Biologi · g_Bab 7 Sistem Ekskresi

Eva Latifah Hanum dkk

23/08/2021 13:04:27

SMA 11 KTSP

Daftar Isi

a_Bab 1 Sel b_Bab 2 Jaringan c_Bab 3 Sistem Gerak d_Bab 4 Sistem Peredaran Darah Manusia e_Bab 5 Sistem Pencernaan f_Bab 6 Sistem Pernapasan g_Bab 7 Sistem Ekskresi h_Bab 8 Sistem Regulasi Manusia i_Bab 9 Sistem Reproduksi Manusia j_Bab 10 Sistem Pertahanan Tubuh

Halaman

Sistem Ekskresi

185

Sistem Ekskresi

Bab VII

TUJUAN PEMBELAJARAN

Setelah mempelajari bab ini, siswa dapat:

mengidentifikasi struktur dan fungsi alat-alat ekskresi;

membedakan struktur dan fungsi alat-alat ekskresi;

menjelaskan proses ekskresi;

membedakan struktur alat ekskresi pada hewan;

mengidentifikasi proses ekskresi pada hewan;

mendeteksi ada tidaknya gangguan pada proses pembentukan urine;

menjelaskan penyebab kelainan/penyakit pada sistem ekskresi;

mengetahui penggunaan teknologi yang membantu sistem ekskresi.

Sistem Ekskresi

185

Sumber

Biology The Unity and Diversity of Life, Starr Taggart

186

Biologi Kelas XI SMA dan MA

PETA KONSEP

pada

dalam bentuk

melalui

sistem eksresi

pada

alat ekskresi berupa

kelainan-kelainan pada

sistem eksresi berupa

Sistem Ekskresi

Manusia

Anellida

Insekta

Nefrida

Pembuluh

Malphigi

Hewan

Kulit

Paru-paru

Hati

Ginjal

Garam

Air

+ H

Urea

Urine

Diabetes

Insipidus

Sistisis

Nefritis

Batu

Ginjal

Gagal

Ginjal

Senyawa

Nitrogen

Asam

Urat

Sistem Ekskresi

187

ebagian besar proses ekskresi adalah dalam bentuk buangan berupa

larutan. Ekskresi berarti juga membuang sejumlah air, zat-zat terlarut

yang masih bermanfaat, dan ion-ion anorganik untuk mencapai keadaan

keseimbangan cairan (Homoestasis).

A. Sistem Ekskresi pada Manusia

Semua aktivitas yang kamu lakukan setiap hari seperti belajar, bekerja,

bermain, dan sebagainya pasti membutuhkan energi untuk menjalankannya.

Dari mana energi tersebut kamu dapatkan? Tentu dari makanan dan minuman

yang masuk ke dalam tubuh kita. Bahan-bahan yang masuk pada tubuh kita,

setelah diolah kemudian akan menghasilkan energi dan bahan-bahan lain

yang berguna bagi tubuh. Selama proses pengolahan juga akan dihasilkan

zat-zat sisa yang harus dibuang. Zat sisa tadi harus dibuang agar tubuh tidak

mengalami keracunan karena kelebihan bahan-bahan itu, Pembuangan zat-

zat sisa merupakan salah satu mekanisme tubuh untuk mempertahankan

keadaan yang terbaik bagi tubuh (keadaan seimbang) yang dikenal dengan

mekanisme homeostasis. Sistem apakah di tubuh yang bertugas

melaksanakan fungsi pembuangan? Sistem eksresi merupakan hal pokok

dalam homeostasis karena sistem tersebut membuang limbah/sisa

metabolisme dan merespons terhadap ketidakseimbangan cairan tubuh,

dengan mengekskresikan ion-ion tertentu sesuai dengan kebutuhan. Jadi,

dapat dikatakan bahwa ekskresi adalah proses pengeluaran zat-zat sisa

metabolisme serta zat-zat berlebihan yang sudah tidak digunakan oleh tubuh,

melalui urine, keringat, atau pernapasan.

Bahan-bahan yang masuk pada tubuh kita, setelah diolah dan digunakan,

akan menghasilkan zat-zat sisa yang harus dibuang. Pembuangan zat-zat sisa

merupakan salah satu mekanisme tubuh untuk mempertahankan keadaan

yang terbaik bagi tubuh (keadaan seimbang) yang dikenal dengan mekanisme

homeostasis. Sistem ekskresi merupakan hal pokok dalam homeostasis karena

sistem tersebut membuang limbah/sisa metabolisme dan merespons

ketidakseimbangan cairan tubuh, dengan mengekskresikan ion-ion tertentu

sesuai dengan kebutuhan. Jadi, dapat dikatakan bahwa ekskresi adalah proses

pengeluaran zat-zat sisa metabolisme serta zat-zat berlebih yang sudah tidak

digunakan oleh tubuh. Pengeluaran zat-zat tersebut dapat melalui urine,

keringat, atau pernapasan.

Tubuh kita memiliki organ yang mampu mengekskresikan sampah-

sampah metabolisme tersebut, yaitu organ pernapasan berupa paru-paru,

ginjal, hati, usus, dan kulit. Adapun zat-zat yang diekskresikan dapat dilihat

pada Tabel 7.1 berikut ini.

