SISTEMA EXCRETOR

LA EXCRECIÓN EN LAS PLANTAS

La actividad metabólica de las plantas trae como consecuencia la producción de sustancias que son reutilizadas por la propia planta de manera que la excreción es mínima en estos organismos.

LA EXCRECIÓN EN LOS ANIMALES

Cuando se habla de excreción, siempre pensamos en la eliminación de productos de desecho. Esta sin embargo, es sólo una de sus funciones.

La excreción es además, un sistema regulador del medio interno, es decir, determina la cantidad de agua y de sales que hay en el organismo en cada momento, y expulsa el exceso de ellas de modo que se mantenga constante la composición química y el volumen del medio interno (homeostasis). Así es como los organismos vivos aseguran su supervivencia frente a las variaciones ambientales.

Se puede decir, que la excreción llevada a cabo por los sistemas excretores implica varios procesos:

La excreción de los productos de desecho del metabolismo celular.
La osmorregulación o regulación de la presión osmótica
La ionoregulación o regulación de los iones del medio interno.

IONORREGULACIÓN

Consiste en la regulación en el contenido de iones del medio interno. Este proceso es muy importante, porque cualquier desequilibrio puede alterar las funciones biológicas de forma irreversible.
Así, la secreción de H⁺ regula el pH de la sangre, de forma que si éste es demasiado ácido, aumenta la secreción de H⁺. De no suceder esto, algunas moléculas (básicamente proteínas) se alterarían irreversiblemente.
También la secreción de K⁺ es fundamental, ya que un aumento de éste en la sangre produce grandes arritmias cardíacas, y una disminución excesiva provocaría parálisis al interferir en la transmisión del impulso nervioso.
La regulación de la concentración de K⁺ se produce por medio de una hormona, la aldosterona, segregada por las glándulas suprarrenales. Si en la sangre hay un exceso de K⁺, se estimulan las glándulas suprarrenales y se produce aldosterona. Esta acelera la secreción de K⁺.

OSMORREGULACIÓN

La regulación de la concentración de sales en el medio interno se consigue en los vertebrados de diferentes formas, según el medio en el que vivan.

Los peces de agua dulce viven en un medio hipotónico, por lo que el agua tiende a entrar en su cuerpo de forma continua por ósmosis y a través de las branquias. Por ello, tienen que eliminar el exceso de agua, para lo cual los riñones reabsorben las sales pero muy poca agua, con lo que la orina está muy diluida y es abundante.

Por el contrario, los peces de agua salada están expuestos a una pérdida continua de agua por ósmosis, ya que el medio en el que viven es hipertónico.

· Los peces óseos (teleósteos) resuelven este problema ingiriendo gran cantidad de agua salada por la boca y reabsorbiéndola casi toda en sus riñones, con lo que la cantidad de orina excretada es muy pequeña y concentrada. Además expulsan el exceso de sales por medio de unas células especializadas de sus branquias.

· Los peces cartilaginosos(elasmobranquios), poseen una adaptación completamente distinta, ya que han transformado su medio interno en ligeramente hipertónico (prácticamente isotónico) respecto al agua del mar, para lo cual acumulan una alta concentración de urea que sería tóxica para otros animales. No ingieren agua, esta penetra por ósmosis y segregan una orina hipotónica y abundante, mientras que la sal se excreta por una glándula situada en la región posterior del intestino.

Los vertebrados terrestres, cuyo problema es la desecación, han de conservar el agua, pero a la vez deben eliminar los productos de desecho nitrogenado.

Los reptiles, que excretan ácido úrico, casi no necesitan agua para su excreción.
Las aves también excretan ácido úrico, por lo que tienen gran reabsorción tubular que reduce al máximo el agua excretada.
Los mamíferos, se han adaptado para producir una orina hipertónica, gracias al desarrollo de nefronas con túbulos muy largos y complejos (asas de Henle) que facilitan su reabsorción.

