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U T R I C I Ó N E N M E T A Z O O S
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La excreción y la circulación
La nutrición es la función vital por la que el organismo intercambia materia y energía con el medio ambiente.
• Aparato o sistema circulatorio: se encarga, dentro de la función de nutrición, del transporte de nutrientes y sustancias de desecho por todas las células del cuerpo.
• Aparato excretor: se encarga de expulsar al medio externo las sustancias de desecho producto del metabolismo.
Aparato excretor
Es la expulsión al exterior de las sustancias de desecho procedentes del metabolismo. El CO2, al ser un gas, se
expulsa a través del aparato respiratorio. Los productos que contienen nitrógeno (amoniaco, urea o ácido úrico) se expulsan a través del aparato excretor o de glándulas especializadas.
Los productos nitrogenados de la excreción son producidos en la reacciones de degradación de las proteínas y ácidos nucleicos. Hay tres sustancias consideradas productos nitrogenados de excreción: el amoniaco, la urea y el ácido úrico.
• AMONIACO: aunque es muy tóxico se diluye con rapidez en el agua. Es eliminado por los animales que viven en el medio acuático, ya que disponen de gran cantidad de agua para diluirlo y expulsarlo con rapidez. Estos animales se denominan amoniotélicos. En los animales terrestres, el amoniaco, tóxico incluso en bajas concentraciones, es transformado en las células de hígado en ácido úrico o urea.
• ÁCIDO ÚRICO: es insoluble por lo que se excreta en forma semisólida ( lo cual supone un ahorro
considerable de agua) y, además, puede almacenarse durante cierto tiempo, ya que tu toxicidad es baja. Se excreta en forma de sólido blanco, debido a su baja toxicidad y su poca capacidad de disolverse en agua. Lo excretan animales llamados uricotélicos, que están adaptados a vivir en ambientes secos. Esta excreción es propia de reptiles terrestres, aves, insectos y moluscos pulmonados.
• UREA: al ser menos tóxica que el amoniaco, requiere una menor cantidad de agua para su eliminación,
además de que se puede acumular en los tejidos y excretarse en mayor concentración. Lo excretan los animales llamados ureotélicos (como anfibios adultos, por peces cartilaginosos, mamíferos y bivalvos).
Aparatos excretores
EXCRECIÓN EN INVERTEBRADOS
Los animales diblásticos y algunos animales triblásticos simples. eliminan las sustancias nitrogenadas por difusión, directamente al medio acuático. Pero es más habitual la presencia de estructuras específicas que cumplen esa función como:
• PROTONEFRIDIOS: Son estructuras sencillas que aparecen en acelomados o pseudocelomados. Hay dos tipos de protonefridios:
o Células flamígeras: son células grandes con cilios. Conectan unas células del interior del cuerpo con el exterior mediante un pequeño conducto. Los productos nitrogenados pasan de una célula a otra, hasta llegar a la célula flamígera que lo expulsa al exterior, gracias a la corriente que crea el movimiento de los cilios.
o Solenocitos: son células grandes, flageladas, con un collarete. Se asocian unas células con otras formando una cámara a la que se expulsan las sustancias nitrogenadas, que salen al exterior, gracias a la acción de los flagelos.
• METANEFRIDIOS: Son tubos enrollados, con dos aberturas. Un extremo es el nefrostoma, que está en contacto con la cavidad celómica y extrae de ésta todo tipo de sustancias. En el tubo del metanefridio, llamado nefroducto, se produce la reabsorción de los compuestos útiles para el animal. Las sustancias tóxicas se expulsan al exterior a través del nefroporo. Aparece en anélidos, moluscos y algunos artrópodos.
• TUBOS DE MALPIGHI (o Malpigio): Son túbulos con un extremo cerrado y otro abierto al tramo final del intestino del animal. Capta sustancias de la cavidad interna y las expulsa al intestino. En esta zona se reabsorben las sustancias útiles y se expulsan al exterior los desechos nitrogenados. Es propia de los insectos
• GLÁNDULAS VERDES (O ANTENALES):Están formadas por un saco que recoge los compuestos tóxicos, un largo tubo que termina en la vejiga, que es una zona ensanchada donde se acumulan las sustancias nitrogenadas, que se expulsan a través del nefridioporo. Se encuentran situadas debajo de las antenasen los crustáceos
• GLÁNDULAS COXALES: Son estructuras similares a las glándulas verdes de crustáceos, que aparecen en arácnidos. Se encuentran al lado de las coxas, que son los primeros artejos de las patas.
