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martes, 29 de mayo de 2012

Anatomía y Fisiología del Oído


Anatomía del oído.

El oído es el encargado de recoger las ondas sonoras, es decir, vibraciones de las partículas del aire. Las ondas llegan a unos pabellones situados a los lados de la cabeza, las orejas.
Esquema del oído.

El oído es el encargado de transformar esa onda sonora, de naturaleza mecánica, en una impulso nervioso. Además, en su interior se encuentra el mecanismo de control del equilibrio.

El oído tiene tres partes, el oído externo, medio e interno:

Oído externo: recoge las ondas sonoras del exterior y las conduce al interior. Está constituido por pabellón auditivo, conducto auditivo y tímpano.
  • Pabellón auditivo: es decir, la oreja. Se trata de un colgajo de cartílago elástico recubierto por piel y que se encarga de canalizar los sonidos del exterior hacia el conducto auditivo.
  • Conducto auditivo: canal de unos dos centímetros y medio de longitud. Está recubierto de pelos y de una secreción cerosa que impide que penetren partículas de suciedad. Finaliza en el tímpano.
  • Tímpano: capa de tejido conjuntivo fibroso que hace de “tela de tambor”, es decir, vibra cuando llega el sonido. Es, por lo tanto, el transmisor de la vibración de las partículas de aire.

Oído medio: se denomina también cavidad timpánica. En ella, la vibración del tímpano se transmite a tres pequeños huesos enlazados, el martillo, el yunque y el estribo, colocados en ese orden. Conducen la vibración mecánica desde el tímpano hasta el oído interno. Además, esta cavidad comunica con la nasofaringe a través de la trompa de Eustaquio, que evita que exista diferencias importantes de presión entre los dos lados del tímpano.

Oído interno: por la complejidad de sus conductos se denomina también laberinto. El laberinto está constituido por tres zonas, los conductos semicirculares óseos, el vestíbulo y la cóclea o caracol. Todo ello se encuentra rellena en un líquido llamado endolinfa y recubierto exteriormente por otro líquido denominado perilinfa. El vestíbulo, que está situado en la porción  central tiene una forma ovalada y está constituido por dos sacos, el sáculo y el utrículo.
Esquema del oído
En el interior del vestíbulo están los receptores del equilibrio. A partir del vestíbulo salen hacia arriba tres conductos arqueados, los conductos semicirculares. Por debajo y detrás del vestíbulo está el sáculo. Del sáculo. Del báculo parte la cóclea, de forma espiral, en cuyo interior se encuentra el verdadero órgano de audición, el órgano de Corti.

Órgano de Corti
En la cóclea encontramos encontramos tres conductos denominados rampa vestibular, rampa timpánica y conducto coclear. Las rampas vestibular y timpánica se encuentran rellenas de perilinfa. El órgano de Corti se encuentra en la membrana del coclear, que es el más interno de los tres y se encuentra relleno por endolinfa.





Fisiología del oído.

Órgano de Corti (A. de Grey, en Inglés)
Las ondas sonoras llegan al pabellón auditivo y son transmitidas, a través del conducto auditivo, hacia el tímpano. El tímpano vibra por la acción de las ondas sonoras y esta vibración se transmite al martillo, que a su vez mueve al yunque y el yunque al estribo. Estos transmiten el movimiento a unas membranas del oído interno que provocan que la perilinfa y endolinfa se mueva a través del laberinto.

Estos movimientos de estos líquidos provocan cambios en las presiones sobre las paredes de los conductos que se encuentran en la cóclea. Estos movimientos de las paredes y membranas son detectadas por unas células ciliadas cuyos cilios oscilan al estar en contacto con las membranas que recubren los conductos.

Las células ciliadas se encuentran conectadas a neuronas aferentes. El órgano de Corti recoge así los movimientos de la endolinfa y mandan las señales al sistema nervioso central, a través del nervio auditivo.

El centro auditivo se encuentra en la zona temporal del cerebro. El sonido se debe a los movimientos de la endolinfa de la cóclea.
Órgano de Corti
Los movimientos de nuestro cuerpo provocan movimientos en la endolinfa de los canales semicirculares. Estos están dispuesto con unos ángulos de aproximadamente 90º entre si y los movimientos de la endolinfa provocan una señal al cerebro que indican el movimiento que está realizando nuestra cabeza, siendo por lo tanto el responsable de la sensación de equilibrio.

sábado, 19 de mayo de 2012

Anatomía básica del ojo


Características generales.

El sentido de la vista es el encargado de percibir los estímulos luminosos del exterior, es decir, radiación electromagnética. Su órgano sensorial es el ojo. Somos capaces de percibir radiaciones electromagnéticas con una longitud de onda entre 400nm y 700nm. Constituye lo que se denomina espectro de luz visible (por debajo de los 400nm están los ultravioleta y por encima de los 700nm los infrarrojos).
En los seres humanos la vista es, posiblemente, el órgano sensorial predominante.

Anatomía del ojo.

El ojo es el órgano principal del sentido de la vista. Su estructura receptora son una serie de células sensibles a la luz rodeada de una serie de estructuras accesorias.

Glándulas lagrimales y tarsales
Entre las estructuras externas destacan, por un lado, los párpados, unos pliegues cutáneos que se cierran cuando queremos que no entre la luz, siendo por lo tanto una protección frente a estímulos lumínicos muy intensos o para ayudarnos a conciliar el sueño. También protegen frente a otro tipo de agresiones y extiende los líquidos lubricantes sobre la superficie del ojo. Sobre el extremo del párpado hay una serie de pelos, las pestañas, que evitan que las partículas penetren con facilidad a los ojos. Sobre el ojo encontramos las cejas, un grupo de pelos que evitan que el sudor o el agua que arroya de la frente penetre en los ojos. En el ojo existen, además, glándulas en los párpados. Las glándulas de Meibomio o tarsales lubrican el ojo y lo protegen de infecciones. Y las glándulas lacrimales que humidifican la superficie del ojo.
Glándulas lagrimales
La parte sensible del ojo se encuentra encerrada en una estructura que denominamos globo ocular. En un adulto tiene un diámetro de alrededor de dos centímetros y medio de diámetro. Se divide en tres capas o túnicas, la fibrosa, la vascular y la nerviosa (más conocida como retina).

Túnica fibrosa: cubierta externa del globo ocular. Tiene dos partes, la anterior, conocida como córnea, y la posterior, conocida como esclerótica. La córnea es un tejido fibroso transparente que recubre al iris. Su estructura curvada concentra y enfoca la luz. La esclerótica es una capa conjuntiva densa que cubre el globo ocular por su parte posterior. Posee un hueco que es atravesado por el nervio óptico.

Túnica vascular: capa intermedia. Tiene tres partes, el coroides, el cuerpo ciliar y el iris:
  • Coroides: es una capa muy vascularizada que ocupa la parte posterior del globo ocular. Se encarga de vascularizar la retina.
  • Cuerpo ciliar: se encuentra en la parte anterior, rodeando la zona de entrada de luz. Posee un músculo, el músculo ciliar, que rodea una estructura interna denominada cristalino. El cristalino es una estructura transparente que constituye la lente que proyecta la luz sobre la retina. El músculo ciliar es capaz de hacer variar la curvatura del cristalino, consiguiendo así que enfoque sobre la retina los objetos que se encuentran a distinta distancia.
  • Iris: el iris es la parte más anterior de la túnica vascular. Tiene forma de disco coloreado, situado entre la córnea y el cristalino. Posee un agujero central, por el que pasa la luz, denominado pupila. El iris puede variar su tamaño, aumentando o disminuyendo el diámetro de la pupila y permitiendo el paso de más o menos luz a través del ojo.

