Biología de primaria y secundaria · Grades 1–9
53Eliminar los desechos
Las entregas han dominado este curso: oxígeno dentro, nutrientes dentro, combustible a todas las células que trabajan. Pero todos los talleres producen desechos, y un servicio de reparto que no recoja nunca la basura acaba envenenando su propia ciudad. La cuenta del dióxido de carbono ya está saldada — se espira en los alvéolos. Este capítulo de cierre sigue a los otros desechos, hasta los órganos más discretos del cuerpo: los riñones.
53.1 Los desechos más allá del dióxido de carbono
Proposición 53.1 (La otra basura de las células)
La quema y la construcción de las células (Proposición 46.5, Proposición 41.1) dan algo más que dióxido de carbono. Usar los nutrientes de materia de construcción, en concreto, deja un desecho con nitrógeno — la urea — que la sangre recoge de todos los tejidos exactamente igual que recoge el dióxido de carbono. La urea es inofensiva en el tráfico de paso y venenosa amontonada: tiene que salir, sin parar.
Demostración. Admitido a este nivel. ∎
Ejemplo 53.2 (Dos rondas de recogida, una sola sangre)
La misma gota del Ejemplo 52.5 hace las dos recogidas a la vez: en los capilares del muslo carga dióxido de carbono y urea. El primero lo deja en los pulmones, en el circuito siguiente. La segunda sigue viajando — pasa de largo por los pulmones, que no la pueden tocar — hasta que el circuito general la lleva por los órganos construidos justamente para esa carga.
53.2 Los riñones, los filtros de la sangre
Definición 53.3 (Los riñones y el aparato urinario)
Los dos riñones — del tamaño de un puño, con forma de alubia y colocados abajo en la espalda — son filtros que limpian la sangre. Cada uno recibe una arteria generosa directa de la línea principal del circuito general. Dentro, la sangre se filtra por alrededor de un millón de unidades filtrantes microscópicas; la sangre limpia vuelve por la vena del riñón, y la carga retirada — urea, agua sobrante, sales sobrantes — sale como orina, que gotea por dos tubos hasta la vejiga, el depósito que se vacía a voluntad.
Proposición 53.4 (Filtrar y después recuperar)
El truco del riñón es generosidad seguida de tacañería. Las unidades filtrantes empujan primero un volumen enorme de la parte acuosa de la sangre — muchas decenas de litros al día — por sus cedazos finos, con urea, azúcares, sales y todo. Después, a lo largo del tubo serpenteante de cada unidad, el cuerpo recupera lo que quiere de vuelta: casi toda el agua, toda la glucosa y las sales que le hacen falta — y deja atrás la urea y los sobrantes. De las decenas de litros cribados, alrededor de litro y medio sale como orina: filtrarlo todo, recuperar lo bueno y que el desecho no tenga dónde esconderse.
Demostración. Admitido a este nivel. ∎
Ejemplo 53.5 (Leer la tacañería)
La fase de recuperación explica las observaciones de todos los días. Bebe mucho y los riñones recuperarán menos agua: orina abundante y clara. Suda un partido de calor entero y recuperarán casi toda: orina escasa y oscura — el cuerpo guardando su agua (la Proposición 22.3 enseñó el valor del agua para las plantas; el riñón es el lado animal de esa misma economía). Y la glucosa en la orina, que el cedazo deja pasar pero que la recuperación debería recobrar por completo, es una señal médica clásica de que algo — la recuperación o el azúcar de la sangre — no está en orden.
Observación 53.6 (La piel echa una mano)
El sudor es una actividad secundaria del mismo negocio: agua y sales (con trazas de urea) soltadas en la piel — aunque su primera tarea sea la refrigeración del Ejemplo 49.5. Los pulmones, los riñones y la piel se reparten toda la eliminación de desechos del cuerpo: el dióxido de carbono a los primeros; la urea y los sobrantes a los segundos; el calor y un hilillo salado a la tercera. No queda nada venenoso amontonándose — en un cuerpo sano, la basura no gana nunca.
