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METABOLISMO ENERGÉTICO E TERMORREGULAÇÃO, TEMPERATURA - Coggle Diagram
METABOLISMO ENERGÉTICO E TERMORREGULAÇÃO
Metabolismo energético:
soma de todas as reações químicas que ocorrem no organismo.
A velocidade das reações químicas aumenta junto com a temperatura, uma vez que a atividade metabólica está estreitamente relacionada com a temperatura corporal.
Temperatura corporal extremamente baixa:
impede o metabolismo elevado em função da dependência térmica das relações enzimáticas.
Temperatura ótima:
máxima velocidade de reação do metabolismo.
Temperatura corporal extremamente alta:
superaquecimento e efeitos deletérios (desnaturação das enzimas)
Temperatura:
variável vital que afeta todas as funções do organismo.
Vias metabólicas - Catabolismo:
quebra de moléculas mais complexas e ricas em energia para obter elementos mais simples = liberação de energia química - realização de trabalho/estocagem de energia.
Anabolismo:
incorporação de sustâncias simples para síntese de oléculas complexas - reparo, regeneração e crescimento. Ex: síntese proteica e glicogênese.
Controle:
hormônios e enzimas
composto de fosfato de alta energia (ex: ATP).
metabolismo intermediário funciona como composto de estoque de energia (glicose - glicólise)
Taxa metabólica (TM):
conversão de energia química em calor - energia térmica liberada por uma unidade de tempo.
Calcular as necessidades energética de um organismo
Energia captada:
energia liberada + energia armazenada.
Varia de acordo com o tipo e intensidade dos processos internos,químicos e iônicos -
trabalho mecânico.
Tipos de taxas metabólicas - BASAL:
condições minímas de estresse ambiental e fisiológicos, em repouso e em jejum, sem estresse térmico.
PADRÃO:
em repouso e em jejum a uma temperatura corporal específica - sem gasto metabólico para se aquecer ou resfriar.
CAMPO:
média da utilização de energia durante a execução de atividades naturais á espécie, ou seja, do repouso ao esforço máximo.
comparação de taxas metabólicas intra e interespecíficas
Medidas de taxa metabólica - Colorimetria direta:
medida da quantidade de energia liberada com o calor emdeterminado período de tempo.
(1780 - Antonie Lavoisier e Pierre Laplace
)
Colorimetria indireta:
perda de energia correspondendo a energia química não absorvida em relação ao total ingerido -medido pelas fezes e urina.
produção de calor/taxa metabólica = taxas de energia ingeridas - taxa de energia química perdida
Respirometria:
medida de troca respiratória, ou seja, a energia nas moléculas se tornam disponíveis apenas quando são oxidadas e a quantidade de calor está relacionada à quantidade de oxigênio consumido - oxidação aeróbica.
captação de oxigênio X produção de dióxido de carbono
Tamanho corporal x Taxa metabólica -Escalonamento:
estudo da forma de como as características anatômicas e fisiológicas são influenciadas pela alteração do tamanho corporal.
Proporções corporais:
superficie = 6x (compimento X largura) - 6l²
massa = comprimento X largura - l³
Taxa metabólica geral:
aumenta com o aumento da massa.
Lei de Kleiber:
relação entre a taxa metabólica e a massa corporal éihual a 0,75.
Taxa metabólica massa-específica:
diminui como aumento da massa corporal - taxa metabólica de uma unidade de massa de tecido quantidade de oxigênio consumido por kg/h.
consumo de oxigênio por grama de massa corporal é inversamente proporcional a massa total.
animal pequeno = aŕea de superfície aior por unidade de massa - TM proporcionalmente maior.
Fatores que afetam a taxa corporal:
Fase de desenvolvimento: IDADE;
Estresse e estado de saúde;
Massa corporal e tipo de alimentação;
Temperatura corporal e ambiente;
Mecanismo de Feedback Negativo:
hipotálamo/hipófise e receptores cutâneos - controle nervos.
Termorreceptor central e termorreceptores periféricos (calor ou frio):
• Vasoconstrição/dilatação
• Contração muscular
• Erição de pelos e penas
Tireóide:
controle homonal - calor metabólico.
Hipotálamo:
hipófise (tireoidianos).
Febre:
hipertermia fisiológica - substancias pirógenas endógenas ou exógenas.
Glândulas sudoríparas: controle nervoso e hormonal
adrenalina e noradrenalina
Temperatura e atividade - dependência entre TM e temperatura:
metabolismo celular depende da temperatura compatível do ambiente interno com as reações metabólicas facilitadas pelas enzimas.
• Adaptação bioquímica compensatória e na viscosidade da membrana;
• Mudança na quant. de enzima;
• Modificação da sensibilidade térmica de ativ. enzimática.
