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Anatomia Comparada – Sistema Tegumentar Prof. Dra. Bruna Bezerra Fornece proteção física para tecidos mais delicados (impede entrada de patógenos, materiais danosos e absorve o impacto do ambiente como nos pés); Contribui para o balanço hídrico; Fornece coloração essencial para a identificação, para comportamentos sexuais, agressivos e camuflagem; Locomoção através de atrito, fixação das garras ou escamas no substrato; Funções Troca respiratória; Secreções das glândulas da pele podem atrair e repelir, alimentar filhotes, liberar sais e uréia e termo-regular; Abrigar diversos órgãos dos sentidos; Armazenar gordura e glicogênio; Protege e sustenta o corpo; Sintetiza vitamina D; Funções Pode revelar informações sobre o táxon e hábito do vertebrado, visto que o tegumento é bem distinto nesse grupo. Por exemplo: Penas e Pêlos – identificação de espécies Funções Martin, P.S. et al., 2009 Didelphis albiventris Gracilinanus agilis Akodon montensis Oligoryzomys nigripes A pele e suas estruturas acessórias constituem o tegumento. Pele – Tem constituição variada de acordo com o tipo de animal As camadas da pele possuem a origem embriológica diferenciada; Constituição do tegumento Há uma constituição básica comum; Características especiais / taxon; Ectoderme Epiderme Dermátomo Derme Pena de ave Pêlo de mamífero Epiderme Pêlos Penas Barbatanas Garras Unhas Cornos Bicos Alguns tipos de escama Constituição do tegumento Derme Ossos dérmicos Osteodermos dos répteis Epiderme + Derme Dentes Dentículos Escamas dos peixes Dentre as funções da pele, temos: Suporte e proteção dos tecidos moles funcionalmente associados ao esqueleto; Recepção e transmissão de estímulos externos (calor, quimiorecepção, mecanorecepção); Transporte de materiais (excreção, secreção, reabsorção, desidratação, rehidratação); Regulação de calor; Respiracão, Nutrição e armazenamento de nutrients; Locomoção; Coloração/ camuflagem. Pele Funções básicas: Proteção Sensação Isolamento térmico / Regulação de temperature Componentes básicos: 1. Estrato córneo: queratina (alfa: mole e flexível; e beta: dura formando garras, unhas, bicos, penas e escamas). 2. Camada lúcida (mãos e pés). 3. Estrato ganuloso: células estratificadas (combinação variável de acordo com o taxon); cromatóforos (melanóforos como nas aves e mamíferos) - queratina. 4. Camada espinhosa 5. Membrana basal - estrato germinativo (células quando maturam vão sendo empurradas para as camadas mais superficiais da pele). Epiderme Epiderme As camadas acima do estrato germinativo vão se encaixar em duas categorias gerais, as células mucosas e as proteináceas. As células mucosas produzem diversos tipos de muco (e em alguns casos produzem luz, os fotóforos de peixes). A células proteináceas da epiderme produzem principalmente complexos de proteínas intra-celulares insolúveis, as queratinas Possui menos tipos celulares que a epiderme, sendo mais espessa e caracterizada por um emaranhado de fibras. Funções básicas: Nutrição Sensação Proteção Remoção de metabólitos Derme Componentes básicos: Fibras de colágeno: auxilia na retenção de água, são as mais abundantes e estrutura reta; Fibras elásticas: menos numerosas, estrutura enrrugada; Folículo piloso (no caso dos mamíferos). Atua no isolamento e regulação de temperatura, músculo eretor de pêlo, glândulas sebáceas e de cheiro; Glândulas sudoríparas; Vasos sanguíneos; Nervos; Cromatóforos em peixes, anfíbios e répteis Cromatóforos são células pigmentares derivadas da crista neural. Existem vários tipos, tais como melanóforos (melanina), iridóforos (refletoras), xantóforos (amarelos), eritróforos (vermelho) Derme Glândula sebácea Capilar sanguíneo Derme Epiderme Músculo eretor de pelo Derme Colágeno Sustentação estrutural Perfil geral da pele É a camada subcutânea Funções básicas: Isolamento térmico; Proteção mecânica; Faz a conexão da pele com os tecidos associados como os músculos e ossos. Componentes básicos: Gordura Tecido conectivo Hipoderme Homeostasia - regulação com o ambiente Pele, pêlo e penas fazem o regulamento térmico Cromatóforos são responsáveis pela síntese de pigmentos diversos (coloração da pele, penas e pêlos, defesa contra raios solares) Síntese de vitaminas