Ginjal

Ginjal adalah organ ekskresi dalam vertebrata yang berbentuk mirip kacang. Dalam manusia dewasa, ukuran ginjal sekitar 11 sentimeter panjangnya. Ginjal menerima darah dari sepasang arteri renalis, dan darah keluar lewat vena renalis. Setiap ginjal berhubungan dengan ureter, tabung yang membawa urin keluar ke kandung kemih.

Sebagai bagian dari sistem urin, ginjal berfungsi menyaring kotoran yang masuk  (terutama urea) dari darah dan membuangnya bersama dengan air dalam bentuk urin. Cabang dari kedokteran yang mempelajari ginjal dan penyakitnya disebut nefrologi.

Anatomi dasar

Struktur 
Manusia memiliki sepasang ginjal yang terletak di belakang perut atau abdomen. Ginjal ini terletak di kanan dan kiri tulang belakang, di bawah hati dan limpa. Di bagian atas (superior) ginjal terdapat kelenjar adrenal (juga disebut kelenjar suprarenal).

Ginjal adalah sepasang organ saluran kemih yang terletak di rongga retroperitoneal bagian atas. Bentuknya menyerupai kacang dengan sisi cekungnya menghadap ke medial. Kedua ginjal terletak di sekitar vertebra T12 hingga L3. Ginjal kanan biasanya terletak sedikit di bawah ginjal kiri untuk memberi tempat untuk hati. Ginjal kanan juga biasanya lebih kecil daripada ginjal kiri.

Ginjal kanan terletak langsung di bawah diafragma dan di belakang hati. Ginjal kiri terletak di bawah diafragma dan di belakang limpa. Di sebelah atas ginjal terdapat kelenjar adrenal.

Sebagian dari bagian atas ginjal terlindungi oleh iga ke sebelas dan duabelas. Kedua ginjal dibungkus oleh dua lapisan lemak

 lemak perirenal, terletak di antara fascia renal (jaringan penunjang fibrosa tebal) dan kapsul ginjal
 lemak pararenal yang berada di atas fascia renal.

Bagian atas ginjal kanan berbatasan dengan hati, dan ginjal kiri berbatasan dengan limpa. Karena itu, kedua ginjal bergerak turun ketika bernafas.

Ginjal memiliki bentuk seperti kacang dengan lekukan yang menghadap ke dalam. Di tiap ginjal terdapat bukaan yang disebut hilus dimana arteri renalis masuk dan vena relias dan ureter keluar.Berat dan besar ginjal bervariasi; hal ini tergantung jenis kelamin, umur, serta ada tidaknya ginjal pada sisi lain. Pada lelaki dewasa, rata-rata ginjal memiliki ukuran panjang sekitar 11,5 cm, lebar sekitar 6 cm dan ketebalan 3,5 cm dengan berat sekitar 120-170 gram atau kurang lebih 0,4% dari berat badan. Di wanita dewasa, berat ginjal sekitar 115 - 155 gram. Volume rata-rata ginjal adalah 146 cm3 di kiri dan 134 cm3 di kanan.

Organisasi 
Ginjal dan kelenjar adrenal dibungkus oleh fasia gerota. Ginjal dibungkus oleh jaringan ikat tipis dan mengkilap yang disebut kapsula fibrosa ginjal dan di luar kapsul ini terdapat jaringan lemak perirenal. Lapisan lemak ini berfungsi untuk membantu menempel ginjal di dinding rongga perut supaya benturan bisa diredam. Di depan jaringan-jaringan ini adalah peritoneum, dan di permukaan belakang adalah fasia transversalis.

Parenkima ginjal dibagi menjadi dua struktur utama: Bagian paling luar atau korteks dan bagian lebih dalam (sumsum ginjal) atau medula.

Ginjal terdiri atas 8-18 struktur berbentuk kerucut. Setiap struktur memiliki kortex yang membungkus bagian medula yang dinamakan piramida ginjal. Di antara piramida-piramida tersebut terdapat kolom Bertin atau kolom ginjal. Bagian korteks berwarna coklat gelap dengan konsistensi lunak sedangkan bagian medula berwarna coklat terang.

