Semua makhluk hidup akan mempertahankan keseimbangan cairan tubuhnya agar tetap normal. Jika keseimbangan cairan tubuh terganggu, maka metabolism tubuh pun akan terganggu, bahkan mungkin dapat menyebabkan kematian. Cara kerja tubuh untuk mengatur kandungan air di dalam tubuhnya disebut osmoregulasi. Osmoregulasi berkaitan erat dengan proses ekskresi karena proses ekskresi juga mengeluarkan air dari tubuh. Adapun metabolism merupakan proses pembentukan dan penguraian zat di dalam tubuh yang memungkinkan berlangsungnya aktivitas hidup (Djoko dan Yusa, - : 2)
Pada manusia, sistem ekskresi yang ada digunakan untuk mengeluarkan zat sisa hasil metabolisme. Zat ini akan menjadi racun jika tidak dikeluarkan oleh tubuh. Sistem Eksresi pada manusia meliputi proses pengeluaran urine, pengeluaran keringat, dan pengeluaran karbon dioksida yang merupakan sampah metabolisme.
Berikut ini adalah peta konsep dari sistem eksresi manusia :
Paru-paru merupakan organ vital dalam tubuh, terletak di dalam rongga dada bagian atas, di bagian bawah dibatasi oleh diafragma yang berotot kuat, sedangkan di bagian samping dibatasi oleh otot dan rusuk dan. Paru-paru ada dua bagian yaitu paru-paru kiri (pulmo sinister) yang terdiri atas 2 lobus dan paru-paru kanan (pulmo dekster) yang terdiri atas 3 lobus. Paru-paru dilindungi oleh dua selaput yang tipis disebut pleura. Selaput bagian dalam yang langsung menyelaputi paru-paru disebut pleura dalam (pleura visceralis) dan selaput yang menyelaputi rongga dada yang bersebelahan dengan tulang rusuk disebut pleura luar (pleura parietalis). Diantara selaput luar dan selaput dalam terdapat rongga berisi cairan pleura yang berfungsi dalam melumasi paru-paru. Paru-paru terdiri atas oleh bronkus, bronkiolus, alveolus, jaringan elastik, dan pembuluh darah. Paru-paru berstruktur seperti spon yang elastis dengan daerah permukaan dalam yang sangat lebar yang berfungsi dalam pertukaran gas.
Fungsi utama paru-paru adalah sebagai alat respirasi. Akan tetapi, karena mengekskresikan zat Sisa metabolisme maka paru- paru juga berfungsi dalam sistem ekskresi. Karbon dioksida dan air hasil metabolisme di jaringan diangkut oleh darah lewat pembuluh vena untuk dibawa ke jantung, dari jantung akan dipompakan ke paru-paru untuk berdifusi di alveolus. Sehingga H2O dan CO2 dapat berdifusi atau dapat dieksresikan di alveolus paru-paru karena pada alveolus bermuara banyak kapiler yang mempunyai selaput tipis.
Karbondioksida dan uap air diangkut oleh darah dari sel – sel tubuh menuju paru-paru. Di dalam paru-paru, khususnya alveolus terjadi pertukaran gas CO2 yang dibawa oleh darah dan gas O2 dari paru-paru untuk diikat oleh darah. Selain itu, darah akan melepaskan air (H2O). Air yang dilepaskan paru-paru tersebut berwujud gas (uap air) (Djoko dan Yusa, - : 3).
Hati merupakan organ bagian dalam manusia yang berukuran paling besar. Organ ini mempunyai berat sekitar 1,5 kg atau sekitar 3–5% dari berat badan. Hati berada di bagian atas sebelah kanan abdomen dan di bawah tulang rusuk. Hati mempunyai keunikan di antaranya dapat memperbarui atau menumbuhkan kembali sel-sel yang sudah rusak akibat terluka atau penyakit. Namun, jika hati mengalami kerusakan secara berulang-ulang dalam jangka waktu yang lama, kondisi ini dapat mengakibatkan kerusakan hati sehingga sel-selnya tidak dapat diperbarui lagi.
