By OSMORREGULACIÓN Y DESECHO DE RESIDUOS METABOLICOS I agua, la molécula más abundante en las células y en la superficie de la Tierra, da forma a la vida y es un factor fundamental en la distribución de los organismos en el planeta. Dos procesos que ayudan a mantener la homeostasis de fluidos y electrolitos (sal) en los animales son la osmorregulación y la excreción, la eliminación de residuos metabólicos. La osmorregulación es el proceso por el cual los organismos p controlan la concentr OFII que sus líquidos corp homeostáticos.
La excreción es el pr metabólicos del cuer I cuerpo de modo tro de límites los residuos MANTENIMIENTO DEL BALANCE DE LÍQUIDOS Y ELECTROLITOS El fluido intracelular, el fluido dentro de las células, constituye casi todo el líquido del cuerpo. El fluido extracelular, que esta fuera de las células, incluye el fluido intersticial (que se encuentra entre las células), la linfa y el plasma sanguíneo (o hemolinfa). En los vertebrados el plasma sanguíneo, que es agua en su mayor parte, transporta principalmente nutrientes, gases, productos residuales y otros materiales en todo el cuerpo.
Lo electrolitos son compuestos como sales inorgánicas, ácidos bases que forman iones en disolución. Los electrolitos son solutos muy importantes en los fluidos corporales. PRODUCTOS DE DESCHO METABOLICOS Los desechos metabólicos deben ser excretados a fin de que no se acumulen v alcancen conc concentraciones que puedan interrumpir la homeostasis (es una propiedad de los organismos vivos que consiste en su capacidad de mantener una condición interna estable compensando los cambios en su entorno mediante el intercambio regulado de materia y energía con el exterior).
Los productos de desecho metabólicos más importantes producidos por la mayoría de los animales son: Agua El bióxido de carbono: es excretado principalmente por estructuras respiratorias. Desechos nitrogenados: los cuales contiene nitrógeno. Estos incluyen amoniaco, ácido úrico y urea. El ácido úrico se produce a partir tanto del amoniaco como de la descomposición de nucleótido de ácidos nucleicos. El ácido úrico es insoluble en agua y forma cristales que son excretados como una pasta cristalina, de modo que hay poco perdida de l[quido.
La urea, el desecho nitrogenado más importante de los anfibios y mamíferos, es sintetizada en el hígado a partir de amoniaco y ióxido de carbono por una secuencia de reacciones conocidas como ciclo de la urea. OSMORREGULACION Y EXCRECION EN INVERTEBRADOS Los líquidos corporales de la mayoría de los están en equilibrio osmótico con el agua de mar circundante. Estos animales invertebrados marinos se conocen como osmoconformadores porque la concentración de sus liquidos corporales varia con los cambios en el agua de mar.
La deshidratación es una amenaza constante para los animales terrestres. Debido a que la concentración de sus fluidos es mayor que la del aire que los rodea, tienden a perder agua por vaporación tanto de las superficies corporales aire que los rodea, tienden a perder agua por evaporación tanto de las superficies corporales como respiratorias. Los sistemas excretores ayudan a mantener la homeóstasis de líquidos y electrolitos al ajustar de manera selectiva las concentraciones de sales y otras sustancias en la sangre, y otros líquidos del cuerpo.
LOS ÓRGANOS NEFRIDIALES ESTÁN ESPECIALIZADOS EN LA OSMORREGULACION WO EXCRECION Los órganos nefridiales o nefridios, son estructuras que funcionan en la osmorregulacion y excreción en muchos invertebrados, ncluidos platelmintos, nemertinos, rotíferos, anélidos, moluscos y lanceolados. Cada órgano nefridio consta de tubos simple o bifurcados nefridioporos. Dos tipos de órganos nefridios son los protonefridios y los metanefridios. En platelmintos y nemertinos, los desechos metabólicos pasan a través de la superficie del cuerpo por difusión, aunque estos animales poseen protonefridio.
Los túbulos de Malpighi conservan agua El sistema excretor de los insectos y los arácnidos consta de varios cientos de túbulos de Malpighi. Éstos son extensiones delgadas de la pared intestinal. Sus extremos ciegos están en el hemocelo (cavidad sanguínea) y son irrigados por hemolinfa. El ácido úrico, el principal producto de desecho, es excretado como una pasta semiseca con un mínimo de pérdida de agua. Debido a que los túbulos de Malpghi conservan de manera eficaz los líquidos del cuerpo, han contribuido al éxito de los insectos en entorno terrestres.
OSMORREGULACION Y EXCRECION EN LOS VERTEBRADOS Los vertebrados viven exitosamente en una amplia gama de hábitats: agua dulce, el océano, regiones con mareas y en la tierra, incluso en entornos extremos como los desiertos. En espuesta a los requerimientos de estos entornos diversos, han evolucionado adaptaciones para regular el contenido de sal y agua, y para excretar desechos. El órgano osmorregulador y excretor más importante en la mayoría de los vertebrados es el riñon. El riñón excreta la mayoría de los desechos nitrogenados y ayuda a mantener el equilibrio de líquidos ajustando el contenido de sal y agua en la orina.
