Excreção

Excreção

A análise periódica dos líquidos do corpo de um animal revela que ele é capaz de manter sua composição relativamente constante, não se registrando oscilações, além de determinados limites, na concentração de seus constituintes. Ou seja, o meio interno do animal se apresenta em equilíbrio dinâmico. Esse tipo de equilíbrio, frequente em fenômenos biológicos, é designado por homeostase.

A manutenção da composição do meio interno exige mecanismos excretores para:

• remoção de substâncias residuais, resultantes do metabolismo celular (excretas), por serem inúteis ou tóxicas;
• regulação dos teores de sais e água (osmorregulação).

Os principais resíduos tóxicos que devem ser excretados são os resultantes do catabolismo das proteínas.

Produtos de excreção

Carboidratos e gorduras são moléculas compostas por determinados arranjos entre átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio. Da oxidação destas substâncias resultam principalmente moléculas de gás carbônico e água, que se difundem facilmente para o meio exterior, em muitos casos através do sistema respiratório.

O mesmo não ocorre com as proteínas, que são constituídas, além de carbono, hidrogênio e oxigênio, por nitrogênio.

No processo de oxidação dos aminoácidos - elementos que constituem as proteínas - o primeiro acontecimento é a sua transformação em ácidos orgânicos não aminados. Para tanto, é retirado da molécula o grupo amina que se transforma em amônia. Conforme o animal, a amônia pode ser transformada em outros compostos nitrogenados: a ureia e o ácido úrico.

Amônia

A amônia é um produto muito tóxico, mas extremamente solúvel em água. Havendo água suficiente para manter a amônia em baixa concentração, ela pode ser uma forma bastante econômica de excretar nitrogênio. É o que ocorre entre os invertebrados aquáticos, os peixes ósseos e as larvas de anfíbios: a amônia dilui-se imediatamente na água ambiente.

Ureia

A ureia é bem menos tóxica do que a amônia, mas como também é bastante solúvel, desenvolve considerável pressão osmótica, não podendo ser acumulada em alta concentração. Exige, portanto, bom suprimento de água.

É o principal produto de excreção dos anfíbios adultos e dos mamíferos.

Ácido úrico

O ácido úrico é insolúvel, o que lhe confere baixíssima toxidez e inatividade osmótica.

É, portanto, um produto que requer pouquíssima água para ser excretado, muito adequado para animais terrestres, como os répteis e, em especial, para os voadores, como insetos e aves.

Seria de esperar que os mamíferos também fizessem uso do ácido úrico como excreta nitrogenado. Na realidade, eles o excretam em pequena quantidade, não como resíduo de proteínas, mas como produto do metabolismo de compostos que apresentam bases nitrogenadas.

A excreção da ureia pelos mamíferos parece estar relacionada às condições em que o embrião se desenvolve. A ureia produzida pelo embrião, como é muito solúvel, atravessa facilmente a placenta e é excretada pelo organismo materno. Isso não ocorre em répteis e aves, cujos embriões se desenvolvem no interior de ovos, num sistema fechado e longe de água. Nestes, o acúmulo de amônia ou ureia poderia ser fatal. Na vida adulta, o padrão desenvolvido na fase embrionária se mantém.

Estruturas excretoras

Em protozoários de água doce é comum encontrar-se vacúolos contráteis (ou pulsáteis), que coletam a água que penetra por osmose e a bombeiam para o exterior.

Os resíduos celulares de protozoários, poríferos e celenterados são excretados por difusão, não havendo estruturas diferenciadas para esse fim.

Nos demais filos as principais estruturas encontradas são: células-flama (platelmintos), nefrídios (anelídeos), túbulos de Malpighi (insetos), glândulas verdes (crustáceos) e rim (moluscos e vertebrados).

- célula-flama: as células-flama de um platelminto são interligadas formando um sistema, mergulhado no tecido conjuntivo, que se comunica com o exterior através de poros excretores. Cada unidade tem a forma de um longo sino, tendo no lugar do badalo um tufo de cílios. O movimento constante dos cílios provoca uma corrente líquida que carrega os excretas solúveis dos tecidos para as células-flama e destas para os canais (dutos) excretores;

- nefrídio: cada nefrídio consta de um funil ciliado que se abre no celoma - o nefróstoma - seguido por um túbulo que se ramifica e se entrelaça com capilares sanguíneos abrindo-se para o exterior por um nefridióporo.
Os batimentos ciliares promovem um fluxo do líquido do celoma e do sangue através do tubo do nefrídio. Nesse percurso ocorre o retorno de certas substâncias aos capilares sanguíneos. O líquido resultante nos túbulos é a urina que sai pelo nefridióporo;

- túbulos de Malpighi: são tubinhos que se abrem no intestino do inseto. Ficam mergulhados no celoma e dele absorvem os excretas. Dentro dos túbulos o ácido úrico se cristaliza e é eliminado junto com as fezes;

- glândulas verdes: são estruturas que retiram os excretas do celoma e se abrem para o exterior através de poros situados nas bases das antenas dos crustáceos.

Osmorregulação 

No meio aquático há importante variação na concentração salina: água doce ≅ 1,0% de sais; água salgada ≅ 3,5% ; água salobra: entre 1,0% e 3,5%. Por outro lado, nos líquidos corporais (plasma sanguíneo e líquido intersticial) a concentração salina está próxima de 1%.

Os peixes ósseos marinhos tendem a perder água continuamente para a água salgada (hipertônica). A fim de executar a osmorregulação com eficiência, seu rim elimina urina altamente concentrada, devido à grande retenção de água, na tentativa de diluir o excesso de sais ingerido com a água do mar. Como o rim não dá conta para a correção osmótica chegar a 1%, as brânquias eliminam ativamente (gasto de ATP) o excesso de sais.

