Biologi Sekolah Dasar dan Menengah Pertama · Grades 1–9
53Menyingkirkan Buangan
Pengantaran mendominasi tahun ini: oksigen masuk, zat gizi masuk, bahan bakar ke setiap sel yang bekerja. Tetapi setiap bengkel membuat buangan, dan sebuah layanan pengantaran yang tidak pernah memungut sampahnya segera meracuni kotanya sendiri. Rekening karbon dioksidanya sudah dilunasi — diembuskan keluar di alveolusnya. Bab penutup ini mengikuti buangan yang lain, sampai ke organ tubuh yang paling tidak menonjol: ginjalnya.
53.1 Buangan di luar karbon dioksida
Proposisi 53.1 (Sampah sel yang lain)
Pembakaran dan pembangunan oleh selnya (Proposisi 46.5, Proposisi 41.1) menghasilkan lebih daripada karbon dioksida. Terutama pemakaian zat gizi materi pembangun meninggalkan sebuah buangan yang membawa nitrogen — urea — yang dipungut darahnya dari setiap jaringan persis sebagaimana ia memungut karbon dioksida. Urea tidak berbahaya ketika berada dalam lalu lintas yang lewat dan beracun ketika menumpuk: ia harus pergi, terus-menerus.
Bukti. Diterima tanpa bukti pada tingkat ini. ∎
Contoh 53.2 (Dua ronde pemungutan, satu darah)
Tetes yang sama pada Contoh 52.5 menjalankan kedua pemungutannya sekaligus: di kapiler pahanya ia menerima karbon dioksida dan urea. Yang pertama diturunkannya di paru-parunya, pada peredaran berikutnya. Yang kedua menumpang terus — melewati paru-parunya, yang tidak dapat menyentuhnya — sampai peredaran tubuhnya membawanya melewati organ yang dibangun persis bagi muatan itu.
53.2 Ginjal, penyaring darahnya
Definisi 53.3 (Ginjal dan sistem kemih)
Kedua ginjal — sebesar kepalan tangan, berbentuk kacang, terletak rendah di punggung — adalah penyaring pembersih darah. Masing-masingnya menerima sebuah arteri yang murah hati langsung dari jalur utama peredaran tubuhnya. Di dalamnya, darahnya disaring melalui kira-kira sejuta satuan penyaring yang renik; darah yang sudah bersih kembali lewat vena ginjalnya, dan muatan yang disingkirkan — urea, kelebihan air, kelebihan garam — pergi sebagai urine, yang menetes turun lewat dua pipa menuju kandung kemih, yaitu tangki penampung yang dikosongkan sesuka hati.
Proposisi 53.4 (Saring, lalu ambil kembali)
Kiat ginjalnya adalah kemurahan hati yang disusul kehematan. Satuan penyaringnya mula-mula mendorong sejumlah besar bagian berair darahnya — berpuluh-puluh liter sehari — melewati ayakan halusnya, berikut urea, gula, garam dan segalanya. Lalu, di sepanjang pipa berkelok tiap satuannya, tubuhnya mengambil kembali apa yang diinginkannya: nyaris seluruh airnya, seluruh glukosanya, garam secukupnya — sehingga urea dan kelebihannya tertinggal. Dari berpuluh-puluh liter yang diayak, kira-kira satu setengah liter pergi sebagai urine: saringlah segalanya, ambil kembali yang baik, dan buangannya tidak punya tempat bersembunyi.
Bukti. Diterima tanpa bukti pada tingkat ini. ∎
Contoh 53.5 (Membaca kehematannya)
Tahap pengambilan kembalinya menjelaskan pengamatan sehari-harinya. Minumlah banyak, dan ginjalnya mengambil kembali lebih sedikit air: urinenya berlimpah dan pucat. Berkeringatlah sampai kering dalam pertandingan yang panas, dan ginjalnya mengambil kembali nyaris seluruhnya: urinenya sedikit dan gelap — tubuhnya sedang menjaga airnya (Proposisi 22.3 mengajarkan nilai air bagi tumbuhan; ginjal adalah sisi hewan dari ekonomi yang sama). Dan glukosa di dalam urine, yang dilewatkan ayakannya tetapi seharusnya dipulihkan sepenuhnya oleh pengambilan kembalinya, adalah isyarat kedokteran yang klasik bahwa ada yang tidak beres — entah pengambilan kembalinya, entah gula darahnya.