53.3 La máquina del curso, completa
Proposición 53.7 (El bucle completo de suministro y eliminación)
Con los riñones en su sitio, el recorrido de este curso se cierra en una sola máquina. La sangre, bombeada por el circuito doble (Definición 52.3), carga oxígeno en los alvéolos y nutrientes en las vellosidades; entrega las dos cosas a todas las células que trabajan, para quemar y para construir; y recoge los desechos — el dióxido de carbono a los pulmones, la urea y los sobrantes a los riñones. Todos los órganos de cuarto y de séptimo son una estación de este único bucle; todos los intercambios atraviesan la pared de un capilar; y el conjunto funciona con el fuego lento de la Proposición 46.5, célula a célula.
Demostración. Admitido a este nivel. ∎
Método 53.8 (La auditoría del cuerpo entero)
Para cualquier sustancia, audita su paso:
- entrada: boca y vellosidades, o nariz y alvéolos;
- transporte: qué tramos de los circuitos y qué paradas especiales (el hígado);
- uso: combustible quemado, material incorporado o ninguna de las dos cosas;
- salida: alvéolos (gases), riñones (urea, sobrantes), piel (la parte del sudor) — o, si no se absorbió nunca, la ruta de las sobras (Proposición 25.5).
Pásasela al agua, a la glucosa, a una patata frita salada: la máquina tiene una estación para cada paso, que es el hallazgo del curso en un solo ejercicio.
53.4 Ejercicios
Ejercicio 53.1 ★
¿Qué es la urea — de qué uso surge y por qué tiene que salir?
Solución
Solución de Ejercicio 53.1.
Un desecho con nitrógeno que deja el uso de los nutrientes de materia de construcción en las células. Inofensiva en el tráfico de paso, envenena si se amontona — así que tiene que salir sin parar.
Ejercicio 53.2 ★
¿Qué desechos salen por los pulmones, cuáles por los riñones y cuáles por la piel?
Ejercicio 53.3 ★
Describe los riñones: número, tamaño, sitio y su fontanería hasta la vejiga.
Ejercicio 53.4 ★
Enuncia el truco de filtrar y después recuperar, con los dos volúmenes que lo enmarcan.
Solución
Solución de Ejercicio 53.4.
Primero, filtrar con generosidad: muchas decenas de litros de la parte acuosa de la sangre se empujan a diario por los cedazos, con lo bueno y lo malo juntos. Después, recuperar con tacañería a lo largo de los tubos serpenteantes. El marco: decenas de litros cribados y alrededor de litro y medio saliendo como orina.
Ejercicio 53.5 ★
¿Qué se recupera por completo, qué se recupera a medida y qué no se recupera nada?
Ejercicio 53.6 ★
¿Por qué es la orina abundante y clara un día y escasa y oscura otro?
Solución
Solución de Ejercicio 53.6.
La recuperación se ajusta: después de beber mucho se recupera menos agua — orina abundante y clara; después de sudar o de beber poco se recupera casi toda — orina escasa y oscura. El riñón guarda la cuenta del agua del cuerpo.
Ejercicio 53.7 ★★
¿Por qué no pueden los pulmones eliminar la urea, ni los riñones eliminar el dióxido de carbono lo bastante deprisa? ¿Qué dice ese reparto del trabajo sobre la forma de los dos desechos?
Solución
Solución de Ejercicio 53.7.
El dióxido de carbono es un gas, y los gases atraviesan una frontera de aire — los alvéolos; la urea no es un gas y no puede salir con la respiración, pero viaja disuelta y se filtra de maravilla en una frontera líquida — los cedazos. Cada desecho sale por la frontera que le va a su forma: el reparto del trabajo es química ajustada a la arquitectura.
Ejercicio 53.8 ★★
Explica por qué le preocupa a un médico la glucosa en la orina, a través de las fases del cedazo y de la recuperación.
Solución
Solución de Ejercicio 53.8.