Túnica nerviosa (retina): es la parte más superficial, la túnica más externa. Recubre las tres cuartas partes posteriores del ojo. Es el encargado de percibir los estímulos lumínicos gracias a los fotorreceptores, los conos y los bastones.
Anatomía del ojo
Como decíamos, detrás del iris se encuentra el cristalino, que actúa como una lente biconvexa, transparente y que puede variar su curvatura para facilitar el enfoque, de forma que la luz debe llegar como rayos que converjan en la córnea. Cuando un objeto está muy cerca, el cristalino debe curvarse lo más posible (por medio del músculo ciliar), los objetos situados a varios metros no necesitan curvatura del cristalino (por eso nos fatiga más leer que ver un paisaje, por ejemplo).

En el globo ocular encontramos dos cavidades, una pequeña, entre la córnea en el iris y que se denomina cavidad anterior. Y una córnea posterior, mayor y denominada cavidad posterior o cavidad vítrea. La cavidad anterior se encuentra rellena de un líquido llamado humor acuoso. La cavidad vítrea está llena de un líquido denominado humor vítreo.

El ojo se mueve gracias a los seis músculos oculares: cuatro rectos y dos oblicuos. Además, otra serie de músculos se encargan de la relajación y contracción de la pupila (del hueco del iris).
Anatomía externa del globo ocular

Fisiología de la visión.

La luz proveniente del exterior atraviesa la córnea, pasa por el iris, que limita la cantidad de luz que entra y llega al cristalina. El cristalino concentra la luz sobre la retina.

En la retina se encuentran los fotorreceptores, los conos y los bastones. Los conos se encargan de percibir las sensaciones de color, mientras que los bastones se encargan de la visión en blanco y negro. Los bastones necesitan menos luz para funcionar. Por eso son más activos de noche (y por eso de noche no tenemos apenas percepción de color). Los seres humanos tenemos en la retina tres tipos de conos diferentes, especializados, cada uno de ellos, en una banda diferente de radiación electromagnética, lo que nos permite abarcar una amplísima gama de colores.

Las señales generadas por los fotorreceptores viajan por el nervio óptico directamente al centro óptico del cerebro, encargado de analizar e interpretar estos estímulos y transformarlos en imágenes. Al pasar al interior, la mayor parte de los trayectos nervioso se cruzan, de forma que la mayoría de los nervios del ojo derecho se dirigen al hemisferio izquierdo del cerebro y la mayor parte de los nervios del ojo izquierdo parten al hemisferio derecho.
Trayecto de los nervios ópticos hacia el córtex occipital.
Antes de llegar a los centros ópticos principales, parte de la información se dirigirá a estructuras como el quiasma óptico o los centros geniculados. El centro óptico más importante se encuentra en la corteza visual, sita en la parte occipital del cerebro.
Zonas de corteza visual.

domingo, 13 de mayo de 2012

Anatomía básica del sistema nervioso


El sistema nervioso es uno de los grandes sistemas de control y regulación corporal, junto con el sistema hormonal (que veremos en un tema posterior).

El sistema nervioso es el encargado de recibir los estímulos del exterior o de interior, por medio de los órganos de los sentidos y los propioceptores respectivamente, procesar la información y decidir una respuesta, así como conducir la información, primero desde los órganos de los sentidos o los propioceptores hasta los centros integradores de la información y después desde esos centros integradores a los órganos efectores, que serán o un músculo o una glándula.

Por lo tanto se dice que el sistema nervioso tiene una función sensitiva, integradora y motora.

Aunque el sistema hormonal es otro de los reguladores del cuerpo, su funcionamiento es diferente. El sistema nervioso suele coordinar acciones de respuesta rápidas (se desencadena en milisegundos) y en general poco duraderas en el tiempo.En cambio el hormonal coordina acciones de respuesta lenta (se desencadena en segundos) y en general duraderas en el tiempo (el crecimiento es coordinado por el sistema hormonal durante años).

Anatomía del sistema nervioso.

Divisiones del sistema nervioso.

Existen dos grandes maneras de dividir el sistema nervioso central.

Podemos basarnos, por un lado en criterios anatómicos. Y entonces dividimos el sistema nervioso en sistema nervioso central, constituido por el encéfalo y la médula espinal. Y sistema nervioso periférico, constituido por los nervios. El sistema nervioso central posee los centros integradores de la información, y el sistema nervioso periférico supone los canales por los que los impulsos viajan desde los órganos al sistema nervioso central y desde el sistema nervioso central a los órganos efectores.

Por otro lado, podemos basarnos en criterios funcionales y divide el sistema nervioso en sistema nervioso somático y sistema nervioso autónomo. El somático se encarga de la transmisión y procesamiento de actividades conscientes realizadas por nuestro cuerpo. El autónomo se encarga de actividades inconsciente, automáticas (como la digestión, presión arterial, respiración, etc.).

La porción motora del sistema nervioso autónomo tiene dos ramas, que se conocen como sistema nervioso simpático y sistema nervioso parasimpático. Un órgano autónomo estará, generalmente, inervado por las dos ramas del sistema nervioso autónomo, de forma que una de ellas lo activará y la otra lo desactivará. Hay excepciones, órganos que solo son inervados por uno de los dos sistemas y órganos en los que las dos ramas sirven para los mismo, es decir, las dos activan o las dos desactivan. Pero no es común, lo más habitual es que una rama sea activadora y la otra desactivadota. El simpático estará normalmente relacionada con señales que promuevan el consumo de energía, mientras que el parasimpático estará relacionada con el ahorro de energía. Por ejemplo, el simpático acelera el ritmo cardiaco, el parasimpático los disminuye.

Para estudiar el sistema nervioso usaremos la división anatómica, estudiando por separado el sistema nervioso central, analizando por separado la médula espinal y el encéfalo, y el sistema nervioso periférico.

Todo el sistema nervioso central está recubierto por unas membranas protectoras llamadas meninges. Se dividen en raquídeas, pertenecientes a la médula y craneales, pertenecientes al encéfalo. La membrana más externa se denomina duramadre y se encuentra en contacto directo con la superficie ósea. Por debajo de esta capa se encuentra una capa en forma de tela de araña que se denomina aracnoides. Por debajo del aracnoides y en contacto directo con el sistema nervioso se encuentra la capa denominada piamadre. Entre el aracnoides y la piamadre hay un espacio relleno de un líquido, que lo protege, aporta nutrientes y que se denomina líquido cefalorraquídeo.
Meninges

El sistema nervioso central: la médula espinal.

La médula espinal es un cordón ancho de tejido nervioso que discurre por el interior de la comuna vertebral, que la protege. Por la médula espinal viajan los impulsos desde los receptores al encéfalo y desde el encéfalo a los órganos efectores. Por lo tanto, de la médula espinal saldrán los nervios eferentes y a la médula espinal llegan los nervios aferentes. Además, en la medula espinal se procesan los movimientos reflejos.