188

Biologi Kelas XI SMA dan MA

Tabel 7.1

Organ dan zat-zat yang diekskresikan dalam sistem ekskresi

Organ

Zat-Zat yang Diekskresikan

Paru-paru

Kulit

Hati

Ginjal

(utama) dan H

O) (uap air)

Garam-garam (utama), urea, dan uap air

Urea, bilirubin antibiotik, logam berat,

narkotika

O, garam-garam mineral dan sampah-

sampah metabolisme yang mengandung

nitrogen (urea, amoniak, dan asam urat),

Sekarang kita akan membahas satu per satu organ-organ ekskresi dan

proses-proses yang terjadi di dalamnya sehingga dihasilkan zat-zat ekskresi

tersebut.

1. Paru-Paru

Karbon dioksida dan air sebagai hasil sisa metabolisme karbohidrat

dan lemak, harus dikeluarkan dari sel-sel tubuh melalui pembuluh darah,

ke organ pernapasan yaitu paru-paru. Proses pengeluaran CO

dan H

dari sel-sel tubuh/jaringan ke paru-paru ini melalui suatu proses berantai

yang cukup kompleks yang disebut

pertukaran klorida

(

Chloride shift

Pertukaran klorida ini melibatkan peran sel darah merah, dan plasma darah.

Jadi, materi yang diekskresikan dari paru-paru ialah sisa metabolisme CO

dan uap air. Pembahasan tentang paru-paru secara lebih detail dapat

dipelajari pada sistem pernapasan.

2. Kulit

Kulit merupakan lapisan terluar tubuh yang berfungsi sebagai pelindung

tubuh dari kerusakan/pengaruh lingkungan. Kulit berfungsi sebagai

pelindung terhadap kerusakan-kerusakan fisik akibat gesekan, penyinaran,

kuman-kuman, panas, zat kimia, dan lain-lain. Selain itu, kulit juga berfungsi

untuk mengurangi kehilangan air, mengatur suhu tubuh, menerima rangsang

dari luar, dan ekskresi.

Sebagai alat ekskresi, kulit terutama mengeluarkan limbah metabolisme

berupa garam-garam (terutama garam dapur) dan sedikit urea, yang dibuang

Sumber:

Biological Science

, Green

Sistem Ekskresi

189

melalui pengeluaran keringat. Dari kapiler darah yang terdapat pada kulit,

kelenjar keringat akan menyerap air dan larutan garam serta sedikit urea.

Air beserta larutan garam dan urea yang terlarut kemudian dikeluarkan

melalui pembuluh darah ke permukaan kulit tempat air diuapkan dan

merupakan penyerap panas tubuh kita.

Kulit terdiri atas lapisan luar

yang disebut

epidermis

dan lapisan

dalam yang disebut

dermis

. Lapisan

luar berlapis-lapis terdiri atas kor-

neum yang mati dan selalu menge-

lupas,

stratum lucidum

stratum gra-

nulosum

yang mengandung pigmen,

dan

stratum germinativum

yang terus-

menerus membentuk sel-sel baru ke

arah luar. Di bawah lapisan

epidermis, terdapat dermis yang

mengandung akar rambut, pem-

buluh darah, kelenjar, dan saraf. Di

bawah dermis terdapat lapisan lemak

yang bertugas menghalangi pe-

ngaruh perubahan suhu di luar

tubuh. (Perhatikan Gambar 7.1.)

Aktivitas kelenjar keringat ada di bawah pengaruh pusat pengatur suhu

badan dan sistem saraf pusat. Sistem ini dirangsang oleh perubahan-

perubahan suhu di dalam pembuluh darah, kemudian rangsangan

dipindahkan oleh saraf simpatetik menuju kelenjar keringat. Oleh karena itu,

jumlah kandungan larutan ataupun banyaknya keringat yang dikeluarkan

selalu berbeda, semuanya ditujukan agar suhu badan selalu tetap.

Pengeluaran keringat yang berlebihan, seperti pada orang-orang yang

bekerja keras akan menyebabkan lebih cepat merasa haus dan sering

mengalami “lapar garam”. Demikian pula orang yang terkena terik matahari,

keringat yang keluar akan banyak mengandung larutan garam. Kehilangan

garam-garam dari larutan darah ini dapat menimbulkan kejang-kejang dan

pingsan.

3. Hati

Hati terdiri dari bagian lobulus-lobulus yang berbentuk segi enam.

Setiap lobulus terdiri atas jejeran hepatosit (sel hati) seperti jari-jari roda

melingkari suatu vena centralis. Di antara hepatosit terdapat sinusoid

(kapiler yang melebar). Pada dinding sinusoid terdapat makrofag yang

Gambar 7.1

Diagram penampang kulit

Sumber:

Biology

, Barrett

lembar rambut

ujung saraf

kelenjar

lemak

otot

penegak

folikel

rambut

kelenjar

keringat

pembuluh

darah

epidermis

dermis

lemak

190

Biologi Kelas XI SMA dan MA

disebut

sel Kuppfer

, yang dapat

memfagositosis sel-sel darah rusak

dan bakteri (Gambar 7.2). Hati

disuplai oleh dua pembuluh darah,

yaitu vena porta hepatica yang

berasal dari lambung dan usus,

mengandung darah yang miskin

oksigen, tetapi kaya nutrien (asam

amino, monosakarida, asam lemak,

vitamin yang larut dalam air dan

mineral). Arteri hepatica, yaitu

cabang dari arteri coeliaca yang kaya

oksigen.