Catatan 53.6 (Kulit ikut membantu)
Keringat adalah usaha sampingan dari bisnis yang sama: air dan garam (dengan jejak urea) yang dilepaskan di kulit — walaupun tugas pertamanya adalah pendinginan pada Contoh 49.5. Paru-paru, ginjal dan kulit membagi seluruh penyingkiran buangan tubuhnya: karbon dioksida kepada yang pertama, urea dan kelebihannya kepada yang kedua, panas dan sebuah tetesan asin kepada yang ketiga. Tidak ada yang beracun yang dibiarkan menumpuk — di dalam tubuh yang sehat, sampahnya tidak pernah menang.
53.3 Mesin tahun ini, yang lengkap
Proposisi 53.7 (Gelang pasokan-dan-penyingkiran yang lengkap)
Dengan ginjalnya pada tempatnya, perjalanan keliling tahun ini menutup menjadi satu mesin. Darahnya, yang dipompa mengelilingi peredaran gandanya (Definisi 52.3), memuat oksigen di alveolusnya dan zat gizi di jonjot ususnya; mengantarkan keduanya ke setiap sel yang bekerja untuk dibakar dan dibangun; lalu memungut buangannya — karbon dioksida ke paru-parunya, urea dan kelebihannya ke ginjalnya. Setiap organ pada kelas empat dan kelas tujuh adalah sebuah stasiun pada gelang tunggal ini; setiap pertukarannya menyeberangi sebuah dinding kapiler; dan keseluruhannya berjalan dengan api lambat pada Proposisi 46.5, sel demi sel.
Bukti. Diterima tanpa bukti pada tingkat ini. ∎
Metode 53.8 (Audit seluruh tubuh)
Untuk zat apa pun, auditlah perlintasannya:
- masuknya: mulut dan jonjot usus, atau hidung dan alveolus;
- pengangkutannya: kaki peredaran yang mana, perhentian khusus yang mana (hatinya);
- pemakaiannya: bahan bakar yang dibakar, bahan yang dibangunkan, atau bukan keduanya;
- keluarnya: alveolus (gas), ginjal (urea, kelebihannya), kulit (bagian keringatnya) — atau, kalau sama sekali tidak terserap, jalur sisanya (Proposisi 25.5).
Jalankan ia atas air, atas glukosa, atas sekeping keripik yang asin: mesinnya punya sebuah stasiun bagi setiap langkahnya, dan itulah temuan tahun ini dalam satu latihan.
53.4 Latihan
Latihan 53.1 ★
Apa itu urea — dari pemakaian apa ia timbul, dan mengapa ia harus pergi?
Latihan 53.2 ★
Buangan mana yang pergi di paru-parunya, mana di ginjalnya, dan mana di kulitnya?
Latihan 53.3 ★
Lukiskan ginjalnya: jumlah, ukuran, tempat, dan perpipaannya menuju kandung kemih.
Latihan 53.4 ★
Nyatakan kiat saring-lalu-ambil-kembalinya, dengan kedua volume yang membingkainya.
Solusi
Solusi Latihan 53.4.
Mula-mula menyaring dengan murah hati: berpuluh-puluh liter bagian berair darahnya didorong melewati ayakannya setiap hari, yang baik dan yang buruk sekaligus. Lalu mengambil kembali dengan hemat di sepanjang pipa yang berkelok. Bingkainya: berpuluh-puluh liter yang diayak, kira-kira satu setengah liter yang pergi sebagai urine.
