Materi: Biologi (Bab 44 - Osmoregulasi Dan Ekskresi )

Topik	Deskripsi
Spesies Unggulan	Albatros pengembara (Diomedea exulans) memiliki rentang sayap hingga 3,5 m, terbesar di antara burung yang hidup saat ini. Hidup di laut sepanjang tahun, kembali ke darat hanya untuk bereproduksi.
Adaptasi Fisiologis	Mampu bertahan hidup tanpa air tawar dengan mengandalkan osmoregulasi.
Definisi Osmoregulasi	Proses pengontrolan konsentrasi zat terlarut serta penyeimbangan perolehan dan kehilangan air. Termasuk dalam proses homeostasis.
Tujuan Osmoregulasi	Menjaga kestabilan kadar air dan ion-ion penting (misalnya natrium dan kalsium) demi fungsi otot dan sel normal.
Tantangan Osmoregulasi	Hewan gurun: risiko kehilangan air tinggi. Hewan laut (termasuk albatros): risiko dehidrasi, harus membuang garam berlebih. Hewan air tawar: risiko kelebihan air, harus menyimpan zat terlarut dan menyerap garam dari lingkungan.
Ekskresi	Pengeluaran metabolit bernitrogen (seperti amonia) yang toksik dari hasil pemecahan protein dan asam nukleat.
Keterkaitan Sistem	Sistem ekskresi dan osmoregulasi saling terhubung secara struktural dan fungsional pada banyak hewan.

Konsep : Osmoregulasi menyeimbangkan pengambilan dan kehilangan air dan zat terlarut

Konsep	Penjelasan
Osmoregulasi	Proses fisiologis untuk menyeimbangkan pengambilan dan kehilangan air serta zat terlarut guna mempertahankan homeostasis internal.
Osmosis dan Osmolaritas	Osmosis adalah pergerakan air melalui membran semipermeabel. Osmolaritas adalah konsentrasi total zat terlarut yang mempengaruhi arah osmosis. Perbedaan osmolaritas menyebabkan pergerakan air.
Tantangan Osmotik	Hewan menghadapi tekanan lingkungan untuk mempertahankan keseimbangan air dan ion. Tantangan berbeda muncul tergantung apakah hewan berada di laut, air tawar, darat, atau lingkungan yang fluktuatif.
Hewan Laut	Menghadapi risiko dehidrasi karena lingkungan hiperosmotik. Contoh: albatros dan ikan laut. Strategi: minum air laut dan ekskresi garam melalui insang atau kelenjar garam.
Hewan Perairan Tawar	Menghadapi risiko kelebihan air karena lingkungan hipoosmotik. Mereka membatasi pengambilan air, mengeluarkan urin encer, dan aktif menyerap garam dari air melalui insang atau kulit.
Hewan di Perairan Sementara	Harus beradaptasi terhadap kondisi kering musiman. Contoh: tardigrada dan rotifera. Mereka dapat memasuki keadaan dormansi metabolik (kriptobiosis) untuk bertahan tanpa air.
Hewan Darat	Rentan kehilangan air lewat penguapan. Adaptasi: kulit kedap air, perilaku nokturnal, urin pekat, dan penggunaan kelenjar ekskresi seperti nefron ginjal untuk konservasi air.
Energetika Osmoregulasi	Osmoregulasi membutuhkan energi, terutama pada organisme yang aktif mengangkut ion melawan gradien konsentrasi. Osmokonformer umumnya lebih hemat energi dibanding osmoregulator.
Epitelium Transpor	Lapisan jaringan khusus yang bertugas mengatur perpindahan ion dan air. Contoh: insang ikan laut, kelenjar garam burung laut, tubulus ginjal vertebrata.

Osmosis dan Osmolaritas

Konsep	Penjelasan
Kebutuhan Osmoregulasi	Semua hewan, tanpa memandang filogeni atau habitat, harus menjaga keseimbangan antara pengambilan dan kehilangan air. Ketidakseimbangan menyebabkan sel membengkak dan pecah, atau mengerut dan mati.
Pengertian Osmosis	Pergerakan air melintasi membran selektif permeabel dari larutan dengan konsentrasi zat terlarut lebih rendah ke yang lebih tinggi. Merupakan bentuk khusus difusi air.
Pengertian Osmolaritas	Konsentrasi total zat terlarut dalam larutan, dinyatakan dalam satuan miliOsmol per liter (mOsm/L). Contoh: darah manusia ≈ 300 mOsm/L, air laut ≈ 1000 mOsm/L.
Larutan Isoosmotik	Dua larutan yang memiliki osmolaritas sama. Tidak ada pergerakan neto air karena aliran air ke kedua arah seimbang.
Larutan Hiperosmotik	Larutan dengan konsentrasi zat terlarut lebih tinggi dibanding larutan lain yang dibandingkan.
Larutan Hipoosmotik	Larutan dengan konsentrasi zat terlarut lebih rendah dibanding larutan lain yang dibandingkan.
Arah Pergerakan Air	Air selalu mengalir melalui osmosis dari larutan hipoosmotik menuju larutan hiperosmotik, hingga tercapai keseimbangan.

Ilustrasi Bab 44 - Osmoregulasi dan Ekskresi

Tantangan Osmotik

Konsep	Penjelasan
Cara Hewan Menyeimbangkan Air	1. Osmokonformer: isoosmotik dengan lingkungan. 2. Osmoregulator: menjaga osmolaritas internal terlepas dari lingkungan.
Osmokonformer	Hewan laut yang osmolaritas internalnya sama dengan lingkungan. Tidak mengalami aliran neto air. Umumnya hidup di perairan stabil.
Osmoregulator	Menjaga konsentrasi internal meski lingkungan berubah. Contoh: hewan darat, air tawar, dan sebagian hewan laut. - Di lingkungan hipoosmotik: harus membuang kelebihan air. - Di lingkungan hiperosmotik: harus menyerap air.
Stenohalin	Hewan yang tidak mampu mentoleransi perubahan besar osmolaritas eksternal. Mayoritas hewan termasuk dalam kelompok ini.
Eurihalin	Hewan yang dapat hidup dalam rentang osmolaritas eksternal yang luas. Contoh: teritip, kerang (osmokonformer), ikan bass belang, salmon (osmoregulator).
Kesimpulan	Osmoregulasi memberi fleksibilitas ekologis lebih tinggi dibanding osmokonformitas, memungkinkan eksplorasi habitat darat dan air tawar.

hewan laut dan tantangan osmotiknya

Jenis Hewan Laut	Jenis Osmoregulasi	Strategi Osmoregulasi
Invertebrata Laut (umumnya)	Osmokonformer	Osmolaritas tubuh ≈ air laut, sehingga tidak menghadapi tekanan osmotik besar. Namun, tetap perlu mentranspor zat terlarut tertentu secara aktif untuk menjaga keseimbangan ion spesifik.
Vertebrata Laut (misalnya ikan bertulang keras: kod)	Osmoregulator	Kehilangan air secara osmosis → kompensasi dengan meminum banyak air laut. Menggunakan insang dan ginjal untuk mengeluarkan garam. Sel klorida aktif mentranspor Cl⁻ keluar, Na⁺ mengikuti secara pasif. Ion lain (Ca²⁺, Mg²⁺, SO₄²⁻) diekskresikan lewat ginjal.
Hiu dan sebagian besar Chondrichthyes (ikan bertulang rawan)	Hampir Osmokonformer (Osmolaritas ≈ air laut)	Garam dari laut berdifusi masuk, terutama lewat insang. Tidak minum air laut; cairan tubuh kaya urea dan TMAO → meningkatkan osmolaritas internal. Air masuk sedikit demi sedikit → dikeluarkan melalui urin. Kelebihan garam diekskresikan lewat ginjal, feses, dan kelenjar rektal.