Unit fungsional dasar dari ginjal adalah nefron yang dapat berjumlah lebih dari satu juta buah dalam satu ginjal normal manusia dewasa.

Bagian-bagian nefron adalah:

 Korpus ginjal — glomerulus dan kapsula Bowman
 Tubulus konvolusi proksimal
 Lengkung Henle
 Cabang desenden lengkung Henle
 Segmen tipis cabang asenden lengkung Henle
 Segmen tebal cabang asenden lengkung Henle
 Tubulus konvolusi distal
 Tubulus kolektivus
 Tubulus kolektivus kortikal
 Tubulus kolektivus medularis

Nefron berfungsi sebagai regulator air dan zat terlarut (terutama elektrolit) dalam tubuh dengan cara menyaring darah, kemudian menyerap cairan dan molekul kembali yang masih diperlukan tubuh. Molekul dan sisa cairan lainnya akan dibuang. Penyerapan kembali dan pembuangan dilakukan menggunakan mekanisme pertukaran lawan arus dan kotranspor. Hasil akhir yang kemudian diekskresikan disebut urin.

Sebuah nefron terdiri dari sebuah komponen penyaring yang disebut korpuskula (atau badan Malphigi) yang dilanjutkan oleh saluran-saluran (tubulus). Setiap korpuskula mengandung gulungan kapiler darah yang disebut glomerulus yang berada dalam kapsula Bowman. Setiap glomerulus mendapat aliran darah dari arteri aferen. Dinding kapiler dari glomerulus memiliki pori-pori untuk filtrasi atau penyaringan. Darah dapat disaring melalui dinding epitelium tipis yang berpori dari glomerulus dan kapsula Bowman karena adanya tekanan dari darah yang mendorong plasma darah. Filtrat yang dihasilkan akan masuk ke dalan tubulus ginjal. Darah yang telah tersaring akan meninggalkan ginjal lewat arteri eferen.

Di antara darah dalam glomerulus dan ruangan berisi cairan dalam kapsula Bowman terdapat tiga lapisan:

 kapiler selapis sel endotelium pada glomerulus.
 lapisan kaya protein sebagai membran dasar.
 selapis sel epitel melapisi dinding kapsula Bowman (podosit).

Dengan bantuan tekanan, cairan dalan darah didorong keluar dari glomerulus, melewati ketiga lapisan tersebut dan masuk ke dalam ruangan dalam kapsula Bowman dalam bentuk filtrat glomerular. Filtrat plasma darah tidak mengandung sel darah ataupun molekul protein yang besar. Protein dalam bentuk molekul kecil dapat ditemukan dalam filtrat ini. Darah manusia melewati ginjal sebanyak 350 kali setiap hari dengan laju 1,2 liter per menit, menghasilkan 125 cc filtrat glomerular per menitnya. Laju penyaringan glomerular ini digunakan untuk tes diagnosa fungsi ginjal.

Tubulus ginjal merupakan lanjutan dari kapsula Bowman. Dinding tubulus ginjal disusun dari epitel kuboid sederhana. Bagian yang mengalirkan filtrat glomerular dari kapsula Bowman disebut tubulus konvolusi proksimal. Bagian selanjutnya adalah lengkung Henle yang bermuara pada tubulus konvolusi distal. Lengkung Henle diberi nama berdasar penemunya yaitu Friedrich Gustav Jakob Henle pada awal tahun 1860-an. Lengkung Henle menjaga gradien osmotik dalam pertukaran lawan arus yang digunakan untuk filtrasi. Sel yang melapisi tubulus memiliki banyak mitokondria yang menghasilkan ATP dan memungkinkan terjadinya transpor aktif untuk menyerap kembali glukosa, asam amino, dan berbagai ion mineral. Sebagian besar air (97.7%) dalam filtrat masuk ke dalam tubulus konvolusi dan tubulus kolektivus melalui osmosis. Cairan mengalir dari tubulus konvolusi distal ke dalam sistem pengumpul yang terdiri dari:

 Tubulus penghubung
 Tubulus kolektivus kortikal
 Tubulus kolektivus medularis

Tempat lengkung Henle bersinggungan dengan arteri aferen disebut aparatus juxtaglomerular, mengandung macula densa dan sel juxtaglomerular. Sel juxtaglomerular adalah tempat terjadinya sintesis dan sekresi renin.