La médula espinal tiene una forma más o menos cilíndrica, con una sección ligeramente elipsoidal. En su interior hay una zona en forma de H o de mariposa, de color más oscuro, constituida por sustancia gris, es decir por neuronas no mielinizadas. Es la parte integradora de la médula. La parte exterior está constituida por sustancia blanca, es decir, neuronas mielinizadas, encargadas de la transmisión de impulsos a largas distancias. Los cuatro extremos de sustancia gris de la médula forman lo que se denomina astas. Habrá dos astas anteriores y dos astas posteriores.

Las astas dividen la sustancia blanca en cuatro cordones, un cordón blanco anterior, un cordón blanco posterior y dos cordones laterales. Por estos cordones se transmite el impulso desde los receptores al encéfalo y desde el encéfalo a los efectores. El centro de la médula es recorrido por un conducto denominado conducto central. Además, existen dos fisuras, una en la parte anterior y una en la parte posterior, que penetran en la médula. La fisura de la parte posterior es más estrecha, la de la parte anterior es más ancha y más importante, denominándose fisura medial.
Esquema de la médula espinal
Además de conducir los impulsos hacia el encéfalo, en la médula encontramos los reflejos raquídeos o espinales (o medulares). Son respuestas muy sencillas, pero muy rápidas, ya que no requieren llegar al encéfalo. Permiten reacciones para injurias, accidentes o problemas graves, que deben ser resueltos especialmente rápido, como quemaduras, golpes o contracciones bruscas en zonas de tendones, etc.

El sistema nervioso central: el encéfalo.

Encéfalo
Es la principal zona integradora, el lugar donde se toman las decisiones y se envían las órdenes precisas que deben ser cumplidas. En el encéfalo están las emociones, es el lugar donde se registran las sensaciones, donde se guardan los datos (memoria).

El encéfalo se dividen en tres grandes partes:

  • Tronco del encéfalo:
  1. Bulbo raquídeo.
  2. Protuberancia.
  • Mesencéfalo.
  • Cerebro.
  • Cerebelo.

Analicemos estas partes una por una:

Tronco del encéfalo:

Bulbo raquídeo: forman la parte inferior del tronco del encéfalo, continuándose con la médula. Por él pasan los fascículos ascendentes y descendentes de la médula y la mayoría se cruzan. La información que viene del lado derecho pasa a la izquierda del cerebro, la que baja del lado derecho va a la izquierda del cuerpo y viceversa; este cruce sucede en la zona denominada decusación de las pirámides. En el bulbo se encuentra el centro cardiovascular, que controlan el ritmo del corazón, su fuerza y el calibre de los vasos sanguíneos, y el centro respiratorio que controla el ritmo de la respiración.

Protuberancia (puente): se encuentra por encima del bulbo, un poco antes del cerebro. Mide unos dos centímetros y medio. Conecta con la médula y el bulbo con el resto del encéfalo y algunas pares del encéfalo entre si. Algunos núcleos son importantes para el control del sueño y de la alerta. También encontramos el área pneoumotáxica y el área apnéustica, que ayudan a controlar la respiración.
Mesencéfalo: zona superior del tronco del encéfalo. Incluye varios núcleos que intervienen en los movimientos oculares.

Cerebro: es una gran formación dividida en dos grandes partes llamados hemisferios cerebrales. Ambos hemisferios se encuentran unidos por el cuerpo calloso. Su superficie no es lisa, sino que es muy rugosa, de forma que su superficie es muy amplia (aumenta la superficie de corteza cerebral). El cerebro tiene varias zonas o regiones reguladores, entre las que destacan:

  • Lóbulos: cada hemisferio está dividido por fisuras que lo dividen en lóbulos cerebrales. Hay un lóbulo frontal, parietal, temporal y occipital en cada hemisferio.
  • Corteza cerebral: zonas superficiales del cerebro. Está constituida por neuronas sin mielinizar, es decir, sustancia gris. La corteza se divide en zonas encargadas de controlar los movimientos de los músculos esqueléticos y hablamos de zonas de corteza motora. Y zonas encargadas de registrar y analiza las sensaciones (sobre todo las táctiles y de contracción de los músculos) y hablamos de corteza sensitiva. También existen áreas de corteza encargadas de conectar ambas áreas, las áreas de asociación.
  • Ganglios de la base: situados en la base de los hemisferios cerebrales, controlan algunos movimientos automáticos de los músculos esqueléticos, como el balanceo de los brazos al andar.
  • Tálamo: situado entre el bulbo y la parte alta del cerebro, constituyendo el principal paso de señales desde la médula hasta la corteza.
  • Hipotálamo: por debajo del tálamo, es el principal controlador de la homeostasis y equilibrios químicos del cuerpo, ya que es el centro de control del sistema hormonal.
  • Sistema límbico: rodea al tronco del encéfalo. Es el centro emocional del cerebro, controla las emociones primarias de amor, odio, agresividad, etc. También está relacionado con la memoria (por eso los sucesos emocionales son recordados con mayor facilidad y durante más tiempo).

Cerebelo: ocupa la zona inferior y posterior de la cavidad craneal. Está dividido en dos hemisferios, con un lóbulo anterior y un lóbulo posterior cada uno. El cerebelo compara los movimientos que el cuerpo está realizando con los que debería estar haciendo en función de las órdenes de la corteza, corrigiendo los desajustes a base de comunicarlos a la corteza motora (no actúa nunca sobre los músculos, sino sobre la corteza que mueve los músculos). Además, ayuda a realizar movimientos para el mantenimiento del equilibrio en movimientos complejos del cuerpo (si nos desequilibramos, movemos los brazos para equilibrarnos, por ejemplo).
Esquema de corte transversal del encéfalo

El sistema nervioso periférico.

Los nervios comunican la información desde los órganos sensoriales al sistema nervioso central y del sistema nervioso central a los músculos y las glándulas. Van desde zonas receptoras o efectoras a la médula o en algunos casos directamente al encéfalo. Por eso se dividen en nervios raquídeos, que comunican con la médula, y craneales, que conectan con el encéfalo.
Nervios
De cada nervio habrá una pareja y se numera por parejas (de la pareja, uno va al lado derecho y el otro al izquierdo). Los 12 primeros nervios son craneales. El resto, otros 31 pares, son los raquídeos o espinales. Salen del espacio que hay entre las vértebras y controlan una franja corporal aproximada a la zona vertebral de la que salen. Hay 8 nervios cervicales, 12 dorsales (o torácicos), 5 lumbares, 5 sacros y 1 cocciqueo.
Areas corporales inervadas por cada par nervioso
Las neuronas que constituyen los nervios tienen su axón rodeado por vaina de mielina, que acelera y optimiza el paso del impulso, consiguiendo que este sea muy rápidos.

El sistema nervioso autónomo.

Como ya indicamos, es el encargado de las acciones autónomas. No está sometido al control consciente. Los nervios efectores actúan por dos subsistemas, denominados sistema nervioso simpático y parasimpático.

El sistema nervioso simpático está constituido por nervios que salen de la zona dorsal y lumbar de la medula espinal. Nada más salir de la médula, pasan por un ganglio que se encuentra adyacente a la médula. Todos los ganglios simpáticos forman una cadena ganglionar paralela a la médula espinal, en la zona periférica de la columna vertebral. De ese ganglio sale la información o estímulo hacia el órgano efector.

