SISTEMA EXCRETOR.

Los seres vivos obtienen la energía que necesitan de los alimentos que ingieren. La digestión los transforma en sustancias simples, solubles y difusibles, capaces de ser absorbidos en las vellosidades intestinales, pasar al torrente sanguíneo y ser transportados a todo el organismo. De esta manera se asegura que cada una de las células que componen el organismo reciba los nutrientes.

Los monosacáridos, los aminoácidos y los ácidos grasos obtenidos por la función digestiva son utilizados a nivel celular, donde entregan la energía que contienen. Sin embargo, la actividad metabólica realizada por los distintos órganos del cuerpo origina sustancias de desecho que deben ser eliminadas de nuestro organismo. La eliminación de los desechos se efectúa mediante la excreción.

La función de excreción puede ser realizada por diversos órganos y sistemas. Es así como el sistema respiratorio elimina dióxido de carbono y agua productos de la respiración celular; la piel, a través del sudor, sustancias de desecho; y el sistema renal, sustancias tóxicas extraídas del torrente sanguíneo mediante la orina.

De todos los sistemas, el renal es el que participa en forma más directa en la función de excreción.

El sistema renal está constituido por una serie de estructuras diferentes, que tienen funciones distintas, pero que en conjunto cumplen un propósito común: la excreción de sustancias de desecho y la mantención de la cantidad de agua en el organismo.

2.- ORGANIZACIÓN DEL SISTEMA RENAL.

El sistema renal humano consta de riñones y vías urinarias. Ambas estructuras se pueden subdividir según lo muestra el siguiente esquema:

Cápsula de Bowman

Túbulo contorneado proximal

Riñón Nefrón Asa de Henle

Túbulo contorneado distal

Túbulo colector

Uréteres

Vías urinarias Vejiga urinaria

Uretra

La eliminación de sustancias presentes en la sangre exige que los órganos excretores, como los riñones, estén asociados a vasos sanguíneos: arterias, venas y capilares. De esta forma, la sangre que debe ser purificada llega al riñón, a través de la arteria renal. Una vez extraídas las sustancias nocivas, la sangre sale del riñón a través de la vena renal.

Los desechos metabólicos se eliminan en su gran mayoría, gracias a los riñones, órganos pares encargados de producir la orina.

Los riñones están ubicados a ambos lados de la columna vertebral, en la pared posterior de la cavidad abdominal. Su forma se asemeja a una gran haba, y mide unos 11 cm de largo, 6 cm de ancho y 2,5 cm de espesor.

Al observar un riñón, se distinguen a simple vista dos regiones, una externa de color rojo parduzco, llamada corteza, y otra interna más pálida, denominada médula

Nefrón: es la unidad estructural y funcional que permite la excreción renal.

Cada riñón humano tiene aproximadamente 1.300.000 nefrones. A continuación analizaremos la estructura del nefrón humano.

Los nefrones tienen una organización compleja que les permite la formación de la orina. En el nefrón es posible distinguir dos elemento básicos: el corpúsculo y los túbulos renales, ubicados en la corteza y médula renal, respectivamente.

1. Corpúsculo renal. Consta de una malla de capilares fenestrados, conocida como glomérulo de Malpighi, que se origina de un vaso sanguíneo llamado arteriola aferente, la cual ingresa al riñón por el hilio..La arteriola aferente lleva la sangre al riñón para ser purificada. La sangre que sale del glomérulo la recibe la arteriola eferente.Otra parte de la porción corpuscular del nefrón es la cápsula de Bowman. Es una estructura como forma de copa que envuelve a las capilares del glomérulo, y recibe las sustancias que deben ser eliminadas desde la sangre.Cuando la sangre ingresa al glomérulo a través de la arteriola aferente, lo hace a una presión muy salta , lo que determina que la sustancias disueltas en el plasma puedan atravesar los capilares fenestrados e ingresar a la cápsula de Bowman. El líquido que abandonó el circuito sanguíneo continúa por el otro componente del nefrón: el túbulo renal.
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3. Túbulo renal. Consta de una serie de conductos tubulares, que se denominan túbulo contorneado proximal , asa de Henle, Túbulo contorneado distal y túbulo colector.Entre las sustancias que s filtran desde el glomérulo hacia la cápsula de Bowman hay compuestos químicos que son necesarios para el organismo: agua, algunos iones y glucosa, que no deben ser eliminados en la orina.Estos compuestos se recuperan en los distintos segmentos de la porción tubular del nefrón, con la ayuda de los capilares peritubulares. Estos se contactan estrechamente con el túbulo contorneado proximal, asa de Henle y túbulo contorneado distal, permitiendo la reincorporación del agua y otras sustancias a la sangre.