Los vertebrados de agua dulce deben deshacerse por si mismos del exceso de agua La entrada de agua es sólo una parte del reto de la osmorregulación en los peces de agua dulce. Estos animales ambién tienden a perder sales por difusión a través de las branquias hacia el agua circundante. para compensar, han evolucionado células especiales en las branquias que transportan activamente sales (principalmente cloruro de sodio) del agua hacia el cuerpo. Las branquias excretan la mayoría de los desechos nitrogenados de los peces de agua dulce, aunque los riñones también son órganos excretores importantes.
Los vertebrados marinos deben reemplazar el líquido perdido Los peces de agua dulce se adaptaron con bastante éxito a sus hábitats acuáticos. Así, cuando algunos de estos peces regresaron l mar hace aproximadamente 200 millones de años, sus cuerpos y líquidos corporales eran menos salados que sus alrede-dores. Estos peces pierd corporales eran menos salados que sus alrede-dores. Estos peces pierden agua osmóticamente y toman sal. Retienen el agua y excreta sal por la acción de células especializadas en sus branquias. Las branquias son responsables de la excreción de amoniaco.
Los peces marinos cartilaginosos (tiburones y rayas) poseen adaptaciones osmorre-gulatorias diferentes que les permiten tolerar las con centraciones de sal de su entorno. Estos animales acumulan y toleran urea. Ciertos reptiles y aves marinas ingieren agua de mar y toman bastante sal en su alimento. Las glándulas en su cabeza excretan sal. Estas glándulas de sal suelen estar inactivas; funcionan sólo en respuesta a estrés osmótico. Los vertebrados terrestres deben conservar agua Los anfibios adultos suelen habitar en medios húmedos. Excretan urea y reabsorben algo de agua de la vejiga urinaria.
Los AMNIOTAS (reptiles, aves y mamíferos) cuentan con adaptaciones más eficaces para la vida sobre la tierra. Su piel minimiza la perdida de agua por evaporación y muchos amniotas excretan ?cido úrico, lo cual requiere muy poca agua. EL SISTEMA URINARIO El sistema urinario de los mamíferos consta de los riñones, la vejiga urinaria y conductos asociados. Cuando se produce orina, ésta fluye desde los conductos colectores por una papila renal hacia la pelvis renal, una cámara en forma de embudo. Luego, la orina circula hacia uno de los uréteres apareados, conductos que conectan cada riñón con la vejiga urinaria. ?sta es un órgano extraordinario capaz de retener (con práctica) hasta 800 mL de orina. Durante la micción (ac onna. Durante la micción (acción de orinar), la orina es liberada de la ejiga y fluye por la uretra, un conducto que lleva al exterior del cuerpo, para ser más precisos la orina estando en los riñones se conduce a través del uréter para llegar a la vejiga urinaria para concluir en la uretra. La orina es producida por filtración, reabsorción y secreción La orina, la descarga acuosa del sistema uri-nario, es producida por una combinación de tres procesos: filtración, reab-sorción y secreción tubular.
La filtración es semejante al mecanismo por el cual se forma el fluido intersticial a medida que la sangre fluye por otras redes de capilares en el cuerpo. La reabsorción permite una regulación precisa de la química de la sangre por parte de los riñones, desechos, sales en exceso y otros materiales permanecen en el filtro para ser secretados por la orina. La secreción tubular es el traspaso selectivo de sustancias de la sangre en los capilares peritubulares hacia el tubulo renal. Algunas sustancias son secretadas activamente de la sangre hacia el filtrado sangre en los capilares peritubulares hacia el túbulo renal.
La secreción de iones de hidrógeno por los conductos colectores es un mecanismo homeostático importante para regular el H de la sangre. El bióxido de carbono, que se difunde de la sangre hacia las células de los túbulos distales y los conductos colectores, se combina con agua para producir ácido carbónico. Luego, este ácido distales y los conductos colectores, se combina con agua para producir ácido carbónico. Luego, este ácido se disocia para formar iones de hidrógeno e iones de bicarbonato.
Cuando la sangre se vuelve demasiado ácida, los conductos colectores secretan más iones de hidrógeno hacia la orna. La secreción de iones de potasio constituye otro mecanismo homeostático importante. Cuando la concentración de K+ es demasiado elevada, los pulsos newiosos no son transmitidos efectivamente y la Intensidad de la contracción muscular disminuye. El ritmo cardiaco se vuelve irregular y puede ocurrir paro cardiaco. Cuando la concentración de K+ excede su nivel homeostático, los iones son excretados de la sangre hacia los túbulos renales y luego son excretados en la orina.
La orina se vuelve concentrada a medida que pasa por el túbulo renal Es posible sobrevivir con una ingesta limitada de líquidos porque los riñones son capaces de producir orna altamente oncentrada -más de cuatro veces la concentración de la sangre La osmolaridad de la sangre humana es de alrededor de 300 miliosmoles por litro (mosm/L). Los riñones pueden producir orina con una osmolaridad aproximada de 1200 mosrn/l— parte del agua que se difunde del filtrado hacia el fluido intersticial es eliminada por los vasos rectos, que son largos capilares rectos que se extienden de las arteriolas eferentes a las nefronas yuxtamedulares.
