Osmorregulação. Osmorregulação processo que permite a manutenção do equilíbrio da água e dos sais no organismo.

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1 Osmorregulação Nos animais a manutenção do equilíbrio dinâmico interno deve-se às atividades coordenadas dos sistemas circulatório, nervoso e hormonal. Meio interno sangue, linfa, células. O tubo digestivo é meio externo. Osmorregulação processo que permite a manutenção do equilíbrio da água e dos sais no organismo. Seres osmoconformantes a concentração dos seus fluidos corporais varia de acordo com o meio que os rodeia. Ex: a maioria dos invertebrados marinhos está em equilíbrio osmótico com a água do mar. Seres osmorreguladores possuem mecanismos que lhes permitem manter a concentração do meio interno apesar das oscilações que se verificam no meio. Ex: na maioria dos peixes e dos animais do ambiente terrestre, a concentração de sais do meio interno/células é diferente do meio envolvente. Os animais que vivem nos estuários (zonas com grande oscilação de salinidade); Os animais que vivem em meio de água doce; Os animais que vivem em locais demasiado concentrados. Nenhum animal consegue sobreviver com uma concentração interna idêntica à da água doce, nem à de locais demasiado concentrados poderia ocorrer a lise ou plasmólise celular, respetivamente. A salinidade é um fator limitante uma vez que condiciona a sobrevivência dos seres vivos. Valores acima ou abaixo de determinados limites limites de tolerância provocam a morte dos seres vivos. Há seres vivos que são osmoconformantes, mas que em situações extremas se tornam osmorreguladores. É o caso da artemia. Os animais ocupam uma grande diversidade de ambientes: ambiente terrestre, ambiente dulciaquícola, ambiente marinho, zonas com condições extremas, como desertos. Ao longo do processo evolutivo, foram seleccionados animais que possuíam mecanismos de osmorregulação que lhes permitiram adaptar a esses ambientes. Por outro lado, nos processos metabólicos são produzidas substâncias que necessitam de ser eliminadas, pois podem ser tóxicas quando em excesso excreções. 1

2 Excreções formadas no metabolismo celular de alguns animais A amónia é muito tóxica e muito solúvel em água, pelo que a sua excreção implica perda significativa de água pelo organismo. Típica de animais aquáticos, onde a perda de água não constitui um problema. Nos animais terrestres a perda de água é perigosa e a amónia é demasiado tóxica para ser armazenada. A ureia é formada no fígado (com gasto de energia) a partir da amónia, um modo de reduzir a toxicidade e a solubilidade dos resíduos azotados. É retirada dos fluidos pelos rins e excretada na urina. A amónia é também transformada no fígado (com gasto de energia) em ácido úrico, menos tóxico e insolúvel (pelo que não tem implicações osmóticas). É removido do sangue pelos rins e excretado juntamente com as fezes, numa forma quase seca. 2

3 Osmorregulação no ser humano Funções dos rins: Papel crucial na manutenção da pressão osmótica do meio interno dentro de valores homeostáticos (osmorregulação); Manutenção do ph sanguíneo; Excreção de substâncias tóxicas oriundas do metabolismo, como por exemplo, a ureia e a creatinina; Eliminação de substâncias exógenas como antibióticos e outros fármacos, drogas Produção de hormonas como por exemplo, eritropoetina (estimula a produção de hemácias), renina (eleva a tensão arterial), etc Excreção processo que permite a eliminação de substâncias tóxicas resultantes do catabolismo celular. 3

4 Cada rim humano tem cerca de 1 milhão de nefrónios. A porção vascular de um nefrónio apresenta duas redes de capilares: glomérulo de Malpighi e rede de capilares peritubulares. 5. Cápsula de Bowman 6. Arteríola aferente Artéria renal 7. Arteríola eferente 8. Glomérulo de Malpighi 9. Tubo contornado proximal 10. Tubo contornado distal 11. Ansa de Henle 12. Tubo coletor Vénula Veia renal Sequência da porção vascular do nefrónio: Artéria renal ramifica-se -> arteríola aferente -> a arteríola capilariza-se e enovela-se formando > glomérulo de Malpighi (que fica no interior da cápsula de Bowman) -> capilares do glomérulo reúnem-se -> arteríola eferente (menor diâmentro que a arteríola aferente) -> origina uma rede de capilares que envolve o tubo urinífero capilares peritubulares -> vénula -> veia renal (veia cava inferior). 4

5 Como explicar a inexistência de proteínas e lípidos no filtrado glomerular? São macromoléculas. Por que razão algumas susbtâncias, como a glicose, estão presentes no filtrado glomerular e não existem na urina? Essas substâncias são totalmente reabsorvidas. Por que razão algumas substâncias, como o cloreto de sódio, ureia e o ácido úrico, estão presentes na urina numa concentração muito superior à do plasma? Essas substâncias passam ao nível da cápsula de Bowman do plasma para o filtrado glomerular. Como ao longo do tubo urinífero é reabsorvida uma grande quantidade de água ( 99% da água do filtrado), essas substâncias vão ficando cada vez mais concentradas. Por que razão existem substâncias na urina que não fazem parte do plasma? Há secreção dessas substâncias. Excreção realizada pelos rins: Filtração Capilares do glomérulo -> Cápsula de Bowman filtrado glomerular (composição plasma sanguíneo, exceto macromoléculas) Reabsorção Interior do tubo urinífero -> plasma dos capilares peritubulares Secreção Capilares peritubulares -> tubo urinífero 5

