RESPIRASI DAN PENGELUARAN

RESPIRASI DAN PENGELUARAN

Respirasi

Suatu simpanan oksigen harus senantiasa terdapat dalam air atau udara untuk memungkinkan respirasi dijalankan. Tanpa respirasi hewan akan naik. Keadaan ini telah diperhatikan untuk pertama kalinya oleh Joseph Priestly pada tahun 1774, yang telah mengumpulkan oksigen dengan memanaskan merkurik oksida merah. Rekan sejawatnya seorang berbangsa Prancis bernama Atione Lavoisier telah membuat kesimpulan dengan tepat bahwa pembakaran oleh lilin yang menyala dan respirasi oleh hewan menghilangkan oksigen dari udara. Inilah pertama kalinya proses-proses fisiologi diterangkan dengan cara yang sama seperti mekanisme untuk benda mati
Pertukaran gas terjadi melalui proses fisikal yang dinamakan peresapan. Untuk memungkinkan proses peresapan menjadi peresapan yang berarti, terjadinya pertukaran gas harus (1) lembab (2) tipis, dan (3) besar dalam hubungan dengan tubuh. Kita akan membandingkan bagaimana kebutuhan tubuh dapat terpenuhi pada hewan air dan daratan.

Hewan air

Air yang tertepu sepenuhnya dengan udara mengandung kira-kira 20 kali lipat lebih rendah olsigen dibandingkan denga udara. Hal tersebut membuktikan bahwa hewan air perlu mempunyai cara mendapatkan oksigen yang lebih berarti daripada hewan daratan. Namun demikian sebagian organ tidak mempunyai satu bagian yang khusus untuk pertukaran gas. Organisasinya adalah sedemikian serupa sehingga organisme tersebut mempunyai luas permukaan yang luas dibandingkan dengan ukuranya dengan. demikaian seperti juga pada hydra dan planaria setiap sel dapat menjalankan pertukaran gas dengan limgkungan air.
Kebanyakan organisme air mempunyai suatu bagian yang khusus untuk pertukaran gas. Sebagian besar bernafas melalui insang bervaskular, yang terdapat di bagian dalam atau luar. Dikalangan invertebrate insang biasanya merupakan suatu pertumbuhan keluar dari permukaan tubuh. Insang tersebut menjadi sederhana seperti pada tapak sulaiman, ataupun terbagi seperti pada kekima. Dikalangan ivertbrata insang ikan merupakan ujuran dari saluran pencernaan. Air memasuki faring dan memasuki celah insang yang mungkin dilindungi oleh kelopak luar yang dinamakan operculum. Insangnya terdiri dari filament, yang terlipat sendiri menjadi lamella seperti piring. Dalam kapilari setiap lamella darah mengalir dalam arah yang bertentangan dengan pergerakan air melalui insang. Aliran lawan arus tersebut meningkatkan jumlah oksigen yang dapat dibawa ; apabila darah dalam setiap lamella meningkat kandungan oksigen yang lebih tinggi. Walaupun hal tersebut merupakan suatu cara untuk mendapatkan oksigen dengan cara paling berarti namun ikan-ikan menggunakan 25% daripada tenaga untuk bernafas. Dibandingkan 1 hingga 2% pada mamalia daratan. Karena air begitu berat dan tidak kaya oksigen dibandingkan dengan udara.

Hewan Daratan

Cacing tanah merupakan hewan invertebrate daratan yang menggunakan permukaan tubuhnya untuk respirasi. Dengan demikian permukaan tubuhnya harus senantiasa tipis dan lembab dan tidak dapat berfungsi sebagai suatu perlindungan terhadap kekeringan. Sewaktu cacing tanah tetap tertimbun dalam tanah yang lembab , maka ia akan mengalami sedikit bahaya. Apa yang pasti cacing tanah tidak dapat bergerak pada hari yang panas dan kering tanpa mengalami arti yang sangat buruk. Kehilangan air yang terlalu banyak pada permukaan tubuh akan mengakibatkan kematian.
Serangga dan artropod daratan lain yang tertentu mempunyai system respirasi yang sederhana tetapi khusus yang dikenal sebagai system tralea. Oksigen memasuki spirakel yaitu libang seperti inja yang terdapat di kedua sisi dan bergerak terus ke semua sel tubuh melalui tiub-tiub. (traea) yang bercabang berulang-ulang ke semua bagian tubuh. Trakea berakhir dalam saluran yang kecil(trakeol) yang tersentuh secara langsung dengan tubuh sel. Serangga yang lebih besar memompa udara kedalam dan keluar dari system tubuh melalui pergerakan tubuh. Namun demikian kemampuan sistem ini adalah terhad. Perhatikan bahwa penggunaan suatu system penyebaran gas menggantikan darah bagi fungsi tersebut. Darah serangga tidak berwarna karena oksigen disebarkan melalui system respirasi dan bukan oleh system peredaran.
Vertebrata daratan terutama telah mengevolusi rongga dalam bervaskular yang dikenal sebagai paru-apru. Paru- paru tersebut tidak ter bentuk dengan sempurna pada amfibia, karena pada amfibia juga menggunakan kulit sebagai pertukaran gas. Sewaktu musim memikat katak jantan berbulu ( astylosternus robustus ) membentuk ujuran doral yang menyerupai bulu. Oksigen tambah diperlukan karena proses memikat ini mengambil beberpa wktu lamany. Kulit amfibia seperti juga pada cacing tanah harus senanriasa tipis dan lembab ntuk pertukaran gas; dengan demikian hewan-hewan tersebut hanya terhad tehadap linkungan yang lembab.
Lapisan sebelah dalam paru-paru diperoleh lebih terbagi pada reptilia dibandingkan amfibia. Paru-paru burung dan mamalia dibagikan dengan lebih terperinci kepada jalan-jalan dan ruang yang kecil. Telah dianggarkan bahwa paru-paru manusia mempunyai jumlah permukaan yang sekurang-kurangnya 30 kali lipat daripada luas permukaan kulit. Luas permukaan paru-paru yang besar ini memasti kan pertukaran gas yang mencukupi.
Vertebrata daratan memventilasi paru-paru dengan menggerakan udara ke dalam dan keluar dan kedalam dari saluran pernafasan. Udara dilembabkan apabila bergerak di sepanjang tib yang bersambung dengan paru-paru, yang melindungi paru-paru dari kkekeringan udara. Katak maenggunakan tekanan positif untuk menolak udara kedalam saluran pernafasan dengan lubang hidung yang tertutup rapat. Lantai mulut terangkat dan menolak udara kedalam paru-pru. Reptilian, burung, dan mamalia menggunakan tekanan negative. Paru-paru mengembangakan dan udara masuk dengan banyaknya. Reptilian mempunyai tulang rusuk yamg dapat terangkat untuk mengembangkan paru-paru. Mamalia mempunyai tulang rusuk yang terangkat keatas dan keluar dan suatu diafragma berotot yang datar. Kedua tindakan trsebut meningkatkan isi paru-paru. Dan dengan hal tersebut udara dihisap kedalam sewaktu penyedutan. Setelah penyedutan penghembusan juga terjadi, sewaktu penghembusan udara ditolak keluar dari paru-paru. Pada reptilian merendahkan rusuk akan mengadakan suatu tekanan yang menolak udara keluar. Pada mamalia tulang rusuk bukan hanya direndahkan, tetapi diafragmanya terangkat untuk menolak udara keluar dari paru-paru.