Cairan menjadi makin kental di sepanjang tubulus dan saluran untuk membentuk urin, yang kemudian dibawa ke kandung kemih melewati ureter.

Vaskularisasi 
Aliran darah ginjal berasal dari arteri renalis yang merupakan cabang langsung dari aorta abdominalis, sedangkan yang mengalirkan darah balik adalah vena renalis yang merupakan cabang vena kava inferior. Sistem arteri ginjal adalah tidak ada anastomosis ke cabang arteri lain. Meskipun ukurannya relatif kecil, ginjal menerima 20% darah dari curah jantung.

Setiap arteri ginjal masuk hilus melalui cabang anterior dan posterior. Cabang anterior dan posterior kemudian membentuk arteri segmental, dan bercabang lagi membentuk arteri interlobar, yang menembus kapsul ginjal dan mengalir melalui kolom ginjal di antara piramida ginjal. Arteri interlobar menyuplai darah ke arteri arkuata yang mengalir di area pertenuan antara korteks dan medula. Setiap arteri arkuat menyuplai darah kepada arteri interlobular yang kemudian menyuplai darah kepada arteriol aferen dan glomeruli. Satu arteriol aferen membentuk sekitar 50 kapiler yang membentuk glomerulus.

Arterial eferen kemudian meninggalkan setiap glomerulus dan membentuk jaringan jaringan kapiler, kapiler peritubular yang mengelilingi tubulus kontortus distal dan proksimal, dimana proses pertukaran zat dilakukan. Ada dua macam arteriol eferen berdasarkan lokasi:

 Arteriol eferen dari glomerulus nefron korteks memasuki jaringan kapiler peritubular yang mengelilingi tubulus kontortus distal dan proksimal di nefron tersebut
 Arteriol eferen dar glomerulus pada nefron juxta glomerulus membentuk perpanjangan pembuluh kapiler yang lurus disebut vasa rekta yang turun ke dalam piramida medula. Lekukan vasa rekta membentuk lengkunga jepit yang melewati lengkung Henle. Lengkungan ini memungkinkan proses pertukaran zat antara lengkung Henle dan kapiler dan berperan dalam membentuk konsentrasi urin dengan membantu mempertahankan mekanisme pertukaran lawan arus.

Darah bergerak melalui jaringan kecil venula yang bergabung membentuk vena interlobular. Seperti dengan distribusi arteriol, vena mengikuti pola yang sama: interlobular menyuplai darah untuk vena arkuata yang menyuplai darah ke bena interlobar. Vena interlobar bergabung membentuk vena renalis yang keluar dari ginjal.

Homeostasis 
Ginjal berpartisipasi dalam homeostasis tubuh dengan mengatur keseimbangan asam-basa (pH), konsentrasi ion mineral, komposisi dan vulme cairan ekstraselular dan tekanan darah. Ginjal mengatur fungsi homeostasis sendiri atau bekerja sama dengan organ lain, terutama sistem endokrin. Beragam macam hormon endokrin mengatur funsi endokrin seperti renin, angiotensin II, aldosteron, hormon antidiuretik (vasopressin) dan atrial natriuretik peptida.

Ginjal mengeluarkan produk limbah yang diproduksi oleh metabolisme, ke dalam urin. Produk ini termasuk nitrogen limbah urea berasal dari katabolisme protein, asam urat berasal dari metabolisme asam nukleat. Kemampuan mamalia dan beberapa jenis burun untuk mengkonsentrasi limbah dalam urin yang volumenya jauh lebih kecil daripada volume darah dimana limbah tersebut diekstrasi, itu tegrantung dari mekanisme arus balik.

Mekanisme arus balik membutuhkan beberapa nefron yang mempunyai karakter tersebut — konfigurasi lengkung jepit di tubulus, permeabilitas air dan ion di segmen tipis cabang desenden lengkung Henle, impermeabilitas air di segmen tipis dan tebal cabang asenden lengkung Henle, dan transpor aktif ion-ion keluar dari cabang asenden lengkung Henle. Selain itu, mekanisme arus balik pasif yang dilakukan oleh pembuluh-pembuluh yang menyuplai darah ke nefron itu sangat penting untuk fungsi ini.

