Halaman
135
Setiap hari kita menghasilkan urine 1–1,5 liter. Sementara itu, ikan air
tawar mengeluarkan urine setara dengan total volume darahnya setiap
2 jam sampai 3 jam. Adapun kanguru mengeluarkan urine hanya beberapa
mililiter urine setiap harinya. Apa yang membuat volume urine yang
dikeluarkan masing-masing makhluk hidup berbeda?
Selain urine, manusia pun mengeluarkan keringat dan uap air. Di
manakah keringat dibentuk? Melalui apakah uap air dikeluarkan? Kenapa
kita harus membuang zat-zat tertentu dari tubuh?
Semua jawaban pertanyaan-pertanyaan di atas dapat Anda temukan
jawabannya setelah mempelajari bab berikut. Tanyakanlah kepada guru
apabila ada hal-hal yang tidak Anda pahami. Selain itu, Anda akan
menemukan keajaiban-keajaiban tubuh manusia yang merupakan anugerah
Tuhan Yang Maha Esa.
Sistem
Ekskresi
Pada bab ini, Anda akan diajak untuk dapat menjelaskan sistem ekskresi pada manusia.
Syarat bagi Anda untuk menjelaskannya adalah mampu memahami organ-organ, proses,
serta kelainan pada sistem ekskresi manusia.
8
B a b 8
A.
Sistem Ekskresi
pada Manusia
B.
Gangguan pada
Sistem Ekskresi
C.
Sistem Ekskresi
pada Hewan
Sumber
:
Essentials of Biology
, 1990
Praktis Belajar Biologi untuk Kelas XI
136
A Sistem Ekskresi pada Manusia
Di dalam tubuh manusia terjadi metabolisme. Metabolisme merupakan
proses molekul suatu zat dalam sel dari bentuk sederhana ke bentuk kompleks
atau sebaliknya. Metabolisme tida
k menghasilkan bahan-bahan yang bermanfaat
bagi tubuh. Jika bahan-bahan tersebut terus berada di dalam tubuh kita, akan
terjadi ketidakseimbangan kimia di dalam tubuh kita. Ketidakseimbangan tersebut
akan mengganggu proses-proses metabolisme yang lain.
Proses pengeluaran bahan-bahan sisa metabolisme ini disebut
ekskresi
.
Ekskresi membantu menjaga homeostasis dengan mempertahankan lingkungan
dalam tubuh agar tetap stabil dan bebas dari materi-materi yang
membahayakan. Bahan-bahan hasil metabolisme yang harus dikeluarkan dari
dalam tubuh di antaranya adalah karbon dioksida, kelebihan air, dan urea.
Karbon dioksida dihasilkan di antaranya dari proses respirasi seluler, sedangkan
urea adalah zat kimia yang berasal dari hasil pemecahan protein. Alat-alat
ekskresi yang ada pada manusia adalah
kulit
,
paru-paru
,
hati
, dan
ginjal
.
1. Kulit
Sebagai alat ekskresi, kulit mengeluarkan keringat. Keringat terdiri atas
air dan garam-garam mineral (terutama NaCl, itu sebabnya keringat terasa
asin), serta sedikit sampah buangan, seperti urea, asam urat, dan amonia.
Keringat dikeluarkan tubuh dalam jumlah besar ketika melakukan kegiatan
berat dan berada di lingkungan yang panas. Pengeluaran keringat juga
dipengaruhi oleh makanan, keadaan kesehatan, dan emosi.
Kulit dibagi menjadi dua lapisan utama, yaitu
epidermis
dan
dermis
(
Gambar 8.1
). Epidermis merupakan lapisan kulit paling luar dan lebih tipis
dibandingkan lapisan dermis. Epidermis terdiri atas beberapa lapisan, yaitu
stratum korneum
(lapisan tanduk),
stratum lusidum
,
stratum granulosum
,
dan
stratum germinativum
(Kurnadi, 1995 : 234).
Sumber
:
Concise Encyclopedia
ature
, 1994
Tokoh
Biologi
Claude Bernard
(1813 – 1878)
Claude Bernard merupakan
seorang ahli fisiologi
kelahiran Perancis. Ia meneliti
cara tubuh mempertahankan
keseimbangan konsentrasi
cairan tubuh. Hal tersebut
merupakan dasar homeo-
stasis.
Gambar
8.1
Sayatan melintang pada kulit
manusia. Pada lapisan dermis
terdapat kelenjar keringat dan
kelenjar lemak.
Stratum korneum
adalah lapisan sel-sel epidermis (sel epitel selapis
pipih) yang mati dan menumpuk menjadi berlapis-lapis.
Stratum lusidum
merupakan lapisan bening di bawah stratum korneum.
Stratum granulosum
adalah lapisan sel yang mengandung pigmen melanin yang berpengaruh
terhadap warna kulit.
Stratum germinativum
adalah lapisan yang membelah
terus-menerus dan mendesak lapisan sel lama ke atas, serta menggantikan
sel-sel di lapisan stratum korneum.
1. Apakah yang dimaksud
dengan ekskresi?
2. Apa saja alat-alat ekskresi
pada manusia?
Pramateri
Soal
Sumber
:
Biology
, 1999
Folikel rambut
Pori-pori kelenjar keringat
Saluran kelenjar keringat
Kapiler
Kelenjar lemak
Kelenjar keringat
Serabut saraf
Arteri
Dermis
Epidermis
Jaringan ikat
longgar
Sistem Ekskresi
137
Lapisan kulit bagian bawah adalah dermis. Di lapisan dermis terdapat
serabut saraf dan pembuluh darah. Selain itu, di lapisan dermis terdapat
struktur lain, seperti kelenjar keringat, rambut, dan kelenjar minyak. Minyak
yang dihasilkan oleh kelenjar di sekitar folikel rambut berfungsi menjaga
permukaan kulit agar tetap lembap.