Paru-paru amfibia, reptilian, dan mamalia tidak kosong sepenuhnya dan diisi semula sewaktu setiap lingkungan pernafasan. Sebaliknya juga udara yang masuk bercampur dengan udara yang digunakan yang masih terdapat didalam paru-paru. Walaupun membantu menyimpan air namun proses ini juga mengurangi kemampuan pertukaran gas. Keperluan oksigen oleh burung yangukuran badanya harus senantiasa kecil tidak dapat dilaksanakan oleh system ventilasi tak lengkap tersebut. Dengan demikian burung mengadakan suatu system ventilasi lengkap. Udara segar yang kaya oksigen bergerak melalui paru-paru dalam satu arah dan tidak bercampur dengan udara yang telah digunakan. Udara yang masuk dibawa melalui paru-paru oleh bronkus yang membawa ke satu set kantung udara posterior. Udara kemudian bergerak kedepan melalui paru-paru kedalam satu set kantung udara anterior. Dalam hal ini udara kemudian dibuang.
Pada kebanyakan bagian pertukaran udara adalah sangat bervaskular. Karena mempunyai simpanan berkapilari darah yang sangat banyak . oksigen dibawa dari permukaan pertukaran ke baggian dalam tubuh melalui system peredaran darah . darah vertebrata mempunyai pigmen respirasi yang dinamakan hemoglobin yang membantu membawa oksigen. Hemoglobin yang menyebabkan darah berwarna merah.

System Pertukaran Gas Manusia

Jalan Udara
System pertukaran gas manusia (respirasi) termasuk semau struktur yang membawa udara ke paru-paru dan dari paru-paru. Paru-paru letak disebelah rongga torasik (dada) tempat paru-paru tersebut dilindungi dari kekeringan. Apabila udara bergerak melalui hidung trakea, dan bronkus, udara disaring agar bebas dari puing, panas dan lembab agar berada pada suhu tubuh, dan jenih air apabila telah sampai ke paru-paru. Didalam bulu hidung, dan silium bertindak sebagai alat penyaring.dalam trakea dan bronkus silium bergerak keatas , membawa debu, muskus dan kadangkala kelebihan makanan yang bergerak kebawah dengan cara yang salah kedalam takak atau farink tempat bahan yang berkumpul tersebut ditelan atau dimuntahkan.
Langit-langit yang keras dan lembut memisahkan rongga hidung dari mulut, tetapi udara dan makana bergerak melalui faring. Langit-langit ini nampaknya tidak mampu, tetapi dikuatorkan tercekik jika makanan masuk ketrakea dangan tidak sengaj; namun demikian susunan tersebut mempunyai kebaikan karena mmemungkimkam seseorang bernafas melalui mulut sekiranya mulut tersumbat. Selain itu juga memungkin kan penghisapan udara yang lebih banyak sewaktu berolahraga apabila pertukaran gas yang lebih banyak daiperlukan.
Udara bergerak dari faring melalui glottis, suatu lubang kedalam larink atau kotak suara. Dipinggir glottis, peti suara terbenam dalam membrane mucus. Ligament tersebut bergetar dan menghasikkan bunyi apabila udara dikeluarkan melalui glottis ke larink.
Larink dan trakea selalu terbuk untuk menerima udara. Larink selalu terbuka oleh rawan kompleks yang membentuk saluran makanan. Trakea selalu terbuka ole rangkaian cincin berawa yang berbentuk C yang tidak bertaut benar dibagian ujungnya. Apabila makanan ditela, laring terangkat dan glottis tertutup oleh suatu jaringan yang dinamakan epiglottis.pergerakan langit-langit lembut kearah belakang manutup kemasukan jalan hidung kedalam farinks
Trakea terbagi menjadi dua bronkus yang memasuki paru-paru kanan dan kiri;masing masing bercabang kedalam jalan yang lebih kecil yang terdapat banyak sekali yang dinamakan bronkiol kedua bronkus menyerupai trakea dari segi struktur, tetapi apabila tiub bronkus membagi menjadi sub bagian, dinding menjadi lebih tipis dan cincin rawan tidak terdapat lagi.

