Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga SISTEM EKSKRESI Dwi Winarni Departemen Biologi Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga

Melalui organ ekskresi Fungsi osmoregulasi TUBUH ORGANISME BERLEBIH TIDAK DIGUNAKAN LAGI DIPELIHARA DALAM KISARAN TERBATAS VOLUME CAIRAN KADAR SOLUT Bahan asing Hasil metabolisme BAHAN ASING DIMETABOLISME membuat lebih tidak toksik atau mudah diekskresi Melalui organ ekskresi

Fungsi Osmoregulasi Merupakan cara hewan memelihara kadar solut dan volume tubuh Tergantung kondisi habitat Hewan laut umumnya isosmotik Hewan air tawar umumnya hiperosmotik Hewan yang hidup di lingkungan kadar garam ekstrim umumnya hiposmotik

Hiperosmotik SELURUH PERMUKAAN IMPERMEABEL??? AIR SOLUT BAGIAN PERMEABEL UNTUK DIFUSI GAS, BERISIKO LOLOSNYA SOLUT SOLUT aktif KEHILANGAN SOLUT DIKOMPENSASI DENGAN UPTAKE AKTIF SOLUT

saltwater fish freshwater fish

Osmoconformer Tekanan osmotik di dalam cairan tubuh menyesuaikan diri dengan lingkungannya

TETAP MEMERLUKAN PENGATURAN HEWAN ISOSMOTIK, MESKIPUN MEMPUNYAI TEKANAN OSMOTIK CAIRAN TUBUH SAMA DENGAN LINGKUNGANNYA TETAPI KOMPOSISI SOLUT CAIRAN TUBUH TIDAK SELALU SAMA DENGAN LINGKUNGANNYA TETAP MEMERLUKAN PENGATURAN

Respiratory waste product Nitrogenous waste product

In lower animals carbon dioxide is eliminated directly into the environment through the body surface. In higher animals it is excreted out along with the exhaled air through the lungs. Excess water is excreted in the form of urine and sweat.

Ekskresi nitrogen (a) Ammonotelic (b) Ureotelic (c) Uricotelic Berdasar jenis produk akhir metabolisme nitrogen yang diekskresikan dominan, hewan dibedakan atas : (a) Ammonotelic (b) Ureotelic (c) Uricotelic

SIKLUS ORNITHINE BERLANGSUNG DI HEPAR SEBAGAI UPAYA DETOKSIFIKASI AMMONIA

PROSES PEMBENTUKAN EKSKRET OLEH ORGAN EKSKRESI Ultrafiltrasi pembentukan ekskret oleh adanya gaya tekan cairan melalui membran semipermeabel yang menahan protein dan molekul-molekul besar tetapi memungkinkan air dan solut berukuran kecil (garam-garaman, gula) untuk melintas Transpor aktif Perpindahan solut melawan gradien kadar Sekresi aktif : ke lumen Absorbsi aktif : dari lumen

Organ Ekskresi UMUM KHUSUS Vakuola kontraktil - Protozoa Nefridia - Avertebrata Tubulus Malpighi - Insecta Ginjal - Vertebrata Insang - Crustaceae, Pisces Kelj. rektal - Elasmobranchiata Salt gland - Reptilia, Aves Intestinum - Insecta

G i n j a l V e r t e b r a t a

Ingat…! Tak semua ginjal punya glomerulus

hasilnya filtrat glomerulus atau urine primer, dikeluarkan ke tub. kont. proksimalis Ini glomerulus, tempat ultra filtrasi darah,

Ultrafiltrasi LUMEN KAPILER URINARY SPACE FILTRAT GLOMERULUS Tekanan darah protein Kapiler glomerulus

Glomerular Filtration Rate G F R Glomerular Filtration Rate Dapat diukur menggunakan bahan yang dapat lolos filter glomerulus dan tidak disekresi atau diabsorbsi tubulus  inulin (primata), creatinin (anjing, kucing, kelinci) [Ux]. Vu GFR = ------- [Px] [Ux] = kadar bahan X dalam urin Vu = laju alir urin per satuan waktu [Px] = kadar bahan X dalam plasma

pGC = tekanan osmotik plasma di kapiler glmrs GFR = Kf[(PGC – PT) – (pGC – pT)] Kf = koefisien ultrafiltrasi glomerular (tergantung pada konduktivitas hidrolik-a.l. permeabilitas kapiler, dan area filtrasi efektif) PGC = rerata tekanan hidrostatik kapiler glmrs PT = rerata tekanan hidrostatik tubulus pGC = tekanan osmotik plasma di kapiler glmrs pT = tekanan osmotik filtrat di tubulus

