ESCREZIONE E BILANCIO IDRICO

L’escrezione è il processo che porta alla eliminazione dei cataboliti azotati (prodotti di rifiuto del catabolismo delle proteine e degli acidi nucleici).Negli animali in cui tale eliminazione non può avvenire per diffusione esistono degli organi escretori e un apparato escretore. L’apparato escretore di norma serve anche a regolare l’equilibrio idro-salino dei liquidi extracellulari degli organismi (osmoregolazione),

La maggior parte degli organi escretori è costituita da strutture tipicamente tubulari o sacciformi.

I meccanismi comuni impiegati consistono nella filtrazione dei liquidi extracellulari e nella modificazione del filtrato mediante trasporto attivo di determinate molecole, che possono essere aggiunte o rimosse (secrezione e riassorbimento).

La soluzione finale di acqua, prodotti di rifiuto e sali è espulsa all’esterno sotto forma di urina.

La maggior parte dei prodotti del catabolismo azotato si presenta sotto forma di ammoniaca (NH3), un gas molto solubile in acqua ma tossico a determinate concentrazioni.L’ammoniaca rappresenta la scoria azotata normalmente eliminata dagli animali acquatici.Negli animali terrestri l’ammoniaca è trasformata in urea o in acido urico.Entrambi sono meno tossici e quindi richiedono meno acqua per essere eliminati.

Gli organi escretori ed osmoregolatori presenti nella stragrande maggioranza dei differenti gruppi animali sono tubuli chiamati NEFRIDI. Esistoni due tipi di nefridi: i PROTONEFRIDI e i METANEFRIDI.

Alcuni Crostacei (gamberi e granchi) hanno organi escretori chiamati ghiandole antennali o ghiandole verdi.

Gli Insetti e molti Aracnidi presentano un apparato escretore formato da un numero variabile di tubuli malpighiani che eliminano acido urico.

Nei Vertebrati l’organo rsponsabile della regolazione dell’equilibrio idro-salino e dell’eliminazione dei cataboliti azotati è il RENE.

OSMOREGOLAZIONE

L’acqua passa attraverso le membrane cellulari mediante un processo definito OSMOSI, di natura totalmente passiva, correlato alla quantità di soluti presenti nelle soluzioni all’interno e all’esterno delle cellule.

Le concentrazioni dei soluti rappresentano il fattore principale di ciò che viene definito potenziale osmotico di una soluzione.

Se due soluzioni presentano il medesimo potenziale osmotico, esse vengono dette isosmotiche (isotoniche); se non lo sono, quella che presenta una maggiore concentrazione di soluti viene detta iperosmotica (ipertonica) rispetto all’altra, che risulterà quindi iposmotica (ipotonica) nei confronti della prima.

La natura dei compiti da eseguire da parte del sistema escretore per quanto riguarda la osmoregolazione dipende dall’ambiente (habitat) in cui vive l’animale.

Distinguiamo tre situazioni:

•animali che vivono in acqua marina•animali che vivono in acqua dolce•animali che vivono in ambiente terrestre

Animali che vivono in acqua marina

I liquidi corporei della maggior parte degli invertebrati marini sono isosmotici con l’acqua di mare.

Se la salinità dell’ambiente esterno cambia leggermente, cambia anche la concentrazione dei sali nei liquidi interni.

Tali animali sono detti osmoconformi; essi non sono in grado di tollerare variazioni consistenti di salinità e sono quindi stenoalini, cioè possono vivere in un limitato ambito di salinità.

In questi animali l’apparato escretore provvede fondamentalmente alla regolazione del volume interno d’acqua e al relativo contenuto in ioni

I cataboliti vengono eliminati attraverso le superfici del corpo e specialmente nelle branchie

Non tutti gli animali marini sono osmoconformi: alcuni sono in grado di mantenere il potenziale osmotico dei propri liquidi interni su valori diversi da quelli dell’ambiente che li circonda e vengono definiti osmoregolatori.

Gli osmoregolatori marini possono invadere o abitare acque di estuari, dove il grado di salinità è più basso ma anche variabile.

Essi sono in grado di tollerare un ampio intervallo di salinità e sono detti eurialini.

Il contenuto in sali dei liquidi corporei dei Vertebrati marini (Pesci) è circa un terzo rispetto a quello dell’acqua marina.

I liquidi interni sono quindi iposmotici e l’acqua tende a diffondere verso l’esterno, soprattutto attraverso superfici di scambio come le branchie.

La conservazione dell’acqua costituisce pertanto il problema più importante.

I pesci ossei (Osteitti) risolvono il problema bevendo l’acqua del mare ed eliminando il sale in eccesso dalle branchie.

I pesci cartilaginei (Condroitti) trattengono una parte dell’urea prodotta nel sangue, che diviene così isosmotico con l’acqua marina.

Osteitti (Actinopterigi)

pinna caudale omocerca

linea laterale

Condroitti

Animali che vivono in acqua dolce

La concentrazione dei sali nell’ acqua dolce, per quanto variabile, è sempre estremamente bassa; i liquidi interni degli animali d’acqua dolce sono dunque iperosmotici rispetto all’ambiente esterno. Questi animali devono far fronte alla tendenza dell’acqua a diffondere nel corpo (soprattutto attraverso le superfici respiratorie) e dei sali a diffondere verso l’esterno.

Essi sono ovviamente osmoregolatori e gli organi escretori funzionano come pompe d’acqua.

I Protozoi d’acqua dolce possiedono organuli cellulari specifici , chiamati vacuoli contrattili, in grado di svolgere la osmoregolazione, pompando acqua all’esterno della cellula.

Animali che vivono in ambiente terrestre

Nell’ambiente terrestre il pericolo maggiore è rappresentato dalla disidratazione: l’acqua viene persa con l’urina e le feci, ma soprattutto con l’evaporazione.

Le principali strategie adattative sono:

1. riduzione dell’evaporazione attraverso•scambi gassosi interni•modificazioni della barriera tegumentale•occupazione di habitat umidi•attività notturna

2. riduzione della perdita d’acqua per escrezione attraverso

•produzione di cataboliti azotati non solubili

•produzione di urina iperosmotica

•bassa produzione di urina

3. riduzione della perdita d’acqua da egestione4. tolleranza alla disidratazione

5. utilizzazione dell’acqua di ossidazione