RESIKO MEROKOK DIBANDING DENGAN KEBAIKAN BERHENTI MEROKOK

Berdasarkan statistic yang terdapat, persatuan kanker amerika memberikan peringatan pada kita bahwa merokok mengakibatkan resiko yang tinggi diantara resiko merokok adalah sebagai berikut :
Jangka hidup yang pendek seseorang yang berumur 25 tahun yang menhisap 2 kotak rokok sehari mempunyai harapan hidup 8.3 tahun lebih pendek daripada mereka yang tidak merokok. Lebih banyak kotak rokok yang dihisap, semakin pendek harapan hidupnya

Kanker paru-paru menghisap rokok merupakan penyebab utama terjadinya kanker paru-paru pada pria dan wanita. Keseringan terjadinya kanker paru-paru telah meningkat kepada wanita sekarang karena semakin banyak wanita yang merokok. Autopsy terhadap penghisap penghisap rokok telah menunjukan terjadinya kanker paru paru yang perkembanganya secara berangsur angsur. Kejadian yang pertama merupakan penebalan sel yang melapisi bronkus. Kemudian silium akan hilang dan menyebabkan sulitnya menghindari debu dan kotoran berkumpul didalam paru paru.setelah ini sel dengan nucleus atipikal muncul dalam lapisan yang menebal. Hal tersebut mengakibatkan sel sel dengan nucleus yang atipikal mungkin dianggap sebagai kanker in situ (pada satu kedudukan).stadium akhir tersebut terjadi apabila sebagian sel mengurai dan menembus jaringan lain, yaitu suatu proses yang dikenal sebagai metastasis, ini merupakan kanker sebenarnya.

Kanker larink,mulut,isofakus,pundit dan pancreas.peluang terjadinya kanker tersebut ialah dari 2 hingga 17 kali lipat lebih tinggi pada mereka yang merokok dibandigkan dengan mereka yang tidak merokok.

Emfisema.perhisap rokok mempunyai resiko 4 hingga 25 kalilipat lebih tinggi bagi terjadinya efisema.kerusakan dapat dilihat dalam paru paru penghisap rokok yang muda.merokok menyebabkan lapisan bronkiol menjadi tebal.jika bronkiol tersumbat, udara dalam alveolus akan terperangkap.udara yang terperangkap tersebut selalu menyebabkan dinding alveolus akan pecah, dan dinding saluran udara yang kecil dibagian tersebut menjadi tebal.jiak sebagian besar paru paru terkena, paru paru tetap mengembang dan dadanya pun mengmbang akibat udara yang terperangkap. Mengakibatkan sulit bernafas dan batuk oleh karena luas permukaan bagi pertukaran gas mengecil, maka tidak cukup oksigen yang sampai ke jantung dan otak.jantung memompa dengan sangat kuat untuk menolak lebih banyak darah ke paru paru, yng mengakibatkan sakit jantung.kekurangan oksigen ke otak menyebabkan seseorang merasa tertekan,lembab dan tak menyenangkan.

Penyakit jantung koroner.menhisap rokok merupakan factor utama yang menyebabkan 120.000 kematian tambahan di amerika serikat akibat penyakit jantung koroner setiap tahun

Akibat pembiakan. Ibu ibu yang merokok mempunyai anak yang lahir mati dan berat badan yang rendah dan lebih mudah dihinggapi penyakit dan kematian. Anak anak yang dilahirkan oleh ibu ibu yang merokok berperawakan lebih kecil, dan tidak tumbuh secara sempurna secara fisik dan social walaupun setelah berumur 7 tahun setelah dilahirkan

Dengan cara yang sama, Persatuan Kanker Amerika juga memberitahu penghisap rokok mengenai kebaikan berhenti merokok kebaikan ini termasuk yang berikut :
Berkurangnya resiko kematian sebelum waktunya. Jangan merokok selama 10 hingga15 tahun, dan semua resiko kematian akibat dari salah satu kanker yang dinyatakan hamper sama dengan mereka yang tidak merokok

Kesehatan system respirasi semakin baik. Batuk dan dahak yang berlebihan hilang sewaktu beberapa minggu pertama setelah berhenti merokok. Sewaktu kanker masih belum terjadi maka semua akibat yang buruk dapat dihentikan dan paru-paru akan sehat seperti semula. Pada orang sakit yang mengalami emfisema, kadar kerusakan alveolus dikurangi dan fungsi paru-paru menjadi bertambah baik.

Resiko penyakit jantung koroner banyak berkurang. Setelah satu tahun, factor resiko tersebut banyak berkurang, dan setelah 10 tahun resiko mereka yang telah berhenti merokok sama dengan mereka yang tidak merokok.

Tidak adanya resiko melahirkan bayi yang akhirnya meninggal dan anak-anak yang tidak tumbuh sempurna. Bagi wanita yang tidak berhenti merokok sekalipun sampai bulan ke 4 kehamilannya resiko seperti itu berkurang kepada bayi

Orang muda yang merokok harus bertanya pada diri sendiri apakah kebaikan berhenti merokok mengatasi resiko merokok. Berakhir pada suatu ruang yang panjang yang dilindungi oleh banyak suku atau kantung udara yang dinamakan alveolus yang membentuk paru-paru.

Pernafasan

Manusia bernafas melalui mekanisme yang sama seperti yang digunakan oleh semua mamalia yang lain. Kapasitas rongga toraks dan paru-paru meningkat melalui kontraksi otot yang merendahkan diafragma dan menaikkan tulang rusuk. Pergerakan tersebut menimbulkan suatu tekanan negative didalam rongga toraks dan paru-paru, dantekanan atmosfir kemudian menolak udara kedalam paru-paru. Apabila rusuk dan otot diafrgma mengendur, udara dihembuskan akibat tekanan yang meningkat didalam rongga toraks dan paru-paru.
Eksperimen yang dijalankan secara luas menunjukkan bahwa kepekatan karbondioksida ( CO2 ) dan ion hydrogen (H ) yang tinggi merupakan rangsangan utama untuk meningkatkan kadar pernafasan. Kandungan gas darah dikendalikan oleh kemoresptor yang dikenal sebagai aorta dan tubuh karoyid yaitu struktur yang khusus yang terletak didalam dinding auorta dan arteri karoid. Resptor tersebut sangat peka terhadap perubahan kepekatan CO2 dan H tetapi hanya sidikit peka terhadap O2 yang lebih rendah. Perintah dari komoreseptor bergerak dari pusat respirasi dibagian medulla oblongata otak, yang kemudian meningkatkan kadar pernafasan. Pusat respirasi tersebut peka terhadap kamdungan kimia darah yang sampai ke oatak.

