BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pada
tahun 1902 Rudolf Hober merupakan orang yang pertama kali memunculkan istilah
osmoregulasi untuk menyatakan kegiatan dari bermacam-macam mekanisme yang
digunakan oleh makhluk hidup untuk mengendalikan pergerakan zat terlarut dan
air. Namun demikian osmoregulasi juga diartikan sebagai mempertahankan tekanan
osmotic cairan yang terdapat di dalam tubuh hewan yang besarnya berbeda dari
tekanan osmotic medium lingkungannya. Sedangkan Ekskresi merupakan eliminasi
atau pengeluaran zat buangan hasil metabolism dari tubuh makhluk hidup.
Bila di tinjau lebih dalam, ternyata tidak
cukup hanya mengendalikan distribusi air saja, tetapi komposisi ion dan
distribusi ion di dalam cairan tubuh dan berbagai ruangan juga harus
dikendalikan. Telah terbukti bahwa ada perbedaan macam dan jumlah ion antara
cairan di dalam tubuh dengan cairan di luar tubuh hewan, bahkan antara ruang
satu dengan ruang yang lain dalam tubuh hewan juga berbeda.
1.2 Rumusan Masalah
Makalah ini membahas tentang
osmoregulasi dan ekskresi pada hewan, maka
dapat diuraikan menjadi rumusan
masalah, yaitu apa pentingnya mempelajari osmoregulasi dan ekskresi bagi
kehidupan kita?
1.3 Tujuan
Adapun
tujuan dari makalah ini adalah :
1.
Karena Osmoregulasi dan ekskresi merupakan 2 macam proses yang berperan
dalam homeostasis untuk mengatur dan menjaga kestabilan lingkungan internal
pada makhluk hidup terhadap pengaruh perubahan lingkungan eksternalnya.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Pengertian Osmoregulasi
Osmoregulasi diartikan sebagai sistem yang mempertahankan tekanan osmotic cairan yang
terdapat di dalam tubuh hewan yang besarnya berbeda dari tekanan osmotic medium
lingkungannya. Osmoregulasi juga disebut suatu pengaturan tekanan osmotik
cairan tubuh yang layak bagi kehidupan, misalnya pada ikan, sehingga
proses-proses fisiologis tubuhnya berfungsi normal.
Osmoregulasi merupakan
suatu kegiatan yang luas dan rumit. Dalam kegiatan ini termasuk :
1. Mekanisme
keseluruhan yang digunakan untuk mengendalikan air dan zat terlarut yang
terdapat di dalam tubuh.
2. Alat-alat
tubuh yang digunakan untuk proses ekskresi, yang dalam banyak hal lebih penting
sebagai sistem pengaturan bagi air dan
zat terlarut.
3. Kegiatan sel yang merupakan dasar bagi sistem
pengendalian.
Osmoregulasi
juga berkaitan dengan :
1. Tindakan
penyesuaian terhadap perubahan lingkungan.
2. Fungsi
homeostatic seperti pengaturan suhu dan pengaturan PH.
Osmoregulasi dilakukan dgn berbagai cara melalui:
1. Ginjal
2.
Kulit
3.
Membran Mulut
2.1.1
Mekanisme
Osmoregulasi
Hewan regulator hiperosmotik, seperti pada hewan-hewan
terrestrial maupun hewan akuatik air tawar, mempunyai konsentrasi zat terlarut
dalam tubuh yang lebih tinggi daripada lingkungannya, maka untuk tetap
homeostasis hewan tersebut cenderung untuk, mengurai masuknya air ke dalam
tubuh dengan meningkatkan impermeabilitas dinding tubuh atau dengan cara
mengeluarkan kelebihan air yang ada dari dalam tubuh. Memasukan garam-garam ke
dalam tubuhnya dengan cara makan dan minum untuk menjaga kestabilan zat-zat
yang terlarut dalam cairan tubuhnya.
2.2
Pengertian
Ekskresi
Ekskresi merupakan proses pengeluaran zat-zat sisa metabolisme yang sudah tidak digunakan lagi oleh tubuh
khususnya sel dan darah. Sistem ekskresi pada hewan yaitu setiap permukaan
yang bersifat permeabel dan yang langsung memisahkan ruangan yang berisi produk
ekskresi dengan lingkungan luar adalah potensial sebagai tempat ekskresi.
