Sistem Ekskresi

  Tubuh memiliki mekanisme untuk membuang sampah-sampah yang tidak dibutuhkan.
Pembuangan zat sisa dari dalam tubuh ditunjukkan pada berbagai proses, yaitu:
- Pengeluaran keringat,
- Pengeluaran urin,
- Pengeluaran gas CO2 dan H2O, serta,
- Pengeluaran urea dan cairan empedu.

Gambar 8.1.Struktur kulit manusia.

Gambar 8.1.Tempat sampah.

A. Sistem dan Fungsi Sistem Ekskresi pada Manusia.
  Seperti halnya sampah yang perlu dibuang dari dalam rumah agar tetap layak huni, maka tubuh kita juga harus membuang sampah dari dalam tubuh agar tetap sehat. Setelah kita minum, bernapas, dan berlari ternyata banyak bahan yang dikeluarkan oleh tubuh.
  Tubuh memiliki sistem tersendiri untuk mengatur kondisinya. Sistem ini berfungsi untuk mengeluarkan zat sisa dalam tubuh. Jika tubuh tidak mengeluarkan zat sisa akan bersifat akan meracuni tubuh, sehingga akan merusah organ bagian dalam tubuh bahkan dapat berujung pada kematian. Zat sisa yang dikeluarkan organ-organ tersebut merupakan bahan sisa dari proses metabolisme.
Sistem ekskresi pada manusia melibatkan organ ekskesi  berupa :
- Ginjal,
- Kulit,
- Paru-paru, dan,
- Hati.

1. Ginjal.
  Ginjal disebut juga ren berbentuk seperti biji kacang merah. Ginjal terletak di kanan dan kiri tulang pinggang, yaitu didalam rongga perut pada dinding tubuh bagian belakang (dorsal).
Ginjal sebelah kiri letaknya lebih tinggi dari ginjal sebelah kanan.
Ginjal berfungsi untuk menyaring darah yang masuk kedalam ginjal. Darah akan masuk ke dalam ginjal melalui arteri besar dan akan keluar melalui pembuluh vena besar. Apabila ginjal dipotong melintang, maka akan tampak 3 lapisan, seperti gambar dibawah.
- Bagian luar disebut korteks atau kulit ginjal,
- Di bawahnya ada mandula atau sumsum ginjal, dan,
- Di bagian dalam berupa rongga yang disebut rongga ginjal atau pelvis renalis.

Gambar 8.3.Ananatomi struktur ginjal (atas),dan gambar nefron (bawah)

  Ginjal tersusun atas lebih kurang 1 juta alat penyaring atau nefron. Nefron merupakan satuan struktural dan fungsional ginjal. Sebuah nefron terdiri atas sebuah komponen penyaring atau badan malphigi yang dilanjutkan oleh saluran-saluran (tubulus). Setiap badan malphigi mengandung gulungan kapiler darah yang disebut glomelurus yang berada dalam kapsul Bowman. Pada bagian inilah proses penyaringan darah dimulai. Medula ( sumsum ginjal ) tersusun oleh saluran-saluran yang merupakan kelanjutan dari badan malphigi dan saluran yang ada di bagian korteks. Saluran -saluran itu adalah tubulus kontertus proksimal, tubulus kontertus distal, tubulus pengumpul, dan lengkung henle yang terdapat pada medula. Lengkung henle adalah bagian saluran ginjal yang melengkung pada daerah medula dan berhubungan dengan tubulus proksimal dan tubulus distal di daerah korteks.
  Pelvis renalis atau rongga ginjal berfungsi sebagai penampung urin sementara sebelum dikeluarkan melalui ureter. Ginjal memiliki fungsi sebagai penyaring darah, untuk lebih memahami proses penyaringan yang terjadi di dalam ginjal.
  Proses pembentukan urin di dalam ginjal melalui tiga tahapan. Ketiga tahapan tersebut adalah sebagai berikut.

a. Pada proses pembentukan urin, darah mengalir dari arteri ginjal masuk ke dalam glomerulus yang berisi kapiler-kapiler darah. Pada bagian ini akan terjadi penyaringan pertama yang kemudian akan disimpan di dalam kapsula Bowman. Ketika darah masuk ke glomerulus, tekanan darah menjadi tinggi sehingga mendorong air dan komponen-komponen melalui pori-pori kapiler yang akan menghasilkan filtrat. Cairan hasil penyaringan tersebut, tersusun dari urea, glukosa air, dan ion-ion anorganik, seperti natrium, kalium, kalsium, dan klor. Darah dan protein tetap tinggal di dalam kapiler darah karena tidak dapat menembus pori-pori glomerulus. Cairan yang tertampung di kapsula Bowman disebut urin primer, tahapan ini disebut filtrasi.

