Ejercicios: El aparato excretor

Nombra en orden las estructuras del aparato excretor por las que pasa la orina desde que se forma en el riñón hasta que sale del cuerpo, e indica cuál de ellas la almacena temporalmente.

En el esquema de una nefrona se han rotulado varias estructuras. Escribe el nombre de las estructuras señaladas con las letras A, B y C, y explica brevemente qué ocurre en cada una durante la formación de la orina.

Explica qué sustancias se eliminan principalmente con la orina y de dónde proceden esas sustancias dentro de nuestro organismo.

Nombra los cuatro órganos del aparato urinario e indica cuál de ellos filtra la sangre y cuál expulsa la orina al exterior.

Explica qué es una nefrona y por qué se dice que es la unidad funcional del riñón.

La urea es una de las sustancias de desecho que se eliminan con la orina. Explica de dónde procede esa sustancia dentro de nuestro organismo y por qué es necesario eliminarla.

Indica si estas afirmaciones son verdaderas o falsas y justifica tu respuesta: a) la orina se fabrica en la vejiga; b) cada riñón contiene alrededor de un millón de nefronas; c) la cantidad de agua que bebemos influye en el volumen de orina que producimos.

Además de los riñones, otros órganos eliminan sustancias del cuerpo. Indica qué eliminan los pulmones y qué elimina la piel, y explica por qué se dice que también colaboran en la excreción.

Describe los dos grandes procesos que tienen lugar en la nefrona para fabricar la orina (filtrado y reabsorción) y explica qué le ocurre a la sangre y a las sustancias útiles en cada uno de ellos.

Una persona bebe poca agua durante un día caluroso y observa que su orina es escasa y de color oscuro. Explica, teniendo en cuenta la función de los riñones, por qué cambian el volumen y el color de la orina y qué está intentando mantener constante el organismo.

Relaciona los aparatos excretor y circulatorio: explica por qué la excreción necesita que llegue sangre continuamente a los riñones y qué ocurriría si se obstruyera una arteria renal.

La sangre entra en el riñón por la arteria renal y sale por la vena renal. Explica en qué se diferencia la sangre que sale de la que entró, qué sustancias se han retirado y a dónde han ido a parar.

En una persona sana, la glucosa que se filtra en las nefronas se reabsorbe por completo y no aparece en la orina. Si un análisis detecta glucosa en la orina de una persona, razona qué puede estar fallando y por qué es una señal de alarma para el médico.

Los medicamentos que se toman por vía oral acaban eliminándose en gran parte por la orina. Sigue su recorrido desde el intestino hasta el riñón y explica por qué el prospecto indica el tiempo que debe pasar entre dosis.

El líquido que se filtra al inicio de la nefrona contiene agua, sales, glucosa, aminoácidos y urea; la orina final contiene sobre todo agua, sales y urea. Compara ambas composiciones y explica qué proceso de la nefrona provoca las diferencias y por qué conviene que ocurra.

Tras correr una carrera en verano, la orina es escasa y muy concentrada aunque se haya tomado la cantidad normal de líquido. Relaciona el sudor, el agua de la sangre y el trabajo de las nefronas para explicar ese cambio.

En un análisis de laboratorio se comparan tres muestras de una persona sana: plasma sanguíneo, filtrado glomerular inicial (orina primaria) y orina final expulsada. Los resultados muestran:

• Glucosa: $1,0\ \text{g/L}$ en plasma, $1,0\ \text{g/L}$ en orina primaria y $0,0\ \text{g/L}$ en orina final.

• Urea: $0,3\ \text{g/L}$ en plasma, $0,3\ \text{g/L}$ en orina primaria y $18,0\ \text{g/L}$ en orina final.

• Volumen: se producen $180\ \text{L}$ al día de orina primaria, pero solo se eliminan $1,5\ \text{L}$ de orina final.

1. a) Interpreta estos datos explicando qué procesos han tenido lugar en los túbulos de la nefrona para que la glucosa desaparezca por completo mientras la concentración de urea se multiplica por 60.
2. b) Predice qué le ocurriría al volumen y a la composición de la orina si una sustancia tóxica anulara selectivamente la reabsorción tubular de agua, y justifica el riesgo vital que esto supondría en pocas horas.

