Posts Tagged ‘kanker’

Mutasi

A Macam-Macam MutasiDNA merupakan salah satu unsur terpenting dalam proses pewarisan

sifat. Adanya perubahan-perubahan pada tatanan pasangan basa DNA dapat

menyebabkan adanya perubahan fenotipe pada organisme. Apabila

perubahan ini tidak menjadi perubahan yang tampak pada individu tersebut,

perubahan tatanan potensi untuk terekspresikan pada generasi selanjutnya.

Hal ini akan menjadi salah satu sumber variasi gen yang mendorong lahirnya

keanekaragaman hayati.

Mutasi merupakan perubahan jumlah materi genetik sebuah sel. Mutasi

berhubungan dengan perubahan perangkat atau susunan hereditas pada

makhluk hidup. Kamu telah mengetahui bahwa perangkat hereditas dimulai

dari pasangan nukleotida pembentuk gen hingga DNA yang terkondensasi

(kromosom).

Peristiwa terjadinya mutasi disebut mutagenesis. Organisme yang

mengalami mutasi sehingga menghasilkan fenotipe baru disebut mutan.

Adapun faktor yang menyebabkan mutasi disebut dengan mutagen.

Berdasarkan faktor keturunan (gen) dan kromosom, mutasi dibedakan

menjadi dua macam. Jika mutasi terjadi pada susunan basa nitrogen maka

mutasi yang terjadi disebut dengan mutasi gen atau mutasi titik. Adapun

mutasi yang terjadi pada susunan atau bentuk kromosom dinamakan dengan

mutasi kromosom atau aberasi kromosom.

1. Mutasi Gen

Mutasi gen disebut juga mutasi titik. Mutasi ini terjadi karena perubahan

urutan basa pada DNA atau dapat dikatakan sebagai perubahan nukleotida

pada DNA. Sebuah protein yang disintesis tubuh berasal dari pembacaan

tiga pasangan basa (triplet). Masing-masing triplet merupakan kodon yang

dibawa dari bagian sense rantai DNA. Triplet merupakan suatu bacaan yang

dimengerti oleh tubuh sehingga dihasilkan asam amino. Mutasi gen dapat

dibedakan menjadi dua, yaitu penggantian pasangan basa, insersi, dan

delesi pasangan basa (Campbell, 1998: 318).

a. Penggantian Pasangan Basa

Penggantian pasangan basa merupakan penggantian satu nukleotida

dengan nukleotida yang lainnya. Penggantian basa ini dapat memunculkan

organisme mutan. Pada umumnya, mutasi membahayakan organisme yang

mengalaminya.basa GAA menjadi GAG. Penggantian urutan basa tersebut, tidak menimbulkan

perubahan pada protein karena urutan basa GAA dan GAG merupakan

kode yang sama bagi asam amino glutamat.

Pada contoh lainnya, penggantian pasangan basa dapat menimbulkan

perubahan pada protein sehingga protein tersebut tidak berfungsi. Hal ini

terlihat pada Gambar 6.2. Penggantian basa A oleh basa U, dapat menyebabkan

kode triplet untuk basa amino baru, yaitu valin. Contoh tersebut

merupakan penyebab dari penyakit sickle-cell anemia.b. Insersi dan Delesi Pasangan Basa

Insersi dan delesi merupakan penambahan (insersi) atau pengurangan

(delesi) satu atau lebih pasangan basa pada gen. Pada umumnya, mutasi

dapat menyebabkan efek yang merugikan pada organisme. Insersi atau

delesi pasangan basa dapat menyebabkan pembacaan kode triplet menjadi

berbeda pada proses translasi mRNA. Mutasi ini disebut pula mutasi

pergeseran kerangka (frameshift mutation). Delesi basa U

pada urutan basa UUU menyebabkan pergeseran basa-basa yang lainnya

sehingga kode untuk protein yang baru akan muncul (UUG). Adapun jika

proses insersi atau delesi berlangsung dekat pada ujung gen, akan menghasilkan

protein yang tidak berfungsi atau rusak

2. Mutasi Kromosom

Mutasi gen dapat memicu lahirnya mutasi kromosom. Setiap organisme

memiliki set kromosom yang khas dan menentukan identitas spesies. Mutasi

kromosom dapat terjadi secara fisik pada bentuk kromosom atau terjadi

perubahan pada set kromosomnya. Perubahan set kromosom umumnya akan

berpengaruh pada fenotipe individu.a. Perubahan Struktur Fisik

Perubahan struktur fisik kromosom dapat terjadi pada lokasi atau jumlah

gen dalam kromosom. Perubahan yang terjadi pada jumlah gen dalam

kromosom dikelompokkan menjadi delesi dan duplikasi, sedangkan

perubahan lokasi gen pada kromosom dapat terjadi melalui translokasi dan

inversi (Brum, et al, 1994: 257).

1) Delesi Kromosom

Delesi merupakan peristiwa hilangnya satu segmen kromosom karena

patah. Mutasi yang terjadi menyebabkan sebagian segmen dari kromosom

hilang pada saat pembelahan sel. Dengan demikian, kromosom akan

kehilangan beberapa gen yang mungkin akan tampak atau tidak, bergantung

pada kepentingan gen dalam sel.

