TUGAS TOKSIKOLOGI INDUSTRI

DAMPAK CHROM DAN TEMBAGA (Cu) PADA GINJAL

Oleh :

Azahra Aisyadilla A. I1A110004

Harlinda Sari I1A110043

PROGRAM STUDI KESEHATAN MASYARAKAT

FAKULTAS KEDOKTERAN

UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT

BANJARBARU

2012

Dampak Chrom dan Tembaga (Cu) pada Ginjal

A. Anatomi & Fisiologi Ginjal

1. Anatomi Ginjal

Pada hampir semua spesies mamalia, ada dua ginjal dilihat dari tepi

berbentuk mirip kacang kedelai, terletak di retroperitonium dengan posisi

keduanya mendatar pada kedua tepi otot lumbar atau menggantung pada dorsal

abdomen. Ginjal kanan biasanya terletak sedikit lebih cranial dibandingkan ginjal

kiri (1).

Secara normal ginjal dewasa mempunyai panjang 10 cm, lebar 5 cm,

ketebalan korteks 1,2 - 1,5 cm yang berbatas jelas dengan medulla, berwarna

coklat kemerahan dengan berat 284,2 gram untuk kedua ginjal. Ginjal menerima

sekitar 20% cairan darah dari jantung, sekitar 1200 ml/min. Peredaran darah ke

ginjal melalui pembuluh darah ginjal (arteri renalis) yang bercabang dari aorta

(2).

Gambar 1. Ginjal normal orang dewasa dengan potongan melintang (3)

Ginjal dikelilingi oleh capsula fibrosa yang melekat erat dengan kartex

ginjal. Di luar capsula fibrosa terdapat jaringan lemak yang disebut lemak

perirenal. Fascia renalis mengelilingi lemak perirenal dan meliputi ginjal dan

kelenjar suprarenal. Di belakang fasia renalis biasanya terdapat banyak lemak dan

dinamakan lemak pararenal. Margo lateral ginjal berbentuk konveks dan margo

medialis berbentuk konkaf. Pada margo medial terdapat celah vertical yang

disebut hillus renalis di mana arteri masuk, vena dan pelvis renalis meninggalkan

ginjal. Hilus renalis juga merupakan sebuah pintu masuk ke suatu ruangan di

dalam ginjal yang disebut sinus renalis (4). Sebuah ginjal dengan potongan

memanjang memberi gambaran dua daerah yang cukup jelas. Daerah perifer yang

beraspek gelap disebut korteks (Cortex), dan selebihnya yang agak cerah disebut

medulla, berbentuk pyramid terbalik. Bagian yang paling lebar atau dasar

tersusun tepat dengan tepi dalam korteks, dan apeks atau papil mengarah ke pelvis

(3).

Gambaran irisan memanjang ginjal terlihat makroskopik ginjal yang terdiri

dari (4):

1. Korteks renis: terlihat agak pucat dan lunak serta konsistensinya granulair.

Terletak langsung dibawah kapsula renalis dan melingkungi basis piramis

renalis. Bagian ini disebut Columna renalis Bertini. Korteks renis ditempati

oleh korpuskuli renalis, tubuli kontorti, dan bagian permukaan dari tubuli

kolektivi.

2. Medula renis: tersusun atas beberapa bangunan berbentuk piramid, disebut

Pyramides renales. Apeks piramis menghadap sinus renalis disebut papillae

renales. Papila ini diterima oleh calyx minor. Beberapa calices minors bersatu

menjadi satu calyx major. Beberapa calices majores bersatu menjadi

bangunan seperti corong, disebut pelvis renalis. Pelvis renalis ini melanjut

sebagai ureter. Medula renis ditempati oleh ansa henle dan tubuli kolektivus.

Ginjal mendapat vascularisasi dari arteri renalis yang dicabangkan oleh

aorta abdominalis. Masing-masing a. renalis biasanya membelah menjadi a.

segmentalis yang masuk ke hilus renalis, empat di depan pelvis dan satu di

belakang pelvis renalis. Mereka tersebar ke berbagai segmen ginjal. Arteri

segmentalis akan bercabang menjadi a. lobaris, satu untuk setiap piramid ginjal.

