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Alimentação e Nutrição 1. Introdução: 1. Introdução: 1.1.Finalidades da Alimentação: nutrição (energia, construção 1.1.Finalidades da Alimentação: nutrição.

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1 Alimentação e Nutrição 1. Introdução: 1. Introdução: 1.1.Finalidades da Alimentação: nutrição (energia, construção 1.1.Finalidades da Alimentação: nutrição (energia, construção e manutenção de tecidos, crescimento e reprodução). e manutenção de tecidos, crescimento e reprodução) Universalidade da dependência da luz solar 1.2. Universalidade da dependência da luz solar 1.3. Aspectos do estudo da função de alimentação e 1.3. Aspectos do estudo da função de alimentação e nutrição nutrição Captação e ingestão dos alimentos Captação e ingestão dos alimentos Digestão: solubilizar e tornar menor Digestão: solubilizar e tornar menor Nutrição: quanto e o que comer (energia e Nutrição: quanto e o que comer (energia e nutrientes essenciais) nutrientes essenciais) Defesa química:...tornando-se Defesa química:...tornando-se indesejáveis... indesejáveis...

2 Métodos de captação e ingestão de alimentos 1.Captação ao nível celular 1.1. absorção de nutrientes através da superfície corporal (endoparasitas como platelmintos, protozoários, invert aquáticos) 1.1. absorção de nutrientes através da superfície corporal (endoparasitas como platelmintos, protozoários, invert aquáticos) 1.2. Endocitose (fago ou pinocitose): molécula se liga à superf. invaginação tubo endocítico (protozoários, revestimento do TD de metazoários) Endocitose (fago ou pinocitose): molécula se liga à superf. invaginação tubo endocítico (protozoários, revestimento do TD de metazoários).

3 2.Captação por filtração: os animais dependem das correntes de água trazerem pequenos organismos, capturados de várias maneiras: Esponjas: água flui através da esponja. Também os flagelos em células especiais (coanócitos) criam correntes de água. Esponjas: água flui através da esponja. Também os flagelos em células especiais (coanócitos) criam correntes de água.

4 Bivalves: Os cílios drenam a água através de sifões Bivalves: Os cílios drenam a água através de sifões inaladores e exaladores. As brânquias atuam como filtros, os cílios das brânquias movimentam partículas para dentro da boca. Animais móveis (larvas de anfíbios, flamingos e baleias): Animais móveis (larvas de anfíbios, flamingos e baleias): 2. Captação por filtração (cont.) Eubalena glacialis

5 3. Ingestão de fluidos Perfurando e sugando: platelmintos, nematodeos, anelídeos e artrópodes. Perfurando e sugando: platelmintos, nematodeos, anelídeos e artrópodes. Sugadores de sangue (uso de anticoagulantes): sanguessugas e insetos Sugadores de sangue (uso de anticoagulantes): sanguessugas e insetos

6 3. Ingestão de fluidos (cont.) Liquefação das vísceras da vítima por enzimas proteolíticas (platelmintos) Liquefação das vísceras da vítima por enzimas proteolíticas (platelmintos) Sucos vegetais: Sucos vegetais: Cortando e lambendo: moscas, lampréias, morcegos vampiros Cortando e lambendo: moscas, lampréias, morcegos vampiros

7 4. Captura da presa (diferentes métodos e apêndices: dentes, bicos, membros anteriores modificados dentes, bicos, membros anteriores modificados de artrópodes) de artrópodes)

8 Filtração no kril

9 Universalidade da dependência da luz solar? Fumaças negras Vermes tubulares gigantes (bactérias simbiontes nos trofosomas) Aberturas térmicas ( °C): profundidade (2.500m), ausência de luz, poucos nutrientes, alta pressão (250 atm) e abundância de animais(> 300 espécies novas desde 1977). a cadeia alimentar depende da quimiossíntese bacteriana Animais se alimentam das bactérias, abrigam bactérias em seu corpo ou comem outros animais que se alimentam das bactérias. As bactérias oxidam sulfetos que saem dos gêisers e os transformam em energia (quimiossíntese) - são capazes de fixar C a partir de CO 2 em carboidratos p/ usar como fonte de energia com ATP bacteriano. A Hb (que transporta H 2 S para as bactérias) torna os vermes vermelhos