konsep osmoregulasi pada hewan perairan tawar

Jenis Hewan	Masalah Osmotik	Strategi Osmoregulasi
Hewan perairan tawar (umum, termasuk ikan perch)	Air masuk ke tubuh secara osmosis (lingkungan hipoosmotik). Garam hilang melalui difusi dan ekskresi urin.	Jarang minum air. Mengeluarkan urin yang sangat encer dalam jumlah besar. Mengganti garam melalui makanan dan pengambilan aktif oleh insang (Cl⁻ aktif, Na⁺ pasif).
Ikan migrasi (eurihalin, misalnya salmon)	Mengalami perubahan lingkungan ekstrem: dari air laut (hiperosmotik) ke air tawar (hipoosmotik), sehingga menuntut perubahan strategi osmoregulasi.	Di laut: minum air laut, ekskresi garam lewat insang. Di air tawar: berhenti minum, menghasilkan urin encer, dan menyerap garam dari insang.

konsep osmoregulasi pada hewan darat

Aspek	Penjelasan
Tantangan Osmotik Utama	Ancaman dehidrasi akibat kehilangan air melalui penguapan, ekskresi, dan respirasi. Kehilangan >12% air tubuh dapat berakibat fatal (pada manusia).
Adaptasi Fisik untuk Mencegah Kehilangan Air	Penutup tubuh tahan air seperti eksoskeleton berlilin (serangga), cangkang (bekicot), dan kulit berkeratin (vertebrata darat). Perilaku nokturnal untuk menghindari penguapan pada suhu tinggi.
Rute Kehilangan Air	Urin dan feses Penguapan dari kulit dan permukaan lembap organ pernapasan
Strategi Pemenuhan Air	Minum air Mengonsumsi makanan yang mengandung air Menghasilkan air secara metabolik dari respirasi seluler
Contoh Hewan Adaptif	Tikus kanguru: tidak perlu minum, menggantikan air tubuh dari: 91% dari air metabolik 9% dari air dalam biji-bijian Burung pemakan serangga dan reptil gurun: dapat bertahan tanpa minum karena efisiensi konservasi air.
Signifikansi Adaptasi	Adaptasi osmoregulasi memungkinkan hewan darat hidup di lingkungan ekstrem seperti gurun, dan memperluas distribusi geografis mereka.

konsep osmoregulasi dan adaptasi hewan yang hidup di perairan sementara

Aspek	Penjelasan
Masalah Osmotik Utama	Dehidrasi ekstrem (desikasi) saat habitat mengering. Mayoritas hewan tidak dapat bertahan dalam kondisi kehilangan air total.
Adaptasi Kunci	Anhidrobiosis – kemampuan untuk hidup tanpa air dengan memasuki fase dorman (istirahat metabolik total) saat kekeringan.
Contoh Spesies	Tardigrada (beruang air): dapat bertahan hingga < 2% air tubuh selama bertahun-tahun. Nematoda: juga menunjukkan kemampuan anhidrobiosis.
Mekanisme Biokimia	Produksi trehalosa, disakarida pelindung membran. Trehalosa menggantikan air dan menjaga stabilitas protein dan lipid saat dehidrasi.
Karakteristik Anhidrobiosis	Hewan tampak seperti debu saat kering. Dapat kembali aktif hanya dalam beberapa jam setelah ditambahkan air.
Signifikansi Ekologis	Memungkinkan organisme bertahan di lingkungan yang tidak stabil atau musiman, seperti kolam sementara, lapisan tanah lembap, atau lingkungan mikrobasah lainnya.

Energitika Osmoregulasi

Aspek	Penjelasan
Penyebab Konsumsi Energi	Osmoregulator harus mempertahankan gradien osmotik antara tubuh dan lingkungan, melawan kecenderungan difusi yang ingin menyamakan konsentrasi.
Metode Utama	Transpor aktif digunakan untuk memompa zat terlarut melintasi membran, menjaga keseimbangan air dan garam.
Faktor yang Mempengaruhi Ongkos Energi	Besar perbedaan osmolaritas antara tubuh dan lingkungan Permeabilitas permukaan tubuh terhadap air dan zat terlarut Jumlah kerja (ATP) untuk memompa zat terlarut
Contoh Konsumsi Energi	Ikan air tawar dan laut: osmoregulasi menyumbang ≥5% dari laju metabolik saat istirahat. Udang air asin (Great Salt Lake): osmoregulasi menyumbang hingga 30% dari laju metabolik saat istirahat.
Adaptasi Komposisi Cairan Tubuh	Spesies air tawar biasanya memiliki cairan tubuh dengan osmolaritas lebih rendah dibanding kerabat lautnya, untuk mengurangi gradien osmotik dan menekan ongkos energi osmoregulasi.
Contoh Perbandingan Osmolaritas	Moluska laut: cairan tubuh ≈ 1000 mOsm/L Kerang air tawar: cairan tubuh bisa serendah 40 mOsm/L
Kesimpulan	Adaptasi terhadap habitat (air laut vs air tawar) dapat menurunkan beban energi osmoregulasi secara signifikan dan meningkatkan efisiensi metabolik.

Epitelium Transpor dalam Osmoregulasi

Aspek	Penjelasan
Tujuan Osmoregulasi	Menjaga komposisi zat terlarut dalam cairan tubuh internal yang membasahi sel. Ini penting karena keseimbangan internal tidak dijaga langsung oleh sel, melainkan melalui cairan di sekitarnya (hemolimfe atau cairan interstisial).
Peran Epitelium Transpor	Lapisan sel epitel terspesialisasi yang mengatur pergerakan zat terlarut secara selektif dan terarah untuk mempertahankan homeostasis osmotik.
Karakteristik	Tersusun dalam bentuk tabung atau saluran kompleks Memiliki area permukaan besar Mengarah ke lingkungan luar secara langsung atau melalui saluran tubuh
Contoh Organ pada Vertebrata	Ginjal: kompleks epitelium transpor yang mengontrol ekskresi dan penyerapan zat terlarut (misalnya Na⁺, Cl⁻, urea).
Contoh Adaptasi: Albatros	Meminum air laut, namun tetap mendapatkan air bersih secara neto. Kelenjar hidung terspesialisasi sebagai epitelium transpor untuk ekskresi kelebihan garam (NaCl). Menggunakan mekanisme pertukaran lawan-arus untuk menghasilkan cairan ekskretori yang lebih asin daripada air laut.
Perbandingan dengan Manusia	Manusia tidak memiliki mekanisme ekskresi garam seperti albatros. Jika minum air laut, justru akan kehilangan air karena ginjal tidak bisa menghasilkan urin yang lebih asin dari air laut → menyebabkan dehidrasi.

konsep "Zat-Zat Buangan Bernitrogen dari Seekor Hewan Mencerminkan Filogeni dan Habitatnya"

