Sistem Ekskresi

Pengertian Sistem Ekskresi

Sistem ekskresi adalah proses pengeluaran zat sisa metabolisme yang sudah terakumulasi dalam tubuh agar kesetimbangan tubuh tetap terjaga. Sistem ekskresi merupakan hal yang pokok dalam homeostasis karena sistem ekskresi tersebut membuang limbah metabolisme dan merespon terhadap ketidakseimbangan cairan tubuh dengan cara mengekskresikan ion-ion tertentu sesuai kebutuhan. Sebagian besar sistem ekskresi menghasilkan urin dengan cara menyaring filtrat yang diperoleh dari cairan tubuh. Sistem ekskresi sangat beraneka ragam, tetapi semuanya mempunyai kemiripan fungsional.

Secara umum, sistem ekskresi menghasilkan urin melalui dua proses utama yaitu filtrasi cairan tubuh dan penyulingan larutan cair yang dihasilkan dari filtrasi itu. Sistem ekskresi pada hewan invertebrata sangat berbeda dengan sistem ekskresi pada hewan vertebrata. Tetapi walaupun berbeda secara fungsional tetap mengeluarkan urin dari filtrat zat-zat terlarut didalam tubuh yang tidak terpakai lagi, melalui anus ataupun kloaka dan rectum.

Sistem ekskresi membantu memelihara homeostasis 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, H20, NHS, 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 dapar (penjaga kestabilan 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 dilaksanakan oleh hati dan disimpan pada kantong empedu.

Zat inilah yang akan dioksidasi jadi urobilinogen yang berguna memberi warna pada tinja dan urin. Asam urat merupakan sisa metabolisme yang mengandung nitrogen (sama dengan amonia) dan mempunyai daya racun lebih rendah dibandingkan amonia, karena daya larutnya di dalam air rendah. Tugas pokok alat ekskresi ialah membuang sisa metabolisme tersebut di atas walaupun alat pengeluarannya berbeda-beda.

Beberapa istilah yang erat kaitannya dengan ekskresi :

1.      Defekasi : yaitu proses pengeluaran sisa pencernaan makana yang disebut feses. Zat yang dikeluarkan belum pernah mengalami metabolisme di dalam jaringan. Zat yang dikeluarkan meliputi zat yang tidakl diserap usus sel epitel, usus yang rusak dan mikroba usus.

2.      Ekskresi : yaitu pengeluaran zat sampah sisa metabolisme yang tidak berguna lagi bagi tubuh.

3.      Sekresi : yaitu pengeluaran getah oleh kelenjar pencernaan ke dalam saluran pencernaan. Getah yang dikeluarkan masih berguna bagi tubuh dan umumnya mengandun genzim.

4.      Eliminasi : yaitu proses pengeluaran zat dari rongga tubuh, baik dari rongga yang kecil (saluran air mata) maupun dari rongga yang besar (usus).

Sistem Ekskresi pada Hewan Invertebrata

            Invertebrata belum memiliki ginjal yang berstruktur sempurna seperti pada vertebrata. Pada umumnya invertebrata memiliki sistem ekskresi yang sangat sederhana, dan sistem ini berbeda antara invertebrata satu dengan invertebrata lain nya. Alat ekskresi pada invertebrata secara umum berupa saluran malphigi, nefridium, dan sel api. Nefridium adalah tipe  yang umumnya dari struktur ekskresi khusus pada invertebrata. Berikut sistem eksresi pada hewan invertebrata, yaitu:

1.      Sistem Ekskresi pada Cacing Pipih

            Proses pengeluaran zat sisa pada cacing pipih, dilakukan melalui pembuluh bercabang-cabang yang memanjang pada bagian samping kiri dan kanan disepanjang tubuhnya. Setiap cabang berakhir pada sel-sel api (solenosit) yang di lengkapi dengan silia (bulu getar) dan beberapa flagella yang gerakannya seperti gerakan api lilin. Saluran ini disebut protonefridium. Silia pada sel api akan selalu bergerak. Akibat gerakan silia tersebut, air atau cairan tubuh dan zat sisa yang sudah disaring didalam sel api akan terdorong masuk ke dalam saluran ekskresi.