Al analizar a simple vista la estructura del riñón se distinguen dos regiones principales : una externa llamada corteza, y otra interna denominada médula. En esta última, se pueden ver entre 5 y 18 cuerpos triangulares: las pirámides renales.

La base de cada pirámide se orienta hacia la corteza, y su vértice, llamado papila renal, apunta hacia el interior del riñón . Cada papila renal se proyecta hacia un tubo pequeño llamado cáliz menor. Varios de estos convergen para formar los cálices mayores, que se unen configurando la pelvis renal.

El nefrón es la unidad funcional y estructural del sistema renal. El primero está formado por el glomérulo y la cápsula de Bowman.

El túbulo renal está constituido por el túbulo contorneado proximal, el asa de Henle, el Túbulo contorneado distal y el túbulo colector.

El túbulo contorneado proximal es un tubo delgado y retorcido. Se continúa en el asa de Henle, el cual tiene un brazo que desciende hacia la médula del riñón, un codo o asa, y un brazo ascendente que se dirige hacia la corteza. La rama ascendente del asa se continúa en el túbulo contorneado distal.

Los túbulos contorneados distales de varios nefrones vierten su contenido en el túbulo colector, un conducto de mayor diámetro y de forma recta. Los túbulos colectores llegan hasta las papilas, las que a su vez desembocan en los cálices renales menores.

La organización estructural del nefrón permite que a través de todos sus componentes corpusculares y tubulares se eliminen sustancias de desecho y se recuperen las moléculas útiles para el organismo.

Aunque los riñones representan aproximadamente el 0,5 % del peso corporal, son órganos que reciben una importante cantidad de sangre. Este hecho enfatiza la importancia de los riñones en la función excretora.

La formación de la orina comprende tres fases principales, relacionadas directamente con la unidad estructural de los riñones: el nefrón. Estas fases son: fase de filtración glomerular, fase de reabsorción tubular y fase de secreción.

1. Fase de filtración glomerular. Comienza cuando la sangre ingresa al corpúsculo renal a través de la arteriola aferente. Debido a la elevada presión de la sangre que ingresa al glomérulo, ciertas sustancias se filtran desde el vaso sanguíneo hacia la cápsula de Bowman.El líquido filtrado tiene aminoácidos, glucosa, agua y sales minerales, pero carece de proteínas y eritrocitos.La cantidad de líquido filtrado en un varón normal es de 180 litros al día, sin embargo, el volumen de orina eliminado en ese mismo tiempo es sólo de 1 litro aproximadamente. Lo que ocurre con el volumen restante del filtrado glomerular se relaciona con fenómenos de la siguiente fase.
2. Fase de reabsorción tubular. La recuperación de la glucosa, aminoácidos, bicarbonato y sodio, presentes en el filtrado glomerular, se produce en el túbulo proximal, túbulo distal y asa de Henle. Este proceso recibe el nombre de reabsorción, puesto que se reintegran al organismo sustancias que salieron de la sangre durante la filtración.El 87% de la reabsorción ocurre en el asa de Henle y en el túbulo colector; y la sustancias que se reabsorben pasan desde las células que forman los túbulos renales hacia los capilares peritubulares que los rodean.La reabsorción del agua ocurre en el asa de Henle y en el túbulo colector; y la reabsorción de iones sodio, en el túbulo contorneado distal. El volumen total de reabsorción es de un 12% aproximadamente.No todas las sustancias filtradas son reabsorbidas hacia la sangre, sólo lo hacen las que tienen importancia para el organismo. Otras como la urea, derivada de la degradación de las proteínas, que no se reabsorben, son eliminadas en la orina.
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4. Secreción tubular. Durante la formación de la orina no sólo ocurre la reabsorción, sino que se produce la adición de sustancias de desecho desde los capilares peritubulares hacia el lumen de los túbulos. Este proceso recibe el nombre de secreción.Los iones hidrógeno (H + ) y potasio (K + ), urea y amonio, y los antibióticos como la penicilina, son eliminados en la orina a través de procesos de secreción.La secreción es importante porque elimina del cuerpo sustancias que hay en exceso y perjudican el organismo. Al mismo tiempo , contribuye a la regularización del r H sanguíneo.
5. Concentración de orina. El filtrado glomerular experimenta una serie de cambios en su avance a través de los distintos componentes del nefrón. En todos ellos se eliminan del cuerpo las sustancias nocivas, pero se reabsorbe hacia los capilares peritubulares la mayor cantidad de agua posible, lo que se traduce en un aumento de la concentración de la orina.