Hati merupakan kelenjar terbesar dalam tubuh kita. Hati dapat berfungsi

sebagai kelenjar sekresi karena mampu menghasilkan zat-zat yang berguna

dan sekaligus dapat berfungsi sebagai kelenjar ekskresi karena dapat

menetralkan zat-zat racun yang selanjutnya harus dibuang. Sebagai kelenjar

sekresi, hati menghasilkan garam empedu yang dapat mengemulsikan lemak

sehingga lebih mudah dicerna, sedangkan sebagai kelenjar ekskresi, hati

melakukan dua fungsi penting, yaitu menetralisasi sisa metabolisme pro-

tein menjadi urea yang kemudian diekskresikan melalui urine, dan

merombak sel-sel darah merah yang telah tua menjadi bilirubin yang

kemudian diekskresikan melalui feses.

Protein dalam tubuh setelah

mengalami metabolisme akan meng-

hasilkan zat-zat sisa yang mengan-

dung nitrogen. Metabolisme protein

akan menghasilkan asam amino yang

selanjutnya diuraikan menjadi

OH dan senyawa NH

. Senyawa

terakhir tersebut bersifat racun bagi

sel sehingga harus segera dibuang.

dalam sel segera diikat oleh

karbon dioksida (CO

) dan asam

amino ornitin membentuk asam

amino sitrulin. Asam-asam amino ini

tidak bersifat racun, relatif kecil

sehingga masih dapat berdifusi

meninggalkan sel masuk aliran darah

dan akhirnya ke hati. Sitrulin yang

masuk ke hati selanjutnya diubah oleh

Gambar 7.2

Struktur lobulus

Sumber:

Biology

, Barrett

Gambar 7.3

Siklus krebs ornitin/urea di

hati

Sumber:

Biology

, Barrett

+ NH

Ornitin

Sitrulin

CO(NH

)

+ H

(Urea)

Arginin

menuju ginjal

vena pusat

sel stellate

reticuloendothelia

(kupffer)

sinusoid

sumbu

saluran

kanalikuli

saluran

cabang arteri

hepatika

cabang vena

hepatika

Sistem Ekskresi

191

enzim sitrulin transaminase menjadi arginin, dan arginin akan diubah oleh

enzim arginase menjadi ornitin kembali dan urea. Urea keluar dari hati

bersama aliran darah dan kemudian akan disaring melalui glomerulus dalam

ginjal, dan keluar bersama urine. Ornitin yang dihasilkan kemudian

digunakan kembali untuk menetralisasi NH

. Proses perubahan dari ornitin

ke ornitin kembali merupakan suatu siklus dan disebut siklus Krebs Ornitin

atau siklus Krebs Urea (Gambar 7.3).

Ada kurang lebih 10 juta sel

eritrosit (sel darah merah) yang

dilepaskan tiap detik dari tempat

pembuatannya, dan sebanyak itu

pula yang rata-rata harus dirombak

lagi. Eritrosit yang telah tua akan

menjadi rusak dan harus segera

dibinasakan di hati. Ada sel-sel

khusus yang bertugas “menangkap”

atau merombak eritrosit tua tersebut

yang disebut

histiosit

. Hemoglobin

yang terkandung dalam eritrosit

yang telah tua akan dipecah menjadi

heme dan globin. Heme terdiri atas

zat besi (Fe) dan cincin porfirin. Zat

besi tersebut kemudian diambil dan

disimpan di hati selanjutnya disim-

pan dalam sumsum tulang untuk

pembentukan sel darah merah baru.

Cincin porfirin diubah menjadi

biliverdin dan direduksi lagi menjadi

bilirubin. Bilirubin dilepaskan ke

dalam darah. Di dalam usus, biliru-

bin diubah menjadi urobilinogen

yang kemudian diekskresikan oleh

ginjal dalam bentuk urine. Urobilino-

gen memberikan warna kuning pada

urine, sedangkan urobilinogen dan

bilirubin memberi warna kuning

pada tinja/feses. Skema perombakan

sel darah merah oleh hati dapat

dilihat pada Gambar 7.4.

Gambar 7.4

Tahapan perombakan sel

darah merah oleh hati

Sumber:

Biology

, Barrett

Eritrosit tua

Hemoglobin (Hb)

Cincin porfirin

Globin

Biliverdin

Disimpan

di hati

pembentukan

hemoglobin

Bilirubin

Sumsum tulang

Urobilin

Pembentukan sel

darah merah baru

Mewarnai fases

192

Biologi Kelas XI SMA dan MA

4. Ginjal

Ginjal merupakan alat ekskresi utama pada vertebrata, termasuk manusia.

Limbah metabolisme yang dibuang melalui ginjal adalah urine yang

mengandung air, garam-garam, dan limbah yang mengandung nitrogen.

Dengan diproduksinya urine, maka ginjal kita akan mempertahankan

volume

dan komposisi darah/cairan tubuh serta mempertahankan

keseimbangan air, elektrolit, dan pH tubuh (homeostasis). Hal ini dapat terjadi

karena ginjal dapat mengekskresi sampah metabolisme dan air dalam jumlah

tertentu secara selektif agar cairan tubuh kita selalu dalam keadaan yang

optimum untuk kesehatan.

a. Struktur Ginjal

Dalam tubuh manusia terdapat sepasang ginjal yang terletak di dekat

tulang-tulang pinggang. Ginjal manusia berbentuk seperti kacang merah

berukuran sekitar 2,5 x 7 x 10 cm. Dari tiap-tiap ginjal, urine dialirkan oleh

pembuluh ureter ke kandung urine (vesica urinaria), dan melalui uretra

dikeluarkan dari tubuh.