Sebelum masuk substansia ginjal, a. lobaris mempercabangkan dua atau tiga a.

interlobaris. Pada perbatasan korteks dan medula, a. interlobaris

mempercabangkan a. arcuata yang melengkung sekitar basis piramid. Arteri

arcuata mempercabangakn sejumlah a. interlobularis yang berjalan ke atas dalam

korteks. Arteriol aferen glomerulus merupakan cabang-cabang a. interlobularis.

Sedangkan pembuluh darah baliknya adalah vena renalis yang bermuara ke vena

cava inferior (4).

Persarafan ginjal berasal dari pleksus simpatikus renalis dan tersebar

sepanjang cabang-cabang arteri vena renalis. Serabut aferen yang berjalan melalui

plexus renalis masuk ke medula spinalis melalui n. horacalis X, XI, dan XII. Sifat

inervasinya ialah vasomotor untuk pembuluh-pembuluh darah. Pembuluh limfe

mengukuti perjalanan a. renalis menuju nodi lymphaciti aortae lateral yang

terdapat sekitar panhkal a. renalis (4).

Menurut Damjanov (1997), ginjal secara histologis adalah organ yang

bersifat kompleks dan memiliki beberapa fungsi. Masing-masing ginjal terdiri

dari jutaan nefron, yang merupakan unit fungsional dasar dari organ ini. Masing-

masing nefron terdiri dari glomerulus, tubulus dan duktus pengumpul, yang

kesemuanya memiliki sifat anatomis dan fungsional sendiri (3).

Gambar 2. Histologi Normal Ginjal (3)

Produksi urin dilakukan dalam nefron tersebut. Fungsi dari nefron adalah

untuk membersihkan atau menjernihkan plasma darah dari substansi yang tidak

diinginkan oleh tubuh. Pada dasarnya nefron terdiri dari 2 komponen utama, yaitu

korpuskulum renalis malphigi dan tubulus renalis. Korpuskulum renalis malphigi

terdiri dari glomerulus yang dibungkus oleh epitel berdinding ganda yang disebut

kapsulla bowman dan berperan dalam proses filtrasi plasma. Sedangkan tubulus

renalis, tersusun atas tubulus kontortus proksimal, ansa henle, dan tubulus

kontortus distal. Berikut penjelasan mengenai komponen-komponen nefron (1, 4):

1. Glomerulus

Glomerulus terdiri atas anyaman-anyaman kapiler yang saling

beranastomosis berbentuk seperti bola yang dibungkus oleh kapsulla bowman

disebut corpusculum renalis malphigi. Glomerulus terdiri atas:

a. Satu arteriol aferen dan eferen

b. Kapiler yang melingkar-lingkar dilapisi sel endotel (golerural tuft)

c. Permukaan luar sel yang dilapisi oleh sel epitel (podosit)

d. Mesangium, terdiri atas sel mesangium dan matriks

e. Membrana basalis

Setiap korpuskulum renalis mempunyai kutub vaskuler dan renalis.

Kutub vaskuler merupakan tempat arteriol aferen masuk dan arteriol eferen

keluar, sedangkan kutub renalis merupakan tempat dimulainya tubulus

kontortus proksimal (4).

Kapiler yang berada dalam lobules gromeruli yang menggantung pada

vascular pole akan diperkuat/disokong yang akan disamakan dengan

penggantung usus (mesenterium), penggantung disebut mesangium. Alat

penggantung ini terdiri dari substantia interceluller dan sel yang disebut

mesangeal cell. Mesangeal cell berbentuk stelat mirip sel perisit dan dapat

berkembang menjadi makrofag untuk memfagosit benda-benda asing yang

berada di ruang antar kapiler (4).

Kapsulla bowman terdiri atas sel-sel squamus simpleks terdiri dari 2

pars, yakni pars viseralis, yaitu meliputi kapiler-kapiler glomerulus, dan pars

parietalis yang membungkus glomerulus. Antara kapsulla bowman pars

viseralis dan pars parietalis terdapat ruangan bowman/ruangan kapsula

(bowman’s space/capsular’s space). Membrana basalis, endotel kapiler, dan

epitel glomerulus (capsulla bowman pars visceralis) merupakan barier filtrasi

dari glomerulus (4).

Glomerulus adalah suatu massa bulat yang terdiri dari kapiler-kapiler

sebagai cabang pembuluh darah arteri afferens, berfungsi sebagai penyaring.

