Nutrición en Animales: Excreción

1. Introducción: Eliminación de Desechos

• Necesidad de eliminación de productos de desecho del metabolismo.
• Consecuencia: Desarrollo de aparatos excretores.
• Recogen productos de desecho desde el sistema circulatorio.
• Los expulsan al medio externo.

Desechos principales del metabolismo celular:

• CO2 (excretado por aparato respiratorio).
• Residuos nitrogenados.
• Otras sustancias tóxicas.

Problemas con residuos nitrogenados (NH3):

• Proceden del catabolismo de las proteínas.
• Son tóxicos.
• Hay distintas estrategias para su eliminación (en función del agua disponible).

1.1 Animales Amoniotélicos

• Excreción directa de amoniaco (NH3).
• Molécula muy tóxica.
• Necesidad de dilución en mucha cantidad de agua para disminuir su toxicidad.
• Propio de muchos animales acuáticos con total disponibilidad de agua.

1.2 Animales Uricotélicos

• Transforman amoniaco en ácido úrico.
• Poco soluble y con menor toxicidad.
• La excreción del ácido úrico es casi sólida (sin gasto de agua).
• Propio de animales terrestres que evolucionaron adaptándose a zonas áridas (con poca disponibilidad de agua).

1.3 Animales Ureotélicos

• Transforman amoniaco en urea.
• Menor toxicidad.
• Más soluble en agua que el ácido úrico.
• Excreción de urea en disolución con cierta cantidad de agua.
• Propio de animales que evolucionaron con cierta disponibilidad de agua.

2. Funciones Generales de los Aparatos Excretores

• Eliminación de productos de desecho del metabolismo.
• Regulación de las concentraciones de sales y otras sustancias disueltas en el plasma sanguíneo.
• Mantener el equilibrio hídrico del animal.

3. Excreción en Invertebrados

3.1 Esponjas y Cnidarios

• No poseen sistema excretor.
• Difusión simple de desechos a través de la membrana plasmática de las células: Excretan directamente al medio externo.

3.2 Platelmintos

• Poseen protonefridios.
• Son tubos ramificados y cerrados por un extremo.
• En el extremo hay células flamígeras (cilios), que mueven el líquido con desechos hacia el exterior.
• El protonefridio se abre al exterior a través de poros.

3.3 Anélidos y Moluscos

• Poseen metanefridios.
• Son tubos completos (con 2 orificios).
• Se inician en una cavidad interna del animal (celoma).
• Se abren al exterior a través de nefridioporos.
• Paso de sustancias de desecho desde el celoma hasta el exterior.

3.4 Insectos

• Poseen túbulos de Malpighi.
• Tubos cerrados por un extremo.
• Se abren al intestino.

3.5 Crustáceos

• Poseen glándulas verdes bajo las antenas.
• Sacos que recogen desechos, conectados por un tubo a una vejiga.
• Se abre al exterior por medio de poro excretor.

4. Excreción en Vertebrados

• Órgano principal: Riñón.
• Contiene miles de nefronas: Estructura básica de excreción.
• Estructura de la nefrona:
  • a) Corpúsculo renal: Formado a su vez por:
    • Glomérulo: ovillo de capilares sanguíneos.
    • Cápsula de Bowman: estructura que envuelve al glomérulo.
  • b) Túbulo renal: Con varias zonas:
    • Túbulo contorneado proximal (zona descendente).
    • Asa de Henle.
    • Túbulo contorneado distal (zona ascendente).
    • Finaliza abriéndose a un túbulo colector.
    • Rodeado de red de capilares sanguíneos.