EXCRECIÓN EN VERTEBRADOS
Los vertebrados poseen órganos específicos para la eliminación de sustancias nitrogenadas, los riñones, formados por túbulos renales. Además, asociada con esta función, igual que en otros animales, el sistema excretor mantiene constantes en el medio interno los niveles de ciertas sustancias esenciales para la vida. Existen tres tipos de estructuras filtradoras:
• PRONEFROS: Son estructuras que aparecen tubulares (nefrostomas) con
un ensanchamiento (glomérulo), formado por capilares donde se filtra la sangre. El líquido filtrado se vierte a un tubo mayor (uréter). Propio de los embriones de vertebrados.
• MESONEFROS: Aparecen en peces y anfibios en la fase adulta y en embriones de reptiles, aves y
mamíferos. El riñón está constituido por un gran número de túbulos que, en su zona inicial, en contacto con el sistema circulatorio, poseen un tramo ensanchado denominado cápsula de Bowman. Los anfibios, como otros animales, utilizan, además de sus estructuras renales, glándulas de la piel para expulsar sustancias tóxicas.
Cerca de esta cápsula aparece un nefrostoma atrofiado. La cápsula de Bowman absorbe el líquido que se filtra de los capilares del glomérulo.
• METANEFROS: Aparece en reptiles, aves y mamíferos. El riñón está constituido por unos túbulos
denominados nefronas. Las nefronas son tubos que se dividen en las siguientes partes:
o Cápsula de Bowman: es una zona inicial ensanchada, que recoge el líquido que se filtra de los capilares del glomérulo.
o Túbulo contorneado proximal: zona tortuosa donde se produce la reabsorción de sustancias disueltas en el líquido filtrado y que son necesarias para el organismo, por lo que pasan de nuevo a la sangre.
o Asa de Henle: es un tramo estrecho y curvado, donde se concentra el líquido que circula por la nefrona. Está rodeado de vasos sanguíneos.
o Túbulo contorneado distal: es otra zona tortuosa, donde continúa la reabsorción de sustancias y aumenta la concentración del líquido circulante.
Desemboca en el túbulo colector.
Aparato circulatorio
El aparato circulatorio se encarga del transporte de sustancias (nutrientes, gases, sustancias de desecho, hormonas…) y de calor, además de tener una función defensiva en muchos casos.
Los componentes de un aparato circulatorio son:
• Líquido transportado Sangre (vertebrados) Hemolinfa (invertebrados)
Hidrolinfa (equinodermos. En el aparato ambulacral)
• Conductos Arterias (son los vasos que salen del corazón) Venas (son los vasos que llegan hasta el corazón)
Capilares (son los finos vasos que conectan arterias y venas)
Líquido transportado
• HIDROLINFA: es el medio interno de Equinodermos. Su composición es muy similar a la del agua de mar. Transporta nutrientes y sustancias de desecho pero carece de pigmentos transportadores de oxígeno. Circula a través de un sistema de tubos que conectan con unas estructuras llamadas pies ambulacrales. Estas estructuras sirven para dar movimiento a las estrellas de mar y los erizos.
El sistema ambulacral funciona por presión hidrostática. El pie ambulacral se pega al sustrato cuando disminuye su presión hidrostática interna, debido a la forma que adquiere, semejante a una ventosa. Existen unas ampollas ambulacrales que, cuando se contraen, expulsan la hidrolinfa de su interior y va a los pies ambulacrales. Por este motivo aumenta la presión hidrostática del pie ambulacral y se despega del sustrato en el que está pegado. El sistema ambulacral, mediante reparto de esta hidrolinfa a distintas zonas, permite el desplazamiento del animal
• HEMOLINFA: se encuentra en moluscos y artrópodos. En los moluscos y crustáceos aparece un pigmento transportador de oxígeno. En arácnidos, miriápodos e insectos no existe la necesidad de transportar el oxígeno por el medio interno ya que su sistema de respiración traqueal no lo necesita, puesto que las tráqueas llevan directamente el aire a las células del cuerpo
• SANGRE: Anélidos y Vertebrados tienen un medio interno con pigmentos transportadores de oxígeno, que le proporciona un color rojo. En vertebrados el pigmento transportador se llama hemoglobina. La sangre en vertebrados es especialmente compleja, con gran cantidad de funciones y células. Las células presentes son eritrocitos, leucocitos y trombocitos.
• LINFA: está presente en Vertebrados. Carece de pigmentos transportadores de oxígeno. Está formada por un medio acuoso y células de tipo leucocitos.
Tipos de aparatos circulatorios
Los Poríferos y Cnidarios pueden utilizan su cavidad interior como sistema de distribución. Además, las células exteriores intercambian sustancias con el agua. Los Platelmintos transportan las sustancias por difusión, de célula a célula.
