Biologia do ensino fundamental · Grades 1–9
53Eliminar os resíduos
As entregas dominaram este ano: oxigênio para dentro, nutrientes para dentro, combustível para cada célula em atividade. Mas toda oficina produz resíduo, e um serviço de entregas que nunca recolhe o lixo logo envenena a própria cidade. A conta do gás carbônico já está acertada — ele é expirado nos alvéolos. Este capítulo de encerramento acompanha os outros resíduos, até os órgãos mais discretos do corpo: os rins.
53.1 Os resíduos além do gás carbônico
Proposição 53.1 (O outro lixo das células)
A queima e a construção das células (Proposição 46.5, Proposição 41.1) produzem mais do que gás carbônico. Usar os nutrientes de matéria de construção, em especial, deixa um resíduo que carrega nitrogênio — a ureia —, que o sangue recolhe de cada tecido exatamente como recolhe o gás carbônico. A ureia é inofensiva enquanto passa no trânsito e venenosa quando se acumula: ela precisa sair, sem parar.
Demonstração. Admitido neste nível. ∎
Exemplo 53.2 (Duas rodadas de coleta, um sangue só)
A mesma gota do Exemplo 52.5 faz as duas coletas ao mesmo tempo: nos capilares da coxa ela embarca gás carbônico e ureia. O primeiro ela deixa nos pulmões, no circuito seguinte. A segunda segue viagem — passa pelos pulmões, que não conseguem mexer nela — até o circuito corporal a levar pelos órgãos construídos exatamente para essa carga.
53.2 Os rins, os filtros do sangue
Definição 53.3 (Os rins e o sistema urinário)
Os dois rins — do tamanho de um punho, em forma de feijão, na parte baixa das costas — são filtros de limpeza do sangue. Cada um recebe uma artéria generosa saída direto da linha principal do circuito corporal. Por dentro, o sangue é filtrado por cerca de um milhão de unidades filtrantes microscópicas; o sangue limpo volta pela veia do rim, e a carga retirada — ureia, água em excesso, sais em excesso — sai como urina, escorrendo por dois tubos até a bexiga, o tanque de espera esvaziado quando se quer.
Proposição 53.4 (Filtrar e depois recuperar)
O truque do rim é generosidade seguida de economia. As unidades filtrantes primeiro empurram um volume enorme da parte aquosa do sangue — muitas dezenas de litros por dia — pelas peneiras finas delas, com ureia, açúcares, sais e tudo. Depois, ao longo do tubo sinuoso de cada unidade, o corpo recupera o que quer de volta: quase toda a água, toda a glicose, os sais na medida certa — deixando para trás a ureia e os excessos. Das dezenas de litros peneirados, cerca de um litro e meio sai como urina: filtrar tudo, retomar o que é bom, e o resíduo não tem onde se esconder.
Demonstração. Admitido neste nível. ∎
Exemplo 53.5 (Lendo a economia)
A etapa de recuperação explica as observações do dia a dia. Beba muito, e os rins recuperam menos água: urina abundante e clara. Sue uma partida inteira num dia quente, e eles recuperam quase tudo: urina escassa e escura — o corpo protegendo a água dele (a Proposição 22.3 ensinou o valor da água para as plantas; o rim é o lado animal da mesma economia). E glicose na urina, que a peneira deixa passar mas a recuperação deveria retomar por completo, é um sinal médico clássico de que alguma coisa — a recuperação ou o açúcar do sangue — está fora de ordem.
Observação 53.6 (A pele dá uma mão)
O suor é um ramo secundário do mesmo negócio: água e sais (com traços de ureia) liberados na pele — embora o primeiro trabalho dele seja o resfriamento do Exemplo 49.5. Os pulmões, os rins e a pele dividem a eliminação de resíduos do corpo inteiro: o gás carbônico para os primeiros, a ureia e os excessos para os segundos, o calor e um fiozinho salgado para a terceira. Nada de venenoso fica se acumulando — num corpo saudável, o lixo nunca ganha.