El sistema nervioso parasimpático parte de las zonas sacra de la médula y del tronco del encéfalo. También poseen un ganglio exterior o periférico, pero en este caso el ganglio suele encontrarse en las inmediaciones del órgano enervado.

Como ya dijimos, cuando los dos sistemas actúan sobre un órgano, suelen tener acciones opuestas (activación – desactivación, por ejemplo). El sistema parasimpático suele estar asociado con acciones de conservación de energía, mientras que el simpático estará relacionado con acciones que promueven el gasto energético. Por ejemplo, en el páncreas, el sistema nervioso simpático estimula la secreción de glucagón, que hace que se movilice la glucosa y pase a la sangre, mientras que el parasimpático estimula la secreción de insulina. Sobre el corazón, el simpático hace que aumente el ritmo cardiaco, el simpático en cambio hace que el ritmo disminuya.
Sistema nervioso simpático - parasimpático (en inglés)

Fisiología del sistema nervioso.

El funcionamiento del sistema nervioso se basa, fundamentalmente, en la capacidad que tienen las neuronas de enviarse señales entre si. Al sistema de comunicación que se establece entre dos neuronas se le denomina sinapsis. Se basa en una comunicación química. El mensajero químico que comunica una neurona con la otra se denomina neurotransmisor.

Tras pasar el mensaje de una neurona a otra, el impulso recorre la neurona desde la sinapsis a todas las partes de la célula, desencadenando el envío de mensajes a otras neuronas con las que está conectada. Este avance del impulso a través de la neurona es extremadamente rápido y se basa en fenómenos eléctricos de despolarización de membrana: la membrana de la neurona mantiene un potencial negativo de -60mV entre el exterior y el interior de la célula, potencial que se hace positivo durante el impulso nervioso, transmitiéndose así la despolarización a toda la célula de forma casi instantánea.

Esquema de fisiología nerviosa
Cuando un receptor capta un estímulo, este se lo comunica a la neurona con la que está conectado y esta envía la señal a la médula. Desde la médula se transmite al encéfalo, donde es interpretado (salvo que requiera una acción de emergencia y se desencadene un reflejo medular). En el encéfalo se analiza y se busca una respuesta o una solución. La corteza es la que analiza primariamente el impulso, de donde viene, a qué zona afecta. Las diferentes zonas del cerebro ayudan a tomar la decisión (se compara con otros registros que están guardados en la memoria, por ejemplo). Una vez tomada la decisión, la corteza motora ordena la contracción de un músculo concreto. Y el cerebelo comprueba la fidelidad en la ejecución de la orden. O bien se envía la señal al sistema nervioso autónomo para que alguna glándula se encargue de segregar alguna sustancia, necesaria para responder al estímulo (por ejemplo, si lo que se registró es una aumento de temperatura corporal, el sistema nervioso autónomo hará que las glándulas sudoríparas segreguen sudor).

sábado, 21 de abril de 2012

Anatomía básica del aparato reproductor


La reproducción es el proceso de formación de nuevos individuos de una especie, con el consiguiente traspaso de parte de la información genética.

El aparato reproductor posee un claro dimorfismo sexual, como es lógico en una especie dióica como la humana.
Venus de Botticelli
En el aparato reproductor, tanto masculino como femenino, podemos encontrar o diferenciar dos grandes partes. Por una parte, la encargada de fabricar células reproductoras, es decir, gametos y que se denominan gónadas. En los hombres las gónadas son los testículos y en las mujeres los ovarios. Además, se encargan de fabricar hormonas sexuales. Y por otra, habrá estructuras y células accesorias que colaboran en la el proceso reproductivo, de una u otra forma.

Aparato reproductor masculino.

Dentro del órgano reproductor podemos encontrar las gónadas, encargadas de fabricar las células reproductoras. Y las estructuras accesorias, compuestas por el sistema de conducción, las glándulas de secreción y el aparato de sostén.

Los testículos son dos glándulas ovaladas, de unos 5 centímetros de longitud y alrededor de 2,5 centímetros de diámetro. Se encuentran en una evaginación del abdomen, formada por un saco de piel denominado escroto. Están recubiertos de una membrana denominada túnica vaginal. Internamente, existe una cápsula fibrosa denominada túnica albugínea, que se proyecta al interior dividiendo el testículo en compartimentos denominados lóbulos.

Cada testículo posee entre 200 y 300 lóbulos y dentro de cada lóbulo, entre dos y tres túbulos seminíferos. Es en el interior de estos tubos donde se fabrican los espermatozoides. Los túbulos seminíferos confluyen en una estructura denominada red de Haller.

Los espermatozoides salen de los túbulos seminíferos a través de unos conductos denominados conductos eferentes. Los conductos eferentes confluyen en el epidídimo, una estructura con forma de parétesis situado en la parte posterior del testículo.

Del epidídimo sale el conducto deferente o conducto seminal. Conduce a los espermatozoides desde el epidídimo y atraviesa la próstata. Antes de llegar a la próstata, el conducto pasa a llamarse conducto eyaculador, tras fusionarse con el conducto procedente de la vesícula seminal. Los conductos eyaculadores desembocan en la uretra.

La uretra es un tubo de unos 20 centímetros y se divide en la uretra prostática, que mide unos 2 ó 3 centímetros, que atraviesa la próstata, la uretra membranosa, de alrededor de 1 centímetro de longitud y que atraviesa el diafragma urogenital y la uretra esponjosa, que mide unos 15 centímetros y atraviesa el pene. Desemboca al exterior por el orificio uretral externo.

Como hemos visto, a lo largo de todo el tubo vamos encontrándonos una serie de glándulas denominadas glándulas accesorias. La primera que encontramos es la vesícula seminal, con forma de saco de unos 5 centímetros y que se encarga de segregar un líquido rico en fructosa, que alimenta a los espermatozoides. Constituye alrededor del 60% del semen. Después encontramos la próstata, con forma de rosquilla y el tamaño aproximado de una castaña, encargada de segregar ácido cítrico y fosfatasa ácida. Y por último, las glándulas bulbouretrales o de Cowper, que segrega un líquido para neutralizar el medio ácido de la uretra.

El semen segregado tendrá un volumen de entre 2,5 y 5 mililitros, con entre 50 y 150 millones de espermatozoides en cada mililitro.

Para introducir los espermatozoides en la vagina, la estructura de sostén se denomina pene. Tiene forma de cilindro y se divide en raíz, la parte más cercana al abdomen, cuerpo, la zona central y glande, la parte delantera.

El cuerpo está constituido por tres estructuras con forma de saco. Dos de ellas forman los denominados cuerpos cavernosos.  El tercero, el cuerpo esponjoso, por el que discurre la uretra. Los tres sacos están surcados por vasos sanguíneos y en el momento en que el organismo considera que va a tener lugar algún tipo de contacto sexual, las arterias se dilatan, pasa mayor cantidad de sangre y a la vez se frena la salida venosa. De esta forma la sangre inunda los sacos, aumentando el volumen de la zona. Es el denominado proceso de erección.
Aparato reproductor masculino

Hormonas sexuales masculinas.

