Unidad V

  OSMORREGULACIÓN Y EXCRECIÓN

Introducción

Aproximadamente hace 700 m.a

Surgen los metazoarios en los mares

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:

Isosmótico

Hiposmótico

Hiperosmótico

(Inv. Mar.)

(Peces marinos)

(Peces dulceacuícolas)

Osmosis

Tonicidad:

Isotónico.-

Hipotónico.-

Hipertónico.-

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.

Osmoconformadores:

Osmorreguladores :

Osmoconformadores y osmorreguladores estrictos:

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.

Invertebrados: Isosmóticos con el medio.

Tiburones, rayas y celacanto: ligeramente hiperosmóticos.

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.

Sistema Temporal de

contracorriente

Interpreta la gráfica

Como le hacen los mamíferos marinos para mantener su concentración osmótica?

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.

EXCRECIÓN SIN ESTRUCTURAS ESPECIALIZADAS

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

TIPOS DE ÓRGANOS EXCRETORES

TIPOS DE ÓRGANOS EXCRETORES

El riñón

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

La hibernación de los osos Cómo le hacen en el proceso de excreción???