PARA PENSAR
Estudios realizados en el área de la endocrinología pediátrica revelan que en las últimas dos décadas se ha visto a nivel mundial el incremento de la población infantil con tendencia al sobrepeso y la obesidad. Esta situación ha sido relacionada con hábitos de vida inadecuados, una dieta no balanceada con ingesta inapropiada de alimentos que excede los requerimientos calóricos del niño (muchas golosinas, exceso de azúcares, salsas y otros aditivos, etc.) sumados a una menor práctica de actividad física. Es por esto que se están tomando medidas a nivel internacional para abordar este problema de salud pública y propiciar ambientes sanos de alimentación y actividad física en los diferentes entornos que rodean la población infantil.
PARA RESPONDER
Según
la lectura, ¿qué factores han incrementado el sobrepeso y la obesidad en la
población infantil durante los últimos años?
¿Consideras
que el contenido energético de tu alimentación es apropiado para el tipo de
actividades que realizas? Argumenta tu respuesta.
Si
fueras gobernante, ¿qué acciones propondrías para fomentar el consumo de un
adieta balanceada y una permanente actividad física, especialmente en la
población infantil?
OSMORREGULACIÓN Y EXCRECIÓN
Para sobrevivir los seres vivos necesitan
mantener relativamente constante la composición química de su cuerpo. Para
esto, deben regular la entrada y salida de agua, sales, minerales y otros
solutos. Eso lo hacen por medio de dos procesos: la Osmorregulación y la
excreción.
Los sistemas fisiológicos de los animales
se encuentran inmersos en un medio de fluidos, debiendo mantener dichas
concentraciones de agua y solutos de ciertos iones (por ejemplo: sodio, cloro,
potasio y bicarbonato) dentro de determinados límites. La osmorregulación controla
las concentraciones de solutos, en donde a mayor cantidad de estas partículas
disueltas se tendrá una mayor osmolaridad, es por eso que el agua se moverá de
las regiones de menor concentración a las regiones con mayor concentración para
alcanzar el equilibrio, evitando estados demasiado diluidos o muy concentrados.
Asimismo, la homeostasis
se
encarga de la disposición de los desechos del organismo, tras la distribución
de nutrimentos a las células, pues los animales requieren eliminar los residuos
metabólicos y el exceso de agua a través de la excreción, regulando
también el Ph. En el caso del ser humano será a través de los riñones, las
glándulas sudoríparas, el intestino grueso y los pulmones, equilibrando la
composición de la sangre y otros fluidos corporales. Es importante no confundir
la excreción con la defecación, que es la eliminación del material no digerido
por el sistema digestivo.
1. LA OSMORREGULACIÓN
La principal función de la osmorregulación
es
mantener la composición química del citoplasma celular y los fluidos internos,
dentro de los límites en los que se puede desarrollar cada especie.
La osmorregulación se basa principalmente
en el movimiento de solutos entre los fluidos internos y el medio ambiente, lo
que generalmente se hace a través de superficies u órganos de excreción.
Estos órganos están especializados en
eliminar los desechos tóxicos que se producen del funcionamiento celular,
mientras conservan los solutos que son escasos y necesarios para el buen
funcionamiento del organismo. El movimiento de solutos, a su vez, permite el equilibrio hídrico, es
decir, regula la cantidad de agua, pues el agua sigue a los solutos por
ósmosis.
- Los
animales unicelulares acuáticos están completamente bañados por agua.
- Los
fluidos internos de los insectos y de otros animales que poseen sistema
circulatorio abierto se conoce como hemolinfa.
- En los vertebrados y en los otros
animales que poseen circulación cerrada, el fluido interno que rodea las
células se conoce como liquido intersticial.
2. LA EXCRECIÓN
Los seres vivos utilizan los nutrientes
que obtienen de los alimentos durante la digestión, y el oxigeno que obtienen
durante la respiración, para llevar a cabo el funcionamiento o metabolismo celular.
Gracias
a este, se produce energía y se sintetizan moléculas necesarias como el ADN
y las proteínas.
Sin embargo, también se producen
sustancias de desecho que son toxicas y que si se acumulan, pueden llegar a
causar la muerte. Estas sustancias tóxicas se eliminan del cuerpo mediante el
proceso de excreción.
Los principales productos de la excreción
de las células son el dióxido de carbono y el agua, que
se forman durante el proceso de respiración celular; y el amoniaco (NH3),
que resulta de la degradación de las proteínas en sus unidades constituyentes:
los aminoácidos.
El amoniaco
(NH3)
es un compuesto nitrogenado extremadamente tóxico que puede causar la muerte,
aún si se acumula en pequeñas cantidades, de tal manera que la mayoría de
organismos lo excreta disuelto en agua, como urea en nuestra orina.
Esquema general de la excreción
Los organismos realizan el proceso de excreción
a través de la membrana celular, o por medio de sistemas y órganos
especializados para tal propósito. Además, de la eliminación de desechos, la
excreción permite a los organismos controlar la concentración de determinadas
sales disueltas y de otras sustancias necesarias; y mantener el equilibrio
hídrico, que consiste en igualar la cantidad de agua que entra al cuerpo con la
que sale de este.
3. EL EQUILIBRIO HÍDRICO
El equilibrio hídrico se relaciona con el
fenómeno de la ósmosis,
que es el movimiento del agua a través de la membrana celular, desde un lugar
de menor concentración de sustancias disueltas hacia otro donde estas están en
mayor concentración. Se pueden presentar tres condiciones:
- Cuando
el citoplasma es hipertónico
con
respecto al medio, es decir, cuando la concentración de sustancias disueltas es
mayor dentro de las células que en el líquido que las rodea, entonces el agua
entrará a ellas por ósmosis. Si el exceso de agua no se elimina, las células se
pueden llegar a explotar.
