Unidad V Excreción y Osmorregulación
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Introducción
Siguieron los Cnidarios
Formación de tejidos
Cual es el uno de los principales problemas?
Introducción
El equilibrio iónico e hídrico!!!!!
Vi e n e l a c a p a c i d a d d e p ro d u c i r c a p a s especializadas de tejido externo, de manera que limitara el paso del agua al interior
Epitelio
Las esponjas tienen epitelio?
No regulan la composición de su capa extracelular, cada célula de la esponja mantiene su propio equilibrio iónico e hídrico!!!!
Introducción Que grupo de organismos son los primeros en poder controlar su composición iónica e hídrica?
Las células en flama!!!!!!
Introducción Aparecen otras estructuras más complejas con el fin de ayudar a este proceso:
Protonefridios
Metanefridios
Nefronas (riñones)
Invasión de nuevos ambientes: Dulceacuícolas Salobres Terrestres
Preguntas de repaso:
Define los siguientes conceptos: ósmosis Regulación osmótica Regulación iónica Ionoconformador Ionorregulador Osmoconformador Osmorregulador Estenohalinos Eurihalinos
Tonicidad (cómo se mide?) Hipotónico Isotónico Hipertónico Osmol Osmolito Osmolaridad (cómo se mide?) Isosmotico Hiperosmotico Hiposmótico Transporte activo Transporte pasivo
Preguntas de repaso:
Ambiente osmótico.
El intercambio de agua y sales entre el organismo y el ambiente.
Mecanismos para lidiar con cambios ambientales de la concentración osmótica.
No toda la superficie corporal participa en la osmorregulación, existen Órganos especializados: branquias, glándula de la sal, riñones.
Existen mecanismos que regulan las diferencias entre el interior y el exterior de las células y del organismo.
Mecanismos osmorreguladores. Rudolf Hober (1902).
Los intercambios osmóticos entre un animal y su ambiente se dividen en dos tipos:
Obligatorios y Regulados:
Obligatorios: Ocurren como respuesta a factores físicos. Factores que afectan estos intercambios: • Gradientes de concentración entre el animal y el ambiente (peces) • Relación superficie-volumen (deshidratación) • Permeabilidad del tegumento • Alimentación Regulados: Son controlados fisiológicamente y ayudan a mantener la homeostasis interna. Compensan los intercambios obligatorios.
Organos osmorreguladores:
Branquias: peces
Piel, Vejiga urinaria: anfibios
Glándulas de la sal: aves
Riñón: mamíferos
Las branquias y la glándula de la sal compensan la incapacidad del riñón para eliminar las sales.
Piel y Vejiga urinaria:
Alta permeabilidad del tegumento. Deshidratación. No toleran ambientes cálidos y secos.
Minimizan las pérdidas de agua con el comportamiento.
Los sapos se entierran.
La vejiga urinaria almacena agua por ósmosis. Una vez enterrado, ésta transporta agua de la vejiga al líquido intersticial.
Para compensar la pérdida de sales en periodos de deshidratación excesiva, el epitelio de la vejiga transporta activamente Na y Cl.
Branquias
Transporte iónico, excreción de residuos nitrogenados, Mantenimiento del equilibrio ácido-base.
Células de cloro.
Glándula de la sal Mantienen el balance osmótico sin tomar agua dulce.
Secretan una solución hiperosmótica Aves, serpientes, tortugas.
No incluye el proceso de filtración. Transporte activo.
Riñones Principal órgano osmorregulador de los mamíferos.
Producción de orina, filtración, reabsorción y secreción.
AMBIENTES ACUATICOS
Rango completo de salinidades Lagos, ríos, estuarios, océanos.
Eurihalinos: toleran amplio rango osmótico
Estenohalinos: toleran un estrecho intervalo osmótico
Animales dulceacuícolas:
Hiperosmóticos.
2 problemas:
• Entrada de agua (gradiente osmótico).
• Pérdida de sales corporales.
Elimina el exceso de agua: orina diluida.
Retención de sales en el riñón, aún así, se pierden sales (KCl, NaCl, CaCl2)
Se reemplazan con el alimento.
Transporte activo de sales desde el medio externo a través de las branquias.
Teleósteos:
Hiposmóticos.
Tendencia:
• Perder agua
• Incrementar la concentración osmótica.
Beben agua salada. 70 al 80 % se incorpora a la sangre a través del epitelio Intestinal.
Qué pasa con las sales ingeridas?
Se elimina por transporte activo de Na, Cl, K en el epitelio branquial y el riñón.
Orina concentrada.
AMBIENTES TERRESTRES
Pérdida de agua por la respiración.
Superficies respiratorias.
