< Previous82Kelas VIII SMP/MTsSemester 2A. Struktur dan Fungsi Sistem Ekskresi pada ManusiaAyo, Kita PelajariIstilah Penting Ginjal Kulit Paru-paru Hati Ekskresi Defekasi Sekresi Ginjal Uretra Ureter Nefron Kulit Epidermis Dermis Hati Paru-paru AlveolusMempelajari materi ini akan membantumu memahami sistem ekskresi manusia, sehingga kamu lebih paham bagaimana proses pembuangan zat-zat yang tidak diperlukan tubuh Mengapa Penting? Setelah kita minum, bernapas, dan berlari ternyata banyak zat yang dikeluarkan tubuh. Proses pengeluaran zat-zat sisa metabolisme yang tidak diperlukan tubuh disebut ekskresi. Ekskresi diperlukan tubuh agar zat sisa tersebut tidak meracuni tubuh karena dapat merusak berbagai organ dalam tubuh bahkan dapat menyebabkan kematian. Sistem ekskresi pada manusia melibatkan beberapa organ ekskresi yaitu; ginjal, kulit, paru-paru, dan hati. 1. GinjalApakah kamu mengetahui fungsi ginjal? Ginjal berfungsi untuk menyaring darah yang mengandung zat sisa metabolisme dari sel di seluruh tubuh. Ginjal terletak di kanan dan kiri tulang pinggang, yaitu di dalam rongga perut pada dinding tubuh bagian belakang (dorsal) (Gambar 9.2 a). Ginjal sebelah kiri letaknya lebih tinggi daripada ginjal sebelah kanan. Ginjal memiliki bentuk seperti biji kacang merah (Gambar 9.2 b).Ginjal berwarna merah karena banyak darah yang masuk ke dalam ginjal. Darah akan masuk ke dalam ginjal melalui pembuluh arteri besar dan akan keluar dari ginjal melalui pembuluh vena besar.Apabila sebuah ginjal dipotong melintang, maka akan tampak tiga lapisan, seperti pada Gambar 9.2 c. Bagian luar disebut korteks renalis atau kulit ginjal, di bawahnya terdapat medula renalis, dan di 83Ilmu Pengetahuan Alambagian dalam terdapat rongga yang disebut rongga ginjal atau pelvis renalis. Ginjal tersusun atas lebih kurang 1 juta alat penyaring yang disebut dengan nefron. Perhatikan Gambar 9.2 d! GinjalAortaVena kava inferiorUreterKantung kemihUretraKorteks renalisMedulla renalisPelvis renalisUreterKorteks renalisMedulla renalisKapsula BowmanTubulusCabang arteri renalisCabang vena renalisMenuju pelvis renalisTubulus kolektivusDari nefron lainTubulus distalLengkung Henle dan kapiler darahArteriole dari glomerulusArteriole dari arteri renalisGlomerulusKapsula BowmanabcdSumber: Reece et al. 2012Gambar 9.2 Ginjal dan Struktur PenyusunnyaNefron merupakan satuan struktural dan fungsional ginjal karena nefron merupakan unit penyusun utama ginjal dan unit yang berperan penting dalam proses penyaringan darah. Sebuah nefron terdiri atas sebuah komponen penyaring atau badan Malpighi yang dilanjutkan oleh saluran-saluran (tubulus). Setiap badan Malpighi mengandung gulungan kapiler darah yang disebut glomerulus yang berada dalam kapsula Bowman. Pada bagian inilah proses penyaringan darah dimulai. Perhatikan Gambar 9.3 agar kamu dapat melihat struktur badan Malpighi dengan lebih jelas.84Kelas VIII SMP/MTsSemester 2Arteri aferenArteri eferenKapsula BowmanGlomerulusBadan MalpighiKapsula BowmanGlomerulusBadan MalpighiArteri aferenArteri eferenSumber: Longenbaker, 2011Gambar 9.3. Struktur Badan MalpighiMedula renalis (bagian tengah ginjal) tersusun atas saluran-saluran yang merupakan kelanjutan dari badan Malpighi dan saluran yang ada di bagian korteks renalis. Saluran-saluran itu adalah tubulus proksimal, lengkung Henle, tubulus distal, dan tubulus kolektivus (pengumpul) yang terdapat pada medula. Lengkung Henle adalah saluran ginjal yang melengkung pada daerah medula yang menghubungkan tubulus proksimal dengan tubulus distal. Pelvis renalis atau rongga ginjal berfungsi sebagai penampung urine sementara sebelum dikeluarkan melalui ureter. Untuk lebih memahami proses penyaringan yang terjadi di dalam ginjal, ayo kita lakukan aktivitas berikut ini.Aktivitas 9.1 Model Penyaringan Darah dalam Ginjal Ayo, Kita Lakukan Apa yang kamu perlukan?1. 