ÓRGANOS IMPLICADOS EN LA EXCRECIÓN EN LOS VERTEBRADOS
Productos de desecho	Origen del producto	Órgano productor	Órgano de excreción	Medio excretor
Urea	Por la degradación de aminoácidos	Hígado	Riñones	Orina
Ácido úrico	Por la degradación de purinas	Hígado	Hígado	Orina
Pigmentos biliares	Por la degradación de hemoglobina	Hígado	S. digestivo	Heces
Agua	Respiración celular	Conjunto de células del organismo	Riñones Piel Pulmones	Orina Sudor Vapor de agua
CO₂	Respiración celular	Conjunto de células del organismo	Pulmones	Aire espirado

EL MECANISMO DE LA EXCRECIÓN

En todos los animales, la excreción debe llevarse a cabo por medio de sistemas excretores especializados que tomen las sustancias de desecho del medio interno y los transporten al exterior del animal. En todos ellos se han de realizar tres tipos de procesos:

la filtración: Que es el paso de los líquidos del cuerpo, por difusión, al interior de los tubos excretores. Es una orina inicial, que lleva además de sustancias de desecho, otras muchas moléculas necesarias para el organismo, que volverán al medio interno de los organismos gracias al proceso de :
la reabsorción: que se realiza a lo largo de los tubos excretores, cuyas células extraerán de esta orina inicial grandes cantidades de agua y sustancias útiles para el organismo, devolviéndolas a los líquidos corporales.
la secreción, opera en sentido contrario y transfiere materiales de los líquidos corporales a los tubos excretores, fundamentalmente iones, como el K⁺. El líquido obtenido es la orina final, que será expulsada al exterior.

Sistema excretor en invertebrados:

Protonefridios Son típicos de los Platelmintos y de otros animales sin celoma

, son órganos excretores que constan de una serie de túbulos muy ramificados cuyos extremos internos terminan en una célula , célula flamígera provista de varios flagelos que se dirigen hacia la luz del túbulo. Las sustancias de desecho atraviesan las células flamígeras, penetran en los túbulos y son empujadas por el batido rítmico de los flagelos saliendo al exterior por los poros excretores ubicados en la superficie del cuerpo de estos animales.

Metanefridios

Aparecen en Anélidos y moluscos. Son estructuras abiertas por los dos extremos.
Uno se abre a la cavidad celómica tiene forma de embudo ciliado y se llama

nefrostoma, el otro extremo se abre al exterior por un poro, el nefridioporo.

El líquido que está en el celoma y que contiene los productos de desecho es recogido por los cilios del nefrostoma por un proceso de filtración, pasa a los túbulos, donde se reabsorben las sustancias que son útiles, los desechos salen al exterior por el nefridioporo.

Tubos de Malpighi:

Aparecen en los insectos. Son tubos delgados, cerrados por el extremo que se encuentra en la cavidad corporal y abiertos por el otro extremo al tubo digestivo, entre el intestino medio y el intestino posterior.

De esta forma, se vierten al exterior los productos de desecho, junto con los alimentos sin digerir:

En la pared de los tubos se produce una secreción de K⁺ por transporte activo desde la hemolinfa, por lo que pasan también moléculas de pequeño tamaño y agua. Cuando estas sustancias llegan al intestino posterior, se produce la reabsorción de agua y sustancias aprovechables, y el resto se elimina.

Excreción en vertebrados:

Sistema urinario

El sistema urinario está constituido por dos riñones, donde se “elabora” la orina, y unos conductos que la llevan al exterior.
Los riñones son típicos de vertebrados. Cada riñón está formado por un conjunto de unidades llamadas nefronas.
La nefrona se puede considerar como la unidad funcional del riñón. Una nefrona consta de un corpúsculo renal, que filtra a presión el plasma sanguíneo, y de un túbulo contorneado, de longitud variable, donde se produce la reabsorción y la secreción.

En el caso de los animales vertebrados superiores, el sistema excretor está compuesto por.

Ø dos riñones, que por medio de unos tubos llamados

Ø uréteres, comunican con la

Ø vejiga , que almacena la orina y se expulsa al exterior mediante un conducto que es la

Ø uretra

SISTEMA EXCRETOR HUMANO

El Sistema Urinario, es el conjunto de órganos que producen y excretan orina, el principal líquido de desecho del organismo. Ambos riñones filtran todas las sustancias del torrente sanguíneo; estos residuos forman parte de la orina que pasa por los uréteres hasta la vejiga de forma continua.

