Presentación del capítulo 41

1. Homeostasia
Semana 10, Capítulo 41

2. 41.1 Mantenimiento del fluido
extracelular
 Las células de todos los
organismos tienen
condiciones químicas muy
estables en el citoplasma.
Esta constancia se mantiene
gracias a la estabilidad del
líquido que las rodea (fluido
intersticial) y de la sangre y
la linfa que circulan por el
cuerpo (fluido extracelular).
El mantenimiento de la
La estabilidad del ambiente temperatura en los animales
interno del cuerpo se conoce homeotérmicos (los que
mantienen una temperatura
como homeostasia. constante) es también parte
de la homeostasia.

3. Distribución de fluidos en el cuerpo
humano

4. Mantenimiento del
fluido extracelular
 Todos los animales
adquieren de su medio
ambiente agua y
alimento. También
pierden agua y
producen desperdicios
metabólicos. Los
órganos del sistema
excretor mantienen el
volumen y la Aunque las heces fecales se conocen como
excreta, no son productos de excreción.
constancia química del Cuando hablamos de excreción nos referimos
fluído extracelular. a la eliminación de productos del
metabolismo. La excreta se compone
mayormente de materiales indigeribles que
nunca formaron parte del organismo.

5. Interacciones con otros sistemas
Los sistemas del cuerpo se interconectan. Este diagrama
presenta la relación de sistema excretor con otros sistemas.

6. 41.2 Cómo mantienen los invertebrados
el equilibrio de líquidos- las esponjas
 Las esponjas son los
animales multicelulares más
simples. No tienen tejidos ni
órganos, por lo que cada
célula elimina sus
desperdicios
independientemente. El
exceso de agua que entra
por ósmosis a las células de
las esponjas de agua dulce
es excretado por vacuolas Vacuola
contráctiles similares a las antes y
después
de los protistas que viven de
en agua dulce. expulsar
agua

7. Los gusanos planos
 Los gusanos
planos de agua
dulce tienen un
sistema de
células
flamígeras que
conducen agua
y desperdicios
metabólicos
desde los
tejidos hasta
poros en la
superficie del
cuerpo.

8. Las lombrices de tierra
 Las lombrices de
tierra tienen en
cada segmento
dos nefridios
que filtran fluido
celómico del
segmento
anterior y sangre
de las redes de
capilares que
rodean los
nefridios.

9. Los insectos
 Los insectos
tienen tubos de
Malpighi que
transportan
desperdicios de la
sangre al interior
del tubo y de allí al
recto, donde se
absorbe casi toda
el agua antes de
expulsar los
desperdicios
mezclados con las
heces fecales.

10. 41.3 Regulación de líquidos en los
vertebrados
 Los vertebrados tienen un
sistema excretor que filtra agua,
desperdicios metabólicos y
toxinas presentes en la sangre.
También reabsorbe agua, sales
y otros solutos necesarios. Los
órganos principales de
excreción son los riñones.
 El metabolismo de los
aminoácidos produce nitrógeno
cuando se les remueve el grupo
amino. Este nitrógeno se Grupo
elimina como amoniaco, urea o amino
ácido úrico.

11. Amoniaco
 Amoniaco (NH3) es el
desperdicio
nitrogenado de la
mayoría de los
animales acuáticos. Es
muy tóxico pero es fácil
de excretar cuando hay
mucha agua disponible.
Según se produce, sale
por difusión de las
células y se excreta a
través de la superficie
del cuerpo o de las
branquias.

12. Urea
 Urea es el desperdicio
nitrogenado de los
anfibios y los
mamíferos. Es menos
tóxico que el amoniaco
pero hay que eliminarlo
disuelto en bastante
agua.

13. Ácido úrico
 Ácido úrico es el desperdicio
nitrogenado de los insectos, los
reptiles y las aves. Es menos
tóxico que la urea y para
ahorrar agua puede excretarse
casi sólido. Producirlo consume
bastante energía pero ahorra
mucha agua.

14. Balance de líquidos en los peces
marinos
 Los tejidos de los peces marinos contienen sales pero la
concentración osmótica del agua de mar es mayor. Por lo
tanto sus tejidos pierden agua. Aunque viven en un
ambiente marino, estos peces tienden a deshidratarse.
Los peces
marinos viven
en un medio
hipertónico
porque la
concentración
osmótica de
sus tejidos es
menor que la
del agua.

15. Balance de líquidos en los peces de agua
dulce
 Los tejidos de los peces de agua dulce contienen más
sales que el agua donde viven. Por lo tanto sus tejidos
ganan agua y sus células tienden a hincharse.
Los peces de
agua dulce
viven en un
medio
hipotónico
porque la
concentración
osmótica de
sus tejidos es
mayor que la
del agua.