Aspek	Penjelasan
Konsep Umum	Zat buangan nitrogen dihasilkan dari penguraian protein dan asam nukleat. Bentuk zat buangan yang dipilih hewan mencerminkan filogeni (garis evolusi) dan habitat lingkungan tempat hidupnya.
Amonia (NH₃)	Sangat toksik, harus dilarutkan dan dikeluarkan segera. Butuh banyak air untuk ekskresi. Ekskretor: Hewan air (ikan air tawar, amfibi, invertebrata air) Kelebihan: Energi rendah, ekskresi cepat.
Urea	Kurang toksik, bisa disimpan sementara dalam tubuh. Dibentuk di hati dari amonia melalui siklus urea (butuh energi). Ekskretor: Mamalia, amfibi, sebagian ikan (hiu) Kelebihan: Efisien dalam penggunaan air, toksisitas rendah.
Asam Urat	Hampir tidak larut dalam air, dikeluarkan dalam bentuk padat/semi padat (pasta putih). Ekskretor: Reptil, burung, serangga Kelebihan: Penghematan air maksimal, cocok untuk habitat kering. Kekurangan: Mahal secara energi metabolik.
Pengaruh Evolusi	Evolusi sistem ekskresi sejalan dengan transisi habitat dari air → darat. Semakin jauh hewan dari habitat akuatik, semakin efisien zat buangan dalam menghemat air (amonia → urea → asam urat).
Pengaruh Habitat	Lingkungan berair: ekskresi amonia memungkinkan karena ketersediaan air tinggi. Lingkungan darat lembap: urea lebih stabil dan aman. Lingkungan kering/terbatas air: asam urat menjadi pilihan ideal.

bentuk zat buangan bernitrogen: Amonia (NH₃)

Aspek	Penjelasan
Nama Zat Buangan	Amonia (NH₃)
Toksisitas	Sangat toksik; hanya dapat ditoleransi pada konsentrasi yang sangat rendah.
Kebutuhan Air	Sangat tinggi. Ekskresi amonia memerlukan akses ke air dalam jumlah besar untuk pengenceran dan penghilangan.
Kelompok Hewan Penghasil	Spesies akuatik (umumnya) Banyak invertebrata air Ikan bertulang (teleostei)
Cara Ekskresi	Invertebrata: melalui seluruh permukaan tubuh (difusi langsung). Ikan: sebagian besar melalui insang sebagai ion NH₄⁺. Ginjal hanya berperan kecil dalam ekskresi amonia.
Kelebihan	Tidak memerlukan energi tinggi karena tidak perlu konversi dari amonia ke bentuk lain.
Kekurangan	Tidak cocok untuk habitat darat atau lingkungan dengan sedikit air karena toksisitasnya tinggi dan kebutuhan air besar.

bentuk zat buangan bernitrogen: Urea

Aspek	Penjelasan
Nama Zat Buangan	Urea
Asal Pembentukan	Dihasilkan di hati vertebrata melalui siklus urea yang menggabungkan amonia dan karbon dioksida.
Toksisitas	Rendah — dapat disimpan dalam tubuh pada konsentrasi tinggi tanpa menimbulkan kerusakan.
Kebutuhan Air	Lebih hemat air dibanding amonia karena dapat diekskresikan dalam larutan pekat.
Kelompok Hewan Penghasil	Mamalia Amfibia dewasa Hiu Penyu Beberapa ikan laut bertulang keras
Contoh Adaptasi Peralihan	Banyak amfibia mengekskresikan amonia saat akuatik (kecebong) dan urea saat dewasa di darat — mencerminkan efisiensi energi vs konservasi air.
Kelebihan	Toksisitas rendah → aman disimpan dalam tubuh. Penggunaan air lebih efisien dibanding amonia.
Kekurangan	Biaya energi tinggi → perlu ATP untuk sintesis dari amonia.

bentuk zat buangan bernitrogen: Asam Urat

Aspek	Penjelasan
Nama Zat Buangan	Asam Urat (Uric Acid)
Kelompok Hewan Penghasil	Serangga Bekicot Banyak reptil Burung
Toksisitas	Relatif nontoksik, aman meskipun terakumulasi dalam jumlah tinggi.
Kelarutan dalam Air	Sangat rendah. Diekskresikan sebagai pasta semi-padat (mirip pasta putih pada feses burung).
Kebutuhan Air	Sangat hemat air — ideal untuk habitat kering dan kondisi dehidrasi ekstrem.
Keuntungan	Minim kehilangan air saat ekskresi → sangat efisien dalam konservasi air.
Kekurangan	Produksi asam urat membutuhkan energi paling tinggi dibanding urea atau amonia (butuh banyak ATP).
Produksi Minor pada Hewan Lain	Hewan lain (termasuk manusia) menghasilkan sedikit asam urat dari pemecahan purin (DNA/RNA).
Contoh Masalah Klinis	Gout (rematik): penumpukan kristal asam urat pada sendi manusia. Dalmatian: rentan membentuk batu kandung kemih dari asam urat. Tyrannosaurus rex: tulang fosil menunjukkan gejala serupa gout.

pengaruh evolusi dan lingkungan terhadap bentuk zat-zat buangan bernitrogen

Faktor Evolusioner & Lingkungan	Pengaruh terhadap Jenis Zat Buangan Bernitrogen
Ketersediaan Air (Habitat)	Lingkungan kering: asam urat (hemat air, ekskresi dalam bentuk padat). Lingkungan lembap atau akuatik: amonia atau urea (butuh lebih banyak air untuk ekskresi). Contoh: kura-kura darat → asam urat, kura-kura air → urea atau amonia.
Mode Reproduksi	Telur tak bercangkang (amfibia): zat buangan dapat berdifusi keluar ke air sekitarnya → amonia bisa diterima. Telur bercangkang (burung, reptil): zat buangan terperangkap → amonia dan urea berbahaya jika menumpuk → dipilih asam urat karena bisa disimpan sebagai kristal padat. Mamalia: zat buangan embrio diangkut lewat darah induk → urea cukup aman.
Metabolisme (Endoterm vs Ektoterm)	Endoterm: metabolisme tinggi → lebih banyak konsumsi makanan → menghasilkan lebih banyak limbah nitrogen. Ektoterm: metabolisme rendah → produksi zat buangan nitrogen lebih sedikit.
Tipe Makanan (Diet)	Karnivor/predator: konsumsi protein tinggi → produksi nitrogen tinggi. Herbivor/omnivor: konsumsi lipid dan karbohidrat dominan → produksi nitrogen lebih rendah.
Keuntungan Evolusioner Asam Urat	Kurang toksik dan tidak larut → dapat disimpan dalam telur bercangkang. Selektif menguntungkan untuk embrio burung dan reptil yang berkembang dalam telur tertutup.

sistem ekskresi yang beraneka ragam adalah variasi dari satu tema tubular

Topik	Penjelasan
Proses Ekskresi	Proses fisiologis untuk membuang zat sisa metabolisme, terutama nitrogen, serta menjaga keseimbangan air dan elektrolit. Terdiri dari empat tahap: Filtrasi – cairan tubuh difiltrasi ke tabung ekskretori. Reabsorpsi – zat berguna diserap kembali. Sekresi – zat sisa tambahan disekresikan ke filtrat. Ekskresi – limbah dikeluarkan dari tubuh.
Sekilas Sistem Ekskresi	Meski beragam secara evolusioner, sistem ekskresi di berbagai hewan mengikuti tema dasar: struktur tubular tempat filtrasi, reabsorpsi, sekresi, dan ekskresi berlangsung.
Protonefridia	Sistem ekskresi paling sederhana yang ditemukan pada platyhelminthes (cacing pipih). Terdiri dari sel api (flame cells) yang memompa cairan ke luar tubuh melalui tabung bercabang.
Metanefridia	Ditemukan pada annelida (cacing tanah). Terdiri dari sepasang tabung per segmen tubuh yang menangkap cairan tubuh dan menyaringnya, lalu ekskresi melalui nefridiopora.
Tabung Malpighi	Ditemukan pada serangga. Tabung ini mengumpulkan limbah dari hemolimfa dan membawanya ke usus untuk ekskresi bersama feses. Tidak ada filtrasi awal seperti ginjal.
Ginjal (Vertebrata)	Organ ekskresi kompleks berbentuk tubular. Terdiri dari ribuan nefron sebagai unit fungsional. Proses filtrasi darah → pembentukan urin → ekskresi melalui uretra.
Filtrasi Darah (pada Mamalia)	Terjadi di glomerulus dalam kapsul Bowman. Plasma darah disaring masuk ke tubulus nefron berdasarkan ukuran molekul dan tekanan hidrostatik.
Jalur Filtrat (alur nefron)	Filtrat mengalir melalui: kapsul Bowman → tubulus proksimal → lengkung Henle → tubulus distal → duktus kolektivus, lalu menuju pelvis renalis dan keluar sebagai urin.
Pembuluh Darah Terkait	Arteriol aferen membawa darah ke glomerulus. Arteriol eferen keluar dari glomerulus dan membentuk kapiler peritubular. Kapiler vasa recta menyelubungi lengkung Henle → penting dalam pertukaran lawan-arus dan menjaga gradien osmotik.