Después de almacenarse en la vejiga la orina pasa por un conducto denominado uretra hasta el exterior del organismo. La salida de la orina se produce por la relajación involuntaria de un músculo el esfínter vesical que se localiza entre la vejiga y la uretra, y también por la apertura voluntaria de un esfínter en la uretra. A los niños pequeños, antes de aprender a controlar el esfínter urinario, se les escapa la orina en cuanto se llena la vejiga. Muchos niños mayores y adultos padecen un trastorno denominado enuresis, en el que el afectado no puede controlar el esfínter urinario, y cuyo origen puede deberse en algunas ocasiones a un desequilibrio emocional. El miedo o temor pueden producir enuresis temporal.

Estructura del riñón

Su función es la elaboración de orina. En el ser humano, los riñones se sitúan a cada lado de la columna vertebral, en la zona lumbar, y están rodeados de la cápsula adiposa renal. Tienen forma de judía o frijol, y presentan un borde externo convexo y un borde interno cóncavo.

Este último ostenta un hueco denominado hilio, por donde entran y salen los vasos sanguíneos. En el lado anterior se localiza la vena renal que recoge la sangre del riñón, y en la parte posterior la arteria renal que lleva la sangre hacia el riñones. Más atrás se localiza el uréter, un tubo que conduce la orina hacia la vejiga. El hilio nace de una cavidad más profunda, el seno renal, donde el uréter se ensancha formando un pequeño saco denominado pelvis renal. En su interior se distinguen dos zonas: la corteza renal, de color amarillento y situada en la periferia, y la médula renal, la más interna; es rojiza y presenta estructuras en forma de cono invertido cuyo vértice termina en las papilas renales. A través de estas estructuras la orina es transportada antes de ser almacenada en la pelvis renal.

La unidad estructural y funcional del riñón es la nefrona, compuesta por un corpúsculo renal, que contiene glomérulos, agregaciones u ovillos de capilares, rodeados por una capa delgada de revestimiento endotelial, denominada cápsula de Bowman y situada en el extremo ciego de los túbulos renales. Los túbulos renales o sistema tubular transportan y transforman la orina en lo largo de su recorrido hasta los túbulos colectores, que desembocan en las papilas renales.

Fisiología renal

La orina se forma en los glomérulos y túbulos renales, y es conducida a la pelvis renal por los túbulos colectores. Los glomérulos funcionan como simples filtros a través de los que pasan el agua, las sales y los productos de desecho de la sangre, hacia los espacios de la cápsula de Bowman y desde allí hacia los túbulos renales. La mayor parte del agua y de las sales son reabsorbidas desde los túbulos, y el resto es excretada como orina. Los túbulos renales también eliminan otras sales y productos

de desecho que pasan desde la sangre a la orina. La cantidad normal de orina eliminada en 24 horas es de 1,4 litros aproximadamente, aunque puede variar en función de la ingestión de líquidos y de las pérdidas por vómitos o a través de la piel por la sudoración.

Los riñones también son importantes para mantener el balance de líquidos y los niveles de sal así como el equilibrio ácido-base. Cuando algún trastorno altera estos equilibrios el riñón responde eliminando más o menos agua, sal, e hidrogeniones (iones de hidrógeno). El riñón ayuda a mantener la tensión arterial normal; para ello, segrega la hormona renina y elabora una hormona que estimula la producción de glóbulos rojos (eritropoyetina).

Enfermedades del riñón

La nefritis, o inflamación del riñón, es una de las enfermedades renales más frecuentes. Sus características principales son la presencia en la orina, en el examen microscópico, de albúmina (lo que se denomina albuminuria), hematíes y leucocitos, y cilindros hialinos o granulosos. Es mucho más frecuente en la infancia y adolescencia que en la edad adulta.

La forma más común de nefritis es la glomerulonefritis, que aparece con frecuencia entre las tres y las seis semanas después de una infección estreptocócica debido al mecanismo inmunológico (anticuerpos frente al estreptococo que dañan proteínas específicas del glomérulo) (véanse conceptos básicos del sistema inmunológico). El paciente sufre escalofríos, fiebre, cefalea, dolor lumbar, hinchazón o edema de la cara, en especial alrededor de los ojos, náuseas y vómitos. La orina puede ser escasa y de aspecto turbio. El pronóstico suele ser positivo y la mayoría de los pacientes se recuperan sin secuelas, aunque en algunos casos evolucionan hacia una nefritis crónica. En este tipo de nefritis la lesión renal progresa durante años en los que el paciente está asintomático. Sin embargo, al final hay uremia (urea en sangre) e insuficiencia renal. Existe además otro grupo de glomerulonefritis de causa desconocida, quizá autoinmune, que tienen peor pronóstico y evolucionan con más rapidez hacia la insuficiencia renal.

