OMEOSTASI - ESCREZIONE, EQUILIBRIO IDRICO E TERMOREGOLAZIONE

Omeostasi - Escrezione, equilibrio idrico e termoregolazione

Gli animali sono al 70% acqua, di questa, due terzi è nelle cellule, un terzo costituisce il liquido extracellulare che ha funzione simile al mare Precambiano.

Regolazione dell'ambiente chimico

La regolazione della composizione del plasma è un fattore chiave per il controllo dell'ambiente chimico del corpo infatti il sangue funziona come sistema di rifornimento e di igiene interna perché i rifiuti cellulari vengono continuamente rimossi da esso. L'eliminazione di sostanze trasportate nel sangue e un processo molto selettivo di regolazione, analisi, selezione ed eliminazione. L'ambiente chimico interno nell'uomo è regolato dai reni, organi di regolazione poiché espellono sostanze tossiche o inutili per il corpo.

Sostanze controllate dai reni

I reni comportano: l'escrezione di rifiuti metabolici, la regolazione della concentrazione di ioni e di altre sostanze chimiche, il mantenimento dell'equilibrio idrico.

I rifiuti principali sono l'anidride carbonica (eliminata attraverso la pelle) e i composti azotati, principalmente ammoniaca (Nh₃) prodotta dalla scissione degli amminoacidi tramite la trasformazione da parte del fegato in urea la quale una volta passata nel sangue giunge ai reni come composto non tossico. La regolazione chimica comporta non solo la conservazione di molecole nutritive come amminoacidi e glucosio ma anche il mantenimento di precise concentrazioni ioniche. Ioni come Na⁺, K⁺, H⁺, Mg²⁺, Ca²⁺ e HCO₃^- svolgono ruoli vitali nella permeabilità della membrana, nel pH del sangue, nella proazione dell'impulso nervoso e nella contrazione muscolare.

Equilibrio idrico

A differenza dei primi organismi unicellulari che erano isotonici rispetto all'ambiente circostante, gli animali necessitano di un sistema di regolazione dell'ambiente chimico.

Assunzione e perdita d'acqua negli animali terrestri

Gli animali terrestri non avendo sempre a disposizione acqua dolce o salata devono regolare il loro contenuto idrico in altri modi, ad esempio ottengono acqua ingerendo liquidi e cibi contenenti acqua, e la ricavano perfino come prodotto finale dei processi ossidativi che hanno luogo nei mitocondri. L'acqua viene persa dai polmoni come vapore acqueo, viene eliminata con le feci, perduta per evaporazione dalla pelle ed è rimossa dal sangue ed escreta sotto forma di urina.

Il rene

Il rene svolge le funzioni interessate alla regolazione dell'ambiente chimico. Sono due organi di colore rosso scuro, a forma di fagiolo, lunghi circa 10 cm e situati posteriormente allo stomaco e al fegato. L'unità funzionale del rene è il nefrone, costituito da un ammasso di capillari, il glomerulo, da un lungo e stretto tubo, il tubulo renale che parte da una struttura a forma di coppa, la capsula di Bowman. Il tubulo renale è formato dai tubuli prossimale e distale collegati fra loro dall'ansa di Henle. Il nefrone termina in un tubulo dritto chiamato dotto collettore che porta alla pelvi renale, all'uretere, alla vescica e all'uretra.

Funzione del rene

Il sangue entra nel rene tramite l'arteria renale che si divide fino ai piccoli capillari al termine dei quali c'è un glomerulo. Il glomerulo abbraccia un letto capillare che c'è fra l'arteriola afferente e l'arteriola efferente. A causa dell'alta pressione all'interno della capsula di Bowman gran parte del plasma filtra attraverso le pareti e entra nel tubulo. Le molecole che rimangono nel filtrato vengono rimosse selettivamente dai capillari peritubulari. Il terzo processo di riassorbimento cioè quando parte dei liquidi dopo essere stata estratta dal sangue nel glomerulo, rientra nella corrente sanguigna.