4.1 Fases del Proceso de Formación de Orina

1. Filtración glomerular:
   • Paso de sustancias desde los capilares (glomérulo) hasta la cápsula de Bowman.
   • Pasa casi todo el plasma sanguíneo excepto proteínas (180 l/día).
2. Reabsorción tubular:
   • El líquido filtrado continúa por el túbulo renal.
   • A lo largo del túbulo se reabsorben hacia los capilares sanguíneos.
   • Moléculas necesarias: Glucosa, vitaminas, aminoácidos, agua, sales disueltas, etc.
3. Secreción tubular:
   • Ciertas sustancias de desecho (urea, creatinina, iones) se secretan al túbulo renal.
   • Se consigue la composición adecuada de orina.
   • Resultado final: orina que se recoge en tubo colector (1,5 l/día).
   • Pasará hasta el uréter.

Nutrición en Animales: Circulación

1. Introducción

• Los sistemas circulatorios surgieron por la necesidad (entre otros) de:
  • Aporte de nutrientes y oxígeno a las células.
  • Eliminación de desechos producidos en el metabolismo.
• El aparato circulatorio se encarga del transporte de estas sustancias (y otras).
• Por eso, en el proceso general de nutrición, el sistema circulatorio se relaciona con otros sistemas y aparatos.
• Además, el sistema circulatorio transporta otros componentes (moléculas, células, etc.) no relacionados con la nutrición.

2. Funciones del Sistema Circulatorio

• a) Transporte de sustancias:
  • O2: desde pulmones hasta los tejidos para realizar la respiración celular.
  • CO2: desde tejidos a los pulmones para excretarlo.
  • Nutrientes: desde el tubo digestivo hasta los tejidos.
  • Desechos: desde tejidos hasta aparato excretor.
  • Hormonas: desde glándulas endocrinas hasta tejidos diana.
• b) Regulación de:
  • Acidez (pH): mantiene un pH (acidez) del medio interno neutro.
  • Temperatura corporal.
• c) Protección:
  • Defensa frente a organismos patógenos.
  • Coagulación.

3. Estructura General de los Sistemas Circulatorios

• a) Vasos conductores: sistema de conductos por donde circula el líquido.
  • Arterias: corazón → tejidos.
  • Venas: tejidos → corazón.
  • Capilares: ramificaciones de los vasos, con diámetro microscópico, en los que se intercambian moléculas con los tejidos.
• b) Líquido circulante:
  • Sangre: en vertebrados.
  • Hemolinfa: en algunos invertebrados (artrópodos).
• c) Órgano bombeador (corazón).

3.1 Tipos de Corazón

• Tubulares: muy sencillos, son tubos ensanchados y contráctiles y pueden tener válvulas.
• Accesorios: impulsan la circulación por zonas.
• Tabicados: presentan cámaras, aurículas y ventrículos.

4. Tipos de Sistemas Circulatorios

• Esponjas, cnidarios y platelmintos no poseen sistemas circulatorios.
• Intercambio directo de sustancias entre células y el medio externo.

4.1 Sistemas Abiertos

• Es el diseño más simple de los sistemas circulatorios.
• El líquido bombeado circula en unas zonas a través de vasos, y en otras el sistema se abre en cavidades del cuerpo.
• El líquido baña directamente las células y después vuelve a los vasos hasta llegar al corazón.
• Limita el tamaño de los animales (artrópodos y moluscos).

4.2 Sistema Circulatorio Cerrado

• Sistema más complejo y eficiente.
• El líquido circula en todo momento por el interior de los vasos.
• Solo sale el plasma a través del endotelio de los capilares.

4.3 Tipos de Sistemas Circulatorios Cerrados

• a) Sistema cerrado simple:
  • Corazón con una aurícula y un ventrículo.
  • La sangre pasa una sola vez por el corazón en cada vuelta del cuerpo.
  • Propio de peces.
• b) Sistema cerrado doble:
  • La sangre pasa dos veces por el corazón en cada vuelta completa al cuerpo.
  • Propio de anfibios, reptiles, aves, mamíferos.
  • Se diferencian 2 circuitos:
    • Circulación menor: corazón → pulmones → corazón.
    • Circulación mayor: corazón → resto de sistemas → corazón.