proses ekskresi

Langkah	Nama Proses	Penjelasan
1	Filtrasi (Filtration)	Cairan tubuh (darah, hemolimfe, atau cairan selom) bersentuhan dengan epitelium transpor. Tekanan hidrostatik mendorong air dan zat terlarut kecil (garam, glukosa, asam amino, zat buangan nitrogen) melewati membran, membentuk filtrat. Molekul besar seperti protein tetap tinggal.
2	Reabsorpsi (Reabsorption)	Zat-zat berguna seperti glukosa, asam amino, vitamin, ion tertentu, dan air diambil kembali dari filtrat ke dalam cairan tubuh melalui transpor aktif atau osmosis. Menjaga efisiensi dan keseimbangan internal.
3	Sekresi (Secretion)	Zat-zat non-esensial atau toksik (ion kelebihan, obat, limbah metabolik) ditambahkan ke dalam filtrat melalui transpor aktif. Membantu mempercepat pembuangan zat berbahaya.
4	Ekskresi (Excretion)	Filtrat yang telah diproses kini menjadi urin dan dikeluarkan dari tubuh melalui saluran ekskresi (misalnya uretra pada mamalia).

Sekilas Sistem Ekskresi

Aspek	Penjelasan
Prinsip Umum	Meskipun beragam, hampir semua sistem ekskresi hewan tersusun dari jejaring tubulus kompleks yang memungkinkan pertukaran air, ion, dan zat buangan dengan efisien.
Fungsi Utama Tubulus Ekskresi	Memberikan area permukaan luas untuk filtrasi, reabsorpsi, sekresi, dan ekskresi zat terlarut (termasuk limbah nitrogen).
Kelompok Hewan dan Sistem Ekskresinya	Cacing pipih: protonefridia (sel api) Cacing tanah: metanefridia Serangga: tabung Malpighi Vertebrata: ginjal (nefron) Masing-masing contoh menunjukkan variasi struktural dari tema dasar tubular.
Tujuan Evolusioner Umum	Mengelola keseimbangan air dan ion, serta membuang limbah nitrogen dengan cara yang sesuai dengan habitat dan fisiologi masing-masing hewan.

Protonefridia

Aspek	Penjelasan
Pengertian	Protonefridia adalah sistem ekskresi berupa jejaring tubulus buntu yang menyebar ke seluruh tubuh dan terbuka ke luar. Umumnya ditemukan pada hewan yang tidak memiliki selom.
Kelompok Hewan	Cacing pipih (Platyhelminthes) Rotifera Beberapa anelida Larva moluska Lanselet (Cephalochordata)
Struktur Utama	Sel api (flame bulb): terdiri dari satu sel tubulus dan satu sel tudung, dengan silia yang berdenyut mirip kobaran api untuk menarik cairan masuk ke tubulus. Jejaring tubulus: menyalurkan filtrat ke luar tubuh.
Proses Kerja	Filtrasi dimulai saat silia pada sel api menarik cairan interstisial masuk. Filtrat bergerak melalui tubulus dan dibuang ke lingkungan sebagai urin encer.
Fungsi	Hewan air tawar (misal: cacing pipih): utama untuk osmoregulasi. Hewan parasit (isoosmotik): utama untuk ekskresi zat buangan bernitrogen. Fungsi protonefridia disesuaikan secara evolusioner terhadap habitat hewan.
Keunikan	Sistem ekskresi paling sederhana secara struktural, namun menunjukkan fleksibilitas fungsi tergantung lingkungan dan fisiologi hewan.

Metanefridia

Aspek	Penjelasan
Pengertian	Metanefridia adalah organ ekskresi tubular yang terbuka secara internal ke selom dan umum ditemukan pada hewan bersegmentasi seperti anelida.
Kelompok Hewan	Anelida, seperti cacing tanah.
Struktur dan Komponen	Setiap segmen tubuh memiliki sepasang metanefridia. Corong bersilia mengelilingi bukaan internal ke selom. Tabung pengumpul menyimpan urin dan bermuara ke luar tubuh melalui pori ekskresi. Dikelilingi oleh jejaring kapiler untuk pertukaran zat.
Proses Kerja	Denyutan silia menarik cairan selom ke dalam tubulus. Selama perjalanan filtrat, epitelium transpor menyerap kembali zat berguna ke kapiler darah. Zat buangan nitrogen tertinggal dan dikeluarkan sebagai urin cair.
Fungsi	Ekskresi: mengeluarkan zat buangan nitrogen. Osmoregulasi: menyerap zat berguna dan menyeimbangkan kelebihan air dari osmosis melalui kulit.
Karakteristik Urin	Hipoosmotik terhadap cairan tubuh → membantu mengurangi kelebihan air dari osmosis di lingkungan lembap.
Keunikan	Organ tubular yang kompleks, terbuka ke dalam dan keluar tubuh, serta dilengkapi sistem transport aktif dan jaringan kapiler yang efisien.

Tabung Malpighi

Aspek	Penjelasan
Pengertian	Tabung Malpighi adalah sistem ekskresi khas serangga dan artropoda darat yang mengeluarkan limbah nitrogen dan mengatur keseimbangan air tanpa melalui proses filtrasi.
Kelompok Hewan	Serangga dan artropoda darat lainnya.
Struktur dan Letak	Tabung bercabang dari ujung buntu dalam hemolimfe ke saluran pencernaan. Terhubung langsung dengan usus (rektum).
Mekanisme Kerja	Tidak ada filtrasi awal seperti pada ginjal atau nefridia. Epitelium tubulus menyerap zat buangan dan ion dari hemolimfe ke dalam lumen tubulus melalui sekresi aktif. Air mengikuti secara osmosis. Cairan masuk ke rektum → zat berguna dan air direabsorpsi kembali.
Jenis Zat Buangan	Asam urat (tidak larut, dikeluarkan sebagai padatan semi-kering bersama feses).
Fungsi	Ekskresi zat bernitrogen Osmoregulasi (hemat air ekstrem)
Keunggulan Evolusioner	Kemampuan menghemat air sangat tinggi, menjadikan sistem ini adaptasi kunci kesuksesan serangga di habitat darat.

