FUNGSI GINJAL

Fungsi

1. Urinasi dan Penyaringan darah
2. Pengatur Kadar Air Dalam Darah.
3. Pengatur Tekanan Darah
4. Menjaga Keseimbangan Kadar Asam dalam Tubuh
5. Penghasil Hormon

Urinisasi Ginjal

1. Darah yang mengalir ke ginjal, masuk kedalam glomerulus melalui Affarent Arteriole. Di dalam glomerulus, darah mengalir melalui capiler yang berkelok-kelok. Dinding pembuluh kapiler disini agak tipis, dan tekanan darah dalam kapiler tinggi. Hal ini mengakibatkan air, bersama dengan zat-zat yang terlarut di dalamnya–seperti garam, glukosa atau gula, asam amino, dan limbah urea dan asam urat–terdorong keluar melalui dinding kapiler yang tipis, yang kemudian dikumpulkan di Kapsul Bowmen. Partikel yang lebih besar dalam darah, seperti sel darah merah dan molekul protein, terlalu besar untuk melewati dinding kapiler dan mereka tetap berada dalam aliran darah. Darah yang sudah disaring meninggalkan glomerulus melalui Everent Arteriole yang lain, yang bercabang-cabang membentuk suatu jaring pembuluh darah diseputar tubulus renal. Darah kemudian keluar dari ginjal melalui vena renalis. Sekitar 180 liter (±50 galon) darah disaring oleh ginjal setiap harinya, dan sekitar 1,5 liter (1,3 qt) urin diproduksi.
2. Produksi urin diawali dengan zat-zat yang ditinggalkan darah pada saat darah melewati ginjal–seperti air, garam, dan zat-zat lain yang dikumpulkan dari glomerulus dalam kapsul Bowman. Cairan ini, disebut saringan glomerular, bergerak dari kapsul Bowman melewati tubul renalis. Bersamaan dengan mengalirnya cairan tadi sepanjang tubul renalis, jaring pembuluh darah yang menyelubungi tubulus menyerap kembali sebagian air, garam dan semua nutrisi, terutama glukosa dan asam amino, yang terpisah pada saat darah melewati glomerulus. Proses penting ini, disebut penyerapan tubular, membuat tubuh kita secara selektif memilah zat-zat yang masih diperlukan dan membuang limbah dan racun yang tidak bergunal lagi. Pada akhirnya, sekitar 99% dari air, garam dan nutrisi lainnya diserap kembali oleh tubuh.
3. Pada saat ginjal melakukan proses penyerapan kembali nutrisi yang masih dibutuhkan dari saringan glomerular, ginjal melakukan suatu pekerjaan yang berlawanan, yang disebut sekresi tubular. Dalam proses ini, zat-zat yang sudah tidak dibutuhkan dari kapiler yang menyelubungi nephron dimasukan dalam saringan glomerular. Zat-zat ini termasuk partikel bermuatan yang disebut ion, termasuk ion ammonium, ion hydrogen, dan potassium.
4. Ketiga proses ini, saringan glomerular, penyerapan tubular dan sekresi tubular; yang kemudian menghasilkan urine, yang mengalir menuju tubulus pengumpul urin. Tubulus pengumpul ini mengalirkan urin ke tubulus mikro pada piramida ginjal. Urin kemudian disimpan dalam sebuah kamar dalam ginjal dan akhirnya dialirkan ke ureter, suatu saluran panjang dan sempit yang berakhir di kandung kemih. Dari sekitar 180 liter darah yang disaring ginjal setiap hari, menghasilkan sekitar 1,5 liter urine.

