Los organismos deben mantener los fluidos corporales a una temperatura y pH constantes mientras mantienen concentraciones específicas de soluto para apoyar las funciones de la vida. La osmorregulación es el proceso que equilibra los niveles de soluto y agua.
La ósmosis es la tendencia del agua a pasar de soluciones con concentraciones iónicas más bajas, u osmolaridades, a aquellas con concentraciones iónicas más altas. La ósmosis se produce en respuesta a diferencias en las concentraciones moleculares de soluciones separadas por una membrana semipermeable.
Los fluidos corporales, que están separados por tales membranas, contienen agua, no electrolitos y electrolitos, solutos que se disuelven en iones en agua. Tanto los electrolitos como los no electrolitos influyen en el equilibrio osmótico. Sin embargo, dado que el factor más importante para la ósmosis es la cantidad de soluto, en lugar del tamaño, la contribución de los electrolitos es más significativa.
A diferencia del agua, los electrolitos no pueden difundirse pasivamente a través de las membranas, sino que dependen de la difusión y el transporte activo facilitados. En la difusión facilitada, los canales basados en proteínas mueven los solutos a través de las membranas. Por el contrario, la energía se utiliza para mover iones contra gradientes de concentración en el transporte activo.
Cuando los animales ingieren alimentos, el material que no se puede utilizar se excreta del cuerpo. Los sistemas de excreción en la naturaleza implican compensaciones entre la conservación de la energía y el agua.
El nitrógeno es uno de los tipos más significativos de residuos en el cuerpo. El exceso de nitrógeno forma amoníaco, que es tóxico y debe desecharse. Algunos animales excretan directamente amoníaco; otros primero lo convierten en urea o ácido úrico, que son menos tóxicos. La conversión de amoníaco requiere más energía que la excreción directa, sin embargo, conserva más agua.
Los epitelios de transporte a menudo median la osmorregulación y la excreción. Estas células especializadas mueven los solutos y se encuentran en los órganos excretores en todo el reino animal: desde los túbulos malpighianos de insectos hasta las branquias de peces y los riñones de los vertebrados.
Los epitelios de transporte, que suelen estar organizados en redes tubulares de gran superficie, contribuyen a menudo al equilibrio hídrico y a la eliminación de residuos. Por ejemplo, algunas aves marinas tienen glándulas nasales que eliminan la sal de la sangre y la excretan por de las fosas nasales, lo que les permite consumir agua de mar.