Permukaan yang demikian termasuk membrane plasma pada
hewan bersel tunggal, epidermis pada hewan invertebrate rendah, trachea pada
artropoda, insang dan kulit pad ikan dan amfibia, paru-paru dah kulit pada
hewan vertebrata tinggi. Sel yang membangun permukaan dengan lingkungan luar
dan juga produk ekskresi dapat dengan segera berdifusi. Pada hewan yang lebih
tinggi derajatnya terdapat organ ekskresi yang khusus dikembangkan untuk
mengangkut produk ekskresi dari tubuh menuju lingkungan luar melalui suatu
pembuluh. Organ ekskresi yang sangat penting dalah kulit, paru-paru, hati dan
ginjal.
2.2.1
Organ
Yang Dapat Melakukan Ekskresi
Organ-organ yang dapat
melakukan system ekskresi adalah :
1.
Epitelium Nasal (epitel rongga hidung) : lendir
2.
Kelenjar ludah : air, lendir
3.
Paru-paru : CO2, air, bahan organik mikro yang mudah menguap
4.
Hati : sampah Hb dari sel darah merah yang mati dalam bentuk pigmen
bilirubin pada empedu
5.
Ginjal : air, urea, garam-garam à urine
6.
Kulit : air, garam-garam, nitrogen
à keringat
2.2.2
Proses
Ekskresi Pada Ikan
Glomerulus
dan kapsul Bowman berfungsi untuk: menyaring
hasil buangan
metabolik yg terdapat dalam darah. Darah tidak ikut tersaring
dan masuk ke vena renalis. Protein tetap bertahan di
dalam darah. Cairan ekskretori ini kemudian masuk ke tubuli
ginjal. Glukosa,beberapa
mineral dan cairan (solution) lainnya diserap kembali ke dalam darah.
Beberapa hormon ikut berperan dalam
penyaringan dan penyerapan kembali. Hasil
buangan metabolik yang tidak tersaring dan tidak terserap kembali akan masuk ke saluran pengumpul
dan terus ke kantong air seni dan kemudian dikeluarkan melalui lubang perlepasan.
Proses ekskresi pada ikan dilakukan melalui saluran pencernaan, kulit, ginjal
(sebagian besar)
2.3
Peranan
Osmoregulasi dan Ekskresi
Osmoregulasi
dan ekskresi mempunyai peranan sebagai berikut :
1. Mengeluarkan
dan membuang hasil sampingan dari metabolisme. Pengeluaran dan pembuangan ini
harus terjadi untuk mencegah tidak seimbangnya ekuilibrium reaksi kimia. Banyak
reaksi metabolic yang arahnya bolak balik. Arah reaksi tersebut ditentukan oleh
pebandingan antara reaktan dan produk
sesuai dengan hukum aksi massa.
2. Mencegah
terganggunya aktivitas metabolic dalam tubuh dengan cara mengekskresikan zat
buangan. Zat buangan merupakan racun yang dapat mengganggu kerja enzim yang
sangat penting dalam reaksi metabolic.
3. Mengendalikan
kandungan ion dalam ciran tubuh, garam berkelakuan seperti elektrolit yang lain
dan dalam ciran tubuh akan terurai manjadi ion-ion. Contoh, garam-garam NaCL
yang masuk kedalam tubuh melalui makanan akan tampil sebagai ion Na+ dan ion
CL- dalam cairan tubuh.
4. Mengatur
jumlah air yang terdapat dalam cairan tubuh, jumlah air dalam cairan tubuh dan
cara pengaturannya merupakan salah satu masalah fisiologik yang dihadapi oleh
makhluk hidup.
5. Mengatur
kadar ion H+ atau cairan pH cairan tubuh, contoh pH urin dapat bervariasi
antara 4,5 sampai 8, agar pH cairan tubuh tetap dalam keadaan kurang lebih
konstan.