Keseimbangan Asam-Basa 
Dua sistem organ, ginjal dan paru-paru, mempertahankan keseimbangan asam-basa, yaitu pemeliharaan pH sekitar nilai yang stabil (sekitar 7.4). Kontribusi paru-paru dalam pertahanan keseimbangan asam-basa melalui pengaturan konsentrasi karbon dioksida.

Ginjal mempunyai dua peran penting dalam mempertahankan keseimbangan asam-basa — reabsorpsi dan regenerasi bikarbonat dari urin, dan ekskresi ion hidrogen dan asam tetap (anion asam) ke dalam urin.

Ginjal mempertahankan pH plasma darah pada kisaran 7,4 melalui pertukaran ion hidronium dan hidroksil. Akibatnya, urin yang dihasilkan dapat bersifat asam pada pH 5 atau alkalis pada pH 8.

Kadar ion natrium dikendalikan melalui sebuah proses homeostasis yang melibatkan aldosteron untuk meningkatkan penyerapan ion natrium pada tubulus konvolusi.

Kenaikan atau penurunan tekanan osmotik darah karena kelebihan atau kekurangan air akan segera dideteksi oleh hipotalamus yang akan memberi sinyal pada kelenjar pituitari dengan umpan balik negatif. Kelenjar pituitari mensekresi hormon antidiuretik (vasopresin, untuk menekan sekresi air) sehingga terjadi perubahan tingkat serap air pada tubulus ginjal. Akibatnya konsentrasi cairan jaringan akan kembali menjadi 98%.

Regulasi osmotik 
Ginjal membantu mempertahankan kadar air dan garam di dalam tubuh. Peningkatan signifikan kadar osmolalitas plasma akan dideteksi oleh hipotalamus yang langsung mengirim sinyal ke kelenjar hipofisis posterior. Peningkatan osmolalitas merangsang kelenjar untuk sekresi hormon antidiuretik (ADH) yang menyebabkan peningkatan reabsorpsi air di ginjal dan meningkatkan konsentrasi urin. Kedua faktor tersebut bekerja sama untuk mengembalikan osmolalitas ke kadar normal.

ADH berikat dengan sel-sel di tubulus kolektivus untuk mentranslokasi aquaporin ke sel membran supaya air bisa keluar dari sel membran yang biasanya kedap air. Air yang keluar kemudian diserap kembali ke dalam tubuh melalui vasa rekta, sehingga volume plasma meningkat.

Ada dua sistem yang membuat dan mepertahankan hiperosmotik medula dan meningkatkan volume plasma tubuh — Daur ulang urea dan 'efek tunggal'.

Urea biasanya dikeluarkan sebagai produk limbah dari ginjal. Namun, ketika volume plasma darah itu rendah, dan ADH disekresi, aquaporins yang terbuka itu juga memperbolehkan urea untuk melewati. Proses ini memungkinkan urea untuk meninggalkan tubulus kolektivus dan masuk ke medula, membuat solusi hiperosmotik yang "menarik" air. Nanti, urea bisa masuk kembali dalam nefron dan diekskresi atau didaur ulang tergantung pada konsentrasi ADH yang masih ada atau tidak.

'Efek tunggal' melukiskan fakta bahwa segmen tebal cabang asenden lenkung Henle itu kedap air tapi natrium klorida bisa menyeberang melalui difusi. Proses ini membuat mekanisme arus balik dimana medula menjadi semakin mempunyai konsentrasi yang menaik, tapi dalam saat bersama, membuat gradien osmotik untuk "menarik" air keluar bila aquaporin di tubulus kolektivus dibuka oleh ADH.

Sekresi hormon 
Ginjal mengeluarkan hormon bermacam-macam termasuk erithropoietin, calcitriol, dan renin. Erithropoeitin dikeluarkan sebagai respons terhadap hipoksia (kadar oksigen rendah di tingkat jaringan) dalam sirkulasi ginjal. Hormon ini merangsang erithropoiesis (pembuatan sel darah merah) di dalam sumsum tulang. Calcitriol, bentuk aktif vitamin D, meningkatkan penyerapan kalsium dalam usus dan penyerapan fosfat kembali oleh ginjal. Renin adalah enzim yang mengatur kadar angiotensin dan aldosteron.