            Cairan tubuh dan zat sisa kemudian dikeluarkan dari tubuh melalui suatu lubang yang disebut nefridiofor. Sebagian besar sisa nitrogen tidak masuk kedalam saluran ekskresi. Sisa nitrogen lewat dari sel ke sistem pencernaan dan diekskresikan lewat mulut. Beberapa zat sisa berdifusi secara langsung dari sel ke air.

2.      Sistem Ekskresi pada Annelida

Cacing tanah termasuk kedalam filum Annelida, oleh karena itu, pada setiap segmen terdapat sepasang ginjal atau nefridium, kecuali pada tiga segmen pertama dan segmen terakhir. Setiap nefridium memiliki dua lubang, lubang yang pertama berupa corong yang terbuka dan bersilia yang disebut nefrostom (dibagian anterior) dan terletak pada segmen yang lain. Nefrostom terdapat didalam rongga tubuh dan berisi penuh dengan cairan.

Cairan tubuh ditarik dan diambil oleh nefrostom, yang kemudian masuk ke dalam nefridia yang berupa pembuluh panjang dan berliku-liku. Pada waktu cairan tubuh mengalir mengalir melalui nefridia terjadi penyerapan kembali zat-zat yang masih bermanfaat, seperti glukosa, air, dan ion-ion.

Kemudian zat-zat tersebut diedarkan keseluruh kapiler sistem sirkulasi. Sedangkan sisa cairan tubuh, seperti air, senyawa nitrogen, dan garam-garam yang tidak diperlukan oleh tubuh akan dikeluarkan melalui ujung nefrostom yang yang berupa lubang atau nefridiofor.

3.      Alat Ekskresi pada Belalang

            Alat ekskresi pada serangga disebut pembuluh malphigi. Pembuluh malphigi merupakan tabung kecil dan panjang yang berfungsi sebagai sebagai alat pengeluaran seperti ginjal pada vertebrata.

            Pembuluh malphigi terletak dalam homosal dan tergenang di dalam darah.

Bagian pangkal pembuluh malphigi melekat pada ujung anterior dinding usus dan bagian ujungnya menuju ke homosal yang mengandung hemolimfa. Hemolimfa merupakan darah pada invertebrata dengan sistem peredaran darah terbuka. Pembuluh malphigi pada bagian dalam tersusun oleh selapis sel epitel yang berperan dalam pemindahan urea, limbah nitrogen, garam-garam dan air dari hemolimfa ke dalam rongga pembuluh.

            Bahan-bahan yang penting dan air masuk kedalam pembuluh, lalu diserap kembali secara osmosis di rektum untuk diedarkan keseluruh tubuh oleh hemolimfa. Sebaliknya, bahan yang mengandung nitrogen diendapkan sebagai kristal asam urat yang akan dikeluarkan bersama feses melalui anus.

            Disamping pembuluh malphigi, terdapat trakea yang berfungsi untuk mengeluarkan zat sisa hasil oksidasi yang berupa CO₂. Sistem trakea ini berfungsi sebagai paru-paru pada invertebrata.

Sistem Ekskresi pada Hewan Vertebrata

Sistem hewan vertebrata sudah memiliki ginjal seperti manusia dengan struktur yang sempurna, walaupun masih terdapat perbedaan dalam struktur dan fungsinya. Perbedaan-perbedaan ini dapat dihubungkan dnegan lingkungan hidup hewan tersebut.