16. Balance de líquidos en anfibios y reptiles
 Cuando están en el agua los
anfibios orinan en abundancia y
bombean iones desde el agua
hasta las redes de capilares
presentes debajo de la piel.
Cuando están en tierra pueden
conservar agua excretando parte
del nitrógeno como ácido úrico.
 Los reptiles, las aves y los
mamíferos tienen una piel
impermeable y unos riñones bien
desarrollados y eficientes. Los La pasta blanca es ácido
reptiles y las aves excretan ácido úrico, las particulas
úrico. oscuras son excreta.

17. Balance de líquidos en los mamíferos
 Nuestra orina contiene
mucha agua porque tenemos
que eliminar la urea bastante
diluida. Tenemos que beber
para sustituir el agua.
 Las ratas del desierto tienen
riñones muy eficientes. La
mayor parte del agua que
necesitan la obtienen del
agua metabólica.
 Los mamíferos marinos
tienen riñones muy grandes
que producen una orina más
salada que al agua de mar.

18. 41.4 Nuestro sistema urinario
 Nuestro sistema
urinario se
compone de dos
riñones que filtran la
sangre, dos
uréteres que llevan
la orina a la vejiga
y una uretra que
descarga la orina al
exterior del cuerpo.
Los riñones filtran
toda nuestra sangre
diariamente unas
40 veces.

19. Estructura del riñón
 El riñón está cubierto
por una cápsula
fibrosa llamada
cápsula renal.
Internamente se divide
en tres regiones:
corteza, médula y
pelvis. La sangre
llega a cada riñón por
una arteria renal y
sale por una vena
renal. El uréter lleva la
sangre a la vejiga.

20. Nefrones: unidades funcionales del riñón
 La unidad funcional del
riñón es el nefrón o
nefrona. Sus partes
aparecen a la derecha.
 La pared de los tubos
del nefrón sólo tiene
una célula de espesor.
 Nota que parte del
nefrón queda en la
corteza renal y parte
queda en la médula
renal.

21. Vasos que rodean los nefrones
 La arteria renal se
ramifica hasta formar
una red de capilares
dentro de la cápsula de
Bowman (el glomérulo).
 Del glomérulo sale una
arteriola eferente que
forma una segunda red
de capilares alrededor
de los tubos del nefrón.
La sangre se recoge en
vénulas que convergen
en la vena renal.

22. 41.5 Cómo se forma la orina
 La orina se forma mediante tres procesos: filtración
glomerular, reabsorción tubular y secreción tubular.
 La filtración sucede en los capilares de la cápsula de
Bowman. Debido a la presión hidrostática generada por el
corazón, parte del plasma (llamada filtrado glomerular) sale
del glomérulo y entra al tubo del nefrón.

23. Reabsorción tubular
 Este proceso sucede a lo largo de los tubos del nefrón.
Casi toda el agua y los solutos del filtrado glomerular
pasan del interior del tubo a los capilares peritubulares,
quedando en el interior como la mitad de la urea y otros
desperdicios.
Las células de la
pared del túbulo
usan energía para
mover solutos del
interior del túbulo a
los capilares. El
agua sigue detrás
del soluto por
ósmosis.

24. Secreción tubular
 Este proceso también sucede a lo largo de los tubos del
nefrón. En esta ocasión se transportan activamente urea e
iones de los capilares al interior de los túbulos.
Las células de la
pared del túbulo
usan energía para
mover urea e iones
del interior de los
capilares al tubo del
nefrón.

25. Concentración de la orina
 La concentración de orina en
el asa de Henle crea un
gradiente de concentración
de soluto en el fluido
intersticial de la médula renal.
Este gradiente hace que la
orina se concentre aún más
según fluye por el tubo
colector hacia la pelvis renal.
 La permeabilidad del tubo
ascendente y del tubo
colector determinan cuán
concentrada es la orina que
orinamos.

26. Resumen de la formación de orina

27. 41.6 Control del consumo de agua y la
formación de orina
 Nuestro cuerpo pierde agua
a través de la respiración, el
sudor y la orina. Cuando
perdemos más agua de la
que ingerimos se produce
menos saliva. La boca seca
estimula el centro de la sed
en el hipotálamo. Este centro
envía impulsos al cerebro,
que sumados a otros
recibidos de osmorreceptores
en el mismo cerebro, hacen
que empieces a buscar agua.