Função de membrana permeável seletiva Proteção Confere proteção como barreira física e biológica Os anexos da pele são essencias Cromatóforos (mimetismo e sinalização) Funções gerais da pele Sensação Terminações nervosas livres: sensíveis aos estímulos mecânicos, térmicos e especialmente aos dolorosos. Corpúsculo de Meissner: táteis. Estão nas saliências da pele sem pêlos (como nas partes mais altas das impressões digitais). Receptor do folículo piloso Funções gerais da pele Disco de Merkel: de sensibilidade tátil e de pressão . Corpúsculo de Krause: receptores térmicos de frio, regiões mucosas (lábio e regiões geniatais). Corpúsculo de Paccini: captam especialmente estímulos vibráteis e táteis. Corpúsculo de Ruffini: com sua forma ramificada, são receptores térmicos de calor. Funções gerais da pele Funções gerais da pele Sensação Receptores de superfície Sensação percebida Receptores de Krause Frio Receptores de Ruffini Calor Discos de Merkel Tato e pressão Receptores de Vater-Pacini Pressão Receptores de Meissner Tato Terminações nervosas livres Principalmente dor Secreções Secreções das glândulas sudoríparas e sebáceas garantem um pH entre 3.0 e 5.0, que inibe bactérias; Funções gerais da pele Epiderme Membrana basal Derme Hipoderme Interação Endócrina Exócrina Sensorial As glândulas também secretam lisozima, que age na parede celular das bactérias; Glândulas específicas (produtoras de óleo, cheiro, muco, veneno, etc) Peixes Glândulas nos Vertebrata Susbtâncias químicas estimulam o alarme e o medo Substâncias para a cutícua mucosa Glândulas mucosas Não apresenta queratina Funções do muco Proteção contra o estresse osmoregulatório Proteção abrasiva Melhora da performance hidrodinâmica Proteção anti-microbiana Nos peixes mandibulados tem ainda as glândulas de veneno e outros possuem glândulas luminosas (luciferina e luciferase) Glândulas nos Vertebrata Peixe-leão (Pterois volitans) Peixe lanterna Ordem Rajiformes – famílias Dasyatidae e Myliobatididae (Brasil). Ordem Squaliformes – Família Squalidae, gênero Squalus. Veneno – Classe Chondrichthyes Composição do veneno: Polipepitídeos de alto peso molecular, serotonina, fosfodiesterase, hialuronidase, 5- nucleotidase, proteases inespecíficas (termolábil). Ação geral: Necrotizante local, atividade neurotóxica e cardiotóxica, infecções secundárias. Veneno – Classe Chondrichthyes Veneno – Classe Chondrichthyes Steve Irwin Veneno – Classe Chondrichthyes Espícula em Squalus sp. Ordem Siluriformes – bagres Composição do veneno: polipeptídeos de alto peso molecular (termolábil). Ação geral: Provoca dor intensa, necrose local, infecçõessecundárias de gravidade variável. Veneno – Classe Actinopterygii Tipos de ferrões Veneno – Classe Actinopterygii Ordem Scorpaeniformes, no Brasil temos a Família Scorpaenidae (Brasil), famoso Scorpaena brasiliensis – Peixe-escorpião Composição do veneno: polipeptídeos de alto peso molecular (termolábil) Ação geral: tem poder miotóxico e neurotóxica direto sobre o miocárdio = dor, febre, taquicardia Veneno – Classe Actinopterygii Ordem Scorpaeniformes, no Brasil temos a Família Batrachoididae, Gêneros Batrachoides, Porichthys e Thalassophryne Peixe-sapo Composição do veneno: polipeptídeos de alto peso molecular (termolábil) Ação geral: Dor intensa, necrose local, infecções secundárias de gravidade variável Veneno – Classe Actinopterygii Glândulas mucosas Proteção anti-microbiana Ambiente de trocas gasosas Ocorre respiração cutânea (Anura e Caudata) Glândulas granulares ou de veneno Produzem neurotoxinas (aucalóides) - Dentrobatidae Glândulas Paratóides Produzem toxinas irritantes (aucalóides) – Bufonidae Família Hylidae – glândulas de muco adesivo nos dígitos Família Pipidae – glândulas de muco especializadas para encistamento de embriões Glândulas - Anfíbios Glândulas - Anfíbios Glândulas mucosas da pele de sapo Substâncias que criam resitência a entrada de bactérias e vírus Família Dentrobatidae Toxinas alcalóides resultantes da dieta insetívora, mas tem também a influência da genética e comportamento; Alguns dos alcalóides: Batracotoxina, Decahidroquinolinas, Histrionicotoxinas, Indolizidinas, Pulmiliotoxinas, Pirrolizidinas, Quinolizidinas, Tetrodotoxina; Ações principais: neurotóxica, bloqueadora