Ginjal

Aspek	Penjelasan
Pengertian	Ginjal adalah organ ekskresi dan osmoregulasi yang terdiri atas jejaring tubulus terspesialisasi yang terhubung erat dengan kapiler, dan berfungsi menyaring darah serta membuang zat buangan.
Kelompok Hewan	Vertebrata (ikan, amfibi, reptil, burung, mamalia) dan beberapa kordata lain seperti hagfish.
Fungsi Utama	Osmoregulasi: mengatur keseimbangan air dan ion tubuh. Ekskresi: membuang limbah metabolik, terutama zat nitrogen.
Struktur Dasar	Terdiri atas ribuan unit fungsional yang disebut nefron. Nefron adalah tubulus yang panjang dan teratur, terkait erat dengan jejaring kapiler.
Saluran Terkait	Urin dari nefron → pelvis ginjal → ureter → kandung kemih → uretra (keluar tubuh).
Ciri Khusus Evolusi	Ginjal vertebrata modern tidak bersegmen. Pada hagfish (kordata invertebrata), ginjal bersifat bersegmen, menunjukkan kemungkinan nenek moyang vertebrata memiliki struktur ekskresi bersegmen.
Kesimpulan	Ginjal adalah sistem ekskresi yang kompleks dan efisien, berbasis tubular, dan terintegrasi erat dengan sistem peredaran darah.

struktur sistem ekskresi mamalia

Aspek	Penjelasan
Organ Utama	Sistem ekskresi mamalia berpusat pada sepasang ginjal.
Aliran Darah ke Ginjal	Arteri renal: memasok darah ke ginjal. Vena renal: mengalirkan darah dari ginjal kembali ke vena cava. Ginjal menerima ±25% dari aliran darah yang dipompa oleh jantung meskipun hanya ±1% massa tubuh.
Rute Urin	Ginjal → ureter → kandung kemih → uretra → keluar tubuh saat kencing. Uretra dikontrol oleh otot sfingter di pangkal kandung kemih.
Struktur Ginjal	Korteks renal: lapisan luar ginjal. Medula renal: lapisan dalam ginjal. Keduanya mengandung tubulus ekskresi dan pembuluh darah yang padat.
Unit Fungsional: Nefron	Satu ginjal manusia memiliki ±1 juta nefron. Panjang total seluruh nefron di satu ginjal bisa mencapai ±80 km. Nefron adalah tubulus tunggal panjang yang melintasi korteks dan medula.
Struktur Mikroskopik Nefron	Glomerulus: bola kapiler tempat darah difiltrasi. Kapsula Bowman: struktur berbentuk cangkir yang menyelubungi glomerulus. Tubulus nefron berkelok melalui korteks dan medula untuk memproses filtrat menjadi urin.
Kesimpulan	Sistem ekskresi mamalia sangat kompleks namun efisien, mengintegrasikan filtrasi, reabsorpsi, sekresi, dan ekskresi melalui jaringan nefron dan saluran ekskretori.

filtrasi darah

Aspek	Penjelasan
Lokasi Filtrasi	Terjadi di glomerulus, bola kapiler berpori, yang dikelilingi oleh kapsula Bowman, bagian awal nefron.
Prinsip Mekanis	Tekanan darah mendorong cairan dari dalam glomerulus masuk ke lumen kapsula Bowman.
Permeabilitas Membran	Kapiler glomerulus bersifat selektif permeabel. Hanya molekul kecil seperti air, ion, dan zat terlarut yang dapat melewati. Sel darah dan protein besar tertahan di dalam pembuluh darah.
Kandungan Filtrat	Filtrat dalam kapsula Bowman mengandung: Air Garam (ion) Glukosa Asam amino Vitamin Zat buangan nitrogen (mis. urea) Komposisi filtrat mirip dengan plasma darah, namun tanpa protein besar dan sel.
Sifat Filtrasi	Tidak selektif terhadap molekul kecil – semua molekul kecil dalam plasma akan ikut masuk ke filtrat, termasuk yang nantinya masih berguna.

jalur filtrat dalam sistem ekskresi mamalia

Urutan Jalur Filtrat	Nama Struktur	Penjelasan & Fungsi
1	Kapsula Bowman	Filtrat terbentuk melalui filtrasi tekanan darah dari glomerulus.
2	Tubulus Proksimal	Reabsorpsi besar-besaran air, ion, glukosa, asam amino, dan nutrien lainnya ke dalam darah.
3	Lengkung Henle	Saluran menurun: permeabel terhadap air → reabsorpsi air. Saluran menaik: impermeabel terhadap air → reabsorpsi ion. Hanya dimiliki mamalia & beberapa burung → penting untuk menghasilkan urin hiperosmotik.
4	Tubulus Distal	Penyesuaian akhir ion dan pH. Merespon hormon seperti aldosteron untuk pengaturan Na⁺/K⁺.
5	Saluran Pengumpul	Menerima filtrat dari beberapa nefron. Reabsorpsi air dikontrol oleh hormon ADH → berperan dalam konsentrasi akhir urin.
6	Pelvis Renal	Ruang penampung akhir sebelum urin dialirkan ke ureter.
7	Ureter	Saluran yang membawa urin dari pelvis ginjal ke kandung kemih.

pembuluh-pembuluh darah yang terkait dengan nefron

No	Nama Pembuluh	Lokasi & Struktur Terkait	Fungsi
1	Arteriola aferen	Membawa darah dari arteri renal ke glomerulus	Mengatur tekanan darah untuk filtrasi di glomerulus
2	Kapiler glomerulus	Tersusun rapat dalam kapsula Bowman	Tempat terjadinya filtrasi darah menghasilkan filtrat awal
3	Arteriola eferen	Keluar dari glomerulus, lebih kecil dari aferen	Mengatur tekanan filtrasi & mendistribusikan darah ke kapiler berikutnya
4	Kapiler peritubular	Mengelilingi tubulus proksimal & distal	Reabsorpsi zat-zat penting dari tubulus kembali ke darah
5	Vasa rekta	Kapiler berbentuk jepit rambut sejajar dengan lengkung Henle pada nefron jukstamedularis	Berfungsi sebagai bagian sistem lawan-arus untuk mempertahankan gradien osmotik medula ginjal → penting untuk konsentrasi urin

alur pemrosesan filtrat darah di dalam nefron dan mekanisme gradien zat terlarut untuk konservasi air
1. Pemrosesan Filtrat Darah Menjadi Urin (Organisasi Nefron)

Urutan	Bagian Nefron	Fungsi Utama
1	Tubulus Proksimal	Reabsorpsi glukosa, asam amino, ion Na⁺, dan air; sekresi zat toksik. Menurunkan volume filtrat tanpa mengubah osmolaritas.
2	Saluran Menurun Lengkung Henle	Permeabel terhadap air, tetapi tidak terhadap garam. Air keluar → filtrat makin pekat saat turun ke medula.
3	Saluran Menaik Lengkung Henle	Tidak permeabel terhadap air. Garam (NaCl) diangkut keluar secara pasif (bagian bawah) dan aktif (bagian atas) → menciptakan gradien osmotik.
4	Tubulus Distal	Mengatur pH, kalium, dan konsentrasi ion-ion. Reabsorpsi tambahan NaCl dan air di bawah pengaruh hormon (mis. aldosteron).
5	Saluran Pengumpul	Permeabilitas terhadap air tergantung hormon ADH → kontrol akhir volume dan konsentrasi urin. Reabsorpsi urea di bagian akhir membantu memperkuat gradien medula.