2. Pengatur Kadar Air Dalam Darah.

• Fungsi penting lain ginjal adalah untuk mengatur jumlah kandungan air dalam darah. Proses ini dipengaruhi oleh antidiuretic hormone (ADH), yang disebut juga vasopressin, yang diproduksi di hipotalamus (bagian otak yang mengatur banyak fungsi internal) dan menyimpannya dalam kelenjar pituari yang terletak didekatnya. Receptor di dalam otak memonitor kandungan air dalam darah. Ketika kadar garam dan zat-zat yang lain dalam darah menjadi terlalu tinggi, kelenjar pituari melepaskan ADH kedalam aliran darah.

• Darah yang mengandung ADH dari otak mengalir dan masuk kedalam ginjal. ADH membuat tubulus renal dan pembuluh pengumpul menjadi lebih mudah ditembus oleh larutan dan air. Hal ini menyebabkan lebih banyak air diserap kembali dalam aliran darah. Dilain sisi, ketiadaan ADH membuat pembuluh pengumpul tidak dapat ditembus oleh larutan dan air, sehingga cairan dalam pembuluh, dimana sebagian larutan telah dibuang, tetap banyak mengandung air; urin menjadi encer.

3. Pengatur Tekanan Darah

• Pengaturan tekanan darah berhubungan erat dengan kemampuan ginjal untuk mengeluarkan cukup sodium chloride (garam) untuk memelihara jumlah sodium yang normal, volume cairan extraselular dna volume darah. Penyakit ginjal merupakan penyebab utama hipertensi tipe kedua. Bahkan gangguan kecil dalam fungsi ginjal memainka peran besar pada sebagian besar (jika tidak semua) kasus tekanan darah tinggi dan menaikkan cedera pada ginjal. Cedera ini akhirnya dapat menyebabkan darah tinggi berat, stroke atau bahkan kematian.

• Pada orang normal, ketika mengkonsumsi banyak sodium klorida, tubuh menyesuaikan. Tubuh mengeluarkan lebih banyak sodium klorida tanpa menaikkan tekanan pembuluh arteri. Namun demikian, banyak pengaruh dari luar yang mengurangi kemampuan ginjal untuk mengeluarkan sodium. Jika ginjal tidak cukup mampu untuk mengeluarkan garam dengan asupan garam normal atau tinggi, mengakibatkan tejadinya peningkatan kronis volume cairan extraselular dan peningkatan volume darah. Hal ini memicu terjadinya tekanan darah tinggi. Ketika terjadi peningkatan kadar hormon dan neurotransmitter yang menyebabkan pembuluh darah menyempit, bahkan kenaikan kecil volume darah menjadi berbahaya. (Hal ini disebabkan karena kecilnya ruang pembuluh darah tempat darah dipaksa untuk mengalir). Meski peningkatan tekanan arterial membuat ginjal mengeluarkan lebih banyak sodium (yang memperbaiki keseimbangan sodium), tekanan yang lebih tinggi dalam arteri mungkin terjadi. Hal ini memperlihatkan hubungan antara penyakit ginjal dan tekanan darah tinggi.

• Hormone aldosterone yang dihasilkan oleh kelenjar adrenalin, berinteraksi dengan ginjal untuk mengatur kandungan sodium dan potasium dalam darah. Aldosteron dengan jumlah yang banyak menyebabkan nefron menyerap kembali ion sodium lebih banyak, air, dan lebih sedikit ion potasium. Sedikit aldosteron menyebabkan efek sebaliknya. Respon ginjal terhadap aldosterone membantu menjaga kadar garam dalam darah pada batas yang sempit yang terbaik bagi aktivitas fisik dasar.

• Aldosterone juga membantu mengatur tekana darah. Ketika tekanan darah mulai turun, ginjal melepaskan enzim (protein khusus) yang disebut renin, yang mengubah protein darah menjadi hormon angiotensin. Hormon ini menyebabkan pembuluh darah mengerut sehingga terjadi kenaikan tekanan darah. Angiotensin kemudian mempengaruhi kelenjar adrenalin untuk melepas aldosterone, yang menyebabkan sodium dan air diserap kembali dan menaikkan volume darah dan tekanan darah.

