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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ CENTRO DE CIÊNCIAS DEPARTAMENTO DE BIOLOGIA FISIOLOGIA ANIMAL COMPARADA PROF. DRA. ANA DE FÁTIMA FONTENELE URANO CARVALHO PESQUISA DA ATIVIDADE AMILÁSICA NO TRATO DIGESTÓRIO DE INVERTEBRADOS Relatório Apresentado à disciplina de Fisiologia Animal Comparada CAROLINY SOARES SILVA GABRIELA ALVES VALENTIM Fortaleza 2016 1. INTRODUÇÃO Os animais são capazes de digerir diversos tipos de carboidratos, entre eles estão: sacarose, lactose e o amido. Não existem grandes diferenças entre a sua digestão nos vertebrados e invertebrados, mas sabe-se que diversas enzimas são necessárias para auxiliar na degradação de algumas dessas moléculas, como no caso do amido. O amido está disponível em abundância na natureza, sendo encontrado em todos os vegetais de folha verde, estando presente desde a raiz até as sementes. Este carboidrato é um polissacarídeo composto por diversas unidades de glicose. Basicamente, é formado por cadeias de amilose, que são unidades de glicose unidas por ligações glicosídicas α-1,4, e amilopectina, unidades de glicose unidas por ligações glicosídicas α-1,4 e α -1,6. O amido é considerado um polímero insolúvel devido a presença das cadeias ramificadas de amilopectina. Para que esse carboidrato seja hidrolisado, é necessária a participação direta da enzima amilase. Na maioria dos mamíferos, a participação da amilase na digestão do amido se inicia na secreção da α-amilase na saliva do animal. Esta enzima que também pode ser chamada de ptialina, é responsável por hidrolisar as ligações glicosídicas α-1,4. A α-amilase pancreática é outra enzima responsável pela hidrólise do amido. Esta é liberada pelo pâncreas também é responsável pela hidrólise do amido atuando nas ligações glicosídicas α- 1,4, mas esta é liberada em maior quantidade. No trato intestinal dos invertebrados, especialmente o trato dos insetos, a principal área de digestão se localiza no intestino médio. Este intestino é geralmente constituído pelo ventrículo, que pode se expandir formando diversos cecos gástricos. As células epiteliais existentes na parede do ventrículo são responsáveis pela produção das principais enzimas, como: maltase, lipase e amilase. Dentre os vertebrados também podemos encontrar glândulas produtoras de enzimas na região oral, como no caso de algumas formigas. Diante disso, com o objetivo de analisar a presença de amilase em diferentes animais, realizou a prática de pesquisa de atividade amilásica no trato digestório de animais. Através desta prática buscou-se também associar a presença e intensidade da atividade amilásica com os hábitos alimentares dos animais estudados. 2. MATERIAIS E MÉTODOS A prática aqui discutida foi realizada com a turma da disciplina de Fisiologia Animal Comparada, disciplina ofertada pelo Departamento de Biologia da Universidade Federal do Ceará (UFC) e lecionada pela professora Dra. Ana de Fátima Fontenele Urano, no dia 28 de setembro de 2016, com o auxílio dos monitores Thaís Borges e Filipe de Abreu. Para a realização da prática, foram utilizados extratos de insetos macerados, trazidos pelos alunos, como: lagarta, barata, aranha, anêmona, formiga, borboleta e minhoca. Não foi possível classificar os animais de forma mais específica devido à falta de experiência em taxonomia animal dos alunos. Os materiais necessários para a realização da prática foram um recipiente com gelo, tubos de eppendorf, pipeta automática de 0,02 mL, tecido de nylon para filtração, estufa de incubação, agar-agar, amido, água destilada, solução salina (NaCl 0,9%), saliva humana, lugol, pipeta de Pasteur, gral e pistilo, placas de Petri e funil, como observado na figura 1. Em cada bancada foram distribuídos diversos insetos que os alunos capturaram e levaram para o Laboratório de Bioprospecção de Recursos Regionais (Bioprospec), duas horas antes do início