Hati terdiri atas dua lobus utama, yaitu lobus kiri dan kanan, dengan posisi sedikit saling menindih. Lobus kanan memiliki dua lobus yang salah satunya berukuran lebih kecil. Setiap lobus terdiri dari banyak lobulus. Lobulus merupakan unsur terkecil yang menyusun hati. Struktur lobulus berbentuk persegi enam, dengan panjang kurang lebih 1 mm.
Hati merupakan salah satu organ ekskresi yang berfungsi untuk mengeluarkan urea dan membentuk empedu. Hati disebut organ ekskresi karena hati mengeluarkan cairan empedu. Eritrosit yang umurnya lebih dari 120 hari dirombak di hati. Dari proses tersebut dihasilkan cairan empedu. Cairan empedu mengandung zat warna empedu, yaitu bilirubin dan biliverdin berwarna hijau kebiruan. Cairan empedu disekresikan di duodenum dan mengalami oksidasi di usus sehingga terjadi perubahan warna menjadi kekuningan. Zat warna empedu yang teroksidasi inilah yang memberikan warna pada urine dan feses.
Bilirubin merupakan hasil perombakan hemoglobin darah yang berlangsung di dalam hati. Hemoglobin pada sel-sel darah merah yang rusak akan dipecah menjadi heme dan globin, serta zat besi. Blobin dan zat besi akan digunakan kembali oleh tubuh. Adapun hemin diubah menjadi bilirubin. Di dalam hati, bilirubin tersebut diubah menjadi urobilin yang akan diserap kembali oleh usus. Urobilin tersebut akan diekskresikan oleh ginjal di dalam urin. Urobilin memberikan warna kuning pada urine, sedangkan bilirubin memberikan warna kuning pada feses. (Rikky, - : 120)
Kulit merupakan bagian terluar tubuh. Jadi, kulit berfungsi untuk melindungi tubuh dari kerusakan fisik seperti gesekan, panas, atau zat kimia. Kulit juga menjaga tubuh agar tidak banyak kehilangan air, yaitu dengan mengatur suhu tubuh.
Sebagai alat ekskresi, kulit mengeluarkan keringat. Keringat terdiri atas air dan garam-garam mineral (terutama NaCl, itu sebabnya keringat terasa asin), serta sedikit sampah buangan, seperti urea, asam urat, dan ammonia. Keringat dikeluarkan oleh tubuh dalam jumlah yang besar ketika melakukan kegiatan berat dan berada di lingkungan yang panas (Fictor dan Moekti. - : 138).
Kulit terdiri dari dua lapisan yaitu epidermis dan dermis. Epidermis tersusun dari stratum germinativum,stratum granulosum, dan stratum corneum. Jaringan dermis lebih tebal daripada epidermis. Dermis tersusun oleh jaringan ikat dan kolagen. Di dalam lapisan ini terdapat bagian-bagian seperti pembuluh darah, folikel rambut, kelenjar minyak, kelenjar keringat, serabut saraf, dan lapisan lemak subkutans(Fictor dan Moekti. - : 138).
Pembuluh darah berfungsi menyuplai oksigen dan nutrisi ke jaringan epidermis dan dermis. Selain itu, pembuluh darah juga berperan penting dalam mengatur suhu tubuh. Folikel rambut merupakan kantong yang mengelilingi akar rambut. Dari folikel ini akan tumbuh rambut yang berwarna hitam. Warna hitam pada rambut disebabkan oleh adanya melanin.
Kelenjar minyak berfungsi menghasilkan minyak untuk mencegah kekeringan kulit dan rambut, selain itu juga melindungi kulit dari bakteri. Kulit yang mempunyai jaringan lemak (jaringan adipose), dapat berfungsi sebagai tempat penyimpanan makanan cadangan.