Contoh delesi pada manusia adalah sindrom cri-du-chat. Sindrom ini terjadi

karena pada kromosom nomor 5 terjadi delesi. Penderita sindrom ini meninggal

pada waktu lahir atau pada masa kanak-kanak.Delesi dapat terbagi menjadi dua, yaitu delesi terminal dan delesi

interkalar. Delesi terminal merupakan delesi atau patahnya kromosom di

satu tempat dekat ujung kromosom. Adapun delesi interkalar terjadi jika

kromosom patah di dua tempat.

2) Duplikasi Kromosom

Duplikasi terjadi ketika terdapat bagian kromosom yang diulangi dan

identik pada bagian lain segmen tersebut. Duplikasi dapat terjadi

akibat pindah silang. Suatu segmen kromosom berpindah ke bagian lain

kromosom komolognya. Pada kejadian ini terjadi delesi pada kromosom yang

kehilangan segmennya. Contohnya adalah duplikasi pada kromosom Drosophila

melanogaster yang menyebabkan mutasi mata berbentuk batang (bar).3) Translokasi Kromosom

Translokasi merupakan mutasi yang disebabkan oleh pemindahan

fragmen kromosom dari satu kromosom ke kromosom yang lainnya.

Keseimbangan gen masih tetap terjaga dalam arti tidak akan ada gen yang

hilang atau bertambah. Namun, perubahan fenotipe dapat terjadi sesuai dengan

kondisi lingkungan yang menyebabkan gen itu terekspresi4) Inversi Kromosom

Inversi merupakan perubahan arah dari segmen kromosom. Hal ini dapat

terjadi apabila sebuah kromosom yang telah mengalami kerusakan, kemudian

bergabung kembali ke tempat asalnya hanya dalam arah yang berlawanan.

Hal ini dapat terjadi pada kromosom homolog.

Inversi terbagi menjadi dua, yakni inversi parasentris dan inversi

perisentris. Inversi parasentris terjadi apabila sentromer terletak di sebelah luar

lengan kromosom yang mengalami inversi. Adapun inversi perisentris

merupakan inversi yang terjadi pada dua lengan kromosom yang berbeda5) Katenasi Kromosom

Katenasi kromosom merupakan mutasi kromosom yang terjadi apabila

suatu kromosom homolog yang ujung-ujungnya saling berdekatan sehingga

membentuk lingkaranb. Perubahan Set Kromosom

Perubahan set kromosom dapat terjadi pada jumlah set keseluruhan

gen (genom) yang disebut euploidi. Perubahan set kromosom juga dapat

terjadi pada jumlah kromosom dalam satu perangkat yang disebut

aneuploidi.

1) Euploidi

Euploidi merupakan perubahan yang meliputi genom (seluruh set

kromosom). Menurut jumlah perangkat kromosomnya, euploidi dibedakan

menjadi monoploid (n), diploid (2n), triploid (3n), dan seterusnya. Individu

yang memiliki set kromosomnya lebih dari 2n disebut individu poliploidi.

Menurut prosesnya, poliploidi ada yang terjadi secara autopoliploidi

dan allopoliploidi. Autopoliploidi terjadi karena perubahan set kromosom

yang terjadi oleh gangguan pada saat meiosis. Adapun allopoliploidi

perubahan set kromosom yang terjadi karena persilangan antarspesies yang

berbeda set kromosomnya.

2) Aneuploidi

Perubahan pada jumlah kromosom di dalam satu set kromosom atau

satu genom kromosom disebut aneusomi atau aneuploidi. Aneuploidi dapat

terjadi karena beberapa hal, di antaranya gagal berpisah (nondisjunction)

dan anafase lag. Nondisjunction merupakan peristiwa gagal berpisah pada saat

gametogenesis. Adapun anafase lag merupakan peristiwa tidak melekatnya

salah satu kromatid pada benang gelendong pada tahap anafase.Jumlah kromosom normal pada manusia adalah 2n = 46. Terdiri atas 22

pasang sel tubuh/autosom (22AA atau 44A) dan 2 kromosom seks/gonosom

(XX atau XY). Jika terjadi gagal berpisah saat gametogenesis

(pembentukan gamet) akan menyebabkan beberapa kelainan. Pada manusia

jika terjadi aneuploidi dapat mengakibatkan beberap kelainanAda enam jenis kelainan akibat aneuploidi yang terjadi pada manusia.

Berikut ini adalah uraian lengkapnya.

a) Sindrom Klinefelter (47 XXY atau 44A + XXY)

Sindrom ini terjadi karena jumlah kromosom kelaminnya bertambah

menjadi 47 yang terdiri atas 44 autosom dan 3 gonosom (XXY). Sindrom ini

ditemukan oleh H.F. Klinefelter pada tahun 1942. Sindrom klinefelter

disebabkan nondisjunction (ND) selama pembentukan gamet. Sindrom ini

memiliki ciri, yaitu testis tidak berkembang bahkan mengecil, mandul (steril),

pinggul melebar, dan payudara membesarb) Sindrom Turner (45 XO atau 44A + X)

Penderita Sindrom ini memiliki jumlah kromosom 45 yang terdiri atas

44 autosom dan 1 kromosom X sehingga kariotipenya menjadi 45 XO atau

44A+X. Sindrom ini ditemukan oleh H.H. Turner pada tahun 1938. Penderitasindrom ini berkelamin wanita, tetapi tidak memiliki ovarium, alat kelamin

bagian dalamnya tidak berkembang dan steril, serta mengalami keterbelakangan

mentalc) Sindrom Down (45A+XY atau 45A+XX)

Sindrom Down merupakan kelainan yang terjadi karena autosomnya

kelebihan satu kromosom, tepatnya pada kromosom nomor 21. Jika terjadi

pada laki-laki, akan mempunyai susunan kromosomnya 45A+XY, sedangkan

pada wanita memiliki susunan kromosomnya 45A+XX. Sindrom ini ditemukan

oleh J. Langdon Down pada tahun 1866. Penderita sindrom Down mempunyai

ciri mulut sering terbuka, wajah lebar bulat, IQ rendah (±80), badan

pendek, gerak lamban, dan rata-rata berumur pendekd) Sindrom Edwards

Sindrom Edwards merupakan kelainan yang terjadi karena nondisjunction

pada autosom nomor 18. Sindrom ini ditemukan pada tahun 1960 oleh I.H.