da prática, onde foram anestesiados por meio de congelamento. Figura 1 - Materiais utilizados para a realização da prática de análise de atividade amilásica. Fonte: Fotografia das autoras. Na prática realizada pelas alunas Caroliny Soares Silva, Chrislainne Solange Santos Alves, Gabriela Alves Valentim, Jennifer Bruna Oliveira de Brito e Tainnara Freitas Barbosa, na primeira etapa, uma lagarta, mostrada na figura 2, foi macerada com o auxílio de um gral e um pistilo, e diluída em solução salina (NaCl 0,9%), dando origem a um extrato, observado na figura 3. Enquanto a lagarta era macerada, a placa de Petri foi perfurada, com o auxílio de uma pipeta Pasteur, para a criação de nove pequenos poços no gel de agarose. A placa foi devidamente identificada com o nome da equipe e todos os poços foram enumerados, como observado na figura 4. Após a maceração, o extrato foi filtrado com o auxílio de um tecido de nylon e colocado em tubos eppendorf de 2,0 mL, observado na figura 5. Todos os tubos foram colocados em um recipiente com gelo, para a preservação da amostra. Com esta etapa concluída, os monitores passaram em cada bancada com todos os tubos contendo as amostras maceradas. Com um auxílio de uma pipeta automática de 0,02 mL, 20 μl de cada uma das amostras foram inoculados nos nove orifícios presentes no gel. No poço localizado no centro do gel, foi pipetado o controle positivo contendo saliva humana. Em outro poço foi inoculado apenas solução salina (NaCl 0,9%), como controle negativo. Nos outros orifícios, foram Figura 2 - Lagarta utilizada para avaliação da presença de atividade amilásica. Figura 3 - Extrato de lagarta preparado com o auxílio de gral e pistilo. Fonte: Fotografia das autoras. Fonte: Fotografia das autoras. utilizados extratos preparados a partir de amostras biológicas maceradas pelos alunos. O resultado após a inoculação pode ser observado na figura 6. Na prática aqui descrita, foram utilizadas as amostras de lagarta, barata, anêmona, aranha, formiga, borboleta e minhoca. O material foi incubado em uma estufa, a 37°C por 2 horas. Após este processo, a placa foi corada com lugol e foram feitas as análises da presença de halos em cada um dos orifícios. Fonte: Fotografia das autoras. Fonte: Fotografia das autoras. Figura 6 - Poços em ágar com amido contendo extrato de diversos animais. Identificação dos extratos: Saliva (Poço 01), Solução salina (Poço 02), Lagarta (Poço 03), Barata (Poço 04), Anêmona (Poço 05), Aranha (Poço 06), Formiga (Poço 07), Borboleta (Poço 08) e Minhoca (Poço 09). Fonte: Fotografia das autoras. Figura 4 - Poços perfurados em placa de petri com ágar contendo amido. Figura 5 - Extrato preparada a partir da lagarta. 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO Os resultados obtidos após aplicação do lugol nas placas podem ser observados nas figuras 7 e 8. A presença de um halo mais claro, sem a coloração roxa indica a presença de atividade amilásica no extrato adicionado no respectivo poço. A observação das placas permitiu a organização e apresentação dos dados na tabela 01. Tabela 1 - Aferições de pressão arterial de indivíduos submetidos a diferentes situações. IDENTIFICAÇÃO DO POÇO ANIMAL ESTUDADO PRESENÇA DE ATIVIDADE AMILÁSICA PLACA 01 PLACA 02 Poço 03 Lagarta - - Poço 04 Barata - - Poço 05 Anêmona - - Poço 06 Aranha + + Poço 07 Formiga - - Poço 08 Borboleta + + Poço 09 Minhoca + + Fonte: Elaborada pelas autoras. Figura 7 - Resultado do teste de atividade amilásica na placa 01. Figura 8 - Resultado do teste de atividade amilásica na placa 02. Fonte: Fotografia das autoras.Fonte: Fotografia das autoras. O controle positivo utilizado foi um extrato preparado com saliva humana, tendo sido escolhido devido a alta atividade amilásica que ocorre na boca, onde se inicia o processo digestório. O controle positivo possuía como objetivo criar um parâmetro de comparação qualitativo para os outros extratos. O controle