El cedazo deja pasar la glucosa sin problemas — eso es lo normal; y la fase de recuperación debería entonces recobrar cada unidad de ella. Que llegue glucosa a la orina significa que la recuperación quedó desbordada o rota: o el azúcar de la sangre es tan alto que la recuperación no da abasto, o la propia recuperación está fallando — las dos cosas merecen la atención de un médico.
Ejercicio 53.9 ★★
Sigue una unidad de urea desde el capilar de un músculo del muslo hasta la vejiga, estación por estación.
Solución
Solución de Ejercicio 53.9.
Capilar del músculo — vena — aurícula y ventrículo derechos — circuito pulmonar (la urea sigue viajando; los pulmones no la pueden tocar) — corazón izquierdo — arteria del cuerpo hasta el riñón — cribada en una unidad filtrante — no recuperada — por el tubo colector, hasta la vejiga.
Ejercicio 53.10 ★★
Pásale el Método 53.8 a un vaso de agua bebido después del deporte.
Solución
Solución de Ejercicio 53.10.
Entrada: sin desmontaje, atravesando las vellosidades hasta la sangre. Transporte: primero el hígado y después los dos circuitos. Uso: el medio de la química húmeda de todas las células y el suministro del sistema de refrigeración. Salida: repartida entre la orina (ajustada por la recuperación), el sudor (la parte deportiva), la humedad de la respiración y un poco con las sobras.
Ejercicio 53.11 ★★
Los pacientes de riñón cuyos filtros fallan van a una máquina que les limpia la sangre a través de una membrana artificial. ¿Qué fase de la Proposición 53.4 copia la máquina y por qué hay que repetir las sesiones cada pocos días?
Solución
Solución de Ejercicio 53.11.
El cedazo — filtrar los desechos de la sangre a través de una membrana fina; la máquina es una unidad filtrante externa. Las sesiones se repiten porque las células no dejan nunca de fabricar urea (Proposición 53.1): un filtro que funciona dos veces por semana tiene que ponerse al día con días de acumulación, mientras que los cedazos de los riñones funcionan cada minuto.
Ejercicio 53.12 ★★★
Escribe el párrafo de resumen del curso que promete la Proposición 53.7: una sola sangre, dos circuitos, cuatro fronteras (alvéolos, vellosidades, capilares de los músculos y filtros del riñón) — y el fuego lento al que sirve la máquina entera.
Solución
Solución de Ejercicio 53.12.
Por ejemplo: una sola sangre, impulsada por los circuitos pulmonar y general por el corazón de cuatro habitaciones, carga oxígeno en los alvéolos y nutrientes en las vellosidades, y entrega las dos cosas a los capilares de todas las células, donde el fuego lento de la respiración quema combustible con oxígeno para dar fuerza a todos los trabajos. Esa misma sangre recoge las cenizas del fuego — el dióxido de carbono a los alvéolos, la urea y los sobrantes a los filtros de cribar y recuperar del riñón — así que las cuatro fronteras sirven a una sola economía. Todos los órganos del curso son una estación de este bucle, y el bucle existe para que al fuego de las células no le falten nunca combustible, oxígeno ni recogida de basura.
53.5 Problema: El día de una molécula de agua
Problema 53.1
Problema de fin de semana — un vaso de agua, auditado por toda la máquina
Sigue un vaso de agua bebido en el desayuno de un día de deporte, como la gran auditoría del curso.
Parte I — Entrada y transporte.
- El agua no necesita desmontaje (Definición 50.4). Nombra su paso de entrada y la red de vasos que la recibe.
- Su sangre hace la primera parada de siempre. ¿Qué órgano es y por qué tiene sentido esa ruta para los nutrientes, aunque el agua no necesite que la clasifiquen?
- A media mañana, el agua está en todos los sitios adonde va la sangre. Nombra los dos circuitos por los que viaja ahora alternándose.
- Parte de ella está pronto dentro de células que trabajan. Enumera dos tareas que hace allí el agua (acuérdate de que la química de las células — jugos, quema — funciona en húmedo).
Parte II — El partido de la tarde.
