Nutrición y excreción en animales: procesos y mecanismos

Excreción en animales

Excreción: eliminación de los productos de desecho elaborados por el metabolismo. El metabolismo celular genera moléculas que no pueden ser aprovechadas por el organismo, como el dióxido de carbono, compuestos nitrogenados, agua y sales minerales. Estos compuestos deben ser eliminados del organismo. Algunos de ellos si se acumulan pueden ser tóxicos para el organismo. Los productos de desecho que se producen se eliminan por la orina, el sudor, la respiración y las heces. En la excreción intervienen la piel, el aparato excretor y el respiratorio.

Defecación : eliminación de los alimentos no digeridos. Los alimentos no digeridos son las heces o excrementos y se expulsan a través del ano. El aparato que lo realiza es el aparato digestivo.Ingesta de alimentos Digestión extracelular de los alimentos Alimentos no digeridos Absorción Diferencia entre excreción y defecación Digestión intracelular de los alimentos Producción de desechos del metabolismo Excreción Heces 1 Defecación

Funciones de la excreción

• La excreción es un regulador homeostático. Mantiene constante los volúmenes y composición química del medio interno, regulando la cantidad de agua y de sales de cada organismo en cada momento.

· Sus funciones son: a. Eliminación de productos de desecho procedentes del metabolismo celular. b. Osmorregulación regula y mantiene la presión osmótica de las células del animal. c. Ionorregulación: regula y mantiene los niveles de iones del medio interno.

Productos de excreción

El metabolismo genera productos finales de las reacciones químicas, unos son aprovechados y otros deben ser expulsados. El metabolismo se realiza en el interior de las células y los productos de excreción pueden seguir dos vías:

1. Ser excretados al medio exterior
2. Ser transportados por la hidrolinfa, hemolinfa o la sangre hasta los órganos excretores.

Los productos de excreción más importantes son: a. Agua b. Sales c. Dióxido de carbono d. Productos nitrogenados

Eliminación de agua

El agua sobrante se elimina:

1. Animales acuáticos: mediante la orina

2. Animales terrestres: mediante la orina, por la respiración en la espiración y por glándulas sudoríparas.

Eliminación de dióxido de carbono

Dióxido de carbono El dióxido de carbono se elimina: Por las superficies respiratoria: piel, branquias, tráqueas y pulmones,

Productos nitrogenados

Son productos originados del metabolismo de las proteínas. El grupo amino de los aminoácidos que no se utilizan en la síntesis de nuevas proteínas (anabolismo) son expulsadas en forma de amoniaco, ácido úrico o urea. Estos son tóxicos para los animales por lo que hay que excretarlo. La excreción se realiza:

1. En los animales acuáticos: el amoníaco en forma de sales amónicas es la manera de expulsarlos que tienen los animales acuáticos porque disponen de suficiente agua para diluirlo y expulsarlo fácil y rápidamente. Son los animales amoniotélicos.

2. En los animales terrestres: el amoniaco es tóxico incluso en bajas concentraciones por lo que es transformado por el hígado en urea (animales ureotélicos) o en ácido úrico (animales uricotélicos).

   1. Animales ureotélicos: expulsan los productos nitrogenados en forma de urea que es menos tóxica que el amoniaco, es soluble en agua y requiere menos cantidad de agua para ser expulsada que el amoniaco. Utilizan este sistema las anfibios y mamíferos.

   2. Animales uricotélicos: expulsan los productos nitrogenados en forma de ácido úrico. Éste es insoluble por lo que debe ser expulsado en forma semisólida (=ahorro de agua). Presenta una baja toxicidad por lo que puede ser almacenado cierto tiempo. Son uricotélicos los insectos, reptiles terrestres y aves.Vías de excreción

Glúcidos Agua y sales minerales Piel Célula Agua y productos nitrogenados Lípidos Metabolismo celular Riñones Dióxido de carbono Proteínas Pulmones

Evolución de los sistemas excretores

· Excreción sin estructuras especializadas la excreción se realiza por difusión. Esto ocurre en los animales cuyas células están en contacto directo con el medio externo. Típica de poríferos y cnidarios. · Excreción mediante estructuras especializadas: en los animales en los que por su tamaño no presentan todas o casi todas las células en contacto con el medio externo. Sus diferentes sistemas excretores realizan tres funciones: filtración, reabsorción , secreción y expulsión de la orina.

Procesos excretores

· Filtración: por difusión pasa líquido con moléculas pequeñas desde el medio extracelular a los órganos excretores. Esto es lo llamado orina inicial. · Reabsorción: desde los órganos excretores se vuelve a reincorporar líquido, con algunas sustancias útiles para el organismo, a al medio intracelular. El paso de moléculas desde los órganos excretores hacia el medio interno se realiza, muchas veces, por transporte activo. · Secreción: es el traspaso de sustancias como el K+ y H+ desde los líquidos corporales hasta los órganos excretores. El líquido formado es la orina final. · Expulsión de la orina: expulsión al exterior de la orina final.