Kelenjar keringat dibagi menjadi dua bagian, yaitu bagian pangkal
berbentuk gulungan anyaman yang terletak di dermis, dan bagian saluran
yang berujung di permukaan kulit (epidermis). Bagian pangkal yang
bergulung tersebut dikelilingi oleh kapiler darah. Melalui kapiler darah
tersebut kelenjar keringat menyerap cairan di jaringan. Cairan tersebut
kemudian dikeluarkan sebagai keringat.
Ekskresi keringat berkaitan juga dengan upaya tubuh dalam menjaga
kestabilan suhu tubuh. Ketika suhu tubuh naik, suhu darah akan meningkat
dan merangsang kelenjar hipotalamus di otak. Hormon yang disekresikan
kelenjar ini masuk ke darah dan merangsang pembuluh darah untuk melebar
sehingga kecepatan aliran darah menurun dan kelenjar keringat memproduksi
keringat. Dengan demikian, suhu tubuh akan menurun.
2. Paru-paru
Paru-paru berperan dalam proses ekskresi karena paru-paru
mengeluarkan gas karbon dioksida dan air melalui proses respirasi.
Dalam paru-paru, terdapat alveoli tempat terjadinya pertukaran gas antara
oksigen dan karbon dioksida. Dinding alveoli dan kapiler sangat tipis dan basah
sehingga memudahkan pertukaran gas (
Gambar 8.2
).
Setelah udara masuk ke alveolus, oksigen masuk melalui dinding
alveolus dan segera memasuki dinding kapiler darah. Sebaliknya, karbon
dioksida dan air terlepas dari darah dan masuk ke alveoli untuk selanjutnya
dikeluarkan dari dalam tubuh.
Termoregulasi merupakan
pengaturan suhu tubuh. Hewan-
hewan umumnya mampu
melakukannya. Pada hewan
endoterm, seperti manusia yang
mampu menghasilkan panas
sendiri, pengaturan suhu tubuh
dapat dilakukan dengan cara
berkeringat jika panas dan
menggigil jika tubuh kedinginan.
Sumber
:
Concise Encyclopedia
ature
, 1994
Wawasan
Biologi
Darah
kaya
oksigen
Darah miskin
oksigen
Alveoli
Kapiler darah
Sumber
:
Biology Concepts & Connections
, 2006
Gambar
8.2
Struktur alveoli. Di sinilah
terjadi pertukaran gas O
2
dan
CO
2
.
3. Hati
Hati termasuk dalam sistem ekskresi karena hati mengeluarkan empedu
(
Gambar 8.3
). Setiap hari, hati menyekresi sekitar 600–1.000 mL cairan
empedu. Cairan empedu terdiri atas kolesterol, lemak, hormon pelarut lemak,
dan lesitin. Fungsi cairan empedu, di antaranya mengemulsi lemak dalam
usus halus. Cairan empedu tersebut disimpan dalam kantung empedu untuk
disalurkan ke dalam usus halus.
Sebagai bagian dari sistem ekskresi, hati menghasilkan produk ekskretori,
seperti zat pewarna cairan empedu (
bile pigmen
), yaitu
bilirubin
. Bilirubin
berasal dari pemecahan hemoglobin darah yang berlangsung dalam hati.
• Alveoli
• Bilirubin
• Ginjal
• Kulit
• Paru-paru
Kata Kunci
Praktis Belajar Biologi untuk Kelas XI
138
Sel darah merah yang telah rusak dan mati dirombak oleh hati melalui
sel-sel khusus yang disebut
histiosit
. Hemoglobin dalam sel darah merah
dipecah menjadi hemin, globin, dan zat besi. Globin dan zat besi disimpan
kembali di hati untuk selanjutnya dikembalikan ke limfa dan sumsum tulang
belakang dan digunakan dalam pembentukan hemoglobin baru. Hemin
digunakan sebagai zat warna empedu yang disebut bilirubin. Bilirubin
berwarna hijau biru. Zat tersebut selanjutnya disalurkan ke usus dua belas
jari dan dioksidasi menjadi urobilin yang berwarna kuning kecokelatan. Zat
warna inilah yang memberi warna pada urine dan feses.
4. Ginjal
Ginjal adalah organ utama dalam sistem ekskresi. Ginjal mengeluarkan
urea, kelebihan air, dan material sampah lainnya dalam bentuk urine. Urine
dialirkan melalui ureter menuju kantung urine. Keinginan untuk
mengeluarkan urine muncul ketika kantung urine terisi penuh. Urine
dikeluarkan dari tubuh melalui uretra.
Ginjal manusia berbentuk seperti kacang dengan panjang kira-kira 13
cm, lebar 8 cm, dan tebal 2,5 cm. Ginjal berukuran lebih kurang seukuran
dengan kepalan tangan Anda. Ukuran organ tersebut memang kecil, tetapi
mempunyai fungsi dan efektivitas kerja yang sangat mengagumkan. Manusia
mempunyai dua buah ginjal yang terletak di sebelah kanan dan kiri tubuhnya
(
Gambar 8.4
). Dari bagian luar ke dalam, ginjal terdiri atas tiga lapisan,
yaitu
korteks renalis
(korteks),
medula renalis
(medula) dan
pelvis renalis
.
Unit fungsional terkecil dari ginjal disebut
nefron
. Nefron terletak di
korteks renalis dan medula renalis. Nefron terdiri atas tiga bagian utama,
yaitu
glomerulus
(tempat darah disaring),
kapsula Bowman
, dua buah
tubulus panjang. Tubulus tersebut dibagi menjadi
tubulus kontortus
proksimal
,
lengkung Henle
,
tubulus kontortus distal
, dan yang terakhir
adalah
tubulus pengumpul
(
Gambar 8.5
).
Glomerulus adalah untaian pembuluh kapiler yang dinding-dindingnya
bertautan dengan dinding kapsula Bowman. Kapiler yang membentuk
glomerulus adalah percabangan dari arteriol aferen.
