut membuang limbah metabolisme dan merespon terhadap ketidakseimbangan cairan tubuh dengan cara mengekskresikan ion-ion tertentu sesuai kebutuhan. Sedangkan sistem sekresi adalah proses pengeluaran subtansi kimiawi yang memiliki kegunaan tertentu (Ferdinan dan Ariebowo, 2009).
2. Diabetes insipidus adalah suatu penyakit yang penderitanya mengeluarkan urine terlalu banyak. Penyebab penyakit ini adalah kekurangan hormon ADH (Anti Diuretic Hormone). Bila kekurangan hormon ADH, jumlah urine dapat meningkat sampai 30 kali lipat (Ganawati, 2008)
Pada buku siswa “Pembelajaran Ilmu Pengetahuan Alam Terpadu & Kontekstual IX untuk Sekolah Menengah Pertama dan Madrasah Tsanawiyah” yang disusun oleh Ganawati (2008), pada penderita diabetes insipidus sering mengeluarkan urine terlalu banyak karena kekurangan hormon ADH (Anti Diuretic Hormone), Bila kekurangan hormon ADH, jumlah urine dapat meningkat sampai 30 kali lipat, dalam penjelasan ini kurang lengkap. Konsep yang benar adalah reabsorpsi air dibantu hormon ADH. Jika kekurangan hormon ADH, ginjal akan menyerap sedikit air sehingga mengakibatkan pengeluaran urin encer meningkat dan jika mengkonsumsi cairan dalam jumlah berlebihan, ginjal sebenarnya dapat mengekskresikan sejumlah besar urine hipoosmotik (seencer 70 mosm/L, dibanding dengan sekitar 300 mosm/L darah manusia) (Campbell, 2000).
3. Di dalam ginjal, urin dibuat melalui 3 tahap, yaitu penyaringan (filtrasi), penyerapan kembali zat-zat yang masih berguna (reabsorbsi), dan augmentasi (penambahan zat yang sudah tak berguna seperti ion hidrogen dan ion kalium) (Wasis, 2009)
Pada buku siswa “Ilmu Pengetahuan Alam SMP dan MTs Kelas IX) yang disusun oleh Wasis (2009), Di dalam ginjal, urin dibuat melalui 3 tahap, yaitu penyaringan (filtrasi), penyerapan kembali zat-zat yang masih berguna (reabsorbsi), dan augmentasi (penambahan zat yang sudah tak berguna seperti ion hidrogen dan ion kalium), dalam penjelasan ini kurang lengkap. Semisal pada filtrasi yaitu penyaringan, dalam hal ini belum dijelaskan secara jelas proses dari filtarasi dalam pembentukan urin itu yang seperti apa sehingga bagi yang membaca akan merasa kesulitan dalam memahaminya. Konsep yang benar adalah Proses pembentukan urin di dalam ginjal melalui tiga tahapan. Ketiga tahapan tersebut adalah sebagai berikut (Zubaidah, 2014).
a. Pada proses pembentukan urin, darah mengalir dari arteri ginjal masuk ke dalam glomerulus yang berisi kapiler-kapiler darah. Pada bagian ini akan terjadi penyaringan pertama yang kemudian akan disimpan di dalam kapsula Bowman. Ketika darah masuk ke glomerulus, tekanan darah menjadi tinggi sehingga mendorong air dan komponen-komponen melalui pori-pori kapiler yang akan menghasilkan filtrat. Cairan hasil penyaringan tersebut, tersusun dari urea, glukosa air, dan ion-ion anorganik, seperti natrium, kalium, kalsium, dan klor. Darah dan protein tetap tinggal di dalam kapiler darah karena tidak dapat menembus pori-pori glomerulus. Cairan yang tertampung di kapsula Bowman disebut urin primer, tahapan ini disebut filtrasi.