Pertukaran Gas Dan Pengangkutan

Peresapan terutama mengakibatkan pertukaran gas yang terjadi antara udara didalam alveolus dan darah. Didalam kapiler pulmonary. Udara atmosfer hanya mengandung sedikit CO2 tetapi darah yang mengalir kedalam kapiler darah diperoleh hamper junuh dengan gas. Dengan demikian CO2 meresap keluar dari darah kedalam alveolus. Hal seperti ini terjadi sebaliknya bagi oksigen. Darah yang mengalir masuk kapiler pulmonary memiliki kandungan oksigen yang rendah dan udara alveolus mengandung banyak oksigen.; sehingga O2 meresap kedalam kapiler.

Pengangkutan O2 dan CO2

Sebagin besar oksigen yang masuk kedalam darah bergabung dengan hemoglobin dalam sel darah merah untuk membentuk oksihemoglobin.

Hb+O2 menjadi HbO2

Setiap molekul hemoglobin mengandung empat rantai polipeptida, dan setiap rantai terlipat dalam sekeliling sutuu struktur yng mengndung ferum bernm heme. Ferum inilah yang sebenarnya membentuh suatu kesatuan yang tidak kut dengan oksigen. Oeh sebab terdapat kira kira 280 juta molekul hemoglobin dalam setiap sel darah merah, maka setip sel darah merah , maka setiap sel berkemampuan membawa lebih dari satu milyar molekul oksigen.
Karbon monoksida yang keluar dari knalpot kendaraan, lebih mudah bergabung dengan hemoglobin disbanding dengan oksigen, dan harus terus bergabung selam beberapa jam tanpa harus mempedulikan keadaan lingkungan kemetian mendadak ataupun membunuh diri akibat keracunan karbon monoksida terjadi karena tidak terdapat hemoglobin darah bagi pengangkutan oksigen.
Cirri pengikatan oksigen bagi hemoglobin dapat kaji dengan meneliti lengkung pemisahan oksihemoglobin. Lengkung tersebut menunjukkan persentase tapak pengikatan oksigen hemoglobin yang membawa oksigen yang membawa oksigen yang membawa oksigen pada tekanan separuh ksigen (PO2) yang berbeda. Tekanan separuh bagi sesuatu gas merupakan jumlah tekanan yang diwujudkan oleh gas tersebut diantara semua gas yang ada. Pada tekanan separuh O2 di dalam paru-paru. Hemoglobin menjadi jenuh dengan O2 tetapi pada tekanan separuh di dalam jaringan, hemoglobin dengan cepat mengeluarkan sebagan besar dari oksigennya.
Penceraian (pemecahan) ini juga di tingkatka oleh pH berasam dengan suhu jaringan yang lebih panas. Hemoglobin yang telah membebaskan oksigen dikenal sebagai Hemoglobin terturun.
Dalam jaringan, hemoglobin terturun bergabung dengan karbon dioksida untuk membentuk karbaminoHemoglobin

Hb+CO2 menjadi HbCO2

Sebagian besar karbon dioksida diangkut sebagai ion bikar bonat. HCO3

CO2+H2 menjadi H2CO3 menjadi H4+H CO3

Karbondioksida bergabung dengan air untuk membentuk asam karbonik; asam karbonik tersebut terurai menjadi suatu ion menjadi suatu ion hydrogen dan ion bikarbonat
Sejenis enzim didalam sel mera, yaitu karbonit anhidrase mempercepat reaksi tersebut. Ion hydrogen yang dibebaskan ini yang dpat mengbah pH darah secara cepat, diserap oleh bagian globin hemoglobin, dan ion bikarbonat meresap keluar dari sel merahuntuk dibawa ke dalam plasma.hemoglobin terturun yang dapat bergabung dengan suatu ion hydrogen dapat dituliskan sebagai HHb.HHb tersebut memainkan peranan yang sangat penting untuk memelihara pH darah.
Apabila darah memasuki kapilari pulmonary, sebagian besar karbondiksidanya ada dalam plasma sebagai ion bikarbonat, sedikit karbon dioksida bebas yang masih terdapat mulai meresap keluar, dan reaksi yang berikutnya mengarah ke kanan.

H+HCO3 mrnjadi H2CO3 menjadi H2O+CO2

Karbonik anhidrase yang mempercepat reaksi. Sewaktu reaksi tersebut hemoglobin membebaskan ion hydrogen yang dibawa, dan HBB manjadi Hb.

Jenis – jenis hemoglobin

Sel otot memiliki suatu pigmen mengikatoksigen yang dinamakan mioglobin. Yang mempunyai keafinan yang lebih tinggi bagi oksigen dibandingkan hemoglobin, dan berkecinderungan mengikat oksigen sehingga PO2 turn sa,pai kadar yang sangat rendah. Mioglobin menyediakan sumber persediaan oksigen yang sangat banyak bagi sel otot apabila berkontraksi dan menjalankan metabolisne dengan cepat.

Hemoglobin fetus mempunyai keafinan yang lebih tinggi untuk oksigen dibandingkan hemoglobin orang dewasa pada kadar PO2 yang terdapat didalam plasenta. Hal tersebut memudah kan pemindhan oksigen dari darah ibu ke darah fetus. Setelah kelahiran, hemoglobin fetus digantikan secara berangsur – angsur dengan hemoglobin jenis dewasa.

Pengeluaran

Kita telah lihat bahwa bagian pencernaan dan pengeluaran gas pada hewan memungkinkan mlekul masuk dan keluar(bagi karbon dioksida ) dari lingkungan luar.ekarang mari kita bicarakan bagai mana orang lain yang tertentu menyingkirkan bahan buanagn bernitrogen, ion dan air dari linkungan dalam. Pengeluaran merupakan pembuangan molekul yang telah mengambil bagian dalam reaksi metabolisma yang tidak harus dikeluarkan dengan peninjaan, yang merupakan pembuangan bahan tidak tercerna, sel mati, dan bakteri dari saluran makanan.

