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Animales Marinos
Gran diversidad, todos los phyla, mismo habitat y
concentraciones osmóticas sanguíneas muy diferentes.
Recordemos…
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Invertebrados y Teleosteos } Invertebrados- Isosmoticos, } Moluscos, esponjas, anélidos, equinodermos y la mayoría
de los artrópodos. } Con concentraciones osmóticas sanguíneas muy parecidas
a las del medio.
} Teleosteos- Hiposmoticos, } Peces con concentraciones menores respecto al medio.
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} El ion que mas varia entre especies es el Mg2+ que puede ser muy elevado o muy bajo aunque el significado adaptativo de estas diferencias aun no se conoce.
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Invertebrados Marinos Isosmóticos
} Mantienen las diferencias en la composición iónica de la sangre y el agua marina por procesos iónicos reguladores.
} Son animales relativamente permeables al agua y a los iones, así que los iones tienden a difundirse entre la sangre y el agua siguiendo gradientes electroquímicos.
} Uno de los procesos que estos animales usan comúnmente para mantener su composición iónica sanguínea es la captación activa de iones del medio.
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Los teleósteos marinos reguladores hiposmóticos
} La presión osmótica sanguínea de los peces marinos es mas baja que la presión osmótica del agua.
} Los fluidos corporales diluidos de los teleósteos marinos se piensa es un vestigio evolutivo.
} P Osmotica } Peces marinos - 300- 500 mOsm } Peces de agua dulce - 259-359 mOsm } Agua marina promedio - 1000 mOsm
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Los organismos hiposmóticos eliminan iones y retienen el agua.
} Los teleósteos marinos son típicamente menos permeables al agua que los de agua dulce.
} El agua tiende a dejar el cuerpo osmóticamente, asi que
para un animal hiposmótico, el mar es un ambiente de desecación.
} La concentración de iones Na+, Cl-, Mg2+ y SO4-, es mucho menor en el plasma sanguíneo que en el agua marina, sugiriendo que estos peces enfrentan problemas de difusión interna.
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Los organismos hiposmóticos } Gradientes de concentración entre sangre y el ambiente (Na+
y Cl-) son muy amplios.
} Las tasas de difusión iónica dependen no solo de los gradientes de concentración sino también de los gradientes eléctricos y de la permeabilidad de las branquias.
} Así la entrada por difusión del Na+ no es entonces un problema mayor puesto que el epitelio branquial esta cargado positivamente por dentro, repeliendo el Na+.
} Algunos otros iones, mas notoriamente el Cl-, tienden a
difundirse en la sangre desde el agua a tasas sustanciales, tendiendo a concentrar los fluidos corporales del pez.
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Reemplazo de la Pérdida de Agua } Los peces marinos pierden agua por osmosis y en menor
cantidad por medio de la orina. } Para reemplazar esta pérdida de agua y regular su
volumen, estos animales beben agua marina en diferentes cantidades desde 1 - 50% de su peso corporal por día.
} Tanto en los animales dulceacuícolas como en los marinos, el proceso de regulación por volumen empeora los problemas de regulación iónica. ???
Regulación por Volumen, es la regulación de la cantidad total de agua en el fluido corporal
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Sin embargo,
1) El agua marina es extremadamente hiperosmótica respecto a la sangre del pez,
2) La ganancia de agua lleva un alto costo en la entrada de iones.
Beber Agua, forma sencilla de obtener agua
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Beber agua marina, no es forma sencilla de obtener agua!!
Agua marina --à esófago, à estomago, à intestino anterior,
1) Los iones Na+ y Cl- entran por difusion a la sangre atraves del epitelio digestivo,
2) El agua entra al intestino por osmosis,
3) El agua marina ingerida del intestino se va diluyendo.
4) En el intestino proximal, Na y Cl son transportados activamente del intestino -à>> la sangre.
5) El agua es finalmente captada por los fluidos intestinales hacia la sangre por osmosis.
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Al final…
} Entre el 50 y el 85% del agua marina ingerida es absorbida hacia la sangre conforme pasa a través del tracto intestinal de los teleósteos marinos.
} Pero el agua marina no puede ser absorbida sin traer
consigo las sales que contiene, } Así una mayor cantidad de NaCl del agua ingerida (97%) es absorbida, y el flujo de sal hacia la sangre es obligado por el proceso de captación de agua.
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La entrada de NaCl a la sangre:
} Incrementa los problemas de la regulación de los iones Na y Cl que enfrenta el animal, lo cual explica porque la regulación por volumen en el caso de los organismos marinos teleósteos empeora el problema.
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Iones Divalentes Mg2+ y SO4- } El intestino es pobremente permeable a los iones
divalentes de mayor tamaño, por lo que difunden a la sangre en solo pequeñas cantidades y la mayor parte permanece en el intestino y es liberada en las heces.
} En los peces teleósteos, el exceso de iones divalentes son removidos por medio de la excreción de orina, mientras que los iones monovalentes son excretados por medio de las branquias.