Kapsula Bowman sendiri berhubungan dengan tubulus kontortus
proksimal, lengkung Henle, dan tubulus kontortus distal hingga tubulus
pengumpul.
Gambar
8.3
Hati termasuk organ pada
sistem ekskresi karena
mengeluarkan cairan empedu.
Di manakah letak hati manusia?
Aorta
Arteri ginjal
Vena
ginjal
Ginjal
Uretra
Ureter
Kandung
kemih
Gambar
8.4
Manusia memiliki 2 buah ginjal,
yaitu ginjal kanan dan ginjal kiri.
Sumber
:
Biology: Discovering
Life
, 1991
• Histiosit
• Nefron
Kata Kunci
Vena kava inferior
Lobus kiri
Vena porta hepatika
Arteri hepatika
Kantung
empedu
Lobus
kanan
Saluran
empedu
Sumber
:
Human Anatomy
, 1993
Sistem Ekskresi
139
Korteks
Medula
Arteri ginjal
Vena ginjal
Ureter
Pelvis ginjal
Glomerulus
Tubulus proksimal
Ginjal
Nefron
Kapsula
Bowman
Arteri
Vena
Pembuluh
kapiler
Lengkung
Henle
Tubulus
pengumpul
Sumber
:
Heath Biology
, 1985
Gambar
8.5
Sayatan melintang ginjal,
menunjukkan struktur bagian
dalam ginjal.
Urine dibentuk dengan serangkaian proses yang rumit dan sangat
efektif. Secara umum, terdapat tiga peristiwa penting dalam pembentukan
urine, yaitu
penyaringan
(
filtrasi
),
penyerapan
(
reabsorpsi
), dan
pengumpulan
(
augmentasi
).
a. Penyaringan Darah (Filtrasi)
Proses filtrasi terjadi di antara glomerulus dan kapsula Bowman. Ketika
darah dari arteriol aferen memasuki glomerulus, tekanan darah menjadi
tinggi. Hal tersebut menyebabkan air dan molekul-molekul yang tidak larut
dalam darah melewati dinding kapiler pada glomerulus. Kemudian, air dan
molekul-molekul memasuki lempeng filtrasi dari kapsula Bowman. Hasil
filtrasi ini disebut
filtrat glomerulus
atau
urine primer
. Filtrat ini akan
dipindahkan melalui tubulus kontortus proksimal, lengkung Henle, tubulus
kontortus distal, kemudian menuju tubulus pengumpul.
b. Penyerapan Kembali (Reabsorpsi)
Ketika filtrat dipindahkan, darah di arteriol eferen glomerulus menjadi
sangat pekat. Hal tersebut terjadi karena hilangnya begitu banyak air. Selain
itu, filtrasi mengandung substansi-substansi besar yang tidak dapat melewati
dinding kapiler glomerulus, seperti sel darah, protein-protein besar, dan
kepingan-kepingan lemak.
Sementara itu, urine primer yang dihasilkan dari kapsula Bowman,
memasuki tubulus kontortus proksimal. Di titik pertautan antara kapiler-
kapiler yang melingkupi tubulus, diserap glukosa dan asam amino serta ion
Na
+
.
Urine primer yang memasuki lengkung Henle telah lebih isotonik
dengan darah di kapiler. Pada lengkung Henle terjadi penyerapan garam
NaCl dan air.
Penyerapan berlanjut di tubulus kontortus distal. Di sini terjadi
penyerapan urea, kreatinin, bahan obat-obatan, H
+
, dan NH
4
–
. Sementara
itu, garam NaCl dan air serta ion HCO
3
–
kembali diserap. Perhatikan
Gambar
8.6
.
Urine yang dihasilkan dari tubulus kontortus distal, disebut
urine
sekunder
. Hasil reabsorpsi ini mengandung air, garam, urea, dan pigmen
empedu yang memberikan bau dan warna pada urine.
• Augmentasi
• Filtrasi
• Reabsorpsi
• Urine primer
• Urine sekunder
Kata Kunci
Praktis Belajar Biologi untuk Kelas XI
140
Komposisi filtrat
H
2
O
NaCl
HCO
3
-
H
+
Urea
Glukosa
Asam amino
Sisa obat-obatan
Darah
Reabsorpsi
Sekresi
Kapsula
Bowman
Tubulus kontortus
proksimal
Nutrien
NaCl
H
2
O
HCO
3
-
H
+
Beberapa
obat dan
racun
NaCl
H
2
O
HCO
3
-
K
+
H
+
Tubulus
pengumpul
NaCl
NaCl
NaCl
Urea
H
2
O
H
2
O
Lengkung
Henle
Medula
Korteks
Tubulus
kontortus distal
Gambar
8.6
Pergerakan cairan dan ion yang
terjadi dalam filtrat dan
lingkungan sekelilingnya sebagai
perpindahan filtrat dalam
nefron.
Di bagian manakah reabsorpsi
banyak ter adi?
Sumber
:
Biology Concepts & Connections
, 2006
c. Pengumpulan (Augmentasi)
Urine sekunder dari tubulus kontortus distal akan memasuki tubulus
pengumpul. Di tubulus ini, masih terjadi penyerapan kembali air, garam
NaCl, dan urea sehingga terbentuk urine yang harus dibuang dari tubuh.
Dari tubulus pengumpul, urine memasuki pelvis renalis, lalu mengalir
menuju ureter menuju kandung kemih (vesika urinaria). Ketika kandung
kemih penuh, orang akan merasakan keinginan untuk buang air kecil.
Beberapa hal yang memengaruhi volume urine, di antaranya zat-zat
diuretik, suhu, konsentrasi darah, dan emosi. Jika sering mengonsumsi kopi
dan teh, zat diuretik (kafein) yang dikandungnya akan menghambat
reabsorpsi air sehingga volume urine meningkat.