Bahan buangan bernitrogen

Pemecahan berbagai molekul, termasuk asam nukleik dan asam amino menghasilkan bahan buangan bernitrogen. Untuk lebih memudahkan kita hanya akan membatasi pembicaraan kita pada metabolisme asam amino. Asam amino yang dibuat melalui protein dalam makanan dapat digunakan oleh sel untuk mensintesa tubuh protein yang baru atau molekul yang mengandung nitrogen yang lain. Asam amoni yang tidak digunakan dalam sintesa dioksidakan untuk menghasilkan tenaga atau ditukarkan kepada lemakatau karbohidrat yang dapat disimpan. Dalam kedua keadaan, kumpulan amini ( -NH2 ) harus dibuang, karena tidak diperlukan lagi. Sebaiknya asam amino telah dikeluarkan dari asam amino, asam amino tersebut mungkin dibuang dari dalam tubuh dalam bentu ammonia, urea, atau asam urik, tergantung kepada spesies. Pengeluaran kumpulan amino dari asam amino memerlukan jumlah tenaga yang agak tetap. Walaupun dvemikian keperluan tenaga bagi penukaran pengeluaran amino kepada ammonia, urea, atau asam urik berbeda seperti yang ditunjukkan di dalam.

Ammonia
Kumpulan amino dikeluarkan dari asam amino menjadi ammonia melalui penambahan hydrogen yang ketiga. Dengan demikian, hanya sedikit atau tidak langsung tenaga yang diperlukan untuk menukarkan suatu kumpulan amino kepada ammona. Gas ammonia adalah agak toksik dan hanya dapat digunakan sebagai suatu hasil pengeluaran bernitrogen jika terdapat air yang secukupnya untuk membuang bahan tersebut dari tubuh. Keterlarutan ammonia yang tinggi memungkinkan pengeluaran seperti ini terjadi pada ikan bertulang,

invertebrata air, dan amfibia yang insang dan permukaan kulitnya bersentuhan secara langsung dengan lingkungan air.

Urea

Amfibia darat dan mamalia selalu membuang urea sebagai bahan buangan kotoran bernitrogen yang utama. Urea tidak terlau toksik disbanding dengan ammonia yang dapat dibuang dalam larutan yang agak pekat. Hal tersebut memungkinkan jasad air terpelihara, yaitu sesuatu yang baik bagi hewan daratan yang persediaan airnya terbatas.
Namun demikian , untuk menghasilkan urea membutuhkan penggunaan tenaga. Urea dihasilkan didalam hati oleh serangkian reaksi berenzim yang dikenal sebagai lingkungan urea. Dalam lingkungan ini, sebagian reaksinya membutuhkan ATP, molekul pengambil karbon dioksida dan dua molekul ammoni dan akhirnya membebaskan urea.


Asam urik

Asam urik dibuang oleh serangga, reptilian, burung dan sebagian anjing (misalnya Dalmatian). Asam urik tidak begitu toksik dan kurang larut dalam air. Daya larut yang rendah nerupakan suatu yang baik bagi pemeliharaan.air karena asan urik dapat manjadi lebih mudah pekat dari urea. Pada reptilian dan burung suatu larutan asam urik yang cair bergerak melalui ginjal ke kloaka, suatu penampung bagi hasil pencernaan, urinari dan system pembiakan. Setelah air diserap kloaka, asam urik dikeluarkan sebagai kotoran\tinja.
Pembuangan asam urik oleh reptilian dan burung dikaitkan dengan kebutuhan air sewaktu pertumbuhan. Enbrio reptilian dan burung berkembang dalam telur yang dikelilingi seluruhnya. Semua nutrient dan air bagi metabolisme dan pertumbuhan harus terjadi didalam telur sebelum dimulai pertumbuhan embrio. Disamping itu juga, semua bahan bahan brnitrotrogen harus disimpan sampai terjadinya penetasan. Dangan demikian asm lurik tak larut dan tidak terlalu tosik bermanfaat bagi embrio tersebut. Asan lirik tersimpan dalam sangat pekat dalam sayu kantung yang melekat pada tubuh embrio sewaktu pertumbuhan. Apabila menetas, embrio mamutuskan hubungan dengan kantung dan maninggalkan kantung dan asam urik didalam kulit telur yang pecah.
Asam urik disintesa oleh suatu rangkaian reaksi berenzim yang panjang dan komplek yang mambutuhkan lebih banyak ATP dibandingkan dnegan yang disintesa olaeh urea. Sekali lagi kita lihat seolah – olah adanya suatu hubungan antara manfaat pemeliharaan air dan keburukan penggunaan tenaga untuk sintesa molekul pengeluaran.