SISTEMAS CIRCULATORIOS
• Abierto: la sangre sale de los vasos, inunda los tejidos, reparte el oxígeno y recoge el dióxido de carbono y vuelve a entrar en los vasos en dirección al corazón. Invertebrados. (artrópodos y moluscos (excepto cefalópodos)). El medio circulante sale en algunas zonas entre los tejidos (hemocele) donde se acumula la hemolinfa. El corazón, en posición dorsal. está abierto al hemocele por unos orificios denominados ostiolos. La hemolinfa entra por succión y es expulsada hacia delante a través de una arteria que se ramifica y desemboca en el hemocele. La linfa se mueve lentamente, por lo que los animales que dependen de este sistema para abastecer de oxígeno a las células, no pueden tener movimientos rápidos. Los moluscos presentan unos corazones accesorios, formados por vasos sanguíneos con capacidad contráctil.
• Cerrado: la sangre nunca sale de los vasos. Vertebrados
El corazón es tubular y tiene un seno venoso que recoge la sangre, una aurícula y un ventrículo impulsor. La sangre viene de las venas del cuerpo cargada de CO2 hacia el corazón. El ventrículo
impulsa la sangre hacia las branquias, donde se oxigena y circula por arterias para repartirse por el cuerpo. El retorno de la sangre al corazón se realiza mediante venas.
o Cerrado doble: la sangre pasa dos veces por el corazón para realizar el circuito completo.
Vertebrados terrestres. El recorrido se realiza desde el corazón, saliendo por el ventrículo izquierdo cargada de O2, a los tejidos del cuerpo, para volver a ingresar en el corazón por la
aurícula derecha. Esta circulación se denomina circulación mayor. El circuito continúa desde el ventrículo derecho a los pulmones, para volver otra vez al corazón por la aurícula izquierda. Esta circulación es la circulación menor.
− Doble incompleta: se mezcla la sangre oxigenada (rica en O2) con la desoxigenada (con
CO2). Anfibios y algunos reptiles.
− Doble completa: no se mezcla la sangre oxigenada con la desoxigenada. Algunos
reptiles, las aves y los mamíferos.
Anfibios: el corazón en renacuajos funciona como el corazón de un pez. En anfibios adultos está tabicado, en dos aurículas y un ventrículo. La sangre de los tejidos llena de CO2 entra en el corazón por la
aurícula derecha, pasa al ventrículo y se expulsa fuera del corazón hacia los pulmones donde se oxigena. Vuelve al corazón por las arterias pulmonares que entran en la aurícula izquierda. En el ventrículo se produce la mezcla de sangre oxigenada y carboxilada, por lo que el sistema es poco eficaz, pero se compensa con la respiración cutánea.
Reptiles: también una circulación doble e incompleta, pero el ventrículo está parcialmente dividido, con lo que la mezcla de sangre oxigenada y carboxilada es menor y la eficacia del corazón es mayor. Los cocodrilos poseen un corazón con ventrículos divididos por un tabique completo, igual que aves y mamíferos.
Aves y Mamíferos: Poseen una circulación doble y completa. La sangre entra carboxilada en el corazón por la aurícula derecha, y atraviesa la válvula tricúspide para entrar en el ventrículo derecho. Sale del corazón por las arterias pulmonares hacia los pulmones, donde se oxigena y vuelve al corazón por las venas pulmonares. Entra por la aurícula izquierda y atraviesa la válvula mitral para entrar en el ventrículo izquierdo, donde es impulsada hacia los tejidos. La sangre carboxilada vuelve por las venas hacia el corazón, entrando por la aurícula derecha.
MOVIMIENTO CARDIACO
El movimiento cardiaco consiste en una fase de sístole (contracción) y una fase de diástole (relajación). El ciclo es el siguiente:
o Se produce una sístole auricular y una sístole ventricular. Esto es debido al retraso que origina el nódulo auriculoventricular.
o Se genera una diástole auricular y una diástole ventricular. La relajación de las aurículas posibilita su llenado de sangre, que viene de las venas. La diástole ventricular permite el llenado de los ventrículos por la sangre que viene de las aurículas en contracción.
El movimiento cardiaco es modificado por el bulbo raquídeo en función de las necesidades energéticas de los tejidos. El ritmo cardiaco lo marca un marcapasos formado por:
Nódulo senoauricular: produce el impulso inicial del ritmo cardiaco. Se encuentra en la pared de la aurícula derecha. Sus fibras tienen una capacidad de excitación mayor que las del resto del corazón. Por ello controlan el ritmo cardiaco.
Fibras internodales: son fibras que unen un nódulo con el siguiente y expanden el impulso generado por el seno auricular.
Nódulo auriculoventricular: lugar donde el impulso se retrasa antes de excitar la contracción ventricular (0,11s). Se encuentra en el septo que separa la aurícula derecha del ventrículo derecho. Provoca que los ventrículos se contraigan poco después de haberse contraído las aurículas.
Fascículo de His y fibras de Purkinje: son fibras que se encuentran en el septo ventricular y estimulan la contracción conjunta de todas las células musculares que forman los ventrículos.
