REGULACIÓN OSMÓTICAREGULACIÓN OSMÓTICA

Rosa Cárdenas AlayzaUnidad de Transporte de O2 - LDTA

OSMOSISOSMOSIS OsmosisOsmosis

• Membrana Semipermeable

el movimiento del agua a través de una membrana semipermeable a favor de su gradiente de concentración

permeable al H2O

impermeable al soluto

Presión Presión OsmóticaOsmótica

Presión ejercida por el movimiento de las moléculas de agua del lado mas concentrado hacia el menos concentrado

H2O H2O

Sto Sto

OSMOSIS

P.OSMOTICA

OSMOLARIDADOSMOLARIDAD OsmolaridadOsmolaridad # Partículas de Soluto

Litros de Solución

Expresa la concentración de los solutos en los fluídos fisiológicos

Unidades = Osmoles (OsM)

Fluídos fisiológicos = diluidos

miliosmoles (mOsM)

Soluciones Hiperosmóticas

Soluciones Hiposmóticas

Soluciones Isosmóticas

Osmosis y Células AnimalesOsmosis y Células Animales

TonicidadTonicidad

Soluciones

Hipertonicas

Soluciones

Hipotonicas

Soluciones

Isotonicas

Importancia de la Osmosis para los Importancia de la Osmosis para los seres vivosseres vivos

Permite la interacción entre las células y el entorno que las rodea

Responsable del movimiento o flujo neto de agua a través de epitelios y membranas celulares

Permite mantener las concentraciones

adecuadas de solutos y agua en las células y

tejidos

• A pesar de las variaciones del medio externo, A pesar de las variaciones del medio externo, todo organismo debe mantener la composición de todo organismo debe mantener la composición de solutos y Hsolutos y H22O en sus fluidos corporales O en sus fluidos corporales constantes para realizar sus funciones constantes para realizar sus funciones adecuadamente.adecuadamente.

• Las concentraciones internas y externas tienden a Las concentraciones internas y externas tienden a igualarse, el organismo debe mantener constante igualarse, el organismo debe mantener constante el medio interno.el medio interno.

Obviamente, en cada organismo los requerimientos Obviamente, en cada organismo los requerimientos celulares para lograr un funcionamiento normal son celulares para lograr un funcionamiento normal son

diferentes…diferentes…

……y la HOMEOSTASIS dependerá de dichas y la HOMEOSTASIS dependerá de dichas concentraciones…concentraciones…

pero como es que dichos organismos responden a los pero como es que dichos organismos responden a los cambios de osmolaridad de su entorno?cambios de osmolaridad de su entorno?

REGULACIÓN OSMÓTICA

REGULACIÓN OSMÓTICA EN LA REGULACIÓN OSMÓTICA EN LA ESCALA ANIMALESCALA ANIMAL

Clasificación de los ambientes se en términos de Clasificación de los ambientes se en términos de osmolaridad :osmolaridad :

MarinosMarinos Agua Dulce Agua Dulce TerrestresTerrestres

Cada uno de estos ambientes implica distintos desafíos Cada uno de estos ambientes implica distintos desafíos para sus habitantes y las estrategias que estos emplean para sus habitantes y las estrategias que estos emplean para sobrevivir son muy diversas. para sobrevivir son muy diversas.

ANIMALES ACUÁTICOSANIMALES ACUÁTICOS• OsmoconformesOsmoconformes

• Osmorreguladores Osmorreguladores

Hiporeguladores

Hipereguladores

organismos que “permiten” que sus fluídos corporales esten “CONFORMES” con el medio que los rodea

organismos que mantienen sus fluídos corporales a valores establecidos a pesar de cual sea la osmolaridad del medio que los rodea

Además existe Además existe una clasificación una clasificación por tolerancia a por tolerancia a la salinidadla salinidad

Poco tolerantes a los cambios de salinidad:

STENOHALINOS

Muy tolerantes a los cambios de salinidad:EURYHALINOS

OSMOCONFORMESOSMOCONFORMES(elasmobranquios)(elasmobranquios)

NaClH2O

Habitat: Agua de mar (1000 mOsm/L)

Orina hipertónica,Secreción de glándula rectal

Y H2O

LEC: 300 + urea = 1000 mOsm/LLEC: 300 + urea = 1000 mOsm/L

HIPOSMOREGULADORESHIPOSMOREGULADORES(Teleosteos marinos)(Teleosteos marinos)

NaCl

NaCl

H2O

Habitat: Agua de mar (1000 mOsm/L)