53.3 A máquina do ano, completa
Proposição 53.7 (O ciclo completo de abastecimento e eliminação)
Com os rins no lugar, a visita deste ano se fecha numa máquina só. O sangue, bombeado pelo circuito duplo (Definição 52.3), carrega oxigênio nos alvéolos e nutrientes nas vilosidades; entrega os dois a cada célula em atividade, para queimar e construir; e recolhe os resíduos — gás carbônico para os pulmões, ureia e excessos para os rins. Cada órgão dos anos quatro e sete é uma estação desse ciclo único; toda troca atravessa uma parede de capilar; e o conjunto funciona sobre o fogo lento da Proposição 46.5, célula a célula.
Demonstração. Admitido neste nível. ∎
Método 53.8 (A auditoria do corpo inteiro)
Para qualquer substância, audite a passagem dela:
- entrada: boca e vilosidades, ou nariz e alvéolos;
- transporte: que trechos de circuito, que paradas especiais (fígado);
- uso: combustível queimado, material incorporado, ou nenhum dos dois;
- saída: alvéolos (gás), rins (ureia, excessos), pele (a parte do suor) — ou, se nunca foi absorvida, o caminho dos restos (Proposição 25.5).
Rode a auditoria na água, na glicose, numa batatinha salgada: a máquina tem uma estação para cada passo, e essa é a conclusão do ano num exercício só.
53.4 Exercícios
Exercício 53.1 ★
O que é a ureia — de que uso ela surge, e por que precisa sair?
Solução
Solução de Exercício 53.1.
Um resíduo que carrega nitrogênio, deixado pelo uso dos nutrientes de matéria de construção nas células. Inofensiva enquanto passa no trânsito, ela envenena se acumular — então precisa sair sem parar.
Exercício 53.2 ★
Que resíduos saem nos pulmões, quais nos rins e quais na pele?
Exercício 53.3 ★
Descreva os rins: número, tamanho, lugar e o encanamento deles até a bexiga.
Exercício 53.4 ★
Enuncie o truque de filtrar e depois recuperar, com os dois volumes que o emolduram.
Solução
Solução de Exercício 53.4.
Primeiro filtrar com generosidade: muitas dezenas de litros da parte aquosa do sangue são empurrados pelas peneiras todo dia, o bom e o ruim juntos. Depois recuperar com economia, ao longo dos tubos sinuosos. A moldura: dezenas de litros peneirados, cerca de um litro e meio saindo como urina.
Exercício 53.5 ★
O que é recuperado por completo, o que é recuperado na medida e o que não é recuperado de jeito nenhum?
Exercício 53.6 ★
Por que a urina é abundante e clara num dia e escassa e escura em outro?
Solução
Solução de Exercício 53.6.
A recuperação é ajustável: depois de beber muito, menos água é retomada — urina abundante e clara; depois de suar ou de beber pouco, quase tudo é recuperado — urina escassa e escura. O rim protege a conta de água do corpo.
Exercício 53.7 ★★
Por que os pulmões não conseguem eliminar a ureia, e os rins não conseguem eliminar o gás carbônico com rapidez suficiente? O que essa divisão de trabalho diz sobre a forma dos dois resíduos?
Solução
Solução de Exercício 53.7.
O gás carbônico é um gás, e os gases atravessam numa fronteira de ar — os alvéolos; a ureia não é um gás e não consegue sair com a respiração, mas ela viaja dissolvida e se filtra lindamente numa fronteira líquida — as peneiras. Cada resíduo sai pela fronteira que combina com a forma dele: a divisão de trabalho é química combinada com arquitetura.
Exercício 53.8 ★★
Explique por que glicose na urina alarma um médico, passando pelas etapas da peneira e da recuperação.
Solução
Solução de Exercício 53.8.