2.4
Proses
Ekskresi Zat Buangan Bernitrogen dan Osmoregulasi Pada Ikan
2.4.1 Ikan
Organ ekskresi dan organ yang berkaitan dengan
osmoregulasi pada ikan adalah insang dan ginjal. Kedua organ ini dapat ditembus
oleh air, zat buangan bernitrogen dan ion-ion, dan mempunyai permukaan yang
luas sehingga mempermudah pertukaran. Ginjal tidak seperti insang dipisahkan
dari lingkungan luar oleh dinding tubuh, jaringan tubuh, cairan tubuh, sehingga
ginjal dipandang mampu untuk mengendalikan volume dan komposisi cairan tubuh.
Meskipun ikan hidup dilingkungan akuatik, namun demikian terdapat perbedaan
mekanisme ekskresi dan osmoregulasi antara ikan yang hidup di air tawar dengan
ikan yang hidup di air laut.
2.4.2
Ikan
air tawar
Ikan yang hidup dilingkungan air tawar pada umumnya
kadar osmotic cairan tubuhnya adalah 300 mOsm per liter dan bersifat hipertonik
dibandingkan dengan lingkungannya (air tawar). Meskipun permukaan tubuhnya
diselubungi oleh sisik dan mucus yang relative impermeabel, namun demikian
banyak air yang masuk kedalam tubuh dan juga terjadi pengeluaran ion-ion
melintasi insang yang bersifat sangat permeabel. Untuk menjaga cairan tubuhnya
agar tetap tetap dalam keadaan konstan (keadaan tunak), ikan air tawar secara
terus menerus mengeluarkan sejumlah besar air. Ini dilakukan dengan cara
memproduksi sejumlah besar filtrate glomerulus dan kemudian dilakukan rabsorpsi
pilihan zat terlarut dari tubulus
renalis menuju ke dalam darah yang terdapat di kapiler peritubuler.
2.4.2
Ikan
air asin/laut
Ikan air asin yang tergolong teleost menjaga cairan
tubuhnya agar tetap bersifat hipotonik terhadap lingkungannya (air asin).
Permukaan tubuhnya bersifat impermeabel tehadap air dan ion-ion karena adanya sisik dan mucus, tetapi lalu lintas
air dan ion-ion masih dapat terjadi melalui insangnya. Untuk mengatur cairan
tubuh, teleost minum banyak air dan sel sekresi yang terdapat di saluran
pencernaan makanan mengalihkan garam secara
transport aktif kedalam darah.
2.5
Ekskresi
Zat Buangan Bernitrogen dan Osmoregulasi
2.5.1
Mekanisme
osmoregulasi
Hubungan osmotic antara 2 larutan yang dipisahkan oleh
membrane yang bersifat permeabel dapat dijelaskan dengan istilah tonisitas.
Cairan tubuh hewan yang hidup di air tawar pada umumnya bersifat hipertonik
dibandingkan dengan lingkungannya (air tawar), sedangkan hewan yang hidup di
air asin/laut terutama hewan vertebrat bersifat hipotonik terhadap air laut.
Sebaliknya banyak hewan invertebrate yang hidup di air
laut yang cairan tubuhnya bersifat isotonic terhadap air laut. Bil kadar zat
terlarut dalam lingkungan air meningkat atau volume air menurun, hewan akan
mengadakan tanggapan dengansalah satu cara diantara dua cara yaitu menyesuaikan
kadar cairan tubuhnya dengan lingkungannya (osmoconformer) atau mempertahankan
kadar cairan tubuhnya meskipun kadar lingkungannya berubah (osmoregulator).
2.6
Sistem
Ekskresi Pada Hewan Vertebrata
Sistem ekskresi pada manusia dan vertebrata lainnya
melibatkan organ paru-paru, kulit,
ginjal, dan hati. Namun yang terpenting dari keempat organ tersebut adalah
ginjal.
2.7
Ginjal
Mamalia
Pada mamalia ginjal merupakan organ utama yang melakukan
proses ekskresi dan osmo regulasi. Fungsi ginjal sebagai berikut :
·
Mengekskresikan
zat buangan seperti urea, asam urat, kreatin, kreatinin dan zat lain yang bersifat
racun.
·
Mengatur volume
plasma dan jumlkah air didalam tubuh.