Pada saat terjadi peningkatan suhu, kapiler di kulit melebar dan air
berdifusi keluar serta kelenjar keringat menjadi aktif. Saat volume air turun,
penyerapan air di ginjal berkurang sehingga volume urine menurun. Begitu
pula halnya ketika konsentrasi darah meningkat, atau ketika darah menjadi
lebih cair karena banyak mengonsumsi cairan. Emosi tertentu merangsang
peningkatan atau pengurangan volume urine, contohnya orang menjadi lebih
sering buang air kecil pada saat gugup, tegang, atau takut.
Uji Glukosa dalam Urine
Tujuan
Menguji adanya kandungan glukosa dalam urine
Alat dan Bahan
Dua buah tabung reaksi, gelas kimia 250 mL, kaki tiga, pemanas spirtus, air, dan
larutan Benedict
Kegiatan
8.1
Sistem Ekskresi
141
Langkah Kerja
1.
Masukkan 5 mL–6 mL larutan Benedict ke dalam 2 tabung reaksi. Masukkan
tabung reaksi tersebut dalam gelas kimia berisi air, lalu panaskan gelas kimia
berisi air menggunakan kaki tiga (tripod) dan pemanas spiritus. Panaskan
selama sekitar 10 menit.
2.
Masukkan 8–10 tetes urine dalam tabung reaksi pertama dan 8–10 tetes air
gula pada tabung reaksi kedua. Biarkan selama beberapa menit dalam
penangas.
3.
Diskusikan hasil pengamatan Anda bersama kelompok.
Jawablah pertanyaan berikut untuk menyimpulkan fakta
.
1.
Apakah yang terjadi setelah urine dan air gula dimasukkan dalam tabung
reaksi yang dipanaskan?
2.
Jika terjadi perubahan warna, menunjukkan apakah hal tersebut?
3.
Apakah urine normal mengandung gula? Jika mengandung gula, bagian ginjal
saluran apakah yang terganggu kerjanya?
Kerjakanlah di dalam buku latihan Anda.
1.
Jelaskan, fungsi sistem ekskresi pada manusia.
2.
Jelaskan proses pembentukan urine.
Soal Penguasaan
Materi
8.1
3.
Mengapa paru-paru, hati, dan kulit termasuk sistem
ekskresi manusia?
B Gangguan pada Sistem Ekskresi
Gangguan pada sistem ekskresi yang umum terjadi antara lain sebagai
berikut.
1.
Sistitis
(
Cystitis
) adalah peradangan yang terjadi di kantung urinaria.
Biasanya, terjadi karena infeksi oleh bakteri yang masuk ke dalam tubuh.
2.
Hematuria
, terjadi ketika ditemukan eritrosit dalam urine. Penyebabnya
bermacam-macam, seperti adanya batu dalam ginjal, tumor di renal
pelvis, ureter, kandung kemih, kelenjar prostat atau uretra.
3.
Glomerulonefritis
adalah peradangan yang terjadi di glomerulus
sehingga proses filtrasi darah terganggu.
4.
Batu ginjal
adalah adanya objek keras yang ditemukan di pelvis renalis
ginjal. Komposisi batu ginjal adalah asam urat, kalsium oksalat, dan
kalsium fosfat. Batu ginjal terjadi karena terlalu banyak mengonsumsi
garam mineral, tetapi sedikit mengonsumsi air. Batu ginjal tersebut
sering mengakibatkan iritasi dan pendarahan pada bagian ginjal yang
kontak dengannya.
5.
Gagal ginjal
, terjadi karena ketidakmampuan ginjal untuk melakukan
fungsinya secara normal. Hal ini dapat terjadi karena senyawa toksik,
seperti merkuri, arsenik, karbon tetraklorida, insektisida, antibiotik,
dan obat penghilang sakit pada tingkat yang tinggi. Gagal ginjal dapat
diatasi dengan
dialisis
. Kita lebih mengenalnya sebagai proses cuci
darah. Jika kerusakan ginjal sangat parah, dapat dilakukan transplantasi
ginjal yang baru (
Gambar 8.7
).
• Batu ginjal
• Gagal ginjal
• Glomerulonefritis
• Hematuria
• Sistilis
Kata Kunci
Dewasa ini di Indonesia ramai dibicarakan mengenai penjualan organ ginjal.
Buatlah makalah mengenai hal tersebut dikaitkan dengan aspek biologis, sosiologis,
dan etika kedokteran. Anda dapat mencari sumber melalui surat kabar atau internet.
Presentasikan makalah Anda tersebut di depan kelas untuk ditanggapi.
Tugas Ilmiah 8.1
Praktis Belajar Biologi untuk Kelas XI
142
Kerjakanlah di dalam buku latihan Anda.
1.
Sebutkan empat contoh kelainan yang terjadi pada
sistem ekskresi manusia.
2.
Bagaimana cara menanggulangi gagal ginjal?
3.
Apa yang dapat dilakukan untuk mencegah
penyakit atau kelainan pada ginjal?
Soal Penguasaan
Materi
8.2
C Sistem Ekskresi pada Hewan
6.
Dermatitis
adalah suatu peradangan yang terjadi di kulit, yang
berulang-ulang dan sering kambuh. Contoh dermatitis yang umum
adalah eksim.
7.
Prostatis
adalah peradangan di prostat. Akibat peradangan tersebut,
penderitanya sulit buang air seni.
8.
Impetigo
adalah penyakit kulit yang disebabkan oleh infeksi bakteri.
Penyakit ini terjadi pada anak-anak, terutama pada mereka yang
kekurangan gizi. Impetigo ditandai dengan kulit yang berbintik-bintik
berisi nanah yang biasanya timbul di wajah dan tangan.
9.
Penyakit kuning
yang disebabkan oleh tersumbatnya saluran empedu
karena adanya penumpukan kolesterol dan membentuk batu empedu.