4. Menjaga Keseimbangan Kadar Asam dalam Tubuh

• Ginjal juga menyesuaikan keseimbangan kadar asam dalam tubuh untuk mencegah kelainan darah seperti acidosis atau alkalosis, keduanya melumpuhkan fungsi sistem saraf pusat. Jika darah terlalu asam, dimana terlalu banyak terdapat ion hidrogen, ginjal menyerap ion ini kedalam urin melalui proses sekresi tubular.

5. Penghasil Hormon

1. Erythropoietin
   Beberapa hormone dihasilkan oleh ginjal. Salah satunya, Erythropoietin, mempengaruhi produksi sel darah merah dalam sumsum tulang. Ketika ginjal mendeteksi bahwa jumlah sel darah merah dalam tubuh berkurang, ginjal memproduksi eritropoitin. Hormon ini berjalan dalam aliran darah ke sumsum tulang, merangsang produksi dan pelepasan lebih banyak sel darah.
   Erythropoietin adalah glikoprotein. Hormon ini bekerja pada sumsum tulang untuk meningkatkan produksi sel darah merah. Stimuli seperti pendarahan atau pergi ke tempat ketinggian (dimana oksigen tipis) memicu pelepasan EPO. Orang yang mengalami gagal ginjal dapat tetap hidup dengan dialisis. Tetapi dialisis hanya membersihkan darah dari limbah. Tanpa sumber EPO, orang ini akan menderita anemia. Sekarang, berkat teknologi rekombinan DNA, rekombinan EPO manusia telah tersedia untuk mengobati pasien ini.
   Karena EPO meningkatkan hematocrit, ini menyebabkan lebih banyak oksigen mengalir ke otot kerangka. Sebagian pembalap sepeda dan pelari jarak jauh menggunakan rekombinan EPO untuk meningkatkan performa mereka. Walau rekombinan EPO memiliki sekuen yang persis sama dengan asam amino sebagai hormon alami, zat gula yang dilekatkan oleh sel yang digunakan oleh industri farmasi berbeda dengan yang dilekatkan oleh sel pada ginjal manusia. Perbedaan ini dapat dideteksi pada urin atlet.
   Kekurangan oksigen dalam jangka waktu lama (seperti hidup di pegunungan) menyebabkan meningkatnya sintesis EPO. Pada tikus, dan mungkin pada manusia, efek ini dipicu oleh kulit. Sel kulit tikus dapat mendeteksi kadar oksigen yang rendah (hypoxia) dan jika hal ini berlangsung terus, darah yang mengalir ke ginjal akan semakin berkurang dan menyebabkan meningkatnya sintesa EPO oleh ginjal.
   Belum lama ini ditemukan bahwa EPO juga disintesa oleh otak ketika terjadi kekurangan oksigen di otak (seperti terkena stroke), dan membantu melindungi neuron dari kerusakan. Mungkin rekombinan EPO manusia dapat berguna untuk korban stroke juga.
   
2. Calcitriol
   Calcitriol adalah 1,25[OH]2 Vitamin D3, bentuk aktif dari vitamin D. Calcitriol diperoleh dari calciferol (vitamin D3) dari makanan yang dikonsumsi, yang kemudian disintesa oleh kulit yang terkena sinar ultraviolet dari cahaya matahari pagi hari. Calciferol dalam darah dirubah menjadi vitamin aktif dalam dua langkah:
   