Poca orina hipotónica o isotónicaRiñones poco activos

(células de cloro)

Y H2O

H2O5 a 33L

LEC: 300 mOsm/LLEC: 300 mOsm/L

HIPEROSMOREGULADORESHIPEROSMOREGULADORES(Teleosteos de agua dulce)(Teleosteos de agua dulce)

alimento H2O

NaCl

Habitat: Agua Dulce (1-10 mOsm/L)

H2OOrina diluídaRiñones muy activos

(células de cloro)

LEC: 300 mOsm/LLEC: 300 mOsm/L

ANIMALES TERRESRTRESANIMALES TERRESRTRES

Principal problema que deben de enfrentar Principal problema que deben de enfrentar los animales de los ambientes terrestres los animales de los ambientes terrestres es EVITAR LA DESHIDRATACIÓNes EVITAR LA DESHIDRATACIÓN

La Regulación Osmótica de estos animales La Regulación Osmótica de estos animales entonces esta basada en mecanismos que entonces esta basada en mecanismos que eviten la perdida de agua y con esta la eviten la perdida de agua y con esta la perdida de solutosperdida de solutos

Rata Canguro: Asa de Henle muy largaRata Canguro: Asa de Henle muy larga

ESTRUCTURAS RENALESESTRUCTURAS RENALES• El rol de los riñones en la adaptación depende de su El rol de los riñones en la adaptación depende de su

capacidad de concentrar o diluir la orinacapacidad de concentrar o diluir la orina, capacidad que a , capacidad que a su vez depende de su estructura.su vez depende de su estructura.

• En la escala animal se pueden dividir los órganos En la escala animal se pueden dividir los órganos excretores de acuerdo a su función en tres grupos:excretores de acuerdo a su función en tres grupos:

1.Órganos excretores que producen orina 1.Órganos excretores que producen orina isotónicaisotónica (con respecto a los fluidos corporales). (con respecto a los fluidos corporales).

2.Órganos excretores que producen 2.Órganos excretores que producen hipotónicahipotónica..

3.Órganos excretores que producen orina 3.Órganos excretores que producen orina hipertónicahipertónica..

ESTRUCTURAS RENALESESTRUCTURAS RENALES

• FiltroFiltro: : • Donde se realiza la filtración del plasma, separando Donde se realiza la filtración del plasma, separando

materia particulada y coloides de solutos cristaloides, materia particulada y coloides de solutos cristaloides, los cuales pasan junto con el Hlos cuales pasan junto con el H22O a un tubo corto.O a un tubo corto.

• Tubo CortoTubo Corto: : • En algunos animales es llamado Tubo ProximalEn algunos animales es llamado Tubo Proximal,, donde donde

se reabsorben y secretan moléculas orgánicas e se reabsorben y secretan moléculas orgánicas e inorgánicas, y donde el Hinorgánicas, y donde el H22O fluye libremente.O fluye libremente.

• Sólo necesitan estas dos estructuras los animales que Sólo necesitan estas dos estructuras los animales que producen orina producen orina isotónicaisotónica..

ESTRUCTURAS RENALESESTRUCTURAS RENALES• Tubo LargoTubo Largo: :

• Equivale al Asa de Henle y al Tubo Distal.Equivale al Asa de Henle y al Tubo Distal.

• Orina Orina hiposmóticahiposmótica : animales necesitan además un : animales necesitan además un tubo más largo donde se reabsorben iones tubo más largo donde se reabsorben iones monovalentes (Namonovalentes (Na++,CL,CL--).).

• Retención de HRetención de H22O es gobernada por ADH.(O es gobernada por ADH.( ADH = ADH = diuresis) diuresis)

• Orina Orina hipertónicahipertónica requieren además una relación requieren además una relación espacial paralela entre nefrones, vasos sanguíneos y espacial paralela entre nefrones, vasos sanguíneos y tubos colectores que actúen como un intercambiador, tubos colectores que actúen como un intercambiador, multiplicador de corriente.multiplicador de corriente.