- Durante el partido, parte del agua sale por una frontera que no es un órgano de eliminación en primer lugar. Nómbrala, di qué carga lleva además de agua y cuál es su verdadera tarea ese día.
- Acabado el partido, la jugadora tiene sed y su orina de esa tarde es escasa y oscura. Explica las dos cosas con la fase de recuperación.
- Mientras tanto, los músculos que trabajaron duro en el partido hicieron dióxido de carbono y urea de más. Asigna a cada uno su frontera de salida y los tramos de circuito que lo llevaron hasta allí.
- ¿Por qué siguieron trabajando los riñones durante todo el partido, aunque bajara la producción de orina? ¿Qué seguían eliminando?
Parte III — La auditoría cerrada.
- A la mañana siguiente, parte del vaso se ha ido en la respiración. Explica cómo sale el agua por los alvéolos (el Ejemplo 26.7 lo enseñó hace años).
- Monta la contabilidad completa del vaso: entrada, almacenes y usos, y sus cuatro salidas — orina, sudor, respiración y la parte pequeña que se va con las sobras.
- La auditoría enseña una sola sangre sirviendo por turnos a los pulmones, las vellosidades, los músculos, los riñones y la piel. Di, en dos frases, por qué este diseño de red única hace que la salud de cada órgano sea asunto de todos los demás.
- Cierra el curso: ¿a qué idea única — nómbrala — resultó estar sirviendo cada estación de esta auditoría? (La respuesta está en la Proposición 46.5.)
Solución
Solución de Problema 53.1.
1. Atravesando las vellosidades del intestino delgado, hasta los capilares — la recibe la red de la sangre.
2. El hígado. La ruta está al servicio de los nutrientes que comparten esa misma sangre — clasificar e ingresar — y el agua sencillamente viaja por la línea de siempre a través de él.
3. El circuito pulmonar y el circuito general, alternándose estrictamente por el corazón de cuatro habitaciones.
4. Es el medio de la química de las células — los jugos y la quema funcionan disueltos — y el transportista de todo lo que lleva la sangre; además alimenta la reserva de refrigeración que la tarde gastará en sudor.
5. La piel: el sudor — agua y sales — cuya verdadera tarea ese día es refrigerar unos músculos que trabajan calientes como calderas (Observación 49.3).
6. Sudar gastó la cuenta del agua; la fase de recuperación de los riñones respondió recuperando casi toda el agua cribada — orina escasa, concentrada y oscura — mientras la sed exigía que se rellenase la cuenta.
7. Dióxido de carbono: capilar del músculo, vena, corazón derecho, alvéolos — espirado. Urea: el mismo retorno, después de largo por los pulmones, corazón izquierdo, arteria del riñón, cribada y mandada hacia la vejiga.
8. La urea y las sales de una sangre cambiada por el sudor: la producción de desechos no hace pausas, así que los cedazos tampoco se las pueden permitir. Lo que bajó fue el volumen de orina — la recuperación se quedó el agua — pero la limpieza siguió.
9. La superficie alveolar está húmeda, y cada respiración barre hacia fuera aire calentado y humedecido — el agua del espejo empañado. Parte de cualquier vaso sale como humedad de la respiración.
10. Entrada: las vellosidades. Almacenes y usos: el volumen de la sangre, la química de las células, la reserva de refrigeración. Salidas: la orina (ajustada por la recuperación), el sudor (la parte del partido), la humedad de la respiración y una parte pequeña que no se absorbió nunca y salió con las sobras.
11. Porque todos los órganos sacan suministros de la misma sangre compartida y descargan sus desechos en ella: un pulmón que falla deja hambrientos a todos los músculos, un riñón que falla envenena a todas las células y una arteria incrustada estrangula la estación que haya más allá. Una sola red significa un solo destino, estación a estación.
12. La respiración — el fuego lento de todas las células: la entrada, el transporte, la quema, la construcción y todas las fronteras de desecho existen para alimentarlo, para abastecerlo y para llevarse sus cenizas.