A peneira deixa a glicose passar livremente — isso é normal; a etapa de recuperação deveria então retomar cada unidade dela. Glicose chegando à urina quer dizer que a recuperação foi sobrecarregada ou quebrou: ou o açúcar do sangue está tão alto que a recuperação não acompanha, ou a própria recuperação está falhando — os dois casos merecem a atenção de um médico.
Exercício 53.9 ★★
Acompanhe uma unidade de ureia do capilar de um músculo da coxa até a bexiga, estação por estação.
Solução
Solução de Exercício 53.9.
Capilar do músculo — veia — átrio e ventrículo direitos — circuito pulmonar (a ureia segue viagem; os pulmões não conseguem mexer nela) — coração esquerdo — artéria do corpo até o rim — peneirada numa unidade filtrante — não recuperada — pelo tubo coletor, até a bexiga.
Exercício 53.10 ★★
Rode a Método 53.8 num copo de água bebido depois do esporte.
Solução
Solução de Exercício 53.10.
Entrada: sem desmontagem, atravessando nas vilosidades para o sangue. Transporte: primeiro o fígado, depois os dois circuitos. Uso: o meio da química molhada de cada célula e o abastecimento do sistema de resfriamento. Saída: dividida entre a urina (ajustada pela recuperação), o suor (a parte esportiva), a umidade da respiração e um pouquinho nos restos.
Exercício 53.11 ★★
Pacientes renais cujos filtros falham vão a uma máquina que limpa o sangue deles através de uma membrana artificial. Que etapa da Proposição 53.4 a máquina copia, e por que as sessões precisam se repetir a cada poucos dias?
Solução
Solução de Exercício 53.11.
A peneira — filtrando resíduos do sangue através de uma membrana fina; a máquina é uma unidade filtrante externa. As sessões se repetem porque as células nunca param de produzir ureia (Proposição 53.1): um filtro que funciona duas vezes por semana precisa dar conta de dias de acúmulo, enquanto as peneiras dos rins funcionam todo minuto.
Exercício 53.12 ★★★
Escreva o parágrafo de resumo do ano prometido pela Proposição 53.7: um sangue, dois circuitos, quatro fronteiras (alvéolos, vilosidades, capilares dos músculos, filtros dos rins) — e o fogo lento a que a máquina inteira serve.
Solução
Solução de Exercício 53.12.
Por exemplo: um sangue só, movido pelos circuitos pulmonar e corporal pelo coração de quatro cômodos, carrega oxigênio nos alvéolos e nutrientes nas vilosidades e entrega os dois aos capilares de cada célula, onde o fogo lento da respiração queima combustível com oxigênio para dar força a todo trabalho. O mesmo sangue recolhe as cinzas desse fogo — gás carbônico para os alvéolos, ureia e excessos para os filtros de peneirar e recuperar dos rins — de modo que as quatro fronteiras servem a uma única economia. Cada órgão do ano é uma estação desse ciclo, e o ciclo existe para que o fogo das células nunca fique sem combustível, sem oxigênio nem sem coleta de lixo.
53.5 Problema: O dia de uma molécula de água
Problema 53.1
Problema de fim de semana — um copo de água, auditado pela máquina inteira
Acompanhe um copo de água bebido no café da manhã num dia de esporte, como a grande auditoria do ano.
Parte I — Entrada e transporte.
- A água não precisa de desmontagem (Definição 50.4). Diga a travessia de entrada dela e a rede de vasos que a recebe.
- O sangue dela faz a parada padrão de sempre. Que órgão é esse, e por que esse trajeto faz sentido para os nutrientes, mesmo que a própria água não precise de triagem?
- No meio da manhã, a água está em toda parte aonde o sangue vai. Diga os dois circuitos em que ela agora viaja em alternância.
- Parte dela logo está dentro de células em atividade. Liste dois trabalhos que a água faz ali (lembre que a química das células — sucos, queima — funciona molhada).