Los vasos rectos se extienden profundamente en la médula, sólo para pasar una curv’a en forma de horquilla y regresar al drenaje venoso cortical del riñón. Estos capilares son forma de horquilla y regresar al drenaje venoso cortical del riñón. Estos capilares son semejantes a los túbulos renales. La sangre fluye en direcciones opuestas en las regiones ascendente y descendente de los vasos rectos, asf como el filtrado circula en direcciones opuestas en los miembros ascendente y descendente del asa de Henle.
Como consecuencia de este flujo a contracorriente, mucho de la sal y la urea que entran en la sangre a través de la región descendente de los vasos rectos sale otra vez por la reglón ascendente. Como resultado, la concentración e soluto de la sangre que sale de los vasos rectos es sólo ligeramente superior a la de la sangre que entra. Este mecanismo ayuda a mantener la alta concentración de soluto del fluido intersticial en la médula renal. La orina consta de agua, desechos nitrogenados y sales Para cuando el filtrado llega a la pelvis renal, su composición ha sido ajustada con precisión.
El filtrado ajustado, denominado orina, consiste aproximadamente de 96% de agua, 2. 5% de desechos nitrogenados (principalmente urea), 1. 5% de sales y trazas de otras sustancias, como pigmentos biliares, que pueden contribuir al color y olor característicos. La orina sana es estéril y ha Sido usada para lavar heridas en el campo de batalla cuando no hay agua limpia. Sin embargo, cuando la orina es expuesta a la acción bacteriana, se descompone rápidamente para formar amoniaco y otros productos. El amoniaco produce el sarpullido por el uso del pañal en los infantes.
La composición de la orina proporciona muchas pistas sobre el buen o mal funci los infantes. La composición de la orina proporciona muchas pistas sobre el buen o mal funcionamiento del cuerpo. El análisis de orina, el examen físico, químico y microscópico de la orina, es una mportante herramienta de diagnóstico que ha sido utilizada para supervisar la diabetes mellitus y muchos otros trastornos. El análisis de orina también se usa bastante en pruebas de medicamentos porque los productos de su descomposición pueden ser identificados en la orina durante varios días o semanas después de haberlos tomado.
Las hormonas regulan la función del riñón Los riñones mantienen el volumen del líquido y la concentración de electrolitos del cuerpo. Así mismo ayudan a mantener la concentración de Na+ y K+ en la sangre dentro de límites estrechos y también regulan el pH de la sangre. El sistema endocrino regula estas funciones homeostáticas de los riñones. Entre las hormonas involucradas se incluyen: hormona antidiurética (RAD), aldosterona, angiotensina II y péptido natriurético auricular (PNA). La cantidad de orina producida depende de la necesidad corporal de retener el agua o deshacerse de ella.
Cuando la ingesta de líquido es baja, el cuerpo empieza a deshidratarse y el volumen sanguíneo decrece. A medida que esto ocurre, la concentración de sales disueltas en la sangre se vuelve más grande, provocando un incremento en la presión osmótica. Cuando se toma un gran volumen de agua, la sangre se vuelve diluida y su presión osmótica desciende. La liberación de HAD por la glándula pituitaria decrece, disminuyendo la cantidad de agua reabsorbida de los cond de HAD por la glándula pituitaria decrece, disminuyendo la cantidad de agua reabsorbida de los conductos colectores.
Los riñones producen un gran volumen de orina diluida. En el trastorno diabetes insípida (no confundir con el trastorno más común diabetes mellitus) la glándula pituitaria funciona mal y no libera suficiente HAD- La diabetes insípida también puede esarrollarse a partir del desarrollo de una insensibilidad del riñón a la HAD. En la diabetes insípida el agua no es reabsorbida de manera eficiente de los conductos, de modo que el cuerpo produce un gran volumen de orina.
Una persona con diabetes insípida grave puede excretar hasta 24 litros de orina cada d[a, lo cual es una pérdida importante de agua. La persona afectada se deshidrata y debe beber casi de manera continua para compensar la pérdida de líquido. Para tratar la diabetes insípida se usa una hormona sintética (desmopresina). La via renina-angiotensina-aldosterona incrementa la reabsorción e sodio El sodio es el ion extracelular más abundante, representa alrededor de 90% de todos los iones positivos en el fluido extracelular.
Varias hormonas trabajan juntas para regular la concentración de sodio. La aldosterona, que es secretada por la corteza de las glándulas suprarrenales, estimula los túbulos distales y conductos colectores para incrementar la reabsorción del sodio. Cuando los Investigadores eliminan las glándulas suprarrenales de animales experimentales, excreta demasiado sodio, conduciendo a un agotamiento grave del fluido extracelular. La secreción de aldosterona es estimulada tant 0 DF 11