El hipotálamo segrega GnRH. Esta hormona promueve la liberación, en la hipófisis, de FSH y LH. La FSH estimula la espermatogénesis. La LH promueve que el testículo segregue testosterona. Cuando la espermatogénesis es alta, el testículo segrega otra hormona diferente, la inhibina, que actúa sobre la hipófisis de FSH y LH inhibiéndola, frenándola, así como frenando la secreción de GnRH del hipotálamo. Es decir, supone una retroalimentación negativa o retroinhibición. Si la concentración de testosterona se eleva en exceso también se inhibe la secreción de GnRH en el hipotálamo y de LH en la hipófisis.

La testosterona en si misma no es una hormona muy activa. Cuando llega a los tejidos donde debe actuar se transforma en Dihidrotestosterona (DHT) por la acción de un enzima, la 5α-Reductasa.
La DHT y la Testosterona participan en el desarrollo del patrón corporal masculino, desde la morfología de los genitales externos hasta ciertas modificaciones en el sistema nervioso central. Durante la pubertad, estimula el desarrollo muscular, el patrón de crecimiento del vello (desarrollo andrógino del vello púbico, aumento de la cantidad de vello axilar, facial y torácico, etc.). Sobre las glándulas sebáceas de la piel, estimula la secreción de grasa. Además, actúa como estimulador de la síntesis protéica. También sobre la conducta, comportamientos sexuales, etc.

Aparato reproductor femenino.

Las gónadas femeninas son los ovarios. Producen los gametos femeninos, que son los óvulos. Estos óvulos son generados en forma de ovocitos secundarios, que no se transformarán en óvulos maduros hasta después de la fecundación. Además, el ovario fabrica hormonas, fundamentalmente progesterona, estrógenos, relaxina e inhibina. Las estructuras accesorias son las trompas de Falopio, el útero, la vagina y los genitales externos, también denominados vulva. En algunos libros se consideran a los senos como órganos sexuales femeninos.Los ovarios son dos glándulas ovaladas, del tamaño aproximado de una almendra, situados en la cavidad pélvica, a ambos lados del útero. El ovario está recubierto por una túnica denominada túnica albugínea. Por debajo encontramos el epitelio germinal. Todo ello rodea al estroma. En el estroma se desarrollan los folículos ováricos y de ellos salen los oocitos (es decir, los óvulos).

Cuando del ovario sale un óvulo, este pasa a un conducto denominado trompa de Falopio. Se trata de un tubo de unos diez centímetros de longitud que conduce al óvulo hasta el útero. A la zona de la trompa que contacta con el ovario se denomina infundíbulo. Posee forma de embudo, con unas prolongaciones en forma de dedos denominadas fímbrias. En la trompa hay una zona ligeramente ensanchada denominada ampolla. La ampolla es el lugar donde, teóricamente, debería producirse la fecundación. El conducto se estrecha en la zona del conducto que contacta con el útero. A esa zona de contacto se le denomina istmo.
El útero o matriz es una estructura con forma de saco donde se producirá el desarrollo embrionario y crecerá el nuevo individuo. Antes del primer embarazo mide alrededor del 7,5cm de longitud y 5cm de anchura. Este saco puede dividirse en tres partes. La superior, de forma ensanchada, se denomina fondo. La parte central, que se va estrechando, se llama cuerpo. Y la inferior, estrecha y que comunica con la vagina, se denomina cuello. Al conducto que comunica al útero con la vagina se le llama conducto cervical o cérvix.

La pared del útero está constituido por tres capas diferentes. La más externa, que está en contacto con las vísceras, es una capa visceral, membranosa, denominada perimetrio. Por debajo se encuentra una capa muscular, responsable de las contracciones durante el parto y denominada miometrio. Y la capa más interna se denomina endometrio. El endometrio posee, a su vez, dos partes. La que se encuentra en contacto con el miometrio se denomina estrato basal. La que supone la pared interna del útero se denomina estrato funcional. El estrato funcional es el encargado de proteger al embrión en las primearas etapas del embarazo, tras la fecundación. Por eso debe estar en perfecto estado. Para lograrlo se recambia cada 28 días, estando en perfecto estado los días de máxima fertilidad.
Aparato reproductor femenino (frontal)
La vagina es el conducto que comunica el útero con el exterior. A través de ella sale el flujo menstrual, el bebé durante el parto y por el mismo deberán penetrar los espermatozoides. Generalmente por la vagina penetrará el pene del varón y dejará los espermatozoides en zonas cercanas al conducto cervical.
Se trata de un tubo membranoso muscular situado entre la vejiga urinaria y el recto. Se comunica con el exterior por el orificio vaginal. Este orificio puede estar recubierto por una membrana denominada himen.
En la zona de la salida de la vagina al exterior se encuentran los genitales externos femeninos o vulva. Entre sus componentes encontramos el monte de Venus, una elevación de tejido adiposo recubierto de piel y vello, cuya función es amortiguar la sínfisis púbica durante el acto sexual. Por otro están los labios mayores, dos pliegues externos cubiertos de vello y que se extienden de arriba abajo, desde el monte de Venus. Por debajo encontramos los labios menores, dos pliegues pequeños y carentes de vello que protegen la entrada de la vagina. El clítoris es una pequeña masa cilíndrica de tejido eréctil y nervios sensitivos situado en la unión de los labios menores. Y a la hendidura existente entre los labios menores se le denomina vestíbulo.
Aparato reproductor femenino (transversal)

El ciclo reproductor femenino.

Durante los años fértiles de la vida de la mujer, su aparato reproductor sufre una serie de cambios cíclicos que afectan fundamentalmente al útero y los ovarios, constituyendo el ciclo uterino o ciclo menstrual y el ciclo ovárico. Ambos constituyen el conocido como ciclo reproductor. Todo el ciclo se encuentra regulado por las hormonas sexuales.

Comencemos el ciclo después de la menstruación. Durante la menstruación se expulsa el óvulo fabricado durante el ciclo y se elimina el estrato funcional del endometrio. Tras ser eliminado el óvulo, comienzan a desarrollarse los nuevos folículos ováricos. Aunque comienzan a desarrollarse unos veinte, normalmente solo uno completará su desarrollo. El desarrollo se acelera, sobre todo, a partir del sexto día. Los folículos, en respuesta a la llegada de FSH y LH se desarrollan y fabrican estrógenos, fundamentalmente estrol y β-estradiol. Los estrógenos, a baja concentración, provocan inhibición de la FSH y LH. Al bajar la FSH provoca que solo se desarrolle uno de los folículos y los demás cesen en su desarrollo. Este folículo madurará, transformándose en un folículo de Graaf. Poco a poco, se va elevando la cantidad de LH segregada, lo que hace que sea aproxime la ovulación. El folículo de Graaf sigue fabricando estrógenos, que promueven el desarrollo del endometrio. Los niveles altos de estrógenos estimulan la secreción de GnRH por el hipotálamo y además estimula la secreción de LH. Por lo tanto, aumenta tanto la LH como la FSH, pero la LH en mayor nivel. El folículo de Graaf se desarrolla hasta un punto en el que los niveles de LH son tan altos que se desencadena la ovulación. El óvulo abandona al folículo y pasa a la trompa de Falopio. En ese momento los estrógenos sufren una caída, ya que el folículo deja de fabricarlos. El folículo vacío comienza a degenerar y se transformará en el cuerpo amarillo, gracias a la acción de la LH. El cuerpo amarillo segrega estrógenos y progesterona. En estos mementos estamos en el día 14 del ciclo. La progesterona estimula a que la pared del útero crezca y se prepare para albergar al embrión en caso de fecundación.