Otro trastorno frecuente es el denominado síndrome nefrótico, en el que se pierden grandes cantidades de albúmina por la orina debido al aumento de la permeabilidad renal, con edema generalizado, aumento del colesterol en la sangre y un flujo de orina casi normal.

La hidronefrosis es el resultado de la obstrucción del flujo de orina en la vía excretora, que casi siempre es consecuencia de anomalías congénitas de los uréteres o de una hipertrofia prostática. La nefroesclerosis, o endurecimiento de las pequeñas arterias que irrigan el riñón, es un trastorno caracterizado por la presencia de albúmina, cilindros, y en ocasiones hematíes o leucocitos en la orina (hematuria y leucocituria). Por lo general se acompaña de enfermedad vascular hipertensiva. La lesión fundamental es la esclerosis de las pequeñas arterias del riñón con atrofia secundaria de los glomérulos y cambios patológicos en el tejido intersticial.

Los cálculos renales, o piedras en el riñón, se pueden formar en éste o en la pelvis renal por depósitos de cristales presentes en la orina. La mayoría de ellos son cristales de oxalato de calcio. La infección o una obstrucción, pueden desempeñar un importante papel en su formación. En algunas ocasiones aparecen cuando el nivel de calcio en la sangre se eleva de forma anormal como en los trastornos de las glándulas paratiroides. En otros casos aparecen cuando el nivel de ácido úrico en la sangre es demasiado alto (véase Gota), por lo general debido a una dieta inadecuada y un consumo excesivo de alcohol. La ingestión excesiva de calcio y oxalato en la dieta, junto con un aporte escaso de líquidos, pueden favorecer también la aparición de cálculos. Sin embargo, en la mayoría de los casos la causa es desconocida. Los cálculos pueden producir hemorragia, infección secundaria u obstrucción. Cuando su tamaño es pequeño, tienden a descender por el uréter hacia la vejiga asociados con un dolor muy intenso. El dolor cólico producido por los cálculos requiere tratamiento con analgésicos potentes o espasmolíticos, y puede aparecer de forma súbita tras el ejercicio muscular. Una vez que el cálculo alcanza la vejiga, es posible que sea expulsado por la orina de forma inadvertida, desapareciendo el dolor. Si el cálculo es demasiado grande para ser expulsado, es necesario recurrir a la cirugía o a la litotricia, procedimiento que utiliza ondas de choque generadas por un aparato localizado fuera del organismo, para desintegrar los cálculos.

La uremia es la intoxicación producida por la acumulación en la sangre de los productos de desecho que suelen ser eliminados por el riñón. Aparece en la fase final de las enfermedades crónicas del riñón y se caracteriza por somnolencia, cefalea (dolor de cabeza), náuseas, insomnio, espasmos, convulsiones y estado de coma. El pronóstico es negativo, sin embargo, el desarrollo de las diferentes técnicas de diálisis periódica en la década de 1980, cuyo objetivo es eliminar de la sangre los productos de desecho y toxinas, y la generalización de los trasplantes de riñón han supuesto un gran avance para estos pacientes.

La pielonefritis es una infección bacteriana del riñón. La forma aguda se acompaña de fiebre, escalofríos, dolor en el lado afectado, micción frecuente y escozor al orinar. La pielonefritis crónica es una enfermedad de larga evolución, progresiva, por lo general asintomática (sin síntomas) y que puede conducir a la destrucción del riñón y a la uremia. La pielonefritis es más frecuente en diabéticos y más en mujeres que en hombres.

El tumor de Wilms, que es un tumor renal muy maligno, es más frecuente en los niños pequeños. Los últimos avances en su tratamiento han conseguido la curación de muchos niños con esta enfermedad. En el lupus eritematoso sistémico, que afecta sobre todo a mujeres en la cuarta década de la vida, el organismo produce anticuerpos que lesionan el riñón.

SISTEMA EXCRETOR

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