Ginjal terdiri atas dua lapisan, yaitu lapisan luar yang disebut korteks

atau kulit ginjal, dengan tebal sekitar 1 cm. Pada bagian ini terdapat bagian

ginjal yang paling penting, yaitu

nefron

, yang merupakan unit fungsional

penyusun utama ginjal. Bagian dalam ginjal disebut

medula

atau sumsum

ginjal. Medula memiliki bentuk seperti piramid yang puncaknya mengelilingi

pelvis. Pada puncak piramid terdapat lubang-lubang kecil tempat keluarnya

pembuluh penyalur urine ke dalam pelvis (Perhatikan Gambar 7.5).

Gambar 7.5

Struktur ginjal manusia

Sumber:

Biological Science

, Green

vena cava

aorta

ginjal

ureter

uretra

kantung

kemih

pemb. nadi

ginjal

pemb. balik ginjal

pelvis

ureter

korteks

medula

pemb. balik

kapsul

bowman’s

glomerulus

saluran penyerap

korteks

medulla

kapiler

halus

saluran turun

vena

saluran naik

lengkung henle

saluran pengumpul

rongga ginjal

Sistem Ekskresi

193

Korteks dari sepasang ginjal orang dewasa mengandung lebih dari satu

juta nefron, yang merupakan alat pembuat urine. Jadi, dapat dikatakan bahwa

nefron adalah unit fungsional ginjal. Artinya, ginjal dapat berfungsi

memproduksi urine karena tiap-tiap nefron tersebut bekerja menunaikan

tugasnya. Ada tiga proses yang terjadi selama pembentukan urine oleh nefron,

yaitu filtrasi, reabsorpsi dan sekresi. Untuk melakukan ketiga proses tersebut,

nefron harus mempunyai struktur yang sesuai dengan fungsinya.

Nefron terdiri atas bagian-bagian sebagai berikut (Perhatikan Gambar 7.5).

Glomerulus, merupakan kumpulan kapiler darah.

Kapsul glomerulus atau kapsul Bowman, berbentuk piala membentuk

glomerulus. Glomerulus yang dibungkus kapsul Bowman disebut badan

Malpighi.

Tubulus/saluran nefron, terdiri atas tubulus proksimal, lengkung Henle,

tubulus distal, dan tubulus kolekta (tubulus pengumpul).

b. Proses Pembentukan Urine

Proses pembentukan urine terjadi di tiap-tiap nefron pada ginjal, melalui

tiga proses, yaitu filtrasi, reabsorpsi, dan sekresi.

Filtrasi

Filtrasi merupakan langkah pertama dalam proses pembentukan urine.

Dua faktor utama yang memungkinkan terjadinya filtrasi adalah struktur

glomerulus (kumpulan kapiler darah) yang sangat berpori dan tekanan

darah di glomerulus yang jauh lebih tinggi dibandingkan dengan tekanan

di kapiler-kapiler tubuh lain.

Dalam proses ini, darah dalam glomerulus yang mengandung air,

garam, gula, urea dan zat-zat lain akan melewati pori glomerulus, kecuali

yang bermolekul besar seperti sel darah merah dan protein. Hasil

penyaringan (filtrat), ditampung dalam kapsul Bowman dan disebut

filtrat glomerulus atau urine primer. Jadi, cairan yang berada pada kapsul

Bowman sama dengan cairan darah dikurangi sel darah merah dan

molekul protein. Dalam keadaan normal, akan diproduksi 125 cc/menit

cairan filtrat dari kedua ginjal.

Reabsorpsi

Reabsorpsi merupakan proses penyerapan kembali zat-zat yang masih

berguna yang terdapat pada urine primer. Filtrat glomerulus/urine

primer yang dihasilkan dari proses filtrasi masih mengandung bahan-

bahan yang berguna bagi tubuh, seperti glukosa, garam-garam, asam

amino, dan air. Oleh karena itu, bahan-bahan tersebut harus diserap

kembali ke dalam darah untuk dapat digunakan oleh tubuh. Proses

reabsorpsi terjadi selama filtrat melalui tubulus nefron yang dikelilingi

194

Biologi Kelas XI SMA dan MA

pembuluh darah sehingga hasil reabsorpsinya segera diserap oleh

pembuluh-pembuluh darah tersebut dan masuk kembali ke dalam tubuh

(Gambar 7.6).

Gambar 7.6

Zat-zat yang direabsorpsikan sepanjang tubulus kembali ke darah

Sekresi

Jika reabsorpsi bertujuan memasukkan zat-zat yang masih berguna bagi

tubuh dari filtrat glomerulus kembali ke dalam darah, sekresi bertindak

sebaliknya, yaitu menyekresikan zat-zat yang tidak berguna bagi tubuh

dari darah ke dalam cairan tubulus.