2. Model Dua Zat Terlarut dalam Gradien Osmotik Medula Ginjal

Zat Terlarut	Peran	Lokasi Utama
NaCl (Garam)	Ditransport secara aktif di saluran menaik Henle → menciptakan gradien osmotik → menarik air keluar di saluran menurun Henle.	Lengkung Henle dan medula
Urea	Dapat berdifusi keluar dari saluran pengumpul di medula dalam → membantu meningkatkan osmolaritas medula secara lokal.	Saluran pengumpul dan medula dalam

3. Adaptasi Ginjal Vertebrata terhadap Lingkungan

Kelompok Hewan	Adaptasi Ginjal	Tujuan Adaptasi
Burung dan Reptil Lain	Burung memiliki nefron jukstamedularis → menghasilkan urin pekat. Ekskresi nitrogen utama: asam urat → hemat air. Beberapa reptil kekurangan nefron jukstamedularis.	Konservasi air di lingkungan darat, produksi ekskret semi-padat.
Ikan Air Tawar dan Amfibia	Menghasilkan urin encer; reabsorpsi ion aktif dari urin → mencegah kehilangan garam; kulit permeabel membantu osmoregulasi.	Membuang kelebihan air dan mempertahankan ion tubuh karena lingkungan hipotonik.
Ikan Laut Bertulang Keras	Kehilangan air lewat osmosis → minum air laut dan mengekskresikan garam berlebih lewat insang dan sedikit urin.	Mencegah dehidrasi di lingkungan hipertonik (laut).

fungsi tubulus proksimal

Aspek	Penjelasan
Fungsi Utama	Reabsorpsi ion, air, dan nutrien esensial dari filtrat kembali ke tubuh; sekresi zat buangan dan pengaturan pH.
Reabsorpsi Garam	Na⁺ diserap secara aktif ke cairan interstisial → menarik Cl⁻ secara pasif karena beda muatan → meningkatkan tekanan osmotik.
Reabsorpsi Air	Osmosis mengikuti reabsorpsi garam, air berdifusi ke cairan interstisial dan masuk ke kapiler peritubular.
Reabsorpsi Nutrien	Glukosa, asam amino, ion K⁺, HCO₃⁻ dan zat penting lainnya direabsorpsi secara aktif dan pasif.
Regulasi pH	- Sekresi H⁺ oleh sel epitel. - Sintesis amonia (NH₃) yang menangkap H⁺ menjadi NH₄⁺. - Reabsorpsi 90% HCO₃⁻ dari filtrat.
Penanganan Zat Toksik	Obat dan racun yang telah diproses hati disekresikan secara aktif ke dalam lumen tubulus.
Perlambatan Reabsorpsi Urea	Urea hanya sedikit diserap ulang → tetap dalam filtrat dan dikeluarkan dalam urin.
Efek Akhir	Volume filtrat berkurang drastis, sedangkan zat buangan seperti urea dan racun menjadi terkonsentrasi.

saluran menurun lengkung Henle

Aspek	Penjelasan
Fungsi Utama	Reabsorpsi air dari filtrat melalui osmosis.
Permeabilitas Epitel	Sangat permeabel terhadap air (karena banyak akuaporin), namun hampir tidak permeabel terhadap garam dan zat terlarut kecil lainnya.
Peran Protein	Protein akuaporin membentuk saluran air yang memungkinkan air keluar dari tubulus.
Lingkungan Interstisial	Cairan interstisial di medula ginjal semakin hiperosmotik (semakin pekat) dari luar ke dalam, memungkinkan osmosis air keluar dari tubulus.
Hasil Osmosis	Air keluar dari filtrat → filtrat menjadi semakin pekat (osmolaritas meningkat) saat bergerak menurun ke medula.
Efek terhadap Filtrat	Volume filtrat menurun, tetapi konsentrasi zat terlarut meningkat secara progresif saat bergerak ke bawah.

saluran menaik lengkung Henle

Aspek	Penjelasan
Fungsi Utama	Mengurangi osmolaritas filtrat dengan cara membuang NaCl (garam), tanpa kehilangan air.
Permeabilitas Air	Tidak permeabel terhadap air (tidak memiliki saluran air/akuaporin).
Struktur Segmen	Segmen tipis: NaCl berdifusi keluar secara pasif. Segmen tebal: NaCl dipompa keluar secara aktif ke cairan interstisial.
Efek terhadap Cairan Interstisial	Menjaga osmolaritas tinggi medula ginjal, penting untuk konservasi air.
Efek terhadap Filtrat	Filtrat menjadi semakin encer karena kehilangan garam tetapi tidak kehilangan air.
Peran dalam Sistem Lawan Arus	Bekerja bersama saluran menurun lengkung Henle dan vasa rekta untuk membentuk sistem lawan-arus (countercurrent system), menciptakan gradien osmotik dalam medula.

fungsi tubulus distal

Aspek	Penjelasan
Fungsi Utama	Regulasi ion dan pH filtrat akhir sebelum masuk ke saluran pengumpul.
Regulasi Ion K⁺	Mengatur jumlah ion kalium (K⁺) yang disekresikan ke dalam filtrat berdasarkan kebutuhan tubuh.
Reabsorpsi NaCl	Reabsorpsi NaCl secara selektif dari filtrat untuk mengatur tekanan osmotik dan volume darah.
Regulasi pH	Mengontrol sekresi ion H⁺ dan reabsorpsi ion bikarbonat (HCO₃⁻) untuk menjaga keseimbangan asam-basa cairan tubuh.
Jenis Transport	Transpor aktif dan pasif, tergantung kebutuhan homeostasis tubuh.
Koordinasi dengan Hormon	Dipengaruhi oleh hormon seperti aldosteron untuk meningkatkan reabsorpsi Na⁺ dan sekresi K⁺.

saluran pengumpul (collecting duct)

Aspek	Penjelasan
Fungsi Utama	Mengangkut filtrat dari tubulus distal ke pelvis renal dan menyesuaikan konsentrasi akhir urin.
Perjalanan Filtrat	Filtrat mengalir menuruni medula ginjal, melewati gradien konsentrasi osmolaritas yang meningkat.
Permeabilitas Air	Dikendalikan oleh hormon ADH (antidiuretik); saluran akuaporin memungkinkan reabsorpsi air saat dibutuhkan.
Permeabilitas Garam	Epitel saluran pengumpul tidak permeabel terhadap NaCl di sebagian besar wilayahnya, kecuali NaCl dapat ditranspor aktif jika urin perlu diencerkan.
Permeabilitas Urea	Di medula bagian dalam, epitel menjadi permeabel terhadap urea, memungkinkan difusi keluar ke cairan interstisial untuk menambah gradien osmotik.
Kondisi Osmotik Urin	Urin menjadi hiperosmotik terhadap cairan tubuh saat tubuh menghemat air, atau hipoosmotik saat membuang kelebihan air.
Kontrol Hormon	Dipengaruhi oleh hormon seperti ADH, aldosteron, dan ANF untuk mengatur volume dan konsentrasi urin serta tekanan darah.

Gradien Zat Terlarut dan Konservasi Air

Aspek	Penjelasan
Pentingnya Konservasi Air	Adaptasi penting bagi hewan darat. Ginjal mamalia mampu mengekskresikan urin yang jauh lebih pekat dibandingkan darah.
Osmolaritas Darah vs Urin	Osmolaritas darah manusia: ~300 mOsm/L. Ginjal bisa hasilkan urin hingga ~1.200 mOsm/L (4x lipat). Tikus gurun: hingga 9.300 mOsm/L (25x lipat).
Energi dan Transport Aktif	Diperlukan banyak energi untuk melakukan transport aktif zat melawan gradien konsentrasi dalam menciptakan urin hiperosmotik.
Peran Lengkung Henle	Bertindak sebagai "mesin" penghasil gradien osmolaritas, penting dalam menarik air dari filtrat di saluran pengumpul.
Zat Terlarut Utama	NaCl: Disimpan di medula oleh saluran menaik lengkung Henle. Urea: Berdifusi keluar dari saluran pengumpul di medula dalam, menambah osmolaritas interstisial.
Hasil Akhir	Gradien osmotik di medula ginjal memungkinkan air terserap dari saluran pengumpul → menghasilkan urin pekat → konservasi air tubuh.