b. Setelah tahap filtrasi, urin primer masuk ke tubulus kontortus proksimal. Maka di tubulus kontortus proksimal terjadi proses penyerapan kembali, yaitu zat-zat yang masih diperlukan oleh tubuh. Zat yang diserap kembali adalah glukosa, air, asam amino, dan ion-ion organik. Sedangkan urea hanya sedikit yang diserap kembali. Garam di dalam urin primer akan berdifusi ke dalam sel-sel epitel pada dinding-dinding ginjal. Saat garam bergerak ke dalam sel, air akan masuk juga dengan cara osmosis, yang kemudian akan masuk ke dalam pembuluh darah. Glukosa, asam amino, ion kalium, dan zat-zat yang masih dibutuhkan oleh tubuh juga diangkut ke dalam sel dan kemudian ke dalam kapiler darah di dalam ginjal. Cairan yang dihasilkan dari proses reabsorbsi disebut urin sekunder. Hasil dari reabsobsi ini yang berupa urin sekunder mengandung air, garam, urea, dan pigmen empedu. Pigmen empedu akan memberikan warna pada urin sedangkan urea akan menimbulkan bau pada urin. Tahapan ini disebut tahap reabsorbsi.
c. Urin sekunder bergerak ke tubulus kontotus distal dan juga di saluran pengumpul. Pada bagian ini juga masih ada proses penyerapan ion natrium, klor dan urea. Cairan yang dihasilkan sudah keluar yang merupakan urin sesungguhnya dan kemudian disalurkan ke rongga ginjal. Tahapan ini disebut augmentasi.
C. PRAKTIKUM
LEMBAR KEGIATAN SISWA
Nama :
Kelompok :
Kelas :
Judul : Membuktikan paru-paru sebagai alat ekskresi pada manusia.
Tujuan : Untuk mengetahui hasil ekskresi dari paru-paru manusia.
Alat dan bahan :
a. Gelas plastik 3 buah
b. Sedotan 1 buah
c. Spatula 1 buah
d. Air 100 ml
e. Kapur tulis 1 batang
f. Kaca 1 buah
Langkah kerja :
1. Menyediakan gelas plastik lalu membuat air kapur dengan cara memasukkan satu batang kapur padat ke dalam 100 ml air, kemudian menggaduknya sampai rata menggunakan spatula. Agar partikel kapur mengendap, diamkan larutan tersebut.
2. Menyediakan gelas plastik sebanyak 2 buah yang telah diberi tanda dengan huruf A dan B. Lalu menuangkan air jernih diatas endapan kapur kedalam gelas plastik A dan B sebanyak 20 ml pada tiap gelas. Dan mencatat tingkat kejernihannya.
3. Menghembuskan nafas ke dalam air pada gelas plastik A dengan sedotan. mengamati perubahan yang terjadi. Kemudian membandingkan air pada gelas plastik A dengan air pada gelas plastik B. Dan mencatat hasil pengamatan kedalam tabel pengamatan 1.
4. Mengambil sebuah kaca dan mencatat keadaan awal kaca.
5. Menghembuskan nafas ke permukaan kaca dan mengamati perubahan yang terjadi pada kaca. Kemudian mencatat hasil pengamatan kedalam tabel pengamatan 2.
Hasil pengamatan :
Tabel Pengamatan 1
No. | Pengamatan pada- | Gelas plastik A | Gelas plastik B | ||
Sebelum | Sesudah | Sebelum | Sesudah | ||
1. | Kejernihan air kapur |
|
|
|
|
Tabel Pengamatan 2
No. | Pengamatan pada- | Sebelum diberikan hembusan nafas | Setelah diberikan hembusan nafas |
1. | Keadaan permukaan kaca |
|
|
Analisis dan pembahasan :
..............................................................................................................................................................................................
Kesimpulan :
..............................................................................................................................................................................................
Daftar Pustaka :
Sudibyo, Elok, dkk. 2008. Mari Belajar IPA 3: Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMP/MTs kelas IX. Jakarta: Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.