b. Setelah tahap filtrasi, urin primer masuk ke tubulus kontortus proksimal. Maka di tubulus kontortus proksimal terjadi proses penyerapan kembali, yaitu zat-zat yang masih diperlukan oleh tubuh. Zat yang diserap kembali adalah glukosa, air, asam amino, dan ion-ion organik. Sedangkan urea hanya sedikit yang diserap kembali. Bagaimana penyerapan yang terjadi di dalam tubulus kontortus proksimal? Garam di dalam urin primer akan berdifusi ke dalam sel-sel epitel pada dinding-dinding ginjal. Saat garam bergerak ke dalam sel, air akan masuk juga dengan cara osmosis, yang kemudian akan masuk ke dalam pembuluh darah. Glukosa, asam amino, ion kalium, dan zat-zat yang masih dibutuhkan oleh tubuh juga diangkut ke dalam sel dan kemudian ke dalam kapiler darah di dalam ginjal. Cairan yang dihasilkan dari proses reabsorbsi disebut urin sekunder. Hasil dari reabsobsi ini yang berupa urin sekunder mengandung air, garam, urea, dan pigmen empedu. Pigmen empedu akan memberikan warna pada urin sedangkan urea akan menimbulkan bau pada urin. Tahapan ini disebut tahap reabsorbsi.

c. Urin sekunder bergerak ke tubulus kontotus distal dan juga di saluran pengumpul. Pada bagian ini juga masih ada proses penyerapan ion natrium, klor dan urea. Cairan yang dihasilkan sudah keluar yang merupakan urin sesungguhnya dan kemudian disalurkan ke rongga ginjal. Tahapan ini disebut augmentasi. Urin yang terbentuk dan terkumpul akan dibuang melalui ureter, kandung kemih, dan uretra. Urin akan masuk ke dalam kandung kemih yang merupakan tempat menyimpan urin sementara. Kandung kemih memiliki dinding yang elastis. Kandung kemih mampu meregang untuk dapat menampung 0,5 L urin. Kandung kemih ketika kosong akan tampak keriput, berbeda ketika kandung kemih terisi akan tampak seperti balon yang ditiup. Kandung kemih dilapisi oleh sel-sel epitel yang tebal. Urin di dalam kandung kemih akan keluar melalui uretra. Proses keluarnya urin disebabkan oleh adanya tekanan di dalam kandung kemih. Tekanan pada kandung kemih selain disebabkan oleh pengaruh saraf juga disebabkan oleh adanya kontraksi otot perut dan organ-organ yang menekan kandung kemih, sehingga urin dapat keluar dari tubuh kita.

2. Kulit.
  Ketika kamu berolahraga kamu akan mengeluarkan keringat? Proses berkeringat ternyata berfungsi untuk mengeluarkan zat sisa metabolisme. Bagian tubuh manakah yang memiliki peran dalam pembentukan keringat dan bagaimana tubuh membuat keringat? Kulit selain disebut sebagai organ ekskresi, juga berfungsi untuk melindungi jaringan di bawahnya dari kerusakan-kerusakan fisik karena gesekan, penyinaran, kuman-kuman, dan zat kimia. Selain itu, juga berfungsi untuk mengurangi kehilangan air, mengatur suhu tubuh, dan menerima rangsangan dari luar. Gambar 8.6 menunjukan struktur anatomi kulit.

Gambar 8.5 Orang berkeringat (kiri), Orang kedinginan (kanan).

Berdasarkan gambar tersebut, kulit terdiri atas lapisan epidermis (kulit ari), dermis dan epidermis Epidermis dan dermis tersusun atas 3 lapisan, yaitu:
- Stratum korneum yang mati dan selalu mengelupas,
- Lapiasan stratum lusidum,
- Lapisan stratum granulosum yang mengandung pigmen.