Regulasi tekanan darah 
Walaupun ginjal tidak bisa langsung mendeteksi darah, regulasi tekanan darah jangka panjang itu sebagian besar tergantung kepada ginjal. Hal ini terutama terjadi melalui pertahanan kompartemen cairan ekstraseluler, yang ukurannya tergantung atas konsentrasi plasma natrium. Renin adalah sinyal pertama di dalam serangkaian sinyal kimia penting yang membentuk sistem renin-angiotensin.

Perubahan di kadar renin dalam sirkulasi darah pada akhirnya mengubah hasil sistem ini, terutama dengan hormon angiotensin II dan aldosteron. Setiap hormon bekerja melalui berbagai mekanism, tetapi kedua hormon tersebut meningkatkan penyerapan natrium klorida di ginjal, dan meningkatkan ukuran kompartemen cairan ekstraselular dan tekanan darah. Ketika kadar renin meningkat, konsentrasi angiotensin II dan aldosteron meningkat, menyebabkan peningkatan penyerapan natrium klorida, perluasan kompartemen cairan ekstraseluler dan peningkatan tekanan darah. Sebaliknya, jika kadar renin rendah, kadar angiotensin II dan aldosteron menurun, menyusutkan kompartemen cairan ekstraseluler dan menurunkan tekanan darah.

Perhitungan fungsi 
Perhitungan fungsi ginjal merupakan bagian penting dari fisiologi dan dapat diperkirakan melalui rumus-rumus di bawah:

Fraksi filtrasi 
Fraksi filtrasi adalah jumlah aliran plasma yang disaring oleh ginjal. Ini bisa dinilai menggunakan rumus:

 FF — fraksi filtrasi
 LFG — laju filtrasi glomerular
 ADG — aliran darah ginjal

Kadar FF normal adalah 20%

Klirens Ginjal 
Klirens ginjal adalah volume plasma yang dibersihkan dari zat tersebut dalam waktu tertentu.

  — klirens zat X (biasanya memakai ukuran mL/min).
  — konsentrasi zat X dalam urin.
  — konsentrasi zat X dalam plasma.
  — laju aliran urin.

Penyakit dan ketidaknormalan

Diagnosis 
Diagnosis dapat dilakukan melalui test biokimia di laboratorium klinik, tetapi kadang-kadang diperlukan pemeriksaan dengan pencitraan. Pencitraan yang paling sederhana dan aman adalah dengan melakukan USG, dimana dapat diketahui adanya batu ataupun dinding ginjal atau kandung kemih yang tidak licin dan berarti terkena infeksi. Penggunaan Radioaktif harus dibedakan 2 jenis, yang lebih aman justru dengan suntikan radioaktif dengan dosis rendah dan waktu paruh yang pendek, semakin singkat waktu paruh berarti semakin singkat radiasi berada dalam tubuh kita. Yang paling aman adalah renografi dengan 2 probes, karena hanya menggunakan isotop radiasi dengan tingkat 1/4 dari jika menggunakan Kamera Gamma, sedangkan harga investasinya kurang dari 1/10 Kamera Gamma. Oleh karena itu jika menggunakan Renografi dengan 2 probes telah memadai, maka tidak diperlukan penggunaan peralatan lain yang lebih mahal. Keuntungan penggunaan Gamma Dual Camera adalah pencitraan 3D-nya yang baik. Yang terpapar dengan radioaktif dengan tingkat radiasi yang lebih tinggi, justru tidak memerlukan suntikan radioaktif, kecuali zat kontras untuk menambah pencitraan, karena zat radioaktifnya berada dalam alat tersebut, berturut-turut adalah CT-Scan dan MRI dimana MRI bagus untuk pencitraan jaringan lunak, tetapi paling mahal. MSCT 128 Slices Dual Sources adalah CT Scan juga, tetapi lebih mutakhir dengan menggunakan 2 sumber radiasi, sehingga dapat memindai lebih cepat dan tingkat radiasi yang digunakan juga lebih sedikit. Yang termutakhir adalah PET CT dimana dapat memeriksa fungsi, metabolisme dan reseptor tubuh sekaligus, dengan tingkat sensitivitas yang tinggi mencapai 90 persen untuk deteksi dini kanker stadium awal.