Latihan 53.5 ★
Apa yang diambil kembali sepenuhnya, apa yang diambil secukupnya, dan apa yang sama sekali tidak diambil?
Solusi
Solusi Latihan 53.5.
Sepenuhnya: glukosanya (dan nyaris seluruh airnya). Secukupnya: air dan garam, yang disetel menurut kebutuhan hari itu. Sama sekali tidak: urea — yang menjadi inti seluruh latihannya.
Latihan 53.6 ★
Mengapa urinenya berlimpah dan pucat pada suatu hari, lalu sedikit dan gelap pada hari yang lain?
Solusi
Solusi Latihan 53.6.
Pengambilan kembalinya disetel: sesudah banyak minum, lebih sedikit air yang diambil kembali — urine yang berlimpah dan pucat; sesudah berkeringat atau sedikit minum, nyaris seluruhnya diambil kembali — urine yang sedikit dan gelap. Ginjalnya menjaga rekening air tubuhnya.
Latihan 53.7 ★★
Mengapa paru-paru tidak dapat menyingkirkan urea, dan ginjal tidak dapat menyingkirkan karbon dioksida dengan cukup cepat? Apa yang dikatakan pembagian kerja itu tentang wujud kedua buangannya?
Solusi
Solusi Latihan 53.7.
Karbon dioksida adalah gas, dan gas menyeberang pada sebuah perbatasan udara — alveolusnya; urea bukan gas dan tidak dapat pergi bersama napasnya, tetapi ia menumpang dalam keadaan terlarut lalu tersaring dengan indah pada sebuah perbatasan cair — ayakannya. Tiap buangan keluar lewat perbatasan yang cocok dengan wujudnya: pembagian kerjanya adalah kimia yang dipasangkan dengan arsitektur.
Latihan 53.8 ★★
Jelaskan mengapa glukosa di dalam urine mencemaskan seorang dokter, lewat tahap ayakan-dan-pengambilan-kembalinya.
Solusi
Solusi Latihan 53.8.
Ayakannya melewatkan glukosa dengan bebas — itu memang wajar; tahap pengambilan kembalinya lalu seharusnya memulihkan setiap satuannya. Glukosa yang tiba di dalam urine berarti pengambilan kembalinya kewalahan atau rusak: entah gula darahnya begitu tinggi sampai pemulihannya tidak dapat mengimbanginya, entah pemulihannya sendiri yang gagal — keduanya layak mendapat perhatian dokter.
Latihan 53.9 ★★
Ikuti satu satuan urea dari kapiler sebuah otot paha sampai ke kandung kemih, stasiun demi stasiun.
Solusi
Solusi Latihan 53.9.
Dari kapiler otot ke vena, lalu ke serambi dan bilik kanan, lalu ke peredaran paru (ureanya menumpang terus; paru-parunya tidak dapat menyentuhnya), lalu ke jantung kirinya, lalu ke arteri tubuh menuju ginjalnya, lalu diayak pada sebuah satuan penyaring, tidak diambil kembali, lalu menuruni pipa pengumpulnya sampai ke kandung kemih.
Latihan 53.10 ★★
Jalankan Metode 53.8 atas segelas air yang diminum sesudah berolahraga.
Solusi
Solusi Latihan 53.10.
Masuknya: tanpa pembongkaran, menyeberang di jonjot ususnya ke dalam darahnya. Pengangkutannya: hatinya lebih dahulu, lalu kedua peredarannya. Pemakaiannya: menjadi medium bagi kimia basah setiap selnya, dan menjadi pasokan bagi sistem pendinginannya. Keluarnya: terbagi di antara urine (yang disetel pengambilan kembalinya), keringat (bagian olahraganya), kelembapan napasnya, dan sedikit di dalam sisanya.