Edwards. Penderita sindrom ini memiliki ciri tengkorak lebih lonjong,

memiliki mulut yang kecil, serta telinga dan rahang bawahnya lebih rendahe) Sindrom Patau

Sindrom ini terjadi akibat trisomi pada autosom. Trisomi

terjadi pada kromosom nomor 13. Sindrom ini ditemukan oleh K. Patau

pada tahun 1960. Penderita sindrom ini memiliki ciri kepala kecil, mata kecil,

tuli, polidaktili, dan pertumbuhan mentalnya terbelakang.f) Sindrom Jacobs (47, XYY atau 44A+XYY)

Penderita sindrom ini mempunyai 44 autosom dan 3 kromosom kelamin

XYY. Sindrom ini ditemukan oleh P.A. Jacobs pada tahun 1965. Sindrom ini

diderita oleh laki-laki bertubuh normal, bersifat antisosial, agresif, dan kasar,

serta berwatak kriminal.B Penyebab Mutasi

Mutasi dapat terjadi karena beberapa hal. Zat atau bahan yang dapat

mengakibatkan terjadinya mutasi disebut mutagen. Mutagen dibedakan

menjadi dua macam, yakni mutagen alami dan mutagen buatan.

1. Mutasi Alami

Mutasi dapat terjadi secara alami sebagai hasil dari kesalahan yang jarang

terjadi pada replikasi DNA saat pembelahan sel. Replikasi tidak selalu 100%

akurat dalam mengopi jutaan unit basa dalam satu molekul DNA.

Mutasi alami sangat jarang terjadi. Mutasi alami dapat disebabkan oleh

beberapa hal di antaranya sinar radioaktif, sinar kosmis, sinar ultraviolet,

dan kesalahan ketika replikasi DNA.

Sinar radioaktif misalnya yang dipancarkan oleh uranium yang masuk

ke tubuh, dapat menyebabkan gen rusak sehingga mengakibatkan mutasi.

Sinar kosmis merupakan sinar yang memiliki daya tembus tinggi untuk

menembus sel. Oleh karena daya tembusnya ini, sinar kosmis mampu

mengakibatkan mutasi secara genetis. Sinar ultraviolet mampu mengakibatkan

mutasi karena memiliki energi cukup besar untuk memengaruhi

komposisi gen. Adapun kesalahan ketika replikasi DNA dapat mengakibatkan

mutasi, seperti pada jagung yang diteliti oleh Barbara McClintock.

Jagung yang diteliti, warna bijinya berubah sehingga dalam satu bonggol

jagung terdapat warna biji yang berbeda2. Mutasi Buatan

Mutagen buatan merupakan penyebab terjadinya mutasi buatan.

Mutagen buatan terdiri atas mutagen kimia dan mutagen fisika.

a. Mutagen Kimia

Mutagen kimia terdiri atas bahan-bahan kimia. Bahan kimia tersebut

contohnya DDT, pestisida, dan fumigant. Bahan-bahan tersebut sering

digunakan dalam bidang pertanian. Contoh bahan kimia lainnya yang

menjadi bahan mutagen buatan adalah formaldehida dan gliserol. Bahan

tersebut merupakan mutagen bagi jamur, bakteri, dan serangga.

Mutasi buatan dari mutagen kimia yang dilakukan pada tumbuhan dapat

menghasilkan keturunan poliploid. Misalnya, didapatkan buah yang tidak

berbiji dan besar, seperti semangka tanpa biji, jambu tanpa biji, dan lain

sebagainya. Hal ini dapat terjadi karena adanya mutagen kimia kolkisin.

b. Mutagen Fisika

Mutasi buatan secara fisika dapat terjadi oleh beberapa macam mutagen,

yakni sinar X, sinar 􀁂, sinar 􀁃, sinar 􀁈. Keempat jenis sinar tersebut mampu

mengakibatkan mutasi. Kebanyakan mutagen fisika digunakan untuk

keuntungan manusia dalam berbagai bidang.Contohnya dalam bidang kesehatan, penggunaan sinar X atau rontgen

digunakan untuk menghambat pembelahan sel-sel tumor. Selain itu sinar X

juga mampu menimbulkan ionisasi atom-atom yang terkandung dalam DNA

sehingga mampu mengakibatkan mutasi gen dan mutasi kromosom.

