23.6: Osmoregulação em Insetos

Os túbulos de Malpighi são estruturas especializadas encontradas nos sistemas digestivos de muitos artrópodes, incluindo a maioria dos insetos, que lidam com excreção e osmoregulação. Os túbulos estão tipicamente dispostos em pares e têm uma estrutura torcida que aumenta a sua área de superfície.

Os túbulos de Malpighi estendem-se do trato digestivo, tipicamente a área entre o intestino médio e o intestino grosso, para a hemolinfa—uma mistura de sangue e fluido intersticial encontrado em insetos e outros artrópodes, bem como a maioria dos moluscos.

Ao contrário de outros sistemas excretórios, os processos excretórios dos túbulos de Malpighi carecem de uma etapa de filtragem. Resíduos metabólicos, como ácido úrico, difundem da hemolinfa para os túbulos.

Os túbulos estão revestidos por uma camada de epitélio de transporte. Estas células epiteliais especializadas contêm bombas que transportam ativamente iões, como sódio (Na⁺) e potássio (K⁺), da hemolinfa para o interior dos túbulos, chamado de lúmen. A osmose permite que a água siga passivamente os iões nos túbulos.

Do lúmen dos túbulos, água, iões e resíduos viajam do intestino até o reto. Microvilosidades minúsculas e salientes que revestem o interior dos túbulos ajudam a maximizar as ligações água-soluto e a propulsão de cristais de ácido úrico através dos túbulos.

No reto, glândulas especializadas bombeiam muitos dos iões de volta para a hemolinfa. A osmose permite novamente que a água siga passivamente os iões de volta para a hemolinfa . Os resíduos nitrogenados restantes, consistindo principalmente de ácido úrico concentrado, podem então ser excretados do reto como uma pasta ou pó, juntamente com fezes. Este sistema de reciclagem de água e iões permite eficazmente que o animal conserve água em ambientes desidratantes, como desertos.

O número de túbulos de Malpighi varia entre espécies, estágios de desenvolvimento e até mesmo indivíduos. Por exemplo, formigas operárias das espécies Crematogaster lineolata e Myrmicina americana têm cerca de 5 túbulos de Malpighi, enquanto que gafanhotos-do-deserto (Schistocerca gregaria) têm cerca de 250!