El Sistema Excretor
Función
La excreción es la eliminación de los productos de desecho procedentes del metabolismo celular. No se deben confundir los productos de excreción con los de egestión (defecación). Estos son sustancias que no han entrado en el medio interno del organismo tras la digestión, mientras que los productos de excreción son sustancias producidas por el metabolismo celular.
Otra de las funciones del sistema excretor es regular el balance hídrico y mantener constantes la concentración de sales minerales del medio interno (homeostasis).
Productos de excreción
- Agua: procede de su ingestión directa, de los alimentos y de la respiración celular. Es eliminada por la piel, pulmones, aparato digestivo y aparato urinario.
- Sales minerales: no son consideradas productos que haya que eliminar por su toxicidad, sino que se excretan para mantener una cantidad y concentración adecuada en el medio interno.
- CO2: procede de la respiración celular. Es eliminado a través del aparato respiratorio.
- Derivados nitrogenados: proceden del catabolismo de las proteínas y se eliminan a través de la piel y del aparato urinario. Hay varios tipos:
- Amoniaco: se difunde fácilmente a través de tejidos finos que están en contacto con el medio acuático externo, como por ejemplo el epitelio branquial. El motivo de que pocos animales excreten amoniaco es su alta toxicidad. A los animales que excretan amoniaco se les llama amoniotélicos, como los invertebrados acuáticos, los osteictios y larvas de anfibios.
- Ácido úrico: no es tóxico ni en altas concentraciones. Dada su baja solubilidad en agua, una pequeña pérdida de agua produce su precipitación y por lo que se forma una orina semisólida. Los animales que excretan ácido úrico se llaman uricotélicos, como insectos, reptiles terrestres y aves.
- Urea: es muy soluble y menos tóxica que el amoniaco. Los animales que excretan urea se llaman ureotélicos, como los condrictios, anfibios adultos, reptiles acuáticos y mamíferos.
Tipos de sistemas excretores
Sin estructuras especializadas
Los poríferos y los cnidarios no tienen estructuras especializadas en la excreción. Esta se produce por difusión a través de la superficie. Tampoco las tienen los equinodermos.
Mediante estructuras especializadas
Protonefridios
Son característicos de los platelmintos. Son órganos excretores repartidos por todo el cuerpo que constan de una serie de tubos muy ramificados que terminan en unas células flageladas llamadas flamígeras. Estos tubos se comunican con el exterior por los poros excretores. Las sustancias de desecho y el agua pasan a las células flamígeras y de allí a los tubos donde el líquido circula gracias a la corriente creada por el movimiento de los flagelos. En los tubos se reabsorben las sustancias útiles y finalmente las sustancias de desecho salen por los poros excretores.
Metanefridios
Característicos de los anélidos y moluscos. Son tubos que tienen dos orificios, uno abierto y que tiene forma de embudo ciliado (nefrostoma) y otro que se abre al exterior (nefridioporo). El líquido que contiene los productos de desecho es recogido por los cilios del nefrostoma y pasa a los tubos, donde se reabsorben las sustancias útiles y los desechos son vertidos al exterior por el nefridioporo. Los anélidos tienen un par de metanefridios en cada anillo. Cada metanefridio posee un nefrostoma en un anillo y el nefridioporo en el siguiente.
Glándulas antenales
Características de los crustáceos. La glándula antenal se compone de un saco ciego, un tubo excretor y una vejiga de almacenamiento, conectada con el exterior por un poro situado en la base de la antena. El líquido con los productos de desecho es filtrado por el saco ciego y pasa por el tubo excretor, donde se reabsorben las sustancias útiles. Los desechos se van almacenando en la vejiga y salen después al exterior por el poro.
Tubos de Malpighi
Característicos de los insectos, miriápodos y algunos arácnidos. Son tubos delgados que se distribuyen por todo el cuerpo. Tienen un extremo ciego y otro abierto al intestino, donde vierten los productos de desecho que han recogido desde el interior del cuerpo.
Riñones
Órganos excretores de los vertebrados.
- Peces: el riñón es alargado. En los peces óseos está encima de la vejiga natatoria, y en los conductos que salen de él terminan en una vejiga urinaria. El conducto urinario se abre por detrás del ano, en el orificio urinario. Eliminan directamente amoniaco, los cartilaginosos eliminan urea.
