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Aparato excretor

El aparato excretor humano funciona para eliminar los desechos del cuerpo. Este sistema consta de estructuras especializadas y redes capilares que ayudan en el proceso excretor. Siga leyendo para aprender qué organismos lo componen, sus funciones, y las principales enfermedades que los afectan.

Definición del sistema excretor

El sistema excretor consiste en órganos que eliminan los desechos metabólicos y las toxinas del cuerpo. En humanos, esto incluye la eliminación de urea del torrente sanguíneo y otros desechos producidos por el cuerpo. La eliminación de la urea ocurre en los riñones, mientras que los desechos sólidos son expulsados ​​del intestino grueso.

Visión general

El sistema excretor en 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 a continuación.

El sistema excretor tiene otras funciones más allá de eliminar los productos de desecho del cuerpo. También es crucial para mantener la homeostasis interna. Las partes del sistema excretor también están influenciadas por otros sistemas corporales, como el sistema muscular y el sistema 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 su equilibrio hídrico.

Función del sistema excretor

El sistema excretor funciona como baluarte y equilibrio del sistema digestivo. Mientras 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 de líquidos del cuerpo, 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 por la transpiración, la concentración de orina aumenta para preservar la osmolaridad de los fluidos corporales.

Órganos del sistema excretor

Los principales órganos excretores en el cuerpo humano son los riñones, los uréteres y la vejiga urinaria, involucrados en la creación y expulsión de 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 en forma de frijol ubicados en el abdomen, a ambos lados de la columna, debajo del diafragma. Están formados por una gran cantidad de subunidades estructurales y funcionales llamadas nefronas. Estas nefronas realizan la tarea principal de filtrar sangre y eliminar productos de desecho. Cada nefrona serpentea entre la corteza externa del riñón y la médula interna, con diferentes actividades 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 para formar un mechón de capilares llamado glomérulo. El riñón está ricamente vascularizado con lechos capilares que rodean cada nefrona (capilares intertubulares), así como vasos sanguíneos que se extienden entre los lóbulos del riñón (arterias y venas interlobulares).

Función del riñón

Un proceso de ultrafiltración crea el filtrado glomerular de la sangre, que es notablemente similar en composición al plasma sanguíneo. El agua, las moléculas pequeñas y las proteínas de menos de 30 kilodaltons pueden pasar libremente a la luz de la cápsula de Bowman. La anatomía de cada nefrona se analiza a continuación.

La cápsula de Bowman al PCT

La cápsula de Bowman se involucra 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 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 a medida que el amoníaco se secreta de las células que forman el PCT. Muchos medicamentos también se desintoxican en este sitio.

PCT al bucle de Henle

El PCT conduce a una estructura en forma de U llamada bucle de Henle, que se extiende hasta la médula del riñón. Tiene dos brazos funcional y anatómicamente distintos: las extremidades 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.

El PCT inicialmente conduce al circuito descendente, que es libremente permeable al agua y principalmente impermeable a los iones, especialmente a la urea. La alta osmolaridad de la región medular del riñón extrae agua del circuito descendente, permitiendo que la orina se concentre.

Esto es seguido por 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 fluido filtrado en el glomérulo se ha reducido a una fracción de su cantidad.

Lazo de Henle a la DCT

La extremidad ascendente conduce luego 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 similar a un 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 ingresa 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 consiste en 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 le permite permanecer elástica, acomodando 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 lleva a 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 aumenta de tamaño, casi se duplica 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. Como el amoniaco es extremadamente tóxico, se convierte rápidamente en urea antes de ser transportado en la sangre hacia el riñón.

La mayoría de los animales hacen la elección entre amoníaco, urea y ácido úrico como el modo preferido para la excreción de desechos nitrogenados, en función de la disponibilidad de agua. Si bien el amoníaco es tóxico, puede diluirse rápidamente y eliminarse 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 su excreción.

Intestino grueso

El hígado también es necesario para la eliminación de la hemoglobina descompuesta, algunos medicamentos, 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 partículas hidrofóbicas.

Piel

La piel es un órgano excretor secundario ya que las glándulas sudoríparas en la dermis pueden eliminar sales y algo de exceso de agua. 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 los pulmones, se intercambia por oxígeno y se libera a la atmósfera. Los peces también usan sus agallas para expulsar una serie de 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 animales ha evolucionado de muchas maneras 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 excretarlos. 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, basadas en 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 más concentrada y segura de urea. Como sistema completo, cada parte y órgano del sistema excretor puede estar funcionando al mismo tiempo para eliminar los desechos del cuerpo. Sin embargo, si la estructura del sistema excretor se daña por la enfermedad, pueden surgir muchas consecuencias negativas.

Enfermedades del sistema excretor

El sistema excretor, especialmente los riñones, puede lesionarse, dañarse o tener un funcionamiento subóptimo, ya sea por estrés agudo o por condiciones crónicas.

Insuficiencia renal

La 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 derivada de la insuficiencia hormonal, la reducción del flujo sanguíneo por lesiones, 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 la hinchazón en las piernas, lo que indica la incapacidad del riñón para mantener la homeostasis líquida. La presencia de toxinas en la sangre puede causar náuseas y vómitos. Los cambios en el metabolismo de los glóbulos rojos y la reducción de la secreción de eritropoyetina del riñón pueden provocar anemia, debilidad, somnolencia y confusión. Los iones de potasio excesivos pueden provocar arritmias cardíacas y cambios en el tono muscular y la contractilidad.

Dependiendo de la causa de insuficiencia renal o falla, la lesión puede revertirse. En la mayoría de los casos, los cambios a largo plazo en la dieta y el estilo de vida son necesarios 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. El trasplante de riñón también se recomienda ocasionalmente.

Datos 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 en las excretas de las aves están compuestas principalmente de ácido úrico.
  • La pigmentación marrón de las heces se deriva principalmente de las sales biliares.