Aparatos excretores en invertebrados

Protonefridios

Presentes en los platelmintos. Son tubos muy ramificados, cerrados en un extremo, donde se encuentran unas células provistas de cilios o flagelos. El agua y los productos de desecho se filtran a los tubos desde el medio interno, el movimiento de los cilios o flagelos provoca una corriente que moviliza el líquido del interior de los tubos y es expulsado por poros en el cuerpo, nefridioporos. Protonefridio Nefridioporo Células ciliadas 2 Protonefridio

Metanefridios

Tubos sinuosos abiertos por sus extremos. El nefrostoma: extremo con forma de embudo que recoge los líquidos con los productos de desecho. El nefridioporo: extremo que presenta un orificio que se pone en contacto con el exterior y por donde se eliminan los productos de desecho. El metanefrido está rodeado por una red de capilares que reabsorben las sustancias útiles. Típico de anélidos y moluscos. Túbulo Anélido Nefridioporo Nefrostoma Túbulo Cavidad celomática Pared corporal Metanefridio Metanefridios Nefridioporo Nefrostoma Nefrostoma: filtración Tubos: reabsorción Nefridioporo: eliminación Metanefridio

Tubos de Malpighi

Tubos delgados y cerrados por uno de los extremos y por el otro comunicados con el tubo digestivo a la altura del intestino. Los productos de desecho se vierten a la luz del tubo digestivo y son expulsados con el resto de los alimentos sin digerir. El ácido úrico pasa al interior de los tubos de malpighi y de ahí al intestino para ser eliminado. El agua y algunos solutos se recuperan en el intestino. Típico de insectos. Insecto Tubos de malpighi Intestino Intestino Ano

Glándulas antenales o glándulas verdes

Constan de un saco ciego, un tubo excretor y una vejiga de almacenamiento. La vejiga de almacenamiento se conecta con el exterior por un poro situado en la base de la antena. El saco ciego es el que filtra. El tubo excretor se reabsorbe agua y solutos. La vejiga almacena y elimina a través del nefridioporo. Típico de crustáceos. Vejiga Nefridioporo Glándula verde Tubo excretor Saco ciego Crustáceo

Aparatos excretores en vertebrados

Son los riñones. Los riñones están formados por unidades llamadas nefronas. Nefrona: Corpusculo renal: zona donde se filtra el plasma sanguíneo. En el que se encuentra el glomérulo (red de capilares sanguíneos con apariencia de ovillo. 2. Túbulo: conducto donde se realiza la reabsorción y la secreción. Presenta un diseño contorneado. Corpúsculo renal Túbulo Glomérulo Nefrona

Nefrona humana

TÚBULO CONTORNEADO PROXIMAL TÚBULO CONTORNEADO DISTAL TÚBULO COLECTOR ARTERIA RENAL CÁPSULA DE BOWMAN VENA RENAL GLOMÉRULO PELVIS RENAL CÁLIZ RENAL URÉTER ASA DE HENLE CONDUCTO DE BELLINI NaCl nutrimentos amoníaco H-, K- fármacos NaCl túbulo cápsula de proximal _Bowman túbulo distal (corteza) NaCl (médula) osmosis transporte activo túbulo colector NaCl difusión urea asa de Henle La nefrona consta de : 1. Corpúsculo de malpighi: está formado por el glomérulo y la cápsula de Bowman. a. Cápsula de Bowman: formada por una dobe pared que rodea por completo al glomerulo. b. Glomérulo: también llamdo glomérulo de malpighi, es un ovillo de capilares sanguíneos. 2. Túbulo contorneado proximal: túbulo sinuoso situado a continuación de la cápsula de Bowman. 3. Asa de Henle: zona tubular ahorquillada con una rama descendente y otra ascendente. Se encuentra en la zona medular. 4. Túbulo contorneado distal: túbulo sinuoso que pone en contacto el asa de Henle con el tubo colector y que se encuentra en la corteza renal. Cada riñón humano presenta más de un millón de nefronas dispuestas en la corteza y la médula renal.

Vías urinarias

Están formadas por los órganos y conductos que recogen, almacenan y expulsan la orina. Estos son:

• Uréteres: conductos que parten del riñón y llevan la orna hasta la vejiga.

• Vejiga urinaria: órgano hueco y musculoso donde se acumula la orina hasta que sea expulsada la exterior. La vejiga tiene dos esfínteres cada uno en un extremo para evitar que la orina retorne al riñón y para evitar que la orina se salga al exterior en cualquier momento.

• Uretra: conducto que comunica la vejiga urinaria con el exterior. Riñon Uréter £ Vejiga Trompa Vesiculas Seminales Vejiga Próstata Pene Ovario Vagina Uretra Epidimio Testículo- Glande Vulvo del Vestíbulo Arteria renal Vena renal Riñón Vena cava inferior Arteria aorta Uréter Vejiga urinaria Uretra

Formación de la orina

• Filtración glomerular: La arteria renal porta sangre con productos de desecho. Debido a la presión sanguínea se produce el filtrado de moleculas en el glomerulo y son cedidas a la capsula de Bowman.

• Reabsorción tubular: en la red de capilares dispuestos en los túbulos del asa de Henle se produce la reabsorción de agua, glucosa, aminoacidos, vitaminas e iones.

• Secreción tubular: en los túbulos distales del asa de Henle se produce la extracción de la sangre y secreción de sustancias que no entraron el la capsula de Bowman durante el filtrado. En este proceso se recuperan iones que regulan el equilibrio del medio interno. Formación de la orina en los vertebrados El proceso de formación de la orina se desarrolla en tres etapas: FILTRACIÓN GLOMERULAR Se filtran hacia el interior de la cápsula: agua, sales minerales, glucosa, aminoácidos, vitaminas, urea, ácido úrico y proteinas de bajo peso molecular. CÁPSULA TUBO DE LA NEFRONA REABSORCIÓN SECRECIÓN CAPILAR GLOMÉRULO Recupera las sustancias aprovechables que se han filtrado en la cápsula de Bowman, y pasan a los capilares Algunas sustancias pasan desde los capilares al interior de la nefrona para mantener la concentración de algunos iones E Secreción de sustancias de la sangre hacia el liquido filtrado TUBO COLECTOR FORMACIÓN DE LA ORINA A La sangre llega a la nefrona B Filtración en los capilares del glomérulo C Paso del liquido filtrado 1 Reabsorción de sustancias útiles