   1. Calciferol dirubah dalam liver menjadi 25[OH] vitamin D3 kemudian dibawa ke ginjal (terikat ke serum globulin) dimana selanjutnya dirubah menjadi calcitriol.
   2. Langkah terakhir ini dibantu oleh hormon parathyroid (PTH)
   Calcitriol bekerja dalam sel usus untuk membantu penyerapan kalsium dalam makanan. Calcitriol bekerja pula dalam tulang untuk memobilisasi calcium dari tulang kedalam darah. Calcitriol masuk kedalam sel, jika sel tersebut mengandung reseptor untuknya (sel usus memiliki reseptor tersebut), hormon ini kemudian terikat pada reseptor tersebut. Reseptor Calcitriol merupakan faktor transkripsi zinc-finger (lipatan berbentuk jari dari asam amino dan ion zinc, yang ditemukan di bagian molekul protein yang terikat pada DNA dan RNA) a finger-shaped fold of amino acids plus a zinc ion that is found in regions of protein molecules that bind to DNA and RNA. Kekurangan calcitriol mengakibatkan terkumpulnya kalsium di tulang menjadi terhambat.
   Pada masa kanak-kanak, hal ini mengakibatkan kelainan bentuk tulang atau rakitis. Pada orang dewasa, mengakibatkan kelemahan tulang dan menyebabkan osteomalacia. Penyebab yang paling sering adalah kurangnya jumlah vitamin dalam makanan atau kurang terkena paparan sinar matahari. Namun demikian, suatu kasus yang disebabkan karena faktor keturunan timbul menjadi penyebab dengan mewariskan dua gen mutan untuk enzim ginjal yang mengubah 25[OH] vitamin D3 menjadi calcitrio. Kasus yang lain rakitis yang diakibatkan faktor keturunan (juga sangat jarang) adalah dengan mewariskan dua gen cacat pada reseptor calcitriol. Mutasi yang merubah asam amino pada satu atau yang lainnya dari pengaruh zinc-finger dengan pengikatan kepada DNA elemen penerima.
   
   

PEMBENTUKAN SPECIES BARU

Empat mekanisme spesiasi.

• Speciasi adalah proses suatu spesies berdivergen menjadi dua atau lebih spesies.
  
• Speciasi telah terpantau berkali-kali pada kondisi laboratorium yang terkontrol maupun di alam bebas.
  
• Pada organisme yang berkembang biak secara seksual, spesiasi dihasilkan oleh isolasi reproduksi yang diikuti dengan divergensi genealogis.
  

Terdapat empat mekanisme spesiasi. Yang paling umum terjadi pada hewan adalah

1. Speciasi Allopatrik
2. Speciasi Peripatrik
3. Speciasi Parapatrik
4. Speciasi Sympatrik

1. Speciasi Allopatrik :

• Speciasi yang terjadi pada populasi yang awalnya terisolasi secara geografis,
• Barier geografis ini memungkinkan populasi terpengaruh oleh faktor lingkungan sperti makanan dll
  
• Maka terjadi fragmentasi habitat atau migrasi.
  
• Seleksi di bawah kondisi demikian dapat menghasilkan perubahan yang sangat cepat pada penampilan dan perilaku organisme.
  
• Karena seleksi dan hanyutan bekerja secara bebas pada populasi yang terisolasi
• Hal yang tegas terlihat ketika ini berjalan dalam waktu yang lama maka akan terjadi variasi yang mutasinya semakin besar , menyebabkan terjadinya isolasi intrinsik yang akan mengarah ke isolasi reproduksi sehingga akan menghalangi percampuran gen ,
  
• Pemisahan pada akhirnya akan menghasilkan organisme yang tidak akan dapat berkawin campur maka terbentuklah speciasi
  
• Contoh Xylocopa nobilis ( kumbang kayu) di Menado
  

2. Speciasi Peripatrik

• Speciasi yang terjadi ketika sebagaian kecil populasi organisme menjadi terisolasi dalam sebuah lingkungan yang baru.
  
• Ini berbeda dengan spesiasi alopatrik dalam hal ukuran populasi yang lebih kecil dari populasi tetua.
  
• Dalam hal ini, adalah hilangnya variasi genetik yang terjadi ketika suatu populasi baru didirikan oleh sejumlah individu yang sangat kecil.
  
• Akibat dari hilangnya variasi genetik, populasi baru dapat berubah, baik secara genotipe ataupun fenotif dari populasi asalnya.
  