Kelenjar keringat pada kulit berbentuk seperti pembuluh yang bergelung, tersusun dari sel-sel yang berfungsi menyerap cairan di sekitar kapiler dan menyimpannya di dalam pembuluh. Kelenjar ini mengalami desakan ke permukaan kulit dan jika ada rangsangan dari luar atau dari dalam tubuh akan menghasilkan keringat.
Kelenjar keringat terdapat di seluruh permukaan tubuh dan jumlahnya lebih kurang 2,5 juta. Permukaan tubuh yang paling sedikit mengandung kelenjar keringat adalah telapak tangan, ujung jari, dan kulit wajah. Aktivitas kelenjar keringat berada di bawah pengaruh pusat pengatur suhu di hipotalamus dengan enzim brandikinin. Dalam keadaan normal, tubuh kita mengeluarkan keringat sebanyak 50 cc per jam. Keringat merupakan air yang di dalamnya mengandung garam-garam dan urea. Keluarnya keringat dari permukaan kulit membantu menurunkan suhu tubuh.
Ginjal memiliki struktur yang diselubungi suatu kapsul yang terbentuk dari jaringan serabut. Bagian luar ginjal dinamakan dengan korteks yang di dalamnya terdapat struktur yang dinamakan dengan medula. Bagian dalam ginjal terdapat ruang kosong yang dinamakan dengan pelvis. Nefron merupakan unit struktur dan fungsional terkecil dari ginjal yang berjumlah +- satu juta nefron per ginjal manusia. Setiap nefron terdiri dari badan malpighi yang mengandung glomerolus yang diselubungi oleh kapsula bowman.Nefron memiliki dua unsur yaitu1. Unsur pembuluh: arterial, glomerolus, arterial eferen, kapiler tubuler2. Unsur epitel: kapsula bowman, tubulus kontortus proksimal, lengkung henle, tubulus kontortus disatal, dan tubulus kolektifus
Ginjal merupakan tempat yang digunakan untuk mengeluarkan zat sisa metabolisme dalam bentuk urine. Proses pembentukan urine melalui tiga tahapan yaitu melalui mekanisme filtrasi, reabsorpsi, dan augmentasi
A. Filtrasi(Penyaringan)
Proses pertama dalam pembentukan urine adalah proses filtrasi yaitu proses perpindahan cairan dari glomerolus menuju ke kapsula bowman dengan menembus membran filtrasi. Membran filtrasi terdiri dari tiga bagian utama yaitu: 1. Sel endotelium glomerolus 2. Membran basiler 3. Epitel kapsula bowman Didalam glomerolus terjadi proses filtrasi sel-sel darah, trombosit dan protein agar tidak ikut dikeluarkan oleh ginjal. Hasil penyaringan di glomerolus akan menghasilkan urine primer yang memiliki kandungan elektrolit, kritaloid, ion Cl-, ion HCO3-, garam-garam, glukosa, natrium, kalium, dan asam amino.
Setelah terbentuk urine primer maka di dalam urine tersebut tidak lagi mengandung sel-sel darah, plasma darah, dan sebagian besar protein karena sudah mengalami proses filtrasi di glomerolus.
B. Reabsorpsi(Penyerapan Kembali)
Reabsorpsi merupkan proses yang kedua setelah terjadi filtrasi di glomerolus. Reabsorpsi merupakan proses perpindahan cairan dari tubulus renalis menuju ke pembuluh darah yang mengelilinginya yaitu kapiler peritubuler. Sel-sel tubulus renalis secara selektif mereabsorpsi zat-zat yang terdapat pada urine primer dimana terjadi reabsorpsi tergantung dengan kebutuhan.
Zat-zat makanan yang yang terdapat di urine primer akan di reabsoprsi secara keseluruhan, sedangkan reabsorpsi garam-garam anorganik direabsorpsi tergantung jumlah garam-garam anorganik di dalam plasma darah. Proses reabsorpsi terjadi dibagian tubulus kontortus proksimal yang nantinya akan dihasilkan urine sekunder setelah setelah proses reabsorpsi selesai (Diah.2004: 216).
