Osmorregulación

POR: LUZ ESMERALDA HERNÁNDEZ
JUÁREZ

 De un modo muy general, los organismos pueden ser descritos como
soluciones
 acuosas dentro de una membrana (la superficie corporal). Tanto el
volumen del
 organismo como la concentración de solutos deben mantenerse en unos
estrechos
 límites. El problema surge cuando el medio ambiente posee condiciones
diferentes a las
 del medio interno. Estas diferencias en las concentraciones iónicas
tienden a disiparse
 hasta alcanzar el estado estacionario. Determinados animales (los
animales
 osmorreguladores) tienden a mantener un medio interno estable
independiente de las
 características del medio externo. De este modo, se entiende como
osmorregulación los
 mecanismos que poseen los seres vivos para mantener una osmolaridad
interna estable
 con relación al medio ambiente que le rodea.

 La osmorregulación es la forma activa de
regular la presión osmótica del medio interno del
cuerpo para mantener la homeostasis de los
líquidos del cuerpo; esto evita que el medio
interno llegue a estados demasiado diluidos o
concentrados. La presión osmótica es la medida
de la tendencia del agua para moverse de una
solución a otra por medio de la ósmosis.
 La osmorregulación no es más que la regulación
de agua al interior del cuerpo humano, y realiza
esta acción por diversos
mecanismos, relacionados mayoritariamente con
los órganos riñón y corazón.

 Las reacciones metabólicas de las que
depende la vida requieren un equilibrio
preciso de agua y de soluto disuelto. La
osmosis ocurre siempre en 2 soluciones
separadas por una membrana, difieren en la
concentración total del soluto. Existe un
movimiento neto de agua de la solución
hipotónica hacia la hipertónica, hasta que las
concentraciones de soluto sean iguales en
ambos lados de la membrana.

 ósmosis es un fenómeno físico relacionado
con el comportamiento de
un sólido como soluto de una solución ante
una membrana semipermeable para el
solvente pero no para los solutos. Tal
comportamiento entraña una difusión
compleja a través de la membrana, sin "gasto
de energía". La ósmosis del agua es un
fenómeno biológico importante para
la fisiología celular de los seres vivos.

 Mecanismo:

 Se denomina membrana semipermeable a la que contiene poros o
agujeros, al igual que cualquier filtro, de tamaño molecular. El tamaño
de los poros es tan minúsculo que deja pasar las moléculas pequeñas pero
no las grandes, normalmente del tamaño de micras. Por ejemplo, deja
pasar las moléculas de agua que son pequeñas, pero no las de azúcar, que
son más grandes.
 Si una membrana como la descrita separa un líquido en dos
particiones, una de agua pura y otra de agua con azúcar, suceden varias
cosas, explicadas a fines del siglo XIX por Van 't Hoff y Gibbs empleando
conceptos de potencial electroquímico y difusión simple, entendiendo
que este último fenómeno implica no sólo el movimiento al azar de las
partículas hasta lograr la homogénea distribución de las mismas y esto
ocurre cuando las partículas que aleatoriamente vienen se equiparan con
las que aleatoriamente van, sino el equilibrio de los potenciales químicos
de ambas particiones. Los potenciales químicos de los componentes de
una solución son menores que la suma del potencial de dichos
componentes cuando no están ligados en la solución.

 Estedesequilibrio, que está en relación
directa con la osmolaridad de la
solución, genera un flujo de partículas
solventes hacia la zona de menor potencial
que se expresa como presión osmótica
mensurable en términos de presión
atmosférica, por ejemplo: "existe
una presión osmótica de 50
atmósferas entre agua desalinizada y agua
de mar". El solvente fluirá hacia
el soluto hasta equilibrar dicho potencial o
hasta que la presión hidrostática equilibre la
presión osmótica.

 El resultado final es que, aunque el agua pasa de la zona de baja
concentración a la de alta concentración y viceversa, hay un
flujo neto mayor de moléculas de agua que pasan desde la zona
de baja concentración a la de alta.
 Dicho de otro modo: dado suficiente tiempo, parte del agua de la
zona sin azúcar habrá pasado a la de agua con azúcar. El agua
pasa de la zona de baja concentración a la de alta concentración.
 Las moléculas de agua atraviesan la membrana semipermeable
desde la disolución de menor concentración, disolución
hipotónica, a la de mayor concentración, disolución hipertónica.
Cuando el trasvase de agua iguala las dos concentraciones, las
disoluciones reciben el nombre de isotónicas.
 En los seres vivos, este movimiento del agua a través de la
membrana celular puede producir que algunas células se
arruguen por una pérdida excesiva de agua, o bien que se
hinchen, posiblemente hasta reventar, por un aumento también
excesivo en el contenido celular de agua. Para evitar estas dos
situaciones, de consecuencias desastrosas para las células, estas
poseen mecanismos para expulsar el agua o los iones mediante
un transporte que requiere gasto de energía.