BALANCE OSMÓTICOBALANCE OSMÓTICOEstructurasEstructuras: :

A. FiltroA. Filtro

B. Tubo corto (reabsorción y secreción)B. Tubo corto (reabsorción y secreción)C. Tubo largo (reabsorción, secreción y C. Tubo largo (reabsorción, secreción y

retención de Hretención de H22O) O)

D. Tubos largos en contracorrienteD. Tubos largos en contracorriente

Órganos Excretores producen orina:Órganos Excretores producen orina:1.1. IsosmóticaIsosmótica ⇒⇒ A, BA, B

2.2. Hiposmótica Hiposmótica ⇒⇒ A, B, CA, B, C

3.3. Hiperosmótica Hiperosmótica ⇒⇒ A, B, C, DA, B, C, D

ÓRGANOS EXCRETORES EN LA ÓRGANOS EXCRETORES EN LA ESCALA ANIMALESCALA ANIMAL

• Vacuola ContráctilVacuola Contráctil

• Órganos NefridialesÓrganos Nefridiales• ProtonefridioProtonefridio• MetanefridioMetanefridio• NefridioNefridio

• Glándulas VerdesGlándulas Verdes• Túbulos de MalpighiTúbulos de Malpighi

• RiñonesRiñones

Protozoarios y Esponjas

Platelmintos y Nemátodos

Insectos

Peces, Anfibios Reptiles (sin Asa de Henle)

Aves y Mamíferos (con Asa de Henle)

Crustáceos

Anélidos

FILTRACIÓNFILTRACIÓN

• La filtración requiere mucha energía (de lo La filtración requiere mucha energía (de lo que se filtra, mucho tiene que que se filtra, mucho tiene que reabsorberse) pero si las sustancias a reabsorberse) pero si las sustancias a desechar sólo se excretaran por secreción, desechar sólo se excretaran por secreción, el organismo tendría que desarrollar un el organismo tendría que desarrollar un mecanismo de secreción para cada mecanismo de secreción para cada sustancia.sustancia.

EXCRECIONEXCRECION

La degradación de las proteínas y ácidos La degradación de las proteínas y ácidos nucleicos resultan en la producción de nucleicos resultan en la producción de amonio, el cual es toxico para los tejidos y amonio, el cual es toxico para los tejidos y por eso muchos organismos lo convierten por eso muchos organismos lo convierten en:en:

UreaUrea Ac. ÚricoAc. Úrico*estos procesos requieren de ATP *estos procesos requieren de ATP

PRODUCTOS DE EXCRECIONPRODUCTOS DE EXCRECION La excreción de amonio requiere mucha agua por lo cual La excreción de amonio requiere mucha agua por lo cual

los organismos acuáticos pueden excretarlo sin gastar los organismos acuáticos pueden excretarlo sin gastar energía en transformarlo.energía en transformarlo.

La formación de la urea permite el almacenamiento y La formación de la urea permite el almacenamiento y transporte de los compuestos nitrogenados hasta que transporte de los compuestos nitrogenados hasta que son excretados por los riñones. Se da en mamíferos, son excretados por los riñones. Se da en mamíferos, anfibios adultos, tortugas y peces marinos.anfibios adultos, tortugas y peces marinos.

El ácido úrico es poco toxico pero por no ser soluble en El ácido úrico es poco toxico pero por no ser soluble en agua requiere de mucha energía para ser excretado. Se agua requiere de mucha energía para ser excretado. Se da en caracoles terrestres, insectos, aves, y muchos da en caracoles terrestres, insectos, aves, y muchos reptiles. reptiles.

PRODUCTOS DE EXCRECIONPRODUCTOS DE EXCRECIONInvertebrados acuáticosInvertebrados acuáticos NHNH33

TeleosteosTeleosteos NHNH33 y algo de y algo de úreaúrea

ElasmobranquiosElasmobranquios ÚreaÚreaAnfibios Anfibios ⇒⇒ larvalarva NHNH33

⇒⇒ adultoadulto ÚreaÚreaInsectosInsectos Ácido ÚricoÁcido ÚricoReptiles Reptiles ⇒⇒ general general Ácido Úrico Ácido Úrico

⇒⇒ cocodrilo cocodrilo Ácido Úrico y NHÁcido Úrico y NH33

⇒⇒ tortugastortugas Ácido Úrico y úrea Ácido Úrico y úrea AvesAves Ácido Úrico Ácido Úrico MamíferosMamíferos ÚreaÚrea

RIÑON RIÑON Glomerulo y Capsula de Bowman Glomerulo y Capsula de Bowman

Tubo Contorneado Proximal Tubo Contorneado Proximal

(TUBO CORTO) (TUBO CORTO)

Asa de HenleAsa de Henle

Tubo Contorneado Distal Tubo Contorneado Distal (TUBO LARGO)(TUBO LARGO)

Tubo ColectorTubo Colector

Filtracion de la sangre

Reabsorción de Sales, Agua y nutrientes

Establece gradiente osmotica necesaria para concentrar orina

Reabsorción de sales y agua

Concentra la orina