  Di bawah lapisan tanduk terdapat lapisan stratum germinativum yang terus-menerus membentuk sel-sel baru ke arah luar pada epidermis. Lapisan atas yang disebut dengan lapisan tanduk tidak terdapat pembuluh darah, serabut saraf, dan lapisan malpighi. Pada lapisan dermis terdapat otot penggerak rambut, pembuluh darah dan limfa, indera, kelenjar minyak serta kelenjar keringat.
  Kelenjar keringat terdapat pada kulit, berbentuk pembuluh panjang, yang terletak memanjang dari lapisan malpighi hingga ke bagian dermis. Pangkal kelenjar ini menggulung dan berhubungan dengan kapiler darah dan serabut saraf simpatik. Saraf simpatik merupakan salah satu saraf otonom/sistem saraf tak sadar. Sistem saraf ini akan bekerja tanpa diperintah oleh sistem saraf pusat dan terletak pada sumsum tulang belakang.
 Berdasarkan kerjanya saraf otonom, dibedakan menjadi dua, yaitu saraf simpatik dan parasimpatik. Saraf simpatik dan parasimpatik bekerja secara berlawanan. Saraf simpatik akan meningkatkan kerja kelenjar keringat, sehingga merangsang produksi keringat. Kapiler darah dan kelenjar keringat akan menyerap air dengan larutan NaCl dan sedikit urea. Air beserta larutannya akan dikeluarkan menuju poripori kulit.   Tubuh memiliki kemampuan untuk mengatur berapa banyak jumlah air yang harus dikeluarkan oleh tubuh agar jumlah air di dalam darah tetap seimbang. Cairan yang ada di dalam tubuh haruslah tetap seimbang dan harus tetap mempertahankan tekanan dalam darah. Jumlah air di dalam darah akan diatur oleh bagian hipotalamus. Ketika otak mendeteksi bahwa di dalam darah terlalu banyak air, maka hipotalamus akan melepaskan sejumlah hormon yang mendorong ginjal untuk meningkatkan jumlah urin yang dikeluarkan. Begitu pula ketika suhu udara panas di siang hari, ketika jumlah cairan di dalam darah tinggi, maka hipotalamus akan mengeluarkan hormon tertentu dan memberikan signal pada kelenjar keringat yang ada di dalam kulit untuk memproduksi keringat yang lebih banyak.

Gambar 8.6 Anatomi kulit.
  Otak akan mengatur kapan terjadi pengeluaran zat sisa melalui ginjal dalam bentuk urin
atau melalui kulit dalam bentuk keringat. Pengaturan dilakukan oleh otak dengan mengirim
signal ke ginjal atau ke kelenjar keringat pada kulit. Selain sebagai alat ekskresi, kulit juga
berfungsi sebagai pengatur suhu tubuh, tempat penyimpanan cadangan makanan berupa
lemak atau adiposa, pelindung untuk mengurangi hilangnya air dalam tubuh (melalui proses
pengaturan pengeluaran urin dan keringat), serta melindungi tubuh dari gesekan, panas,
zat kimia, dan kuman-kuman.

 3. Paru-paru
Pembahasan tentang organ paru-paru sudah banyak dibahas pada pokok bahasan sistem
transportasi dan sistem respirasi. Selain berfungsi sebagai alat pernapasan, paru-paru
juga berfungsi sebagai alat ekskresi. Masih ingatkah kamu apa yang dikeluarkan paru-paru
selama kita bernapas. Masihkah kamu ingat pertukaran gas yang terjadi didalam alveolus,
seperti pada Gambar 8.7. Oksigen di udara yang memasuki alveolus akan berdifusi dengan
cepat melintasi epitelium ke dalam kumpulan kapiler yang mengelilingi alveolus, sehingga
karbondioksida akan berdifusi dengan arah yang sebaliknya. Darah pada alveolus akan
mengikat oksigen dan mengangkutnya ke sel-sel jaringan. Dalam jaringan, darah mengikat
karbondioksida (CO2) untuk dikeluarkan bersama H2O yang dikeluarkan dalam bentuk uap
air. Reaksi kimia tersebut secara ringkas dapat kita tuliskan.

O2 (Oksigen)--------> CO2 (Karbondioksida) + H2O (Uap Air)

Gambar 8.7 Struktur paru-paru pada manusia dan proses bernapas pada alveolus.