10 Digestão 1. Finalidades (tornar menor e solúvel) 1. Finalidades (tornar menor e solúvel) Digestão intra- e extracelular Digestão intra- e extracelular Digestão enzimática: comparação entre vertebrados e invertebrados (hidrólise) Digestão enzimática: comparação entre vertebrados e invertebrados (hidrólise) 2. Proteínas: proteases (endoproteases = pepsina, tripsina, quimotripsina, enteroquinase; exoproteases = aminopeptidase e carboxipeptidase) 2. Proteínas: proteases (endoproteases = pepsina, tripsina, quimotripsina, enteroquinase; exoproteases = aminopeptidase e carboxipeptidase)

11 Digestão (cont.:) 3. Lipídios (ácidos graxos, monoglicerídeos, triglicerídeos, esteróis e fosfolipídios) triglicerídeos, esteróis e fosfolipídios) - Lipases

12 Digestão 4. Carboidratos (enzimas: carboidrases = glicosidases e polissacaridases) 4. Carboidratos (enzimas: carboidrases = glicosidases e polissacaridases) Monossacarídeos-(glucose, frutose, manose etc) Monossacarídeos-(glucose, frutose, manose etc) - prontos para absorção - prontos para absorção Dissacarídeos (lactose, maltose, sacarose etc) – enzimas ligadas à membrana intestinal : lactase, maltase, sacarase etc Dissacarídeos (lactose, maltose, sacarose etc) – enzimas ligadas à membrana intestinal : lactase, maltase, sacarase etc Polissacarídeos (amido, glicogênio, celulose etc)- enzimas: -amilase,….celulase etc Polissacarídeos (amido, glicogênio, celulose etc)- enzimas: -amilase,….celulase etc

13 4. Carboidratos: Digestão da celulose em vertebrados (ruminantes e não-ruminantes: ungulados, bicho preguiça, marsupiais, tartaruga verde marinha, iguana comum, etc) e invertebrados (caracóis, teredinídeos, camarão, traças, térmitas etc). 5. Importância dos simbiontes para a Nutrição animal (celulose, ceras, vitaminas, coprofagia em roedores, lagomorfos, marsupiais, primatas pró-símios etc).

14 Sistemas Digestórios de Animais Representativos

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18 Nutrição Problemas com que lida o estudo da nutrição animal Problemas com que lida o estudo da nutrição animal Quantidade de alimento: energia para atividade externa e manutenção interna. Quantidade de alimento: energia para atividade externa e manutenção interna. Qualidade do alimento: substâncias específicas para manutenção e crescimento: aminoácidos essenciais, vitaminas, ácidos graxos essenciais e minerais. Qualidade do alimento: substâncias específicas para manutenção e crescimento: aminoácidos essenciais, vitaminas, ácidos graxos essenciais e minerais. Suprimento de energia Suprimento de energia Regulação da ingestão de alimentos Regulação da ingestão de alimentos Necessidades Nutricionais específicas Necessidades Nutricionais específicas Proteínas e aminoácidos Proteínas e aminoácidos Nutrientes acessórios: vitaminas Nutrientes acessórios: vitaminas Nutrientes acessórios: minerais e elementos traço. Nutrientes acessórios: minerais e elementos traço.

19 Eq ü ilíbrio Calórico Eq ü ilíbrio Calórico 1.Eq ü il í brio cal ó rico Ingestão de energia = gasto de energia 2. Quando ingestão > gasto excesso é guardado na maioria como gordura.Em alguns, como glicogênio:pode ser usado em condi ç ões an ó xicas. 3. Quando ingestão < gasto uso das substâncias do corpo, primariamente gordura armazenada.