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ORINA en peces marinos
} Los riñones son incapaces de producir orina hiperosmotica respecto al medio.
} La orina excretada puede tan solo alcanzar a ser isosmotica respecto al plasma (U/P = 1),
} Indicando que la orina no es un mecanismo que pueda ayudar a estos organismos a resolver sus problemas de regulación osmótica.
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Balance de la producción de Orina } Si el animal ingiere agua marina, la absorbe, y la secreta en orina: Se queda con un exceso de solutos debido a que aunque el agua que
entra al cuerpo, es Hiperosmotica respecto a los fluidos corporales, El agua que sale del cuerpo es isosmotica a estos fluidos. Asi, la osmorregulación por medio de la producción de orina en los
teleósteos marinos es un mecanismo confiable, y estos animales limitan su volumen de orina al minimo necesario para la excreción de solutos que no son excretados por otras vías.
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Excreción extra-renal de NaCl
- Transporte activo a través de las branquias. - Glándulas de sal craneales y rectales.
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} En el mar las branquias son los tejidos principales de excreción de los iones Na+ y Cl- de la sangre hacia el medio. La excreción de Cl es activa y es llevada a cabo por las Células de Cloro.
En los organismos marinos..
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La excrecion de Na en algunas especies es por un mecanismo de transporte activo, y en otras por un proceso pasivo. La excrecion de NaCl por las branquias se puede llevar a cabo sin la correspondiente excreción de agua, el material excretado son puramente iones.
} Este proceso además de evitar el NaCL de la sangre (regulación ionica), mantiene la presión osmótica de la sangre a un nivel mas bajo que la presión osmótica ambiental por lo tanto son las branquias las estructura por las que la regulación osmótica es llevada a cabo.
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SECRECION EPITELIAL DEL CLORURO DE SODIO
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Membrana basolateral
Cotransportador activo secundario, utiliza energía de una gradiente electroquímico del soluto, que en este caso es el Na+
Na-K ATPasa -Transportador activo primario, utiliza directamente la energía derivada de la hidrólisis del ATP.
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Na+, K+, ATPase
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1) Unión de tres Na+ a sus sitios activos. 2) Fosforilación de la cara citoplasmática de la bomba
que induce a un cambio de conformación en la proteína. Esta fosforilación se produce por la transferencia del grupo terminal del ATP a un residuo de ácido aspártico de la proteína.
3) El cambio de conformación hace que el Na+ sea liberado al exterior.
4) Una vez liberado el Na+, se unen dos moléculas de K+ a sus respectivos sitios de unión de la cara extracelular de la proteína.
5) La proteína se desfosforila produciéndose un cambio conformacional de esta, lo que produce una transferencia de los iones de K+ al citosol.
} Este mismo mecanismo de secreción de NaCl es el utilizado por otras estructuras como las glándulas de sal craneales de las aves marinas y tortugas, y las glándulas de sal rectales de tiburones, y rayas.
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REPTILES, AVES Y MAMIFEROS MARINOS TAMBIEN SON REGULADORES HIPOSMOTICOS
Las tortugas marinas, víboras de mar, ballenas, focas, pingüinos, y otros organismos vertebrados marinos, incluyendo algunos teleósteos, son marcadamente hiposmoticos al agua marina.
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Todos con ancestros terrestres, con una composicione sanguínea heredada y una presión osmotica de aprox. 400 mOsm, modestamente arriba de los valores observados en los animales vertebrados terrestres y de agua dulce.
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Debido a que estos organismos son respiradores aéreos, tienen la ventaja de: • No exponen sus membranas respiratorias al agua marina. • Heredaron integumentos originalmente adaptados a evitar la perdida de agua en un ambiente terrestre de deshidratación, con permeabilidades integumentarias muy bajas.
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Aun asi estos animales enfrentan problemas de perdida de agua y ganancia de sales. Pierden agua: -Por evaporación pulmonar durante la respiración. -A través de la piel solo cuando están sumergidos, sino también cuando están expuestos sal aire. Ganan sales: Por el contenido del alimento, Toman poca gua con alto contenido salino.
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Los reptiles marinos son por lo general incapaces de producir orina hiperosmotica respecto a la sangre, de manera que sus riñones son por lo general incapaces por si mismos de mantener la sangre de los animales hiposmotica respecto al agua marina.
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Glandulas de Sal en las Aves
ANIMALES QUE ENFRENTAN CAMBIOS EN LA SALINIDAD DEL MEDIO
} Habitan zonas costeras, } Agua salobres,
} Organismos migratorios: -del oceano al estuarios, -de los rios a los estuarios
Respecto a las relaciones con los cambios de salinidad en el medio:
-Organismos estenohalinos- capaces de sobrevivir en
rangos muy cortos de variación en la salinidad del medio. -Organismos eurihalinos- capaces de sobrevivir en rangos
muy amplios de variación en la salinidad del medio.
Otras clasificaciones. } Osmoconformadores ó animales Poikilosmoticos,
} Osmoreguladores ó animales Homeosmoticos.
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