Conservazione dell'acqua: l'ansa di Henle

Gli animali eliminano urina ipertonica rispetto ai loro liquidi corporei a causa delle necessità di trattenere acqua. La regolazione dell'ipertonicità avviene nell'ansa di Henle che prelevando campioni esamina il contenuto. Il liquido passa da momenti di ipertonicità a momenti di ipotonicità. Alla fine è l'ormone ADH (antidiuretico) che controlla la quantità di acqua presente nell'urina. Se l'ormone è assente le pareti del dotto collettore sono impermeabili, altrimenti l'acqua viene riassorbita e l'utina si fa sempre più ipertonica.

Regolazione della funzione renale: il ruolo degli ormoni

Gli ormoni agiscono sul nefrone influenzando la composizione dell'urina (l'ADH viene prodotto nell'ipotalamo e accumulato nell'ipofisi). Il rilascio dell'ormone ADH avviene sulla base di alcuni recettori che sono: il primo posto nell'ipotalamo e valuta la composizione del sangue, il secondo è nel cuore e valuta la pressione. Inibitori dell'ADH sono l'alcool, il freddo o anche l'aumento della pressione (a causa dell'adrenalina ad esempio).

Un altro ormone che si occupa del riassorbimento degli ioni sodio e della secrezione degli ioni potassio è l'Aldosterone, prodotto nella corteccia surrenale.

Infine c'è il peptide cardiaco che fa aumentare l'escrezione sia del sodio sia dell'acqua.

Termoregolazione

Gli animali hanno la necessità di mantenersi entro una certa gamma di temperatura. Oltre a un certo livello le proteine si denaturano e gli enzimi divengono inattivi e sotto un certo livello l'acqua del corpo congela.

La capacità di un animale di autoregolare la sua temperatura interna viene detta termoregolazione.

Principi dell'equilibrio termico

Per mantenere una temperatura costante è necessario che il calore fornito sia uguale a quello perso. La perdita di calore avviene: per conduzione (il calore passa da un corpo caldo ad uno freddo), per conone (l'aria riscaldata dal contatto con la pelle sale lasciando posto all'aria fredda), per radiazione (il calore trasmesso da un onda elettromagnetica come la luce).

Animali a "sangue freddo" e a "sangue caldo"

Gli animali possono essere classificati come endotermi o ectotermi. Meglio ancora si possono classificare anche come pecilotermo e omeotermo a seconda che varino o no la loro temperatura.

L'endotermia che si basa sull'ossidazione del glucosio e di altre sostanze energetiche è indubbiamente un vantaggio per quanto il tasso metabolico sia 10 volte quello di un ectoterma.

NB: non ne posso più sto scienze l'è nà rottura de' santissimi!! ma ci siamo quasi!!!

Il termostato

Per mantenere la temperatura costante il corpo possiede in "termostatro" posto nell'ipotalamo il quale grazie a recettori della pelle per il caldo e il freddo e a fenomeni quali la traspirazione, la costrizione dei vasi sanguigni e i brividi, interviene per regolare la temperatura.

Regolazione al variare della temperatura corporea

Quando la temperatura è molto alta i vasi sanguigni prossimi alla cute si dilatano in modo che il sangue ceda più calore all'aria. Inoltre vi è la trasudazione cutanea, oppure della saliva come per il cane. Nel caso opposto, i vasi si restringono e aumentano i processi metabolici e muscolari.

Adattamenti a temperature estreme

Adattamenti al freddo intenso

Gli animali si adattano al freddo intenso soprattutto aumentando il grado di isolamento tramite peli piume e spessi strati di grasso. Tuttavia si adattano anche facendo scendere la temperatura delle loro estremità grazie ad un sistema controcorrente che manda il calore verso il corpo e tende ad allontanarlo dalle estremità. Questo avviene poiché le arterie e le vene afferente ed efferenti degli arti sono strettamente affiancate in modo tale che il sangue raffreddato di ritorno alle vene assuma calore dal sangue che arriva attraverso le arterie.

Adattamenti al caldo torrido

L'uomo è in grado di sopportare temperature elevate ma solo a costo di grande dispersione di acqua. Animali come il cammello hanno espedienti per evitare queste perdite e possono sopravvivere molto più a lungo anche senza acqua.