Zat-zat yang biasanya disekresikan, antara lain H

, NH

, K

, asam

urat, cathecolamin, asetil kolin, serotonin, obat-obatan seperti penicillin,

aspirin, dan morfin. Setelah proses reabsorpsi dan sekresi berakhir,

terbentuklah urine sekunder atau urine sesungguhnya, yang selanjutnya

mengalir ke kaliks dan kemudian masuk ke pelvis melalui pembuluh

pengumpul. Proses selanjutnya, yaitu urine mengalir ke kantung kemih

melalui ureter. Kantung kemih dapat mengembang hingga dapat

menampung sekitar 400 ml urine.

c. Komposisi Urine

Secara umum komposisi urine terdiri atas air, urea, asam urat, amoniak,

natrium, kalium, klorida, dan fosfat. Perbandingan konsentrasi antara plasma

dan urine dapat dilihat pada Tabel 7.2.

aldosteron

ADH

glukosa

asam amino

Sumber:

Biological Science

, Green

Sistem Ekskresi

195

Komposisi, pH, volume dari urine yang dibentuk sangat bervariasi

bergantung pada kebutuhan tubuh akan zat-zat tertentu, pengeluaran racun-

racun dan pengeluaran asam tubuh yang bergantung pada jenis makanan,

volume air minum, dan sebagainya. Urine biasanya jernih, berwarna sedikit

kuning yang disebabkan oleh warna urobilinogen (urobilinogen berasal dari

bilirubin). Makin pekat urine makin kuning cokelatlah warnanya dan makin

tinggi berat jenisnya. Urine yang keruh biasanya menunjukkan adanya kristal

garam atau adanya lendir.

Jika dibiarkan beberapa lama, urine akan berbau pesing karena terbentuk

amonia (NH

) dari urea atau dari ion-ion amonium. Urine biasanya bersifat

asam (pH normal antara 4,5 – 8,00) karena makanan yang banyak

mengandung protein akan menurunkan pH urine, sedangkan makanan yang

banyak mengandung sayuran menaikkan pH. Volume urine yang normal

adalah 900-2.100 cc/hari.

d. Ekskresi Urine Dipengaruhi Saraf dan Hormon

Saat cairan tubuh berkurang, misalnya karena kekurangan minum,

muntaber atau berkeringat, tekanan osmosis cairan tubuh meningkat sehingga

konsentrasi air dalam plasma menurun yang menyebabkan sekresi ADH

(antidiuretik Hormon) oleh hipofisis meningkat. ADH menyebabkan

terjadinya reabsorpsi air di tubulus distal dan tubulus pengumpul ke dalam

darah. Dengan demikian, pengeluaran urine berkurang. Selain itu, ketika

Macam Zat

Plasma (%)

Urine (%)

Kenaikan

Air

Protein

Glukosa

PO4

SO4

NH4

Asam urat

Urea

Kreatinin

7-9

0,1

0,3

0,02

0,009

0,002

0,0001

0,004

0,03

0,001

Tabel 7.2

Komposisi zat dalam plasma dan urine

–

0,35

0,7

0,15

0,18

0,4

0,05

0,075

–

400

Sumber:

The Study of Biology

, Baker

196

Biologi Kelas XI SMA dan MA

cairan tubuh berkurang, kita akan merasa haus. Hal tersebut merangsang

pusat rasa haus di hipotalamus sehingga muncul keinginan untuk minum.

Setelah minum, cairan tubuh menjadi encer, tekanan osmotik turun, ADH

tidak dilepaskan lagi oleh hipofisis sehingga reabsorpsi air pada tubulus dis-

tal dan tubulus pengumpul normal, rasa haus hilang dan urine normal

kembali. Hal yang sebaliknya terjadi jika kita banyak minum.

e. Beberapa Kelainan dan Gangguan pada Saluran Urine dan

Ginjal

Telah dijelaskan bahwa ginjal dan salurannya merupakan alat ekskresi

utama pada manusia. Gangguan atau kelainan pada organ ini dapat sangat

memengaruhi keadaan normal seseorang karena ginjal adalah organ

terpenting dalam ekskresi yang berarti menyangkut mekanisme homeosta-

sis. Beberapa gangguan dan kelainan pada ginjal di antaranya sebagai

berikut.

Sistitis

Sistitis merupakan radang pada membran mukosa yang melapisi

kandung kemih. Hal ini dapat disebabkan oleh infeksi bakteri atau

peradangan ginjal yang meluas ke kandung kemih.

Nefritis

Nefritis adalah peradangan yang dapat terjadi pada nefron, terutama

pada daerah glomerulus. Peradangan di daerah pyelum disebut

phyelonefritis, yang sering disebabkan oleh bakteri Escherichia coli.

Faktor-faktor penunjang terjadinya radang tersebut adalah penyumbatan

aliran air kemih baik oleh batu, tumor, maupun penyempitan. Infeksi

sering menjalar dari kandung kemih menuju ginjal, dan jika hal ini

menjadi kronis dapat terjadi kerusakan sel-sel ginjal sehingga ginjal tidak

berfungsi (gagal ginjal).

Peradangan di daerah glomerulus disebut glomerulonefritis. Hal tersebut

terutama terjadi pada anak-anak. Peradangan ini sering terjadi setelah

infeksi bakteri streptococcus di daerah saluran pernapasan bagian atas.

Dengan adanya bakteri tersebut, tubuh membentuk antibodi terhadap

streptococcus. Kompleks antigen-antibodi yang terbentuk akan

diendapkan di glomerulus, menyebabkan glomerulus rusak sehingga

penyaringan darah menjadi tidak sempurna lagi.

Diabetes Insipidus

Kelainan ini terjadi akibat penderita tidak mampu memproduksi hormon

ADH (Antidiuretik Hormon), yaitu hormon yang mengendalikan

produksi urine. Ketiadaan hormon ADH menyebabkan penderita selalu

ingin kencing, hampir sebanyak 20 kali sehari. Akibatnya penderita selalu

merasa haus.

Sistem Ekskresi

197

Batu ginjal/batu saluran urine

Pembentukan batu dapat terjadi pada bagian mana saja dari saluran urine.

