Alimentação e Nutrição 1 1

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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...
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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).
 
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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.
 
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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):
2. Captação por filtração (cont.)
Eubalena glacialis
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3. Ingestão de fluidos
Perfurando e sugando: platelmintos, nematodeos, anelídeos e artrópodes.
Sugadores de sangue (uso de anticoagulantes): sanguessugas e insetos
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3. Ingestão de fluidos (cont.)
Liquefação das vísceras da vítima por enzimas proteolíticas (platelmintos)
Sucos vegetais: 
Cortando e lambendo: moscas, lampréias, morcegos vampiros
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4. Captura da presa (diferentes métodos e apêndices:
 dentes, bicos, membros anteriores modificados 
 de artrópodes)
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Filtração no kril
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Universalidade da dependência da luz solar?
Fumaças negras
Vermes tubulares gigantes (bactérias simbiontes nos trofosomas)
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
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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)
 
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Digestão (cont.:)
3. Lipídios (ácidos graxos, monoglicerídeos,
 triglicerídeos, esteróis e fosfolipídios)
- Lipases
 
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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
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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).
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Sistemas Digestórios de Animais Representativos
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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.
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 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.
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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] 
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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
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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]
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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)
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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).
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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. 
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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.
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Manufaturando seu próprio veneno
Animais também manufaturam muitas substâncias químicas que utilizam para sua defesa.
Serpentes (neurotoxinas, hemotoxinas, citotoxinas, bungarotoxinas etc)
Lagartos (Heloderma suspectum e 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