Os xenobióticos que penetram no organismo são, posteriormente, excretados através da urina, bile, fezes, ar expirado, leite, suor e outras secreções, sob forma inalterada ou modificada quimicamente. Este processo é, muitas vezes, denominado "Eliminação", embora pelo conceito atual a eliminação envolve o processo de biotransformação. A excreção pode ser vista como um processo inverso ao da absorção, uma vez que os fatores que interferem na entrada do xenobiótico no organismo, podem dificultar a sua saída. Basicamente existem três classes de excreção:
eliminação através das secreções, tais como a biliar, sudorípara, lacrimal, gástrica, salivar, láctea;
eliminação através das excreções, tais como urina, fezes e catarro;
eliminação pelo ar expirado.
O processo mais importante para a Toxicologia é a excreção urinária.
Excreção urinária A capacidade de um órgão realizar uma determinada função está intimamente relacionada com a sua anatomia, e os rins possuem um elevado desenvolvimento anatômico, voltado para a excreção de substâncias químicas.
Os glomérulos renais filtram cerca de 20% do fluxo cardíaco (os rins recebem 25% deste fluxo) e apresentam poros bastantes largos (cerca de 40 Å enquanto o de outros tecidos medem cerca de 4 Å). Assim, os glomérulos filtram substâncias lipossolúveis ou hidrossolúveis, ácidas ou básicas, desde que tenham peso molecular menor do que 60.000 daltons. A filtração glomerular é um dos principais processos de eliminação renal e está intimamente ligado a um outro processo que é a reabsorção tubular. As substâncias, após serem filtradas pelos glomérulos, podem permanecer no lúmem do túbulo e serem eliminadas, ou então, podem sofrer reabsorção passiva através da membrana tubular. Isto dependerá de alguns fatores, tais como o coeficiente de partição óleo/água; o pKa da substância e o pH do meio. De modo geral, as substâncias de caráter alcalino são eliminadas na urina ácida e as substâncias ácidas na urina alcalina. Isto porque nestas condições, as substâncias se ionizarão, tornando-se hidrossolúveis e a urina é, em sua maior parte, formada de água.
Outro processo de excreção renal é a difusão tubular passiva. Substâncias lipossolúveis, ácidas ou básicas, que estejam presentes nos capilares que circundam os túbulos renais, podem atravessar a membrana por difusão passiva e caírem no lúmem tubular. Dependendo do seu pKa e do pH do meio, elas podem, ou não, se ionizarem e, conseqüentemente, serem excretadas ou reabsorvidas.
O terceiro processo de excreção renal é a secreção tubular ativa. Existem dois processos de secreção tubular renal, um para substâncias ácidas e outro para as básicas. Estes sistemas estão localizados, provavelmente, no túbulo proximal. A secreção tubular tem as características do transporte ativo, ou seja, exige um carregador químico, gasta energia, é um mecanismo competitivo e pode ocorrer contra um gradiente de concentração. Algumas substâncias endógenas, tais como o ácido úrico, são excretadas por este mecanismo e a presença de xenobióticos excretados ativamente, pode interferir com a eliminação de substratos endógenos. A Penicilina é um exemplo de xenobiótico secretado ativamente pelos túbulos. O uso de Probenecid (fármaco excretado pelo mesmo sistema) evita que este antibiótico seja secretado muito rapidamente do organismo. Geralmente, o que ocorre no organismo é uma combinação dos três processos de excreção renal, para permitir uma maior eficácia na eliminação dos xenobióticos.
Excreção pelas fezes e catarro
Não são processos muito importantes para a Toxicologia. Os toxicantes encontrados nas fezes correspondem à fração ingerida e não absorvida ou então ao agente tóxico que sofreu secreção salivar, biliar ou gástrica. As partículas que penetram pelo trato pulmonar podem ser eliminadas pela expectoração no trato gastrintestinal e, se não forem reabsorvidas, serão, também, excretadas pelas fezes.