Besarnya batu sangat bervariasi dari sebesar kristal-kristal mikroskopis

sampai berdiameter beberapa sentimeter. Analisis kimiawi menunjukkan

sebagian besar batu terdiri atas kalsium oksalat, kemudian batu urat,

fosfat, dan cystine.

Gagal ginjal

Gagal ginjal adalah kegagalan ginjal melakukan fungsinya dengan nor-

mal. Gagal ginjal dibagi menjadi gagal ginjal akut dan kronis. Gagal

ginjal akut dapat disebabkan oleh pendarahan, muntaber atau luka

bakar, racun atau adanya batu atau tumor yang menyumbat saluran

kemih, sedangkan gagal ginjal kronis ialah keadaan rusak dan

menurunnya fungsi ginjal yang dapat disebabkan oleh pyelonefritis, batu

ginjal, atau kelainan bawaan.

Berbagai kelainan dan gangguan ginjal yang telah dijelaskan di atas

dapat menyebabkan ginjal tidak dapat berfungsi lagi dengan normal. Sering

kali karena kerusakan ginjal yang begitu parah (kerusakan nefron 75-90%),

seseorang harus mempertahankan hidupnya dengan melakukan apa yang

disebut “cuci darah” dengan menggunakan ginjal tiruan yang disebut mesin

dialisis, untuk menggantikan fungsi ginjal dalam melakukan proses

penyaringan zat-zat yang harus dibuang dan yang masih dibutuhkan.

Mesin Dialisis

Pada tahun 1950 telah diciptakan suatu mesin yang dapat meniru kerja

ginjal. Prinsip kerja alat ini menyerupai kerja ginjal, yaitu membersihkan

darah melalui cara difusi sederhana. Mesin terdiri atas pipa panjang

berisi larutan yang komposisinya mirip plasma darah. Larutan tersebut

berada di satu sisi pipa saja dan dibatasi oleh suatu membran berpori.

Pada saat mesin bekerja, darah pasien yang penuh dengan sisa

metabolisme akan mengalir sepanjang pipa yang kosong pada sisi yang

lain. Setelah darah memenuhi pipa, sisa metabolisme mengalami difusi

ke dalam larutan pada sisi pipa yang lain tadi (karena larutan dalam

pipa konsentrasi sisa metabolismenya lebih rendah). Setelah

disirkulasikan beberapa kali sepanjang mesin dan arteri tubuh, darah

pasien sudah cukup bersih dari sisa metabolisme. Untuk beberapa

waktu pasien dapat kembali melakukan aktivitasnya sehari-hari.

I N F O B I O L O G I

198

Biologi Kelas XI SMA dan MA

B. Sistem Ekskresi pada Invertebrata

Setelah kita mempelajari struktur dan fungsi sistem ekskresi pada

manusia yang mewakili sistem ekskresi vertebrata serta proses-proses yang

terjadi di dalamnya, berikut ini kita akan mempelajari beberapa contoh sistem

ekskresi pada invertebrata.

Sistem ekskresi pada manusia yang telah kita pelajari merupakan sistem

yang kompleks. Hal ini berbeda dengan invertebrata. Invertebrata

merupakan hewan yang sederhana struktur tubuhnya, dengan demikian

sistem-sistem yang dimilikinya termasuk sistem eksresinya juga masih

sederhana. Hanya beberapa kelompok invertebrata yang sudah memiliki

alat khusus untuk ekskresi, yaitu kelompok Platyhelminthes, Nemathelm-

inthes, Annelida, Mollusca, Arthrophoda, dan Echinodermata. Berikut ini

hanya akan dibahas dua contoh sistem ekskresi pada invertebrata, yaitu sistem

ekskresi pada serangga (Arthropoda) yang diwakili belalang dan Annelida

yang diwakili cacing tanah.

1. Sistem Ekskresi pada Annelida

Contoh sistem ekskresi yang akan kita bahas dalam kelompok ini adalah

cacing tanah (Lumbricus terestris). Sebagian besar cacing dari kelompok

annelida termasuk cacing tanah mempunyai alat ekskresi yang disebut

metanefridium (jamak: metanefridia).

Tiap segmen seekor cacing tanah mempunyai sepasang metanefridia,

kecuali tiga segmen pertama dan segmen terakhir. Metanefridia ini terdiri

atas suatu corong (cerobong) bersilia yang disebut nefrostom dan terletak

pada sekat pemisah segmen-segmen tubuh cacing. Corong tersebut

bersambungan dengan suatu saluran/pembuluh panjang berliku-liku pada

segmen berikutnya yang dikelilingi jaringan kapiler darah. Nefrostom yang

merupakan corong terbuka bersilia, dapat menarik dan mengambil cairan

tubuh masuk ke dalam pembuluh/saluran yang panjang dan tipis. Pada saat

cairan melalui pembuluh tersebut, zat-zat yang masih diperlukan tubuh,

diambil/diserap oleh kapiler yang mengelilingi pembuluh dan diedarkan

Meskipun mesin dialisis ini dapat melakukan fungsi filtrasi yang

dilakukan ginjal, mesin tersebut mempunyai kelemahan, yaitu tidak

dapat melakukan proses reabsorpsi dan sekresi. Selama dialisis, darah

pasien diberi zat antikoagulan agar darah tidak membeku selama

mengalir dalam pipa mesin. Dengan adanya obat-obat tersebut, ginjal

buatan ini hanya dapat dipakai sekali dalam dua atau tiga hari.