·
Menjaga tekanan
osmose pada keadaan seharusnya dengan cara mengatur ekskresi garam-garam,
membuang jumlah garam yang berlebihan dan menahan (reteksi) garam bila
jumlahnya dalam tubuh berkurang.
·
Mengatur pH
plasma dan cairan tubuh.
·
Menjalankan
fungsi sebagai hormon, ginjal menghasilkan dua zat yang mempunyai fungsi
endokrin yaitu renin dan eritroprotein.
2.7.1
Struktur Ginjal
Ginjal diselubungi oleh suatu
kapsul yang dibentuk dari jaringan serabut bagian luar ginjal disebut korteks
yang berwarna merah coklat, sedangkan bagian dalamnya disebut medula. Substansi
yang terdapat dibagian medula tampak bergaris-garis dan mempunyai bentuk
seperti kerucut. Dibagian tengah ginjal terdapat celah cekung yang disebut
hilum. Pada hilum inilah pembuluh nadi ginjal (arteri renalis) dan saraf ginjal
masuk ke ginjal, sedangkan pembuluh ginjal (vena renalis) keluar dari ginjal.
Substansi yang
ada dibagian korteks mempunyai anyaman yang halus, ada bagian korteks yang
menyulur ke arah medula diantara piramit dan daerah ini disebut kolumna ren.
Nefron mengandung dua macam unsur yaitu unsur pembuluh (elemen vaskulen) dan
unsur epitel. Bagian nefron yang mengandung unsur pembuluh yaitu erterior
eferen, glomerulus, dan kapiler perituguler, sedangkan bagian nefron yang
mengandung unsur epitel, yaitu kapsula bowman, tubulus proksimal, ansa henle
yang terdiri dari saluran yang menurun, saluran yang naik tubulus dista dan
saluran penampung. Nefron terbagi dua yaitu nefron korteks dan nefron
cuxtamedulla.
Ginjal
terdiri dari tiga bagian utama yaitu:
1) Korteks (bagian luar)
2) Medulla (sumsum ginjal)
3) Pelvis renalis (rongga ginjal).
2.7.2
Anatomi
Fungsional Ginjal
Unit fungsional terkecil dari ginjal
adalah nefron. Nefron tersebut terdiri dari struktur
vaskuler yaitu glomerlurus dan struktur non vaskuler yaitu capsula bowman, tubulus proximal, ansa henle pars desendens dan pars asendens,
tubulus distal, dan duktus koligentes. Tiap ginjal
mengandung 1,3 juta nefron.
2.7.3
Peredaran
Darah Ginjal
Ginjal mendapat penyediaan darah melalui pembuluh nadi
ginjal yang merupakan cabang dari aorta. Dari aorta darah secara berturut-turut
kemudian mengalir melalui pembuluh nadi interlobar, pembuluh nadi akuarta,
pembuluh nadi interlobular, arterior aferen, glumerulus, arterior aferen,
kapiler verituguler, pembuluh balik interlobular, pembuluh balik arkuata,
pembuluh balik interlobal dan akhirnya ke pembuluh balik ginjal
2.7.4
Proses-Proses
Didalam Ginjal
v Filtrasi
Filtrasi
merupakan perpindahan cairan dari glomerulus menuju keruang kapsula bowman dengan menembus membran
filtrasi. Membran filtrasi terdiri atas tiga lapisan yaitu sel endotelium
glomelulus, membran basiler dan epitel basula bowman.
Filtrasi terjadi pada kapiler glomerulus pada kapsul
Bowman. Pada glomerulus terdapat sel-sel endotelium kapiler yang berpori
(podosit) sehingga mempermudah proses penyaringan. Beberapa faktor yang
mempermudah proses penyaringan adalah tekanan hidrolik dan permeabilitias yang
tinggi pada glomerulus.
Selain penyaringan, di glomelurus terjadi pula
pengikatan kembali sel-sel darah, keping darah, dan sebagian besar protein
plasma. Bahan-bahan kecil terlarut dalam plasma, seperti glukosa, asam amino,
natrium, kalium, klorida, bikarbonat, garam lain, dan urea melewati saringan dan
menjadi bagian dari endapan. Hasil penyaringan di glomerulus berupa filtrat
glomerulus (urin primer) yang komposisinya serupa dengan darah tetapi tidak
mengandung protein.