Laju penyerapan glomerulus adalah 125 ml/menit. Aliran plasma melalui

ginjal (Renal Flasma Flow) normalnya 650 ml tiap menit dan penyaringan

tiap menit lebih kurang 120 ml (160 liter sehari)., volume air kemih normal

berkisar 800 sampai 1600 ml perhari (2).

Gambar 3. Skematis glomerulus (3)

2. Aparatus juxta glomerulas

Sel-sel tunika media arteriol aferen di daerah vascular pole mengalami

modifikasi, yaitu sel-sel otot polosnya tersusun seperti sel-sel epitel, intinya

menjadi bulat, sitoplasmanya yang berisi miofibri menjadi granula. Pada

penyelidikan diketahui bahwa granula dengan juxta glomerula sel adalah

prekursor renin. Bila renin disekresi ke sirkulasi, renin akan mengubah

angiotensinogen menjadi angiotensin II yang menaikkan tekanan darah.

granula terlihat jelas dengan pewarnaan PAS dan Bown’s netral stain yang

telah dimodifikasi oleh Wilson dan Hartrofts (4).

3. Tubulus kontortus Proksimal (TC I)

Tubulus kontortus proksimal merupakan saluran-saluran berkelok-

kelok dengan panjang kurang lebih 14mm, dimana letaknya mendominasi

para korteks renal. Terdiri dari pars convulata dan pars recta. Epitel sel TC I

adalah kuboid atau kolumnar selapis, batas sel tidak jelas, sitoplasma

asidifilik, inti besar dan bulat, permukaan sel terdapat brush border,

membrana basalis tercat jelas dengan pewarnaan PAS. Pada avikal sel, di

antara mikrovili terdapat kanalikuli yang berfungsi untuk menyerap

makromolekul yang telah melalui saringan ginjal. Bagian basal sel memiliki

invaginasi menbran dan interdigitasi pada membrane lateral. Membran baso-

lateral ini merupakan tempat pompa natrium untuk proses transport aktif ion

natrium keluar dari sel. Interdigitasi membran lateral tersebut menyebabkan

batas sel TC I tidak jelas. Epitel tubulus kontortus proksimal dapat berbentuk

epitel rendah bila filtrat meningkat dan bentuk epitel tinggi apabila filtrat

menurun (4).

Fungsi utama TC I adalah absorbsi. Kira-kira 7/8 hasil filtrasi

glomerulus berupa air dan Na. Glukosa, asam amino darah, dan protein akan

diabsorbsi kembali oleh TC I. Fungsi lain adalah mengekskresi sisa-sisa

metabolisme (4).

4. Ansa Henle

Ansa henle adalah struktur berbentuk U yang terdiri atas dua bagian,

yakni ruas tebal desenden yang strukturnya mirip TC I, ruas tipis desenden,

ruas tipis asenden, dan ruas tebal asenden yang strukturnya mirip TC II (4).

5. Tubulus Kontortus Distal (TC II)

Tubulus kontortus distal merupakan bagian terakhir nefron yang terbagi

menjadi 3 bagian, yaitu: pars recta, pars macula, dan pars convulata. Tubulus

ini lebih pendek dari TC I dan lumennya lebih besar dari TC I. sel-sel yang

melapisi tubulus ini adalah sel kuboid selapis tanpa brush border dan

kanalikuli. TC II memiliki banyak invaginasi membran lateral dan

mitokondria yang terkait dengan fungsi transport ion. Pada TC II terjadi

penyerapan kembali air/Na+¿¿, dimana fungsi ini dipengaruhi ADH dari pars

posterior hipofisis (4).

Pada tubulus distal yang kontak dengan korpuskulum renal terdapat

modifikasi sel menjadi silindris dan intinya berhimpitan. Modifikasi tubulus

distal tersebut disebut makula densa. Makula densa sensitif terhadap

kandungan ion klorida dalam cairan tubulus, menghasilkan sinyal molecular

yang menimbulkan konstriksi arterior aferen glomerulus untuk mengatur

kecepatan filtrasi glomerulus (4).

6. Tubulus dan Duktus Koligens

Tubulus kolektivus tidak termasuk bagian dari nefron. Tubulus ini

saling bergabung membentuk duktus koligens yang lebih besar dan lebih lurus

disebut duktus papilaris Bellini. Duktus koligens merupakan komponen utama

pemekatan urin, dimana fungsi ini dipengaruhi oleh ADH yang disekresi oleh

pars posterior hipofise sebagai respon terhadap dehidrasi (4).