Sumber:

Biotechnology in School

Sistem Ekskresi

199

Gambar 7.7

Sistem tubulus Malphigi pada belalang

Sumber:

The Study of Biology

, Baker

tubula

malphigi

perut tengah

(lambung)

rektum

usus

perut belakang

perut

tengah

Garam air,

dan limbah bernitrogen

feses dan urine

anus

usus

rektum

perut

belakang

tubula malpighi

Reabsorpsi H

O, ion, dan

molekul organik berharga

kembali ke seluruh tubuh. Cairan tubuh yang berupa zat-zat sisa, seperti air,

senyawa nitrogen, dan garam-garam yang tidak diperlukan lagi, dikeluarkan

melalui lubang pembuangan yang disebut nefridiofora. Bagan gambar lengkap

dengan bagian-bagian metanefridia pada cacing tanah dapat dilihat pada

Gambar 7.6.

Gambar 7.6

Metanefrida pada cacing tanah

Sumber:

Nature of Life,

John Postlethwait

2. Sistem Ekskresi pada Serangga/Insekta

Organ ekskresi serangga termasuk belalang dan Arthropoda darat lain

disebut tubula Malpighi. Tubula atau pembuluh ini bermuara pada pangkal

usus karena tubula ini tidak mempunyai saluran keluar tubuh (Perhatikan

Gambar 7.7).

jantung

tembolok

serabut

saraf

rongga

tubuh

usus

mulut

otak

anus

sekat

nefridium

rambut

lubang ekskresi

serabut

saraf

corong

usus

pembuluh

darah

ginjal

200

Biologi Kelas XI SMA dan MA

Rangkuman

Eksresi adalah proses pengeluaran zat-zat sisa metabolisme serta

zat-zat berlebih yang sudah tidak digunakan oleh tubuh melalui

urine, keringat, atau pernapasan.

Manusia dan vertebrata lainnya mengeluarkan sisa metabolisme

melalui paru-paru, hati, kulit, usus, dan ginjal.

Ginjal merupakan organ utama dalam sistem ekskresi manusia.

Tiga proses utama yang terjadi di ginjal untuk menghasilkan urine

sebagai hasil eksresi adalah filtrasi, reabsorpsi, dan sekresi.

Satuan fungsional ginjal adalah nefron, yang terdiri atas glomeru-

lus dan kapsula Bowman (badan Malphigi), tubulus proksimal,

lengkung Henie, tubulus distal, dan tubulus pengumpul.

Eksresi urine diatur oleh kerja saraf dan hormon.

Sistem eksresi pada invertebrata lebih sederhana dibanding dengan

kelompok vertebrata.

Organ eksresi pada cacing tanah seperti juga pada Annelida

lainnya adalah metanefridia, sedangkan pada belalang dan Arthro-

poda darat lain, berupa tubula Malphigi.

KEGIATAN

Mengamati Alat Ekskresi Belalang

Tangkaplah seekor belalang yang cukup besar dan sudah mati. Siapkan

seperangkat alat bedah berupa pisau, gunting, dan baki tempat

meletakkan tubuh belalang tersebut. Guntinglah dinding perut

belalang secara hati-hati (jangan sampai mengenai bagian dalamnya)

mulai dari bagian ekor sampai ke batas dada. Buka rongga perut dan

amati bentuk dan letak tubula Malpighi. Gambar hasil pengamatanmu

dalam buku catatan.

Karena belalang sangat efisien dalam menggunakan air, limbah

metabolisme belalang tidak berbentuk cairan, tetapi dalam bentuk kristal

asam urat, yang kadar nitrogennya tinggi tetapi mempunyai daya racun yang

rendah. Tubulus Malpighi bekerja dengan cara menyerap zat-zat yang terlarut

dalam darah melalui dinding tubulus. Di dalam tubulus, cairan yang masuk

diekstrasi. Zat yang berguna termasuk air diserap kembali ke dalam darah

dan sisanya yang berupa limbah padat asam urat, dikeluarkan melalui usus

belakang. Dengan demikian, asam urat dibuang bersama feses sehingga

mencegah tubuh kehilangan cairan.

Sistem Ekskresi

201

Kata Kunci

ADH

Nefritis

Badan Malpighi

Nefron

Bilirubin

Reabsorpsi

Biliverdin

Sekresi

Diabetes Insipidus

Sel Kupffer

Filtrasi

Siklus Krebs ornitin

Glomerulus

Sistitis

Homeostasis

Tubula Malpighi

Kapsula Bowman

Uretra

Mesin dialisis

Urine primer

Metanefridia

Urine sekunder

Nefridiofora

Urobilinogen

Evaluasi Akhir Bab

A. Pilih jawaban yang paling tepat.

Sistem ekskresi merupakan mekanisme utama homeostasis karena . . . .

A. sistem ekskresi dapat membuang sisa metabolisme sekaligus

mengatur keseimbangan cairan tubuh

sistem ekskresi dapat mengeluarkan ion-ion tertentu sesuai dengan

kebutuhan tubuh

C. sistem ekskresi mampu mengeluarkan sisa metabolisme melalui

urine

D. sistem ekskresi mampu mengeluarkan sisa metabolisme melalui

paru-paru dan kulit

sistem ekskresi dapat menghasilkan zat-zat yang masih dibutuhkan

tubuh

Organ-organ yang terlibat dalam sistem ekskresi vertebrata terutama

manusia adalah . . . .

