Fisiología de los sistemas respiratorio y excretor en animales: resumen

Fisiología de los Sistemas Respiratorio y Excretor en Animales

Sistema Respiratorio: Intercambio de Gases y Energía

El sistema respiratorio cumple una función vital: aporta el O2 que las células necesitan para la respiración celular y elimina el CO2 procedente de dicho proceso.

Tipos de Respiración Animal

• Respiración Externa: Consiste en tomar O2 y expulsar CO2. Implica los pulmones, el intercambio de gases y la ventilación pulmonar.
• Respiración Interna: Es un proceso catabólico que destruye glucosa en presencia de O2 para generar CO2, H2O y energía, ocurriendo en las mitocondrias.

Mecanismos de Obtención de O2 según el Animal

La forma en que los animales obtienen oxígeno varía según su complejidad y medio:

• Animales sin sistema respiratorio: Células obtienen directamente el O2 disuelto en el agua. Típico en animales pequeños y simples, como Poríferos y Cnidarios.
• Respiración Branquial: Utilizan branquias. Pueden ser:
  • Externas: Mayor exposición a la depredación.
  • Internas: Alojadas en las hendiduras branquiales y protegidas por el opérculo.
• Respiración Cutánea: La piel actúa como órgano respiratorio. Se observa en Anélidos, adultos de anfibios y equinodermos.
• Respiración Traqueal: Mediante un sistema de tráqueas. Característica de insectos, arácnidos y miriápodos.
• Respiración Pulmonar: Presente en anfibios, reptiles, aves y mamíferos.

Procesos Bioquímicos de la Respiración Celular

La obtención de energía a partir de la glucosa involucra etapas clave:

1. Ciclo de Krebs: Ocurre en la matriz mitocondrial, genera 1 ATP y se libera el CO2.
2. Cadena Respiratoria: Se localiza en las crestas mitocondriales, consume O2, libera H2O y produce una gran cantidad de ATP.

Reacción global de la respiración celular: $\text{Glucosa} + 6\text{O}_2 \rightarrow 6\text{CO}_2 + 6\text{H}_2\text{O} + \text{Energía}$

Anatomía del Sistema Respiratorio Humano

Las vías respiratorias incluyen:

• Fosa nasal
• Cavidad bucal
• Faringe
• Laringe
• Tráquea
• Bronquios
• Bronquiolos
• Vesículas pulmonares (Alvéolos)

Intercambio Gaseoso y Ventilación Pulmonar

El intercambio gaseoso se produce debido a la diferencia de concentración de gases entre el exterior y el interior de los alvéolos: el O2 pasa al interior alveolar y el CO2 pasa a los conductos respiratorios. Este es un proceso físico-químico de difusión simple entre el aire inspirado en los alvéolos y la sangre de los capilares circundantes.

La ventilación pulmonar (inspiración) introduce aire en los pulmones mediante la contracción de varios músculos:

1. Músculos intercostales: Se contraen, elevando las costillas.
2. Diafragma: Se contrae y desciende.

Estos movimientos ensanchan la caja torácica y aumentan el volumen pulmonar. Consecuentemente, la presión interna disminuye, permitiendo que el aire entre por las fosas nasales y la boca hasta los alvéolos.

Sistema Excretor: Eliminación de Productos de Desecho

El sistema excretor elimina tanto productos de desecho no nitrogenados ($ ext{CO}_2$, sudor, bilis) como nitrogenados.

Clasificación de Desechos Nitrogenados

La forma de excreción nitrogenada depende de la toxicidad y la necesidad de agua:

• Animales Amonotélicos: Excretan Amoniaco. Es muy tóxico y requiere mucha agua. Típico de animales acuáticos.
• Animales Ureotélicos: Excretan Urea. Presenta menor toxicidad y necesita una cantidad moderada de agua. Incluye a anfibios y mamíferos.
• Animales Uricotélicos: Excretan Ácido úrico. Posee muy baja toxicidad y requiere apenas agua. Característico de insectos, reptiles y aves.

Anatomía del Sistema Urinario Humano

Los componentes principales son:

• Venas renales
• Riñones (órganos principales, con forma de judía, situados a cada lado de la columna vertebral, debajo de la caja torácica)
• Uréteres
• Arterias renales
• Vejiga
• Uretra

Estructura del Riñón

El riñón se organiza en varias capas:

1. Cápsula renal

2. Corteza renal:

• De aspecto granulado.
• Contiene las nefronas.

3. Zona medular o Médula renal:

• De aspecto estriado.
• Compuesta por las pirámides de Malpighi.

4. Pelvis renal

La Nefrona: Unidad Funcional Renal

La nefrona es la unidad funcional y estructural del riñón. Su función es filtrar la sangre, reabsorber lo necesario y excretar el resto como orina.

Proceso de Filtración y Reabsorción

El proceso se divide en tres fases:

1. Filtración Glomerular: La sangre ingresa al riñón por la arteria renal y llega al glomérulo de la nefrona. El plasma sanguíneo atraviesa las paredes capilares y se filtra hacia la cápsula de Bowman, que actúa como embudo, dirigiendo el filtrado hacia el túbulo contorneado distal.
2. Reabsorción Tubular: El plasma contiene moléculas valiosas que no deben eliminarse. Estas se reabsorben a través de difusión o transporte activo desde los túbulos proximales y distales hacia los capilares. De esta manera, se recupera la mayor parte de la glucosa.
3. Secreción Tubular: Consiste en el paso activo de sustancias de desecho desde los capilares hacia el túbulo contorneado distal para su posterior excreción.