Unidad
didáctica 2: Excreción y circulación en animales y plantas
NUCLEO CONCEPTUAL: EXCRECION EN ANIMALES
Motivación:
PERMISO PARA ORINAR.
Manuel es un niño muy
adelantado, siempre hace preguntas sobre los fenómenos que ocurren a su
alrededor; cierto día Manuel pidió permiso para ir al baño, pero el profesor se
lo negó: pues Manuel ya había tomado de costumbre solicitar permiso en la hora
del profesor Tomás; razón por la cual se
negó a darle el permiso. Manuel se puso
muy triste y hasta con lagrimas en los ojos, pues manifestaba que tenia mucho
dolor. Antes de finalizar la clase se desmayó y hubo que llevarlo de urgencias,
donde fue atendido de inmediato y lograron con tratamiento clínico evacuarle la
orina de su vejiga. Los médicos le dijeron a sus padres y al profesor: “El niño
tiene Cistitis, que consiste en la infamación de la vejiga por infecciones
bacterianas”. Manuel regresó al día siguiente a clases y el profesor estuvo muy
atento al problema urinario que presentaba y se disculpó por no haberlo
atendido a tiempo.
ACTIVIDAD DE MOTIVACION.
1. ¿De quien se habla en el texto?
2. ¿Qué sucedió?
3. ¿Qué hizo el profesor?
4. ¿Cuál fue el diagnostico medico?
5. ¿Crees que el profesor actuó correctamente al negar el permiso a Manuel? Explica la razón.
6. ¿Qué harías tú en caso de presentarse una situación semejante a la de Manuel?
7. ¿Por qué no deben aguantar las ganas de orinar?
8. ¿Qué
sustancias contiene la orina?
Desarrollo conceptual:
La excreción es el proceso biológico por el cual un ser vivo elimina las sustancias tóxicas, adquiridas por la alimentación. En organismos unicelulares muy pequeños la excreción es un proceso celular que no requiere estructuras especializadas. En organismos cuyas células están dotadas de pared, como plantas y hongos, los desechos suelen incorporarse a la composición de la pared, quedando así fuera del medio fisiológicamente activo donde importa su toxicidad. El sistema excretor expele desechos y regula el equilibrio de agua y sales.
Sustancias de excreción
Las sustancias que se deben eliminar son enormemente variadas, pero las más abundantes son el dióxido de carbono, y los nitrogenados que se producen por alteración de grupos amino resultantes del catabolismo (degradación) de las proteínas. La sustancia excretada puede ser:
Amoníaco. Es excretado por invertebrados acuáticos, peces óseos y larvas de anfibios. Es muy tóxico pero, por su gran solubilidad y difusión, el agua circundante lo diluye y arrastra con rapidez. Los animales que excretan amoníaco se denominan amoniotélicos.
Urea. Se produce en el hígado por transformación rápida del amoníaco, resultando ser mucho menos tóxica y más soluble, aunque se difunde con mayor lentitud. Por esas razones puede acumularse en los tejidos sin causar daños y excretarse más concentrada. Es el principal desecho nitrogenado de los peces cartilaginosos, anfibios adultos y mamíferos. Los animales que excretan urea se denominan ureotélicos.
Acido úrico. Es característico de animales que ingresan el agua en poca cantidad. Se forma a partir del amoníaco y otros derivados nitrogenados. Se excreta en forma de pasta blanca o sólido dado su mínima toxicidad y baja solubilidad. Es característico de animales adaptados a vivir en un ambiente seco y poner huevos con cáscara y membrana impermeables al agua, como por ejemplo insectos, moluscos pulmonados, reptiles y aves. Los animales que excretan ácido úrico se denominan uricotélicos.
En los mamíferos, por ejemplo, los dos procesos excretores esenciales son la formación de orina en los riñones y la eliminación de dióxido de carbono en los pulmones. Estos desechos se eliminan por micción y respiración respectivamente. También la piel y el hígado intervienen en la elaboración o secreción de sustancias tóxicas. La piel interviene a través de la transpiración, expulsando sales y agua.
En los artrópodos terrestres los órganos excretores suelen desembocar al principio del intestino, con lo que los productos de excreción se incorporan a las heces. Sin embargo, en los mamíferos, como el hombre, sólo el hígado vierte sustancias de excreción al intestino. De éstas, sólo los derivados del grupo hemo sanguíneo, como la bilirrubina, se incorporan de manera significativa a las heces, siendo la mayoría reabsorbidas al torrente sanguíneo y eliminado finalmente por los riñones.
Órganos excretores
En muchos invertebrados, los órganos excretores son los nefridios. Los artrópodos terrestres (arácnidos, insectos y miriápodos) tienen unos órganos especiales derivados del intestino conocidos como tubos de Malpighi.
