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11° grado · Biología 5
La autorregulación y la homeostasia · La homeostasia y los sistemas de transporte y excreción

La excreción de sustancias tóxicas del metabolismo

Yanelis pasa una tarde de verano en la playa de Varadero. Casi no bebe agua, suda mucho y, al regresar, nota que su orina es poca y de color amarillo oscuro. ¿Qué hizo su cuerpo para no quedarse sin agua y, a la vez, deshacerse de los desechos? En este epígrafe lo explicamos y volveremos a Yanelis al final.

Qué es la excreción y qué se excreta

Las células producen energía y construyen sustancias mediante el metabolismo. Pero este trabajo deja residuos: algunos son tóxicos y, si se acumulan en el medio interno, alteran la homeostasia. Por eso los sistemas vivientes tienen una de las funciones vegetativas dedicada a eliminarlos.

Los desechos principales del ser humano son:

Desecho Origen Por dónde sale principalmente
Dióxido de carbono (CO₂) Respiración celular Pulmones (aire espirado)
Urea Degradación de los aminoácidos (proteínas) Riñones (orina); algo en el sudor
Ácido úrico y creatinina Degradación de ácidos nucleicos y de la actividad muscular Riñones (orina)
Agua y sales en exceso Metabolismo y alimentación Riñones y piel (sudor)

Fíjate en que la excreción no es lo mismo que la defecación: las heces son restos de alimento que nunca entraron a las células; los desechos excretados sí se formaron en el metabolismo.

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Define el concepto de excreción y menciona dos sustancias de desecho del metabolismo que el ser humano elimina.

Define el concepto de excreción y menciona dos sustancias de desecho del metabolismo que el ser humano elimina.

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Desechos nitrogenados y ambiente

Al degradar las proteínas y los ácidos nucleicos se libera nitrógeno en forma de amoníaco (NH₃), una sustancia muy tóxica. Cada grupo animal lo elimina de una manera, según el agua de que dispone.

Comparación de amoníaco, urea y ácido úrico según la toxicidad y el agua necesaria para eliminarlos Amoníaco muy tóxico mucha agua peces, medio acuático Urea poco tóxica agua moderada mamíferos Ácido úrico casi no tóxico muy poca agua aves, reptiles, insectos ← más agua, más tóxico menos agua, menos tóxico →
  • Amoníaco: es tan tóxico que debe diluirse mucho. Los peces lo eliminan por las branquias al agua que los rodea; allí el agua sobra.

  • Urea: el hígado transforma el amoníaco en urea, mucho menos tóxica. Se transporta por la sangre y se elimina disuelta en la orina con una cantidad moderada de agua.

  • Ácido úrico: casi insoluble, sale como pasta blanca semisólida (en las aves, la «cal» de las heces). Gasta muy poca agua, y por eso es la solución de los animales de ambientes secos y de los que se desarrollan en un huevo con cáscara, donde los desechos quedan encerrados.

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Las aves y los reptiles eliminan el nitrógeno como ácido úrico, los mamíferos como urea y muchos peces como amoníaco. Relaciona cada forma de desecho nitrogenado con el…

Las aves y los reptiles eliminan el nitrógeno como ácido úrico, los mamíferos como urea y muchos peces como amoníaco. Relaciona cada forma de desecho nitrogenado con el ambiente en que vive el organismo y con la cantidad de agua que se necesita para eliminarla.

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Órganos excretores en los animales

La evolución ha producido distintos órganos para recoger los desechos y regular el agua. Los tres que debes conocer:

Tres órganos excretores: nefridios de la lombriz, túbulos de Malpighi del insecto y riñón del mamífero Nefridios lombriz de tierra tubos por segmento filtran el líquido del cuerpo Túbulos deMalpighi insectos tubos del intestino toman desechos de la hemolinfa Riñones vertebrados millones de nefronas filtran la sangre y forman la orina Todos recogen desechos y regulan el agua del medio interno

Nefridios (lombriz de tierra). En cada segmento hay un par de tubitos. Un extremo en forma de embudo se abre a la cavidad del cuerpo, recoge el líquido con desechos, y al pasar por el tubo la sangre de los capilares que lo rodean reabsorbe agua y sustancias útiles. Lo que queda sale por un poro al exterior como orina diluida. La lombriz vive en suelo húmedo, así que no necesita ahorrar tanta agua.

Túbulos de Malpighi (insectos). Son tubos ciegos unidos al intestino y bañados por la hemolinfa (el «sangre» del insecto, en un sistema circulatorio abierto). Toman de ella los desechos nitrogenados y sales y los vierten al intestino. En el recto se reabsorbe casi toda el agua y el desecho sale como ácido úrico sólido, mezclado con las heces. Ahorran mucha agua, una gran ventaja en tierra firme, como la de un saltamontes.

Riñones (vertebrados). Filtran la sangre y producen orina; los estudiaremos en detalle a continuación.

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Relaciona cada organismo con su órgano excretor: lombriz de tierra, insecto, ser humano. Las opciones son: nefridios, túbulos de Malpighi y riñones.

Relaciona cada organismo con su órgano excretor: lombriz de tierra, insecto, ser humano. Las opciones son: nefridios, túbulos de Malpighi y riñones.

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El sistema excretor humano

En el ser humano, la excreción de desechos disueltos corresponde al sistema urinario. Sigue el recorrido de la orina:

Esquema de las vías urinarias: riñones, uréteres, vejiga y uretra 1. Riñón derecho 1. Riñón izquierdo 2. Uréter 3. Vejiga 4. Uretra
  1. Riñones: filtran la sangre y forman la orina.

