Transporte y Circulación de Nutrientes en Organismos Vivos

El intercambio y transporte de nutrientes es fundamental para la supervivencia de los organismos. La complejidad de estos procesos varía significativamente entre las diferentes formas de vida:

• Los organismos unicelulares captan los alimentos por fagocitosis y el oxígeno por difusión, siendo el transporte intracelular.
• Conforme se incrementa la complejidad, los invertebrados más primitivos necesitan un sistema adicional para hacer circular el medio acuático externo a través del cuerpo del animal.
• Otros invertebrados más evolucionados mantienen una circulación primitiva en cavidades llenas de líquidos.
• Poco a poco, los animales más complejos han desarrollado sistemas transportadores especializados mediante los sistemas circulatorio, respiratorio y excretor.

Líquidos Circulantes Característicos

Los líquidos circulantes más característicos en el reino animal son:

• Sangre: Presente en anélidos y vertebrados, con hemoglobina o hemeritrina (en el caso de los anélidos).
• Hemolinfa: En moluscos y artrópodos, con hemocianina.
• Linfa: Característica de los vertebrados que circula por el interior del sistema linfático.
• Hidrolinfa: Característica de los equinodermos.

Tipos de Sistemas Circulatorios

El sistema circulatorio puede ser de dos tipos principales:

• Sistema Cardiovascular: Presente en gran parte de los vertebrados e invertebrados. Puede ser abierto o cerrado y consta de tres componentes: el corazón, vasos sanguíneos y fluido circulante.
• Sistema Linfático: Exclusivo de los vertebrados.

Sistema Circulatorio Abierto

Es propio de invertebrados, como los artrópodos y algunos moluscos. La hemolinfa es impulsada por uno o más corazones hacia un espacio abierto llamado hemocele que baña a las células. El intercambio de nutrientes y desechos por difusión se lleva a cabo entre la hemolinfa y las células del cuerpo. Posteriormente, la hemolinfa vuelve al corazón a través de las venas.

Sistema Circulatorio Cerrado

Es propio de algunos invertebrados, como los anélidos y moluscos cefalópodos, y de todos los vertebrados. La sangre circula bajo presión, impulsada por el corazón dentro de un sistema tubular cerrado. Las paredes de los capilares son tan delgadas que a través de ellas se realiza el intercambio de gases, nutrientes y residuos entre las células y la sangre. La sangre vuelve al corazón a través de las venas.

Homeostasis y Excreción: Mantenimiento del Medio Interno

La eliminación de los desechos forma parte de un conjunto de procesos dirigidos a mantener la homeostasis, que consiste en la regulación de las características del medio interno (concentración de sales, otras sustancias y el pH).

Pilares de la Homeostasis

Los dos pilares que mantienen la homeostasis son:

• La Excreción: Eliminación de los desechos metabólicos que continuamente producen las células.
• La Osmorregulación: Intercambio de sales y agua entre el medio extracelular y el mundo exterior para compensar las pérdidas y ganancias de estas.

Procesos Clave de la Excreción

En el proceso de excreción normalmente se llevan a cabo tres tipos de procesos:

• Filtración: Difusión de ciertos componentes presentes en los líquidos del cuerpo a través de las membranas permeables de los órganos excretores.
• Reabsorción: El filtrado contiene sustancias de interés para el organismo que son devueltas al medio interno en regiones especializadas de los órganos excretores.
• Secreción: El filtrado se enriquece con ciertos iones en exceso o determinadas toxinas que se bombean desde el medio interno, hasta formar un líquido concentrado que se expulsa al exterior en forma de orina.

Sistemas Excretores en Invertebrados

• Poríferos, cnidarios, nematodos y equinodermos no poseen estructuras excretoras especializadas; eliminan sus desechos por difusión a través de su superficie.
• Los platelmintos son los primeros animales que poseen un aparato excretor especializado. La orina formada se excreta a través de poros que se abren a la superficie corporal. Las unidades excretoras fundamentales son los protonefridios, canalículos cerrados en cuyo fondo se encuentra una célula flamígera que conduce las excreciones hacia la periferia.
• Los anélidos y moluscos poseen un sistema más eficaz que el anterior porque los túbulos están abiertos en ambos extremos y facilitan la entrada de fluidos a través del nefrostoma, una abertura ciliada a modo de embudo. La unidad excretora es el metanefridio; cada metámero en los anélidos está provisto de dos. Los productos de la excreción son eliminados al exterior a través del nefridioporo.
• En insectos y arácnidos el sistema excretor consiste en unas prolongaciones de la pared intestinal llamadas tubos de Malpighi. Una vez formada la orina pasa al recto, donde la mayor parte del agua y de las sustancias útiles son reabsorbidas, formándose unas heces prácticamente secas.
• El aparato excretor de los crustáceos es muy semejante al de los vertebrados, donde la orina se forma en un saco ciego que recoge el filtrado libre de proteínas a partir de la sangre. Esta orina inicial pasa a la porción tubular donde su composición se modifica por reabsorción y secreción de sustancias.

Tipos de Excreción Nitrogenada en Vertebrados

La principal vía de excreción en vertebrados es el sistema urinario, que elimina la orina. Los productos de la excreción urinaria son diferentes en los distintos grupos de vertebrados:

• Amonotélicos: La mayoría de los peces óseos y otros animales acuáticos. Excretan los residuos nitrogenados por la orina en forma de amoniaco.
• Ureotélicos: Mamíferos, la mayoría de anfibios y algunos peces óseos y cartilaginosos. Excretan residuos nitrogenados en forma de urea.
• Uricotélicos: Aves, la mayoría de reptiles, insectos y caracoles terrestres. Excretan los residuos nitrogenados en forma de ácido úrico.