de canais de sódio, cloro e potássio e de receptores de acetilcolina; Muito usado por indígenas para caça Glândulas - Anfíbios Família Dentrobatidae Glândulas - Anfíbios Dendrobates auratus Ameerega trivittata - Secreção de veneno durante o manuseio Família Dentrobatidae Glândulas - Anfíbios Dendrobates azureus Família Dentrobatidae Glândulas - Anfíbios Dendrobates galactonotus Família Dentrobatidae Glândulas - Anfíbios Dendrobates leucomelas Família Dentrobatidae Glândulas - Anfíbios Dendrobates tinctorius Família Dentrobatidae Glândulas - Anfíbios Oophaga granulifera (antigamente Dendrobates granuliferus) Glândulas - Anfíbios Retirada do veneno por índios Salamandras Liberam pela pele substâncias tóxicas – samandrina. Ação: convulsões musculares e elevada pressão sanguínea. Glândulas de veneno concentradas na região do pescoço e na superfície dorsal. Glândulas Anfíbios salamandra-de-pintas-amarelas Glândulas generalizadas responsáveis pela produção de substâncias cerosas que promovem a impermeabilização da pele. Glândulas de feromônio (Cloacal e maxilla inferior) geralmente intimamente associadas com o comportamento de territorialidade e acasalamento (jacaré e tartaruga). Glândulas de veneno, que são diferenciadas de glândulas salivares, geralmente encontradas em serpentes e Helodermatidae Glândulas - Répteis Glândulas - Répteis Cobra-asiática (Rhabdophis tigrinus) Glândulas nucais especiais Irritação e cegueira Glândulas - Répteis Glândulas femorais nos lagartos – Marcação de território. Estão restritas a algumas partes do corpo; Relacionadas a comportamento reprodutivo ou para repelir predadores; Glândula Uropigiana que atuam na produção de ácidos graxos, gordura, cera e vitamina D. Estas por sua vez promovem a impermeabilização das penas, particularmente importantes para aves semi-aquáticas. Gândulas de sal são bem desenvolvidas nas aves marinhas, excretam o excesso de sal quando essas aves ingerem alimentos marinhos. Glândulas - Aves Glândula de veneno: pitohui-de- capus (Pitohui dichrous) – aves migratórias da Nova- Guiné, secretam uma substância que contem uma neurotoxina chamada homobatracotoxina. Substância fica nas penas e serve de defesa contra predadores Glândulas - Aves Choresine Pitohui dichrous Glândulas sebáceas, lubrificam a superfície da pele. Estão ausentes nas palmas da mão e nas plantas dos pés. Glândulas Sudoríparas, não são encotradas em todos os mamíferos (elefantes, baleias, Peixe-boi e hipopótamos). Auxiliam na termorregulação e na eliminação de produtos metabólicos. Glândulas - Mamíferos Glândulas - Mamíferos Glândulas Odoríferas, secreções que atuam na comunicação social. Marcação de território e para a corte. Capivara Cervideos Podem estar localizadas: - Queixo – alguns veados e coelhos; - Face - veados, antílopes, morcegos; - Peito e braços – carnívoros - Anal - Roedores, cachorros, gatos; - Costas – queixada, camelos, esquilos. Sagui Glândulas Mamárias - Funcionais apenas nas fêmeas; - Secreta leite para a nutrição da prole; - Leite = água, gordura, carboidratos e proteínas extremamente variável taxonomicamente; - O leite é produzido nos alvéolos e liberado pelos mamilos; - Monotrematos – os mamilos estão ausentes e as mamas não são formadas; Glândulas - Mamíferos Espécies Nº de Tetas Localização DAS TETAS Primatas, morcegos, elefantes e Baleias 2 Torácica Cobaias 2 Inguinal Cabra, ovelhas, éguas, 2 Inguinal Vacas e búfalas 4 Inguinal Porcas 12-18 Tóraco-abdominal-Inguinal Gatas 8-10 Tóraco-abdominal Cadelas 8-12 Tóraco-abdominal-Inguinal Canguru 1 ( duas glândulas fusionadas) No marsúpio Ratas e coelhas 8-10 Tóraco-abdominal Glândulas - Mamíferos Cromatóforos são células que contem pigmentos Importantes para camuflagem, mimicria Os melanóforos, de cor preta ou marrom, possuem omocromos ou melanina em grânulos; os eritróforos, vermelhos e xantóforos, amarelos, possuem grânulos de pteridina e vesículas de carotenóides em proporções variáveis; os leucóforos, brancos, portam grânulos de purinas; os iridóforos, de cores metálicas, não possuem purinas depositadas em cristais refletores. Já em aves e mamíferos, essa diversidade de cromatóforos foi perdida, e o único tipo de célula pigmentar presente é o melanócito, célula que sintetiza e armazena