20 4. Controle da ingestão de alimentos 4.1. Mam í feros - controle central (hipot á lamo)- experimentos - controle perif é rico (grau de preenchimento do estômago + dor da fome, que coincide com glicemia – experimentos) (Fig. 4.7) - controle perif é rico (grau de preenchimento do estômago + dor da fome, que coincide com glicemia – experimentos) (Fig. 4.7) 4.2. Outros vertebrados tamb é m apresentam controle da ingestão cal ó rica [e.g. peixe dourado experimentos com dieta dilu í da aumenta da ingestão; diminu ç ão da Ta da á gua diminui ç ão da ingestão] 4.2. Outros vertebrados tamb é m apresentam controle da ingestão cal ó rica [e.g. peixe dourado experimentos com dieta dilu í da aumenta da ingestão; diminu ç ão da Ta da á gua diminui ç ão da ingestão]

21 Fontes de Energia 1.Proteínas amino á cidos metabolismo intermedi á rio 1.Proteínas amino á cidos metabolismo intermedi á rio CO 2 + H 2 O + ATP + produto nitrogenado (amônia, ur é ia e á cido CO 2 + H 2 O + ATP + produto nitrogenado (amônia, ur é ia e á cido ú rico) ú rico) 2. Carboidratos (polisacar í deos e dissacar í deos) monossacar í deos metabolismo intermedi á rio CO 2 + H 2 O + ATP 3. Lip í dios (TG) e correlatos (ceras) á cidos graxos metabolismo intermedi á rio CO 2 + H 2 O + ATP Esses compostos orgânicos são interconvers í veis no metabolismo energ é tico, por é m com algumas limita ç ões (ver Fig.6.2-Metabolismo energ é tico) Esses compostos orgânicos são interconvers í veis no metabolismo energ é tico, por é m com algumas limita ç ões (ver Fig.6.2-Metabolismo energ é tico) C é rebro humano: glucose C é rebro humano: glucose Maioria dos outros ó rgãos: pode usar AG (principal combust í vel dos m ú sculos) Maioria dos outros ó rgãos: pode usar AG (principal combust í vel dos m ú sculos) M ú sculo do vôo da Drosophila: carboidratos (gordura para outros processos M ú sculo do vôo da Drosophila: carboidratos (gordura para outros processos Gafanhoto migrat ó rio: gordura como combust í vel Gafanhoto migrat ó rio: gordura como combust í vel

22 Substâncias Específicas 1. Proteínas e aminoácidos crescimento, desenvolvimento e manutenção crescimento, desenvolvimento e manutenção Schoenheimer, experimentos com dietas contendo 15 N Schoenheimer, experimentos com dietas contendo 15 N Aminoácidos essenciais: muita similaridade na essencialidade entre as espécies de peixes, insetos e protozoários. Aminoácidos essenciais: muita similaridade na essencialidade entre as espécies de peixes, insetos e protozoários. 2. Ácidos graxos essenciais A maioria dos animais não necessita de uma fonte de lipídio A maioria dos animais não necessita de uma fonte de lipídio Há alguns animais que não conseguem sintetizar alguns AG (e.g. ratos: linoleico, linolênico e araquidônico; homem: linolênico,linoleico. Há alguns animais que não conseguem sintetizar alguns AG (e.g. ratos: linoleico, linolênico e araquidônico; homem: linolênico,linoleico. 3. Vitaminas e compostos relacionados Nutrientes acessórios: reguladores do metabolismo Nutrientes acessórios: reguladores do metabolismo Requerimentos baixos ( g a mg) Requerimentos baixos ( g a mg) Variável com a espécie animal ( capacidade de síntese implica ç oes evolutivas Variável com a espécie animal ( capacidade de síntese implica ç oes evolutivas 4. Minerais e elementos tra ç o (Fig. 4.8-Tabela peri ó dica) 5. Outros [colesterol e outros ester ó is são essenciais para alguns invertebrados]

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25 Importância dos Simbiontes em Nutrição 1.Aproveitamento da celulose [alguns mamíferos ruminantes (ungulados) e não-ruminantes (bicho-preguiça, quokka, macaco langur), insetos (cupins), aves (cigana, tetrazes), moluscos (caracóis?, teredinídeos?), crustáceos (camarão Mysis), répteis (iguana comum, tartaruga marinha verde)] 2.Aproveitamento da cera [alguns animais da cadeia alimentar marinha (peixes que comem copépodes, aves marinhas), aves terrestres (pássaro guia-do-mel) e insetos (larva da mariposa da cera)] 3.Independência de aae dos ruminantes (Loosli et al., 1994) 4.Suplementação de proteína em insetos que se alimentam de madeira (dietas pobres em N) 5.Fontes importantes de vitaminas (e.g. vitamina K e B 12 para o homem e outros mamíferos; complexo B para ruminantes etc)