Os peixes cartilaginosos apresentam um processo excepcional para o equilíbrio osmótico com o ambiente marinho, retendo alta concentração de ureia no sangue (uremia fisiológica) - isto seria tóxico para a maioria dos animais!

Os peixes ósseos da água doce tendem a absorver continuamente água, devido ao gradiente de concentração entre os líquidos corporais (hipertônicos) e a água doce (hipotônica). Sua urina será extremamente diluída, para eliminar o excesso de água que está no sangue, porém acaba eliminando (indevidamente) sais minerais. A reposição desses nutrientes será por transporte ativo nas brânquias.

As aves que se alimentam de peixes marinhos eliminam o excesso de sais através de glândula de sal (na cabeça), por transporte ativo.

Os mamíferos que se alimentam de peixes ósseos praticamente não precisam executar regulação osmótica especial, já que esses peixes já se encontram osmoticamente equilibrados!

A excreção no homem

Na espécie humana, os rins localizam-se na região dorsal da cavidade abdominal, um de cada lado da coluna vertebral. Apresentam uma coloração vermelho escura, têm forma de grão de feijão e medem cerca de 10 cm de comprimento. Pela parte côncava do rim (hilo renal) penetra a artéria renal (ramificação da aorta), transportando o sangue que deve ser purificado. O sangue drenado sai do rim também por essa região, através da veia renal.

A atividade celular implica na realização de um vastíssimo número de reações químicas, das quais resultam resíduos sem mais função para o organismo e que deverão ser eliminados a fim de evitar toxidez. Entre os catabólitos do metabolismo celular incluem-se: gás carbônico, água, excretas nitrogenados e outros.

Dentre os catabólitos nitrogenados mais comuns estão a amônia (NH₃), o ácido úrico e a ureia.

Cada rim humano contém cerca de um milhão de unidades filtradoras - os néfrons.

Um néfron compõe-se de um glomérulo e um túbulo envolvido por uma rede de capilares que lançam seu sangue na veia renal. A parte inicial do túbulo forma uma taça que envolve o glomérulo como uma mão fechada - a cápsula de Bowman. A cápsula continua por um tubo retorcido - o túbulo contornado proximal - que se afunila e forma uma alça em U - a alça de Henle - , terminando num túbulo contornado distal, que desemboca num duto coletor e recebe a urina formada.

Os dutos coletores lançam a urina numa cavidade do rim - a pelve renal - de onde ela é conduzida pelo ureter até a bexiga, e daí é expelida para o exterior pela uretra.

Em corte longitudinal o rim apresenta uma região externa (córtex) diferenciada da interna (medula). No córtex estão localizados os glomérulos e a parte inicial dos túbulos e na medula os elementos tubulares.

O néfron em ação

Podem ser desviados para os rins até 25% do sangue circulante, através da artéria renal. Devido à alta pressão, um líquido extravasa desse sangue nos glomérulos e penetra na cápsula de Bowman. Esse líquido contém as mesmas substâncias do plasma sanguíneo, exceto proteínas, e é chamado filtrado glomerular.

O filtrado glomerular contém, portanto, diversas substâncias que não são encontradas normalmente na urina ou o são em baixíssima concentração. Isso porque substâncias como glicose e aminoácidos, são reabsorvidos por transporte ativo quase totalmente no túbulo contornado proximal, transferindo-se daí para os capilares que o envolvem, voltando assim para o sangue.

Os sais são reabsorvidos por transporte ativo ao longo de todo o tubo, mas principalmente (75%) no túbulo proximal. A água é reabsorvida por transporte passivo (osmose), acompanhando a migração dos sais. Também passivo é um mecanismo auxiliar que promove a reabsorção de água na alça de Henle.

A reabsorção de água é muito eficiente: dos 160 litros que entram por dia nas cápsulas de Bowmann dos dois rins, cerca de 1,5 litros (1%) são eliminados na urina.

O pH e a pressão osmótica da urina são bastante variáveis, dependendo do estado em que se encontra o meio interno do organismo. Assim, o grau de reabsorção de íons básicos ou ácidos, de sais (eletrólitos) e de água varia conforme haja carência ou excesso deles no sangue.

A ureia não sofre reabsorção. Ela é produzida no fígado a partir da amônia liberada no catabolismo dos aminoácidos, entra na circulação, e é constantemente retirada do sangue ao nível dos néfrons, passando toda para a urina.

Regulação osmótica

Na presença do hormônio antidiurético (ADH), os dutos posteriores à alça de Henle tornam-se mais permeáveis à água, permitindo sua saída para o sangue e tornando a urina, portanto, mais concentrada. Em consequência, o volume de urina torna-se menor.

O ADH é liberado no sangue pela glândula hipófise quando a pressão osmótica dos líquidos extracelulares se torna alta. O hormônio promove a retenção de água, enquanto os sais são normalmente eliminados. Inversamente, quando há água em excesso, não ocorre a liberação do ADH e a urina torna-se mais diluída. Assim, regula-se a concentração relativa de água e sais dos líquidos do organismo, processo denominado osmorregulação.

A quantidade de urina produzida também está relacionada a diversos fatores que aumentam a permeabilidade do néfron. Além de substâncias que aumentam essa permeabilidade, como álcool e cafeína por exemplo, é relevante a ação da pressão arterial: quanto maior a pressão, maior será a produção de urina. Esse é um dos mecanismos de regulação da pressão.

A ingestão de álcool inibe a liberação de ADH pela hipófise. A ingestão de certa quantidade de álcool faz com que se sinta uma maior necessidade de urinar. Com a inibição da secreção do hormônio antidiurético (ADH), uma pessoa alcoolizada produz grande quantidade de urina diluída.

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