Berdasarkan manfaatnya baik bagi individu atau populasi, mutasi ada

yang merugikan dan ada pula yang menguntungkan.C Dampak Mutasi

1. Mutasi yang Menguntungkan

Mutasi memberikan dampak yang menguntungkan, artinya hasil dari

mutasi mampu menghasilkan keturunan yang khas dan semakin adaptif pada

suatu individu atau populasi. Mutasi dapat menghasilkan organisme unggul,

contohnya tanaman poliploidi yang dapat menghasilkan buah besar tanpa

biji, masa panen yang relatif singkat, serta produktivitasnya tinggi. Contoh

lain dari mutasi yang menguntungkan adalah pemanfaatan sinar X yang

mampu menghambat perkembangan sel-sel kanker.

2. Mutasi yang Merugikan

Selain memberikan dampak yang menguntungkan, mutasi juga dapat

memberikan dampak yang merugikan. Mutasi yang merugikan merupakan

mutasi yang mengakibatkan suatu individu atau populasi tidak adaptif

bahkan letal. Mutasi yang merugikan umumnya terjadi akibat mutasi alam

atau mutasi spontan. Pada manusia, mutasi yang merugikan ini ada yang

diteruskan kepada keturunannya (diwariskan) dan tidak diteruskan kepada

keturunannya (tidak diwariskan).

Mutasi yang diwariskan terjadi karena pada sel-sel kelamin (gonosom)

mengalami mutasi. Contohnya adalah orang yang mengalami sindrom Turner

dan sindrom Klinefelter. Mutasi yang tidak diwariskan dapat terjadi karena

pada sel-sel tubuh (autosom) mengalami mutasi. Contoh dari mutasi yang

tidak diwariskan adalah sindrom Down, sindrom Edwards, sindrom Patau,

dan kanker.

Advertisements

Sistem Ekskresi

Metabolisme akan menghasilkan

zat yang berguna bagi tubuh dan zat-zat sisa yang tidak digunakan

tubuh. Sisa hasil metabolisme dikeluarkan melalui alat-alat pengeluaran.

Apabila sisa hasil metabolisme tersebut tidak dikeluarkan maka dapat menyebabkan

tubuh keracunan. Zat-zat sisa yang dikeluarkan tubuh antara lain

karbon dioksida (CO2), amonia (NH4), dan air (H2O). Proses pengeluaran sisa

metabolisme yang tidak berguna tersebut disebut ekskresi.

Ekskresi melibatkan alat-alat khusus dan membentuk suatu sistem yang

disebut sistem ekskresi. Setiap makhluk hidup memiliki alat ekskresi yang

berbeda-beda. Kalian akan mempelajarinya pada bab ini.

Sistem ekskresi sangat berperan penting untuk menjaga keseimbangan

cairan dalam tubuh (homeostatis) dengan cara osmoregulasi. Osmoregulasi,

yaitu mekanime untuk mengatur konsentrasi bahan terlarut dalam cairan sel

atau cairan tubuh.

B. Sistem Ekskresi ManusiaEkskresi berarti pengeluaran zat buangan

atau zat sisa hasil metabolisme yang berlangsung

dalam tubuh organisme (makhluk hidup). Zat

sisa metabolisme dikeluarkan dari tubuh oleh alat

ekskresi. Alat pengeluaran pada makhluk hidup

berbeda-beda sesuai dengan jenisnya. Semakin

tinggi tingkatan makhluk hidup maka semakin

kompleks alat pengeluarannya. Alat pengeluaran

pada manusia dan vertebrata terdiri atas ginjal,

kulit, paru-paru, dan hati. Perhatikan gambar 7.1.

Sedangkan alat pengeluaran pada hewan yang

lebih rendah tingkatannya antara lain berupa buluh

Malpighi, nefridia, sel api, dan rongga berdenyut.

Sistem ekskresi membantu memelihara homeostatis dengan tiga cara,

yaitu melakukan osmoregulasi, mengeluarkan sisa metabolisme, dan

mengatur konsentrasi sebagian besar penyusun cairan tubuh.

Zat sisa metabolisme adalah hasil pembongkaran zat makanan yang

bermolekul kompleks. Zat sisa ini sudah tidak berguna lagi bagi tubuh. Sisa

metabolisme antara lain, CO2, H2O, NH3, zat warna empedu, dan asam urat.

Karbon dioksida dan air merupakan sisa oksidasi atau sisa pembakaran

zat makanan yang berasal dari karbohidrat, lemak, dan protein. Kedua

senyawa tersebut tidak berbahaya bila kadarnya tidak berlebihan. Walaupun

CO2 berupa zat sisa namun sebagian masih dapat dipakai sebagai penjagakestabilan pH dalam darah. Demikian juga H2O dapat digunakan untuk

berbagai kebutuhan, misalnya sebagai pelarut.

Amonia (NH3), hasil pembongkaran/pemecahan protein, merupakan zat

yang beracun bagi sel. Oleh karena itu, zat ini harus dikeluarkan dari tubuh.

Namun demikian, jika untuk sementara disimpan dalam tubuh zat tersebut

akan dirombak menjadi zat yang kurang beracun, yaitu dalam bentuk urea.

Zat warna empedu adalah sisa hasil perombakan sel darah merah yang

dilakukan oleh hati dan disimpan pada kantung empedu. Zat inilah yang

akan dioksidasi jadi urobilinogen yang berguna memberi warna pada tinja

dan urine.

Asam urat merupakan sisa metabolisme yang mengandung nitrogen

(sama dengan amonia). Asam urat mempunyai daya racun lebih rendah

dibandingkan amonia, karena daya larutnya di dalam air rendah.