• Dalam kasus ekstrem ini menyebabkan speciasi yang nantinya mengarah ke terbentuknya evolusi
  
• Hilangnya variasi genetik ini, menyebabkan spesiasi cepat
  
• Karena melalui hanyutan genetika yang cepat dan seleksi terhadap gen yang kecil .segeralah terjadi speciasi
  

3. Speciasi Parapatrik

• Speciasi ini mirip dengan spesiasi peripatrik dalam hal ukuran populasi kecil yang masuk ke habitat yang baru,
  
• Namun berbeda dalam hal tidak adanya pemisahan secara fisik antara dua populasi.
  
• Spesiasi ini dihasilkan dari evolusi mekanisme yang mengurangi aliran genetika antara dua populasi.
  
• Secara umum, ini terjadi ketika terdapat perubahan drastis pada lingkungan habitat tetua spesies.
  
• Salah satu contohnya adalah rumput Anthoxanthum odoratum , yang dapat mengalami spesiasi parapatrik sebagai respon terhadap polusi logam terlokalisasi yang berasal dari pertambangan.
  
• Pada kasus ini, tanaman berevolusi menjadi resistan terhadap kadar logam yang tinggi dalam tanah.
  
• Seleksi keluar terhadap kawin campur dengan populasi tetua menghasilkan perubahan pada waktu pembungaan, menyebabkan isolasi reproduksi.
  
• Seleksi keluar terhadap hibrid antar dua populasi dapat menyebabkan "penguatan", yang merupakan evolusi sifat yang mempromosikan perkawinan dalam spesies,
  
• serta peralihan karakter yang terjadi ketika dua spesies menjadi lebih berbeda pada penampilannya.

4. Speciasi Simpatrik

• Mekanisme spesiasi adalah spesies yang bebrbeda menghuni tempat yang sama berdivergen tanpa adanya isolasi geografis atau perubahan pada habitat.
  
• Mekanisme ini cukup langka karena hanya dengan aliran gen yang sedikit akan meng hilangkan perbedaan genetika antara satu bagian populasi dengan bagian populasi lainnya.
  
• Secara umum, spesiasi simpatrik pada hewan memerlukan evolusi perbedaan genetika dan terjadinya perkawinan acak
• Contoh bebek dengan Mentok yang berada pada habitat yang sama
• Dampak dari mekanisme ini akan membawa isolasi reproduksi
  

• Salah satu jenis spesiasi simpatrik melibatkan perkawinan silang dua spesies yang berkerabat, menghasilkan spesies hibrid.
  
• Hal ini tidaklah umum terjadi pada hewan karena hewan hibrid bisanya mandul. Sebaliknya, perkawinan silang umumnya terjadi pada tanaman, karena tanaman sering menggandakan jumlah kromosomnya, membentuk poliploid
  
• Ini membuat kromosom dari tiap spesies tetua membentuk pasangan yang sepadan selama meiosis.
  
• Salah satu contoh Speciaisi dengan mekanisme simpatrik adalah kketika tanaman Arabidopsis thaliana dan Arabidopsis arenosa
  
• dari Perkawinan menghasilkan spesies baru Arabidopsis suecica.
  
• Hal ini terjadi sekitar 20.000 tahun yang lalu, dan proses spesiasi ini telah diulang dalam laboratorium, mengijinkan kajian mekanisme genetika yang terlibat dalam proses ini. \
• Sebenarnya, penggandaan kromoson dalam spesies merupakan sebab utama isolasi reproduksi, karena setengah dari kromoson yang berganda akan tidak sepadan ketika kawin dengan organisme yang kromosomnya tidak berganda.

Isolasi geografis burung Finch di Kepulauan Galapagos menghasilkan lebih dari satu lusin spesies baru hal ini merupalan petunjuk bahwa variasi yang mengarah ke speciasi terjadi disini