La presión osmótica puede definirse como la presión que se debe
aplicar a una solución para detener el flujo neto de disolvente a través
de una membrana semipermeable. La presión osmótica es una de las
cuatro propiedades coligativas de las soluciones(dependen del número
de partículas en disolución, sin importar su naturaleza). Se trata de una
de las características principales a tener en cuenta en las relaciones de
los líquidos que constituyen el medio interno de los seres vivos, ya que
la membrana plasmática regula la entrada y salida de soluto al medio
extracelular que la rodea, ejerciendo de barrera de control.
Cuando dos soluciones se ponen en contacto a través de una membrana
semipermeable (membrana que deja pasar las moléculas
de disolvente pero no las de los solutos), las moléculas de disolvente se
difunden, pasando habitualmente desde la solución con menor
concentración de solutos a la de mayor concentración. Este fenómeno
recibe el nombre de ósmosis, palabra que deriva del griego osmos, que
significa "impulso".Al suceder la ósmosis, se crea una diferencia de
presión en ambos lados de la membrana semipermeable: la presión
osmótica.

 Lo descrito hasta ahora es lo que ocurre en
situaciones normales, en las que los dos lados de la
membrana están a la misma presión; si se aumenta la
presión del lado de mayor concentración, puede
lograrse que el agua pase desde el lado de alta
concentración de sales al de baja concentración.
 Se puede decir que se está haciendo lo contrario de
la ósmosis, por eso se llama ósmosis inversa.
Téngase en cuenta que en la ósmosis inversa a través
de la membrana semipermeable sólo pasa agua. Es
decir, el agua de la zona de alta concentración pasa a
la de baja concentración.
 Si la alta concentración es de sal, por ejemplo agua
marina, al aplicar presión, el agua del mar pasa al
otro lado de la membrana. Sólo el agua, no la sal. Es
decir, el agua se ha desalinizado por ósmosis
inversa, y puede llegar a ser potable.

a) Según la osmolaridad respecto al medio:

- Animales isosmóticos: animales cuyos fluidos corporales tienen la misma
presión osmótica que el medio.
- Animales hiposmóticos: animales cuyos fluidos corporales tienen una presión
osmótica menor que el medio.
- Animales hiperosmóticos: animales cuyos fluidos corporales tienen una presión
osmótica mayor que el medio.

b) Según su capacidad reguladora:

- Animales osmoconformadores: animales isosmóticos en los que al cambiar la
concentración del medio cambia también la de los fluidos corporales conforme a
la del medio.
- Animales osmorreguladores: mantienen o regulan su presión osmótica a pesar
de los cambios ambientales (pueden ser iso, hipo o hiperosmóticos).

 c) Según su tolerancia:
 - Animales eurihalinos: animales que pueden
soportar o tolerar una amplia
 variación en la salinidad del medio que
habitan (osmoconformadores u
 osmorreguladores).
 - Animales estenohalinos: animales que
toleran variaciones muy limitadas de
 salinidad en el medio.

 Marinos
 Agua Dulce
 Terrestres

 Cada uno de estos ambientes implica distintos
desafíos para sus habitantes y las estrategias que
estos emplean para sobrevivir son muy diversas.

 Además existe una
Poco tolerantes a los cambios de
clasificación por salinidad:
tolerancia a la STENOHALINOS
salinidad

Muy tolerantes a los cambios de
salinidad:
EURYHALINOS

 La mayoría de los invertebrados
son isoosmóticos en relación con
el agua del mar.

 Los invertebrados isoosmoticos
con respecto al agua del mar
comprende moluscos del tipo de
las jibias, además de las
esponjas, los celenterados, los
anélidos, equinodermos y la
mayoría de los artrópodos.
 La mayoría de los solutos
sanguíneos de estos invertebrados
se tratan de iones inorgánicos.

 Mantienen las diferencias de
composición iónica entre la
sangre y el medio mediante
procesos reguladores iónicos.
 Son relativamente
permeables al agua y los
iones.
 Tienden a difundirse con
facilidad en la sangre y el
agua de mar de acuerdo a sus
gradientes electroquímicos.
 Estos animales, captan los
iones desde el agua a través
de la superficie corporal, o a
través de los intestinos.
 Otro proceso habitual es la
regulación renal de la
composición iónica sanguínea.
 Las lampreas glutinosas son
los únicos vertebrados con
una regulación isoosmotica.