Feses penderita akan berwarna cokelat abu-abu, sedangkan darahnya
kekuningan karena cairan empedu masuk ke aliran darah.
10.
Glikosuria, hematuria
, dan
albuminaria
. Glikosuria adalah kelainan
yang dicirikan dengan ditemukannya glukosa pada urine. Hal tersebut
menunjukkan adanya kelainan pada tubulus ginjal. Hematuria adalah
kelainan dengan tanda ditemukannya sel darah merah di dalam urine.
Penyebabnya adalah peradangan pada ginjal atau karena iritasi akibat
bergesekan dengan batu ginjal. Albuminaria adalah kelainan, yang
ditandai dengan ditemukannya zat putih telur (albumin) dalam urine.
Hal tersebut disebabkan kerusakan membran pada kapsula Bowman
yang menyebabkan protein berukuran besar seperti albumin dapat lolos
dari filtrasi.
Kesetimbangan kimia dalam tubuh menjadi salah satu syarat utama untuk
dapat bertahan hidup. Berikut akan dibahas mengenai mekanisme ekskresi
pada beberapa hewan.
1. Sistem Ekskresi pada Hewan Invertebrata
Sistem ekskresi pada hewan invertebrata lebih sederhana dibandingkan
hewan vertebrata. Berikut ini beberapa penjelasan mengenai sistem ekskresi
beberapa hewan invertebrata.
Ginjal
baru
a
b
Sumber
:
Jendela Iptek: Ilmu Kedokteran
, 1997;
www.healtatoz.com
Gambar
8.7
(a) Pasien gagal ginjal yang
sedang dicuci darahnya oleh
mesin dialisis. (b) Posisi ginjal
hasil transplantasi
Sistem Ekskresi
143
a. Makhluk Hidup Satu Sel (Protozoa)
Makhluk hidup satu sel mengeluarkan sisa-sisa metabolismenya dengan
cara difusi. Karbon dioksida hasil respirasi seluler dikeluarkan dengan cara
difusi. Selain itu, ada cara lain, yaitu dengan membentuk vakuola yang berisi
sisa metabolisme (
Gambar 8.8
).
Cairan
di luar
sel
Partikel
yang
dibuang
Sitoplasma
Partikel yang
harus
dibuang
Vakuola
Sumber
:
Biology Concepts & Connections
, 2006
Gambar
8.8
Makhluk hidup satu sel
membentuk vakuola yang berisi
sisa metabolisme, lalu
mengeluarkannya dari dalam
sel.
Pada hewan Coelenterata dan Porifera yang hidup sebagai koloni sel-sel,
mekanisme ekskresinya dengan cara mendifusikan zat-zat yang akan dibuang
dari satu sel ke sel yang lain hingga akhirnya dilepaskan ke lingkungan.
b. Planaria
Organ ekskresi yang paling sederhana dapat ditemukan pada cacing pipih
atau planaria. Organ tersebut bernama
protonefridia
, berupa jaringan pipa yang
bercabang-cabang di sepanjang tubuhnya. Jaringan pipa tersebut dinamakan
nefridiofor
. Ujung dari cabang nefridiofor disebut sel api (
flame
cell
). Disebut
demikian karena ujung sel tersebut terus bergerak menyerap dan menyaring
sisa metabolisme pada sel-sel di sekitarnya. Kemudian, mengalirkannya melalui
nefridiofor menuju pembuluh ekskretori (
Gambar 8.9
).
Pergerakan
Silia
Sel api
Pori-pori
ekskretori
Saluran
ekskretori
Sumber
:
Essentials of Biology
, 1990
Gambar
8.9
Sistem ekskresi pada planaria.
c. Cacing Tanah
Cacing tanah, moluska, dan beberapa hewan invertebrata lainnya
memiliki struktur ginjal sederhana yang disebut
nefridia
. Struktur tersebut
terdapat di setiap segmen tubuhnya. Dalam cairan tubuh cacing tanah yang
memenuhi rongga tubuhnya, terkandung sisa metabolisme maupun nutrien.
Cairan inilah yang disaring oleh ujung tabung berbentuk corong dengan
silia yang disebut
nefrostom
.
Dari nefrostom, hasil yang disaring tersebut kemudian dibawa melewati
tubulus sederhana yang juga diselaputi oleh kapiler-kapiler darah. Pada
tubulus ini, terjadi proses reabsorpsi bahan-bahan yang penting, seperti
garam-garam dan nutrien terlarut. Air dan zat-zat buangan dikumpulkan
• Difusi
• Nefostrom
• Nefridiofor
• Sel api
Kata Kunci
Praktis Belajar Biologi untuk Kelas XI
144
dalam tubulus pengumpul, suatu wadah yang merupakan bagian dari nefridia
untuk selanjutnya dikeluarkan melalui lubang ekskretori di dinding tubuh,
yang biasa disebut
nefridiofor
(
Gambar 8.10
)
Mulut
Usus tengah
Cairan selom
Usus
belakang
Tubulus
Malpighi
Hemolimfa
Sumber
:
Essentials of Biology
, 1990
Gambar
8.11
Badan Malpighi pada
belalang.
Nefridiofor di
dinding tubuh
Urine
Kantung
kemih
Jaringan
kapiler darah
Septum antara
segmen tubuh
Nefrostom
Tubulus
Gambar
8.10
Cacing tanah memiliki struktur
ginjal sederhana yang disebut
nefridia.
Sumber
:
Essentials of Biology
, 1990
d. Serangga
Alat ekskresi pada serangga, contohnya belalang adalah
tubulus
Malpighi
(
Gambar 8.11
). Badan Malpighi berbentuk buluh-buluh halus yang
terikat pada ujung usus posterior belalang dan berwarna kekuningan.