Bawaan 

 Asidosis tubulus renalis
 Congenital hydronephrosis
 Congenital obstruction of urinary tract
 Duplikasi ureter
 Ginjal sepatu kuda
 Penyakit ginjal polycystic
 Displasia ginjal
 Unilateral small kidney
 Agenesis ginjal

Didapat 

 Nefropati diabetik
 Glomerulonephritis
 Hidrohefrosis — pembesaran satu atau kedua ginjal yang disebabkan oleh terhalangnya aliran urin.
 Interstitial nephritis
 Batu ginjal atau nefrolitiasis — ketidaknormalan yang umum dan biasanya menyakitkan.
 Tumor ginjal
 Wilms tumor
 Renal cell carcinoma
 Lupus nephritis
 Minimal change disease
 Dalam sindrom nephrotic, glomerulus telah rusak sehingga banyak protein dalam darah masuk ke urin. Other frequent features of the nephrotic syndrome include swelling, low serum albumin, and high cholesterol.
 Pyelonephritis adalah infeksi ginjal dan sering kali disebabkan oleh komplikasi infeksi urinary tract.
 Gagal ginjal
 Gagal ginjal akut
 Gagal ginjal kronis

Dialisis dan transplantasi ginjal 
Umumnya, seseorang dapat hidup normal dengan hanya satu ginjal. Bila kedua ginjal tidak berfungsi normal, maka orang itu perlu diberi Terapi Pengganti Ginjal (TPG). TPG ini dapat dilakukan baik untuk sementara waktu maupun terus-menerus. TPG terdiri atas tiga, yaitu: Hemodialisis (Cuci Darah), Peritoneal Dialisis (Cuci Rongga Perut) dan Cangkok Ginjal (transplantasi). Prinsip dasar dari Hemodialisis adalah dengan membersihkan darah dengan menggunakan Ginjal Buatan. Sedangkan Peritoneal dialisis menggunakan Selaput rongga perut (peritoneum) sebagai saringan antara darah dan cairan Dianial.

Transplantasi ginjal sekarang ini lumayan umum. Transplantasi yang berhasil pertama kali diumumkan pada 4 Maret 1954 di Rumah Sakit Peter Bent Brigham di Boston, Massachusetts. Operasi ini dilakukan oleh Dr. Joseph E. Murray, yang pada 1990 menerima Penghargaan Nobel dalam fisiologi atau kedokteran.

Transplantasi ginjal dapat dilakukan secara "cadaveric" (dari seseorang yang telah meninggal) atau dari donor yang masih hidup (biasanya anggota keluarga). Ada beberapa keuntungan untuk transplantasi dari donor yang masih hidup, termasuk kecocokan lebih bagus, donor dapat dites secara menyeluruh sebelum transplantasi dan ginjal tersebut cenderung memiliki jangka hidup yang lebih panjang.

Statistik transplantasi ginjal 
Negara<TD>Transplantasi kadaverik<TD>Transplantasi donor hidup<TD>Transplantasi total<TD>
<TD>Kanada<TD>724<TD>388<TD>1,112 (tahun 2000)<TD> 
<TD>Prancis<TD>1,991<TD>136<TD>2,127 (tahun 2003)<TD> 
<TD>Italia<TD>1,489<TD>135<TD>1,624 (tahun 2003)<TD>
<TD>Spanyol<TD>1,991<TD>60<TD>2,051 (tahun 2003)<TD>
<TR><TD>Britania Raya <TD>1,297<TD>439<TD>1,736 (tahun 2003)<TD> 
<TR><TD>Amerika Serikat<TD>8,670<TD>6,468<TD>15,138 (tahun 2003)<TD>

Lihat pula 
 Batu ginjal
 Penyakit ATR/RTA
 Urologi
 Nefrologi
 Nefropati
 Hemodialisis

Rujukan

Pranala luar 
 
 Thyroid hormone stimulates the renal Na/H exchanger NHE3 by transcriptional activation 
 Drugs associated with RENAL IMPAIRMENT 

Sistem perkemihan