Entre los animales más sencillos como las esponjas (Porífera) y la hidra (Hydra) no se presentan estructuras especializadas para eliminar desechos metabólicos, lo hacen por difusión desde el líquido intracelular hacia el medio externo.

En los invertebrados más grandes han evolucionado órganos especializados para la excreción que también ayudan a mantener un equilibrio hídrico; en estos animales los órganos se denominan nefridiales. En los plantelmintos y nemertinos este órgano recibe el nombre de protonefridio (figura 23); estos órganos constan de túbulos cuyos extremos internos son ciegos, voluminosos y ciliados; esas estructuras terminales se conocen como células en flama (flamíferas). Hay un sistema de conductos exteriores ramificados que conectan los protonefridios con el exterior. Las células flama se encuentran inmersas en el líquido extracelular de modo que los desechos se difunden directamente hacia esas células y de ahí hacia los conductos excretores que se abren como poros en la superficie de la planaria. La principal función de la célula flamífera es regular el contenido del agua del cuerpo.

Otro tipo de órgano nefridial es el que presenta la lombriz de tierra (Lumbricus terrestris) llamado metanefridio (conocido también como nefridio). Se trata de un tubo abierto por los dos extremos; el extremo interno desemboca a la cavidad celómica en forma de embudo ciliado (nefrostoma) que permite que el líquido del celoma pase al interior; conforme ese líquido avanza por el largo y erollado tubo, va sufriendo cambios en su composición, porque las sustancias como la glucosa y sales que aún pueden ser utilizadas son reabsorbidas hacia la sangre; los desechos, por el contrario, se concentran y eliminan por el otro extremo llamado nefridióporo. Cada uno de los tubos está rodeado de una red de capilares, lo que permite la eliminación de los desechos de la sangre y el regreso a la circulación de las sustancias todavía útiles (figura 24).

Los animales de agua dulce disponen de suficientes cantidades de agua para eliminar sus componentes nitrogenados en forma de amoniaco compuesto que se disuelve con facilidad, pero en los animales terrestres éste es su principal problema, la falta de agua, por lo que se ven en la necesidad de conservarla. Una medida de adaptación para este fin se observa en los artrópodos (insectos), que realizan un proceso bioquímico en donde el amoniaco se transforma en ácido úrico, compuesto nitrogenado mucho menos tóxico que el amoniaco. (la escasa toxicidad se debe en parte a su baja solubilidad); tan pronto como la concentración de ácido úrico comienza a incrementarse, se precipita; en este estado no ejerce ningún efecto bioquímico y puede eliminarse con poco agua. Esta transformación se realiza en unas estructuras membranosas que reciben el nombre de túbulos de Malpighi, colocadas sobre el tubo digestivo, las cuales guardan íntima relación con el sistema circulatorio (figura 25).

46

Las células de éstos extraen las sustancias solubles de la sangre y las traspasan a la cavidad de los túbulos en donde se efectúa la selección de los productos de desecho, la transformación bioquímica y la reabsorción de materiales útiles, entre ellos el agua. Los túbulos de Malpighi no abren al exterior, sino en el intestino, por lo que los desechos se eliminan junto con las heces. De este modo, los insectos se deshacen de sus compuestos nitrogenados sin perder agua.

Los principales órganos de excreción de los vertebrados son los riñones. No es fácil establecer homologías entre los diversos tipos de órganos excretores que se encuentran en los vertebrados, ya que todos ellos presentan variaciones relacionadas tal vez con los procesos de adaptación a las diferentes condiciones ecológicas, por lo cual se comenzará por hablar del aparato excretor de los mamíferos tomando como ejemplo el del hombre.

Los riñones humanos son órganos en forma de frijol cuyo tamaño aproximado corresponde al de un puño cerrado, situados contra la pared dorsal del cuerpo hacia ambos lados de la columna vertebral. Al igual que los demás órganos excretores, los riñones se relacionan con el sistema circulatorio; reciben una extraordinaria cantidad de sangre, más o menos el 20% de la sangre que bombea el corazón cada minuto. Ésta llega a través de las arterias renales y sale del riñón por las venas renales.