Pengaturan kembali Osmosis

Organ pembuangan memiliki fungsi yang penting untuk mengatur air dengan imbangan garam dalam tubuh menunjukkan bahwa dikalangan hewan hanya invertebrate marin dengan ikan berawan saja yang mempunyai lender tubuh yang hamper isotonic dengan air laut. Organisme ini menghadapi sedikit kesulitan untuk menjaga garam normalnya dengan imbangan air. Apa yang mengejutkan adalah, perhatian ini menijukkan bahwa walaupun lautan ini isotonic, nmaun lender tubuh ikan berawan tidak memiliki jumlah garam yang sama seperti laut. Jawaban tersebut ialah darahnyamengandaung kapakaan urea yang cukup tinggi untuk menyamai ketonikan laut. Bagi beberapa sebab yang tidak diketahui jumlah urea ini diperolah tidak tosikkepada ikan – ikan tersebut.
Lendir tubuh semua ikan bertulang mempunyai jumlah kepekaan garam yang agak sederhana. Jelaskan ialah leluhurnya yang umm terevolusi dalam air tawar dan kemudian barulah sebagian kumpulan meneobos kedalam laut. Ikan laut bertulang cenderung kehilangan air dan menjadi terhidrasi. Untuk mengantisipasi keadaan tersebut, kan ikan tersebut sering meminum air. Secara rata rata, ikan laut bertulang menelan sejumlah air yang diperkirakan sama dengan 1% dari berat badan dalam setiap jam. Hal tersebut sama dengan manusia yang meminum kira kra 700 ml air setiap jam selama 24 jam. Disamping memperoleh air meminum, perilaku tersebut menyebebkan ikan memperoleh garam. Ikan ikan tersebut mengangkut ion ionn natrium (Na+) dengan klorida (Cl-) secara aktif ke dalam permukaan air laut di insang dan tidak membentuk urine hipertonik.
Dengan demikian, mudah bagi kita melihat bahwa ikan bertulang air tawar mempunyai masalah osmosis yang sangat bertentangan dengan ikan laut bertulang. Lender tubuhnya adalah hipertonik terhadap air tawar, dan ikan ikan tersebut cenderung untuk memperoleh lebih banyak air. Ikan-ikan tersebut tidak akan pernah minum air, tetapi sebaliknya mengeluarkan air yang berlebihan melalui sejumlah besar urine yang cair. Sejumlah urine dikeluarkan yang banyaknya sama dengan satu pertiga dari berat tubuhnya setiap hari. Oleh karena ikan-ikan tersebut cenderung kehilangan garam, maka garam diangkut secara aktif melalui membran insangnya.
Perbedaan adaptasi di antara ikan laut dan ikan tawar bertulang menakjubkan karena sebagian ikan sebenarnya dapat bergerak di antar dua lingkungan semasa hidupnya. Ikan salmon misalnya mengawali hidupnya dalam anak sungai dan sungai air tawar, dan kemudian berpindah ke laut dalam suatu waktu tertentu dan akhirnya kembali lagi ke air tawar untuk berkembang biak. Ikan tersebut mampu mengganti kelakuannya dan insang serta ginjalnya berfungsi sebagai reaksi terhadap perubahan osmosis yang terjadi apabila bergerak dari satu lingkungan ke lingkungan yang lain.
Invertebrata air tawar juga harus membuang air yang berlebihan dari tubuhnya. Planaria memiliki suatu jaringan saluran pengeluaran bertubul yang terbuka di bagian luar tubuh melalui lubang. Terletak di sepanjang saluran terdapat sel nyala seperti bawang, yang masing-masing memiliki suatu kelompok silium yang bergerak-gerak; apabila dilihat di bawah mikroskop, silium tersebut kelihatan seperti suatu sinar yang berkelap-kelip. Silium sel nyala yang bergerak-gerak tersebut menolak lender melalui saluran pengeluaran dan keluar dari tubuh.
Seperti ikan laut bertulang, sebagian hewan yang dapat terevolusi di darat juga dapat minum air laut, walaupun ketoksikannya tinggi. Burung dan reptile yang hidup di laut memiliki suatu kelenjar garam nasal yang dapat membuang kapasitas larutan garam yang sangat pekat. Mamalia yang hidup dilaut seperti ikan paus, lumba-lumba, dan anjing laut kemungkinan besar dapat dapat memekat urinnya untuk memungkinan meminum air garam. Manusia tidak berbuat demikian, dan mereka akan mati jika hanya meminum air laut.
Kebanyakan hewan daratan perlu sering minum air, tetapi tikus kanguru dapat hidup tanpa perlu meminum air langsung. Hewan tersebut membentuk urin yang sangat pekat dan bahan keluaran hamper kering. Kemempuan tersebut memungkinkan berdiri sendiri dengan menggunakan air metabolisme yang diperoleh dari pemecehan molekul nutrient saja.




Organ Pengeluaran

Kebanyakan hewan memiliki suatu organ khusus yang mengeluarkan bahan buangan bernitrogen dan juga terlibat dalam hemeostasisi lender tubuh. Kita akan membicarakan beberapa organ tersebut, termasuk ginjal manusia.

Nefridium Cacing Tanah

Badan cacing tanah terdiri dari dari segmen, dan hamper setiap segmen badannya memiliki satu pasangan struktur pembuangan yang di namakan nefridium. Setiap nefridium merupakan suatu tubul dengan lubang bersilium dengan dan suatu lubang pengeluaran. Apabila lender dari rongga tubuh ditolak melalui tubul oleh silium yang bergerak, terdapat bahan bahan tertentu yang diserap semula dan diangkut oleh suatu jaringan kapiler yang mengelilngi tubul. Proses tersebut mengakibatkan pembentukan urine yang hanya mengandung bahan buangan dan ion meta bolismeb yang tidak di kehendaki

Tubul Malpigi

Serangga mempunyai system pengeluaran yang terdiri dari tubul panjang dan tipis yang dinamakan tubul malpigi yang melekat pada dubur. Oleh sebab itu serangga memiliki di suatu system peredaran yang terbuka, maka tubul di kelilingi oleh darah. Air dan asam urine mengalir dari darah di sekelilingnya ke dalam air dan serangga yang memakan suatau sejumlah besar makanan lembab hanya menyerap lagi sedikit air. Akan tetapi serangga yang hidup di lingkungan akan menyerap kembali sebagian besar dari air dan membuang benda Lumpur asam urik yang kering dan sebaian benda pejal. Larva kumbang yang hidup dalam tepung yang kering menghasilkan suatu bahan pengeluaran yang sangat kering menyerap air dari udara yang sangat lembab.

Ginjal Manusia

Ginjal manusia terdiri dari satu pasang organ berbentuk kacang yang panjangnya kira-kira 11 aytau 12 cm, dan terletak di bagian belakang rongga abdomen. Ginjal tersebut merupakan sebagian darisistem urinari manusia yang bukan hanya terdiri dari ginjal yang membentuk urine, tetapi juga terdiri dari organ yang mengalirkan urine keluar dari tubuh. Setiap ginjal dihubungkan kepada suatu ureter, yaitu suatu duktus yang membawa urine dari ginjal ke pundit kencing : urine disimpan dalam pundit kencing tersebut sehingga dikeluarkan dari tubuh melalui uretra tunggal.

Struktur

Apabila suatu ginjal dikerat secara memanjang 3 bagian utama dapat dibedakan. Bagian luar merupakan korteks yang mempunyai suatu bentuk agak bergerandul. Medulla terletak dibagian dalam kortetks dan bersusun dalam bentuk suatu kelompok sebagian berbentuk pyramid; setiap 1 bagian tersebut mempunyai bentuk berjalur. Bagian ginjal yang paling dalam terdiri dari suatu tabung berongga yang dinamakan pelvis. Urin yang terbentuk di dalam ginjal terkumpul dalam pelvis. Urin yang terbentuk di dalam ginjal terkumpul dalam pelvis sebelum memasuki ureter.

