Homeostasis dan Sistem Urinari Manusia — Nota JomSkor

Homeostasis dan Suap Balik Negatif

Homeostasis = pengawalaturan faktor fizikal (suhu, tekanan osmosis darah, tekanan darah) dan faktor kimia (pH, kepekatan garam) persekitaran dalam pada julat NORMAL supaya sel berfungsi optimum. Mekanisme: penyimpangan nilai daripada julat normal (naik ATAU turun) mencetuskan mekanisme homeostasis SUAP BALIK NEGATIF yang mengembalikan nilai ke julat normal — sentiasa bertindak melawan arah perubahan asal.

Sistem Organ dalam Homeostasis

Suhu badan: sistem integumen (kulit, kelenjar peluh), sistem saraf, sistem peredaran darah, sistem otot, sistem endokrin. Aras gula darah: kelenjar endokrin, sistem peredaran darah, sistem pencernaan. Tekanan separa CO2: sistem respirasi, sistem peredaran darah, sistem saraf. Tekanan darah: sistem peredaran darah, sistem saraf.

Pengawalaturan Suhu Badan: Suhu Meningkat

Dikesan oleh termoreseptor (kulit & hipotalamus). Cara FIZIKAL: otot erektor rambut mengendur (bulu roma condong, lapisan udara nipis, haba bebas lebih cepat); arteriol epidermis MENGEMBANG (pemvasodilatan — lebih banyak darah ke kulit, haba disingkir secara radiasi); kelenjar peluh dirangsang (lebih banyak peluh, sejatan sejukkan kulit); otot rangka kurang mengecut (tidak menggigil). Cara KIMIA: kelenjar tiroid KURANG dirangsang (kurang tiroksina, kurang metabolisme); kelenjar adrenal KURANG dirangsang (kurang adrenalina) — kurangkan penjanaan haba berlebihan.

Pengawalaturan Suhu Badan: Suhu Menurun

Cara FIZIKAL: otot erektor rambut MENGECUT (bulu roma berdiri tegak, lapisan udara tebal sebagai penebat); arteriol epidermis MENCERUT (pemvasocerutan — kurang darah ke kulit, kurang haba hilang); kelenjar peluh TIDAK dirangsang (tiada perpeluhan); otot rangka mengecut & mengendur cepat (MENGGIGIL — jana haba). Cara KIMIA: kelenjar adrenal dirangsang (lebih adrenalina, percepat tukar glikogen ke glukosa, naik metabolisme); kelenjar tiroid dirangsang (lebih tiroksina, naik kadar metabolisme, lebih haba dijana).

Pengawalaturan Aras Gula Darah

Sel beta (β) dalam kelompok sel Langerhans pankreas — aras gula NAIK (selepas sajian) → rembes INSULIN → rangsang sel hati/otot guna glukosa (respirasi sel), tukar glukosa berlebihan ke GLIKOGEN (simpan hati/otot), sel adipos tukar glukosa berlebihan ke LEMAK → aras gula TURUN ke normal. Sel alfa (α) — aras gula TURUN (antara sajian) → rembes GLUKAGON → rangsang sel hati tukar glikogen ke glukosa, galak penguraian lemak (bebas asid lemak untuk tenaga) → aras gula NAIK ke normal. Kegagalan insulin → DIABETES MELITUS (gula darah tinggi tak stabil, haus, penat, berat badan turun).

Julat normal: 75-110 mg/100 ml

Pengawalaturan Tekanan Separa Karbon Dioksida

Aktiviti cergas → CO2 (daripada respirasi sel) naik → larut dalam plasma jadi asid karbonik → terurai jadi ion hidrogen + ion bikarbonat → pH darah/bendalir serebrospina TURUN. Perubahan pH dikesan oleh KEMORESEPTOR PUSAT (dalam medula oblongata) dan KEMORESEPTOR PERIFERI (jasad karotid di arteri karotid, jasad aorta di arka aorta). Pusat kawalan respirasi (medula oblongata) hantar impuls saraf → otot interkosta, diafragma, otot kardium mengecut/mengendur LEBIH CEPAT → kadar pernafasan, denyutan jantung, ventilasi NAIK → lebih banyak CO2 dihembus keluar → tekanan separa CO2 & pH darah kembali normal.