Los órganos del cuerpo humano y de los otros mamíferos que participan en la excreción:
Pulmones. Expulsan al aire el dióxido de carbono producido en la respiración celular.
Hígado. Expulsa al intestino productos tóxicos formados en las transformaciones químicas de los nutrientes, estos desechos se eliminan mediante las heces.
Glándulas sudoríparas. Junto con el agua filtran productos tóxicos, y eliminan el agua, aunque es una respuesta a la temperatura.
Riñones. Hacen una filtración selectiva de los compuestos tóxicos de la sangre. Regulan la cantidad de sales del organismo. Los riñones junto a los órganos canalizadores de la orina forman el aparato urinario.
Estructuras excretoras no especializadas
Los pulmones de los vertebrados y las tráqueas de los insectos expulsan dióxido de carbono.
La piel húmeda de los anfibios expulsa dióxido de carbono.
Las glándulas sudoríparas de la piel de los mamíferos producen un líquido con una composición similar a la de la orina, aunque más diluida.
Las branquias expulsan dióxido de carbono y amoniaco.
El hígado elimina la hemoglobina procedente de los glóbulos rojos destruidos, en forma de pigmentos biliares. Éstos pasan en la bilis al intestino y son eliminados en las heces fecales. Además, el hígado es el órgano responsable de la transformación de la mayoría de las sustancias tóxicas antes de su excreción.
Algunas estructuras sólidas contienen productos de excreción precipitados. Por ejemplo, las mudas de los artrópodos; las escamas blancas, ricas en ácido úrico, de las alas de algunas mariposas; los cuerpos grasos de muchos insectos; etc.
Estructuras excretoras especializadas
Nefridios
Los protonefridios. Se encuentran en los platelmintos. Son tubos ramificados, con un extremo cerrado, en cuyo interior hay una célula flagelada o ciliada, que impulsa el líquido que hay en el tubo hacia el exterior. Este líquido contiene los productos de excreción, que han ido entrando por simple difusión.
Los metanefridios. Se encuentran en los anélidos y en los moluscos. Son tubos simples enrollados con los dos extremos abiertos. El extremo interior, denominado nefrostoma, presenta forma de embudo ciliado, capta los productos de excreción que hay en la cavidad interna del anélido. Luego sigue el túbulo, donde se reabsorben las sustancias útiles (agua, sales y glucosa), y que desemboca en el orificio excretor o nefridioporo.
Las glándulas secretoras de sal se encuentran en algunos reptiles y aves marinas. Desembocan en la cavidad nasal, en la cavidad bucal o junto a las órbitas de los ojos.
Los tiburones tienen una glándula similar, la glándula rectal, que desemboca en el recto intestinal y que segrega un líquido más salado que el agua de mar. Todas estas glándulas sirven para eliminar el exceso de sal que aportan los alimentos marinos y el agua de mar.
Tubos de Malpighi
Los insectos emplean este tipo de sistema excretor. Se trata de unos tubos sinuosos con uno de sus extremos cerrado. El otro extremo se abre al intestino. Los tubos se encuentran en las cavidades del cuerpo, en contacto con la hemolinfa.
Las células vierten sus productos de desecho a la hemolinfa, y de aquí pasan a los tubos de Malpighi. De este modo, las sustancias de desecho van a parar al intestino.
Al final, en el último tramo del intestino, se absorben de nuevo las sustancias útiles y el agua de la hemolinfa, para que no se pierdan.
Riñones
Las células vierten las sustancias de desecho a la sangre. A su vez, la sangre pasa por los riñones, que funcionan como filtro: retienen todas las sustancias de desecho que contiene la sangre, pero no dejan que se escapen las sustancias útiles.
Además, aunque siempre se pierde agua con la orina, los riñones evitan que se pierda demasiada. La orina elaborada por los riñones se almacena en la vejiga urinaria. De allí sale por la uretra, un conducto que se abre al exterior.
La excreción en el ser humano
La excreción
es el último proceso de la función de nutrición. La realiza el aparato
excretor, aunque también intervienen otros órganos.
El
aparato excretor limpia la sangre de los productos de desecho que esta ha ido recogiendo
en cada tejido y órgano del cuerpo. Está formado por los riñones, los uréteres,
la vejiga urinaria y la uretra.
Los riñones son los órganos que limpian la sangre de desechos, formando la orina como producto final. Se disponen en la parte posterior del abdomen, a ambos lados de la columna vertebral.
Los uréteres son los conductos que parten de la pelvis renal y llevan la orina a la vejiga.
Los uréteres son los conductos que parten de la pelvis renal y llevan la orina a la vejiga.