Ahora tenemos dos opciones, que haya fecundación o que no haya fecundación. Si no hay fecundación, se produce una elevación pareja de estrógenos y progesterona, segregadas por el cuerpo amarillo. Ambas hormonas, actuando de forma pareja, inhiben la secreción de LH y GnRH. El cuerpo amarillo se transforma en cuerpo blanco y el cuerpo blanco deja de segregar progesterona y estrógenos. Al caer la progesterona y los estrógenos, cesa la inhibición sobre el hipotálamo y la hipófisis y vuelven a elevarse tanto la LH como la FSH. Esta elevación provoca que se desencadene la menstruación, dando final al ciclo y comenzando el nuevo ciclo menstrual.

Si hubiese fecundación, el óvulo fecundado se implantará. Al óvulo fecundado implantado se denomina córion. El corion comienza a fabricar gonadotropina coriónica humana (hCG). Esta hormona evita que el cuerpo amarillo se transforme en cuerpo blanco. Esto hace que los niveles de progesterona y estrógenos se mantenga, no disminuya y por eso no se desencadena la menstruación. El óvulo implantado comienza a fabricar la placenta. Y la placenta fabrica las hormonas, estrógenos y progesterona. En la medida en que la hormona comienza a fabricarlas, el cuerpo amarillo deja de fabricarlas.
Ciclo ovárico
Fecundación.

Durante la fecundación, el material genético del óvulo y del espermatozoide se fusionan. Debemos recordar que ambas células tienen la mitad de dotación genética (n) gracias a las meiosis que sufren durante su formación. Al unirse, constituirán la célula diploide (2n) que, en sucesivas divisiones, acabará dando lugar al nuevo individuo.

Como media, el hombre deposita en la vagina de la mujer entre 300 y 500 millones de espermatozoides. De todos ellos, solo el 1% llegará a las zonas próximas al óvulo y solo uno completará, de forma efectiva, la fecundación.

Tras la unión, comienzan una serie de divisiones mitóticas rápidas y consecutivas, denominadas segmentación. Durante los primeros días, se dividirá sin crecer de tamaño, aumentando solo el número de células (que son cada vez más pequeñas, lógicamente). A las 96 horas, se ha formado una estructura denominada mórula. A los 5 días, se denominará blastocito. El blastocito penetra en el útero y se une a la pared uterina en un proceso denominado implantación.

A partir de este momento, comienza el desarrollo embrionario propiamente dicho. El proceso durará nueve meses. La placenta se formará a los tres meses, constituyéndose en parte por el embrión y en parte por el endometrio uterino. La placenta se encargará de la nutrición y respiración del embrión en crecimiento, que cada vez necesitará mayor aporte de nutrientes y oxígeno. Al avanzar el desarrollo, comenzaremos a hablar de feto.

El feto se desprenderá de la placenta tras el nacimiento o alumbramiento. Hasta el último momento, el feto se encuentra enganchado a la placenta por medio del cordón umbilical, que pone en contacto el plasma sanguíneo de la madre y del feto.

sábado, 24 de marzo de 2012

Fisiología respiratoria


Por una parte, debemos analizar el proceso de entrada y salida de aire de los pulmones, es decir, la ventilación pulmonar. Y por otro, el proceso de intercambio que tiene lugar en los alvéolos pulmonares.

Ventilación pulmonar.
Pulmones

Es el proceso para llenar los alvéolos de aire proveniente del exterior y posteriormente expulsarlo. Es un juego de presiones. El pulmón tiene una cierta capacidad de distensión, puede aumentar su volumen, y de elasticidad, recuperando su volumen inicial.

La entrada de aire se denomina inspiración. Se basa en la expansión de los pulmones. Se basa en la contracción de los músculos respiratorios, es decir, el diafragma y los músculos intercostales. El más importante es el diafragma, que cambia su forma convexa, aplanándose. También colaboran los músculos intercostales externos, que elevan las costillas. Con todo ello conseguimos que aumente el volumen de los pulmones, empujado por la expansión de la caja torácica (la pleura visceral y parietal están pegadas una a la otra gracias a la elevada presión a la que se encuentra el líquido pleural). Al aumentar el volumen de los pulmones, la presión en su interior baja y el aire penetra.

La expulsión del aire se denomina espiración. La espiración normal no requiere esfuerzo, no precisa contracción muscular alguna. Las fibras elásticas del pulmón y el peso de la caja torácica hacen que este recupere su volumen original. Al disminuir este volumen, la presión interior aumenta y el aire es expulsado al exterior. Sin embargo, algunos músculos, como los intercostales internos y los abdominales, pueden forzar el proceso de espiración, provocando que los pulmones reduzcan su volumen más deprisa, aumentando la presión a mayor velocidad y expulsándose el aire con mayor fuerza y velocidad. Es lo que se denomina espiración forzada.
Ventilación pulmonar
Volúmenes pulmonares.

Durante el proceso respiratorio normal, en los pulmones entran alrededor de 500ml de aire, los mismos que lógicamente son expulsados en la espiración. Es lo que se denomina volumen corriente (VC). De esos 500ml, 150ml permanecen en las vías externas, es decir, nariz y laringe, y vías internas en las que no se intercambia gases, es decir, faringe, tráquea, bronquios y parte de los bronquiolos, y en esta zona no se intercambian gases. A esta zona se le denomina espacio muerto anatómico (EMA). El volumen respiratorio por minuto, o volumen minuto respiratorio (VMR), se calcula multiplicando el volumen de aire inspirado por el número de inspiraciones por minuto. Dado que solemos inspirar alrededor de doce veces al minuto, el VMR rondará los 6000ml/min.

Podemos hacer una inspiración más profunda e inhalar más de esos 500ml, pudiendo alcanzar un máximo de entre 3000ml y 3500ml más de inspiración o inhalación. Este volumen se denomina volumen de reserva inspiratorio (VRI). Podemos aumentarlo aún más si, antes de inspirar, espiramos todo el aire que podamos de los pulmones. Este aire de más espirado ronda los 1200ml y se denomina volumen de reserva espiratorio (VRE). Todavía después de expulsar todo el aire que podamos de los pulmones, quedará en los pulmones un cierto volumen de aire, que rondarán los 1200ml, que mantendrá inflados los alvéolos y que se denomina volumen residual (VR).

A la suma del volumen corriente y del volumen de reserva inspiratorio constituye la capacidad inspiratoria (CI). Si calculamos, veremos que ronda los 3600ml. La suma del volumen residual más el volumen de reserva respiratorio es la capacidad residual funcional (VRF), y rondará los 2400ml.
El volumen de reserva inspiratorio, más el volumen corriente, más el volumen de reserva espiratorio constituye la capacidad vital (CV) y rondará los 4800ml. La suma de todos los volúmenes es la capacidad pulmonar total (CPT) y tendrá un valor de alrededor de 6000ml.
Volúmenes pulmonares

Fisiología de la respiración pulmonar.