La corteza y la médula de un riñón están constituidas, en términos aproximados, por un millón de nefronas. La nefrona es la unidad estructural y funcional de los riñones; para comprender la fisiología del riñón en conjunto se requiere comprender la de la nefrona.

Una nefrona consta de dos partes principales: un corpúsculo renal y un túbulo renal. El corpúsculo está formado por un cáliz hueco con una doble pared de células llamado cápsula de Browman, y un ovillo esférico de capilares sanguíneos, el glomérulo, que se proyecta dentro de la cápsula. El túbulo renal consta de tres regiones: El túbulo proximal (cerca del glomérulo), el asa de Henle y el distal (lejano). Cada túbulo distal envía su

47

El funcionamiento del nefrón está relacionado con el suministro de sangre que llega al riñón, y es a través de la arteria renal que al llegar a éste se ramifica para formar una serie de arteriolas que distribuyen la sangre a cada nefrona y forman los glomérulosdonde se filtra la sangre. Ésta sale del glomérulo y fluye por otro lecho capilar que rodea la porción tubular de la nefrona, los vasos sanguíneos convergen y forman un sistema de venas que originan la vena por la cual sale la sangre del riñón.

Los capilares del glomérulo tienen paredes muy delgadas atravesadas por poros diminutos que permiten la filtración del agua, aminoácidos, glucosa, sales y urea de la sangre al túbulo. El resto de la sangre sale de los glomérulos por una arteriola (eferente). Luego que el filtrado glomerular entra en la cápsula de Bowman, pasa al sistema tubular de la nefrona, donde se realiza la resorción y secreción tubular que lleva a la formación de la orina.

Del 100% del filtrado glomerular sólo se excreta el 1%, el 99% se resorbe a la sangre mediante la red de capilares que rodean al túbulo. La resorción del agua ocurre por ósmosis y la de otras sustancias (iones de cloro y sodio, glucosa, aminoácidos y vitaminas) por transporte activo. Esto se realiza en la porción proximal del túbulo.

Una vez que el filtrado se procesa, éste continúa hasta el tubo colector de ahí a la pelvis del riñón, donde se une para formar una serie de embudos drenados por un conducto llamado uréter. La orina es transportada a lo largo de los uréteres hacia la vejiga mediante contracciones peristálticas espontáneas de las paredes uretrales ayudadas por la gravedad. La vejiga es una bolsa musculosa elástica situada en la cavidad pélvicaarriba del hueso púbico; aquí la orina puede almacenarse de modo temporal. Ésta sale por un conducto, la uretra, que varía en longitud según el sexo.

Al igual que los riñones humanos, los de los demás vertebrados se componen de numerosas nefronas. Sin embargo, se presentan algunas diferencias estructurales que se relacionan con el medio en el cual viven estos animales.

En el proceso de mantener constante la composición química del medio interno, se eliminan muchos productos de desecho del metabolismo. En esta función los riñones son auxiliados por otros órganos.

Debido a la acción de las glándulas sudoríparas, la piel actúa como un órgano de excreción; éstas extraen el agua, la urea (en muy pequeñas cantidades) y algunas sales de la sangre, las que se liberan en la superficie de la piel. La excreción del agua por las glándulas sudoríparas forma parte del mecanismo de regulación de la temperatura del cuerpo.

Los pulmones son también órganos de excreción en cuanto eliminan el bióxido de carbono y el agua durante el intercambio gaseoso.

Ciertas sales como las de hierro y calcio son excretadas en forma directa a la cavidaddel intestino por las células epiteliales que lo tapizan. Éstas abandonan el cuerpo a través del intestino junto con las heces fecales.

El hígado es también un órgano de excreción, pues fabrica los pigmentos biliares durante el proceso de descomposición de la hemoglobina a partir de los restos de los glóbulos rojos; los pigmentos biliares penetran en el intestino mediante los conductos biliares comunes. Junto con las sales metálicas mencionadas son los únicos componentes de las heces fecales que pueden ser considerados desechos metabólicos propiamente dichos.