Zat-zat buangan diambil dari cairan tubuh (hemolimfa) oleh saluran
Malpighi di bagian ujung. Kemudian, cairan masuk ke bagian proksimal lalu
masuk ke usus belakang dan dikeluarkan bersama feses dalam bentuk kristal-
kristal asam urat (Hopson & Wessells, 1990: 598).
2. Sistem Ekskresi pada Hewan Vertebrata
Pada vertebrata terdapat beberapa tipe ginjal. Di antaranya adalah
pronefros
,
mesonefros
, dan
metanefros
. Pronefros adalah tipe ginjal yang
berkembang pada fase embrio atau larva. Pada tahap selanjutnya, ginjal
pronefros digantikan oleh tipe ginjal mesonefros. Ketika hewan dewasa,
• Mesorefros
• Metarefros
• Pronefros
• Tubulus Malpighi
Kata Kunci
Cairan selom
Sistem Ekskresi
145
ginjal mesonefros digantikan oleh ginjal metanefros. Pada Mammalia,
Reptilia, dan Aves tipe ginjal yang dimiliki adalah mesonefros. Namun, setelah
dewasa mesonefros akan diganti oleh metanefros.
a. Pisces (Ikan)
Ginjal pada ikan adalah sepasang ginjal sederhana yang disebut
mesonefros. Setelah dewasa, mesonefros akan berkembang menjadi ginjal
opistonefros. Tubulus ginjal pada ikan mengalami modifikasi menjadi saluran
yang berperan dalam transport spermatozoa (duktus eferen) ke arah kloaka.
Ikan memiliki bentuk ginjal yang berbeda, sebagai bentuk adaptasi terhadap
lingkungan sekitarnya. Pada ikan air tawar, kondisi lingkungan sekitar yang
hipotonis membuat jaringan ikan sangat mudah mengalami kelebihan cairan.
Ginjal ikan air tawar memiliki kemiripan dengan ginjal manusia.
Mekanisme filtrasi dan reabsorpsi juga terjadi pada ginjal ikan. Mineral
dan zat-zat makanan lebih banyak diabsorbsi, sedangkan air hanya sedikit
diserap. Dengan sedikit minum dan mengeluarkan urine dalam volume besar,
ikan air tawar menjaga jaringan tubuhnya agar tetap dalam keadaan
hipertonik. Ekskresi amonia dilakukan dengan cara difusi melalui insangnya.
Ikan yang hidup di air laut, memiliki cara adaptasi yang berbeda. Ikan
air laut sangat mudah mengalami dehidrasi karena air dalam tubuhnya akan
cenderung mengalir keluar ke lingkungan sekitar melalui insang, mengikuti
perbedaan tekanan osmotik.
Ikan air laut tidak memiliki glomerulus sehingga mekanisme filtrasi tidak
terjadi dan reabsorpsi pada tubulus juga terjadi dalam skala yang kecil. Oleh
karena itu, ikan air laut beradaptasi dengan banyak meminum air laut,
melakukan
desalinasi
(menghilangkan kadar garam dengan melepaskannya
lewat insang), dan menghasilkan sedikit urine (
Gambar 8.12
). Urine yang
dihasilkan akan dikeluarkan melalui lubang di dekat anus. Hal ini berbeda
dengan pengeluaran urine dari ikan
Chondrichthyes
, misalnya hiu. Ikan hiu
mengeluarkan urine melalui seluruh permukaan kulitnya.
Pengambilan
air dan ion-ion
dalam
makanan
Pengambilan
ion-ion garam
oleh insang
Pengeluaran air
yang banyak
Tekanan osmotik air yang
dicapai oleh insang dan
permukaan tubuh lainnya
Pengambilan
air dan ion-ion
dalam
makanan
Tekanan osmotik air hilang
melalui bagian insang dan
permukaan tubuh lainnya
Pengeluaran ion-ion garam
dan sedikit air dalam bentuk
urine dari ginjal
Pengeluaran ion-ion
garam dari insang
Sumber
:
Biology Concepts & C nnections
2006
Gambar
8.12
Sistem ekskresi pada (a) ikan
air tawar dan (b) ikan air laut.
Apa perbedaan ekskresi pada
kedua ikan ini?
b. Amphibia (Katak)
Tipe ginjal pada Amphibia adalah tipe ginjal opistonefros. Katak jantan
memiliki saluran ginjal dan saluran kelamin yang bersatu dan berakhir di
kloaka. Namun, hal tersebut tidak terjadi pada katak betina. Ginjal pada
katak seperti halnya pada ikan, juga menjadi salah satu organ yang sangat
berperan dalam pengaturan kadar air dalam tubuhnya.
Kulit Amphibia yang tipis dapat menyebabkan Amphibia kekurangan
cairan jika terlalu lama berada di darat. Begitu pula jika katak berada terlalu
lama dalam air tawar. Air dengan sangat mudah masuk secara osmosis ke
dalam jaringan tubuh melalui kulitnya.
a
b
Praktis Belajar Biologi untuk Kelas XI
146
Katak dapat mengatur laju filtrasi dengan bantuan hormon, sesuai
dengan kondisi air di sekitarnya. Ketika berada dalam air dengan jangka
waktu yang lama, katak mengeluarkan urine dalam volume yang besar.
Namun, kandung kemih katak dapat dengan mudah terisi air. Air tersebut
dapat diserap oleh dinding kandung kemihnya sebagai cadangan air ketika
katak berada di darat untuk waktu yang lama.
c. Reptilia
Tipe ginjal pada Reptilia adalah metanefros. Pada saat embrio, Reptilia
memiliki ginjal tipe pronefros, kemudian pada saat dewasa berubah menjadi
mesonefros hingga metanefros (
Gambar 8.14
).
menuju vena ginjal
dari vena portal ginjal
dari arteri ginjal
Glomerulus yang
tereduksi
Ginjal
Rektum
Kloaka
Kandung kemih
Sumber
:
Biology
, 1999
Gambar
8.14
Sistem ekskresi pada Reptilia,
menggunakan tipe ginjal
metanefros.