negativo escolhido foi solução salina 0,9% que, sendo livre de enzimas, permite verificar se não havia ocorrido nenhum erro na preparação do meio ou na inoculação, evitando um falso-positivo. Durante a etapa de coloração da placa houve um excesso na quantidade de lugol aplicada. Assim, a visualização de alguns halos tornou-se mais difícil e não foi possível fazer a classificação qualitativa comparando-os com o halo encontrado no poço do controle positivo. Os organismos vulgarmente chamados de lagartas estão no estágio larval do desenvolvimento dos insetos pertencentes a ordem Lepidoptera. Estes animais alimentam-se de quantidades enormes de folhas de plantas. O amido é um composto orgânico produzido ao final do processo de fotossíntese. Assim, ao consumir folhas verdes em busca de reserva energética, o animal necessita da presença de amilase para realizar a quebra e digestão do amido. A ausência desta enzima no extrato preparado a partir da lagarta pode ter sido motivada por uma diluição muito grande, já que foram preparados 2 tubos Eppendorf com um animal de poucos centímetros. As baratas são insetos pertencentes à ordem Blattodea. Esses organismos cosmopolitas garantiram sucesso evolutivo devido a sua capacidade de se alimentar de praticamente qualquer fonte de nutrientes disponível, como, por exemplo, material animal e vegetal morto. Apesar de nosso experimento não haver demonstrado a presença de amilase, ela é esperada no organismo. Devido a natureza da sua alimentação a amilase seria necessária para obtenção de energia a partir da quebra de amido e glicogênio. É possível que um halo discreto tenho sido ocultado pela quantidade de corante colocada na placa. As anêmonas são animais pertencentes à classe Anthozoa que utilizam seus tentáculos para capturar alimento. Anêmonas se alimentam de plâncton, algumas espécies de peixes e crustáceos. Devido a isso, a ausência de amilase ou presença em quantidades muito baixas é esperada em anêmonas, já que nenhum organismo capaz de realizar fotossíntese e sintetizar amido faz parte, em quantidade importante, de sua alimentação. Aranhas são animais artrópodes pertencentes a classe Arachnida. O animal estudado pertencia ao gênero Argiope sp. As aranhas possuem um tubo digestório estreito, por onde só podem passar alimentos líquidos. Dessa forma, estes animais precisam recorrer a digestão externa de seus alimentos através da liquefação dos tecidos de suas presas, utilizando para isso a digestão enzimática. A amilase é uma enzima que possui como função a quebra de polissacarídeos como o amido e, também, o glicogênio. O glicogênio é um polissacarídeo utilizado como reserva energética nas células animais. Desta forma, é a aranha pode produzir a enzima amilase para auxiliar na quebra do glicogênio de suas presas. Os animais da ordem Hymenoptera, comumente conhecidos como formigas, são insetos sociais com um tipo de alimentação que muda em cada espécie. Algumas formigas são herbívoras, outras carnívoras e existem ainda as onívoras, que são encontradas em maior quantidade e se alimentam de praticamente tudo, desde sementes até restos de animais. A atividade da amilase está ligada a digestão do amido e do glicogênio. A ausência da amilase nas formigas analisadas no experimento pode ter sido motivada por uma quantidade insuficiente de formigas para revelar a presença da enzima ou pela espécie analisada se alimentar de pequenos animais e carboidratos simples, não necessitando de grandes quantidades de amilase. As borboletas são os organismos da ordem Lepdoptera que se encontram na fase adulta, um estágio chamado de imago. As borboletas adultas alimentam-se de néctar de flores, frutas em decomposição e sais minerados retirados do solo. O néctar é constituído por sacarose, frutose e glicose em proporções variadas. As frutas consumidas estão em processo de decomposição e, assim, as reservas de amido já têm sido convertidas