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Regulación Iónica y Osmótica

Dr. Enrique Márquez Ríos

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Excreción y Regulación Osmótica Órganos osmoreguladores y excretores Los vertebrados eliminan algunos desechos metabólicos a través del intestino y la piel, pero la mayor parte es eliminada a través de órganos excretores especializados, como el riñón. Los peces y otros animales acuáticos enfrentan un problema particular en la eliminación, ya que sus branquias y membranas orales son permeables tanto para el agua como para las sales.

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Órganos osmoreguladores y excretores  La salinidad del agua en el océano es más concentrada que la de los fluidos corporales del pez y el agua es eliminada, pero las sales tienden a difundirse, concentrándose en el interior; por eso los animales marinos beben agua de mar.

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Órganos osmoreguladores y excretores  Por el contrario, tratándose de peces de agua dulce, estos pierden sales y absorben agua a través de las branquias porque su concentración salina interna es mucho mayor que la de las aguas circundantes.

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Órganos osmoreguladores y excretores  Muchos desechos nitrogenados de los organismos acuáticos pasan a través de los riñones, órganos que también participan en el mantenimiento del equilibrio agua-sal (homeostasis) mediante excreción o retención de ciertos minerales.

Las branquias también toman parte prominente en la excreción de las sustancias de desecho, eliminando principalmente el amoniaco.

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Órganos osmoreguladores y excretores  El riñón típico de un pez está formado de muchas unidades individuales o nefronas, constando cada una de un corpúsculo renal (cuerpo de Malpighi) y un túbulo del riñón. Los túbulos se unen a conductos colectores que finalmente vierten hacia fuera a través del ducto mesonéfrico y sus variadas modificaciones terminales. El cuerpo de Malpighi está formado de glomérulos, un vaso sanguíneo fuertemente enrollado, provisto de arteriolas aferentes y eferentes, y encapsulado por células renales delgadas (cápsula de Bowman).

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Órganos osmoreguladores y excretores  Algunos teleósteos tienen riñones, habitualmente con pequeños glomérulos o sólo unos cuantos de tamaño mediano; otros muestran una tendencia de los glomérulos a volverse más pequeños, menos frecuentes y poco vascularizados (Ej. Myoxocephalus).

Hay otros peces marinos, incluyendo a los ósea del Antártico que carecen de glomérulos (Ej. Opsanus)

Myoxocephalus

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Órganos osmoreguladores y excretores Los glomérulos y la cápsula actúan en común como ultrafiltros, donde la presión de la sangre produce una diálisis no selectiva de moléculas de bajo peso molecular de hasta 70,000 Da, es decir las proteínas del suero son retenidas en la sangre. El fluido excretable sufre alteración durante el recorrido a lo largo de los túbulos donde la glucosa, minerales y otros solutos son reabsorbidos hacia la sangre con un gasto de energía. La presencia de glucoproteínas anticongelantes y el aglomerulismo de los riñones desempeñan un papel importante al permitir que los peces de aguas congelantes se adapten a la temperatura de dichas aguas. 8

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Desafíos iónicos y osmóticos del ambiente acuático  Prácticamente todos los vertebrados acuáticos tiene células, canales iónicos y características osmóticas diferentes de las de sus hábitats externos. El agua y pequeños nanoelectrolitos como la urea y el amonio que se pueden mover a través de la membrana plasmática en la interfase interna/externa por medio de “deformaciones” de las bicapas de lípido – carbohidratos. Iones como el sodio, potasio y cloro no pueden pasar fácilmente a través de las membranas biológicas sin la ayuda de proteínas transportadoras que se encuentran en toda la bicapa lipídica. 9

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Desafíos iónicos y osmóticos del ambiente acuático  Algunos iones se mueven de manera pasiva en y fuera de los animales acuáticos, en su mayoría a través de las diferentes rutas celulares compuestas de uniones estrechas. Otros iones se mueven dentro y fuera del animal por transporte activo para ganar o excretar agua y solventar problemas osmóticos. Este último grupo de iones debe ser movido cruzando la bicapa de lípidos o a través de uniones estrechas, con aporte de energía para evitar sobrecarga o agotamiento.

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Desafíos iónicos y osmóticos del ambiente acuático  En última instancia, los movimientos del agua y una combinación de movimientos de iones de manera pasiva y activa, crean la necesidad de los mecanismos osmóticos y al mismo tiempo son los componentes para alcanzar dichos mecanismos. Aunque es bien aceptado que el riñón es en general, el órgano más importante para la excreción de sodio, potasio, cloro y agua en vertebrados terrestres, existen varios tejidos epiteliales extrarenales, que juegan un papel dominante en la osmoregulación en los peces.

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Desafíos iónicos y osmóticos del ambiente acuático  Algunos de esos tejidos son las branquias, intestino, vejiga urinaria y en el caso de los elasmobranquios, una glándula de sal especializada y la glándula rectal.

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Teleósteos  Los teleósteos habitan ambientes acuáticos en rangos de agua dulce (