 Pada vertebrata terdapat beberapa tipe ginjal, yaitu pronefros, opistonefros, mesonefros, dan metanefros. Berikut sistem pencernaan pada hewan vertebrata, yaitu :

1.      Sistem Ekskresi pada Pisces

Alat ekskresi pada ikan berupa sepasang ginjal yang memanjang (opistonefros) dan berwarna kemerah-merahan. Pada beberapa jenis ikan, seperti ikan mas saluran ginjal (kemih) menyatu dengan saluran kelenjar kelamin yang disebut saluran urogenital. Saluran urogenital terletak dibelakang anus, sedangkan pada beberapa jenis ikan yang lain memiliki kloaka.

Karena ikan hidup di air, ikan harus selalu menjaga keseimbangan tekanan osmotiknya. Pada ikan yang bernafas dengan insang, urin dikeluarkan melalui kloaka atau porus urogenitalis, dan karbon dioksida dikeluarkan melalui insang. Pada ikan yang bernafas dengan paru-paru, karbon dioksida dikeluarkan melalui paru-paru dan urin dikeluarkan melalui kloaka.

Mekanisme ekskresi pada ikan yang hidup di air tawar dan air laut berbeda. Ikan yang hidup di air tawar mengekskresikan ammonia dan aktif menyerap oksigen melalui insang, serta mengeluarkan urin dalam jumlah yang besar. Sebaliknya, ikan yang hidup dilaut akan mengekskresikan ammonia melalui urin yang jumlahnya sedikit.

2.      Sistem Ekskresi pada Amfibi

Alat ekskresi utama pada katak adalah sepasang ginjal (opistonefros) yang terletak dikanan dan kiri tulang belakang. Warnanya merah kecoklatan, bentuknya memanjang dari depan ke belakang. Zat sisa yang diambil oleh ginjal akan disalurkan melalui ureter menuju ke kantong kemih yang berupa kantong berdinding tipis yang terbentuk dari tonjolan dinding kloaka. Fungsinya untuk menyimpan urine sementara. Pada katak jantan, saluran ginjal dan saluran kelaminnya menyatu, sedangkan pada katak betina tidak.

3.      Sistem Ekskresi pada Reptil

            Alat ekskresi pada reptil berupa ginjal (metanefros) yang sudah berkembang sejak masa fase embrio. Ginjal ini dihubungkan oleh saluran ke kantung kemih dan langsung bermuara ke kloaka. Selain ginjal, pada reptil memiliki kelenjar kulit yang menghasilkan asam urat tertentu yang berguna untuk mengusir musuh. 

4.      Sistem Ekskresi pada Aves

Alat ekskresi pada burung terdiri dari ginjal (metanefros), paru-paru dan kulit. Burung memiliki sepasang ginjal yang berwarna coklat. Saluran ekskresi terdiri dari ginjal yang menyatu dengan saluran kelamin pada bagian akhir usus (kloaka). Burung mengekskresikan zat berupa asam urat dan garam.

Kelebihan kelarutan garam akan mengalir ke rongga hidung dan keluar melalui nares (lubang hidung). Burung hampir tidak memiliki kelenjar kulit, tetapi memiliki kelenjar minyak yang terdapat pada tunggingnya. Kelenjar minyak berguna untuk meminyaki bulu-bulunya. 

5.      Sistem Ekskresi pada Mamalia

            Sistem Ekskresi pada mamalia hampir sama dengan manusia tetapi sedikit berbeda karena mamalia dipengaruhi/disebabkan oleh lingkungan tempat tinggalnya.

            Manusia memiliki organ atau alat-alat ekskresi yang berfungsi membuang zat sisa hasil metabolisme. Zat sisa hasil metabolisme merupakan sisa pembongkaran zat makanan, misalnya: karbondioksida (CO2), air (H20), amonia (NH3), urea dan zat warna empedu. Zat sisa metabolisme tersebut sudah tidak berguna lagi bagi tubuh dan harus dikeluarkan karena bersifat racun dan dapat menimbulkan penyakit. Organ atau alat-alat ekskresi pada manusia terdiri dari:

1.       Paru-paru

2.       Hati,

3.       Kulit,

4.       Ginjal.

A.    PARU-PARU

            Paru-paru berada di dalam rongga dada manusia sebelah kanan dan kiri yang dilindungi oleh tulang-tulang rusuk. Paru-paru terdiri dari dua bagian, yaitu paru-paru kanan yang memiliki tiga gelambir dan paru-paru kiri memiliki dua gelambir.
Paru-paru sebenarnya merupakan kumpulan gelembung alveolus yang terbungkus oleh selaput yang disebut selaput pleura.