Nefron

Jika dilihat dengan mikroskop, setiap ginjal terdiri dari kira-kira satu juta tubul halus yang dinamakan nefron. Sebagian nefron terletak terutama dalam korteks. Tetapi yang lain-lainnya terdapat jauh di dalam medulla. Setiap nefron terdiri dari beberapa bagian. Bagian ujung tubul bertolak ke dalam membentuk suatu struktur seperti cawan yang dinamakan kapsul Browman. Selanjutnya terdapat suatu bagian yang dikenal sebagai tubul berlingkar proksimal yang membawa kepada suatu lengkungan U yang sempit yang dikenal sebagai gelung Henle. Hal tersebut diikuti oleh tubul berlingkar distal. Beberapa tubul berlingkar distal memasuki satu duktus pengumpul. Duktus pengumpul mengangkut urin ke bawah melaui medulla dan menghantamnya ke pelvis. Gelung Henle dan duktus pengumpul memberikan pyramid medulla rupa berjalur.
Setiap tubul memiliki persediaan darahnya sendiri. Seelah arteri meninggalkan aorta untuk memasuki ginjal, tubul tersebut bercabang menjadi arteri kecil yang banyak arteri kecil disebut nefron setiap arteriol yang dinamakan arteriol aferen membagi untuk membentuk suatu kelompok kapiler, yaitu glomelurul yang di kelilingi oleh kapsul bowman. Kapiler glomerulurul bercabang ke dalam arteriol eferon yang selanjutnya bercabang ke dalam suatu jaringan kapiler kedua di sekeliling bagian bertubul nefron, kapiler tersebut dinamakan kapiler eritubul menghasilkan venul yang menghubungkan vena renal, yaitu saluran yang memasuki vena kava.
Pembentukan urine

Nefron manusia berfungsi seperti nefridum cacing tanah yaitu nefron tersebut menukarkan molekul dengan darah. Pembentukan urine memerlukan tiga proses utama.
1. penapisam kapsul di bowman
2. penyerapan kembali, termasuk penyerapan kembali pilihan.khususnya di tubul berlingkar proksimal.
3. remesan bertubul khususnya di tubul berlingkar distal.

Penapisan tekanan

Apabila darah memasuki glomelurul, teknan darahmya cukup untuk bergerak untuk menyebabkan molekul kecil seperti nutrien, air, garan dan bahan buangan untuk bergerak untuk glomelurul ke bagian dalam kapsul bowman, terutama karena bagiana dinding ghlomelurul kali lipat lebih mudah ditembus dari dinding kebanyakan kapiler di bagian lain tubuh. Molekul yamg meninggalkan darah dan memasuki kapsul bowman dinamakan hasil tapis glomelurul. Protein darah dan sel darah terlalu besar untuk menjadi sebagian hasil tapis, dan terus berada dalam darah apabila bergerak ke dalm anteriol efern. Hasil tapis glomelurul. Protein darah dan sel darah terlalu besar untuk menjadi sebagian dari hasil tapis, dan terus berada dalam darah apabila bergerak ke dalam anteriol eferen. Hasil tapis glomelurus mempunyai kandungan yang sama seperti jaringan lender, dan jika kandungan tersebut tidak berubah dalam bagian lain nefron, kematian akibat kehilangan air (pendehidrasian) kehlangan nutrein (kelaparan) dan tekanan darah yang rendah akan terjadi selanjutnya. Namun demikian, penyerapan kembali pilihan mencegah terjadinya keadaan tersebut.

Penyerapan kembali

Kedua proses penyerapan kembali pasif, aktif dan nefron kedalam darah terjadi molekul melalui dinding tubul berlingkaar proksimal. Nutrien, air dan juga sebagian molekul buangan meresap kembali seacra pasif kedalam jaringan kapiler peritubul. Tekanan osmosis selanjutnya mempengaruhi pergerakan air. protein Yang tidak dapat ditapis tersebut berada dalam darah dengan mewujudkan suatu tekanan osmosis. Disamping itu juga setelah natrium(Na+) diserap kembali secara aktif, dan diikuti oleh klorin(CL+); kedua ikon tersebut meningkatkan tekanan osmosis darah.
Penyerapan kembali pilihan molekul nutrient terjadi melalaui pengangkutan aktif sel-sel tubuh berlingkar proksimal memiliki mikrovilus yang sangat banyak yang meningkatkan luas permukaan dan mitrokondion yang banyak yang menyimpan tenaaga yang dibututhkan bagi penyerapan kembali. Penyerapan kembali terjadi dengan pilihan karena, hanya molekul yang dikenal pasti saja yang diangkut oleh molekull pembawa secarara aktif dari tubuh kedarah. Biasanya, hampir 100% molekul nutrient diserap lagi.
Ginjal memiliki batas ambang bagi setiap bahan yg diserap kembali. Batas ambang suatu bahan berada pada kadar normalnya, di dalam darah, dan penyerpan terjadi kembali sehingga batas ini tercapai. Setelah itu bahan tidak lagi diserap kembali dan akan muncul dalam urin. Misalnya, batas ambang bagi glukosa ialah,1,8 gram/glukosa/1oo ml darah. Setelah jumlah tersebut diserap kembali, jumlah lainnya yang berlebihan yg ada di dalam hasil penapisan, akan muncul di dalam urine. Berbeda sengan batas glukosa yang tinggi , urea memiliki batas ambang yang sangat rendah yang dapat diperoleh dengan cepat, dan hampir semua urine terdapat dalam urine.

Rembesan tubul

Rembesan tubul merupakan cara bagaimana bahan buangan yang ridak dapat ditapis akan ditambahkan ke lendir apabila bergerak melaui tubul. Bahan bahan toksik seperti asam dan dan larutn asing yang telah diserap di dalam saluran makanan dibuang melalui rembesan tubul. Penisiilin dan beberapa baahan lain juga dibuang melalui cara ini. Walaupun demikian, proses rembesan tubuh ini tidak terlalu penting bagi pembentukan urine sebagaimana pada kedua langkah pertama.