Tugas pokok alat ekskresi adalah membuang sisa metabolisme walaupun

alat pengeluarannya berbeda-beda. Sistem ekskresi pada manusia dan

vertebrata lainnya melibatkan organ paru-paru, kulit, ginjal, dan hati. Namun

yang terpenting dari keempat organ tersebut adalah ginjal.

1. Ginjal

Fungsi utama ginjal adalah mengekskresikan

zat-zat sisa metabolisme yang mengandung

nitrogen misalnya amonia. Amonia adalah hasil

pemecahan protein dan bermacam-macam garam,

melalui proses deaminasi atau proses pembusukan

mikroba dalam usus. Selain itu, ginjal juga

berfungsi mengeksresikan zat yang jumlahnya

berlebihan, misalnya vitamin yang larut dalam

air; mempertahankan cairan ekstraseluler dengan

jalan mengeluarkan air bila berlebihan; serta

mempertahankan keseimbangan asam dan basa.

Hasil ekskresi dari ginjal berupa urine.a. Struktur ginjal

Bentuk ginjal seperti kacang merah, jumlahnya sepasang dan terletak

di dorsal kiri dan kanan tulang belakang di daerah pinggang. Berat ginjal

diperkirakan 0,5% dari berat badan, dan panjangnya ± 10 cm. Setiap menit

20-25% darah dipompa oleh jantung yang mengalir menuju ginjal. Perhatikan

gambar 7.2.

Ginjal terdiri atas tiga bagian utama yaitu:

1. korteks (bagian luar),

2. medula (sumsum ginjal),

3. pelvis renalis (rongga ginjal).

Bagian korteks ginjal mengandung banyak sekali nefron (± 100 juta)

sehingga permukaan kapiler ginjal menjadi luas, akibatnya perembesanzat buangan menjadi banyak. Setiap nefron terdiri atas badan Malpighi

dan tubulus (saluran) yang panjang. Pada badan Malpighi terdapat kapsul

Bowman yang bentuknya seperti mangkuk atau piala yang berupa selaput

sel pipih. Kapsul Bowman membungkus glomerulus. Glomerulus berbentuk

jalinan kapiler arterial. Tubulus (pembuluh) pada badan Malpighi adalah

tubulus proksimal yang bergulung dekat kapsul Bowman di mana pada

dinding selnya terdapat banyak sekali mitokondria. Tubulus yang kedua

adalah tubulus distal.

Pada rongga ginjal bermuara pembuluh pengumpul. Rongga ginjal

dihubungkan oleh ureter (berupa saluran) ke kantung kemih (vesika urinaria)

yang berfungsi sebagai tempat penampungan sementara urine sebelum keluar

tubuh. Dari kantung kemih, urine dikeluarkan dari tubuh melewati saluran

yang disebut uretra.

b. Proses-proses di dalam ginjal

Di dalam ginjal terjadi rangkaian proses 􀅿 ltrasi, reabsorpsi, dan augmentasi.

Keseluruhan proses tersebut akan membentuk urine.

1) Penyaringan (􀅿 ltrasi)

Filtrasi terjadi pada kapiler glomerulus 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

tersebut dan menjadi bagian dari endapan.

Hasil penyaringan di glomerulus berupa 􀅿 ltrat glomerulus (urine primer)

yang komposisinya serupa dengan darah tetapi tidak mengandung protein.

Pada 􀅿 ltrat glomerulus masih dapat ditemukan asam amino, glukosa, natrium,

kalium, dan garam-garam lainnya.

2) Penyerapan kembali ( Reabsorpsi)

Volume urine manusia hanya 1% dari 􀅿 ltrat

glomerulus. Oleh karena itu, 99% 􀅿 ltrat glomerulus

akan direabsorpsi secara aktif pada tubulus kontortus

proksimal dan terjadi penambahan zat-zat sisa

serta urea pada tubulus kontortus distal.

Substansi yang masih berguna pada urine

primer seperti glukosa dan asam amino dikembalikan

ke darah melalui pembuluh kapiler yang

berada di sekitar pembuluh. Glukosa dan asam

amino diabsorpsi pada tubulus proksimal dan tubulus

distal. Selain itu air yang terdapat pada 􀅿 ltrat

glomerulus juga diserap kembali melalui prosesosmosis. Penyerapan air terjadi di dalam tubulus distal, lengkung Henle,

dan pembuluh pengumpul. Substansi yang tidak berguna, kelebih an garam,

dan bahan lain pada 􀅿 ltrat dikeluarkan dalam urine. Tiap hari tabung ginjal

mereabsorpsi lebih dari 178 liter air, 1.200 gram garam, dan 150 gram glukosa.

Sebagian besar dari zat-zat ini direabsorpsi beberapa kali.

Setelah terjadi reabsorpsi maka tubulus akan

menghasilkan urine sekunder yang komposisinya

sangat berbeda dengan urine primer. Pada urine

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 urine primer dapat

mencapai 2% dalam urine sekunder.

3) Augmentasi

Pada proses augmentasi, urine sekunder dari

lengkung Henle akan masuk ke tubulus distal. Di

dalam tubulus distal urine mengalami augmentasi,

yaitu proses penambahan zat yang tidak diperlukan

tubuh ke dalam tubulus kontortus distal. Komposisi

urine yang dikeluarkan lewat ureter adalah 96% air,

1,5% garam, 2,5% urea, dan sisanya substansi lain,

misalnya pigmen empedu yang berfungsi memberi

warna dan bau pada urine.

c. Hal-hal yang memengaruhi produksi urine

Hormon antidiuretik (ADH) yang dihasilkan

oleh kelenjar hipo􀅿 sis posterior akan memengaruhi

penyerapan air pada bagian tubulus distal karena

meningkatkan permeabilitias sel terhadap air.