   Aliran udara dalam alveolus terjadi karena perbedaan tekanan udara di atmosfer
dengan udara di dalam alveolus. Perbedaan ini disebabkan oleh perubahan volume
rongga dada dan rongga perut akibat gerakan kontraksi dan relaksasi otot dada
dan otot perut. Pada saat inspirasi, tekanan udara paru-paru lebih rendah 1-2
mmHg dibandingkan tekanan udara di atmosfer dan sebaliknya pada saat ekspirasi
tekanan udara paru-paru lebih tinggi 2-3 mmHg dibandingkan dengan tekanan
udara atmosfer. Untuk mengingat proses pengeluaran yang terjadi pada paru-paru
lakukan kegiatan berikut.

4. Hati
Hati selain sebagai organ dalam sistem
pencernaan makanan, juga sebagai
organ dalam sistem ekskresi. Mengapa?
Karena hati berperan dalam merombak
sel darah merah yang telah tua dan
rusak. Pengubahan dilakukan oleh selsel
khusus yang disebut sel histosit. Sel
darah merah oleh histosit dipecah menjadi
zat besi, globin, dan hemin.
Zat besi diambil dan disimpan dalam
hati untuk dikembalikan ke sumsum tulang.
Globin digunakan untuk metabolisme
protein yang nantinya digunakan untuk membentuk hemoglobin (Hb) baru,
sedangkan hemin diubah menjadi zat
warna empedu berwarna hijau kebiruan yang disebut dengan bilirubin dan biliverdin.
Gambar 8.8 Struktur hati
  Zat warna empedu dikeluarkan ke usus dua belas jari dan dioksidasi menjadi urobilin.
Urobilin berwarna kuning cokelat yang berperan memberi warna pada feses dan urin.
Hati mengekskresikan empedu yang berupa cairan yang mengandung kolesterol, garam
mineral, garam empedu, serta pigmen bilirubin dan biliverdin. Organ hati juga berfungsi
menguraikan asam amino dan dari penguraiannya akan menghasilkan zat sisa urea yang
bersifat racun bagi tubuh kita. Urea dari dalam hati akan dikeluarkan dan diangkut ke ginjal
untuk dikeluarkan bersama urin.

B. Gangguan pada Sistem Ekskresi Manusia.

  Berbagai gangguan yang muncul dalam sistem ekskresi manusia.

1. Nefritis
Nefritis adalah peradangan pada
nefron, yaitu kerusakan bagian
glomerolus ginjal. Nefritis disebabkan
oleh infeksi bakteri Streptococus.
Nefritis mengakibatkan masuknya
kembali asam urin dan urea ke
pembuluh darah (uremia) serta
adanya penimbunan air di kaki
karena reabsorbsi air yang terganggu
(oedema).

2. Albuminaria
Penderita penyakit albuminaria di keluarkan pada urin ditemukan adanya protein. Hal ini
disebabkan oleh kerusakan glomerolus yang berperan dalam proses filtrasi.

3. Batu ginjal
Gangguan berupa terbentuknya endapan garam kalsium di dalam rongga ginjal, saluran ginjal atau kantung kemih. Batu ginjal berbentuk kristal yang tidak dapat larut. Kandungan batu ginjal adalah kalsium oksalat, asam urat, dan kristal kalsium fosfat. Endapan ini terbentuk jika seseorang terlalu banyak mengkonsumsi garam mineral dan terlalu sedikit minum air.

4. Hematuria
Hematuria adalah suatu kelainan yang ditandai dengan adanya sel-sel darah merah
pada urin. Hal ini disebabkan peradangan pada saluran kemih akibat gesekan dengan
batu ginjal.

5. Diabetes Melitus
Penyakit diabetes melitus muncul karena pankreas tidak menghasilkan atau hanya
menghasilkan sedikit sekali insulin. Insulin ini merupakan hormon yang berfungsi untuk
mengubah glukosa menjadi glikogen, sehingga mengurangi kadar gula dalam darah. Kadar
glukosa di dalam urin dan darah penderita sangat tinggi. Hal ini menyebabkan seringnya
buang air kecil, cepat haus, dan lapar serta menimbulkan masalah pada metabolisme
lemak dan protein.

6. Diabetes Insipidus
Penyakit ini disebabkan karena seseorang kekurangan hormon ADH atau hormon anti
diuritika. Kondisi tersebut menyebabkan tubuh tidak dapat menyerap air yang masuk ke
dalam tubuh, sehingga penderita akan sering buang air kecil secara terus-menerus.