- Anfibios: poseen un riñón alargado. Ureotélicos.
- Reptiles: poseen dos riñones irregulares, con dos lóbulos de los que salen dos uréteres que desembocan en una vejiga urinaria antes de la cloaca. Uricotélicos.
- Aves: presentan un par de riñones bien desarrollados, con uréteres que desembocan directamente en la cloaca, no tienen vejiga urinaria. Uricotélidos.
- Mamíferos: presentan un par de riñones más o menos ovales. De cada uno de ellos parte un uréter que desemboca en la vejiga urinaria que comunica con el exterior por la uretra. En una sección longitudinal de un riñón se observan varias partes:
- Corteza: zona más externa. Presenta prolongaciones que se introducen en la médula llamadas columnas renales.
- Médula: es la zona más interna. Se diferencian varias pirámides de Malpighi. Las pirámides están separadas por columnas renales.
- Pelvis: cavidad interna del riñón. Presenta varias cámaras llamadas cálices renales, que recogen la orina producida en las pirámides.
Las unidades funcionales del riñón son las nefronas que son unos tubos que constan de:
- Cápsula de Bowman: es el extremo de la nefrona, tiene forma de copa y rodea a una red de capilares llamada glomérulo, conectados con una arteriola aferente y una deferente. Situadas en la corteza del riñón.
Formación de la orina
La función de los riñones es formar, en las nefronas, la orina que será expulsada al exterior. La orina es un líquido obtenido a partir de la sangre, que se compone de agua, sales minerales en proporción variable y diversos productos de excreción, como la urea.
Etapas
Filtración glomerular
Consiste en el paso de ciertas sustancias desde la sangre contenida en el glomérulo al interior de la cápsula de Bowman. De esta forma pasan el agua y la mayoría de moléculas que circulan por el plasma sanguíneo: productos de excreción y sustancias útiles para el organismo. El líquido filtrado a la cápsula de Bowman es semejante al plasma sanguíneo, pero sin proteínas.
Reabsorción tubular
En su recorrido por los túbulos de la nefrona, una gran parte de las sustancias filtradas son reabsorbidas, retornan a la sangre de los capilares que los rodean. Las sustancias que son reabsorbidas son iones de cloro, sodio y potasio, glucosa, vitaminas, aminoácidos, agua y sales minerales. Las moléculas de excreción no son reabsorbidas.
Secreción
Iones pasan desde la sangre de los capilares hasta los túbulos de la nefrona para regular el contenido iónico del medio interno.
Excreción
La orina pasa a los tubos colectores, de ahí a los cálices renales, pelvis renal, uréter, vejiga, uretra y al exterior.
Homeostasis
Además de eliminar los productos tóxicos, el aparato excretor regula la cantidad de agua y sales del medio interno para mantenerlo constante (homeostasis). Los vertebrados siguen distintos mecanismos:
Peces de agua dulce y anfibios
En estos casos el ambiente es hipotónico, lo que implica que han de soportar la constante entrada de agua en sus células. Para evitar que su medio interno se diluya ingieren poca agua, orinan mucho y muy diluida y captan sales.
Peces óseos marinos
La salinidad del mar es superior a la del medio interno por lo que han de soportar la salida del agua de sus células. Para evitar que su medio interno se concentre en exceso ingieren mucho agua, orinan poco y eliminan abundante NaCl del agua de mar ingerida a través de las branquias.
Peces cartilaginosos
Viven en el mar por lo que también tienen que soportar la salida de agua de sus células. Este problema lo resuelven acumulando gran cantidad de urea en su medio interno para evitar la salida de agua de sus células, esto ha hecho necesaria una adaptación de todo su organismo para soportar concentraciones de urea que en otros animales son tóxicos. El medio interno es hipertónico respecto al mar; y eliminando la sal que entra con el agua.
Reptiles y aves marinas
El exceso de sales del alimento es excretado a través de glándulas secretoras de sal que desembocan a nivel de los ojos o en la parte superior del pico; sus pérdidas de agua en la orina son mínimas, ya que excretan ácido úrico y este al ser menos tóxico que la urea se puede concentrar mucho más.
Mamíferos marinos
Carecen de órganos especiales para eliminar la sal pero poseen unos riñones muy eficaces capaces de producir una orina mucho más salada que el agua de mar, así que la consumen.