Desechos metabólicos

Los desechos, residuos o excrementos metabólicos son sustancias sobrantes de procesos metabólicos (como la respiración celular) que no pueden ser aprovechadas por el organismo (son excedentes o tóxicos), por lo que deben ser excretadas. Esto incluye compuestos de nitrógeno, agua, CO ₂, fosfatos, sulfatos, etc. Los animales tratan estos compuestos como excretas. Las plantas tienen "maquinaria" química que transforma algunos de ellos (principalmente los compuestos de nitrógeno) en sustancias útiles.

Todos los desechos metabólicos se excretan en forma de solutos de agua a través de los órganos excretores (nefridios, túbulos de Malpighi, riñones), a excepción del CO ₂, que se excreta junto con el vapor de agua a través de los pulmones. La eliminación de estos compuestos posibilita la homeostasis química del organismo.

Residuos de nitrógeno

Los compuestos nitrogenados a través de los cuales se elimina el exceso de nitrógeno de los organismos se denominan desechos nitrogenados (/ n aɪ ˈ t r ɒ dʒ ɪ n ə s /) o desechos nitrogenados. Son el amoníaco, la urea, el ácido úrico y la creatinina. Todas estas sustancias se producen a partir del metabolismo de las proteínas. En muchos animales, la orina es la principal vía de excreción de dichos desechos; en algunos, son las heces.

Amonotelismo

El amonotelismo es la excreción de amoníaco e iones de amonio. El amoníaco (NH ₃) se forma con la oxidación de los grupos amino (-NH ₂), que se eliminan de las proteínas cuando se convierten en carbohidratos. Es una sustancia muy tóxica para los tejidos y extremadamente soluble en agua. Solo se elimina un átomo de nitrógeno con él. Se necesita mucha agua para la excreción de amoníaco, se necesitan alrededor de 0,5 L de agua por 1 g de nitrógeno para mantener los niveles de amoníaco en el líquido excretor por debajo del nivel en los fluidos corporales para evitar la toxicidad. Así, los organismos marinos excretan amoníaco directamente en el agua y se denominan amonotélicos. Los animales amonotélicos incluyen crustáceos, platelmintos, cnidarios, poríferos, equinodermos y otros invertebrados acuáticos.

Ureotelismo

La excreción de urea se llama ureotelismo. Los animales terrestres, principalmente anfibios y mamíferos, convierten el amoníaco en urea, un proceso que ocurre en el hígado y los riñones. Estos animales se denominan ureotélicos. La urea es un compuesto menos tóxico que el amoníaco; a través de él se eliminan dos átomos de nitrógeno y se necesita menos agua para su excreción. Se requieren 0.05 L de agua para excretar 1 g de nitrógeno, aproximadamente solo el 10% del requerido en organismos amonotélicos.

Uricotelismo

El uricotelismo es la excreción del exceso de nitrógeno en forma de ácido úrico. Los animales uricotélicos incluyen insectos, pájaros y la mayoría de los reptiles. Aunque requiere más energía metabólica que la urea, la baja toxicidad y la baja solubilidad en agua del ácido úrico permiten que se concentre en un pequeño volumen de suspensión blanca pastosa en las heces, en comparación con la orina líquida de los mamíferos. Cabe destacar, sin embargo, que los grandes simios y los humanos, aunque ureotélicos, también son uricotélicos en pequeña medida, y el ácido úrico puede causar problemas como cálculos renales y gota, pero también funciona como un antioxidante sanguíneo.

Agua y gases

Estos compuestos se forman durante el catabolismo de carbohidratos y lípidos en reacciones de condensación y en algunas otras reacciones metabólicas de los aminoácidos. El oxígeno es producido por las plantas y algunas bacterias en la fotosíntesis, mientras que el CO ₂ es un producto de desecho de todos los animales y plantas. Los gases de nitrógeno son producidos por bacterias desnitrificantes y como producto de desecho, y las bacterias por descomposición producen amoníaco, al igual que la mayoría de los invertebrados y vertebrados. El agua es el único desecho líquido de los animales y plantas fotosintéticas.

Sólidos

Los nitratos y nitritos son desechos producidos por las bacterias nitrificantes, al igual que el azufre y los sulfatos son producidos por las bacterias reductoras de azufre y las bacterias reductoras de sulfato. Las bacterias del hierro pueden producir desechos de hierro insolubles mediante el uso de formas solubles. En las plantas, las resinas, las grasas, las ceras y los productos químicos orgánicos complejos se exudan de las plantas, por ejemplo, el látex de los árboles de caucho y los algodoncillos. Los productos de desecho sólidos pueden fabricarse como pigmentos orgánicos derivados de la descomposición de pigmentos como la hemoglobina, y las sales inorgánicas como carbonatos, bicarbonatos y fosfatos, ya sea en forma iónica o molecular, se excretan como sólidos.

Los animales eliminan los desechos sólidos como heces.