Parte II — A partida da tarde.
- Durante a partida, parte da água sai por uma fronteira que não é, em primeiro lugar, um órgão de excreção. Diga o nome dela, a carga que ela leva além da água e o trabalho de verdade dela naquele dia.
- Terminada a partida, a jogadora está com sede e a urina dela à noite é escassa e escura. Explique as duas coisas com a etapa de recuperação.
- Enquanto isso, os músculos que trabalharam duro na partida produziram gás carbônico e ureia a mais. Atribua a cada um a fronteira de saída dele e os trechos de circuito que o levaram até lá.
- Por que os rins continuaram trabalhando durante a partida inteira, embora a produção de urina tenha caído? O que eles continuavam eliminando?
Parte III — A auditoria encerrada.
- Na manhã seguinte, parte do copo saiu na respiração. Explique como a água sai nos alvéolos (o Exemplo 26.7 mostrou isso anos atrás).
- Monte o balanço completo do copo: entrada, reservas e usos, e as quatro saídas dele — urina, suor, respiração e a pequena parte que vai nos restos.
- A auditoria mostra um único sangue servindo os pulmões, as vilosidades, os músculos, os rins e a pele, um depois do outro. Diga, em duas frases, por que esse projeto de rede única faz da saúde de cada órgão um assunto de todos os outros.
- Encerre o ano: que ideia única — diga o nome dela — todas as estações desta auditoria acabaram servindo? (A Proposição 46.5 tem a resposta.)
Solução
Solução de Problema 53.1.
1. A travessia nas vilosidades do intestino delgado, para dentro dos capilares — a rede sanguínea a recebe.
2. O fígado. O trajeto serve aos nutrientes que dividem o mesmo sangue — triagem e depósito — e a água simplesmente pega a linha padrão por ali.
3. O circuito pulmonar e o circuito corporal, em alternância estrita, pelo coração de quatro cômodos.
4. Ela é o meio da química das células — os sucos e a queima funcionam dissolvidos — e a transportadora de tudo o que o sangue leva; ela também abastece a reserva de resfriamento que a tarde vai gastar como suor.
5. A pele: o suor — água e sais — cujo trabalho de verdade naquele dia é resfriar os músculos quentes como caldeiras (Observação 49.3).
6. Suar gastou a conta de água; a etapa de recuperação dos rins respondeu retomando quase toda a água peneirada — urina escassa, concentrada e escura — enquanto a sede exigia que a conta fosse reabastecida.
7. Gás carbônico: capilar do músculo, veia, coração direito, alvéolos — expirado. Ureia: o mesmo retorno, depois passando pelos pulmões, coração esquerdo, artéria do rim, peneirada e mandada rumo à bexiga.
8. A ureia e os sais do sangue alterado pelo suor: a produção de resíduo nunca faz pausa, então as peneiras também não podem. O volume de urina caiu — a recuperação segurou a água — mas a limpeza continuou.
9. A superfície alveolar é úmida, e cada respiração varre para fora ar aquecido e umedecido — a água do espelho embaçado. Parte de qualquer copo sai como umidade da respiração.
10. Entrada: vilosidades. Reservas e usos: o volume de sangue, a química das células, a reserva de resfriamento. Saídas: urina (ajustada pela recuperação), suor (a parte da partida), umidade da respiração e uma pequena parte que nunca foi absorvida, embora com os restos.
11. Porque todo órgão tira o abastecimento dele do mesmo sangue e descarrega os resíduos dele nesse mesmo sangue: um pulmão que falha mata de fome cada músculo, um rim que falha envenena cada célula, uma artéria entupida estrangula qualquer estação que esteja depois dela. Uma rede única quer dizer um destino único, estação por estação.
12. A respiração — o fogo lento em cada célula: a entrada, o transporte, a queima, a construção e todas as fronteiras de resíduo existem para alimentá-lo, abastecê-lo e levar embora as cinzas dele.