Sistema Urinário

Homeostase (homeostasia)

Nosso corpo é uma grande coleção de células. Porém, para que todas estas células possam sobreviver, é necessário que estejam em um ambiente adequado, cujo equilíbrio dinâmico chamamos de homeostase ou homeostasia. O termo homeostasia é usado pelos fisiologistas para definir a manutenção de condições quase constantes no meio interno, ou seja, a regulação do ambiente interno para manter uma condição estável, mediante múltiplos ajustes de equilíbrio dinâmico controlados por mecanismos de regulação inter-relacionados. Em outras palavras, homeostasia é o controle de parâmetros vitais. 

O corpo controla cuidadosamente uma extensa lista de parâmetros vitais. Pressão arterial e volume plasmático são exemplos de parâmetros estritamente controlados que afetam o organismo como um todo. Em relação ao melo interno, os parâmetros finamente controlados incluem a temperatura corpórea e as concentrações plasmáticas de oxigênio, glicose, íons de potássio (K⁺), sódio (Na⁺), cálcio (Ca²⁺) e hidrogênio (H⁺). Homeostasia também acontece em uma única célula. Dessa forma, as células regulam muitos dos parâmetros que o corpo como um todo regula: volume concentração de pequenos íons inorgânicos (p. ex., K⁺, Na⁺, Ca²⁺, H⁺) e energia (p. ex., ATP).

O meio interno pode sofrer alterações em função principalmente do ambiente externo e da alimentação. Ao exercerem suas funções metabólicas, as células do organismo consomem oxigênio e nutrientes e produzem substâncias, como o dióxido de carbono (gás carbônico ou CO₂) e excretas nitrogenadas, resultantes do metabolismo de proteínas e ácidos nucleicos, que não têm utilidade e precisam ser eliminadas do organismo.

Metabolismo e homeostase

A ingestão de alimentos pode provocar aumento na concentração de sais no interior do corpo e causar sérios problemas osmóticos. A respiração celular, pela qual carboidratos, gorduras e proteínas são degradados em água e dióxido de carbono (gás carbônico ou CO₂), lança nos fluidos do organismo essas substâncias, que devem ser eliminadas. O CO₂ é eliminado através das superfícies respiratórias; a água, quando em excesso, é eliminada juntamente com a urina.

Além de dar origem a CO₂ e H₂O, o metabolismo das proteínas e dos ácidos nucleicos forma produtos nitrogenados que também devem ser eliminados. Enquanto o sistema respiratório elimina dióxido de carbono, as estruturas/órgãos excretores descartam a maioria das outras substâncias desnecessárias (tóxicas e não-tóxicas). 

Assim, a manutenção das condições de normalidade, compatíveis com as necessidades do corpo, é realizada em parte por meio da excreção, importante mecanismo homeostático dos animais. É por esse mecanismo que se estabelece o equilíbrio dinâmico no interior do corpo e entre o corpo e o meio ambiente. Os mecanismos excretores removem substâncias tóxicas dos organismos, como ocorre com os produtos nitrogenados resultantes do metabolismo de proteínas e de ácidos nucleicos, ou eliminam substâncias que, embora não sejam tóxicas encontram-se em concentrações elevadas em determinado momento. Esse é o caso da água, que em excesso ou em falta pode ser prejudicial. Os controles hídrico e do conteúdo de sais do organismo são realizados por mecanismos osmorreguladores, dos quais participam estruturas ou órgãos excretores. Essas estruturas ou órgãos podem participar dos mecanismos de excreção de produtos nitrogenados.

Em outras palavras, através da excreção são eliminadas substâncias tóxicas do organismo (como resíduos nitrogenados provenientes do metabolismo de proteínas e ácidos nucléicos) e substâncias não-tóxicas que se encontram em concentrações elevadas em determinado momento. As estruturas ou órgãos excretores são responsáveis ainda pelos controles hídrico e de sais do organismo (osmorregulação ou regulação osmótica).

Funções do Sistema Urinário 

Os rins integram parte de diversos mecanismos interligados que mantêm a homeostase celular, e são os principais órgãos que regulam o volume e a composição do fluido do ambiente interno. Nossa urina tem uma composição que reflete aquilo que o meio interno não necessita mais ou não pode mais acumular. 

Os rins desenvolvem diversas funções essenciais que vão além de seu bem conhecido papel na eliminação de excretas. Eles desempenham um papel essencial na regulação da homeostasia da água, composição eletrolítica (p. ex., Na⁺, Cl^–, K⁺, HCO₃^–), regulação do volume extracelular (e, assim, da pressão arterial), e homeostasia ácido-base. 