500 mL air2. 2 mL pewarna makanan warna merah3. 1 sendok makan tepung terigu85Ilmu Pengetahuan Alam4. 1 buah pengaduk 5. 2 buah gelas kimia ukuran 500 mL6. 1 buah corong7. 1 buah kertas saring Apa yang harus kamu lakukan?1. Sediakan 500 mL air lalu campurkan 5 tetes pewarna makanan ke dalam gelas kimia.2. Sediakan 1 sendok tepung terigu.3. Susunlah alat seperti pada Gambar 9.4.4. Tuangkan secara hati-hati sebagian campuran yang telah dibuat, di atas kertas saring.5. Amatilah hasil penyaringan yang terbentuk, bandingkan dengan larutan yang belum disaring. Apa yang perlu kamu diskusikan?1. Bagaimana perbedaan air dari larutan hasil penyaringan dan bahan awal sebelum disaring?2. Apa yang menyebabkan berbeda?3. Bila rangkaian percobaan pada Gambar 9.4 diumpamakan sebagai badan Malpighi, maka:a. corong dan kertas saring diumpamakan sebagai bagian apakah pada badan Malpighi?b. gelas kimia diumpamakan sebagai bagian apakah pada badan Malpighi? Apa yang dapat kamu simpulkan?Berdasarkan percobaan dan diskusi yang telah kamu lakukan, apa yang dapat kamu simpulkan?Gelas kimiaCorongKertas saringSumber: Dok. KemdikbudGambar 9.4 Perangkat Model Penyaringan Darah86Kelas VIII SMP/MTsSemester 2Setelah kamu melakukan Aktivitas 9.1 tentang model penyaringan darah di dalam ginjal, kamu telah mengetahui bagaimana mekanisme penyaringan zat secara sederhana sehingga memberikan sedikit gambaran tentang bagaimana proses penyaringan dalam ginjal. Tahukah kamu, bahwa proses pembentukan urine di dalam ginjal melalui tiJa tahapan" .etiJa tahapan terVeEut adalah tahap filtraVi tahap reabsorpsi, dan tahap augmentasi. a. Tahap FiltrasiPembentukan urine dimulai dari darah mengalir melalui arteri aferen ginjal masuk ke dalam glomerulus yang tersusun atas kapiler-kapiler darah. Ketika darah masuk ke glomerulus, tekanan darah menjadi tinggi sehingga mendorong air dan zat-zat yang memiliki ukuran keFil keluar melalui pRripRri kapiler dan menJhaVilkan filtrat. &airan haVil pen\arinJan terVeEut filtrat terVuVun ataV urREilin urea glukosa, air, asam amino, dan ion-ion seperti natrium, kalium, kalsium, dan klor. Filtrat selanjutnya disimpan sementara di dalam kapsula Bowman (Gambar 9.5). Darah dan protein tetap tinggal di dalam kapiler darah karena tidak dapat menembus pori-pori glomerulus. Filtrat yang tertampung di kapsula Bowman disebut urine primer. Tahapan pembentukan urine primer ini disebut tahap ¿ltUasi.Arteri eferenKapsula BowmanGlomerulusTubulus kolektivusTubulus distalTubulus proksimalBadan MalpighiLengkung HenlePembuluh kapilerPori-pori kapiler (fenestra)GlukosaBilirubinAirUreaIon-ionAirAirArteri aferenSumber: Shier et al.2012Gambar 9.5 Struktur Badan Malpighi dan Proses Filtrasib. Tahap Reabsorpsi8rine primer \anJ terEentuk pada tahap filtraVi maVuk ke tubulus proksimal. Di dalam tubulus proksimal terjadi proses penyerapan kembali zat-zat yang masih diperlukan oleh tubuh 87Ilmu Pengetahuan Alamyang disebut dengan tahap reabsorpsi. Glukosa, asam amino, ion kalium, dan zat-zat yang masih diperlukan oleh tubuh juga diangkut ke dalam sel dan kemudian ke dalam kapiler darah di dalam ginjal. Sedangkan urea hanya sedikit yang diserap kembali (Gambar 9.6). GlukosaAirAsam aminoIon-ionTubulus proksimalArteri eferenTubulus