Jika hormon ADH rendah maka penyerapan air

berkurang sehingga urine menjadi banyak dan

encer. Sebaliknya, jika hormon ADH banyak,

penyerapan air banyak sehingga urine sedikit

dan pekat. Kehilangan kemampuan mensekresi

ADH menyebabkan penyakit diabetes insipidus.

Penderitanya akan menghasilkan urine yang

sangat encer.

Selain ADH, banyak sedikitnya urine dipengaruhi

pula oleh faktor-faktor sebagai berikut:

1) Jumlah air yang diminum

Akibat banyaknya air yang diminum, akan

menurunkan konsentrasi protein yang dapat

menyebabkan tekanan koloid protein menurun,

sehingga tekanan 􀅿 ltrasi kurang efektif.

Hasilnya, urine yang diproduksi banyak.2) Saraf

Rangsangan pada saraf ginjal akan menyebabkan penyempitan duktus

aferen sehingga aliran darah ke glomerulus berkurang. Akibatnya, 􀅿 ltrasi

kurang efektif karena tekanan darah menurun.

3) Banyak sedikitnya hormon insulin

Apabila hormon insulin kurang (penderita

diabetes melitus), kadar gula dalam darah akan

dikeluarkan lewat tubulus distal. Kelebihan

kadar gula dalam tubulus distal mengganggu

proses penyerapan air, sehingga orang akan

sering mengeluarkan urine.2. Paru-Paru ( Pulmo)

Paru-paru memiliki fungsi utama sebagai alat

pernapasan. Akan tetapi, karena mengekskresikan

zat sisa metabolisme maka dibahas pula dalam

sistem ekskresi. Karbon dioksida dan air hasil

metabolisme di jaringan diangkut oleh darah

lewat vena untuk dibawa ke jantung, dari jantung

akan dipompakan ke paru-paru untuk berdifusi

di alveolus. Selanjutnya, H2O dan CO2 berdifusi

atau dieksresikan ke alveolus paru-paru karena

pada alveolus bermuara banyak kapiler yang

mempunyai selaput tipis.

Karbon dioksida dari jaringan, sebagian besar (75%) diangkut oleh plasma

darah dalam bentuk senyawa HCO3, sedangkan sekitar 25% lagi diikat oleh

Hb yang membentuk karboksihemoglobin (HbCO2).3. Hati ( Hepar)

Hati disebut juga sebagai alat ekskresi di

sam ping berfungsi sebagai kelenjar dalam sistem

pencernaan. Perhatikan gambar 7.5. Hati menjadi

bagian dari sistem ekskresi karena menghasilkan

empedu. Hati juga berfungsi merombak hemoglobin

menjadi bilirubin dan biliverdin, setelah

mengalami oksidasi akan berubah menjadi urobilin

yang memberi warna kekuningan pada feses.

Demikian juga kreatinin hasil pemecahan protein,

pembuangannya diatur oleh hati kemudian diangkut

oleh darah ke ginjal.

Jika saluran empedu tersumbat karena adanya endapan kolesterol, maka

cairan empedu akan masuk dalam sistem peredaran darah sehingga cairan

darah menjadi lebih kuning. Penderita yang mengalami gejala tersebut

mengalami sakit kuning.

4. Kulit

Kulit berfungsi sebagai organ ekskresi karena mengandung kelenjar

keringat (glandula sudorifera) yang mengeluarkan 5% sampai 10% dari seluruh

sisa metabolisme. Pusat pengatur suhu pada susunan saraf pusat akan

mengatur aktivitas kelenjar keringat dalam mengeluarkan keringat.

Keringat mengandung air, larutan garam, dan urea. Pengeluaran keringat

yang berlebihan bagi pekerja berat menimbulkan hilangnya garam-garam

mineral sehingga dapat menyebabkan kejang otot dan pingsan.

Kulit selain berfungsi mengekskresikan keringat, juga berfungsi sebagai

pelindung terhadap kerusakan 􀅿 sik, penyinaran, serangan kuman, penguapan,

sebagai organ penerima rangsang (reseptor), serta pengatur suhu tubuh. Kulit

terdiri atas dua bagian utama yaitu: epidermis dan dermis.a. Epidermis (lapisan terluar) dibedakan lagi atas:

Epidermis memiliki lapisan-lapisan (stratum) penyusun, yaitu:

1. stratum korneum berupa zat tanduk (sel mati) dan selalu mengelupas,

2. stratum lusidum,

3. stratum granulosum yang mengandung pigmen, bersama stratum lusidum

mengganti sel-sel di lapisan straum korneum,

4. stratum germinativum adalah lapisan yang selalu membentuk sel-sel kulit

ke arah luar.

b. Dermis

Dermis memiliki 2 lapisan, yaitu stratum papilar dan stratum retikularis.

Baik stratum papilar dan stratum retikularis tersusun atas serabut-serabut

kolagen, elastis, dan retikulus. Serabut kolagen memberikan kekuatan pada

kulit. Serabut elastis bertujuan memberi kelenturan kulit. Serabut retikulus

memberikan kekuatan pada alat di sekitar kelenjar dan folikel rambut.