Determinantes da temp. corporal:
depende da quantidade de calor contidas por unid. de massa de tecido.
Capacidade de aquecimento dos tecidos - quantidade de água
Calor corporal:
calor produzido pela produção metabólica + calor transferido que é o fluxo térmico entre os meios (condução, convenção, irradiação, evaporação,relação superfície-massa.)
Regulação de troca de calor com o meio externo:
•
Controle comportamental e autonômico do fluxo sanguíneo;
•
Ativação dos músculos eretores das penas e piloeretores;
•
Resfriamento evaporativo por glândulas: sudorese e salivação;
•
Aclimatação.
Regulação de temperatura - Alta TM:
maior calor interno e temp. corporal menos variável.
Baixa TM:
calor interno reduzido com necessidade de absorção de calor externo.
Classificação dos animais:
"homeotermos pecilotermos".
Se a temperatura corporal tende a permanecer constante ou flutuar em conformidade com as alterações de temperatura do ambiente quando atem. da água ou ar é alterado experimentalmente.
Quanto a fonte de calor - Endotermo:
mecanismo fisiológico que
gera o próprio calor
corporal a partir da produção de calor como subproduto do metabolismo.
Condutividade térmica relativamente baixa.
Quanto a fonte de calor - Ectotérmicos:
produção de calor metabólico em taxas muitos baixas.
Alta condutância térmica
: facilidade em receber calor do meio e perder para o meio.
Troca de calor com o ambiente é mais importante do que produção metabólica para determinar a temperatura corporal - regulação térmica comportamental e microclima.
Temperatura crítica máxima.
Maior parte dos répteis,anfíbios, peixes, alguns insetos e outros vertebrados.
Temperatura corporal acima do ambiente:
ocupação e habitats muitos frios.
TM em repouso:
cinco vezes maior do que a de um ectotérmico semelhante.
zona de neutralidade térmica X termogênese e dissipação.
Mamíferos, aves, alguns répteis terrestres,peixes grandes e muitos insetos.
Quanto a capacidade de regulação - Homeotermo
: mantém a temperatura corporal dentro de limites fisiológicos estreitos -
controle da produção e da perda de calor:
maior parte dos mamíferos, aves, alguns vertebrados e invertebrados.
Quanto a capacidade de regulação - Heterotermo
temp. corporal mantida em uma faixa ampla de variação, acima do ambiente, a partir do calor endotérmico.
Heterotermos temporais:
flutuações cíclicas diárias.
Heterotermos regionais:
flutuam de acordo com a região.
Quanto a capacidade de regulação - Pecilotermo:
temp. corporal oscilante em uma ampla faixa de variação, conforme a temperatura do ambiente,sendo altamente dependentes de absorção de calor externo.
•
Conjunto de enzimas que participam de um mesmo processo metabólico e regulam a perda e absorção de calor.
Ectotermia X Endotermia:
TM menores:
economia de energia, maior investimento em crescimento e reprodução, menor demanda por água e alimento (menor tempo de forrageamento e exposição à predação)
Dependência da irradiação solar:
limita o tempo de atividade diária e as estações do ano em que a atividade é possível.
Temp, corporal mais elevada e constante permite funcionamento mais eficiente das enzimas.
Termorregulação:
mecanismos que permitem manter a temperatura do meio interno dentro de uma faixa de valores compatíveis com a vida mesmo que haja grandes variações de temperatura externa. Garante bom funcionamento do organismo e adaptações fisiológicas,morfológicas e comportamentais.
Répteis
: alteração no ritmo cardíaco e circulação periférica, mudança de coloração, estratégias comportamentais.
Ficam no sol para se aquecer
Mamíferos - Redução de temperatura do ambiente:
• Vasconstrição
• Contração muscular
• Ereção dos pelos
• Maio produção de calor
Mamíferos - Aumento de temperatura do ambiente:
• Vasodilatação
• Maior freq. respiratória
• Sudorese
• Menor produção de calor
Produção/termogênese ou liberação/termodispersão de calor interno = calor matbólico
Torpor:
redução do gasto de energia em resposta a variações diárias ou sazonais da temp. ambiente - heterotermia.
depósitos de gordura auxiliam no isolamento térmico, mas não mais importantes para armazenamento de energia.
espécies com metabolismo elevado:
ajuste da temp. corporal em períodos de inatividade.
Mudanças sutis no ponto de ajuste homeostático da temp. corporal:
impacto significativo no gasto de energia diária.
Processo fisiológico de curto prazo.
Hibernação:
temp. ambiente reduzida e dias mais curtos (fotoperíodo).
Estivação:
temperatura ambiente elevada e produção de umidade.
São processos fisiológicos de longo prazo.
TEMPERATURA