            Fungsi utama paru-paru adalah sebagai alat pernapasan. Akan tetapi, karma mengekskresikan zat Sisa metabolisme maka dibahas pula dalam sistem ekskresi. Karbon dioksida dan air hash metabolisme di jaringan diangkut oleh darah lewat vena untuk dibawa ke jantung, dan dari jantung akan dipompakan ke paru-paru untuk berdifusi di alveolus. Selanjutnya, H2O dan CO2 dapat berdifusi atau dapat dieksresikan di 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 HC03, sedangkan sekitar 25% lagi diikat oleh Hb yang membentuk karboksi hemoglobin (HbC02).

Kelainan- kelainan pada paru- paru diantaranya adalah:

1.      Asma atau sesak nafas, yaitu kelainan yang disebabkan oleh penyumbatan saluran pernafasan yang diantaranya disebabkan oleh alergi terhadap rambut, bulu, debu atau tekanan psikologis.

2.      Kanker Paru-Paru, yaitu gangguan paru-paru yang disebabkan oleh kebiasaan merokok. Penyebab lain adalah terlalu banyak menghirup debu asbes, kromium, produk petroleum dan radiasi ionisasi. Kelainan ini mempengaruhi pertukaran gas di paru-paru.

3.      Emphysema, adalah penyakit pembengkakan paru-paru karena pembuluh darahnya terisi udara.

B.     HATI

                Hati merupakan organ homeostasis yang memainkan peranan penting dalam proses metabolisme dalam manusia dan hewan. Hati mempunyai berbagai fungsi termasuk menyimpan glikogen, mensintesis protein plasma, dan menyahtoksik darah. Ia menghasilkan empedu yang penting bagi penetralan racun. Ia melaksanakan dan mengawal berbagai fungsi biokimia dalam jumlah besar yang memerlukan tisu khas. Istilah perobatan yang berkaitan dengan hati sering kali bermula dari perkataan Greek bagi hati iatu hepar, menjadi hepato atau hepatic. Hati berwarna perang kemerahan dan terletak di bawah diafragma iatu di dalam rongga abdomen.Hati menerima makanan terlarut dalam darah apabila makanan ini tercerna dan diserap di usus.

1. Permukaan inferior

Hati manusia dewasa mempunyai berat antara 1.3 – 3.0 kilogram. Hati adalah organ lembut berwarna perang kemerahan. Hati merupakan organ kedua terbesar manusia (organ terbesar adalah kulit dan kelenjar terbesar dalam tubuh manusia.
            Hati terletak di bawah diafragma di sebelah kanan badan manusia. Sebagian besar permukaan hati terletak di dalam sangkar toraks bagi melindunginya daripada kecederaan.Hati juga menjadi alas bagi pundi empedu yang menyimpan cairan hempedu.Secara anatomi, hati dapat dibagikan kepada empat lobus yaitu lobus kanan (right lobe), lobus kiri (left lobe), caudate lobe, dan quadrate lobe.
2. Mikrostruktur

            Hati terdiri daripada koleksi unit-unit mikroskopik yang dipanggil lobul (jangan dikelirukan dengan lobus di atas) yang setiapnya berbentuk heksagon (secara kasar). Lobul-lobul ini merupakan pusat pemprosesan utama bagi hati. Disinilah hati menjalankan fungsi-fungsinya seperti menyahtoksik darah dan menghasilkan cairan hempedu. Berikut adalah salur-salur yang berhubung dengan setiap lobul hati:

            Portal triad yang terdiri daripada 3 salur yaitu:

a.       Hepatic portal capilarry atau kapilari portal hati. Hati membawa darah dari ke vena portal hepar lobul hati.

b.      Arteri hati yang membekalkan darah beroksigen kepada lobul-lobul hati.

c.       Duktus hempedu yang membawa cecair hempedu dari lobul ke pundi hempedu untuk disimpan.

d.      Vena hati yang membawa darah terdeoksigen dari hati,Terdapat dua vena hati iaitu vena hati kanan dan vena hati kiri. Kedua vena ini bersambung terus dengan vena kava inferior.

Berikut adalah fungsi-fungsi hati:

1.      Mengawal aras glukosa darah dengan menyimpan glikogen di dalam hati.

2.      Menyimpan vitamin dan garam mineral tertentu.

3.      Mengatur metabolisme karbohidrat, lipid dan asid amino.

4.      Menghasilkan hempedu yang akan disimpan di dalam pundi hempedu.

5.      Menghasilkan protein-protein plasma tertentu seperti albumin.

6.      Menghasilkan faktor-faktor pembekuan darah I (fibrinogen), II (protrombin), V, VII, IX, X and XI.

7.      Menyahtoksik bahan-bahan beracun terutama darah dan bahan-bahan bernitrogen seperti ammonia.

8.      Sebagai tempat penghasilan sel-sel darah merah fetus.

9.      Menguraikan molekul hemoglobin tua.

10.  Menyingkirkan hormon-hormon berlebihan.

       Hati disebut juga sebagai alat ekskresi di samping berfungsi sebagai kelenjar dalam sistem pencernaan. Hati menjadi bagian dari sistem ekskresi karma menghasilkan empedu. Hati juga berfungsi merombak hemoglobin menjadi bilirubin dap biliverdin, dap setelah mengalami oksidasi akan berubah jadi urobilin yang memberi warna pada feses menjadi kekuningan. Demikian juga kreatinin hash 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. Penderitanya disebut mengalami sakit kuning.

C.     KULIT

            Seluruh permukaan tubuh kita terbungkus oleh lapisan tipis yang sering kita sebut kulit. Kulit merupakan benteng pertahanan tubuh kita yang utama karena berada di lapisan anggota tubuh yang paling luar dan berhubungan langsung dengan lingkungan sekitar.

            Fungsi kulit antara lain sebagai berikut:

1.      mengeluarkan keringat

2.      pelindung tubuh

3.      menyimpan kelebihan lemak

4.      mengatur suhu tubuh,

5.      tempat pembuatan vitamin D dari pro vitamin D dengan bantuan sinar matahari yang mengandung ultraviolet.

Proses Pembentukan Keringat

          Bila suhu tubuh kita meningkat atau suhu udara di lingkungan kita tinggi, pembuluh-pembuluh darah di kulit akan melebar. Hal ini mengakibatkan banyak darah yang mengalir ke daerah tersebut. Karena pangkal kelenjar keringat berhubungan dengan pembuluh darah maka terjadilah penyerapan air, garam dan sedikit urea oleh kelenjar keringat. Kemudian air bersama larutannya keluar melalui pori-pori yang merupakan ujung dari kelenjar keringat. Keringat yang keluar membawa panas tubuh, sehingga sangat penting untuk menjaga agar suhu tubuh tetap normal.

D.      GINJAL

                Dunia kedokteran biasa menyebutnya ‘ren’ (renal/kidney). Bentuknya seperti kacang merah, berjumlah sepasang dan terletak di daerah pinggang. Ukurannya kira-kira 11x 6x 3 cm. Beratnya antara 120-170 gram. Struktur ginjal terdiri dari: kulit ginjal (korteks), sumsum ginjal (medula) dan rongga ginjal (pelvis). Pada bagian kulit ginjal terdapat jutaan nefron yang berfungsi sebagai penyaring darah. Setiap nefron tersusun dari Badan Malpighi dan saluran panjang (Tubula) yang bergelung. Badan Malpighi tersusun oleh Simpai Bowman (Kapsula Bowman) yang didalamnya terdapat Glomerolus.