Hasil ekskresi pada Reptilia adalah asam urat. Asam urat ini tidak terlalu
toksik jika dibandingkan dengan amonia yang dihasilkan oleh Mammalia.
Asam urat dapat juga diekskresikan tanpa disertai air dalam volume yang
besar. Asam urat tersebut dapat diekskresikan dalam bentuk pasta berwarna
putih.
Beberapa jenis Reptilia juga menghasilkan amonia. Misalnya, pada buaya
dan kura-kura. Penyu yang hidup di lautan memiliki kelenjar ekskresi untuk
mengeluarkan garam yang dikandung dalam tubuhnya. Muara kelenjar ini
adalah di dekat mata. Hasil ekskresi yang dihasilkan berupa air yang
mengandung garam. Ketika penyu sedang bertelur, kita seringkali melihatnya
mengeluarkan semacam air mata. Namun, yang kita lihat sebenarnya adalah
hasil ekskresi garam. Ular, buaya, dan aligator tidak memiliki kandung kemih
sehingga asam urat yang dihasilkan ginjalnya keluar bersama feses melalui
kloaka.
Ginjal
Rektum
Kloaka
Kandung
kemih
Sumber
:
Biology
, 1999
Gambar
8.13
Sistem ekskresi pada Amphibia
dibandingkan sistem ekskresi
pada ikan air tawar.
Sistem Ekskresi
147
Kerjakanlah di dalam buku latihan Anda.
1.
Jelaskan sistem ekskresi pada makhluk hidup satu
sel.
2.
Sebutkan alat ekskresi pada planaria, cacing tanah,
dan serangga.
Soal Penguasaan
Materi
8.3
3.
Jelaskan perbedaan cara adaptasi menye-
imbangkan tekanan osmotik pada ikan air tawar
dan ikan air laut.
1.
Sistem ekskresi berfungsi mengeluarkan sisa hasil
metabolisme yang sudah tidak diperlukan tubuh.
Jika tidak dikeluarkan, zat buangan tersebut dapat
meracuni tubuh.
2.
Sistem ekskresi pada manusia terdiri atas organ
kulit, hati, paru-paru, dan ginjal. Kulit mengekskresi-
kan keringat. Hati mengekskresikan cairan empedu.
Paru-paru mengekskresikan CO
2
dan air. Adapun
ginjal mengeksresikan urine.
3.
Proses pembentukan urine melalui tiga tahap, yaitu
tahap filtrasi, reabsorsi, dan augmentasi.
4.
Hewan satu sel mengekresikan zat sisa secara difusi
dan pembentukan vakuola. Cacing pipih meng-
gunakan alat ekskresi berupa protonefridia. Cacing
Rangkuman
tanah memiliki alat ekskresi berupa metanefridia.
Adapun serangga memiliki alat ekskresi berupa
badan Malpighi.
5.
Terdapat beberapa kelainan dan penyakit yang
terjadi pada sistem ekskresi manusia, antara lain
sistitis, hematuria, glomerulonefritis, batu ginjal,
gagal ginjal, dermatitis, prostatis, impetigo, dan
penyakit kuning.
6.
Ikan memiliki ginjal sederhana yang disebut
opistonefros. Amphibia memiliki ginjal tipe
opistonefros. Pada Reptilia, Aves, dan Mammalia
memiliki perkembangan ginjal mulai dari pronefros,
mesonefros dan metanefros. Reptilia dan Aves
menghasilkan ekskret dalam bentuk asam urat.
d. Aves (Burung)
Burung memiliki ginjal dengan tipe metanefros. Burung tidak memiliki
kandung kemih sehingga urine dan fesesnya bersatu dan keluar melalui
lubang kloaka. Urine pada burung diekskresikan dalam bentuk asam urat.
Metabolisme burung sangat cepat. Dengan demikian, sistem ekskresi
juga harus memiliki dinamika yang sangat tinggi. Peningkatan efektivitas
ini terlihat pada jumlah nefron yang dimiliki oleh ginjal burung. Setiap
1 mm
3
ginjal burung, terdapat 100–500 nefron. Jumlah tersebut hampir 100
kali lipat jumlah nefron pada manusia.
Jenis burung laut juga memiliki kelenjar ekskresi garam yang bermuara
pada ujung matanya. Hal tersebut untuk mengimbangi pola makannya yang
memangsa ikan laut dengan kadar garam tinggi.
Praktis Belajar Biologi untuk Kelas XI
148
Kaji Diri
Apakah Anda telah memahami materi bab ini dengan
baik? Setelah mempelajari bab Sistem Ekskresi, Anda harus
dapat menjelaskan keterkaitan antara struktur, fungsi, dan
proses serta penyakit yang dapat terjadi pada sistem ekskresi.
Jika Anda belum mampu menjelaskan keterkaitan antara
struktur, fungsi, dan proses serta penyakit yang dapat terjadi
pada sistem ekskresi, Anda belum menguasai materi Bab
Sistem Ekskresi dengan baik. Rumuskan materi yang belum
Anda pahami, kemudian diskusikan dengan teman-teman atau
guru Biologi Anda.
Banyak manfaat yang dapat Anda peroleh setelah
mempelajari bab ini. Anda dapat memahami proses
terbentuknya urine. Anda pun paham kenapa Anda berkeringat.
Hal yang cukup penting adalah Anda dapat menjaga kesehatan
paru-paru, hati, kulit, dan ginjal.