em frutose. Dessa forma, a ausência da amilase ou presença em quantidades baixíssimas é esperada, já que na fase adulta o amido praticamente não faz parte da alimentação destes animais. Minhocas são animais pertencentes à classe Oligoqueta, do filo Annelida. O animal estudado pertencia a família Glossoscolecidae. Estes animais são encontrados em todo o mundo vivendo em ambientes terrestres úmidos ou aquáticos. As minhocas podem ser geófagas, ingerindo o substrato e retirando dele seu alimento, ou detritívoras. Devido à natureza de sua alimentação, que inclui restos vegetais em decomposição, a presença da amilase é esperada para auxiliar na quebra de amido dos vegetais e também do glicogênio, que pode ser ocasionalmente obtido. Um detalhe a observar é que a partir da maceração do indivíduo inteiro não é possível identificar qual a origem da atividade amilásica. Os resultados obtidos podem ter sido motivados pela produção de amilase em glândulas localizadas na boca, no trato digestório ou sintetizada por uma microbiota simbionte. Para correção deste erro seria necessário realizar a análise da atividade amilásica em cada parte do corpo dos animais e também separar seu conteúdo digestório para estudo. 4. CONCLUSÕES A partir da realização da prática e análise dos resultados obtidos, é possível concluir que a amilase é uma enzima necessária para a maior parte dos táxons animais, já que ela possui a capacidade de degradar reservar de amido e glicogênio. Assim, a amilase é produzida por diversos grupos ou é obtida a partir de relações simbiontes com uma microbiota sintetizadora. Podemos perceber também que a produção da amilase tem uma relação íntima com os hábitos alimentares dos animais, podendo mesmo parar de ser sintetizada ou diminuir seus níveis quando a dieta do animal é alterada ao longo do seu ciclo de vida. Acreditamos que a metodologia da prática já se encontra bastante amadurecida, evitando ao máximo o sacrifício de animais, sendo simples e bastante rápida. 5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BRUSCA, R. C., BRUSCA, G.J. Invertebrados. 2. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2007. EDITORA INSUMOS. Amidos: Fontes, Estruturas e Propriedades Funcionais. 2009. Disponível em: <http://www.insumos.com.br/aditivos_e_ingredientes/materias/ 124.pdf>. Acesso em: 03 out. 2016. ERTHAL JR., M. Enzimas Digestivas Presentes no Intestino da Formiga Cortadeira Acromyrmex subterraneus Forel, 1893 (Hymenoptera: Formicidae) e no seu fungo mutualístico. 2004. Tese. Doutorado em Produção Vegetal, Universidade Estadual do Norte Fluminense Darci Ribeiro, Campos dos Goytacazes, 2004. FOOD INFREDIENTS BRASIL. Materiais. Amidos. 2015. Disponível em: <http://www.revista-fi.com/materias/499.pdf>. Acesso em 03 out. 2016. LACERDA, R. de F. Identificação de atividades ATPásica e Amilásica em larvas de Pachymerus nucleorum (Fabricius, 1792) (Coleoptera: Chrysomelidae: Bruchinae). 2006. Dissertação. Mestrado em Bioquímica, Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2006. SALA JR., V. Composição Química do Néctar de Laranjeira Convencional e Transgênica. 2007. Dissertação. Mestrado em Ciências Farmacêuticas, Universidade Estadual de Maringá, Maringá, 2007. SCHMIDT-NIELSEN, K. Fisiologia Animal: Adaptação e Meio Ambiente. 5. ed. São Paulo: Santos, 2002. SILVA, R.M. da. Isolamento e Caracterização de α-fucosidades Digestivas em Arachnida. 2010. Dissertação. Mestrado em Biotecnologia, Instituto de Ciências Biomédicas, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2010. UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS. Professores. Luiz. Disciplinas. Disciplina ENT107. Classe Insecta: Morfologia Interna e Fisiologia. 2003. Disponível em: <http://www.den.ufla.br/siteantigo/Professores/Luis/Disciplinas/disciplinaENT107_arq uivos/morfologia_interna.htm>. Acesso em 03 out. 2016.
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