La fisiología respiratoria se basa en diferencias de concentración. Y como hablamos de gases, de presiones parciales de O2 y CO2 de los gases inspirados y sangre. Esto unido a la facilidad de difusión de ambos gases a través de la membrana alveolar, que es muy fina, concretamente alrededor de 10,5μm. Y supone una superficie amplia, alrededor de 70m2 sumando la de todos los alvéolos.

El oxígeno atmosférico llega a los pulmones a una concentración equivalente a unos 100 - 105mmHg, dependiendo de la altura sobre el nivel del mar al que nos encontremos, mientras que en la sangre que llega a los pulmones rondará los 40mmHg. Por lo tanto, las presiones tenderán a igualarse pasando a la sangre oxígeno hasta llegar a esos 100 – 105 mmHg de oxígeno.

El dióxido de carbono en la sangre está a unos 45mmHg. En el aire inspirado esa concentración es de unos 40mmHg. Por lo que el intercambio entre ambos es de unos 5mmHg.

Como ya indicamos, para que el oxígeno no tenga que ir disuelto en la sangre se une a hemoglobina (por eso, además, posee mucha mayor capacidad de intercambio). La hemoglobina será el encargado de transportarlo.

Fisiología de la respiración titular.

En los tejidos la situación es inversa. El líquido extracelular es pobre en oxígeno, ya que ha sido consumido por las células. Concretamente, rondará los 40mmHg. Por lo que una buena parte del oxígeno de la sangre pasará a los tejidos, hasta que las presiones parciales se igualen, es decir, la cantidad de oxígeno de la sangre bajará hasta esos 40mmHg.

En cambio el dióxido de carbono está mas concentrado en el líquido extracelular, debido a la actividad metabólica de las células. Estará a concentraciones próximas a los 45mmHg. Por lo que el dióxido de carbono pasará del líquido extracelular a la sangre.

El dióxido de carbono viaja, en parte, unido a la hemoglobina. Pero no es su principal medio de transporte, la hemoglobina prefiere transportar al oxígeno. Concretamente solo el 23% del CO2 viaja unido a la hemoglobina. Alrededor de un 7% viajará como gas disuelto. El 70% restante viajará en forma de bicarbonato, gracias a la acción de la anhidrasa carbónica, y siguiendo las siguientes reacciones de equilibrio:
Reacción de la anhidrasa carbónica

Control de la respiración.

La respiración es un proceso que debe estar controlado de forma muy ajustada y fina. En reposo, consumimos alrededor de 200ml de oxígeno por minuto. Durante un ejercicio intenso, podemos llegar a multiplicar por 30 esa cantidad. Para ello el cuerpo debe aumentar el ritmo de la ventilación, la profundidad de la inspiración y de la espiración.

El ritmo básico está controlado por el sistema nervioso, por áreas situadas en el bulbo raquídeo y la protuberancia. El área rítmica bulbar es una zona que controla el sistema básico de respiración, el ritmo en estado de reposo. En el área neumotáxica se controla la coordinación entre la inspiración y la espiración. Y en el área apneútica se controla el proceso de toma de aire.

Otras zonas del cerebro tienen conexiones con estos centros respiratorios y estimulan el aumento del ritmo respiratorio cuando resulta necesario. Por ejemplo, cuando el pH de la sangre baja. Una bajada del pH de la sangre supone que hay aumento de la cantidad de dióxido de carbono, que se transformará en bicarbonato, reaccionando con el agua y liberándose H+. También se activa el ritmo cuando baja la cantidad de oxígeno. Existen zonas del cuerpo y del sistema nervioso central en la que encontramos receptores químicos que miden las concentraciones de oxígeno y dióxido de carbono de la sangre.
El sistema hormonal también puede actuar sobre el centro respiratorio, aumentado o rebajando el ritmo respiratorio, o variando el calibre de los bronquiolos que comunican con los alvéolos pulmonares, permitiendo o restringiendo el paso de aire a los mismos.

sábado, 17 de marzo de 2012

Excreción en animales: eliminación de nitrógeno


Uno de los problemas del metabolismo y la fisiología en los animales deriva de la necesidad de eliminar residuos nitrogenados. En el catabolismo de, sobre todo, productos protéicos, se producen residuos ricos en grupos amino que, de un modo u otro, deben ser expulsados al exterior dada su potencialidad tóxica.
Riñón
Estos pueden transformarse en amoniaco, que es muy afín por el agua y muy tóxico. Para limpiarlo se debe eliminar disuelto en agua; y para ello se transforma en urea, de forma que se pueda eliminar sin necesidad de expulsar tanta agua para disolverlo.

Un animal es amoniotélico cuando elimina sus productos de desecho en forma de amoniaco. Pero existen otros productos químicos nitrogenados que pueden servir de sistema de excreción. Así, a los que lo eliminan en forma de urea se les llama urotélicos. Algunos animales no se pueden permitir perder el agua que se requiere para eliminar urea pueden transformarla en ácido úrico que cristaliza. Es la excreción uricotélica. La presentan algunos artrópodos, como arácnidos. Otros seres vivos, como algunos grupos de arácnidos, pueden eliminar el nitrógeno en forma de guanina.

La función de los órganos excretores es, a veces, útil para eliminar agua o mantener de alguna manera los niveles de la misma, así como sales minerales o sustancias iónicas; es, por ende, un mecanismo de mantenimiento de la homeostasis.

Algunos animales excretan amoniaco por todo el cuerpo. Sus superficies son permeables. En los peces, las branquias son permeables y por ellas eliminan el citado amoniaco.

Protozoo con vacuola contráctil
Algunos organismos unicelulares tienen en el interior de sus células vacuolas; poseen vacuolas bursátiles (o contráctiles) que hacen salir el agua; es un sistema de osmorregulación (el amoniaco sale por difusión). La vacuola está conectada con el retículo endoplásmico. Los líquidos son enviados del retículo a la vacuola; posee unos conductillos con movimientos de sístole y diástole, de forma que se hinchan y deshinchan. Cuando la vacuola está llena puede ser eliminada.

En los animales que viven en agua dulce, el líquido tiene tendencia a entrar dentro del organismo. Los protozoos expulsan muchas más vacuolas, estas están mucho más activas, deben expulsar el agua que está entrando en su interior continuamente.

Escarabajo
Hay casos en que las sustancias de desecho no son expulsadas, sino que se acumulan como residuos dentro de la célula, transformándolos en sustancias no tóxicas. Es una forma de excreción intracelular. En los anélidos tiene lugar en el tejido cloragógeno; captura sustancias de desecho y las acumula en el citoplasma. También ocurre en los insectos, por ejemplo algunos escarabajos, que se van oscureciendo al envejecer; se debe a que presentan un tejido de excreción intracelular llamado cuerpo graso. Transforman las sustancias de desecho en sustancias pigmentarias, similares a las melaninas, debajo de la cutícula.

Aparte de esas estructuras, existen otras con forma de tubo o saco (la presentan también los seres con excreción intracelular, como anélidos e insectos). Del medio interno entran sustancias. Unas se le quedan y otras son eliminadas; se recuperan iones, agua, glucosa. A ese proceso se le denomina resorción, mientras que al paso de sustancias al tubo de excreción se le llama absorción. Lo que queda dentro del tubo después de la resorción se denomina orina.

El sistema de tubos es diferente de unos grupos de animales a otros; aunque existen diferencias, todos sirven más o menos para lo mismo.