proksimalSumber: Longenbaker, 2011Gambar 9.6 Proses ReabsorpsiCairan yang dihasilkan dari proses reabsorpsi disebut urine sekunder. Urine sekunder mengandung air, garam, urea, dan urobilin. Urobilin inilah yang memberikan warna kuning pada urine, sedangkan urea yang menimbulkan bau pada urine. Urine sekunder yang terbentuk dari proses reabsorpsi selanjutnya mengalir ke lengkung Henle kemudian menuju tubulus distal. Selama mengalir dalam lengkung Henle air dalam urine sekunder juga terus direabsorpsi.c. Tahap AugmentasiSetelah melalui lengkung Henle, urine sekunder sampai pada tubulus distal. Pada bagian tubulus distal masih ada proses penyerapan air, ion natrium, klor, dan urea. Pada tubulus distal terjadi proses augmentasi, yaitu pengeluaran zat-zat yang tidak diperlukan tubuh ke dalam urine sekunder. Urine sekunder yang telah bercampur dengan zat-zat sisa yang tidak diperlukan tubuh inilah yang merupakan urine sesungguhnya. Urine tersebut kemudian disalurkan ke pelvis renalis (rongga ginjal). Urine yang terbentuk selanjutnya keluar dari ginjal melalui ureter, kemudian menuju kandung kemih yang merupakan tempat menyimpan urine sementara (Gambar 9.7). Kandung kemih memiliki dinding yang elastis. Kandung kemih mampu meregang untuk dapat menampung sekitar 0,5 L urine. Proses pengeluaran urine 88Kelas VIII SMP/MTsSemester 2dari dalam kandung kemih disebabkan oleh adanya tekanan di dalam kandung kemih. Tekanan pada kandung kemih disebabkan oleh adanya sinyal yang menunjukkan bahwa kandung kemih sudah penuh. Sinyal penuhnya kandung kemih memicu adanya kontraksi otot perut dan otot-otot kandung kemih. Akibat kontraksi ini urine dapat keluar dari tubuh melalui uretra. Agar kamu lebih mudah memahami dan mengingat bagaimana proses pembentukan urine pada ginjal, ayo lakukan aktivitas berikut ini!Ayo, Kita DiskusikanProses pembentukan urine, terlihat begitu panjang dan rumit. Oleh karena itu, untuk mempermudah kamu merangkumnya, coba siapkan kertas HVS kosong dan lipat menjadi 5 bagian seperti Gambar 9.8. Pada masing-masing lipatan tulislah setiap bagian-bagian nefron ginjal, seperti badan Malpighi, tubulus proksimal, lengkung Henle, tubulus distal, dan tubulus pengumpul. Kemudian tulislah pertanyaan berikut pada setiap lipatan.1. Peristiwa apa yang terjadi di sini?2. Apa saja zat yang dihasilkan?3. Disebut apakah hasil yang terbentuk?Tuliskan juga jawabanmu, kemudian warnailah lipatan yang termasuk bagian medula ginjal dan bagian korteks ginjal dengan warna yang berbeda! Kandung kemihUretraUreterGinjalSumber: Marieb et al. 2013Gambar 9.7 Sistem dalam Pembentukan UrineSumber: Dok. KemdikbudGambar 9.8 Lipatan Kertas untuk Merangkum89Ilmu Pengetahuan Alam2. KulitKetika berolahraga kamu akan mengeluarkan keringat bukan? Perhatikan Gambar 9.9! Selain menjaga suhu tubuh, berkeringat ternyata juga berfungsi untuk mengeluarkan zat sisa metabolisme. Organ tubuh manakah yang memiliki peran dalam pembentukan keringat dan bagaimana tubuh membuat keringat? Sebagai organ ekskresi, kulit berperan dalam pembentukan dan pengeluaran keringat. Selain fungsi tersebut, kulit juga berfungsi untuk melindungi jarinJan di EaZahn\a dari keruVakankeruVakan fiVik karena JeVekan penyinaran, berbagai jenis kuman, dan zat kimia berbahaya. Selain itu, kulit juga berfungsi untuk mengurangi kehilangan air dalam tubuh, mengatur suhu tubuh, dan menerima rangsangan dari luar. Perhatikan Gambar 9.10! Kulit terdiri atas dua lapisan utama yaitu lapisan epidermis (kulit ari) dan lapisan dermis (kulit jangat).RambutPori-poriKeringatKelenjar