  2. Uréteres: dos conductos que llevan la orina desde cada riñón hasta la vejiga.

  3. Vejiga urinaria: bolsa muscular que almacena la orina.

  4. Uretra: conducto por el que la orina sale al exterior.

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Menciona los órganos que forman las vías urinarias humanas, desde la formación de la orina hasta su salida del cuerpo, e indica en qué orden se encuentran.

Menciona los órganos que forman las vías urinarias humanas, desde la formación de la orina hasta su salida del cuerpo, e indica en qué orden se encuentran.

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La nefrona: cómo se forma la orina

Cada riñón contiene alrededor de un millón de nefronas, las unidades que forman la orina. Una nefrona tiene un corpúsculo renal (glomérulo, un ovillo de capilares, rodeado por la cápsula de Bowman) y un túbulo con partes sucesivas: túbulo contorneado proximal, asa de Henle, túbulo contorneado distal y túbulo colector.

Esquema de una nefrona con filtración en el glomérulo, reabsorción en el túbulo proximal y asa de Henle, y secreción en el túbulo distal Glomérulo y cápsula 1. Filtración T. proximal 2. Reabsorción Asa de Henle T. distal 3. Secreción T. colector → orina

Tres procesos forman la orina:

  • Filtración (glomérulo → cápsula de Bowman). La presión de la sangre empuja agua, glucosa, aminoácidos, sales y urea hacia la cápsula. No pasan las células ni las proteínas grandes. Resultado: el filtrado, parecido al plasma sin proteínas.

  • Reabsorción (principalmente túbulo proximal, también asa de Henle y colector). La mayor parte del agua, toda la glucosa, los aminoácidos y muchas sales regresan a los capilares. El cuerpo recupera lo útil.

  • Secreción (principalmente túbulo distal). Desde la sangre pasan al túbulo sustancias que no se filtraron o sobraron: iones H⁺, K⁺, algunos fármacos y desechos. Así se ajusta el pH y se eliminan más residuos.

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Explica los tres procesos principales que ocurren en la nefrona para formar la orina: la filtración, la reabsorción y la secreción. Indica en qué parte de la nefrona…

Explica los tres procesos principales que ocurren en la nefrona para formar la orina: la filtración, la reabsorción y la secreción. Indica en qué parte de la nefrona ocurre principalmente cada uno.

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Excreción y homeostasia

El riñón no solo elimina desechos: regula el volumen de agua, la concentración de sales y el pH del medio interno. Lo hace por retroalimentación negativa.

Volver con Yanelis. En la playa suda y bebe poco, así que el plasma se vuelve más concentrado. Los osmorreceptores del hipotálamo lo detectan y la hipófisis posterior libera hormona antidiurética (ADH). La ADH hace que el túbulo distal y el colector reabsorban más agua. Resultado: orina poca y concentrada (amarillo oscuro), y la sangre recupera su concentración normal. Si Yanelis bebe mucho, la ADH baja y la orina será abundante y diluida.

Cadena de regulación del agua: plasma concentrado, hipotálamo, ADH, riñón reabsorbe agua, orina concentrada Plasmaconcentrado Hipotálamodetecta Se liberaADH Riñónreabsorbeagua Orinaconcentrada El plasma se diluye: vuelve al valor normal (retroalimentación negativa)

Cuando falla el riñón

En la insuficiencia renal los riñones no filtran bien la sangre. Se acumulan urea, creatinina y otros desechos (intoxicación), y se descontrolan el agua (el cuerpo retiene líquido, hay hinchazón e hipertensión) y las sales (por ejemplo el potasio, que puede alterar el corazón) y el pH (la sangre se acidifica).

La hemodiálisis sustituye parte de la función del riñón: la sangre del paciente pasa por una máquina, a través de una membrana semipermeable que está bañada por un líquido de composición controlada. Los desechos y el exceso de sales salen de la sangre hacia ese líquido por difusión, y las células y proteínas se quedan. La sangre limpia regresa al paciente. Se hace varias veces por semana, porque la máquina no reabsorbe ni secreta de forma continua como el riñón.

Que una máquina pueda reemplazar a un órgano demuestra que su función real es mantener constante el medio interno: sin excreción no hay homeostasia.

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Yanelis pasa una tarde de verano en la playa de Varadero y bebe muy poca agua. Explica cómo cambian la cantidad y la concentración de su orina y qué papel desempeña la…

Yanelis pasa una tarde de verano en la playa de Varadero y bebe muy poca agua. Explica cómo cambian la cantidad y la concentración de su orina y qué papel desempeña la hormona antidiurética (ADH) en esa respuesta.

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Un paciente tiene una insuficiencia renal que le impide filtrar bien la sangre. Analiza qué sustancias se acumularían en su organismo y cómo se afectaría el equilibrio…

Un paciente tiene una insuficiencia renal que le impide filtrar bien la sangre. Analiza qué sustancias se acumularían en su organismo y cómo se afectaría el equilibrio de agua y sales. Explica de qué manera la hemodiálisis sustituye parte de la función del riñón y por qué esto demuestra la relación entre excreción y homeostasia.

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Compara los nefridios de la lombriz de tierra, los túbulos de Malpighi de un insecto y el riñón de un mamífero. Considera cómo cada órgano recoge los desechos, cómo…

Compara los nefridios de la lombriz de tierra, los túbulos de Malpighi de un insecto y el riñón de un mamífero. Considera cómo cada órgano recoge los desechos, cómo conserva el agua y en qué ambiente vive el organismo. Argumenta cuál de los tres muestra mayor eficiencia en la conservación del agua y por qué.

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Resumen

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