Secara mikroskopis dengan pengecatan hematoksilin Eosin tampak

sebagai saluran dengan lumen yang besar, sitoplasma ungu pucat atau violet.

Sering terlihat dalam penampang memanjang. Sel-sel tubulus koligens

berbentuk kuboid simpleks/kolumner simpleks dan pada duktus papilaris

Bellini berbentuk kolumner (4).

Gambar 5. Struktur skematis ginjal (3)

2. Fisiologi Ginjal

Ginjal berfungsi untuk mengatur keseimbangan air dalam tubuh, mengatur

konsentrasi garam dan darah, dan keseimbangan asam-basa darah, serta ekskresi

bahan buangan dan kelebihan darah (5).

Ginjal mempertahankan komposisi cairan ekstraseluler yang menunjang

fungsi semua sel tubuh. Kemampuan ginjal untuk mengatur komposisi cairan

ekstraseluler merupakan fungsi per satuan waktu yang diatur oleh epitel tubulus.

Untuk zat yang tidak disekresi oleh tubulus, pengaturan volumenya berhubungan

dengan Laju Filtrasi Glomerulus (LFG). Seluruh zat yang larut dalam filtrasi

glomerulus dapat direabsorbsi atau disekresi oleh tubulus (6).

Pada umumnya fungsi ginjal adalah untuk mempertahankan keseimbangan

susunan darah dengan cara (1):

1. Mengeluarkan kelebihan air dalam tubuh terutama dari depo interstitium.

2. Mengeluarkan sisa-sisa metabolisme sebagai ureum, asam kemih, alantoin,

ammonia, asam hirupat, dan metabolit-metabolit triptofan.

3. Mengeluarkan garam-garam anorganik yang kebanyakan berasal dari

makanan.

4. Mengeluarkan bahan-bahan asing yang terlarut dalam darah, contohnya

pigmen-pigmen darah atau pigmen-pigmen yang terbentuk dalam tubuh.

Selain itu, ginjal juga mempunyai enzim tertentu yang dapat membantu

dalam proses metabolisme, detoksifikasi, dan biotransformasi dari xenobiotik.

Ginjal dapat melakukan tugas-tugas seperti di atas karena fungsi saring dari

glomeruli, karena daya serap kembali daripada tubuli serta karena fungsi

sekretorik sel-sel tubuli (1).

Fungsi ginjal juga mencakup fungsi filtrasi yang terjadi di glomerulus

termasuk kapsulla Bowman yang terletak di bagian korteks ginjal. Fungsi sekresi

yang terjadi di tubulus ginjal yang terletak sebagian di korteks ginjal dan sebagian

di medulla, dan fungsi ekskresi yang terjadi di tubulus ginjal dan terkumpul di

pelvis renis yang merupakan tendon utama systema collectivus. Zat-zat yang

difiltrasi ginjal dibagi menjadi 3 kelompok, yaitu: elektrolit, non elektrolit, dan

air. Beberapa jenis elektrolit yang penting adalah: natrium, kalium, kalsium,

magnesium, bikarbonat, klorida dan phospat. Non elektrolit yaitu glukosa, asam

amino dan metabolit yang merupakan produk akhir dari proses metabolisme

protein: urea, asam urat dan kreatinin (7).

Kreatinin adalah suatu metabolit kreatinin dan diekskresikan seluruhnya

dalam urin melalui filtrasi glomerulus. Peningkatan kadar kreatinin darah

merupakan indikasi rusaknya fungsi ginjal. Kreatinin adalah hasil buangan dari

pencernaan protein, tingkat kreatinin dalam darah menunjukkan fungsi ginjal

yang digunakan sebagai pertanda baik buruknya kerja ginjal dalam mengeluarkan

produk buangan dari tubuh (8).

