Sistema Excretor

Definición del sistema excretor

Al consumir alimentos y agua, el cuerpo de un organismo vivo absorbe constantemente agua y nutrientes de su entorno. Sin un mecanismo adecuado para deshacerse de las sustancias, el cuerpo puede acumular residuos tóxicos y agua, dañando el equilibrio interno del organismo.

El sistema excretor ayuda a mantener la Homeostasis del cuerpo eliminando los desechos metabólicos y el exceso de agua.

En muchos grupos de animales, desde los insectos a los humanos, el sistema excretor también desempeña un papel en la Osmorregulación, el proceso de mantener un equilibrio entre la sal y el agua a través de las membranas de los fluidos corporales.

Esquema del sistema excretor

Antes de repasar los componentes y funciones específicos del sistema excretor, dedica un momento a observar las partes del sistema excretor humano en el siguiente diagrama (Fig. 1). Esto te dará una idea de cómo funcionan juntos los distintos órganos excretores.

Partes del sistema excretor

Recuerda que los sistemas del cuerpo animal varían según los grupos de animales.

Aunque la estructura y las funciones de los órganos excretores varían entre los distintos grupos de animales, una característica que tienen en común es que suelen consistir en una red de túbulos con suficiente superficie para que el agua y los solutos -incluidos los desechos nitrogenados- pasen a través de ellos.

En muchos Animales, el exceso de agua y los desechos se eliminan del torrente sanguíneo produciendo unos residuos líquidos llamados orina. La orina se produce siguiendo los siguientes pasos básicos:

1. Filtración: El fluido corporal (como la Sangre) entra en contacto con el epitelio, una capa de Células que recubre órganos y glándulas. La presión sanguínea impulsa la filtración a través de la membrana selectivamente permeable del epitelio.

   1. Las moléculas grandes, como las Células y las Proteínas, no pueden atravesar esta membrana, por lo que permanecen en el líquido, mientras que el agua y las moléculas pequeñas, como los azúcares y los aminoácidos, lo atraviesan, formando una solución llamada filtrado.

2. Reabsorción: Las moléculas valiosas, como las vitaminas y las hormonas, se recuperan selectivamente y se devuelven al fluido corporal, dejando sólo una fracción del filtrado para ser transportada a la vejiga.

3. Excreción: El filtrado procesado que contiene desechos metabólicos se expulsa del cuerpo en forma de orina.

Ahora que tenemos una idea general de cómo se forma la orina, veamos cómo varía este proceso entre los distintos grupos de animales. En primer lugar, examinaremos los órganos excretores típicos de los vertebrados, incluido el ser humano. Luego veremos varios ejemplos de grupos animales en los que un conjunto de órganos totalmente distinto realiza la excreción.

Órganos del sistema excretor de los vertebrados

Los riñones suelen considerarse el principal órgano excretor de los vertebrados. Los riñones forman parte del sistema urinario, que también incluye los uréteres, la vejiga urinaria y la uretra, responsables del transporte, almacenamiento y eliminación de la orina, respectivamente.

Los riñones están formados por túbulos muy estructurados y estrechamente unidos por una red de capilares.

Están encerrados en tres capas de tejido: la fascia renal, la cápsula grasa perirrenal y la cápsula renal. Los riñones también tienen tres regiones internas: la corteza, la médula y la pelvis, situadas en el hilio. El hilio sirve de paso para que los vasos sanguíneos y los nervios entren y salgan del Riñón. También es el punto de salida de los uréteres.

Las nefronas -estructurasdiminutas que sirven de elementos constitutivos de los riñones- filtran los elementos de la Sangre, devuelven lo necesario al torrente sanguíneo y eliminan el exceso en forma de orina. Cada riñón está formado por más de un millón de nefronas.

De forma similar a los pasos de la producción de orina que hemos comentado antes, los riñones filtran la sangre en tres pasos básicos (Fig. 2):

1. Filtración glomerular: las nefronas filtran la sangre que pasa por el glomérulo, una red de capilares cerca del extremo de un túbulo renal. Se filtran casi todos los solutos, excepto las proteínas.

2. Reabsorción tubular: el filtrado se recoge, y la mayoría de los solutos se reabsorben en los túbulos renales, unos túbulos largos que salen del glomérulo.

3. Secreción tubular: se liberan más solutos y desechos en los túbulos distales. Los conductos colectores recogen el filtrado de las nefronas y lo fusionan en las papilas medulares, desde donde el filtrado -ahora llamado orina- desemboca finalmente en los uréteres.

Al filtrar la sangre y regular el equilibrio de sal y agua en los líquidos corporales, los riñones desempeñan un papel integral en la osmorregulación y la excreción en los vertebrados.

Debido a las diferencias en sus entornos externos, existen variaciones adaptativas en la estructura y función de los riñones en los distintos grupos de vertebrados.

