Excreção urinária

A via primária na qual o corpo elimina substâncias é através dos rins. A função principal dos rins é a excreção de resíduos corporais e produtos químicos nocivos para a urina. A unidade funcional do rim responsável pela excreção é o nefrónio. Cada rim contém cerca de um milhão de nefrónios. O nefrónio tem três regiões primárias que funcionam no processo de excreção renal: o glomérulo, o túbulo proximal, e o túbulo distal (Figura 2).

Figura 1. Componentes do sistema urinário
(Image Source: Adapted from iStock Photos, ©)

Três processos estão envolvidos na excreção urinária:

1. Filtração
2. Secreção
3. Reabsorção

div>>Ilustração do nefrónio do rim.

Figura 2. Nephron of the kidney(Image Source: Adaptado de Wikimedia Commons, obtido por Domínio Público, Creative Commons CC0 1.0 Dedicação Universal do Domínio Público. Ver imagem original.)

Filtração

Filtração tem lugar no glomérulo, que é o início vascular do nefrónio. Aproximadamente um quarto do fluxo sanguíneo do débito cardíaco circula através do rim, a maior taxa de fluxo sanguíneo para qualquer órgão. Uma quantidade considerável do plasma sanguíneo filtra através do glomérulo para dentro do túbulo do nefrónio. Isto resulta da grande quantidade de sangue que circula através do glomérulo, dos grandes poros (40 Angstrom ) nos capilares glomerulares, e da pressão hidrostática do sangue. Pequenas moléculas, incluindo água, passam rapidamente através do filtro tipo peneira para o túbulo do nefrónio. Tanto as substâncias lipídicas solúveis como as polares passarão através do glomérulo para o filtrado do túbulo. A quantidade de filtrado é muito grande, cerca de 45 galões por dia num humano adulto. Cerca de 99% do filtrado tipo água, pequenas moléculas, e substâncias lipossolúveis, são reabsorvidos a jusante no tímpulo do nefrónio. Isto significa que a quantidade de urina eliminada é apenas cerca de um por cento da quantidade de fluido filtrado através dos glomérulos para os túbulos renais.

Moléculas com pesos moleculares superiores a 60.000 (que incluem grandes moléculas de proteínas e células sanguíneas) não podem passar através dos poros capilares e permanecer no sangue. Se a urina contiver albumina ou células sanguíneas, isso indica que os glomérulos foram danificados. A ligação às proteínas plasmáticas irá influenciar a excreção urinária. As substâncias polares normalmente não se ligam com as proteínas plasmáticas, podendo assim ser filtradas do sangue para dentro do filtrado do túbulo. Em contraste, as substâncias extensivamente ligadas às proteínas plasmáticas permanecem no sangue.

Secreção

Secreção, que ocorre na secção proximal do nefrónio, é responsável pelo transporte de certas moléculas para fora do sangue e para dentro da urina. As substâncias secretas incluem iões de potássio, iões de hidrogénio, e alguns xenobióticos. A secreção ocorre através de mecanismos activos de transporte capazes de diferenciar entre compostos baseados na polaridade. Existem dois sistemas, um que transporta ácidos fracos (tais como muitas drogas conjugadas e penicilinas) e outro que transporta substâncias básicas (tais como histamina e colina).

Reabsorção

Reabsorção tem lugar principalmente no túbulo convoluto proximal do nefrónio. Quase toda a água, glicose, potássio e aminoácidos perdidos durante a filtração glomerular reentram no sangue dos túbulos renais. A reabsorção ocorre principalmente por transferência passiva com base num gradiente de concentração, passando de uma concentração elevada no túbulo proximal para a concentração mais baixa nos capilares em redor do túbulo (Figuras 4-6).

Um factor que afecta grandemente a reabsorção e a excreção urinária é o pH da urina. Este é especialmente o caso dos electrólitos fracos. Se a urina for alcalina, os ácidos fracos são mais ionizados e a excreção é aumentada. Os ácidos fracos (tais como glucuronida e conjugados de sulfato) são menos ionizados se a urina for ácida e sofrer reabsorção e a excreção renal for reduzida. Uma vez que o pH urinário varia nos seres humanos, as taxas de excreção urinária de electrólitos fracos também variam.

• Exemplos são fenobarbital (uma droga ácida) que é ionizada na urina alcalina e anfetamina (uma droga básica) que é ionizada na urina ácida. O tratamento do envenenamento por barbitúricos (como uma overdose de fenobarbital) pode incluir a alteração do pH da urina para facilitar a excreção.

li>Diet pode ter uma influência no pH urinário e, portanto, a eliminação de alguns tóxicos. Por exemplo, uma dieta rica em proteínas resulta em urina ácida.

As propriedades físicas (principalmente tamanho molecular) e a polaridade de uma substância no filtrado urinário afectam grandemente a sua eliminação final pelo rim. Os pequenos tóxicos (tanto polares como lipossolúveis) são filtrados com facilidade pelo glomérulo. Em alguns casos, moléculas grandes (incluindo algumas que são ligadas a proteínas) podem ser secretadas (por transferência passiva) do sangue através de células endoteliais capilares e membranas tubulares de nefrónio para entrar na urina. A maior diferença no destino final é governada pela polaridade de uma substância. As substâncias que são ionizadas permanecem na urina e deixam o corpo. Os tóxicos lipossolúveis podem ser reabsorvidos e reentrar na circulação sanguínea, o que prolonga a sua meia-vida no corpo e o seu potencial de toxicidade.

Rins, que foram danificados por toxinas, doenças infecciosas, ou devido à idade, diminuíram a capacidade de eliminar os tóxicos, tornando assim os indivíduos mais susceptíveis às toxinas que entram no corpo. A presença de albumina na urina indica que o sistema de filtragem do glomérulo está danificado, deixando passar moléculas grandes. A presença de glucose na urina é uma indicação de que a reabsorção tubular foi prejudicada.