Faktor yang mempengaruhi laju filtrasi glomerulus adalah
;
1. Perubahan
tekanan hidrostatik diglomerulus yang dapat terjadi karena perubahan tekanan
darah sistematik, kontreksi (penciutan) pembuluh nadi eferen dan konstriksi
pembuluh nadi eferen.
2. Perubahan
tekanan hidrostatik di kapsula yang dapat terjadi karena penyempitan saluran kemih
dan edema dalam ginjal,
3. Perubahan
tekanan osmotik, protein plasma, mislanya pada dihidrasi dan hipoproteinemia.
4. Peningkatan
kelulusan membran filtrasi, mislnya pada berbegai macam penyakit ginjal.
5. Penurunan
luas permukaan total membran filtrasi, misalnya pada penyakit yang merusak
glomerulus dan nefrektomi sebagian.
v
Reabsorbsi
Rabsorbsi
adalah proses perpindahan cairan dari tubulus renalis ke pembuluh darah yang
mengelilinginya.Urin sang dihasilkan proses reabsorbsi adalah urin sekunder.
Reabsorbsi terdiri dari :
·
Reabsorpsi air
·
Reabsorpsi zat
tertentu
·
Reabsorpsi zat yang penting dalam tubuh
Volume urin manusia atau mamalia hanya 1% dari filtrat
glomerulus. Oleh karena itu, 99% filtrat glomerulus akan direabsorbsi secara
aktif pada tubulus kontortus proksimal dan terjadi penambahan zat-zat sisa
serta urea pada tubulus kontortus distal.
Substansi yang masih berguna seperti glukosa dan asam
amino dikembalikan ke darah. Sisa sampah kelebihan garam, dan bahan lain pada
filtrat dikeluarkan dalam urin. Tiap hari tabung ginjal mereabsorbsi lebih dari
178 liter air, 1200 g garam, dan 150 g glukosa. Sebagian besar dari zat-zat ini
direabsorbsi beberapa kali.
Setelah terjadi reabsorbsi maka tubulus akan menghasilkan
urin seku nder yang komposisinya sangat berbeda dengan urin primer. Pada urin
sekunder, zat-zat yang masih diperlukan tidak akan ditemukan lagi. Sebaliknya,
konsentrasi zat-zat sisa metabolisme yang bersifat racun bertambah, misalnya
ureum dari 0,03`, dalam urin primer dapat mencapai 2% dalam urin sekunder. Meresapnya
zat pada tubulus ini melalui dua cara. Gula dan asam mino meresap melalui
peristiwa difusi, sedangkan air melalui peristiwa osn osis. Reabsorbsi air
terjadi pada tubulus proksimal dan tubulus distal.
v Sekresi
Tubulus ginjal mampu secara selektif menambahkan
zat-zat tertentu ke dalam cairan filtrasi melalui proses sekresi tubulus.
Sekresi suatu zat meningkatkan ekskresinya dalam urin.
Sistem sekresi yang terpenting adalah (1) H+, yang
penting untuk mengatur keseimbangan asam-basa; (2) K+, yang menjaga konsentrasi
K+ plasma pada tingkat yang sesuai untuk mempertahankan eksitabilitas normal
membran sel otot dan saraf; dan (3) anion dan kation organuk, yang melaksanakan
eliminasi senyawa-senyawa organik asing dari tubuh.
2.8
Paru-paru
Karbon dioksida dan uap air berdifusi dari permukaan
alveolus paru-paru yang lembab. Pada mamalia paru-paru merupakan satu-satunya
organ ekskresi bagi CO2. Air yang dibuang melalui paru-paru berasal dari aktivitas
metabolisme yaitu merupakan zat buangan dari respirasi. Asal dan jumlah air
yang dikeluarkan dari paru-paru tidak begitu penting karena tubuh mengandung
air yang jumlahnya relative banyak.