Los protonefridios se presentan en grupos de animales acelomados. Son una sola célula, llamada protonefrindio, de forma tubular. En su interior aparece un conducto con unos cílios móviles, a modo del flambear de una llama (de ahí que se les llame bulbos en llama); hacen que el líquido se mueva en el conducto, creándose una presión de succión. En la membrana hay una serie de huecos denominados fenestraciones, por los cuales entran los líquidos; existe también una penetración hacia el interior por un proceso de picnocitosis. En un animal habrá miles de protonefridios. Se unen entre si, uniéndose la forma tubular de los bulbos de unos y otros. Hay una resorción de sustancias, no todo lo que pasa al interior del tubo debe eliminarse. Lo presentan los platelmintos, como por ejemplo la planaria. Todo el cuerpo está lleno de ellos. Conectan con uno o varios poros excretores, por donde sale el líquido de excreción. Se trata de un sistema antieconómico, la resorción no es eficiente y se elimina más agua de la que muchos animales se pueden permitir perder.

Por otro lado están las células de Renette; aparecen en los nematodos (se trata de gusanos cilíndricos, como los intestinales, por ejemplo). Son células de forma alargada; solo un par de células que se alargan por todo el cuerpo. Poseen unos tubos longitudinales donde se produce la absorción y un tubo excretor.

Los metanefiridios son estructuras tubulares que aparecen en animales celomados. Estas estructuras están abiertas al celoma, tienen forma de embudo. Las sustancias del metabolismo que acaban en el celoma son canalizadas hacia este embudo del metanefridio. Al embudo en concreto se le llama nefrostoma. Está unido a un tubo que se comunica con el exterior para expulsar las sustancias que se quiere excretar. El conducto desde el embudo al exterior es un tubo replegado rodeado de vasos para que tenga lugar la resorción y la formación de orina. Aparece, por ejemplo en la lombriz de tierra, como una estructura metamérica, que se repite en los anillos. En cada saco celómico habrá un par de metanefridios, habiendo tantos pares de metanefridios como elementos metaméricos.
Metanefridios
Los insectos tienen estructuras diferentes y propias denominadas tubos de Malpigio. Son tubos ciegos (estructuras cerradas). El filtrado pasa del hemocele al interior a través de la fina membrana exterior del tubo. Al final del tubo está el mesodeo, es decir, el intestino medio del insecto. Puede haber desde un par de tubos de Malpigio a varios cientos de pares. A los productos finales no se les puede llamar orina. Son vertidos al tubo digestivo, pasando al proctodeo. Como son líquidos, el proctodeo tienen unas válvulas para la recuperación del agua.
Tubos de Malpigio
Sistema básico de filtración tubular
Los vertebrados presentan también estructuras tubulares denominados tubos uriníferos y nefronas. Se trata de dos versiones diferentes de un mismo sistema. La nefrona es un sistema más evolucionado. La nefrona es la unidad funcional cuyo conjunto constituye un órgano denominado riñón.

El riñón del mamífero (metanefro) está constituido por millones de nefronas. La nefrona es una especie de tubo urinífero cerrado.



Los mamíferos, reptiles y aves aprovechan parte del tubo excretor que no tiene finalidad funcional (pronefros y metanefros) para la reproducción sexual.
Nefrona
Los distintos animales son capaces de mantener una cierta independencia del medio. Los problemas de los animales marinos son diferentes a los terrestres. El mar es un medio con concentración de sales más o menos estable (alrededor del 3%). Todos los invertebrados marinos carecen de capacidad para regular la concentración salina, la cantidad de sales de su interior, que es equivalente a la del exterior; se trata, por lo tanto, de organismos isosmóticos. Si son de zonas intermareales son capaces de variar la concentración de su medio interno dependiendo de las condiciones del exterior. Se les denomina osmoconformadores. Solo viven en sitios donde la salinidad cambie poco, por eso se les llama estenosalinos. Los desechos nitrogenados se expulsan como amoniaco y por eso son aminotélicos.

Condrictios: tiburón
Los vertebrados marinos tienen poca sal en su interior. Hay menos sales dentro que fuera y por eso tienen tendencia a perder agua. Para mantener esa concentración deben regularla. Son osmorreguladores. Pero pueden moverse con una cierta independencia del medio, soportan grandes márgenes de concentración, denominándoseles por ello eurisalinos. Expulan la orina como amoniaco o como urea (aminotélicos y urotélicos respectivamente). Los peces poseen nefronas sin asa de Henle ni glomérulos, producen una orina isosmótica con su medio interno. Eliminan amoniaco y con el mismo pierden agua. Para resorberlo beben agua de mar con mucha sal. Aumenta su tonicidad, su concentración salina. Deben expulsar de forma activa los iones. Lo hacen por las branquias, mediante transporte activo (consumiendo ATP). Forman sulfatos magnésicos y los expulsan (debe expulsarse el magnesio). Los peces no óseos, cartilaginosos (elasmobranquios) en lugar de expulsar amoniaco, lo transforman en urea y han desarrollado una gran tolerancia aesta urea en sangre, acumulándola en los tejidos. Esto aumentan la tonicidad de su medio interno, llegando a la tonicidad del medio externo (e incluso superior). En ocasiones deben eliminar los iones, bombearlos al exterior, bien por las branquias bien por el estómago (tubo digestivo).

Aves y reptiles marinos recuperan toda el agua que pueden. Han desarrollado unas glándulas denominadas glándulas de la sal. Pueden beber agua marina y expulsar la sal por estas glándulas, situadas por encima de los ojos. Las tortugas, por ejemplo, lloran lágrimas saladas.

Los mamíferos carecen de esas glándulas. Tienen el asa de Henle en las nefronas, que es un método muy efectivo de recuperar agua. Pero no pueden beber agua de mar; más que por el problema del cloruro sódico, por el problema del magnesio. Además, deberían fabricar más cantidad de orina que lo que han bebido (un naufrago, para sobrevivir, debería beber el agua que hay dentro de los peces).

Salmo trutta: pez de agua dulce
Los peces de agua dulce tienen el problema inverso. El agua de los ríos posee una cantidad de sal de menos del 0,16%. Las esponjas tienen vacuolas expulsantes, que están todo el tiempo eliminando agua (expulsan agua con amoniaco); los protozoos también eliminan agua por medio de vacuolas. Algunos organismos se hacen impermeables. No beben agua nunca. Las sales son capturadas por transporte activo desde las branquias (pierden sales por difusión). Deben intentar que la concentración salina interna sea la menor posible.

Los animales terrestres pierden agua por evaporación. Para solucionar esta pérdida beben agua, a fin de reponerla. Desarrollan cubiertas impermeables (por ejemplo, las de los artrópodos). Los órganos respiratorios están replegados, se hacen interiores, con mucosidades. Algunos no consiguen esa independencia perfecta y deben vivir en medios húmedos (anfibios, como las ranas). La orina será más concentrada, poseen grandes asas de Henle en las nefronas, para recuperar más agua. 
Dromedario y camello

Los animales terrestres también recuperan agua de las heces. Algunos animales son capaces de soportar condiciones de gran sequedad. Los camellos, por ejemplo, consiguen cantidades elevadas de agua a partir del metabolismo de las grasas, es decir, agua metabólica.