La vejiga urinaria es un órgano musculoso, con forma de globo, que se dilata al llenarse de orina y se comprime en el acto de la micción. La capacidad de la vejiga es aproximadamente de 350 cm3. Cuando la tensión de las paredes de la vejiga supera un determinado valor, se produce un reflejo nervioso de micción, y la necesidad de orinar se hace consciente.
La uretraes un conducto que parte de la vejiga y por el que se expulsa la orina al miccionar. La uretra masculina mide unos 20 cm, y la femenina, 4 cm.
La nefrona
Los riñones están formados por nefronas, que
se encargan de producir la orina. En una nefrona podemos distinguir las
siguientes partes: glomérulo, túbulo proximal, asa de Henle, túbulo distal y
tubo colector, que recoge la orina.
El proceso más importante que ocurre en el riñón es la formación de la orina.
Comienza cuando la arteria renal penetra en el riñón por la pelvis renal. Su sangre lleva las sustancias de desecho que recoge por el cuerpo. La arteria se ramifica y se dirige hacia la zona de la corteza renal. Allí da lugar a multitud de glomérulos, que son una especie de «grumos» formados por capilares.
Parte del plasma sanguíneo sale del glomérulo y penetra en la nefrona. El plasma va recorriendo todos los túbulos que forman la nefrona y las sustancias útiles que han pasado a su interior son devueltas a la sangre. Las sustancias de desecho, en cambio, quedan en el interior de la nefrona y dan lugar a la orina.
Enfermedades del aparato urinario
Orinar mucho o poco puede ser indicador de alguna alteración renal. En condiciones normales, la cantidad de orina depende de la cantidad de agua que ingerimos, de nuestro metabolismo, actividad física y masa corporal. Las infecciones urinarias son procesos infecciosos de las vías urinarias que producen inflamaciones de la uretra (uretritis), la vejiga (cistitis) o los riñones (pielonefritis).
Uretritis
Consiste en la inflamación de las paredes de la uretra debido a una infección bacteriana o a sustancias químicas que ocasionan un estrechamiento del conducto uretral. La dieta con poca ingesta de líquidos y la deshidratación en días calurosos, que produce una orina concentrada, favorecen esta inflamación.
Cistitis
Es la inflamación aguda o crónica de la vejiga urinaria, con infección o sin ella. Puede tener distintas causas. Los síntomas más frecuentes son: aumento de la frecuencia de las micciones, presencia de turbidez de la orina.
La causa más frecuente de cistitis es la infección por bacterias gram negativas. Para que un germen produzca cistitis, primero debe de colonizar la orina de la vejiga (bacteriuria) y posteriormente producir una respuesta inflamatoria en la mucosa vesical. A esta forma de cistitis se le denomina cistitis bacteriana aguda. Afecta a personas de todas las edades, aunque sobre todo a mujeres en edad fértil o a ancianos de ambos sexos. Otra forma de cistitis es la cistitis tuberculosa (producida en el contexto de una infección tuberculosa del aparato urinario), la cistitis química (causada por efectos tóxicos directos de algunas sustancias sobre la mucosa vesical, por ejemplo la ciclofosfamida), la cistitis glandular (una metaplasia epitelial con potencialidad premaligna) o la cistitis intersticial (una enfermedad funcional crónica que cursa con dolor pélvico, urgencia y frecuencia miccional)
Insuficiencia renal o pielonefritis aguda
La insuficiencia renal es la disminución de la filtración glomerular.
Algunos problemas de los riñones ocurren rápidamente, como un accidente que
causa lesiones renales. La pérdida de mucha sangre puede causar insuficiencia
renal repentina. Algunos medicamentos o sustancias venenosas pueden hacer que
los riñones dejen de funcionar. Esta baja repentina de la función renal se
llama insuficiencia renal aguda.
La insuficiencia renal aguda puede llevar a la pérdida permanente de la
función renal. Pero si los riñones no sufren un daño grave, esa insuficiencia
puede contrarrestarse con una operación quirúrgica. En la mayoría de los casos,
la operación quirúrgica, es un trasplante renal, dejando los que ya posee la
persona y poniendo otros sanos
Cólico Nefrítico
Es un intenso dolor en la zona de los riñones y de los órganos genitales,
que en ocasiones va acompañado de pérdidas de sangre por la orina. Se debe a
cálculos renales o precipitados de diversas sales, como fosfatos, uratos y
oxalatos, que al ser expulsados del riñón por los uréteres y tener bordes
angulosos producen los dolores anteriormente citados.
Cálculos Renales
ACTIVIDAD:
Despues de leida la guia responde:
- Explica el concepto de excreción.
- ¿Qué organismos presentas tubos de Malphigi?
- ¿Que sustancias deben ser eliminadas del cuerpo?
- ¿Que clase de organismos presentan nefridios?