Depende de la relación entre la temperatura corporal y la temperatura
del aire inhalado, así como de la humedad relativa de éste último.
Los productos de desecho resultantes del metabolismo deben ser expulsados al exterior directamente o disueltos en el medio interno. Los órganos excretores se encargan de extraerlos del medio circulante.
El agua y las sales se eliminan por vía urinaria en los animales acuáticos y mediante el sudor y en forma de vapor en la espiración.
El dióxido de carbono se elimina por los órganos respiratorios.
La excreción no solo cumple la función de eliminar los productos de desecho sino que también contribuye a regular el medio interno (volumen y composición) manteniendo la homeostasis del organismo.
La excreción implica varios procesos:
Eliminación de productos de desecho del metabolismo celular. Osmorregulación o regulación de la presión osmótica. Ionorregulación o regulación de los iones del medio interno.
Significado biológico de la excreción?
Excreción de nitrógeno Después de la metabolización:
Grasas y carbohidratos producen CO2 y H2O como productos finales de la oxidación.
Proteínas además generan productos nitrogenados de desecho.
El grupo amino de la catálisis de los aminoácidos se libera o se transfiere a otra molécula.
Utilizarlo en la síntesis de aminoácidos.
Genaralmente tóxicos, sin ningún aporte energético:
Amoniaco
Urea
Acido úrico.
Teleosteos
Inv. acuáticos
Anfibios
Mamíferos
Tiburones
Aves
Reptiles
Artrópodos terrestres
Amoniotélicos Urotélicos Uricotélicos
Aves totalmente uricotélicas Mamíferos completamente ureotélicos
Amoniaco (NH3).
El grupo amino (NH2) formado metabolización de los aminoácidos
Se desamina en el riñón, formando amoniaco (NH3).
Los invertebrados y peces teleósteos lo excretan tal cual.
La mayor parte proviene del metabolismo de los aminoácidos, pero el 5% del metabolismo de las purinas.
Muy soluble y difusible en agua y se elimina a través de las branquias.
Muy tóxico.
Produce un incremento en el pH, alterando la estructura terciaria de las proteínas.
Interfiere en el transporte de iones.
Se requieren de 300 a 500 ml de agua para disolver y transportar 1 gr.
Por qué Amoniaco?
Urea
Menos tóxica que el amoniaco.
Menos soluble: 50 ml de agua por 1 gr.
Presente en la sangre: entre 18 y 38 mg/100 ml ranas y elasmobranquios: 350 mg/100 ml
Síntesis de urea en vertebrados:
Se sintetiza en el hígado a partir de amoniaco, CO2, fosfatos, ornitina, aspartato y arginina: ciclo de la ornitina
Acido úrico
Muy poco soluble (6 mg/l) y toxicidad reducida.
La filtración de agua durante la síntesis de orina
Provoca que se excrete como un precipitado (cristales).
10 ml por 1 gr.
Organismos terrestres.
Se forma de manera directa por la degradación de glicina, aspartato y glutamina.
Indirectamente se forma por transaminación: una parte de nitrógeno proviene del amoniaco libre.
Filtración: Paso de líquidos por difusión al interior de los tubos excretores. Las partículas de gran tamaño no pasan. Orina inicial es parecido al plasma sanguíneo.
Reabsorción. Devolución de líquido y sustancias útiles mediante transporte activo gasto de energía) desde los tubos excretores a los líquidos corporales.
Secreción. Transferencia desde los líquidos corporales de sustancias (iones) al interior de los tubos excretores.
Se realiza mediante aparatos excretores que realizan tres procesos:
EXCRECIÓN MEDIANTE ESTRUCTURAS ESPECIALIZADAS
El producto de desecho de este proceso es la orina, una solución concentrada que contiene:
Agua urea –un producto secundario de la descomposición de las
proteínas. sales, aminoácidos, productos secundarios de la bilis
hepática, amoníaco y cualquier otra sustancia que no pueda ser reabsorbida por la sangre.
La orina también contiene pigmentos urinarios, un producto sanguíneo coloreado que es el que confiere a la orina su característico color amarillo.
La aguita amarilla
Cada minuto, pasa aproximadamente un litro de sangre por tus riñones, lo que asciende a nada menos que 1.600 litros de sangre al día.
De esa cantidad sólo se depura el 10% (125 ml/minuto de plasma 180 l/día)
En cualquier momento, tus riñones contienen aproximadamente un litro de sangre, y estos órganos depuran completamente la sangre de tu cuerpo aproximadamente cada 50 minutos.
También filtra 1,2 kg de Na+ y excreta tan solo 10 a 12 g/día, una cantidad comparativamente igual a la ingesta
Fisiología del Riñón