Sistema excretor
Definición del sistema excretor
El sistema excretor consta de órganos que eliminan los desechos metabólicos y las toxinas del cuerpo. En los seres humanos, esto incluye la eliminación de urea del torrente sanguíneo y otros desechos producidos por el cuerpo. La eliminación de urea ocurre en los riñones, mientras que los desechos sólidos se expulsan del intestino grueso.
Visión general
El sistema excretor en los seres humanos consiste principalmente en los riñones y la vejiga. Los riñones filtran la urea y otros productos de desecho de la sangre, que luego se agregan a la orina dentro de la vejiga. Otros órganos, como el hígado, procesan toxinas pero devuelven sus desechos a la sangre. Depende de los riñones filtrar la sangre para que no se acumulen sustancias tóxicas. Estos órganos se pueden ver en la imagen de abajo.
El sistema excretor tiene otras funciones más allá de eliminar los productos de desecho del cuerpo. También es crucial para mantener la homeostasis interna. Partes del sistema excretor también están influenciadas por otros sistemas corporales, como el sistema muscular y el esquelético. Por ejemplo, los riñones secretan una hormona que le dice a los huesos que produzcan más glóbulos rojos.
Cuando el sistema excretor no funciona, pueden suceder cosas malas. Una acumulación de urea en la sangre puede provocar un shock tóxico debilitante. En otros animales, el sistema excretor puede incluir varios otros componentes. Por ejemplo, las tortugas marinas tienen órganos excretores cerca de los ojos que eliminan grandes cantidades de sal de sus cuerpos. Esto les permite beber agua salada para mantener el equilibrio hídrico.
Función del sistema excretor
El sistema excretor funciona como baluarte y equilibrio del sistema digestivo. Mientras que consumimos alimentos y bebidas para nutrir el cuerpo y proporcionar energía, el sistema excretor asegura que se mantenga la homeostasis, independientemente de los cambios en el valor nutritivo de los alimentos.
Regula el equilibrio hídrico del organismo, manteniendo niveles adecuados de sal y agua. Cuando hay exceso de agua, se elimina mediante la producción de orina hipotónica. Cuando consumimos alimentos salados o perdemos agua a través de la transpiración, la concentración de orina aumenta para preservar la osmolaridad de los fluidos corporales.
Órganos del sistema excretor
Los órganos excretores primarios del cuerpo humano son los riñones, los uréteres y la vejiga urinaria, que participan en la creación y expulsión de la orina. A través de estos órganos, se expulsa gran parte de los desechos nitrogenados del cuerpo, especialmente la urea. Otros órganos como el hígado, el intestino grueso y la piel también son necesarios para la excreción de desechos metabólicos específicos.
Riñones
Los riñones son órganos pareados en forma de frijol ubicados en el abdomen, a ambos lados de la columna, debajo del diafragma. T oye están hechos de un gran número de subunidades estructurales y funcionales, llamadas nefronas. Estas nefronas realizan la tarea principal de filtrar la sangre y eliminar los productos de desecho. Cada nefrona serpentea entre la corteza externa del riñón y la médula interna, con diferentes actividades que ocurren en cada sitio.
La imagen de arriba muestra partes de dos nefronas, con sus posiciones relativas dentro del riñón. Cada nefrona comienza con una estructura globular llamada cápsula de Bowman ubicada en la corteza renal. Esta estructura recibe sangre de la circulación renal a través de una arteriola aferente que se divide aún más para formar un mechón de capilares llamado glomérulo. El riñón está muy vascularizado con lechos capilares que rodean cada nefrona (capilares intertubulares), así como vasos sanguíneos que corren entre los lóbulos del riñón (arterias y venas interlobulillares).
Función del riñón
Un proceso de ultrafiltración crea el filtrado glomerular de la sangre, que es muy similar en composición al plasma sanguíneo. El agua, las moléculas pequeñas y las proteínas de un tamaño inferior a 30 kilodaltons pueden pasar libremente al lumen de la cápsula de Bowman. La anatomía de cada nefrona se analiza a continuación.
La cápsula de Bowman al PCT
La cápsula de Bowman involuciona y crea un cuello, que luego se extiende hacia la primera estructura tubular alargada llamada túbulo contorneado proximal o PCT. El PCT es el sitio para secretar algunos ácidos y para reabsorber casi dos tercios del filtrado glomerular. También elimina toda la glucosa y los aminoácidos. La presencia de glucosa u otros solutos orgánicos en la orina es un signo de daño renal, especialmente de la corteza. Algunos desechos nitrogenados también se eliminan del cuerpo como amoníaco secretado por las células que forman el PCT. Muchos medicamentos también se desintoxican en este sitio.