6 1. Glomérulo de Malpighi Filtração Formação do filtrado glomerular para a cápsula de Bowman 2. Tubo contornado proximal Reabsorção Secreção A pressão osmótica do fluido tubular diminui devido à reabsorção dos sais e outros nutrientes (aminoácidos, glicose, ) por difusão ou transporte ativo. A água é reabsorvida por osmose devido à diminuição da pressão osmótica. Ocorre também secreção de H +, NH 3 (amoníaco), venenos, medicamentos 6

7 3. Ansa de Henle (região descendente a região ascendente) Reabsorção Região descendente da ansa de Henle: Permeável à água e impermeável a sais minerais (Na, Cl) A água é reabsorvida por osmose pois o fluido intersticial está cada vez mais hipertónico devido à anterior reabsorção de sais minerais A urina torna-se mais concentrada (hipertónica) Região ascendente da ansa de Henle: Impermeável à água mas permeável aos sais minerais (Na, Cl) Os sais minerais são reabsorvidos por difusão (inicialmente) e por transporte ativo (no final) A urina torna-se hipotónica. A porção ascendente da ansa de Henle é permeável ao sódio. Em que medida este facto permite maior reabsorção de água na porção final do tubo urinífero? A reabsorção de sódio ao longo da porção ascendente da ansa de Henle torna o fluido do tubo urinífero hipotónico (menor pressão osmótica) em relação ao meio que o rodeia, saindo água por osmose para os capilares peritubulares. 4. Tubo contornado distal Reabsorção Secreção Ocorre a secreção de K + e H + (por transporte ativo) que mantém o ph sanguíneo em valores normais. A água é reabsorvida por osmose pois o fluido intersticial está muito hipertónico. 5. Tubo coletor Reabsorção A água é reabsorvida por osmose pois o fluido intersticial é muito hipertónico (zona medular) A urina torna-se mais hipertónica. 7

8 Mecanismo de controlo da quantidade de água no organismo pela ADH Quando ingerimos álcool temos mais vontade de urinar. Isso acontece porque o álcool inibe a produção de ADH. A cerveja, em especial, tem um efeito diurético porque a cevada é outro inibidor da ADH. 8

9 Relação entre o tamanho das ansas de Henle e a disponibilidade de água em meio terrestre A produção de urina hipertónica está relacionada com o tamanho das ansas de Henle. Nefrónios com ansas de Henle longas, que penetram profundamente na medula renal onde o meio é muito hipertónico, reabsorvem grandes quantidades de água Brânquias como órgãos osmorreguladores Os peixes de água doce têm fluidos corporais mais concentrados que o meio, o que faz deslocar a água por osmose para o interior do corpo. O muco e as escamas, embora retardem o processo, não o impedem completamente. Estes animais: Não bebem água; Possuem glomérulos muito desenvolvidos; Mantêm a concentração dos fluidos corporais eliminando grandes quantidades de urina diluída (hipotónica em relação a esses fluidos); Têm nas branquias células especializadas que transportam ativamente sais da água para os fluidos corporais. Este transporte permite compensar os sais que são perdidos na urina. 9

10 Os peixes de água salgada têm tendência a perder água por osmose. Como compensação, ingerem grandes quantidades de água e excretam ativamente sal por células especializadas existentes nas brânquias. Os glomérulos são pequenos ou ausentes; Eliminam pouca urina, que é isotónica e portanto mais concentrada que nos peixes de água doce. As tartarugas marinhas, como vivem num meio hipertónico, perdem água por osmose. Para compensar, bebem água, excretando o excesso de sal ingerido através de glândulas de sal situadas nos cantos dos olhos, parecendo chorar. Produzir lágrimas salgadas é apenas um mecanismo para manter o equilíbrio osmótico do organismo. As gaivotas, os pinguins, e outras aves aquáticas abanam muitas vezes a cabeça para eliminarem mais facilmente as gotas salgadas através das glândulas de sal. As aves marinhas ingerem água salgada juntamente com o alimento. Estas aves possuem glândulas de sal que excretam ativamente o excesso de sal por meio de ductos que abrem na cavidade nasal. 10

11 Osmorregulação em invertebrados Anelídeos minhoca: Os anelídeos apresentam um sistema excretor constituído por nefrídeos (1 par/segmento). Cada nefrídeo é constituído por um túbulo enrolado e aberto nas duas extremidades. O funil ciliado recolhe o fluido corporal do segmento anterior. Ao longo do nefrídeo ocorre reabsorção de substâncias importantes para o organismo e secreção de outras substâncias que serão eliminadas. A urina é muito diluída, compensando a grande quantidade de água que entra por osmose através da pele do animal. Insetos: Os insetos e outros artrópodes com sistema circulatório aberto apresentam um sistema excretor constituído por túbulos de Malpighi (localizados na parte posterior do corpo). Absorvem substâncias da hemolinfa lançando-as no intestino. A água e alguns sais são reabsorvidos pelas glândulas do reto (isto é, passam para a hemolinfa). O ácido úrico e outras substâncias são eliminados com as fezes (resíduos semissólidos). O sistema excretor dos insetos, ao permitir uma grande redução nas perdas de água, constitui um elemento adaptativo de grande sucesso no ambiente terrestre. 11

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