Dermis merupakan bagian yang terdapat akar rambut, kelenjar minyak,

pembuluh darah, serabut saraf, serta otot penegak rambut. Kelenjar keringat

akan menyerap air dan garam mineral dari kapiler darah karena letaknya

yang berdekatan. Selanjutnya, air dan garam mineral akan dikeluarkan di

permukaan kulit (pada pori) sebagai keringat. Keringat yang keluar akan

menyerap panas tubuh sehingga suhu tubuh akan tetap.

Dalam kondisi normal, keringat yang keluar sekitar 50 cc per jam. Jumlah

ini akan berkurang atau bertambah jika ada faktor-faktor tertentu, misalnya

suhu lingkungan yang tinggi, gangguan dalam penyerapan air pada ginjal

(gagal ginjal), kelembapan udara, aktivitas tubuh yang meningkat sehingga

proses metabolisme berlangsung lebih cepat untuk menghasilkan energi,

gangguan emosional, dan menyempitnya pembuluh darah akibat rangsangan

pada saraf simpatik.5. Kelainan dan Penyakit pada Sistem Ekskresi

a. Kelainan dan penyakit pada ginjal

1) Gagal ginjal

Ginjal dapat rusak akibat infeksi bakteri. Jika

salah satu ginjal tidak berfungsi, ginjal lainnya

mengambil alih tugas penyaringan darah. Jika

kedua ginjal tidak berfungsi, dapat berakibat

fatal karena urea akan tertimbun di dalam tubuh.

Kadar urea yang tinggi meracuni tubuh dan dapat

mengakibatkan kematian.

Jika terjadi penimbunan urea, penderita

mempunyai dua pilihan, yaitu cangkok ginjal

atau cuci darah secara rutin. Cuci darah biasanya

dilakukan sampai penderita mendapatkan donor

ginjal. Organ donor harus memiliki kesesuaian

jaringan dengan organ penderita, agar tidak terjadi

penolakan.

2) Diabetes melitus

Diabetes melitus (kencing manis) adalah penyakit

yang ditandai adanya kadar gula (glukosa)

yang tinggi dalam darah. Hal ini terjadi karena

hormon insulin di dalam tubuh sangat rendah.Rendahnya hormon insulin menyebabkan perombakan glukosa menjadi

glikogen terganggu, sehingga glukosa dalam darah meningkat. Penderita

diabetes melitus selalu merasa kehausan. Beberapa penderita diabetes sering

mengeluhkan sakit kepala, mual, dan muntah.

3) Diabetes insipidus

Diabetes insipidus adalah penyakit yang ditandai dengan pengeluaran

urine yang berlebih. Penyebab diabetes insipidus, yaitu kekurangan ADH.

Kurangnya ADH mengakibatkan pening katan pengeluaran urine, peningkatan

dehidrasi pada penderita, rasa haus terus-menerus, dan tekanan darah

rendah.

4) Batu ginjal

Batu ginjal adalah penyakit karena adanya batu (endapan garam kalsium)

di dalam rongga ginjal, saluran ginjal, atau di dalam kantung kemih. Adanya

batu tersebut menyulitkan keluarnya urine dan menimbulkan rasa nyeri.

Batu ginjal dapat disebabkan oleh kurangnya cairan yang masuk ke dalam

tubuh, kegiatan yang berlebihan disertai dehidrasi, dan konsumsi obat-obatan

yang mengandung asam urik.

5) Nefritis

Nefritis yaitu kerusakan pada nefron ( glomerulus) karena infeksi kuman.

Penyakit ini menyebabkan ginjal tidak dapat bekerja sesuai fungsinya.Akibatnya, urea masuk ke dalam darah dan gejala ini

disebut uremia. Uremia menyebabkan penyerapan

air terganggu sehingga terjadi penimbunan air di

kaki (kaki membesar) yang disebut edema. Penyakit

inilah yang sering disebut gagal ginjal.

b. Kelainan dan penyakit pada hati

Kelainan dan penyakit yang mengganggu

fungsi hati sebagai alat ekskresi adalah hepatitis.

Hepatitis adalah radang hati yang disebabkan

oleh virus. Ada bermacam-macam virus, misalnya

virus hepatitis A, B, C, D, E, F, dan G. Hepatitis

yang disebabkan oleh virus hepatitis B lebih berat

daripada yang disebabkan oleh virus hepatitis A.

Hepatitis A disebabkan oleh infeksi hepatitis

A virus (HAV). Hepatitis A menular melalui

makanan, air, dan peralatan yang terkontaminasi

HAV. Hepatitis B disebabkan oleh infeksi hepatitis

B virus (HBV). Hepatitis B dapat menular melalui

darah, misalnya melalui transfusi darah. Hepatitis

C disebabkan oleh virus yang belum diketahui

secara pasti.

c. Kelainan dan penyakit pada kulit

1) Biduran

Udara dingin bisa menyebabkan kulit kita

menjadi gatal dan timbul bengkak-bengkak dengan

bentuk yang tidak teratur. Kondisi seperti ini disebut

biduran. Biduran dapat berlangsung beberapa

jam hingga beberapa hari dan tidak meninggalkan

bekas. Alergi terhadap bahan kimia, makanan, atau

obat-obatan dapat pula menyebabkan biduran.