Kuswanti, Nur, dkk. 2008. Contextual Teaching and Learning Ilmu Pengetahuan Alam: Sekolah Menengah Pertama/Madrasah Tsanawiyah Kelas IX Edisi 4. Jakarta: Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.
KUNCI JAWABAN LEMBAR KEGIATAN SISWA
Nama :
Kelompok :
Kelas :
Judul : Membuktikan paru-paru sebagai alat ekskresi pada manusia.
Tujuan : Untuk mengetahui hasil ekskresi dari paru-paru manusia.
Alat dan bahan :
a. Gelas plastik 2 buah
b. Sedotan 1 buah
c. Spatula 1 buah
d. Air 100 ml
e. Kapur tulis 1 batang
f. Kaca 1 buah
Langkah kerja :
1. Menyediakan gelas plastik lalu membuat air kapur dengan cara memasukkan satu batang kapur padat ke dalam 100 ml air, kemudian menggaduknya sampai rata menggunakan spatula. Agar partikel kapur mengendap, diamkan larutan tersebut.
2. Menyediakan gelas plastik sebanyak 2 buah yang telah diberi tanda dengan huruf A dan B. Lalu menuangkan air jernih diatas endapan kapur kedalam gelas plastik A dan B sebanyak 20 ml pada tiap gelas. Dan mencatat tingkat kejernihannya.
3. Menghembuskan nafas ke dalam air pada gelas plastik A dengan sedotan. mengamati perubahan yang terjadi. Kemudian membandingkan air pada gelas plastik A dengan air pada gelas plastik B. Dan mencatat hasil pengamatan kedalam tabel pengamatan 1.
4. Mengambil sebuah kaca dan mencatat keadaan awal kaca.
5. Menghembuskan nafas ke permukaan kaca dan mengamati perubahan yang terjadi pada kaca. Kemudian mencatat hasil pengamatan kedalam tabel pengamatan 2.
Hasil pengamatan :
Tabel Pengamatan 1
No. | Pengamatan pada- | Gelas plastik A | Gelas plastik B | ||
Sebelum | Sesudah | Sebelum | Sesudah | ||
1. | Kejernihan air kapur | Jernih | Keruh | Jernih | Jernih |
Tabel Pengamatan 2
No. | Pengamatan pada- | Sebelum diberikan hembusan nafas | Setelah diberikan hembusan nafas |
1. | Keadaan permukaan kaca | Bersih | Buram, terdapat uap air |
Analisis dan pembahasan :
Berdasarkan hasil pengamatan pada tabel pengamatan 1, pada gelas plastik A sebelum diberikan hembusan nafas, air kapur jernih. Tetapi sesudah diberikan hembusan nafas, air kapur berubah menjadi keruh. Pada gelas plastik B, keadaan sebelum maupun sesudah, air kapur tetap jernih. Hal tersebut dapat terjadi karena air kapur bereaksi dengan karbondioksida yang dihembuskan sebagai hasil ekskresi dari paru-paru. Itulah yang menyebabkan air kapur semakin keruh.
Berdasarkan hasil pengamatan pada tabel pengamatan 2, keadaan permukaan kaca sebelum diberikan hembusan nafas, bersih dan kering. Sedangkan setelah diberikan hembusan nafas, keadaan permukaan kaca menjadi buram dan terdapat uap air. Hal tersebut dapat terjadi karena hembusan nafas yang dikeluarkan berupa karbondioksida.
Kesimpulan :
Berdasarkan analisis dan pembahasan diatas, dapat disimpulkan bahwa hasil ekskresi yang dikeluarkan oleh paru-paru adalah karbondioksida dan uap air.
Daftar Pustaka :
Sudibyo, Elok, dkk. 2008. Mari Belajar IPA 3: Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMP/MTs kelas IX. Jakarta: Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.
Kuswanti, Nur, dkk. 2008. Contextual Teaching and Learning Ilmu Pengetahuan Alam: Sekolah Menengah Pertama/Madrasah Tsanawiyah Kelas IX Edisi 4. Jakarta: Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.
