Fisiología Animal: Coordinación Nerviosa y Excreción

Sistema Excretor

6.4 Funcionamiento del Aparato Excretor

Los tetrápodos terrestres producen orina hipertónica, porque deben eliminar el exceso de sales y urea sin perder demasiada agua. Las nefronas del metanefros, que atraviesan la corteza renal y la médula hipertónica, consiguen reabsorber solutos y el agua que no se debe perder. Eliminan agua con una elevada concentración de urea.

Sistemas de Coordinación en Animales

1. Etapas de la Función de Relación

La función de relación consta de las siguientes etapas:

• Percepción: Realizada por receptores sensoriales especializados en la percepción de estímulos internos o externos (nervios).
• Interpretación e Integración: La información recogida es centralizada e interpretada por el sistema.
• Respuesta: Por mecanismos de divergencia conducidas desde centros nerviosos.

Tipos de respuesta:

• Movimiento: Producido por contracción de células musculares. Respuestas rápidas, puntuales e inmediatas.
• Secreciones: Por glándulas endocrinas o exocrinas u hormonas, forman el sistema endocrino. Respuestas lentas, duraderas y específicas, hormona a cada órgano.
• División celular: En ciertos casos, la respuesta a un estímulo es la multiplicación celular.
• Respuesta inmunológica: Frente a la entrada de agentes extraños, lo que permite proteger el medio interno de infecciones, por medio de identificación específica y la eliminación de dichos agentes patógenos. Esta respuesta se lleva a cabo en el sistema inmune.

2.1 Transmisión del Impulso Nervioso

El impulso nervioso es eléctrico, gracias a modificaciones en el potencial eléctrico de la membrana.

Potencial de Reposo

El potencial de membrana es la diferencia de voltaje a través de la membrana plasmática y depende de la distribución de cargas eléctricas a sus lados.

El potencial de reposo es el potencial de membrana en el que el flujo neto de corriente a través de la misma está equilibrado y se puede considerar 0. El potencial en el equilibrio tiene un valor de -70mV y se consigue y mantiene gracias a canales iónicos situados en la membrana.

• Bomba Na-K activa: Introduce 2 K+ en el interior por cada 3 Na+ (Usa ATP).
• Canales Na+ cerrados: Impiden la entrada de Na+ y se acumula en el exterior celular.
• Canales Cl- cerrados.
• Canales K+ abiertos: Permiten la salida a favor de gradiente, compensando así cargas negativas de iones Cl-, con lo que su exterior celular es cada vez más positivo respecto al interior.

Potencial de Acción

Cuando la fibra nerviosa es estimulada, se produce la despolarización de la membrana, o potencial de acción. Este proceso se divide en fases:

• El estímulo provoca apertura de canales de Na+, cierre de K+ y paralización de la bomba Na-K. Se produce entrada rápida y masiva de iones Na+ al interior de la célula en la región estimulada. Consecuencia: inversión (+30mV). El movimiento de corriente eléctrica alrededor del sitio despolarizado hace que los canales iónicos de Na+, K+ y la bomba de Na-K adyacentes se modifiquen, y así se propague el impulso nervioso por la fibra.
• Cuando la membrana está despolarizada, disminuye la permeabilidad del canal Na+ y se cierra, cesa el paso de Na+ y se produce apertura retardada del canal de K+.
• Se restaura el estado inicial, la membrana se repolariza, recupera el potencial de reposo gracias a la activación de la bomba sodio-potasio. Periodo refractario: 0.5-2 ms.

2.2 Transmisión Sináptica

Zonas: presináptica, postsináptica, hendidura sináptica.

Tipos de Sinapsis

• Eléctrica: El impulso nervioso se transmite directamente de célula a otra.
• Química: Intervención de neurotransmisores. Procesos bioquímicos que participan:
  • Síntesis del neurotransmisor y almacenamiento en vesículas sinápticas.
  • Liberación del neurotransmisor por exocitosis: el impulso nervioso abre canales de Ca²+ de la membrana presináptica. La entrada de Ca²+ provoca la fusión de vesículas sinápticas con la membrana y liberación del neurotransmisor en el espacio sináptico.
  • Unión del neurotransmisor: a su receptor proteico específico situado en la membrana de la neurona postsináptica. Los receptores son canales iónicos; al unirse al neurotransmisor, sufren cambio conformacional, se abren y dejan pasar iones. El potencial de membrana se modifica y transforma la señal química en eléctrica. Hay 3 canales permeables al Na+, Cl- y K+.
  • Inactivación del neurotransmisor: por degradación química mediante enzimas del espacio sináptico o reabsorción en la membrana presináptica para uso posterior.