melanina em grânulos. Cromatóforos em Vertebrada Pêlo - Filamentos delgados de queratina; - Formado da invaginação da epiderme- folículos pilosos; - Ciclo de atividade: crescimento, degeneração e repouso; - Cromatóforos – pigmentação; - Músculo eretor dos pêlos Anexos Queratinizados Anexos Queratinizados Tipos de pelos 1) Primários e de revestimento • Mais espessos • Mais longos 2) Secundários e lanosos • Periféricos • Mais curtos • Mais finos e macios Pêlo Anexos Queratinizados Pêlos duros e grossos - defesa Isolamento térmico Pêlo Anexos Queratinizados Vibrissas: - Pêlos modificados ao redor do focinho; - Função sensorial; - Comuns em mamíferos noturnos ou naqueles que vivem em tocas com iluminação limitada Penas - Não vasculares; - Não nervosas; - Invaginações da epiderme na derme; - São substituídas a cada ano; - Locomoção e termoregulação Anexos Queratinizados Penas Anexos Queratinizados Anexos Queratinizados Vexilo Pena de voo Forma aerodinâmica Isolamentotérmico Exibição Penas Anexos Queratinizados Escamas epidérmicas - Evitar danos a tecidos moles; - Barreira contra invasão biológica; - Diminuem a perda de água do corpos; - Principal componente da pele dos répteis. - Anexos Queratinizados Serpente Lagartos (A) e (C) – escamas epidérmicas (B) - escamas dérmicas Anexos Queratinizados Anexos Queratinizados Unhas, garras e casco Anexos Queratinizados - Placas de epitélio cornificado; - Cresce a partir das células da matriz e não da derme. Primatas Anfíbios, répteis, aves e mamíferos. Ungulados Corno É composto por fibras queratinizadas de origem epidérmica; Apresenta crescimento contínuo, não sendo trocado. Anexos Queratinizados Cornos verdadeiro - Bovídeos e Antílopes Possuem um núcleo ósseo vascular Presente nos dois sexos Não são bifurcados Não são renovados Coberto por tecido queratinizado Anexos Queratinizados Chifre – Cervídeos Apenas nos machos*; Usualmente bifurcados; Renovados periodicamente; Possui o osso exposto – Velame protege o chifre durante o crescimento. Anexos Queratinizados *Caribus Anexos Queratinizados Corno Chifres Chifre – girafas Possuem projeções ósseas recorbertas pelo tegumento, não cornificado. Anexos Queratinizados Chifre – Antilocapra São projeções ósseas do crânio recorbertas por pele. Essa pele ao redor forma uma estrutura semelhante a um corno. O núcleo ósseo é permanente e a pele (bainha córnea) vai se renovar periodicamente. Anexos Queratinizados Esmalte: tecido mais duro do corpo, origem ectodérmica. Situado externamente a qualquer outro tecido duro. Não há reposição após o desgaste. Ocorre apenas em dentes, dentículos, escamas. Dentina: mais dura que o osso. Interna ao esmalte. Presente nos dentes, dentículos, escamas. Origem mesodérmica. Admite alguma regeneração. Osso: origem mesodérmica, pode apresentar fibras colágenas. Interno a dentina. Presente, entre outros locais óbvios, nas escamas. Grande poder de regeneração. Anexos Ossificados - Tecidos duros Chondrichthyes - Placóides Anexos Ossificados - Tecidos duros Peixes ósseos Escama dérmica Epiderme Escamas dérmicas Não apresentam camada de osso basal Escama cosmóide: Semelhante à armadura primitiva, mas, usualmente, mais fina, menor e com dentina tipo cosmóide (ornamentada com esmalte). Ex. dipnóicos primitivos Anexos Ossificados - Escamas Cosmóide Escama ganóide: espessa, evoluiu da cosmóide. Mais primitivo, superfície é espessada pela deposição de ganoína (esmalte). Apresenta dentina cosmóide e osso lamelar na base da escama. Ex. Actinopterygi primitivos. Anexos Ossificados - Escamas Escama elasmóide: Derivadas das escamas ganóide, apenas em Teleosteos. A camada basal (maioria da escama) é acelular, com fibras colágenas (flexibilidade). Há apenas uma delgada camada derivada da ganoína sobre o osso lamelar. Anexos Ossificados - Escamas Dentes Em peixes cartilaginosos são ancorados a pele por meio de fibras de colágeno que penetram na dentina apartir da derme; Na maioria dos vertebrados, os dentes são fixados nas mandíbulas. Diferenciados nos mamíferos Anexos Ossificados Estudar comparativamente o tegumento dos vertebrados Estudo dirigido Grupo Estruturas Função Exemplo de animais que possuem as estruturas Peixes Anfíbios etc
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