PCT al Loop of Henle
El PCT conduce a una estructura en forma de U llamada Loop of Henle, que se extiende hasta la médula del riñón. Tiene dos brazos funcional y anatómicamente distintos: los miembros ascendentes y descendentes. Entre estos dos brazos del asa de Henle, a través de un conjunto de bombas de electrolitos, se mantiene una alta concentración de urea en la médula del riñón.
La PCT conduce inicialmente al circuito descendente, que es libremente permeable al agua y en su mayor parte impermeable a los iones, especialmente a la urea. La alta osmolaridad de la región medular del riñón extrae agua del circuito descendente, lo que permite que la orina se concentre.
A esto le sigue el delgado lazo ascendente, que tiene la propiedad opuesta de ser permeable a los iones e impermeable al agua. Los solutos como los iones de sodio se reabsorben activamente, reduciendo la concentración de orina. Sin embargo, en este momento, el volumen de líquido filtrado en el glomérulo se ha reducido a una fracción de su cantidad.
Bucle de Henle al DCT
La rama ascendente luego conduce al túbulo contorneado distal o DCT, también conocido como el segundo túbulo contorneado. El DCT es el sitio para la actividad de la mayoría de las hormonas que regulan la función renal. Esto incluye la hormona antidiurética (ADH) y la angiotensina II (AT II). Esta región regula el equilibrio de iones y pH. Desde el DCT, la orina pasa a través de los conductos colectores que finalmente salen del riñón a través de los uréteres.
Esta imagen es una representación compuesta de la nefrona, con detalles sobre las sustancias reabsorbidas en cada sitio, la osmolaridad del filtrado en diferentes partes de la nefrona y el impacto de diferentes hormonas o medicamentos.
Vejiga urinaria
La vejiga urinaria es una estructura en forma de saco con paredes musculares que retiene la orina hasta que es expulsada del cuerpo durante la micción. La vejiga recibe orina a través de dos uréteres, uno de cada riñón, que ingresan a través de aberturas llamadas orificios ureterales. Estos orificios se encuentran en el fondo convexo del órgano. La orina sale de la vejiga a través de la uretra.
Las paredes de la vejiga están hechas de músculo liso y el revestimiento epitelial interno de este órgano consta de un tejido notable llamado epitelio de transición. Las células de este tejido estratificado cambian de forma en función de si la vejiga está vacía o llena, lo que permite que permanezca elástica y pueda contener hasta medio litro de orina.
En los hombres, la vejiga se encuentra en el piso pélvico frente al recto. En las mujeres, se encuentra cerca del útero, lo que provoca una serie de cambios en los patrones de micción durante el embarazo. Durante el curso de la gestación, hay cambios importantes en el volumen sanguíneo y aumentos en la tasa de filtración glomerular. Si bien la vejiga en sí aumenta de tamaño, casi duplicándose al final del tercer trimestre, el útero agrandado con el peso del feto, el líquido amniótico, la placenta y otros tejidos pueden crear incontinencia de esfuerzo.
Hígado
El hígado es el principal órgano desintoxicante del cuerpo, especialmente para los desechos nitrogenados. Las células del hígado albergan procesos bioquímicos que crean amoníaco a partir de aminoácidos. Dado que el amoníaco es extremadamente tóxico, se convierte rápidamente en urea antes de ser transportado en la sangre hacia el riñón.
La mayoría de los animales eligen entre amoníaco, urea y ácido úrico como el modo preferido para la excreción de desechos nitrogenados, según la disponibilidad de agua. Si bien el amoníaco es tóxico, se puede diluir y eliminar rápidamente del cuerpo con abundante agua y, por lo tanto, sigue siendo el químico utilizado por los animales acuáticos. Los animales terrestres con acceso regular al agua tienden a usar urea, que tiene menor toxicidad. Las aves y otros animales que tienen una ingesta mínima de agua gastan energía para convertir la urea en ácido úrico, que necesita una cantidad mínima de agua para almacenar de forma segura hasta la excreción.
Intestino grueso
El hígado también es necesario para eliminar la hemoglobina descompuesta, algunos fármacos, el exceso de vitaminas, esteroles y otras sustancias lipofílicas. Estos se secretan junto con la bilis y finalmente se eliminan del cuerpo a través de las heces. El intestino grueso, por lo tanto, juega un papel en la excreción, especialmente para las partículas hidrófobas.