model dua zat terlarut

Aspek	Penjelasan
Tujuan Model	Memahami bagaimana nefron mamalia membentuk urin hiperosmotik dengan memanfaatkan gradien konsentrasi NaCl dan urea di medula ginjal.
Awal Proses	Filtrat dari kapsula Bowman (~300 mOsm/L) → reabsorpsi air & garam di tubulus proksimal → volume berkurang, osmolaritas tetap.
Saluran Menurun Lengkung Henle	Permeabel terhadap air, tidak terhadap garam → air keluar melalui osmosis → filtrat makin pekat hingga mencapai ~1.200 mOsm/L di dasar lengkung.
Saluran Menaik Lengkung Henle	Tidak permeabel terhadap air. NaCl berdifusi (segmen tipis) dan ditranspor aktif (segmen tebal) → menurunkan osmolaritas filtrat, meningkatkan osmolaritas medula.
Countercurrent Multiplier	Sistem lawan-arus di lengkung Henle yang menggunakan energi untuk membentuk dan memperkuat gradien osmolaritas medula ginjal.
Vasa Rekta	Kapiler yang melawan arah filtrat, mempertahankan gradien osmotik tanpa "menghapus" garam → difusi terbalik saat aliran naik & turun.
Energi yang Digunakan	Transpor aktif NaCl di saluran menaik → konsumsi ATP tinggi → menjadikan ginjal salah satu organ dengan laju metabolik tertinggi.
Saluran Pengumpul	Permeabel terhadap air (tapi tidak garam) → osmosis menarik air keluar menuju medula → filtrat makin pekat saat menuju pelvis ginjal.
Peran Urea	Berdifusi dari saluran pengumpul ke interstisial medula → meningkatkan osmolaritas → didaur ulang sebagian ke lengkung Henle.
Hasil Akhir	Urin hiperosmotik (~1.200 mOsm/L) terbentuk → isoosmotik terhadap medula dalam, tapi hiperosmotik terhadap darah → efisien dalam konservasi air.

adaptasi ginjal vertebrata terhadap beraneka ragam lingkungan

Jenis Habitat	Contoh Vertebrata	Adaptasi Ginjal	Tujuan Adaptasi
Gurun (kering ekstrem)	Tikus lompat Australia	- Nefron jukstamedularis sangat dominan - Lengkung Henle sangat panjang - Urin sangat pekat (hingga 9.300 mOsm/L)	Menghemat air sebanyak mungkin; memproduksi urin sangat pekat untuk mencegah dehidrasi
Habitat darat lembap (sejuk/lembap)	Manusia, rusa, anjing	- Kombinasi nefron kortikal dan jukstamedularis - Kemampuan fleksibel dalam mengatur kepekatan urin	Menyesuaikan keperluan osmoregulasi dengan kondisi lingkungan sedang
Lingkungan air tawar	Ikan air tawar, amfibia	- Nefron pendek (tidak memiliki lengkung Henle) - Ekskresi urin sangat encer - Reabsorpsi garam aktif dari filtrat & kulit	Mengeluarkan kelebihan air yang terus masuk secara osmosis dari lingkungan hipotonik
Lingkungan air laut (hipertonik)	Ikan laut bertulang keras (teleost)	- Nefron sederhana, tanpa lengkung Henle - Minum air laut, ekskresi ion melalui insang - Sedikit urin, dengan sedikit kehilangan air	Menghindari kehilangan air, membuang kelebihan ion
Burung laut dan reptil laut	Burung camar, iguana laut	- Nefron jukstamedularis pendek atau sedang - Ekskresi kelebihan garam melalui kelenjar garam (di paruh atau mata)	Membantu ekskresi ion dari air laut, sambil tetap mengonservasi air

adaptasi ginjal pada mamalia

Kelompok Mamalia	Contoh Hewan	Lingkungan Hidup	Adaptasi Ginjal	Kemampuan Memekatkan Urin
Mamalia gurun	- Tikus pelompat Australia - Tikus kangguru (AS)	Sangat kering (gurun)	- Lengkung Henle sangat panjang - Nefron jukstamedularis dominan - Medula ginjal sangat tebal	Sangat tinggi (hingga 25–30× konsentrasi darah)
Mamalia darat (lembap)	- Kelinci - Kucing hutan	Terestrial, iklim sedang hingga lembap	- Lengkung Henle sedang - Kombinasi nefron kortikal dan jukstamedularis	Menengah
Mamalia air tawar	- Berang-berang - Tikus kesturi	Air tawar (sungai/danau)	- Lengkung Henle pendek - Banyak nefron kortikal - Urin cenderung encer	Rendah (kemampuan memekatkan urin terbatas)

adaptasi ginjal pada burung dan reptil

Kelompok	Contoh Hewan	Tipe Nefron	Ekskresi Zat Bernitrogen	Strategi Konservasi Air	Kemampuan Memekatkan Urin
Burung	- Albatros - Roadrunner	- Kombinasi nefron kortikal dan jukstamedularis - Lengkung Henle tidak sepanjang mamalia	Asam urat (uricotelik)	- Ekskresi asam urat dalam bentuk pasta - Sedikit kehilangan air - Reabsorpsi air di kloaka	Hiperosmotik, tapi tidak sepekat mamalia
Reptil non-burung	- Kadal - Ular - Kura-kura	- Hanya nefron kortikal - Tanpa lengkung Henle	Asam urat (uricotelik)	- Reabsorpsi air di kloaka - Ekskresi asam urat sebagai kristal padat	Isoosmotik atau hipoosmotik terhadap cairan tubuh

adaptasi ginjal pada ikan air tawar dan amfibia

Kelompok	Contoh Hewan	Kondisi Lingkungan	Karakteristik Ginjal	Strategi Osmoregulasi	Keluaran Urin
Ikan Air Tawar	- Ikan mas - Lele - Gurame	Lingkungan hipotonik (air masuk terus-menerus)	- Banyak nefron - Laju filtrasi tinggi - Reabsorpsi ion di tubulus distal	- Ekskresikan air berlebih - Reabsorpsi ion garam dari filtrat	- Volume besar - Sangat encer
Amfibia	- Katak - Salamander	- Air tawar atau darat - Menghadapi perubahan kondisi kelembaban	- Ginjal mirip ikan air tawar - Adaptif terhadap habitat	- Di air: ekskresi urin encer dan akumulasi garam lewat kulit - Di darat: reabsorpsi air lewat kandung kemih	- Encer di air - Lebih pekat di darat (melalui reabsorpsi air)

adaptasi ginjal pada ikan laut bertulang keras (teleost)

Kelompok	Contoh Hewan	Kondisi Lingkungan	Karakteristik Ginjal	Strategi Osmoregulasi	Keluaran Urin
Ikan Laut Bertulang Keras	- Tuna - Mackerel - Ikan kembung	Lingkungan hiperosmotik (air cenderung keluar dari tubuh)	- Sedikit nefron - Glomerulus kecil atau tidak ada - Tanpa tubulus distal - Laju filtrasi lambat	- Minum air laut terus-menerus - Ekskresi ion divalen (Ca²⁺, Mg²⁺, SO₄²⁻) lewat urin - Sekresi Na⁺ dan Cl⁻ melalui insang	- Volume kecil - Urin pekat ion divalen

keterkaitan sirkuit hormonal dengan fungsi ginjal, keseimbangan air, dan tekanan darah