CO2 + air -> asid karbonik -> ion hidrogen + ion bikarbonat

Pengawalaturan Tekanan Darah

BARORESEPTOR di arka aorta & arteri karotid mengesan tekanan darah, hantar impuls berterusan ke pusat kawalan kardiovaskular (medula oblongata). Tekanan darah TURUN (contoh: pendarahan serius) → baroreseptor KURANG dirangsang → pusat kawalan KURANG dirangsang → PEMVASOCERUTAN arteri (naik rintangan) + pengecutan otot kardium LEBIH KUAT → tekanan darah NAIK ke normal. Tekanan darah NAIK (contoh: aktiviti cergas) → baroreseptor dirangsang → pusat kawalan dirangsang → PEMVASODILATAN (kurang rintangan) + pengecutan otot kardium LEMAH → tekanan darah TURUN ke normal.

Struktur dan Fungsi Sistem Urinari

Sistem urinari: ginjal, ureter, pundi kencing, uretra. Fungsi: singkir bahan kumuh nitrogen (urea, asid urik, ammonia, kreatinina) DAN kawal atur isi padu bendalir badan, tekanan osmosis darah, kepekatan ion, elektrolit, pH darah. GINJAL: korteks (luar) + medula (dalam) + pelvis (kumpul air kencing). Dua fungsi utama: (a) PERKUMUHAN (singkir bahan toksik), (b) PENGOSMOKAWALATURAN (kawal air, ion, tekanan osmosis, elektrolit, pH). Arteri renal bawa darah beroksigen MASUK ginjal; vena renal bawa darah terdeoksigen KELUAR ginjal.

Struktur Nefron

Setiap ginjal ada berjuta-juta NEFRON. Komponen: KAPSUL BOWMAN (berbentuk cawan, mengandungi GLOMERULUS — gumpalan kapilari darah daripada arteriol AFEREN, bergabung semula jadi arteriol EFEREN), TUBUL RENAL (tubul berlingkar PROKSIMAL → LIKU HENLE bentuk U, memanjang ke medula → tubul berlingkar DISTAL). Beberapa nefron bercantum jadi satu DUKTUS PENGUMPUL, salur ke ureter.

Ultraturasan dalam Kapsul Bowman

Arteriol aferen LEBIH BESAR diameter daripada arteriol eferen → darah masuk glomerulus pada TEKANAN HIDROSTATIK TINGGI → bendalir meresap melalui dinding kapilari glomerulus ke rongga kapsul Bowman = HASIL TURASAN GLOMERULUS. Komposisi sama seperti plasma darah TETAPI TIDAK mengandungi sel darah merah, platlet, protein plasma (terlalu besar untuk meresap keluar).

Penyerapan Semula

TUBUL BERLINGKAR PROKSIMAL: Na+ dipam AKTIF ke kapilari darah, Cl- meresap PASIF mengiringi; glukosa & asid amino diserap semula 100% secara pengangkutan AKTIF; air meresap masuk secara OSMOSIS (akibat kepekatan bahan terlarut kapilari naik). LIKU HENLE: air diserap semula secara osmosis, Na+ secara pengangkutan aktif. TUBUL BERLINGKAR DISTAL: lebih banyak air, Na+, Cl- diserap semula — jumlah bergantung kandungan air/garam dalam darah.

Rembesan

Proses BERLAWANAN dengan penyerapan semula — bahan buangan dalam darah yang TIDAK dituras pada awalnya dirembes ke tubul renal. Berlaku sepanjang tubul renal & duktus pengumpul, PALING AKTIF di tubul berlingkar distal. Secara resapan ringkas & pengangkutan aktif. Bahan dirembes: ion H+, K+, ammonium (NH4+), urea, kreatinina, bahan toksik, sesetengah dadah. Fungsi: singkir bahan toksik + kawal atur aras ion dalam darah.

Pembentukan Air Kencing (Hasil Akhir)

Bendalir renal sampai duktus pengumpul — hanya sedikit garam tinggal, kebanyakan air sudah diserap semula. Baki bendalir (AIR KENCING) mengalir menuruni duktus pengumpul; sedikit urea meresap keluar (saiz molekul kecil). Air kencing mengandungi: air, urea, garam NaCl, asid urik, kreatinina. Laluan akhir: duktus pengumpul → ureter → pundi kencing → uretra → dikumuhkan.