Fungsi Ginjal

1.      Menyaring dan membersihkan darah dari zat-zat sisa metabolisme tubuh

2.      Mengeksresikan zat yang jumlahnya berlebihan

3.      Reabsorbsi (penyerapan kembali) elektrolit tertentu yang dilakukan oleh bagian tubulus ginjal

4.      Menjaga keseimbanganan asam basa dalam tubuh manusia

5.      Menghasilkan zat hormon yang berperan membentuk dan mematangkan sel-sel darah merah (SDM) di sumsum tulang

Proses Pembentukan Urine

          Ginjal berperan dalam proses pembentukan urin yang terjadi melalui serangkaian proses, yaitu: penyaringan, penyerapan kembali dan augmentasi.
1. Penyaringan (filtrasi)

          Proses pembentukan urin diawali dengan penyaringan darah yang terjadi di kapiler glomerulus. Sel-sel kapiler glomerulus yang berpori (podosit), tekanan dan permeabilitas yang tinggi pada glomerulus mempermudah proses penyaringan.
Selain penyaringan, di glomelurus juga terjadi penyerapan kembali sel-sel darah, keping darah, dan sebagian besar protein plasma. Bahan-bahan kecil yang terlarut di dalam plasma darah, seperti glukosa, asam amino, natrium, kalium, klorida, bikarbonat dan urea dapat melewati saringan dan menjadi bagian dari endapan.
Hasil penyaringan di glomerulus disebut filtrat glomerolus atau urin primer, mengandung asam amino, glukosa, natrium, kalium, dan garam-garam lainnya
2. Penyerapan kembali (reabsorbsi)

          Bahan-bahan yang masih diperlukan di dalam urin pimer akan diserap kembali di tubulus kontortus proksimal, sedangkan di tubulus kontortus distal terjadi penambahan zat-zat sisa dan urea. Meresapnya zat pada tubulus ini melalui dua cara. Gula dan asam amino meresap melalui peristiwa difusi, sedangkan air melalui peristiwa osmosis. Penyerapan air terjadi pada tubulus proksimal dan tubulus distal. Substansi yang masih diperlukan seperti glukosa dan asam amino dikembalikan ke darah. Zat amonia, obat-obatan seperti penisilin, kelebihan garam dan bahan lain pada filtrat dikeluarkan bersama urin. Setelah terjadi reabsorbsi maka tubulus akan menghasilkan urin sekunder, zat-zat yang masih diperlukan tidak akan ditemukan lagi. Sebaliknya, konsentrasi zat-zat sisa metabolisme yang bersifat racun bertambah, misalnya urea.

3.Augmentasi

Augmentasi adalah proses penambahan zat sisa dan urea yang mulai terjadi di tubulus kontortus distal. Dari tubulus-tububulus ginjal, urin akan menuju rongga ginjal, selanjutnya menuju kantong kemih melalui saluran ginjal. Jika kantong kemih telah penuh terisi urin, dinding kantong kemih akan tertekan sehingga timbul rasa ingin buang air kecil. Urin akan keluar melalui uretra.
Komposisi urin yang dikeluarkan melalui uretra adalah air, garam, urea dan sisa substansi lain, misalnya pigmen empedu yang berfungsi memberi warna dan bau pada urin.

Kelainan Pada Ginjal

            Kelainan-kelainan pada ginjal diantaranya adalah gagal ginjal dan batu ginjal. Gagal ginjal merupakan kelainan pada ginjal dimana ginjal sudah tidak dapat berfungsi sebagaimana mestinya yaitu menyaring dan membersihkan darah dari zat-zat sisa metabolisme.