Os rins filtram o plasma sanguíneo e produzem urina, o que lhes permite excretar do corpo produtos residuais do metabolismo, como ureia, amônia, ácido úrico e substâncias químicas estranhas, como metabólitos de fármacos. 

Os rins ainda são responsáveis pela reabsorção de glicose e aminoácidos do filtrado plasmático, além da captação regulada de cálcio e fosfato (alta em crianças). Também exercem funções na gliconeogênese (síntese de glicose a partir de pequenas moléculas orgânicas, que não são carboidrato, como aminoácidos), e durante o jejum podem sintetizar e liberar glicose para o sangue, produzindo quase 20% da capacidade de glicose do fígado. Com uma imensa estrutura bioquímica e um sistema de transporte abundante, esses órgãos são capazes de simultaneamente utilizar e produzir glicose, participando, assim, ativamente no controle dos níveis de glicemia. 

Além disso, os rins são órgãos endócrinos, produzindo 1,25-di-hidroxicolecalciferol ou calcitriol (vitamina D ativa) e eritropoietina (hormônio peptídico envolvido no controle da produção das hemácias). Também produzem a enzima renina, que atua no controle da excreção de sódio e da pressão arterial através do sistema renina-angiotensina-aldosterona (SRAA).

Em resumo, os rins têm as seguintes funções:

• Filtração do plasma sanguíneo e reabsorção de substâncias importantes para o organismo (água, glicose, eletrólitos, aminoácidos, vitaminas).
• Manutenção da osmolaridade sanguínea (manutenção do equilíbrio hidroeletrolítico): por meio da regulação independente da perda de água e de solutos (eletrólitos) na urina, os rins mantêm a osmolaridade sanguínea relativamente constante. A osmolaridade de uma solução é a medida do número total de partículas dissolvidas por litro de solução. 
• Regulação do pH do sangue e manutenção do equilíbrio ácido-base: os rins excretam uma quantidade variável de íons hidrogênio (H⁺) na urina e conservam os íons bicarbonato (HCO₃^–). Essas duas atividades ajudam a regular o pH do sangue. 
• Regulação do volume sanguíneo (e da pressão arterial): os rins ajustam o volume sanguíneo mediante conservação ou eliminação de água na urina. O aumento do volume sanguíneo eleva a pressão arterial; a diminuição reduz a pressão arterial. 
• Regulação enzimática da pressão arterial. Os rins também ajudam a regular a pressão arterial pela secreção da enzima renina, que indiretamente eleva a pressão arterial. 
• Excreção de substâncias que estão em excesso para manter o equilíbrio equilíbrio dinâmico.
• Excreção de resíduos nitrogenados formados durante o metabolismo celular e de substâncias estranhas: ao produzirem urina, os rins ajudam a excretar resíduos (substâncias inúteis para o corpo). Alguns resíduos excretados na urina são produzidos por reações metabólicas no organismo. Esses são a amônia e a ureia resultantes da desaminação de aminoácidos;  o ácido úrico, originado do catabolismo de ácidos nucleicos; a bilirrubina produzida pelo catabolismo da hemoglobina; e a creatinina derivada da decomposição do fosfato de creatina nas fibras musculares. Outros resíduos excretados na urina são substâncias estranhas da dieta, como os fármacos e as toxinas ambientais.
• Regulação do nível sanguíneo de glicose: além de reabsorver integralmente a  glicose filtrada pelos glomérulos de forma ativa pelos túbulos renais, assim como o fígado, os rins usam aminoácidos (como a glutamina) na gliconeogênese, especialmente durante períodos de jejum. Podem, então, liberar glicose no sangue e ajudar a manter normal o seu nível sanguíneo. 
• Produção de hormônios: os rins produzem dois hormônios, o calcitriol, a forma ativa de vitamina D que ajuda a regular a homeostase do cálcio; e a eritropoetina, que estimula a produção de hemácias.

OBS.: 

A excreção urinária de glicose que excede o limiar de reabsorção tubular representa uma função renal que tem como finalidade principal evitar que os níveis plasmáticos de glicose alcancem valores tóxicos. Desta maneira, os rins impedem que se desenvolva um estado de hiperglicemia extrema com sérias complicações, como a hiperosmolaridade e a desidratação intracelular.