28. Efecto de la hormona antidiurética
 Además de buscar agua, el cuerpo
toma medidas para reducir la pérdida.
Concentrar más la orina envuelve a la
hormona antidiurética (ADH).
 La ADH se produce en la pituitaria
cuando aumenta la concentración de
sodio en la sangre. Su blanco es las
células del túbulo distal y del tubo
colector del nefrón. Allí se insertan en
la membrana proteínas de transporte
llamadas acuaporinas que aceleran el
transporte de moléculas de agua del
interior de estos tubos hacia las redes
Canal de acuasporina
de capilares, concentrándose la orina.

29. Control de la secreción de ADH
 Cuando tomamos agua y/o producimos una orina más
concentrada, receptores en el hipotálamo informan a la
pituitaria para que reduzca la secreción de ADH.

30. Efecto de la aldosterona
 Cuando baja el volumen del
fuido intersticial, las arteriolas
de los nefrones secretan
renina. Esta hormona
convierte angiotensinógeno a
angiotensina I y angiotensina
II, lo que a su vez estimula la
producción de aldosterona
en la corteza adrenal. Esta
hormona aumenta la
reabsorción de sal en el tubo
colector del nefrón, lo que
causa la salida de agua y se
produce una orina más
concentrada.

31. Efecto del péptido natriurético atrial
 Cuando el volumen de sangre aumenta y las paredes de
los atrios del corazón se estiran más de lo normal, fibras
musculares de los atrios secretan el péptido natriurético
atrial (ANP). Este péptido inhibe la secreción de
aldosterona y de renina. El efecto es un aumento en la tasa
de filtración y una orina más diluida.

32. Desórdenes hormonales y balance de
fluídos: diabetes insípidus
 El nombre de este desorden
data del tiempo cuando el
análisis de la orina incluía su
sabor. Insípidus significa sin
sabor porque en este tipo de
diabetes no hay glucosa en la
sangre.
 En este caso la pituitaria
produce muy poca ADH, sus
receptores no responden o no
funcionan las acuasporinas.
El resultado es la producción
de mucha orina diluída y una
sed difícil de saciar.

33. 41.7 Equilibrio ácido–base
 El pH de la sangre y del fluído intersticial se mantiene
entre 7.35 y 7.45. Los riñones, amortiguadores de pH y
el sistema respiratorio mantienen la concentración de
protones (H+) dentro de este límite.
 Los riñones son el único órgano que puede
selectivamente eliminar iones de hidrógeno.
 El ión bicarbonato actúa como amortiguador para
capturar el exceso de iones de hidrógeno.
H+ + HCO3- ↔ H2CO3 ↔ CO2 + H2O
 Cuando el pH de la sangre baja, la respiración se torna
más rápida y profunda. De esta forma eliminamos más
CO2 y reducimos la producción de ácido carbónico e
iones de hidrógeno.

34. Alcalosis
 La alcalosis se produce cuando el
pH de la sangre excede de 7.35. El
tipo más común sucede cuando se
hipervetilan los pulmones
inhalando y exhalando
rápidamente en sucesión. Esto
reduce la concentración de bióxido
de carbono en la sangre, lo que
reduce la concentración de ácido Respirar dentro de una
carbónico y aumenta el pH. A bolsa evita la pérdida
continuación se contraen arteriolas excesiva de bióxido de
del cerebro, se reduce la cantidad carbono y alivía los
síntomas de la
de oxígeno que llega a las células hiperventilación, que es
y se produce el mareo típico de la una de las causas de
hiperventilación. los ataques de pánico.

35. Acidosis
 La acidosis se
produce cuando el pH
de la sangre baja de
7.35. Varios factores
pueden causarla,
incluyendo la
ventilación lenta de
los pulmones, la
producción excesiva
de varios ácidos y la
producción de poco
bicarbonato.

36. 41.8 Cuando fallan los riñones
 La mayoría de los
problemas renales se
deben a complicaciones
de la diabetes y de la alta
presión que afectan las
redes de capilares
asociadas con los
nefrones.
 Ciertas infecciones,
toxinas, medicamentos y Las piedras en los riñones son
depósitos de ácido úrico, calcio y
las dietas de alto consumo otros desperdicios que se
de proteínas también precipitan en la pelvis del riñón.
pueden causar daño a los Pueden asumir diversas formas y
causan mucho dolor cuando pasan
riñones. por el uréter y la uretra.

37. Diálisis
 Diálisis es un tratamiento
para personas cuyos
riñones han dejado de
funcionar. El tipo más
común es la hemodiálisis,
donde la sangre se circula
por tubos dentro de un
dializador. Durante el
proceso, que dura varias
horas y se repite tres veces
por semana, se restablece
la composición química
normal de la sangre.

