Alimentação e Nutrição

1. Alimentação e Nutrição 1. Introdução: 1.1.Finalidades da Alimentação: nutrição (energia, construção e manutenção de tecidos, crescimento e reprodução). 1.2. Universalidade da dependência da luz solar 1.3. Aspectos do estudo da função de alimentação e nutrição 1.3.1. Captação e ingestão dos alimentos 1.3.2. Digestão: solubilizar e tornar menor 1.3.3. Nutrição: quanto e o que comer (energia e nutrientes essenciais) 1.3.4. Defesa química: ...tornando-se indesejáveis...

2. Métodos de captação e ingestão de alimentos • Captação ao nível celular 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).

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.

4. 2. Captação por filtração (cont.) • Bivalves: Os cíliosdrenam a águaatravés de sifões inaladores e exaladores. As brânquiasatuamcomofiltros, oscílios das brânquiasmovimentampartículasparadentrodaboca. • Animaismóveis (larvas de anfíbios , flamingos e baleias): Eubalena glacialis

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

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

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

8. Filtração no kril

9. Universalidade da dependência da luz solar? • Aberturas térmicas (270-380°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 CO2 em carboidratos p/ usar como fonte de energia com ATP bacteriano. • A Hb (que transporta H2S para as bactérias) torna os vermes vermelhos Vermes tubulares gigantes (bactérias simbiontes nos trofosomas) Fumaças negras

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

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

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

18. Nutrição • Problemas com que lida o estudo da nutrição animal • 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. • Suprimento de energia • Regulação da ingestão de alimentos • Necessidades Nutricionais específicas • Proteínas e aminoácidos • Nutrientes acessórios: vitaminas • Nutrientes acessórios: minerais e elementos traço.

19. Eqüilíbrio Calórico • Eqüilíbrio calórico  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 condições anóxicas. 3. Quando ingestão < gasto  uso das substâncias do corpo, primariamente gordura armazenada.

20. 4. Controle da ingestão de alimentos 4.1. Mamíferos - controle central (hipotálamo)- experimentos - controle periférico (grau de preenchimento do estômago + dor da fome, que coincide com ↓glicemia – experimentos) (Fig. 4.7) 4.2. Outros vertebrados também apresentam controle da ingestão calórica [e.g. peixe dourado experimentos com dieta diluída  aumenta da ingestão; diminução da Ta da água  diminuição da ingestão]

21. Fontes de Energia • Proteínas aminoácidos  metabolismo intermediário  CO2 + H2O + ATP + produto nitrogenado (amônia, uréia e ácido úrico) 2. Carboidratos (polisacarídeos e dissacarídeos)  monossacarídeos  metabolismo intermediário  CO2 + H2O + ATP 3. Lipídios (TG) e correlatos (ceras)  ácidos graxos  metabolismo intermediário  CO2 + H2O + ATP • Esses compostos orgânicos são interconversíveis no metabolismo energético, porém com algumas limitações (ver Fig.6.2-Metabolismo energético) • Cérebro humano: glucose • Maioria dos outros órgãos: pode usar AG (principal combustível dos músculos) • Músculo do vôo da Drosophila: carboidratos (gordura para outros processos • Gafanhoto migratório: gordura como combustível

22. Substâncias Específicas 1. Proteínas e aminoácidos • crescimento, desenvolvimento e manutenção • Schoenheimer, 1964- experimentos com dietas contendo 15N • 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 • 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 • Requerimentos baixos (g a mg) • Variável com a espécie animal ( capacidade de síntese  implicaçoes evolutivas 4. Minerais e elementos traço (Fig. 4.8-Tabela periódica) 5. Outros [colesterol e outros esteróis são essenciais para alguns invertebrados]

25. Importância dos Simbiontes em Nutrição • 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)] • 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)] • Independência de aae dos ruminantes (Loosli et al., 1994) • Suplementação de proteína em insetos que se alimentam de madeira (dietas pobres em N) • Fontes importantes de vitaminas (e.g. vitamina K e B12 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) 3. Uso de seus próprios venenos (serpentes, escorpiões, 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. • 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.

28. Defesa Química • 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. • 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.

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