Urin hipertonik

Reptilia dan burung terutama tergantung kepada saluran makanan yang menyerap kembali air, tetapi manusia mamalia tergantung kepada ginjal. Susunan gelung henle ini dalam hubungannya dengan duktus pengumpul memungkinkan mamalia merembeskan suatu urine hipertonik. Suatu kepekatan yang ekstrin diwujudkan dibagian dalam medulla yang meningkatkan penyerapan kembali air dari lengan menurun gelang henle dan duktu pengumpul. Cerun tersebut kini tampaknya terbentuk diakibatkan oleh pengeluaraan garam Na+cl- oleh bagian atas lengan menaik (gelang henle) dan melalui peresapan orea dari duktus pengumpul. Oleh karena lengan menurun, gelang henle kehilangan air , maka lengan naik memiliki kepekaan, garam yang tinggi. Anda mungkin menganggap bahwa keadaan tersebut menyebabkan gelung henle menyerap air, sebaliknya, lengan tersebut mulai kehilangan garam melalui peresapan dan kemudian melalui pengeluaran aktif.
Lengan menurun kehilanga air secara tiba-tiba tapi jumlah air yang meninggalkan duktus pengumpul di atur oleh kegiatan hormone. Hormon ADH (Hormon Antidiuresis) Dilepaskan oleh Lobus Posterior Pituitari. Meningkatkan ketembusan duktus pengumpul agar lebih banyak air meninggalkan gelung Henle dan diserap kembali ke dalam darah. Jika tekanan osmosis darah meningkat, lobusposterior pituitary membebasakan ADH. Lebih banyak air di serap kembali dan dengan hal tersebut terdapat kurang urin. Sebaliknya juga jika tekanan osmosis darah menurun, lobusposterior pituitary tidak membebaskan ADH. Ketidak tembusan duktus pengumpul yang dihasilkan menyebabkan lebih banyak air di buang dan lebih banyak urin yang terbentuk. Meminum Alkohol juga menyebabkan diuresis (meningkatkan aliran urin) karena perembesan ADH ditahan. Meminum bir menyebabkan diuresis terutama disebabkan oleh pengambilan lender yang meningkat. Bahan obat yang dinamakan Diureptik selalu merupakan obat yang ditentukan bagi tekanan darah tinggi. Bahan obat tersebut juga meningkatkan pembuangan urinari dan dengan hak tersebut merendah kan kapasitas darah dan tekanan darah.
Ginjal membantu memelihara pH tetap darah dalam jangka yang sempit, dan seluruh Nefron ikut ambil bagian dalam proses tersebut. Pembuangan Ion Hidrogen dan Amonia, bersamaan dengan penyarapan kembali Ion Natrium dan bikarbonat diselaraskan untuk memelihara pH dalam lingkungan yang normal. Jika darah berasam, Maka Ion Hidrogen di keluarkan bersama dengan Amonia, Apabila Ion natrium dan Bikarbonat diserap kembali. Hal ini akan memelihara pH karena Natrium Merangsang pembentukan Ion Hidroksil.
Na+ + HOH menjadi Na+ OH- + H +
Ketika bikarbonat mengambil Ion hydrogen apabila asam karbonat terbentuk.
HCO- 3 + H+ menjadi H2CO3
Jika darah merupakan larutan, maka semakin sedikit ion hydrogen dibuang dan semakin sedikit ion natrium dan bikarbonat yang diserap kembali.
Penyerapan kembali dan / atau pengeluaran ion atau garam oleh ginjal menggambarkan kemampuan homeostatisnya : ginjal bukan menjaga pH darah, tetapi juga keosmolarannya.



Kegagalan Ginjal

Saluran urinari terbuka terhadap serangan dari beberapa bakteri yang berbeda. Jika berjangkitnya terjadi setempat dalam uretra, ia dinamakn uritritis. Jika bakteri menyerang kantung kencing, ia dikenal sebagai sistitis. Dan akhirnya, jika ginjal diserang, maka ia dinakamakan nefritis. Nefritis selalu terjadi setelah berjangkitnya strep pada sebagiab tubuh lain. Komplek antigen - anti body sampai ke glomehorulus dari arteriol dan terperangkap disitu, dan menyebabkan kelemahan yang mengakibatkan perradangan dan kerusakan glomerulus. Membra glomerulus kemudian menjadi lebih tertembus dari biasa. Dengan demikian, albuming, sel darah putih ataupun sel darah merah mungkin muncul dalam urin. Selain itu juga, kerusakan glomerulus kadang kala mengakibatkan penyubatab glomerulus supaya tidak ada lender yang bergerak kedalam tubul..

Ginjal Tiruan

Seseorang yang menderita akibat kegagaln sementara atau tetap renal dapat dirawat dengan suatu mesin ginjal tiruan. Darah beredar dalam suatu arteri pada lengan yang sakit kemesin ginjal dan kembali ke vena. Dalam proses tersebut, darah pesakit bergerak melalui suatu tiup bermembra sebagai tertembus air yang bersentuhan suatu larutan garam yang seimbang, atau lender dialysis. Bahan-bahan yang lebih pekat didalam darah meresap kedalam dialysis. Sebaliknya, bahan-bahan yang lebih pekat dalam dialysis meresap kedalam darah. dengan demikian, ginjal tiruan dapat digunakan baik untuk mengekstrak bahan-bahan dari dalam darah (termasuk hasil buangan atau bahan kimia toksin dan bahan obat) maupun menambah bahan-bahan seperti ion kedalam darah. Sewaktu perawatan dialysis selama 6 jam, sebanyak 50 hingga 250 gram urea dapat dikeluarkan dari seseorang yang sakit, yaitu sangat melebihi nilai pembersihan urea dari ginjal normal dengan demikian, orang yang sakit tersebut hanya butuh menjalankan perawatan dua kali seminggu.