EXCRECIÓN Y OSMOREGULACIÓN: ASPECTOS COMPARATIVOS. Material de uso interno

Transcripción

1 EXCRECIÓN Y OSMOREGULACIÓN: ASPECTOS COMPARATIVOS Material de uso interno 2009

2 DOS IMPORTANTES FUNCIONES RELACIONADAS ENTRE SÍ: 1 - OSMOREGULACIÓN El organismo regula su balance hídrico a través de las concentraciones de solutos 2 - EXCRECIÓN Comprende la eliminación de desechos del metabolismo y electrólitos, para mantener constante la composición química

3 1 - OSMOREGULACIÓN

4 LEY DE VAN T HOFF π V = n R T Para un mol de partículas contenidas en un litro de solución a 0ºC (273 ºK): π = l atm/ºk mol x 273ºK = atm mosm/l UNIDAD: OSMOL mosm/kg Jacobus Henricus van t Hoff ( ).

5 ÓSMOSIS

6 EN LA ESCALA ZOOLÓGICA TENEMOS: Osmoconformadores (mayoría de los invertebrados marinos) Osmoreguladores (hiperosmóticos o hipoosmóticos, con gasto de energía metabólica)

7 ANHIDROBIOSIS EN TARDÍGRADOS

8 Osmoregulación en agua dulce El medio es hipotónico y el agua entra al organismo. Esto se contraresta con una permanente excreción de agua a cargo de las vacuolas contráctiles

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11 Osmoregulación en tierra

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14 Las NEFRONAS de los vertebrados están adaptadas para regular independientemente la excreción de agua y sales

15 ESQUEMA SIMPLIFICADO DE ÓRGANOS EXCRETORES PROTISTAS PLATELMITOS NEMÁTODOS ANÉLIDOS INSECTOS MOLUSCOS EQUINODERMOS VERTEBRADOS VACUOLA CONTRÁCTIL CÉLULAS FLAMÍGERAS RENETE + SIST. TUBULAR NEFRIDIOS TUBOS DE MALPIGHI METANEFRIDIOS MODIFICADOS ( RIÑONES ) CELOMOCITOS + AP. AMBULACRAL NEFRONAS

16 La hipertonicidad del agua de mar tiende a deshidratar a cualquier vertebrado Los peces pierden agua por este motivo, a través de la piel, branquias y tracto digestivo Compensan las pérdidas hídricas reduciendo la diuresis y tomando agua de mar, cuya sal es eliminada por las branquias

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18 Alta concentración de urea en sangre que resuelve el problema osmótico, manteniendo la secreción de sal en la glándula rectal

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20 2 - EXCRECIÓN

21 La excreción comprende la remoción de los desechos del metabolismo. Los principales desechos son: el CO 2 y el nitrógeno El CO 2 es fácilmente eliminado a través de la ventilación, pero los desechos nitrogenados representan un problema

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24 Desechos nitrogenados Amoníaco Muy soluble pero tóxico Excretado por organismos con gran disponibilidad de agua Urea Menos tóxico que el amoníaco Formada en el hígado a partir del amonio Acido úrico Muy poco soluble, se excreta como precipitado, y por lo tanto, poco tóxico

25 NH 3 - NH 4 +

26 Excreción de Amonio (NH 4+ ) REQUIERE ABUNDANTE AGUA 400 ml de agua para diluir 1 g de amonio (límite de toxicitad) ORGANISMOS ACUÁTICOS generalmente excretan amonio ORGANISMOS TERRESTRES Generalmente excretan urea o ácido úrico Urea: requiere 1/10 del agua en relación al amonio Acido úrico: requiere 1/50 del agua en relación al amonio (pero es poco soluble)

27 Toxicidad del amonio Modifica las propiedades de la barrera hematoencefálica Interfiere con el transporte de los aminoácidos a través de emembranas Altera el flujo cerebral Impide el metabolismo de aa neurotransmisores Causa alteraciones morfológicas en neuronas y astrocitos Altera el metabolismo lipídico y glucídico

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29 Entonces, porque? Difunde fácilmente Los gradientes favorecen la eliminación Es muy soluble Bajo costo metabólico

30 Amonio y equilibrio Acido/Base El ejercicio resulta en acidificación e incremento de la concentración de amonio La excreción de amonio regula la acidez de la sangre

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32 Fig. 1. A model to describe ammonia production and distribution in teleostean fishes. Briefly, most ammonia production in fishes occurs in the liver via a two-step process called transdeamination. First, excess -amino acids are transaminated to glutamate in a reaction catalyzed by specific transaminases (not shown), which is then followed by the glutamate dehydrogenase (GLDH; not shown) catalyzed deamination of glutamate, to yield ammonia. Under typical resting conditions, the majority of ammonia that appears in the blood stream is then loaded into the white muscle, down favorable NH 4+ electrochemical gradients that exist between the blood and white muscle. At the same time, NH 3 is released back into the blood, down favorable white muscle to blood P NH3 gradients. Intensive exercise can also result in significant NH 3 production by the white muscle, due the activation of AMP deaminase and subsequent breakdown of adenylates. Most of the resultant ammonia is retained in the white muscle for later regeneration of AMP stores, but small amounts frequently leak into the bloodstream leading to elevated J Amm during the postexercise recovery period (see text for further details). (Wilkie 1997

33 UREA

34 Formación de la Urea La urea se forma en el hígado a partir de NH 4 + y HCO 3 - Via ciclo de la urea Via degradación de ácido úrico o arginina Ciclo de la Urea: elasmobranquios, celacanto, anfibios y mamíferos Otros: invertebrados y algunos teleósteos Algunos teleósteos tienen las enzimas del ciclo de la urea en etapas tempranas del desarrollo y sólo las mantienen si el medio ambiente lo requiere

35 Niveles elevados de amonio en el ambiente pueden llevar a una mayor excreción de urea Ej.: Carassius sp., cíclidos, y algunos salmónidos

36 ÁCIDO ÚRICO

37 El ácido úrico procede del metabolismo de las purinas adenina y guanina Uricasa = enzima que degrada el ácido úrico Los animales carentes de uricasa excretan ácido úrico como desecho nitrogenado Ej.: insectos, reptiles, aves, y algunos anfibioss

38 Transporte de ácido úrico Normalmente como uratos de K +, Na +, o NH 4 + Secretado activamente por los tubos de Malpighi (Insectos) y el túbulo renal de Vertebrados Hay evidencias de un intercambiador urato/aniones (contratransporte) (Wright 1995)

39 BIBLIOGRAFÍA Cualquier libro de fisiología animal comparada Campbell, N. A.; Reece, J, B.; Mitchell, L. G. & Taylor, M. R. Control of the internal environement - Chapter 25. En: Biology: concepts and connections. Fourth edition. Versión PPT disponible en la red.