 La concentration interna varia paralelamente con
los cambios del medio externo
 LEC: 300 + urea = 1000 mOsm/L

H2O
NaCl
Y H2O
Orina hipertónica,
Secreción de glándula
rectal
Habitat: Agua de mar (1000 mOsm/L)

 Mantiene su concentración osmótica interna
en un nivel constante, aun con cambios en el
ambiente externo.
 Se dividen en dos:

 Hipoosmoreguladores
 Hiperosmoreguladores

 LEC: 300 mOsm/L

(células de cloro)
NaCl

H2O
NaCl
Y H2O
5 a 33L
Poca orina hipotónica
H2O o isotónica
Riñones poco activos
Habitat: Agua de mar (1000 mOsm/L)

 La presión osmótica
sanguínea es muy inferior a
la del medio.
 Sus principales solutos son
el Na+ y Cl-, entre otros.
 Debido a que pierden mucha
agua por osmosis, estos
reponen su perdida de
agua, bebiendo el agua
salada.
 Se piensa que estos peces
descienden de antepasados
muy antiguos que habitaban
en guas dulces, de ahí que
su presión osmótica sea
menor a la del agua de mar.

 LEC: 300 mOsm/L
(células de cloro)
NaCl

H2O
alimento
Orina diluída
H2O Riñones muy activos
Habitat: Agua Dulce (1-10 mOsm/L)

 Hiperosmoticos respecto al medio

 Tienden a ganar agua. Eliminan egua en la orina.

 Tienden a perder sales. Reabsorben sales

 Hiperosmoticos respecto al medio
 Tienden a ganar agua. Eliminan egua en la orina.
 Tienden a perder sales. Reabsorben sales

 Numerosos animales acuáticos presentan migraciones entre
ambientes de diferente salinidad.
 Diádromos: peces que migran de diferentes medios
osmóticos.
 Patrones de migraciones variados  varias estrategias:
 Anádromos: peces que pasan la mayor parte de su vida en el
mar y migran al río para la reproducción (ejemplos:
salmones, esturiones).
 Catádromos: peces que pasan la mayor parte de su vida en el
río y migran al mar para la reproducción (ejemplo: anguilas).
 Anfídromos: peces que migran de mar a río o de río a mar
durante algunas etapas de su vida no relacionado con la
reproducción (ejemplos: Plecoglossus alltivelis, algunas
especies de clupeidos).

 Principal problema que deben de enfrentar
los animales de los ambientes terrestres es
EVITAR LA DESHIDRATACIÓN
 La Regulación Osmótica de estos animales
entonces esta basada en mecanismos que
eviten la perdida de agua y con esta la
perdida de solutos
 Rata Canguro: Asa de Henle muy larga

 Haydos tipos de animales terrestres con
respecto al control de la humedad:
Humídicos y Xéricos.
 Los humídicos son aquellos que si bien habitan
en el medio terrestre, pertenecen a un
microambiente húmedo con una abundante
cantidad de agua (la mayoria de los
anfibios, cangrejos, lombrices)
 Los Xéricos poseen la habilidad de vivir
eambientes secos con poca cantidad de agua
( aves, mamíferos, reptiles, insectos y
arácnidos).

 En varios aspectos, la diferencia fisiológica
entre los animales humidicos y xericos
radica en la menor o mayor rapidez con la
que surgen los problemas relacionados con la
perdida de agua en un ambiente muy seco.
 La baja permeabilidad al agua del
integumento es esencial para reducir la
perdida de agua por evaporación en el
medio terrestre.

 RESPIRACIÓN AÉREA
 Piel impermeable
 Perdida de agua por epitelios respiratorios
 Desarrollo de riñones para concentrar la orina
 Mecanismos para adquirir y conservar el agua

 MAMÍFEROS Y AVES
 Superficies permeables reducidas
 Control hormonal (p.e. elevada concentración
de hormona antidiurética)
 Aves marinas poseen glándula nasal que
secretan una solución hiperosmótica
 Producción de orina hipertónica

 MAMÍFEROS DESÉRTICOS Y MARINOS
 Problema pérdida de agua
 Conservación de agua en el tracto respiratorio
 Riñones especializados para concentrar la orina
 Aprovechan el agua metabólica
 Disminuir la tasa de evaporación y aumentar la
ingesta de agua

• El rol de los riñones en la adaptación depende de su
capacidad de concentrar o diluir la orina, capacidad
que a su vez depende de su estructura.

• En la escala animal se pueden dividir los órganos
excretores de acuerdo a su función en tres grupos:

1.Órganos excretores que producen orina
isotónica (con respecto a los fluidos corporales).

2.Órganos excretores que producen hipotónica.

3.Órganos excretores que producen orina
hipertónica.

• Filtro:
• Donde se realiza la filtración del
plasma, separando materia particulada y
coloides de solutos cristaloides, los cuales
pasan junto con el H2O a un tubo corto.

• Tubo Corto:
• En algunos animales es llamado Tubo
Proximal, donde se reabsorben y secretan
moléculas orgánicas e inorgánicas, y donde el
H2O fluye libremente.