26 Defesa Química 1.Componentes Tóxicos das Plantas (alcalóides, glicosídeos, taninos, óleos e resinas, ácido oxálico, inibidores de enzima, compostos com ação hormonal, compostos que afetam a reprodução animal). 2. Uso dos venenos da dieta pelos animais (peixe baiacu armazena a tetrodotoxina. O gastrópode Aplysia guarda toxinas de algas) 2. Uso dos venenos da dieta pelos animais (peixe baiacu armazena a tetrodotoxina. O gastrópode Aplysia guarda toxinas de algas) 3. Uso de seus próprios venenos (serpentes, escorpiões, 3. Uso de seus próprios venenos (serpentes, escorpiões, aranhas, abelhas e vespas). aranhas, abelhas e vespas).

27 Usando o veneno já pronto Alguns grupos de animais que se alimentam de plantas ricas em metabólitos secundários recebem benefício extra, de grande importância ecológica. Alguns grupos de animais que se alimentam de plantas ricas em metabólitos secundários recebem benefício extra, de grande importância ecológica. Lagartas da borboleta monarca: comem plantas que contêm glicosídeos cardíacos – não degradam esses compostos, que protegem a planta contra a maioria dos herbívoros. Ao invés, armazenam em corpos adiposos as borboletas, em todos os estágios de desenvolvimento, ficam protegidas contra predadores. Lagartas da borboleta monarca: comem plantas que contêm glicosídeos cardíacos – não degradam esses compostos, que protegem a planta contra a maioria dos herbívoros. Ao invés, armazenam em corpos adiposos as borboletas, em todos os estágios de desenvolvimento, ficam protegidas contra predadores. Um pássaro que come a monarca rapidamente vomita e daí para frente passa a evitar o tipo preto-laranja que caracteriza esta borboleta. Um pássaro que come a monarca rapidamente vomita e daí para frente passa a evitar o tipo preto-laranja que caracteriza esta borboleta.

28 Defesa Química Insetos que se alimentam de plantas venenosas são geralmente coloridos (coloração de aviso). Insetos que se alimentam de plantas venenosas são geralmente coloridos (coloração de aviso). Alguns animais marinhos, como certos nudibrânquios adquirem substâncias químicas ou células de defesa de sua presa. Hidróides lançam essas células em animais que se alimentam deles. Ex. O grande nudibrânquio Aplysia se alimenta seletivamente de algas do gênero Laurencia que é protegida pelo elatol (sesquiterpeno halogenado), um poderoso inibidor da divisão celular. Alguns animais marinhos, como certos nudibrânquios adquirem substâncias químicas ou células de defesa de sua presa. Hidróides lançam essas células em animais que se alimentam deles. Ex. O grande nudibrânquio Aplysia se alimenta seletivamente de algas do gênero Laurencia que é protegida pelo elatol (sesquiterpeno halogenado), um poderoso inibidor da divisão celular. Peixes não se alimentam de Aplysia Peixes não se alimentam de Aplysia Pesquisas com animais marinhos,algas e plantas como fonte de novas drogas contra o câncer e outras doenças ou como fonte de antibióticos. Pesquisas com animais marinhos,algas e plantas como fonte de novas drogas contra o câncer e outras doenças ou como fonte de antibióticos.

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31 Manufaturando seu próprio veneno Animais também manufaturam muitas substâncias químicas que utilizam para sua defesa. Animais também manufaturam muitas substâncias químicas que utilizam para sua defesa. Serpentes (neurotoxinas, hemotoxinas, citotoxinas, bungarotoxinas etc) Serpentes (neurotoxinas, hemotoxinas, citotoxinas, bungarotoxinas etc) Lagartos (Heloderma suspectum e Heloderma horridum) Lagartos (Heloderma suspectum e Heloderma horridum) Peixes Peixes Abelhas, vespas, insetos predadores, escorpiões, aranhas e muitos outros artrópodes possuem substâncias químicas que utilizam para se defender e matar a presa. Abelhas, vespas, insetos predadores, escorpiões, aranhas e muitos outros artrópodes possuem substâncias químicas que utilizam para se defender e matar a presa. Monstro Gila


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