Manusia
Hati
Kulit
Paru-paru
Ginjal
Empedu
Garam dan
senyawa
organik
Air dan CO
2
Urine
Sistem Ekskresi
Hewan
pada
terdiri atas organ
mengekskresikan
mengekskresikan
mengekskresikan
mengekskresikan
antara lain
P e t a
K
onsep
Filtrasi
Prosesnya
Reabsorpsi
dilanjutkan
Augmentasi
dilanjutkan
Makhluk hidup
bersel satu
Difusi atau
vakuola
melalui
Planaria
Protonefridiofor
melalui
Cacing
tanah
Nefridia
melalui
Serangga
Tubulus
Malpighi
melalui
Pisces
Mesonefros
melalui
Reptilia
Metanefros
melalui
Aves
Metanefros
melalui
Sistem Ekskresi
149
A. Pilihlah salah satu jawaban yang paling tepat dan kerjakanlah pada buku latihan Anda.
Evaluasi Materi Bab
8
1.
Proses pengeluaran zat-zat sisa metabolisme yang
sudah tidak digunakan lagi oleh sel-sel dan darah,
dikeluarkan oleh tubuh bersama urine, keringat, dan
pernapasan. Proses pengeluaran ini disebut ....
a.
sekresi
b.
ekskresi
c.
respirasi
d.
defekasi
e.
katabolisme
2.
Kulit kita berperan sebagai berikut,
kecuali
....
a.
perasa dan peraba
b.
menjaga suhu
c.
proteksi (pelindung)
d.
ekskresi
e.
respirasi
3.
Organ tubuh yang mempunyai fungsi filtrasi,
reabsorpsi, dan augmentasi adalah ....
a.
hati
d.
usus halus
b.
kulit
e.
ginjal
c.
paru-paru
4.
Proses pengeluaran oleh sel atau kelenjar yang
menghasilkan cairan yang masih diperlukan tubuh
disebut ....
a.
defekasi
b.
inspirasi
c.
filtrasi
d.
ekskresi
e.
sekresi
5.
Lapisan kulit yang mengandung pigmen adalah ....
a.
stratum korneum
b.
stratum granulosum
c.
stratum germinativum
d.
stratum lusidium
e.
lapisan epidermis
6.
Sisa metabolisme protein yang dikeluarkan oleh
tubuh melalui urine adalah ....
a.
asam nitrat
b.
urea
c.
asam amino
d.
molekul protein
e.
asam nitrit
7.
Dari hasil pengujian urine Amir, ternyata ditemukan
glukosa. Hasil ini menunjukkan adanya kelainan
fungsi ginjal pada proses ....
a.
sekresi
b.
filtrasi
c.
reabsorpsi
d.
augmentasi
e.
defekasi
8 . Perhatikan gambar nefron berikut.
Bagian yang akan menyerap kembali unsur yang
masih berguna, kemudian dihasilkan urine
sekunder adalah yang bernomor ....
a.
1, 2, 3
d.
3, 4, 6
b.
1, 3, 6
e.
4, 5, 6
c.
2, 3, 4
9. Dinding yang terbuat dari bahan yang bersifat
permeabel terhadap air dan bergantung dari
kebutuhan untuk menyimpan air adalah ....
a.
ureter
b.
tubulus proksimal
c.
glomerulus
d.
uretra
e.
tubulus kolektivus
10. Fungsi glomerulus dan kapsula Bowman dalam
proses pembentukan urine adalah ....
a.
reabsorpsi air ke dalam darah
b.
menghilangkan amonia dari tubuh
c.
reabsorpsi garam dan asam amino
d.
menyaring darah dan menangkap filtrat
e.
mengkonsentratkan urine
11. Proses berikut yang
tidak
terjadi di nefron dan
tubulus kolektivus adalah ....
a.
filtrasi
b.
eliminasi urea dari tubuh
c.
reabsorbsi nutrien
d.
augmentasi
e.
konsentrasi urine
1
2
5
4
3
6
Praktis Belajar Biologi untuk Kelas XI
150
B. Jawablah pertanyaan berikut dengan benar pada buku latihan Anda.
1.
Sebutkan organ-organ pada sistem ekskresi
manusia.
2.
Pada proses pembentukan urine, terdapat tiga tahap
pembentukannya. Jelaskan ketiga tahap tersebut.
3.
Berikan dua contoh teknologi yang berhubungan
dengan sistem ekskresi. Jelaskan.
4.
Jelaskan tiga kelainan yang dapat terjadi pada
sistem ekskresi?
12. Hal berikut dapat memengaruhi pengeluaran urine,
kecuali
....
a.
senyum
b.
ketakutan
c.
kedinginan
d.
gugup
e.
berkeringat
13. Penyakit yang disebabkan penyumbatan saluran
empedu karena penumpukan kolesterol disebut ....
a.
dermatitis
b.
prostatis
c.
gagal ginjal
d.
penyakit kuning
e.
albumin
14. Pada penderita diabetes mellitus, urine mengan-
dung ....
a.
urea
d.
air
b.
glukosa
e.
garam mineral
c.
albumin
15. Organ ekskresi pada serangga adalah ....
a.
tubulus Malpighi
b.
ginjal
c.
pronefros
d.
mesonefros
e.
metanefros
Mulut
Usus tengah
Cairan selom
Usus
belakang
Tubulus
Malpighi
Hemolimfa
Soal Tantangan
1.
Dewasa ini, banyak bermunculan produk-produk
kosmetik berupa deodoran (penghilang bau
keringat di ketiak). Bagaimana cara kerja deodoran
tersebut sehingga dapat menghilangkan bau
keringat? Menurut Anda, adakah pengaruh produk
tersebut terhadap fungsi fisiologis kelenjar keringat
pada tubuh, khususnya di ketiak?
2.
Fungsi ginjal sebagai alat ekskresi sangat vital bagi
tubuh. Untuk itu, jelaskan beberapa cara atau
kegiatan dalam kehidupan sehari-hari yang
bertujuan untuk menjaga agar ginjal tetap sehat dan
dapat berfungsi secara normal sampai usia lanjut.
5.
Jelaskan sistem ekskresi pada belalang.