Proses reabsorpsi air di tubulus kontortus proksimal dan tubulus kontortus distal. Proses reabsorpsi akan terjadi penyaringan asam amino, glukosa, asam asetoasetat, vitamin, garam-garam anorganik dan air. Setelah pembentukan urine sekunder maka di dalam urine sekunder sudah tidak memiliki kandungan zat-zat yang dibutuhkan oleh tubuh lagi sehingga nantinya urine yang dibuang benar-benar memiliki kandungan zat yang tidak dibutuhkan tubuh manusia.
Proses Reabsorpsi Air
Reabsorpsi air yang dilakukan di bagian tubulus kontortus proksimal terjadi secara osmosis yang dinamakan dengan reabsorpsi obligat. Selain proses reabsorpsi air dilakukan di tubulus kontortus proksimal, proses rebasorpsi air juga terjadi di bagian tubulus kontortus distal yang terjadi dengan cara reabsorpsi fakultatif(reabsorpsi tergantung kebutuhan air yang dibutuhkan tubuh). Rebasorpsi fakultatif terjadi jika tubuh manusia kekurangan air sehingga terjadi reabsorpsi dibagian tubulus kontortus distal. Mekanisme ini menggunakan bantuan hormon antideuretik(ADH) yang disekresikan oleh kelenjar hipofisis.
Prinsip kerja hormon ADH adalah jika tubuh kekurangan air maka hormon ADH akan disekresikan supaya terjadi reabsorpsi air di tubulus kontortus distal, sedangkan jika tubuh kelebihan air maka kelenjar hipofisis tidak akan mensekresikan hormon ADH supaya tidak terjadi reabsorpsi air di tubulus kontortus distal.
C. Augmentasi(Penambahan Kembali)
Augmentasi merupakan proses penambahan zat-zat yang tidak diperlukan oleh tubuh lagi ke dalam tubulus kontortus distal . penambahan zat-zat yang terjadi diantaranya adalah penambahan urea dan ion hidrogen.
Ion hidrogen sangat penting untuk menjaga keseimbangan pH dalam darah. Jika pH dalam darah mulai menurun maka akan terjadi sekresi ion hidrogen ke tubulus kontortus distal akan meningkat sampai didapatkan pH darah 7.3 sampai 7.4, sedangkan urine yang terbentuk akan memiliki pH 4.5 sampai 8.5. urine yang terbentuk setelah proses augmentasi dinamakan dengan urine sebenarnya yang nantinya akan di salurkan ke tubulus kolektivus dan selanjutnya di tampung sementara di kantung kemih. Berikut ini adalah video mengenai ginjal dan pembentukan urine :
Video Ginjal sebagai Sistem Ekskresi
Sumber : https://www.youtube.com/watch?v=hXhlYKk8gw8
Agar pemahaman mengenai sistem ekskresi lebih jelas, berikut ini qadalah video animasi sistem ekskresi :
Video Sistem Ekskresi Manusia
Sumber : https://www.youtube.com/watch?v=BOiERBnrMaE
Selain video diatas,kalian dapat mendownload soal-soal yang berhubungan dengan materi Sistem Ekskresi disini.
Terdapat link yang dapat diakses mengenai materi sistem Ekskresi, silahkan klik disini.
Daftar Pustaka :
Diah Aryulina dkk. 2004. Biologi untuk SMA dan MA kelas XI. Jakarta : Erlangga.
Djoko Arisworo dan Yusa.__.Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMP kelas IX. Grafindo Media Pratama.
Fictor Ferdinand dan Moekti Ariebowo.__.Belajar Biologi SMA Kelas XI. Visindo.
Rikky Firmansyah, dkk.__. Mudah dan Aktif Belajar Biologi. PT Setia Purna.