Latihan 53.11 ★★
Pasien ginjal yang penyaringnya gagal mengunjungi sebuah mesin yang membersihkan darahnya lewat sebuah membran buatan. Tahap yang mana pada Proposisi 53.4 yang ditiru mesinnya, dan mengapa sesinya harus berulang setiap beberapa hari?
Solusi
Solusi Latihan 53.11.
Ayakannya — yang menyaring buangan dari darah menyeberangi sebuah membran halus; mesinnya adalah satuan penyaring di luar tubuh. Sesinya berulang karena selnya tidak pernah berhenti membuat urea (Proposisi 53.1): sebuah penyaring yang berjalan dua kali seminggu harus mengejar hari-hari penumpukannya, sedangkan ayakan ginjalnya berjalan setiap menit.
Latihan 53.12 ★★★
Tuliskan alinea rangkuman tahun ini yang dijanjikan Proposisi 53.7: satu darah, dua peredaran, empat perbatasan (alveolus, jonjot usus, kapiler otot, penyaring ginjal) — dan api lambat yang dilayani seluruh mesinnya.
Solusi
Solusi Latihan 53.12.
Misalnya: satu darah, yang digerakkan mengelilingi peredaran paru dan peredaran tubuh oleh jantung berempat ruangnya, memuat oksigen di alveolusnya dan zat gizi di jonjot ususnya, lalu mengantarkan keduanya ke kapiler setiap selnya, tempat api lambat respirasinya membakar bahan bakar dengan oksigen untuk menenagai segala pekerjaannya. Darah yang sama memungut abu apinya — karbon dioksida ke alveolusnya, urea dan kelebihannya ke penyaring ayak-dan-ambil-kembali ginjalnya — sehingga keempat perbatasannya melayani satu ekonomi. Setiap organ tahun ini adalah sebuah stasiun pada gelang ini, dan gelangnya ada supaya api di dalam selnya tidak pernah kekurangan bahan bakar, oksigen, atau pemungutan sampah.
53.5 Soal: Sehari Perjalanan Sebuah Molekul Air
Soal 53.1
Soal akhir pekan — segelas air, yang diaudit melewati seluruh mesinnya
Ikutilah segelas air yang diminum ketika sarapan pada sebuah hari berolahraga, sebagai audit besar tahun ini.
Bagian I — Masuk dan pengangkutannya.
- Air tidak membutuhkan pembongkaran (Definisi 50.4). Sebutkan penyeberangan masuknya dan jaringan pembuluh yang menerimanya.
- Darahnya membuat perhentian pertama yang baku. Organ yang mana, dan mengapa penjalurannya masuk akal bagi zat gizi walaupun airnya sendiri tidak membutuhkan penyortiran?
- Menjelang tengah pagi, airnya berada di mana pun darahnya pergi. Sebutkan kedua peredaran yang sekarang ditumpanginya secara bergantian.
- Sebagiannya segera berada di dalam sel yang bekerja. Daftarkan dua tugas yang dikerjakan air di situ (ingatlah bahwa kimia selnya — getah, pembakaran — berjalan dalam keadaan basah).
Bagian II — Pertandingan sore harinya.
- Selama pertandingannya, sebagian airnya pergi lewat sebuah perbatasan yang sebenarnya bukan organ pembuangan. Sebutkan perbatasannya, muatannya selain air, dan tugas sesungguhnya pada hari itu.
- Pertandingannya usai, pemainnya kehausan dan urinenya malam itu sedikit serta gelap. Jelaskan keduanya dengan tahap pengambilan kembalinya.
- Sementara itu otot yang bekerja keras dalam pertandingannya membuat karbon dioksida dan urea tambahan. Berikan kepada masing-masingnya perbatasan keluarnya, dan kaki peredaran yang membawanya ke situ.
- Mengapa ginjalnya terus bekerja sepanjang pertandingannya, walaupun produksi urinenya turun? Apa yang masih disingkirkannya?
Bagian III — Auditnya yang ditutup.