38. Trasplantes
 La única cura permanente
para un fallo renal es el
trasplante de riñón. En los
EUA más de 40,000
personas permanecen en
listas de espera debido a
la escasés de riñones.
Estos se obtienen de
cadáveres, de personas
con muerte cerebral o de
personas vivas que donan
(o en algunos lugares
venden) un riñón.

39. 41.9 Ganancias y pérdidas de calor
 Las reacciones del
metabolismo liberan calor.
Nuestra temperatura es el
producto del calor
metabólico más el calor que
obtenemos del medio
ambiente menos el calor
que perdemos al medio
ambiente. Cuando estamos
en descanso nuestro
cuerpo produce
aproximadamente el mismo
calor que una bombilla de
100 vatios.

40. Cómo perdemos calor
 Radiación- calor que radía
de la superficie al ambiente.
Como el calor que radía una
bombilla.
 Conducción- calor que se
transfiere a otro cuerpo.
Como cuando tocamos una
superficie fría.
 Convección- calor que se
lleva el aire o el agua cuando
fluyen alrededor del cuerpo.
 Evaporación- calor que se
pierde cuando agua se
convierte en vapor.

41. Animales ectotermos
 Los animales
ectotermos tienen
una temperatura
similar a la del medio
ambiente. Por lo
general poseen un
metabolismo bajo y la
piel no tiene pelo ni
plumas que evitan la
pérdida de calor. Se
mueven a lugares
calientes o fríos
cuando la temperatura
es muy baja o alta.

42. Animales endotermos
 Los animales
endotermos
mantienen una
temperatura constante
aunque fluctúe la del
medio ambiente. Por lo
general poseen un
metabolismo alto y la
piel está cubierta de
pelo o plumas que
evitan la pérdida de
calor. Pueden vivir en Los mamíferos marinos
ambientes fríos que los sustituyen el pelaje por
una gruesa capa de
ectotermos evitan. grasa debajo de la piel.

43. Animales heterotermos
 Los animales
heterotermos
mantienen una
temperatura alta Los zumbadores mantienen una temperatura
alta cuando están activos pero de noche baja
constante cuando considerablemente.
están activos y la
reducen cuando están
inactivos.
Los osos bajan la temperatura del cuerpo
cuando invernan. De esta forma conservan
sus reservas de energía.

44. 41.10 Regulación de la temperatura en
los mamíferos
 El termostato de los mamíferos está en el hipotálamo.
Termorreceptores en la piel y profundo dentro del cuerpo
notifican al hipotálamo sobre cambios de temperatura y se
generan ajustes para tratar de mantenerla constante.
receptores
de calor

45. Respuestas al calor
 Los mamíferos responden a
temperaturas altas con ajustes
metabólicos y de
comportamiento.
 Cuando la temperatura sube,
aumenta el flujo de sangre a la
piel para que el calor se radíe,
se suda para perder calor por
evaporación de agua, se jadea,
se reduce el nivel de actividad
y se busca la sombra.
 Si las medidas no son exitosas
se puede producir una
peligrosa hipertermia.

46. Fiebre
 La fiebre es un aumento de
temperatura dirigido a
combatir una infección,
subiendo la temperatura a un
punto perjudicial para el
patógeno pero que a la vez
beneficia al sistema inmune.
Una fiebre sostenida de 40
grados centígrados o más es
peligrosa porque ciertas
enzimas no funcionan a
temperaturas tan altas.

47. Respuestas al frío
 Los mamíferos también
responden a temperaturas
bajas con ajustes
metabólicos y de
comportamiento.
 Cuando la temperatura baja,
se reduce el flujo de sangre
a la piel para conservar
calor, se para el pelaje,
aumenta la contracción
muscular para generar más
calor y el animal se encorva
para retener calor.

48. Hipotermia
 La hipotermia sucede cuando el cuerpo no puede
mantener la temperatura normal y ésta baja a niveles
peligrosos.
El cerebro es
particularmente
sensible a
cambios de
temperatura y no
puede funcionar
correctamente a
las temperaturas
que causan
hipotermia.

49. Resumen de respuestas al calor y al frío

50. Biodiversidad- Trachemys stejnegeri
La jicotea vive en La
Española y Puerto Rico.
Es nuestra única tortuga
nativa de agua dulce.
Habita en charcas,
lagunas y quebradas. Se
alimenta de materia
vegetal y animal. El
macho tiene las garras
delanteras mucho más
grandes que las de la
hembra. Las jicoteas se
capturaban antes para
alimento.