Pengosmokawalaturan Tekanan Osmosis Darah

Minum SEDIKIT air/hilang air (aktiviti lasak): tekanan osmosis darah NAIK melebihi normal → osmoreseptor hipotalamus dirangsang → kelenjar pituitari dirangsang → LEBIH ADH dirembes → dinding tubul distal & duktus pengumpul jadi LEBIH TELAP air → LEBIH banyak air diserap semula → air kencing PEKAT & SEDIKIT → tekanan osmosis darah kembali normal. Minum BANYAK air: tekanan osmosis darah TURUN di bawah normal → osmoreseptor KURANG dirangsang → pituitari KURANG dirangsang → KURANG ADH → dinding tubul distal/duktus pengumpul KURANG TELAP air → KURANG air diserap semula → air kencing CAIR & BANYAK → tekanan osmosis kembali normal.

Isu Kesihatan Sistem Urinari: Batu Karang

Batu karang = ketulan keras terdiri daripada asid urik, kalsium oksalat, atau hablur kalsium fosfat. Boleh sumbat ureter → kurangkan penghasilan air kencing. Punca kegagalan ginjal UTAMA: diabetes melitus (kerosakan glomerulus), diikuti tekanan darah tinggi. Pencegahan batu karang: minum banyak air (cairkan bahan pembentuk batu karang, kurangkan kepekatan untuk pemendakan).

Contoh soalan

Terangkan perbezaan antara kepekatan asid amino dalam plasma darah (85 g per 1000 ml) dengan dalam air kencing (0 g per 1000 ml).

• Asid amino dituras keluar daripada glomerulus ke dalam kapsul Bowman bersama hasil turasan glomerulus semasa proses ultraturasan, kerana saiz molekulnya cukup kecil untuk meresap melalui dinding kapilari glomerulus.
• Walau bagaimanapun, semua (100%) asid amino dalam hasil turasan glomerulus diserap semula secara pengangkutan aktif di tubul berlingkar proksimal, kembali ke dalam jaringan kapilari darah.
• Oleh itu, tiada asid amino yang tinggal dalam bendalir renal apabila ia mengalir ke liku Henle dan seterusnya, menyebabkan kepekatan asid amino dalam air kencing adalah 0 g per 1000 ml.

Contoh soalan

Huraikan bagaimana suhu badan seorang pekerja di dalam sebuah bilik sejuk selama 6 jam dikawal atur.

• Penurunan suhu persekitaran dikesan oleh termoreseptor dalam kulit dan hipotalamus.
• Otot erektor rambut dirangsang untuk mengecut, menyebabkan bulu roma berdiri tegak dan membentuk lapisan udara tebal yang bertindak sebagai penebat, menghalang kehilangan haba.
• Arteriol di dalam kulit mencerut (pemvasocerutan), mengurangkan aliran darah ke permukaan kulit dan dengan itu mengurangkan kehilangan haba secara radiasi.
• Kelenjar peluh tidak dirangsang, jadi perpeluhan tidak berlaku, mengelakkan kehilangan haba melalui penyejatan.
• Otot rangka mengecut dan mengendur dengan cepat (menggigil), menjanakan haba tambahan untuk badan.
• Kelenjar adrenal dan kelenjar tiroid dirangsang untuk merembeskan lebih banyak adrenalina dan tiroksina, meningkatkan kadar metabolisme dan penjanaan haba dalam badan.

Contoh soalan

Terangkan bagaimana kelenjar pituitari mengawal atur tekanan osmosis darah apabila seseorang minum terlalu sedikit air.

• Apabila seseorang minum terlalu sedikit air, tekanan osmosis darah meningkat melebihi julat normal, dan ini dikesan oleh osmoreseptor dalam hipotalamus.
• Hipotalamus merangsang kelenjar pituitari untuk merembeskan lebih banyak hormon antidiuresis (ADH) ke dalam aliran darah.
• Kepekatan ADH yang tinggi menyebabkan dinding tubul berlingkar distal dan duktus pengumpul menjadi lebih telap terhadap air, membolehkan lebih banyak air diserap semula daripada bendalir renal ke dalam kapilari darah, menghasilkan air kencing yang lebih pekat dan sedikit, sekaligus mengembalikan tekanan osmosis darah ke julat normal.