keringatKelenjar minyakJaringan adiposa (lemak)ArteriVenaJaringan sarafAkar rambutEpidermisDermisHipodermisJaringan sarafSumber: Campbell et al. 2008Gambar 9.10 Struktur Anatomi KulitSumber: www.aboutkidshealth.caGambar 9.9 Seseorang sedang Berkeringat90Kelas VIII SMP/MTsSemester 2a. Lapisan Epidermis (Kulit Ari)Epidermis merupakan lapisan kulit paling luar yang tersusun atas sel-sel epitel yang mengalami keratinisasi. Pada lapisan epidermis tidak terdapat pembuluh darah maupun serabut saraf. Pada lapisan epidermis, masih terdapat beberapa lapisan kulit, antara lain stratum korneum yang merupakan lapisan kulit mati dan selalu mengelupas dan lapisan stratum granulosum yang mengandung pigmen melanin. Di bawah stratum granulosum terdapat lapisan stratum germinativum yang terus menerus membentuk sel-sel baru ke arah luar menggantikan sel-sel kulit yang terkelupas. b. Lapisan Dermis (Kulit Jangat)Lapisan dermis terdapat dibawah lapisan epidermis. Pada lapisan dermis terdapat otot penggerak rambut, pembuluh darah, pembuluh limfa, saraf, kelenjar minyak (glandula sebasea), dan kelenjar keringat (glandula sudorifera). Kelenjar keringat berbentuk seperti pembuluh panjang. Pangkal kelenjar keringat menggulung dan berhubungan dengan kapiler darah dan serabut saraf. Serabut saraf akan meningkatkan kerja kelenjar keringat, sehingga merangsang produksi keringat. Kelenjar keringat akan menyerap air, ion-ion, NaCl, dan urea dari dalam darah yang kemudian dikeluarkan melalui pori-pori kulit. Di bawah lapisan dermis, terdapat lapisan hipodermis atau lapisan subkutan. Lapisan hipodermis bukan merupakan bagian dari kulit, namun merupakan kumpulan jaringan ikat yang berfungsi melekatkan kulit pada otot. Lapisan hipodermis banyak tersusun atas jaringan lemak sehingga juga berfungsi menjaga suhu tubuh.Tahukah Kamu?Tubuh memiliki kemampuan untuk mengatur berapa banyak jumlah air yang harus dikeluarkan oleh tubuh agar jumlah air di dalam darah tetap seimbang, baik dikeluarkan dalam bentuk keringat atau dalam bentuk urine. Fungsi ini diatur oleh bagian otak yang disebut hipotalamus. Ketika hipotalamus mendeteksi bahwa di dalam darah terlalu banyak air, hipotalamus akan melepaskan sejumlah hormon yang mendorong ginjal untuk meningkatkan jumlah urine yang dikeluarkan. Begitu pula ketika suhu udara panas, hipotalamus akan mengeluarkan hormon tertentu dan memberikan sinyal pada kelenjar keringat yang terdapat di dalam kulit untuk memproduksi keringat yang lebih banyak.91Ilmu Pengetahuan AlamAyo, Kita Cari TahuKulit memiliki kelenjar keringat yang berfungsi mengeluarkan keringat ketika suhu udara meningkat. Menurutmu mengapa kita harus berkeringat ketika suhu udara meningkat? Pada kulit juga terdapat jaringan adiposa, apakah fungsi dari jaringan tersebut? Bagaimanakah jika dalam kulitmu tidak ada jaringan adiposa? Coba cari tahu fungsi kulit yang lainnya! Kamu dapat berdiskusi dengan teman sebangkumu atau mencari informasi di buku dan internet.3. Paru-ParuPembahasan tentang organ paru-paru sudah banyak dibahas pada materi sistem pernapasan. Selain berfungsi sebagai alat pernapasan, paru-paru juga berfungsi sebagai alat ekskresi. Masih ingatkah kamu apa yang dikeluarkan paru-paru selama kita bernapas? Bagaimana pertukaran gas yang terjadi di dalam alveolus? Coba perhatikan Gambar 9.11! Paru-paruAlveolusRongga hidungTrakeaBronkusBronkiolusBronkiolusPembuluh darah dari jantung (kaya CO2)Pembuluh darah menuju jantung(kaya O2)DiafragmaPembuluh kapilerCO2O2Sumber: Reece et al. 2012Gambar 9.11 Struktur Paru-paru pada ManusiaNext >