2) Kaki atlet (athlete’s foot)

Penyakit ini disebabkan oleh infeksi jamur pada kaki. Keadaan lembap

dan berkeringat pada kaki merupakan kondisi yang mendukung pertumbuhan

jamur ini. Menjaga agar kaki kita tidak lembap dan segera melepaskan

sepatu atau kaus kaki setelah beraktivitas dapat membantu mencegah penyakit

kaki atlet.

3) Ringworm

Selain menginfeksi kulit, jamur penyebab ringworm dapat menginfeksi

kuku dan kulit kepala. Ciri dari infeksi jamur ini adalah membentuk bekas

melingkar di kulit. Penyakit ini dapat dikurangi dengan menggunakan obat

antijamur. Cara yang paling tepat untuk mencegah penyakit ini dengan

menjaga kebersihan diri dan menjaga agar kulit tetap kering dan tidak

lembap.4) Kutu dan cacing

Selain jamur, parasit yang umum ditemui pada kulit manusia berupa kutu

dan cacing. Kutu dan cacing menyebabkan iritasi dan gatal. Parasit ini dapat

berpindah ke orang lain sehingga bisa menular.

5) Psoriasis

Penderita psoriasis mengalami gejala seperti kulit kemerahan dan bersisik

yang dapat terjadi pada kulit kepala, sikut, lutut, atau punggung. Gejala ini

sering berulang dan hingga saat ini psoriasis belum dapat disembuhkan secara

total.

6) Kanker kulit

Dari semua jenis kanker, kanker kulit adalah jenis kanker yang paling

sering dijumpai. Paparan terhadap sinar matahari yang berlebihan dapat

memicu timbulnya kanker kulit. Penyakit ini lebih sering menyerang

orang dengan kulit yang berwarna terang yang lebih sensitif terhadap sinar

matahari. Pencegahan dapat dilakukan dengan menggunakan tabir surya atau

membatasi lamanya kulit terpapar sinar matahari.

C. Alat Ekskresi pada Hewan

Alat ekskresi pada hewan avertebrata berbeda dengan hewan vertebrata.

Pada hewan avertebrata belum terdapat sistem ekskresi. Namun, hewanhewan

avertebrata mempunyai alat dan cara tersendiri dalam melakukan

proses ekskresi. Misalnya sel-sel api pada Platyhelminthes, nefridia pada

Annelida, dan saluran/pembuluh malpighi pada serangga. Protozoa juga

memiliki alat ekskresi berupa vakuola kontraktil.

Sistem ekskresi pada vertebrata sudah memiliki alat-alat yang lebih

spesi􀅿 k. Misalnya pisces dan am􀅿 bi dengan sepasang ginjal opistonefros,

reptilia, aves, dan mamalia dengan sepasang ginjal metanefros. Berikut ini

akan dibahas alat ekskresi belalang anggota hewan avertebrata dan alat

ekskresi ikan anggota hewan vertebrata.

1. Alat Ekskresi pada Belalang

Alat ekskresi belalang adalah pembuluh Malpighi. Pembuluh Malpighi yaitu

alat pengeluaran yang berfungsi seperti ginjal pada vertebrata. Pembuluh

Malpighi berupa kumpulan benang halus yang berwarna putih kekuningan

dan pangkalnya melekat pada pangkal dinding usus. Di samping pembuluh

Malpighi, serangga juga memiliki sistem trakea untuk mengeluarkan zat sisa

hasil oksidasi yang berupa CO2. Sistem trakea ini berfungsi seperti paru-paru

pada vertebrata.

Belalang tidak dapat mengekskresikan amonia dan harus memelihara

konsentrasi air di dalam tubuhnya. Amonia yang diproduksinya diubah

menjadi bahan yang kurang toksik yang disebut asam urat. Asam urat

berbentuk kristal yang tidak larut.Pembuluh Malpighi terletak di antara usus tengah dan usus belakang.

Darah mengalir lewat pembuluh Malpighi. Saat cairan bergerak lewat bagian

proksimal pembuluh Malpighi, bahan yang mengandung nitrogen diendapkan

sebagai asam urat, sedangkan air dan berbagai garam diserap kembali secara

osmosis dan transpor aktif. Asam urat dan sisa air masuk ke usus halus dan

sisa air akan diserap lagi. Kristal asam urat dapat diekskresikan lewat anus

bersama dengan feses.2. Alat Ekskresi pada Ikan

Ikan memiliki saluran ginjal dan saluran kelaminnya bermuara dan

bersatu pada suatu lubang yang dinamakan urogenital yang terletak di

belakang anus. Ikan mengeluarkan zat sisa yang berupa cairan.

Pada ikan yang bernapas dengan insang, urine dikeluarkan melalui kloaka

atau porus urogenitalis, dan karbon dioksida dikeluarkan melalui insang.

Sedangkan pada ikan yang bernapas dengan paru-paru, karbon dioksida

dikeluarkan melalui paru-paru dan urine dikeluarkan melalui kloaka.

Sistem pengeluaran pada ikan air laut dan ikan air tawar sedikit berbeda.

Pada ikan air tawar, ginjal mengandung sejumlah besar glomerulus.

Penyaringan berjalan cepat kemudian amonia akan dikeluarkan bersama urine

yang sangat encer dan banyak. Pada ikan air laut bertulang keras, ginjalnya

hanya sedikit mengandung glomerulus. Penyaringan berjalan lambat dan

nitrogen sisa berupa urea diekskresikan bersama urine. Urine tersebut hanya

sedikit dan bersifat isotonik dengan cairan tubuh.