7. Biang keringat
Biang keringat dapat mengenai siapa saja, baik anak-anak, remaja, ataupun orang tua.
Biang keringat terjadi karena kelenjar keringat tersumbat oleh sel-sel kulit mati yang tidak
dapat terbuang secara sempurna. Keringat yang terperangkap tersebut menyebabkan
timbulnya bintik-bintik kemerahan yang disertai gatal. Sel-sel kulit mati, debu, dan kosmetik
juga dapat menyebabkan terjadinya biang keringat. Orang yang tinggal di daerah tropis dan
lembap, akan lebih mudah terkena biang keringat. Biasanya, anggota badan yang terkena
biang keringat, yaitu leher, punggung, dan dada.

8. Penyakit kuning
Penyakit kuning disebabkan oleh tersumbatnya saluran empedu yang mengakibatkan
cairan empedu tidak dapat dialirkan ke dalam usus dua belas jari, sehingga masuk ke dalam
darah dan warna darah menjadi kuning. Kulit penderita tampak pucat kekuningan, bagian
putih bola mata berwarna kekuningan, dan kuku jari berwarna kuning. Hal ini terjadi karena
di seluruh tubuh terdapat pembuluh darah yang mengangkut darah berwarna kekuningan
karena bercampur dengan cairan empedu.

INFO IPA

Ginjal kita berfungsi untuk penyaringan
darah, bagaimana ketika ginjal seseorang
tidak mampu untuk menyaring darahnya?
Mesin dialisis merupakan mesin
yang bekerja seperti ginjal yang akan
membersihkan darah dengan cara difusi
sederhana. Jika mesin ini dinyalakan, darah
yang penuh dengan sisa metabolisme akan
mengalir di sepanjang pipa yang kosong.
Setelah darah memenuhi pipa, sisa
metabolisme mengalami difusi ke dalam
larutan yang tersedia dalam pipa tersebut.
Setelah darah disirkulasikan beberapa
kali di sepanjang mesin dan arteri tubuh, maka darah pasien akan menjadi bersih dari sisa
metabolisme. Selama proses pencucian, darah pasien akan ditambahkan dengan zat anti
penggumpalan.

C. Pola Hidup Sehat untuk Menjaga Sistem Ekskresi

Sekarang kamu sudah mengetahui bagaimana pengaturan yang terjadi di dalam tubuh
kita untuk mengeluarkan zat-zat sisa yang beracun bagi tubuh kamu. Proses pembuangan
zat-zat sisa metabolisme ini dibantu oleh organ hati, ginjal, paru-paru, dan kulit. Bagaimana
jika berbagai organ itu mengalami kerusakan? Bagaimanakah pola hidup kamu agar tetap
terjaga kesehatan sistem ekskresinya? Coba jabarkan dan lakukan kegiatan berikut.

Rangkuman

1. Sistem ekskresi merupakan kemampuan untuk menjaga keseimbangan tubuh
dengan cara membuang bahan-bahan sisa yang dikeluarkan oleh sel.
2. Organ ekskresi pada manusia terdiri atas empat organ, yaitu ginjal, kulit, paruparu,
dan hati.
3. Ginjal merupakan organ ekskresi yang memiliki peran sangat penting karena
membuang sisa metabolisme dalam jumlah besar melalui urin. Proses ginjal
menghasilkan urin meliputi 3 tahapan utama, yaitu filtrasi, reabsorbsi, dan
augmentasi.
4. Kulit merupakan organ eksresi yang mengeluarkan bahan yang hampir sama
dengan ginjal, yakni sampa nitrogen berupa urea.
5. Paru-paru merupakan organ ekskresi yang mengeluarkan sisa metabolisme
berupa CO2 dan H2O.
6. Hati merupakan organ eksresi yang memiliki kemampuan menetralisir racun,
mengubah sel darah merah, dan menghasilkan getah empedu. Hati memiliki
peran dalam mengubah NH3 (amoniak) menjadi urea yang nantinya akan
dibuang melalui kulit dan ginjal.
7. Gangguan sistem ekskresi yang sering terjadi pada ginjal, antara lain nefritis,
albuminuria, batu ginjal, hematuria, diabetes melitus, diabetes insipidus, biang
keringat, dan penyakit kuning.