Excreción y Homeostasis: Regulación Química del Medio Interno
Los animales unicelulares, como los coanoflagelados, obtienen nutrientes por medio de la difusión y eliminan los productos de desecho al medio líquido en el que viven.
En los animales pluricelulares, las células están bañadas por un líquido extracelular que constituye su medio interno, del cual obtienen los nutrientes y eliminan los productos de desecho del metabolismo.
La homeostasis se encarga de mantener la constancia del medio interno en los animales.
En animales con organización simple, la homeostasis se mantiene por difusión.
En animales más complejos, la difusión no es suficiente, por lo que han desarrollado aparatos excretores o urinarios que mantienen la homeostasis del medio interno.
El aparato excretor contribuye a la homeostasis del medio interno regulando su composición química mediante tres procesos:
- Excreción de los productos de desecho.
- Regulación de la concentración de iones y otras sustancias: implica retener moléculas nutrientes y mantener la concentración de iones.
- Mantenimiento del equilibrio hídrico: implica igualar la ganancia y la pérdida de agua.
Otros Órganos que Intervienen en la Homeostasis
La mayor parte del CO2 se elimina por el aparato respiratorio. A través de la pared del aparato digestivo pasan sustancias que son vertidas al exterior con las heces.
La piel permite la excreción de H2O y CO2, sobre todo en los animales acuáticos. El sudor es otra forma de eliminar productos de desecho en los mamíferos.
Productos de la Excreción
Entre los productos de excreción más importantes se encuentran el agua, el dióxido de carbono y los compuestos nitrogenados.
El exceso de agua en los animales acuáticos se elimina por la orina, y en los animales terrestres por la orina y las glándulas sudoríparas.
El dióxido de carbono, producido en la respiración celular aerobia, pasa desde el interior de los organismos al medio externo a través de las superficies respiratorias, como la piel, las branquias, las tráqueas o los pulmones.
El principal problema de la excreción es la eliminación de los productos nitrogenados, que se utilizan en la síntesis de nuevas proteínas; al resto se le quita el grupo amino. El grupo amino se convierte en grupo amonio, que es muy tóxico.
Los animales acuáticos son amoniotélicos porque pueden eliminar fácilmente el grupo amonio. En los demás animales, el grupo amonio se convierte en el hígado en sustancias menos tóxicas: ácido úrico y urea.
Los anfibios, los reptiles y los mamíferos terrestres son animales ureotélicos porque transforman el grupo amonio en urea, que se excreta diluida en ella.
Los insectos, aves y reptiles son animales uricotélicos porque convierten el grupo amonio en ácido úrico, un compuesto de baja toxicidad que puede acumularse sin causar graves daños al animal.
Aparatos Excretores de los Invertebrados
En los invertebrados, la excreción se lleva a cabo en los aparatos reguladores que extraen los productos de desecho y regulan la concentración de otras sustancias.
- Protonefridios: Se encuentran en los platelmintos y están formados por túbulos ramificados cuyos extremos internos acaban en la célula flamígera, provista de flagelos. El agua y los productos de desecho entran en los túbulos, donde una corriente impulsa el líquido por toda la red tubular. Finalmente, el líquido resultante sale al exterior por los poros.
- Metanefridios: Aparecen en los anélidos y son túbulos que se encuentran abiertos. El extremo interno se abre en el celoma en forma de embudo ciliado, el nefrostoma, que se abre al exterior en el nefridioporo. El líquido se introduce por el nefrostoma, donde los nutrientes se reabsorben y pasan a la sangre. La orina sale al exterior a través de los nefridioporos.
- Glándulas verdes o antenales: Se encuentran en los crustáceos. Producen un filtrado en un saco ciego donde se realiza la reabsorción. El líquido eliminado se acumula en una vejiga que se abre al exterior.
- Túbulos de Malpighi: Se encuentran en los insectos y es un sistema excretor exclusivamente adaptado para ambientes secos. Están formados por tubos cerrados por un extremo y en contacto con el hemocele, del que obtienen los productos de desecho, que vierten al intestino. Cuando llega a la parte posterior del intestino, se reabsorben el agua y las sustancias útiles.
Tipos de Riñones de los Vertebrados: Mesonefros y Metanefros
- Mesonefros: Aparece en peces y anfibios, donde el glomérulo está rodeado por el túbulo renal y formado por nefronas.
- Metanefros: Se localiza en reptiles, aves y mamíferos. Los riñones están formados por nefronas. Cada nefrona comienza con un cáliz hueco, en contacto con un glomérulo (apelotonamiento de capilares). La presión del glomérulo filtra la sangre hacia la nefrona. El cáliz continúa en un túbulo contorneado en el que se realizan la reabsorción y secreción.
En los dos tipos de riñones, la orina sale por los uréteres que la conducen a la cloaca o vejiga, y se dirige al exterior a través de la uretra.
Procesos de la Excreción o Regulación del Medio Interno
En los animales vertebrados e invertebrados que tienen aparatos excretores, la excreción implica cuatro procesos fisiológicos:
- Filtración: Es el paso, producido por la diferencia de presión, entre el líquido del medio interno y el interior de los órganos excretores.
- Reabsorción: Es la reincorporación de determinadas sustancias al medio interno realizado por las células del órgano excretor.
- Secreción: Es la eliminación de moléculas del medio interno que no han sido filtradas al interior de los órganos excretores.
- Expulsión de la orina: La descarga al exterior de la orina.