Por ejemplo, la mayoría de los mamíferos tienen la capacidad de eliminar sales y desechos nitrogenados conservando el agua; pueden ajustar el volumen y la concentración de solutos de su orina en función de su equilibrio hídrico y salino, así como de su tasa de producción de urea:

• Cuando un mamífero ingiere mucha sal pero muy poca agua, puede excretar urea y sal en pequeñas cantidades de orina hiperosmótica (es decir, la concentración de solutos es mayor en la orina que en la sangre), minimizando la Pérdida de Agua.

• Cuando un mamífero ingiere un mínimo de sal pero mucha agua, puede excretar urea y sal en grandes volúmenes de orina hipoosmótica (lo que significa que la concentración de solutos es menor en la orina que en la sangre), minimizando la pérdida de sal.

Por otra parte los peces de agua dulce y los anfibios tienden a producir grandes volúmenes de orina diluida porque son hiperosmóticos respecto a su entorno. Por tanto, para conservar la sal, sus túbulos reabsorben iones del filtrado.

En peces óseos marinoslos riñones ayudan a eliminar los iones divalentes (los que tienen una carga de 2+ o 2-), como el calcio (^Ca2+), el magnesio (^Mg2+) y el sulfato (^SO42-), mediante la producción y excreción de orina. Los peces marinos ingieren grandes cantidades de estos iones debido a la captación constante de agua de mar.

Datos sobre el sistema excretor de los invertebrados

Aunque los riñones y sus conductos son los principales responsables de la excreción nitrogenada y la osmorregulación, estas funciones no siempre las realiza el mismo conjunto de órganos en otros grupos de animales. En la siguiente sección hablaremos de los sistemas excretores denominados protonefridios, metanefridios y túbulos de Malpigh.

Protonefridios

Los platelmintos no tienen cavidad corporal. En lugar de riñones, tienen unos sistemas excretores únicos llamados protonefridios (Fig. 3).

Los prot onefridios son una red de túbulos muy ramificados. Las ramificaciones de cada protonefridio están cubiertas por unidades celulares denominadas bulbos de llama. Los cilios recubren el túbulo de cada bulbo de llama.

El latido de los cilios transporta agua y solutos del líquido intersticial a través del bulbo de la llama, liberando filtrado en la red tubular. El filtrado fluye hacia el exterior a través de los túbulos y sale como orina por los poros excretores de la superficie del cuerpo. Como la orina de los platelmintos de agua dulce es pobre en solutos, su secreción también ayuda a mantener el equilibrio en la concentración de agua dentro y fuera de su cuerpo.

Otros animales que tienen protonefridios son las tenias, las larvas de moluscos y los lancaster.

Metanefridios

Las lombrices de tierra y otros anélidos tienen unos órganos excretores especiales llamados metanefridios, formados por túbulos con cilios. Cada segmento de la lombriz de tierra tiene un par de metanefridios (Fig. 4). Al moverse los cilios, el líquido es arrastrado hacia un túbulo con una vejiga de almacenamiento que se abre hacia el exterior.

Los metanefridios de las lombrices de tierra controlan la entrada de agua creando orina diluida. El epitelio recupera la mayoría de los solutos y los devuelve a la sangre en los capilares. Los residuos nitrogenados permanecen en el túbulo y se expulsan al medio ambiente.

Túbulos de Malpigh

Los insectos y otros artrópodos terrestres poseen túbulos de Malpigh. En la figura 5 se muestran los túbulos de Malpigh de una hormiga.

Los túbulos deMalpigh están recubiertos de microvellosidades que reabsorben agua y nutrientes y mantienen el equilibrio osmótico. Estos túbulos trabajan junto con glándulas especiales en el recto.

Estos sistemas excretores carecen de la filtración que se encuentra en la mayoría de los demás sistemas excretores. Las bombas de intercambio que recubren los túbulos bombean iones H+ hacia el interior de la célula e iones K+ o Na+ hacia el exterior. El movimiento de los iones altera la presión osmótica, permitiendo que el agua, los electrolitos y los residuos nitrogenados entren en los túbulos.

Los desechos nitrogenados, en su mayoría ácido úrico insoluble, se liberan como materiales casi secos junto con las heces, lo que les ayuda a conservar el agua. Esta adaptación crucial contribuye a su supervivencia en entornos secos.

Enfermedades del sistema excretor

Entre las enfermedades que afectan al sistema excretor están:

1. Cálculos renales, que son materiales sólidos, parecidos a guijarros, que se forman en uno o ambos riñones a partir de sustancias presentes en la orina.

2. Infección del tracto urinario, que se produce cuando una bacteria penetra en la uretra e infecta el tracto urinario.

3. Uremia, que se caracteriza por desequilibrios en los líquidos, electrolitos y hormonas del organismo, así como anomalías metabólicas.

4. Nefritis, en la que los tejidos del riñón están inflamados, lo que les impide filtrar los desechos de la sangre.

5. Incontinencia, cuando se produce una pérdida de control en la micción.