Excreción

Aunque el plasma sanguíneo constituye solo una pequeña fracción del total de los líquidos corporales, la regulación de su composición es un factor clave en el mantenimiento del medio químico en todo el cuerpo. La sangre abastece a cada célula de productos químicos y la libera de los desechos que produce y puede funcionar como un medio eficiente de suministro y de “limpieza” debido a que los desechos celulares se eliminan continuamente, proceso denominado excreción, diferente a la eliminación de las heces del tubo intestinal, en la cual la mayor parte de lo que se elimina es material que, como la celulosa, nunca estuvo verdaderamente dentro del cuerpo porque nunca atravesó el epitelio del tubo digestivo. En contraste, la excreción de sustancias que viajan en el torrente sanguíneo es un proceso muy selectivo de control, análisis, selección y rechazo.

Anuncios

Al plasma sanguíneo se vierten productos metabólicos de desecho, tales como el CO2 y compuestos nitrogenados como el amoniaco (NH3), este último, es producido por la degradación de los aminoácidos. El CO2 difunde del interior del cuerpo hacia el medio externo a través de las superficies respiratorias. El amoníaco, sustancia muy tóxica en los animales acuáticos simples pasa por difusión desde el cuerpo hacia el agua. En animales acuáticos complejos y en los animales terrestres, el amoníaco debe ser convertido en otra sustancia no tóxica y que es posible transportarla dentro del cuerpo hasta los órganos de excreción en forma segura.

Las aves, reptiles e insectos, convierten sus desechos nitrogenados en cristales de ácido úrico, producto que se puede excretar con un mínimo de agua.

En los mamíferos, el amoníaco resultante del procesamiento de los desechos nitrogenados se convierte en urea en el hígado. La urea no es tóxica y es llevada a los riñones, donde requiere cierta cantidad de agua para disolverse antes de ser excretada (Figura 3).

Figura 3. Compuestos nitrogenados excretados.

La Excreción es un proceso altamente selectivo, por ejemplo, aunque se excrete el 50% de la urea de la sangre que entra a los riñones de un mamífero, se retienen los aminoácidos y la glucosa, así mismo se mantienen las concentraciones de iones tales como Na+, K+, H+, Mg+, Ca2+, HCO3. La concentración de una sustancia particular en el cuerpo depende no sólo de su cantidad, sino también de la cantidad de agua en que está disuelta, por lo tanto, la regulación del contenido de agua de los líquidos corporales, es un aspecto importante de la regulación del medio químico que varía ampliamente según la disponibilidad de agua que cada tipo de organismo tiene.

En el transcurso de la evolución aparecieron animales multicelulares que comenzaron a producir su propio líquido extracelular, semejante en composición al agua de mar; también surgieron y se seleccionaron mecanismos que regulan la composición de ese líquido en los vertebrados, los principales eventos de la evolución como la transición a la tierra firme se relacionan con el aumento en la eficiencia de la función renal. Los primeros organismos eran isotónicos, es decir, tenían soluciones internas con la misma concentración de solutos que el medio en el cual vivían.

Cuando un grupo de organismos, en algún momento se trasladó a un medio hipotónico (agua dulce), por osmosis, empezó a ingresar el agua a sus cuerpos. Así, la primera función de los órganos excretores es movilizar el agua hacia fuera del cuerpo y conservar los iones, la glucosa y los aminoácidos. Como se observa, el órgano excretor de estos peces primitivos, hace el mismo trabajo que el riñón hace hoy día en los peces de agua dulce (Figura 4). En ellos, sus líquidos corporales son hipertónicos respecto del medio exterior y el agua tiende a entrar en el cuerpo del pez por osmosis. El exceso de agua se elimina del cuerpo por los riñones y se excreta una orina mucho más diluida que los líquidos corporales. Aunque los riñones reabsorben solutos esenciales, algunos se pierden por la orina y otros abandonan el cuerpo por difusión. Estos solutos se reabsorben por la acción de células branquiales especializadas en la absorción de sales y, en menor grado, por la dieta.

Figura 4. Mecanismo de osmorregulación en el agua dulce.
Figura 5. Mecanismo de osmorregulación de peces óseos en agua de mar.

Los peces que se trasladaron al mar; medio hipertónico, enfrentaron una posible deshidratación, pero lo solucionaron haciendo su medio interno isotónico respecto al agua salada, reteniendo grandes cantidades de urea en vez de excretarla en forma constante, es el caso de los peces cartilaginososcomo los tiburones. En cambio, en los peces óseos (Figura 5) que tienen líquidos hipotónicos con respecto al medio marino, el agua abandona el cuerpo del pez por osmosis y en la orina en la que se disuelve la urea eliminada de la sangre por los riñones. Pese a esto, el pez mantiene sus niveles de líquidos internos bebiendo agua de mar, los iones sodio (Na+) y cloruro (Cl-) que ingresan en exceso se eliminan de la sangre y se excretan por acción de células branquiales especializadas, mientras que los iones magnesio y sulfato se eliminan por los riñones y se excretan por la orina.

En el medio terrestre, el agua entra en el organismo por el tracto digestivo por medio de los líquidos que bebemos y por los alimentos que ingerimos. Además, cada célula produce agua al catabolizar los alimentos, agua que llega al torrente sanguíneo. El agua suele abandonar el organismo a través de cuatro vías: los riñones (orina), los pulmones (agua del aire espirado), la piel (mediante difusión y a través del sudor) y el intestino (heces) ver figura 6. El volumen total de agua que entra en el organismo es igual al volumen que abandona el mismo. En resumen, la ingesta de líquidos equivale, por lo general, a la eliminación de los mismos. En la figura 6 muestra los valores de entrada y salida de agua. En un adulto normal, la tasa de excreción de agua en la orina alcanza a 1.500 mililitros diarios. Aunque la cantidad real de orina producida puede variar entre 500 y 2.300 mililitros diarios, el contenido de líquido del cuerpo no varía en más del 1%. Una salida mínima de unos 500 mililitros de agua es necesaria para la salud, pues se requiere esta cantidad de agua para eliminar los productos de desecho potencialmente tóxicos, en particular los residuos nitrogenados.

Figura 6. Volumen de agua ingerida versus volumen y forma de eliminación de agua.

El principal órgano excretor en el humano, es el riñón, que junto a otros órganos y sistemas colaboran en eliminar los desechos celulares, ellos son:

A) Sistema respiratorio: colabora eliminando agua, dióxido de carbono y sustancias volátiles por los pulmones.

B) La piel: a través de sus glándulas sudoríparas, además de participar en la termorregulación, elimina desechos metabólicos por transpiración.

C) Sistema digestivo: a través del hígado elimina colesterol y pigmentos biliares derivados del metabolismo de la hemoglobina, en la bilis. Además, de la excreción de ciertos minerales y sustancias inactivas a nivel del colon.

Excreción
Figura 7. Órganos excretores de un mamífero terrestre.

La cantidad de agua perdida varía según algunos factores como se muestra en la tabla 1.

Tabla 1. Pérdidas diarias de agua (ml).