Dos atletas de $60\ \text{kg}$ realizan una marcha de montaña de tres horas a $28\ ^\circ\text{C}$. Ambos sudan aproximadamente $1,5\ \text{L}$. El atleta A va bebiendo agua con regularidad, mientras que el atleta B ha olvidado su cantimplora y no ingiere líquido. Al terminar, se analiza su orina:

• Atleta A: emite $300\ \text{mL}$ de orina clara y poco concentrada.

• Atleta B: apenas emite $60\ \text{mL}$ de orina muy oscura y densa.

1. a) Interpreta cómo han actuado las nefronas del atleta B para intentar mantener el volumen de sangre (volemia) constante a pesar de la sudoración intensa.
2. b) Predice qué ocurriría con la concentración de sales en el plasma sanguíneo y con la capacidad de excretar sustancias de desecho si el atleta B siguiera caminando otras tres horas sin beber. Justifica por qué el riñón no puede reducir la producción de orina a $0\ \text{mL}$ indefinidamente.

En un laboratorio escolar se añade $1\ \text{mg}$ de sales de oxalato cálcico a dos vasos con agua a $37\ ^\circ\text{C}$ (temperatura corporal):

• Vaso A: contiene $50\ \text{mL}$ de agua.

• Vaso B: contiene $250\ \text{mL}$ de agua.

Al cabo de un rato, en el vaso A precipitan cristales sólidos en el fondo, mientras que en el vaso B la disolución permanece transparente.

1. a) Aplica este fenómeno de solubilidad al funcionamiento renal: predice y justifica en cuál de los dos vasos se simula la pelvis renal de una persona que bebe menos de $1\ \text{L}$ de agua al día y cómo se relaciona esto con la formación de cólicos renales (cálculos renales).
2. b) Diseña un plan con tres pautas diarias (nutricionales y de hábitos) para un paciente que ya ha expulsado un cálculo de oxalato cálcico, justificando científicamente cómo contribuye cada una a evitar la reaparición de sedimentos cristalinos.

Marcos, de 14 años, entrena atletismo y ha decidido tomar batidos proteicos que multiplican por cuatro la cantidad recomendada de proteínas para su edad. Al cabo de dos meses, su análisis muestra:

• Concentración de urea en sangre y orina muy por encima de los valores de referencia.

• Emisión diaria de orina de $2,8\ \text{L}$ (habitual: $1,2\ \text{--}\ 1,5\ \text{L}$), acompañada de sed constante.

1. a) Justifica el origen de ese exceso de urea: explica qué proceso metabólico experimentan los aminoácidos sobrantes en el cuerpo humano y por qué el organismo no puede acumularlos de reserva como hace con las grasas o los azúcares.
2. b) Marcos comenta satisfecho: «Cuanta más orina expulso, más toxinas limpio y más sanos están mis riñones». Rebate su argumento explicando por qué la eliminación de urea obliga a perder grandes volúmenes de agua (diuresis osmótica) y predice qué consecuencias puede tener esta sobrecarga renal prolongada.

Reto del tema. ¡Conviértete en fisiólogo por un día! Vas a investigar en tu propia casa cómo tus cuatro aparatos de nutrición colaboran de forma sincronizada ante una demanda de energía.

1. Toma de datos personales: Mide y anota en reposo tu frecuencia cardíaca (pulsaciones por minuto) y respiratoria (ciclos de inhalación/exhalación por minuto). Realiza $3$ minutos de ejercicio moderado (como saltos o subir gradas) y vuelve a medirlas inmediatamente. Anota también cambios corporales visibles (sudor, sed, temperatura cutánea).

2. Análisis e integración: Elabora una tabla comparativa (reposo vs. esfuerzo) y redacta un informe breve que explique la acción coordinada: cómo el aparato respiratorio y el circulatorio aumentan el aporte de $O_2$ a las células, el digestivo suministra los nutrientes absorbidos previamente (como glucosa) y el excretor disipa calor y toxinas mediante el sudor.

3. Propuesta de recuperación: Diseña un refrigerio post-esfuerzo razonado (ingesta de hidratos, sales y volumen de agua, por ejemplo $0,4\text{ L}$), justificando cómo ayudará a restablecer el medio interno y el equilibrio renal.

Se valorará:

• Rigor en la obtención y representación tabular de los datos fisiológicos personales.

• Calidad de la explicación científica que conecte explícitamente los cuatro aparatos.

• Coherencia y justificación biológica del refrigerio y la rehidratación propuestos.