- Keesokan paginya, sebagian isi gelasnya sudah pergi bersama napas. Jelaskan bagaimana air keluar di alveolusnya (Contoh 26.7 memperlihatkannya bertahun-tahun yang lalu).
- Susunlah pembukuan lengkap gelasnya: masuknya, simpanan dan pemakaiannya, serta keempat jalan keluarnya — urine, keringat, napas, dan bagian kecil di dalam sisanya.
- Auditnya memperlihatkan satu darah yang melayani paru-paru, jonjot usus, otot, ginjal dan kulit secara bergiliran. Nyatakan, dalam dua kalimat, mengapa rancangan jaringan tunggal ini membuat kesehatan tiap organ menjadi urusan setiap organ yang lain.
- Tutuplah tahun ini: satu gagasan tunggal yang mana — sebutkan namanya — yang ternyata dilayani setiap stasiun auditnya? (Proposisi 46.5 memegang jawabannya.)
Solusi
Solusi Soal 53.1.
1. Menyeberang di jonjot usus halusnya, ke dalam kapilernya — jaringan darahnya yang menerimanya.
2. Hatinya. Penjalurannya melayani zat gizi yang berbagi darah yang sama — penyortiran dan penabungannya — dan airnya sekadar menumpang jalur bakunya melewatinya.
3. Peredaran paru dan peredaran tubuh, dalam pergantian yang ketat melewati jantung berempat ruangnya.
4. Ia adalah medium bagi kimia selnya — getah dan pembakarannya berjalan dalam keadaan terlarut — dan pembawa bagi segala yang diangkut darahnya; ia juga mengisi cadangan pendinginan yang akan dibelanjakan sore harinya sebagai keringat.
5. Kulitnya: keringat — air dan garam — yang tugas sesungguhnya pada hari itu adalah mendinginkan otot yang bekerja sepanas tungku (Catatan 49.3).
6. Berkeringat membelanjakan rekening airnya; tahap pengambilan kembali ginjalnya menjawabnya dengan mengambil kembali nyaris seluruh air yang diayak — urine yang sedikit, pekat dan gelap — sementara rasa hausnya menuntut agar rekening itu diisi kembali.
7. Karbon dioksida: kapiler otot, vena, jantung kanan, alveolus — lalu diembuskan keluar. Urea: kembalian yang sama, lalu melewati paru-parunya, jantung kirinya, arteri ginjalnya, lalu diayak dan dikirim menuju kandung kemih.
8. Urea dan garam dari darah yang berubah oleh keringatnya: produksi buangannya tidak pernah berhenti, sehingga ayakannya pun tidak boleh berhenti. Volume urinenya turun — pengambilan kembalinya menahan airnya — tetapi pembersihannya berjalan terus.
9. Permukaan alveolusnya lembap, dan tiap tarikan napas menyapu keluar udara yang sudah dihangatkan dan dilembapkan — air pada cermin yang berembun. Sebagian dari gelas mana pun pergi sebagai kelembapan napasnya.
10. Masuknya: jonjot usus. Simpanan dan pemakaiannya: volume darah, kimia sel, cadangan pendinginan. Keluarnya: urine (yang disetel pengambilan kembalinya), keringat (bagian pertandingannya), kelembapan napasnya, dan sebagian kecil yang tidak pernah terserap, yang keluar bersama sisanya.
11. Karena setiap organ menimba pasokan dari, dan membongkar buangan ke dalam, satu darah yang dibagi bersama: sebuah paru-paru yang gagal membuat setiap otot kelaparan, sebuah ginjal yang gagal meracuni setiap sel, sebuah arteri yang mengerak mencekik stasiun mana pun yang terletak di seberangnya. Satu jaringan berarti satu nasib, stasiun demi stasiun.
12. Respirasi — api lambat di dalam setiap sel: masuknya, pengangkutannya, pembakarannya, pembangunannya dan setiap perbatasan buangannya ada untuk memberinya makan, memasoknya, dan mengangkut pergi abunya.