• Sólo necesitan estas dos estructuras los
animales que producen orina isotónica.

• Tubo Largo:
• Equivale al Asa de Henle y al Tubo Distal.

• Orina hiposmótica : animales necesitan además
un tubo más largo donde se reabsorben iones
monovalentes (Na+,CL-).
• Retención de H2O es gobernada por ADH.(
ADH = diuresis)

• Orina hipertónica requieren además una
relación espacial paralela entre
nefrones, vasos sanguíneos y tubos colectores
que actúen como un
intercambiador, multiplicador de corriente.

Estructuras:
A. Filtro
B. Tubo corto (reabsorción y secreción)
C. Tubo largo (reabsorción, secreción y
retención de H2O)
D. Tubos largos en contracorriente
Órganos Excretores producen orina:
1. Isosmótica A, B
2. Hiposmótica A, B, C
3. Hiperosmótica A, B, C, D

• Vacuola Contráctil Protozoarios y Esponjas

• Órganos Nefridiales
• Protonefridio Platelmintos y Nemátodos
• Metanefridio Anélidos
• Nefridio

• Glándulas Verdes Crustáceos
• Túbulos de Malpighi Insectos
Peces, Anfibios Reptiles (sin Asa de
• Riñones Henle)
Aves y Mamíferos (con Asa de Henle)

 Son típicos animales sin celoma
 Constan de una serie de túbulos
muy ramificados cuyos
extremos internos terminan en
la célula flamígera provista de
varios flagelos que se dirigen
hacia la luz del túbulo.
 Las sustancias de desecho
atraviesan las células
flamígeras, penetran en los
túbulos y son empujadas por el
batido rítmico de los flagelos
saliendo al exterior por los
poros excretores.

Estructuras abiertas por los
dos extremos.
Uno se abre a la cavidad
celómica tiene forma de
embudo ciliado y el otro
extremo se abre al exterior
por un poro.
El líquido en el celoma
contiene los productos de
desecho, es recogido por los
cilios del nefrostoma, pasa a
los túbulos, donde se
reabsorben las sustancias que
son útiles
Los desechos salen al exterior
por el nefridioporo.

 Son tubos delgados, cerrados por
el extremo que se encuentra en la
cavidad corporal y abiertos por el
otro extremo al tubo
digestivo, entre el intestino medio
y el intestino posterior.

 De esta forma, se vierten al
exterior los productos de
desecho, junto con los alimentos
sin digerir.

• Organo renal de los
crustáceos (se ubica
en la cabeza).
• Presenta filtro, tubo
y una especie de
vejiga se abre en un
poro excretor en la
base de las antenas.

 Glomerulo: filtración
 Tubo contorneado proximal:
reabsorción de sales, agua y
nutrientes
 Asa de Henle: concentra la
orina
 Tubo contorneado distal:
reabsorbe agua y sales
 Tubo colector: concentra la
orina

 Ladegradación de las proteínas y ácidos
nucleicos resultan en la producción de
amonio, el cual es toxico para los tejidos y
por eso muchos organismos lo convierten en:
 Urea
 Ac. Úrico

*estos procesos requieren de ATP

• La filtración requiere mucha energía (de lo que se
filtra, mucho tiene que reabsorberse) pero si las
sustancias a desechar sólo se excretaran por
secreción, el organismo tendría que desarrollar un
mecanismo de secreción para cada sustancia.

 La excreción de amonio requiere mucha agua por lo cual
los organismos acuáticos pueden excretarlo sin gastar
energía en transformarlo.

 La formación de la urea permite el almacenamiento y
transporte de los compuestos nitrogenados hasta que
son excretados por los riñones. Se da en
mamíferos, anfibios adultos, tortugas y peces marinos.

 El ácido úrico es poco toxico pero por no ser soluble en
agua requiere de mucha energía para ser excretado. Se
da en caracoles terrestres, insectos, aves, y muchos
reptiles.

Invertebrados acuáticos NH3
Teleosteos NH3 y algo de úrea
Elasmobranquios Úrea
Anfibios larva NH3
adulto Úrea
Insectos Ácido Úrico
Reptiles general Ácido Úrico
cocodrilo Ácido Úrico y NH3
tortugas Ácido Úrico y úrea
Aves Ácido Úrico
Mamíferos Úrea

 Glomerulo y Capsula de Bowman Filtracion de la sangre

 Tubo Contorneado Proximal Reabsorción de Sales, Agua y
nutrientes
(TUBO CORTO)

 Asa de Henle Establece gradiente
osmotica necesaria para
concentrar orina
 Tubo Contorneado Distal Reabsorción de sales y agua
(TUBO LARGO)

Concentra la orina
 Tubo Colector

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