Ginjal melaksanakan fungsinya dengan mekanisme filtrasi plasma yang

terjadi di sepanjang kapiler glomeulus, mekanisme reabsorbsi dan sekresi

berbagai zat yang berlangsung di sepanjang tubulus. Mekanisme tersebut

mengubah komposisi akhir dan volume urin secara drastis apabila dibandingkan

dengan cairan yang masuk ke nefron melalui kapiler glomerulus. Ginjal menerima

sekitar 20% hingga 25% dari curah jantung atau sekitar 1000 hingga 1200

ml/menit untuk difiltrasi. Semua elemen akan mengalami filtrasi, termasuk air,

elektrolit, dan nonelektrolit, kecuali untuk sel darah merah dan sebagian besar

protein. Transport ion dan molekul melalui peristiwa reabsorbsi dan sekresi di

sepanjang tubulus melalui mekanisme transport aktif atau pasif. Molekul-molekul

air bergerak secara osmosis jika terdapat gradient konsentrasi ion-ion atau

molekul yang melewati membran semipermeabel. Sejumlah dua pertiga dari hasil

filtrasi glomerulus diabsorbsi kembali oleh tubulus proksimal, dan hanya sekitar

1% yang diekskresikan ke dalam urin (4).

Gangguan ginjal yang kronik akan menyebabkan penurunan laju filtrasi

glomerulus (proses penyaringan ginjal) sehingga ureum, kreatinin dan asam urat

yang seharusnya disaring oleh ginjal untuk kemudian dibuang melalui air seni

menurun, akibatnya zat-zat tersebut akan meningkat di dalam darah. untuk

mengetahui fungsi ginjal biasanya digunakan Glomerular Filtration Rate (GFR)

(7).

Untuk mencari penyebab dan sejauh mana kerusakan pada ginjal dapat

dilakukan pemeriksaan uniralisa, radiologi Intravena Pyelografi (IVP), renografi,

ultrasonografi, dan lain-lain. Penurunan fungsi ginjal sampai gagal ginjal terjadi

karena gangguan pada fungsi filtrasi, sekresi dan ekskresi yang dapat disebabkan

oleh prerenal, renal dan post renal. Sebab prerenal terjadi karena gangguan

vaskularisasi: gagal jantung, atherosklerotik; sebab renal: infeksi, batu, massa

yang menyebabkan tubular nekrotik yang berlanjut menjadi iskemik, dan sebab

post renal: obstruksi karena batu, infeksi, massa (7).

DAFTAR PUSTAKA

1. Agustiyanti, Dewi Ayu. Pengaruh Pemberian Ekstrak Tumbuhan Obat Antimalaria Quassia indica Terhadap Toksikopatologi Organ Hati dan Ginjal Mencit (Mus musculus). Institut Pertanian Bogor. Skripsi. Bogor, 2008.

2. Panular, Dwi Bondan., Muhammad Nur., Evi Setiawati. Kajian Pemanfaatan Radiofarmaka Technetium-99pm DTPA Pada Indikasi Kelainan Ginjal dengan Menggunakan Kamera Gamma. Jurnal Berkala Fisika 2004; 7 (3): 97-102.)

3. Vinandhita, Widhi. Gambaran Histopatologi Hati dan Ginjal Tikus yang Diberi Insektisida (Metofluthrin 0.01 %, Imiprothrin 0.04 %, Permethrin 0.15 %) Pada Uji Toksisitas Akut. Institut Pertanian Bogor. Skripsi. Bogor, 2008.

4. Gerhastuti, Bekti Ciptaning. Pengaruh Pemberian Kopi Dosis Bertingkat Per Oral Selama 30 Terhadap Gambaran Histologi Ginjal Tikus Wistar. Universitas Diponegoro. Karya Tulis Ilmiah. Semarang, 2009.

5. Supriyadi, Wagiyo., Sekar Ratih Widowati. Tingkat Kualitas Hidup Pasien Gagal Ginjal Kronik Terapi Hemodialisis. Jurnal Kesehatan Masyarakat 2011; 6 (2): 107-112.

6. Yaswir, Rismawati., Afrida Maiyesi. Pemeriksaan Laboratorium Cystatin C untuk Uji fungsi Ginjal. Jurnal Kesehatan Andalas 2012; 1 (1): 10-15.

7. Majdawati, Ana. Hubungan Gambaran Ultrasonografi Ginjal dengan Laju Filtrasi Glomerulus (GFR) pada Penderita Gangguan Ginjal. Jurnal Kedokteran YARSI 2009; 17 (1): 074-081.

8. Murtini, Tri Jovita., Nandang Priyanto., Tuti Hartati Siregar. Toksisitas Subkronik Alginat pada Histopatologi Hati, Ginjal, dan Lambung Mencit (Mus museulus L.). Jurnal Penelitian Perikanan 2008; 11 (2): 198-203.