A. paru-paru, hati, ginjal, kulit

paru-paru, ginjal, darah, usus

C. paru-paru, hati, usus, kulit, ginjal

D. paru-paru, darah, kulit, ginjal

hati, kulit, darah, ginjal

202

Biologi Kelas XI SMA dan MA

Hati pada manusia dikatakan sebagai salah satu organ ekskresi,

karena . . . .

A. mampu mengubah sisa metabolisme protein menjadi urea dan

mengubah bilirubin menjadi urobilin

mampu mengubah sisa metabolisme protein menjadi asam amino

dan mengubah bilirubin menjadi urobilin

C. mampu mengubah sisa metabolisme karbohidrat dan lemak menjadi

dan air

D. mampu mengubah sisa metabolisme karbohidrat dan lemak menjadi

panas

mampu membuang garam-garam mineral dan sampah metabolisme

nitrogen

Proses pertukaran klorida (

chloride shift

) untuk mengangkut sisa

metabolisme karbohidrat dan lemak dari jaringan ke paru-paru,

yaitu . . . .

A. terjadi antara paru-paru dan sel pada jaringan

terjadi antara sel darah merah dan plasma darah

C. pertukaran antara ion Cl

–

dan HCO

3–

D. pertukaran antara ion Cl

–

dan K

pertukaran sel darah merah dan sel darah putih

Pembuangan sisa metabolisme karbohidrat dan lemak dari sel-sel pada

jaringan ke paru-paru, diangkut dalam bentuk . . . .

A. CO

, H

, HbCO

D. H

, HbCO

, , O

, H2CO

, HCO

3–

, O

, HCO

3–

C. H

, HbCO

, HCO

3–

Sisa metabolisme protein berupa NH

harus segera dinetralisasi dengan

cara . . . .

A. diikat asam amino sitrulin dan CO

menjadi ornitin

diikat asam amino ornitin dan CO

menjadi sitrulin

C. diikat asam amino arginin dan CO

menjadi sitrulin

D. diikat asam amino arginin dan CO

menjadi ornitin

diikat asam amino sitrulin dan CO

menjadi urea

Pada paru-paru terjadi proses pelepasan H

dari asam karbonat. Karena

bersifat racun, H

harus segera diikat oleh . . . .

A. CO

D. Hb

HCO

3–

C. Cl

–

Sistem Ekskresi

203

Untuk menjawab pertanyaan no. 8, 9, 10, lihat gambar di bawah ini

Glomerulus dari suatu nefron terletak pada nomor . . . .

A. 1

D. 4

C. 3

Urine yang telah terkumpul pada duktus pengumpul, selanjutnya menuju

ke nomor . . . .

A. 1

D. 4

C. 3

10. Pembentukan urine primer melalui proses filtrasi, terjadi pada nomor . . . .

A. 1

D. 4

C. 3

11. Penyakit diabetes insipidus, terjadi akibat penderita . . . .

A. mengalami infeksi pada daerah nefron

mengalami ketidakmampuan menghasilkan hormon insulin

C. tidak mampu memproduksi hormon ADH

D. mengalami radang pada membran mukosa yang melapisi kandung

kemih

mengalami gagal ginjal

12. Organ ekskresi serangga berupa tubula Malpighi, bermuara pada pangkal

usus karena . . . .

A. serangga sangat efisien menggunakan air

limbah metabolisme serangga berupa cairan

C. limbah metabolisme serangga berupa kristal asam urat

D. tubula malpighi tidak mempunyai saluran pengumpul

asam urat dikeluarkan bersama feses

204

Biologi Kelas XI SMA dan MA

13. Homeostasis adalah suatu mekanisme dalam tubuh yang bertujuan . . . .

A. membuang zat-zat sisa dari tubuh

menyerap zat-zat yang masih berguna bagi tubuh

C. mempertahankan keadaan terbaik bagi tubuh

D. melakukan proses pengangkutan melalui darah

memperbaiki bagian tubuh yang rusak

14. Organ ekskresi yang paling berperan dalam perombakan sel darah merah

adalah . . . .

A. paru-paru

D. kulit

ginjal

usus

C. hati

15. Selain sebagai organ sekresi, hati juga berfungsi sebagai organ ekskresi.

Sebagai organ ekskresi, hati melakukan proses . . . .

A. menghasilkan empedu dan merombak protein

mengubah NH

menjadi urea dan merombak sel darah merah yang

telah tua

C. merombak sel darah merah dan menghasilkan empedu

D. mencerna protein, lemak, dan karbohidrat

menyimpan vitamin dan mengubah NH

menjadi urea

B. Jawab pertanyaan berikut ini dengan benar.

Bagaimana sampah metabolisme karbohidrat dan lemak dikeluarkan dari

sel-sel jaringan ke paru-paru.

Hati merupakan salah satu organ ekskresi pada manusia. Jelaskan proses

apa saja yang terjadi pada hati, yang menunjang pernyataan tersebut.

Jelaskan proses ekskresi yang terjadi di kulit dan zat utama apa saja yang

diekskresikannya.

Dengan menggunakan istilah-istilah di bawah ini, ceritakan proses

pembentukan urine dalam ginjal (darah, glomerulus, kapsula Bowman,

urine primer, filtrasi, air, garam-garam, gula, protein, sel darah merah,

urea, tubulus kontorti, reabsorpsi, zat-zat berguna, sekresi, urine

sekunder, tubulus pengumpul).

Salah satu faktor yang memengaruhi volume urine adalah hormon ADH.

Jelaskan bagaimana proses yang terjadi jika ADH banyak dan sebaliknya

jika ADH sedikit.