Komponen Hormonal	Stimulus	Respon dan Mekanisme	Efek terhadap Ginjal	Efek terhadap Tekanan Darah & Air Tubuh
Hormon Antidiuretik (ADH)	- Osmolaritas darah meningkat (misal: dehidrasi) - Tekanan darah menurun	- ADH disekresikan oleh hipotalamus dan dilepaskan dari hipofisis posterior - ADH meningkatkan permeabilitas saluran pengumpul terhadap air dengan menambah saluran akuaporin	- Lebih banyak air diserap kembali dari filtrat - Volume urin menurun	- Menurunkan osmolaritas darah - Meningkatkan volume darah - Meningkatkan tekanan darah
Sistem Renin–Angiotensin–Aldosteron (RAAS)	- Penurunan tekanan darah - Penurunan volume darah	- Sel juxtaglomerular ginjal melepaskan renin - Renin mengubah angiotensinogen menjadi angiotensin I - Angiotensin I diubah menjadi angiotensin II oleh ACE - Angiotensin II menyempitkan pembuluh darah dan merangsang pelepasan aldosteron dari kelenjar adrenal	- Aldosteron meningkatkan reabsorpsi Na⁺ di tubulus distal - Air ikut terserap bersama Na⁺	- Meningkatkan volume darah - Meningkatkan tekanan darah
Regulasi Homeostatik Ginjal (Integrasi ADH dan RAAS)	- Gangguan tekanan osmotik atau tekanan darah	- Kedua sistem bekerja bersama - ADH merespon perubahan osmolaritas - RAAS merespon perubahan tekanan/volume darah	- ADH → mengontrol reabsorpsi air - Aldosteron → mengontrol reabsorpsi garam	- Menjaga tekanan darah dan komposisi cairan tubuh tetap stabil

Catatan Tambahan:
ADH lebih dominan dalam merespons perubahan osmolaritas.
RAAS lebih dominan dalam merespons penurunan tekanan darah.
Kombinasi keduanya menghasilkan respon hormonal yang presisi untuk menjaga homeostasis cairan dan tekanan darah.
penyesuaian hormonal dan fisiologis ginjal mamalia terhadap keseimbangan air, tekanan darah, dan kebutuhan ekskresi

Kondisi Tubuh / Lingkungan	Respon Ginjal	Jenis Urin	Peran Hormon	Contoh Adaptasi (Kelelawar Vampir)
Asupan garam tinggi, ketersediaan air rendah	Ekskresi urea & garam secara efisien, konservasi air maksimal	Urin hiperosmotik (> 1200 mOsm/L)	- ADH meningkat → reabsorpsi air - RAAS menyesuaikan reabsorpsi garam	Menghasilkan urin sangat pekat (hingga 4600 mOsm/L) saat istirahat di sarang
Asupan air tinggi, sedikit garam	Ekskresi kelebihan air, konservasi ion penting	Urin hipoosmotik (serendah 70 mOsm/L)	- ADH ditekan → permeabilitas air menurun - Aldosteron menyesuaikan ekskresi ion	Menghasilkan urin encer dalam volume besar saat makan darah
Kelebihan protein (produksi urea tinggi)	Buang urea dengan efisien sambil menghemat air	Urin sangat pekat (hiperosmotik)	- ADH tinggi - Reabsorpsi air maksimum	Saat tidak memiliki akses air minum, kelelawar mengekskresikan urea dengan sedikit air
Perubahan kondisi cepat (makan → istirahat)	Berpindah cepat dari produksi urin encer ke urin pekat	Adaptif: Hipoosmotik → Hiperosmotik	- Respons cepat ADH & RAAS terhadap kebutuhan tubuh	Mampu menyesuaikan output urin dalam waktu singkat untuk efisiensi energi dan mobilitas

Hormon Antidiuretik (ADH)

Aspek	Penjelasan
Nama Hormon	Antidiuretic Hormone (ADH) / Vasopresin
Tempat Produksi	Hipotalamus (otak), disimpan di kelenjar pituitari posterior
Pemicu Sekresi	Osmolaritas darah meningkat (> 300 mOsm/L), misalnya setelah makan asin atau dehidrasi
Target Organ	Tubulus distal dan saluran pengumpul di ginjal
Efek pada Ginjal	- Meningkatkan jumlah saluran air (akuaporin) di membran sel - Meningkatkan permeabilitas terhadap air → reabsorpsi air meningkat - Urin menjadi lebih pekat, volumenya menurun
Efek Homeostatik	Menurunkan osmolaritas darah kembali ke titik setelan (300 mOsm/L)
Umpan Balik Negatif	Saat osmolaritas turun → sekresi ADH ditekan → permeabilitas air menurun → urin encer dan banyak
Gangguan: Diabetes Insipidus	- Penyebab: Mutasi gen ADH atau reseptornya, atau mutasi gen akuaporin - Gejala: Produksi urin yang sangat banyak dan encer → dehidrasi berat
Faktor Eksternal Pengganggu	Alkohol → menghambat sekresi ADH → buang air berlebih dan dehidrasi
Contoh Efek Klinis	Sakit kepala setelah konsumsi alkohol karena dehidrasi akibat penekanan ADH

Sistem Renin–Angiotensin–Aldosteron (RAAS)

Komponen	Fungsi / Peran
Aparatus Jukstaglomerular (JGA)	Terletak di dekat arteriola aferen glomerulus; mendeteksi penurunan tekanan darah/volume darah dan merespons dengan mengeluarkan renin.
Renin	Enzim yang dilepaskan oleh JGA saat tekanan darah turun; memecah angiotensinogen menjadi angiotensin I.
Angiotensinogen	Protein plasma yang diproduksi oleh hati; substrat untuk renin dalam pembentukan angiotensin I.
Angiotensin I	Peptida tidak aktif; diubah menjadi angiotensin II oleh ACE (enzim pengubah angiotensin).
Angiotensin Converting Enzyme (ACE)	Enzim yang mengubah angiotensin I menjadi angiotensin II; banyak ditemukan pada endotel paru-paru.
Angiotensin II	Peptida aktif yang: - Menyempitkan arteriola → tekanan darah naik - Mengurangi aliran darah ke kapiler, termasuk ginjal - Merangsang pelepasan aldosteron dari kelenjar adrenal
Aldosteron	Hormon dari korteks adrenal; meningkatkan reabsorpsi Na⁺ dan air di tubulus distal → volume dan tekanan darah naik.
Efek Akhir RAAS	Meningkatkan tekanan darah dan volume darah untuk mengembalikan homeostasis.
Penggunaan Klinis	Obat antihipertensi: inhibitor ACE → mencegah pembentukan angiotensin II → tekanan darah turun.

regulasi homeostatik ginjal

Hormon / Sistem	Pemicu Aktivasi	Efek Utama	Tujuan Homeostatik
ADH (Antidiuretik)	↑ Osmolaritas darah (dehidrasi, kehilangan air tanpa garam)	- ↑ Permeabilitas air di tubulus distal & saluran pengumpul - ↑ Reabsorpsi air - ↓ Volume urin	Menurunkan osmolaritas darah (mempertahankan keseimbangan air)
RAAS (Renin–Angiotensin–Aldosteron)	↓ Volume & tekanan darah (kehilangan darah, diare, cedera)	- Renin → Angiotensin II → Vasokonstriksi - Angiotensin II → Aldosteron → ↑ reabsorpsi Na⁺ dan air	Meningkatkan volume & tekanan darah (mempertahankan sirkulasi & perfusi)
ANP (Atrial Natriuretic Peptide)	↑ Volume darah dan tekanan atrium (kelebihan cairan)	- ↓ Pelepasan renin - ↓ Reabsorpsi NaCl di saluran pengumpul - ↓ Sekresi aldosteron	Menurunkan volume & tekanan darah (mencegah hipertensi dan overload cairan)