El riñón recibe aproximadamente un 25% del total de la sangre bombeada por el corazón. Por la importancia de la función renal, este órgano dispone de una rica red de vasos sanguíneos que lo proveen de este tejido líquido.

La sangre que transporta la arteria aorta continúa su viaje por las arterias renales, una para cada riñón. Estas ingresan por el hilio renal para luego ramificarse profusamente, asegurando el riego sanguíneo del riñón.

Del total del volumen filtrado en los riñones, el 99% es reabsorbido. Este hecho tiene gran importancia, en especial en lo referente al agua. Las investigaciones revelan que existe una relación importantícima entre la estructura del nefrón y el lugar en que habita un organismo.

Animales que viven en hábitats con escasa disponibilidad de agua tienen nefrones con asa de Henle más largas, en cambio, organismos que viven en regiones donde el agua se encuentra en abundancia, tienen nefrones con túbulos renales más cortos. Este hecho se relaciona directamente con la reabsorción de agua: mientras más largo sea el túbulo renal, mayor es la cantidad de agua reabsorbida, y por tanto se forma una orina más concentrada. De esta manera, es posible para el animal recuperar el agua, recurso limitado en ambientes de tipo desértico.

Las vías urinarias son las estructuras encargadas de conducir la orina formada en los riñones hasta el exterior del organismo. Estas vías son: uréteres, vejiga urinaria y uretra.

Los dos uréteres son la continuación de la pelvis renal. Miden unos 28 cm de largo y unos 6 mm de diámetro y tienen paredes musculares lisas, con capacidad de contraerse para facilitar la conducción de la orina hasta la vejiga urinaria. En su trayecto, no existen esfínteres que regulen el flujo de la orina.

La vejiga urinaria es un saco de paredes musculares. Su capacidad, en los adultos, es de 1 litro aproximadamente. Funciona como un espacio de almacenamiento temporal de la orina y también contribuye a su expulsión.

La orina abandona la vejiga a través de la uretra, conducto que transporta la orina desde la vejiga hacia el exterior. En el hombre, la uretra conduce además el semen.

La uretra del varón mide entre 18 y 20 cm ; en cambio, la de la mujer es sólo de unos 3cm.

La mayor longitud de la uretra masculina dificulta la colonización de bacterias y, por lo tanto, de enfermedades infectocontagiosas.

En el inicio de la uretra está el esfínter uretral interno. Un poco más abajo, rodeándola externamente, se encuentra el esfínter uretral externo. Este último está bajo el control de nuestra voluntad, lo que permite evacuar la orina, aunque la vejiga no se encuentra llena.

Las personas de edad avanzada eliminan un volumen menor de orina y tienen dolores durante la micción, alteración conocida como disuria. La función de los riñones disminuye, lo que se relaciona con un aumento en la frecuencia de infecciones urinarias, cálculos y otras patologías.