- Cuando el citoplasma es hipotónico,
es
decir, cuando tienen menor concentración de sustancias disueltas que el medio
extracelular, el agua saldrá de la célula. Si el agua no se remplaza, las
células se pueden deshidratar y morir.
- Cuando el citoplasma es isotónico,
con
respecto al medio, es decir, cuando tiene la misma concentración de sustancias
disueltas, entonces la salida y la entrada de agua a la célula serán
equivalentes.
Representación de lo que le sucedería a
un paramecio si no contara con adaptaciones para contrarrestar la entrada o
salida de agua de su cuerpo.
Balance hídrico en
las células de los organismos vivos.
El balance entre la excreción y
el equilibrio hídrico de un pez de agua dulce.
Imagen recuperada de https://biologiahelena.webcindario.com/libro/c43b.htm
La osmorregulación en los peces de agua
salada es hipotónica con respecto al mar.
Imagen recuperada de https://www.depeces.com/la-osmorregulacion-peces-agua-dulce-agua-salada.html
Los organismos terrestres que no se
encuentran en un medio liquido sino gaseoso, tienen aun más riesgos de
deshidratarse. En estos, lo sistemas excretores están especializados en
eliminar la mayor cantidad de sustancias de desecho y sales, diluidas en la
menor cantidad posible de agua.
Las tortugas terrestres, que
frecuentemente viven en lugares secos, excretan principalmente ácido úrico con
poca agua.
LA EXCRECIÓN CELULAR
Las estructuras especializadas que posee
la célula para realizar la excreción son las vacuolas
y la membrana
celular,
las cuales hacen la eliminación de los desechos mediante tres mecanismos: el
transporte pasivo, el transporte activo y la exocitosis.
El trasporte pasivo: Algunos desechos como el dióxido de
carbono, el amoniaco y el agua, atraviesan espontáneamente la membrana celular,
gracias al proceso de transporte pasivo.
El transporte activo: La membrana celular regula la
concentración de sales disueltas en el interior de la célula por medio de un mecanismo que consiste en
bombear ciertas sales disueltas fuera de la célula, estas sustancias son
excretadas mediante el proceso de transporte activo en contra de su gradiente
de concentración. Este se realiza a través de proteínas transportadoras que
están ubicadas en la membrana celular, y exige consumo de energía. (branquias
de los peces y los riñones de los mamíferos).
La exocitosis: Para expulsar los desechos muy grandes las células utilizan vacuolas donde los almacenan, junto con el exceso de agua, hasta eliminarlos mediante la exocitosis. Durante la exocitosis, las vacuolas se fusionan con la membrana celular y se abren al exterior para expulsar su contenido.
Las vacuolas pueden ser temporales o permanentes.
Las temporales se encargan de deshacerse de los desechos tóxicos y las permanentes regulan principalmente la cantidad de agua dentro de la célula. Dentro de esta última se encuentra la vacuola central de las células vegetales, que regulan la concentración de agua y almacena las sustancias de desecho.
Eliminación
de las sustancias de desecho en el proceso llamado exocitosis.
EXCRECIÓN EN ORGANISMOS SENCILLOS
Los organismos como las bacterias,
los protozoos,
las algas
y los hongos,
no tienen sistemas excretores especializados. Sus cuerpos son tan sencillos,
que los desechos pueden salir directamente a través de la membrana celular por difusión,
transporte activo, ósmosis y exocitosis.
Excreción en bacterias: Las bacterias aerobias excretan dióxido
de carbono,
mientras
que las bacterias anaerobias excretan ácido
acético,
que
sirve para producir vinagre, o ácido láctico,
que
es la base para elaborar productos lácteos como el yogurt y el kumis.
Además, algunas bacterias excretan
sustancias útiles para el ser humano, como los insecticidas y los combustibles;
y otras liberan sustancias toxicas altamente peligrosas que producen
enfermedades como la disentería, el botulismo y el tétano.
La excreción en protozoos y algas: estos organismos de agua dulce
utilizan las vacuolas contráctiles,
las cuales se localizan en el citoplasma, crecen rápidamente y expulsan el agua
que constantemente les entra por ósmosis junto con los desechos.
Los protozoos y las algas excretan dióxido
de carbono (CO2),
y agua
como
resultado de la respiración, pero las algas eliminan estas sustancias solo en
la noche. Durante el día las algas excretan oxígeno
(O2)
como
resultado de la fotosíntesis.
La excreción en levaduras: Las levaduras excretan alcohol
etílico
(etanol) y dióxido
de carbono
(CO2). Este proceso hace parte de la fermentación alcohólica, que es la base
para la elaboración como el vino y la cerveza. Otras sustancias excretadas por
estos organismos son las vitaminas
del complejo B y un compuesto llamado efedrina,
que se utiliza para tratar el asma y las elegías.
Excreción en hongos multicelulares: Estos hongos excretan agua y dióxido de carbono (CO2). También excretan sustancias a partir de las cuales se elaboran antibióticos como la penicilina y en algunos casos producen sustancias tóxicas como la flavotoxina, que produce cáncer el hígado.
Hongos Penicillium
Imágenes recuperada de https://sp.depositphotos.com/168633270/stock-photo-fungi-penicillium-which-cause-food.html y de http://herbariofitopatologia.agro.uba.ar/?page_id=319
Hongos Penicillium
que causan deterioro de los alimentos y se utilizan para la producción del
primer antibiótico, la penicilina.