Excreção pela bile Dentre as secreções orgânicas, a mais significativa para a excreção de xenobióticos é a biliar. O fígado tem uma posição vantajosa na remoção de substâncias exógenas do sangue, principalmente, daquelas absorvidas pelo trato gastrintestinal. Isto porque, o sangue proveniente do trato gastrintestinal, através da circulação porta, passa inicialmente pelo fígado, e somente depois entra na circulação sistêmica. No fígado parte do xenobiótico pode ser biotransformado e os metabólitos ou mesmo o produto inalterado podem ser secretados pela bile no intestino. Existem três sistemas de transporte ativo para a secreção de substâncias orgânicas na bile: para substâncias ácidas, básicas e neutras. É quase certa a existência de um outro sistema para os metais. Uma vez secretado no intestino, os xenobióticos podem sofrer reabsorção ou excreção pelas fezes. Não se conhece o mecanismo que determina se a excreção será urinária ou biliar. Esquematicamente tem-se:
É o chamado ciclo entero-hepático, e a morfina é um exemplo típico de xenobiótico que apresenta esse ciclo. Ela é conjugada com ácido glicurônico no fígado e o glicuronídio de morfina é secretado pela bile no intestino. Neste local, pela ação da enzima α-glicuronidase, a morfina é liberada e reabsorvida. O glicoronídio que não for lisado será excretado pelas fezes. É importante observa que os agentes tóxicos que apresentam recirculação entero-hepática, podem ter sua ação prolongada.
Excreção pelo ar expirado Gases e vapores inalados ou produzidos no organismo são parcialmente eliminados pelo ar expirado. O processo envolvido é a difusão pelas membranas que, para substâncias que não se ligam quimicamente ao sangue, dependerá da solubilidade no sangue e da pressão de vapor. Estes xenobióticos são eliminados em velocidade inversamente proporcional à retenção no sangue, assim, gases e vapores com coeficiente de distribuição K elevado (pouco solúveis no sangue) são rapidamente eliminados, enquanto os de K baixo (muito solúvel no sangue) são lentamente excretados pelo ar expirado. A freqüência cardíaca e respiratória afetam a excreção destes agentes: a primeira nos de K alto e a segunda nos de K baixo. Em relação à pressão de vapor, os líquidos mais voláteis serão, quase exclusivamente, excretados pelo ar expirado.
Excreção por outras vias A eliminação através da secreção sudorípara já é conhecida há alguns anos. Desde 1911 sabe-se que substâncias tais como iodo, bromo, ácido benzóico, ácido salicílico, chumbo, arsênio, álcool, etc., são excretadas pelo suor. O processo parece ser o de difusão passiva e pode ocorrer dermatites em indivíduos suscetíveis, especialmente quando se promove a sudorese para aumentar a excreção pela pele. A secreção salivar é significativa para alguns xenobióticos. Os lipossolúveis podem atingir a saliva por difusão passiva e os não lipossolúveis podem ser eliminados na saliva, em velocidade proporcional ao seu peso molecular, através de filtração. Geralmente as substâncias secretadas com a saliva sofrem reabsorção no trato gastrintestinal.
Existe interesse em relação à secreção de xenobióticos no leite, pois este acaba sendo ingerido por recém-nascidos. Geralmente as substâncias apolares sofrem difusão passiva do sangue para o leite e como esta secreção é mais ácida (pH = 6,5) do que o sangue, os compostos básicos tendem a se concentrarem nesse líquido. Já os compostos ácidos apresentam concentração láctea menor que a sangüínea. Várias substâncias são, sabidamente, eliminadas pelo leite: DDT, PCB (bifenil policlorados), chumbo, mercúrio, arsênio, morfina, álcool, entre outros.
Fatores que interferem na velocidade e via de excreção Via de introdução: a via de introdução interfere na velocidade de absorção, de biotransformação e, também, na excreção;
Afinidade por elementos do sangue e outros tecidos: geralmente o agente tóxico na sua forma livre está disponível à eliminação;
Facilidade de ser biotransformada: com o aumento da polaridade a secreção urinária está facilitada;
Freqüência respiratória: em se tratando de excreção pulmonar, uma vez que, aumentando-se a freqüência respiratória, as trocas gasosas ocorrerão mais rapidamente.
Função renal: sendo a via renal a principal via de excreção dos xenobióticos, qualquer disfunção destes órgãos interferirá na velocidade e proporção de excreção.