2.9
Hati
Hati merupakan zat tubuh yang mempunyai peranan sangat
banyak dan penting. Ada 2 peranan penting yang dilakukan oleh hati yaitu tempat
penyimpanan zat makanan dan penguraian dan pembuangan zat-zat yang tidak
diperlukan bagi tubuh.
Pada hewan yang
hidup di daerah dingin, hati juga merupakan sumber produksi panas. Pigmen empedu merupakan produk
ekskresi yang berasal dari pengurian hemoglobin yang terdapat di dalam sel
darah merah yang sudah tua. Pigmen empedu kemudian disalurkan kedalam duodenum dan dibuang bersama-sama
feses. Peran hati yang paling penting sebagai organ ekskresi adalah pembentukan
zat buangan bernitrogen dengan jalan daminasi asam amino.
2.10 Kulit (Cutis)
Kulit berfungsi sebagai organ ekskresi karma mengandung
kelenjar keringat (glandula sudorifera) yang mengeluarkan 5% sampai 10% dari
seluruh sisa metabolisme. Pusat pengatur suhu pada susunan saraf pusat akan
mengatur aktifitas kelenjar keringat dalam mengeluarkan keringat. Keringat
mengan- dung air, larutan garam, dan urea. Pengeluaran keringat yang berlebihan
bagi pekerja berat menimbulkan hilang melanositnya garam-garam mineral sehing ga
dapat menyebabkan kejang otot dan pingsan. Selain berfungsi mengeks-kresikan
keringat, kulit juga berfungsi sebagai pelindung terhadap kerusakan fisik,
penyinaran, serangan kuman, penguapan, sebagai organ penerima rang- sang
(reseptor), serta pengatur suhu tubuh.
BAB
III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Dari hasil pembahasan diatas maka dapat kita ambil kesimpulan bahwa :
1.
Osmoregulasi dan ekskresi merupakan 2 macam proses yang berperan dalam
homeostasis untuk mengatur dan menjaga kestabilan lingkungan internal pada
makhluk hidup terhadap pengaruh perubahan lingkungan eksternalnya.
2. Osmoregulasi dilakukan
dgn berbagai cara melalui:
1.
Ginjal
2.
Kulit
3.
Membran Mulut
3.
Organ-organ yang dapat melakukan
ekskresi adalah Epitelium Nasal (epitel
rongga hidung), Kelenjar ludah (air, lender), Paru-paru (CO2, air, bahan
organik mikro yang mudah menguap), Hati (sampah Hb dari sel darah merah yang
mati dalam bentuk pigmen bilirubin pada empedu), Ginjal (air, urea, garam-garam
à urine), Kulit (air, garam-garam, nitrogen à keringat).
4.
Sistem ekskresi pada manusia dan vertebrata lainnya melibatkan organ
paru-paru, kulit, ginjal, dan hati.
5.
Ginjal berfungsi mengekskresikan zat sisa metabolisme yang mengandung
nitrogen.
6.
Ginjal terdiri dari tiga bagian utama yaitu: Korteks (bagian luar),
Medulla (sumsum ginjal), Pelvis renalis (rongga ginjal).
7. Unit fungsional ginjal disebut nefron (nephron), Fungsi nefron adalah
untuk : Memfiltrasi, Reabsorpsi, Mensekresikan kembali partikel yang ada didarah.
8. Filtrasi merupakan
perpindahan cairan dari glomerulus
menuju keruang kapsula bowman dengan menembus membran filtrasi.
9. Reabsorbsi adalah proses
perpindahan cairan dari tubulus renalis ke pembuluh darah yang mengelilinginya.
10. Tubulus ginjal mampu
secara selektif menambahkan zat-zat tertentu ke dalam cairan filtrasi melalui
proses sekresi tubulus.
11. Pada mamalia paru-paru merupakan satu-satunya organ ekskresi
bagi CO2.
12. Peran
hati yang paling penting sebagai organ ekskresi adalah pembentukan zat buangan
bernitrogen dengan jalan daminasi asam amino.
13. Kulit berfungsi sebagai organ ekskresi karma mengandung kelenjar
keringat (glandula sudorifera) yang mengeluarkan 5% sampai 10% dari seluruh
sisa metabolisme.