Cuando el volumen de orina contenida en la vejiga es superior a los 300cc, se activa el reflejo que promueve su vaciamiento. La micción es un acto reflejo controlado por el sistema nervioso.

En la micción intervienen una serie de músculos, cuya acción coordinada da lugar al vaciamiento de la vejiga. Cuando la musculatura de los esfínteres de la uretra se relaja y la musculatura de la vejiga se contrae, se produce la expulsión de la orina. Una vez que pasa a la uretra, la orina avanza por contracciones, que la conducen hasta el exterior en el hombre.

En la mujer, la orina que queda en la uretra es vaciada por efecto de la fuerza de gravedad. Si aún permanece un resto, esta constituye un medio de cultivo que favorece el desarrollo de infecciones bacterianas.

La micción se puede alterar por daños en la médula espinal. Cuando se produce una lesión en un segmento de ella, la vejiga permanece flácida y se llena sin ningún control. Esto ocasiona el vaciamiento a través de los esfínteres, lo que se conoce como incontinencia por rebasamiento.

Los riñones son los órganos excretores más importantes, pero existen otros, como la piel y los pulmones, que contribuyen a la función excretora. A continuación estudiaremos el papel de la piel y los pulmones como órganos de excreción.

La piel es uno de los órganos más grandes del cuerpo. Constituye aproximadamente el 16% de peso del cuerpo , y en un adulto, su superficie es de aproximadamente 1,7 metros cuadrados.

La piel protege al organismo contra las infecciones y la desecación, participa en el control de la temperatura corporal, recibe estímulos del medio externo y elimina desechos a través de la sudoración.

Este órgano cubre todo el cuerpo y está constituido por dos capas principales: la epidermis y la dermis. La epidermis es la capa de tejido externa y la dermis es la que se ubica inmediatamente debajo de la epidermis.

Las funciones excretoras de la piel se relacionan con la estructura que posee. En la epidermis, se distinguen dos clases de glándulas que participan en la función de excreción: las glándulas sudoríparas y las glándulas sebáceas. Las primeras se ubican en casi toda la superficie del cuerpo, alcanzando entre 3 y 4 millones; las segundas cubren toda la piel, con excepción de las palmas de las manos y pies.

Las glándulas sudoríparas producen el sudor, y las sebáceas segregan sebo, un compuesto de tipo lipídico. Ambas secreciones permiten la eliminación de sustancias nocivas como algunas drogas y medicamentos . Por ejemplo, el exceso de alcohol se elimina a travesé de la piel, junto con el sudor. La tetraciclina, un importante antibiótico, también se elimina a través de este órgano.

Los pulmones son dos órganos ubicados en la cavidad torácica. Su función principal es permitir el intercambio gaseoso entre el medio ambiente y el torrente sanguíneo. Para cumplir con esta función, están formados por millones de pequeños sacos huecos llamados alvéolos pulmonares.

Estos importantes órganos participan en la eliminación de un importante desecho del metabolismo celular: el dióxido de carbono.

Cada alvéolo pulmonar está rodeado por una malla de capilares sanguíneos. Cuando el aire del medio ambiente, rico en oxígeno y pobre en dióxido de carbono, entra al pulmón , es conducido hasta cada uno de lo alvéolos. Allí, debido a las diferencias de concentración, se produce el intercambio gaseoso entre la sangre y el aire alveolar: el oxígeno pasa ala sangre y el dióxido de carbono a la cavidad alveolar, para su posterior eliminación.

Para hacer descender los niveles de dióxido de carbono en la sangre, cuando su concentración es alta, se aumenta la frecuencia respiratoria. De no ser así se puede ocasionar la muerte de las células y por lo mismo, del organismo.

El sistema digestivo también colabora en la función excretora. Las porciones terminales del tubo digestivo eliminan en las heces los pigmentos biliares, sustancias que facilitan la degradación de los lípidos.

La piel es el órgano excretor de mayor tamaño de nuestro cuerpo. Tiene una compleja organización que le permite eliminar el exceso de agua, sales minerales, ácido láctico y urea.