Biologia Celular e Molecular

Eliminação de metabólitos e excreção de substâncias tóxicas

Excreção é a eliminação de resíduos das reações químicas que ocorrem dentro das células, no processo de metabolismo, como amônia (NH3), uréia, dióxido de carbono (CO2), sais e água (H2O). Dessa maneira, muitas substâncias que não são aproveitadas no organismo, principalmente as tóxicas, são excretadas do corpo. Além disso, é uma forma pela qual a célula/o organismo controla a composição química do ambiente interno.

A membrana plasmática é a responsável por controlar as substâncias que entram e saem da célula e pela manutenção da constância do meio intracelular. Para acumular nutrientes contra um gradiente de concentração, a célula utiliza uma série de mecanismos específicos.

A travessia de substâncias pela membrana varia de acordo com suas características químicas. Compostos hidrofóbicos atravessam mais facilmente que hidrofílicos, devido à natureza hidrofóbica da bicamada lipídica da membrana. Contudo, a membrana é muito permeável a água e certas substâncias hidrofílicas graças a proteínas transmembrana que formam poros funcionais (aquaporinas).

Quando a eliminação de um soluto é a favor de um gradiente de concentração a célula pode realizar o transporte por meio de difusão passiva ou facilitada (mais rápida em com uso de ATP), mas quando a eliminação é contra o gradiente de concentração são necessários métodos de transporte ativo. O transporte pode ser facilitado utilizando o potencial energético de gradientes de alguns íons (Na+, K+, H+). O co-transporte que movimenta soluto e íon na mesma direção chama-se simporte e quando soluto e íon movem-se em direção contrária denomina-se antiporte.

No caso de moléculas grandes, que não passam pela membrana celular, a saída é realizada por exocitose. Mas antes, algumas moléculas participam ativamente no processo. As enzimas do retículo endoplasmático auxiliam na digestão e desintoxicação, tornando substâncias complexas (como drogas) mais solúveis, facilitando o processo de eliminação. A maioria das vesículas produzidas no retículo endoplasmático são enviadas para o complexo de Golgi onde sofrerão modificações antes de serem exocitadas. As células animais utilizam os lisossomos para digerir e realizar o processo de exocitose. São vesículas com as enzimas sintetizadas no retículo endoplasmático e enviadas ao complexo de Golgi.

No processo de exocitose, a vesícula (como o lisossomo), que se encontra no citoplasma, migra em direção à periferia celular e, chegando à membrana, ocorre a fusão com a mesma, lançando o conteúdo da vesícula no meio extracelular.

 

Nos animais pouco complexos, que vivem no ambiente aquático, de modo geral, a exceção dá-se por simples difusão na superfície corporal. Com o aumento da complexidade dos organismos, sistemas excretores foram se tornando necessários. Nos invertebrados encontramos sistemas simples, como nefrídeos e os túbulos de Malpighi, geralmente compostos de tubos simples que possuem ligação com o sistema de transporte de substâncias (como o sistema circulatório) e ao tubo digestivo ou poros que se abrem para o exterior. Nos vertebrados, os principais órgãos excretores são os rins. Ao receber o sangue contendo diferentes tipos de substâncias, úteis ou não, os rins efetuam um processo de filtragem, selecionando o que será eliminado e devolvendo ao sangue o que poderá ser reutilizado.

A principal função dos carboidratos, como a glicose, é ser fonte de produção de ATP pelas células. Os ácidos graxos, originados pela digestão de gordura, e alguns aminoácidos também são utilizados pelas células para obtenção de ATP. Para isso, os aminoácidos sofrem, inicialmente, uma desaminação, isto é, perda do radical amina, que é transformado em amônia. O restante da molécula pode ser utilizado pelo processo de respiração celular liberando CO2, H2O e grande quantidade de ATP.

Invertebrados e muitos peixes de água doce excretam amônia, substância altamente tóxica e solúvel, que demanda grande quantidade de água para ser eliminada. Animais terrestres transformam a amônia em ureia ou em ácido úrico. Por serem muito menos tóxicas podem ser acumuladas temporariamente no organismo e serem excretadas em soluções concentradas, sem que haja grande perda de água.

A ureia é o principal excreta de mamíferos e anfíbios adultos, sendo eliminada dissolvida na água, formando a urina. O ácido úrico é o principal excreta de insetos, caramujos terrestres, aves e alguns répteis e é eliminado juntamente com as fezes, na forma de uma pasta esbranquiçada, altamente concentrada, podendo ser excretado praticamente sem que haja perda de água, uma grande adaptação de economia de água no ambiente terrestre.

O gás carbônico (produto final do metabolismo de glicídios e lipídeos no processo de respiração celular) é descartado através dos órgãos do sistema respiratório. Além disso, água também é eliminada sob forma de vapor, por meio da expiração.

Vale salientar que a produção de suor não está relacionada ao processo de excreção e sim da regulação da temperatura do organismo. No entanto, através do suor são eliminados sais minerais, como o cloreto de sódio (NaCl), e água sendo que, devido a sua enorme importância para a célula, ela fica conservada em grande parte no organismo.

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