Piel
La piel es un órgano excretor secundario ya que las glándulas sudoríparas de la dermis pueden eliminar las sales y algo de agua en exceso. La piel también tiene glándulas sebáceas que pueden secretar lípidos cerosos.
Pulmones o branquias
Un producto importante que debe excretarse de todos los animales es el dióxido de carbono. El dióxido de carbono se crea en las células, ya que se someten a respiración aeróbica. Este producto de desecho se elimina de las células y se transfiere al torrente sanguíneo. Cuando la sangre llega a las branquias o pulmones, se intercambia por oxígeno y se libera a la atmósfera. Los peces también usan sus branquias para expulsar otros productos de desecho.
Estructura del sistema excretor
El sistema excretor es necesario para prevenir la acumulación tóxica de desechos nitrogenados, como el amoníaco o la urea. Sin embargo, el sistema excretor de los animales ha evolucionado de muchas formas diferentes desde los albores de la vida en la Tierra.
En peces y animales acuáticos, el sistema excretor es bastante simple. Las branquias son un sitio importante de excreción y algunos productos de desecho simplemente se agregan a la sangre para ser excretados en las branquias. Estos animales también dependen de su piel y glándulas para excretar el exceso de sales y otros productos de desecho. De hecho, los peces de agua dulce y salada tienen funciones renales drásticamente diferentes, según la concentración de sal en el agua circundante.
En los animales terrestres, como los humanos, el sistema excretor está estructurado para retener la mayor cantidad de agua posible. Las aves y los reptiles incluso han desarrollado ácido úrico, que es una forma de urea más concentrada y segura. Como sistema completo, todas las partes y órganos del sistema excretor pueden funcionar al mismo tiempo para eliminar los desechos del cuerpo. Sin embargo, si la estructura del sistema excretor se daña por una enfermedad, pueden producirse muchas consecuencias negativas.
Enfermedades del sistema excretor
El sistema excretor, especialmente los riñones, puede estar lesionado, dañado o tener un funcionamiento subóptimo, ya sea por estrés agudo o por condiciones crónicas.
Insuficiencia renal
La insuficiencia renal o insuficiencia renal es la incapacidad del riñón para filtrar los desechos de la sangre y mantener la homeostasis de los líquidos. Las causas de la insuficiencia renal podrían ser enfermedades como la diabetes mellitus y la hipertensión que pueden causar daño a los capilares glomerulares. La diabetes insípida que surge de la insuficiencia hormonal, la reducción del flujo sanguíneo debido a una lesión, las infecciones en el cuerpo y el torrente sanguíneo, los medicamentos o los cálculos renales también pueden afectar la eficiencia renal.
Los síntomas iniciales pueden ser tan leves como hinchazón en las piernas, lo que indica la incapacidad del riñón para mantener la homeostasis de los líquidos. La presencia de toxinas en la sangre puede provocar náuseas y vómitos. Los cambios en el metabolismo de los glóbulos rojos y la secreción reducida de eritropoyetina del riñón pueden provocar anemia, debilidad, somnolencia y confusión. El exceso de iones de potasio puede provocar arritmias cardíacas y cambios en el tono muscular y la contractilidad.
Dependiendo de la causa de la insuficiencia o falla renal, la lesión puede revertirse. En la mayoría de los casos, son necesarios cambios a largo plazo en la dieta y el estilo de vida para mantener la salud. Cuando el riñón funciona con una eficiencia extremadamente baja, la eliminación de desechos debe realizarse a través de un aparato externo, llamado máquina de diálisis. Ocasionalmente también se recomienda el trasplante de riñón.
Hechos del sistema excretor
- La vejiga urinaria puede contener hasta 600 ml de líquido. Durante el embarazo temprano, el útero presiona la vejiga, creando una mayor frecuencia de micción.
- La mayor parte del líquido amniótico que rodea al feto en crecimiento es orina fetal, aunque su composición es muy diferente de la orina normal. La vejiga del feto comienza a vaciarse alrededor de la décima semana de gestación.
- Esta orina fetal y el líquido amniótico son realmente importantes para el desarrollo de los pulmones fetales.
- Las partes blancas de los excrementos de las aves se componen principalmente de ácido úrico.
- La pigmentación pardusca de las heces se deriva principalmente de las sales biliares.