Factors affecting The GFR

DEHIDRASI  plasma lebih pekat HIPOPROTEINEMIA  tekanan hidrostatik kapiler lebih tinggi

PERMEABILITAS KAPILER GLOMERULUS = 50 x PERMEABILITAS KAPILER OTOT SKELETAL Bahan netral lolos filter jika berdiameter <4 nm dan tidak dapat lolos filter jika berdiameter > 8 nm bahan bermuatan negatif lebih sulit lolos filter karena komponen filter: sialoprotein bermuatan negatif

??? Albumin = 7 nm dan bermuatan negatif

G F R Pria normal  sekitar 125 ml/menit  180 l/ hari Wanita  10 % lebih rendah Jika GFR 125 ml/menit  ginjal memfilter cairan tubuh sebanyak 4x total kandungan air tubuh, 15 x volume ECF dan 60X volume plasma jika volume urin rata-rata 1 l/ hari apa yang terjadi dengan filtrat glomerulus???

REABSORBSI & SEKRESI TUBULUS

Reabsorbsi di tubulus kontortus proksimalis

Reabsorbsi bebera-pa jenis solut pada tubulus proksima-lis. TF/P, tubular fluid: plasma concentration ratio

Reabsorbsi glukosa. SGLT, sodium dependent glucose transporter fas. diff. GLUT, glucose transporter fas.diff.

Reabsorbsi di lengkung Henle

Reabsorbsi di tubulus kontortus distal dan kolektivus

REABSORBSI AIR Diuresis --> Berbagai mekanisme ADH (vasopressin) --> Meningkatkan reabsorbsi air di tub. Cont. distalis dan collectivus Diuresis --> Berbagai mekanisme

Aldosteron ADH

Tm = kemampuan maksimum tubulus Kemampuan tubulus untuk mengabsorbsi atau sekresi terbatas Tm = kemampuan maksimum tubulus

EKSKRESI PADA BURUNG DAN MAMALIA Menghasilkan urin yang lebih pekat dari cairan tubuh Kemampuan pemekatan urin tergantung rasio lengkung Henle panjang dengan lengkung henle pendek

PEMEKATAN URIN

Pada AMPHIBIA menghasilkan urin yang sangat encer kehilangan sodium diimbangi uptake aktif oleh kulit Pada REPTILIA menghasilkan urin encer bagi reptil laut, kelebihan garam dibuang melalui “salt gland” bagi reptil yang hidup di habitat kering, sisa met. nitrogen dibuang dalam bentuk asam urat

E k s k r e s i p a d a A v e r t e b r a t a

Vakuola Kontraktil Protozoa & Sponge

Ciliata air tawar  hiperosmotik - Vakuola kontraktil diperlukan untuk memelihara tekanan osmotik tubuh karena air cenderung masuk dan kelebihan air harus dibuang (pembuangan air umumnya diikuti oleh kehilangan solut  harus diuptake aktif dari medium) Ukuran vakuola mencapai titik kritis Air masuk ke vakuola kontraktil Ukuran vakuola membesar Ukuran vakuola mengecil Air dibuang ke luar tubuh dengan jalan fusi membran vakuola dengan membran sel Bagaimana laju influx air jika medium encer ????

Laju eliminasi cairan berdasar perubahan kadar osmotik medium oleh vakuola kontraktil Amoeba lacerata (berasal dari air tawar dan bersifat euryhaline)

Tubulus Malpighi Insekta Sistem peredaran darah terbuka tidak memungkinkan terjadinya ultrafiltrasi

isotonik K+ K+ midgut Malpighian tubule Potassium urate hindgut water Potassium urate Water & solutes K+ Uric acid water hindgut An insect that lives on fresh vegetation eats food with a high water content and excretes copious amounts of liquid urine An insect that lives on dry food can produce very dry excreta and therefore may lose virtually no water in feces and urine Potassium urate rectum

P u s t a k a A c u a n Ganong, W.F. 2003. Review of Medical Physiology. 21st. ed. Mc. Graw Hill Co. Schmidt-Nielsen, Knut. 2003. Animal Physiology : Adaptation and Environment. 5th. ed. Cambridge: Cambridge University Press