4.4 Tipos de Sistemas Cerrados Dobles

• a) Incompleto:
  • Corazón con ventrículo sin tabicar.
  • Mezcla de sangre proveniente de circulación menor (oxigenada) con la proveniente de circulación mayor.
• b) Completo:
  • El corazón está completamente tabicado.
  • Dos aurículas y dos ventrículos separados.
  • No hay mezcla de sangre oxigenada y desoxigenada.
  • Propio de algunos reptiles (cocodrilos), aves y mamíferos.

Sistema Nervioso Animal

1. Introducción

1.1 Funciones del Sistema Nervioso

• a) Coordina el funcionamiento del resto de aparatos y sistemas del organismo.
• b) Lleva a cabo la función de relación de los animales:
  • Proceso por el que los seres vivos responden de manera adecuada a estímulos, cambios externos e internos detectados.

1.2 Estructura General del Sistema Nervioso

• a) Sistema Nervioso Periférico (SNP): Conjunto de nervios que conducen la información en forma de impulso nervioso (IN).
• b) Sistema Nervioso Central (SNC): Conjunto de órganos encargados, entre otras funciones, de la percepción y elaboración de respuestas.

1.3 Receptores y Efectores

• Receptores: estructuras especializadas en captar los estímulos.
  • Pueden ser:
    • Sencillos (terminaciones nerviosas) / Complejos (órganos de los sentidos).
  • Clasificación de receptores:
    • Exteroceptores: en la superficie (órganos de los sentidos).
    • Interoceptores: en el interior del organismo (receptores de la sensación de hambre o sed).
  • Según el tipo de estímulo al que son sensibles:
    • Mecánico: sensibles al tacto, presión, movimiento y sonido (receptores de sonido en el oído).
    • Químico: captan la presencia de sustancias químicas (células gustativas u olfativas).
    • Térmico: reciben cambios de temperatura en el medio (receptores de calor/frío de la piel).
    • Luminoso: captan la luz (ojos de los vertebrados, ocelos de artrópodos).
• Efectores: estructuras dedicadas a llevar a cabo la respuesta.
  • Musculatura: encargada de la respuesta motora (implica movimiento).
  • Glándulas endocrinas: encargadas de la respuesta hormonal.

Por lo tanto, el sistema nervioso realiza las funciones (coordinación y relación) junto con el sistema endocrino.

2. Las Neuronas

El sistema nervioso está formado por células muy especializadas.

Las neuronas son las principales células del tejido nervioso.

Generan y transmiten el impulso nervioso.

2.1 Tipos de Neuronas

• Según la morfología:
  • Unipolar (invertebrados) / Bipolar (oído, olfato, vista) / Pseudobipolar (tacto, presión, dolor) / Multipolar (SNC).
• Según su función, se diferencian 3 tipos:
  • a) Neuronas sensitivas:
    • Captan estímulos por medio de receptores y los transforman en impulso nervioso (IN).
    • Transmiten los impulsos nerviosos a los centros nerviosos para que sean analizados.
    • Forman los nervios sensitivos (del SNP) que conectan órganos receptores con el SNC.
  • b) Neuronas de asociación (o interneuronas):
    • Forman los centros nerviosos (SNC: encéfalo y médula espinal).
    • Analizan la información recibida desde neuronas sensitivas.
    • Emiten respuesta en forma de impulso nervioso.
  • c) Neuronas motoras:
    • Reciben impulsos nerviosos procedentes de centros nerviosos.
    • Los transmiten hasta los órganos efectores, encargados de llevar a cabo la respuesta.
    • Forman los nervios motores (del SNP) que conectan centros nerviosos con órganos efectores (músculo y glándulas).
    • Ejemplos de enfermedades neurodegenerativas: Esclerosis Lateral Amiotrófica (ELA)
      • Destrucción progresiva de neuronas motoras provocando la atrofia muscular.

2.2 Asociaciones de Neuronas

Las neuronas, junto con las demás células nerviosas, forman distintas estructuras del tejido nervioso.

• a) Fibras nerviosas: Formado por asociación de:
  • Axones de neuronas + Vaina de mielina.

  Vaina de mielina:

  • Capa que rodea el axón.
  • Formado por células de Schwann (SNP) y oligodendrocitos (SNC).

  Entre célula y célula de la vaina de mielina hay un pequeño espacio: el nódulo de Ranvier.

  Permite una mayor rapidez de transmisión del impulso nervioso.

  Las fibras nerviosas se diferencian entre:

  • Fibras mielínicas: las células de Schwann envuelven al axón al rotar a su alrededor, formando la vaina de mielina.
  • Fibras amielínicas: los axones se encuentran en “depresiones” de las células de Schwann, pero estas no le envuelven rotando a su alrededor.

  -Ejemplo de enfermedad neurodegenerativa: Esclerosis múltiple

  • El propio sistema inmunitario destruye a la vaina de mielina impidiendo la transmisión de impulsos nerviosos.

  Las fibras nerviosas se agrupan en fascículos.

  Los fascículos, a su vez, se agrupan formando nervios.

  Por último, los nervios se clasifican en:

  • Nervios sensitivos: formado por neuronas sensitivas.
  • Nervios motores: formado por neuronas motoras.
  • Mixtos: contiene neuronas de ambos tipos.
• b) Ganglios:
  • Agrupación de los cuerpos neuronales localizados fuera del sistema nervioso central.
• c) Centros nerviosos:
  • Formados por asociación de cuerpos neuronales y dendritas.
  • Forman parte del sistema nervioso central.
  • Controlan o rigen una determinada función.

3. El Impulso Nervioso

El sistema nervioso transmite la información por medio del impulso nervioso.

En general, el sentido es: Dendritas → Cuerpo neuronal → Axón.

3.1 Características del Impulso Nervioso

• No depende del tipo de estímulo.
• Todos los impulsos nerviosos son parecidos.
• Es unidireccional.
• Más rápida en fibras mielínicas.
• Se transmite “a saltos” entre los nódulos de Ranvier.

3.2 Transmisión del Impulso Nervioso

• Consiste en el paso de cationes y aniones de un lado a otro de la membrana de la neurona.
• Proceso de despolarización y repolarización de un sector de la membrana.
• Proceso sináptico o sinapsis:
  • Es la transmisión del impulso nervioso de una célula a otra.
  • Desde extremo del axón de neurona presináptica → hasta extremo de dendrita de neurona postsináptica (o célula efectora).
  • Entre ambas células existe un espacio libre: espacio sináptico.

Fases del proceso sináptico o sinapsis:

1. Llegada del impulso nervioso al extremo (botón) de la neurona presináptica.
2. Vesículas con neurotransmisores liberan estas moléculas al espacio sináptico.
3. Llegada de estos hasta receptores de la célula postsináptica.
4. Apertura de canales para permitir el paso de iones de sodio.
5. Generación del impulso nervioso en célula postsináptica.

4. Estructura del Sistema Nervioso

SNC: formado por centros nerviosos.

SNP: formado por nervios y ganglios.

4.1 Características del SNC

• Formado por encéfalo + médula espinal.
• Protegidos por hueso (cráneo y vértebras).
• Protegidos también por membranas (meninges):
  • Duramadre / Piamadre / Aracnoides.
• En las meninges se encuentra el líquido cefalorraquídeo.
• En el SNC se distinguen zonas:
  • Sustancia gris: zonas con predominio de cuerpos neuronales.
  • Sustancia blanca: zonas con predominio de axones de mielina.

4.2 Componentes del SNC

• a) Encéfalo: centro nervioso formado por:
  • Cerebro: con múltiples funciones (percepción, memoria, pensamiento, actos voluntarios…).
  • Cerebelo: se encarga del control del movimiento, equilibrio…
  • Tronco encefálico: se encarga de actos involuntarios (respirar, latido cardíaco).
• b) Médula espinal:
  • Transmite la información desde los nervios sensitivos al encéfalo, y de este a los nervios motores.
  • Realiza los actos reflejos (respuestas motoras rápidas sin intervención del encéfalo).