METABOLISMO

ENERGÉTICOENERGÉTICO

Os animais necessitam de um aporte de energia química para realizar suas diversas funções

TOTALIDADE DESTA ENERGIA QUÍMICA

METABOLISMO METABOLISMO ENERGÉTICO

FótonsEnergia Solar

AlimentosIngeridos

NutrientesArmazenados

Vias Catabólicas Vias Anabólicas

Calor

Trabalho

Biossíntese deMacromoléculas

ADP

CO2

NH3

H2OProdutos Simples

Vias Catabólicas Vias AnabólicasADP

ATP

Taxa metabólica (TM) = metabolismo

energético por unidade de tempo

TM pode ser determinada de 3 maneiras:

1. diferença entre o valor energético de todo

alimento ingerido e o valor energético de alimento ingerido e o valor energético de

todos os produtos de excreção

2. produção total de calor pelo organismo

3. quantidade de O2 utilizada nos processos de

oxidação = consumo de O2

FótonsEnergia Solar

AlimentosIngeridos

NutrientesArmazenados

Vias Catabólicas Vias Anabólicas

Calor

Trabalho

Biossíntese deMacromoléculas

ADP

CO2

NH3

H2OProdutos Simples

Vias Catabólicas Vias AnabólicasADP

ATP

Taxa metabólica (TM) = metabolismo

energético por unidade de tempo

TM pode ser determinada de 3 maneiras:

1. diferença entre o valor energético de todo

alimento ingerido e o valor energético de todos alimento ingerido e o valor energético de todos

os produtos de excreção

2. produção total de calor pelo organismo

3. quantidade de O2 utilizada nos processos de

oxidação = consumo de O2

CALORIMETRIA

Desenho esquemático de um

calorímetro usado por Lavoisier

a taxa de derretimento do gelo do compartimento interno é convertida para a interno é convertida para a taxa de produção de calor.

calor de fusão latente = 334 kJ. g-1 produção

Taxa metabólica (TM) = metabolismo

energético por unidade de tempo

TM pode ser determinada de 3 maneiras:

1. diferença entre o valor energético de todo

alimento ingerido e o valor energético de todos alimento ingerido e o valor energético de todos

os produtos de excreção

2. produção total de calor pelo organismo

3. quantidade de O2 utilizada nos processos de

oxidação = consumo de O2

Produção de ATP (moles/mol de glicose)

Metabolismo Oxidativo = 34Glicólise Anaeróbica = 2

Calor produzido e oxigênio consumido na metabolização

dos tipos mais comuns de alimentos

Alimento Kcal.g-1 LO2.g-1 Kcal.LO2 Q.R

carboidratos 4,20 0,84 5,0 1,00

Armazenamento de energia

lipídios 9,40 2,00 4,7 0,71

proteínas 4,30 0,96 4,5 0,81

Q.R. = CO2 produzido / O2 consumido

Armazenamento de energia

• GORDURAS – produz 2X mais energia que os carboidratos, mas precisam de 2X mais O2

.

• GLICOGÊNIO – 10X mais pesado que as gorduras pesado que as gorduras (deposição precisa de H2O) entretanto:

� pode proporcionar energia muito mais rápido que as gorduras

� produz energia em condições anaeróbicas

Taxa metabólica depende da

atividade

Taxa metabólica depende da atividade

• METABOLISMO BASAL: metabolismo energético durante o repouso, em um ambiente termo-neutro, em condição pós-absortiva e portanto, sem alteração devido ao aumento de temperatura decorrente da utilização de alimento, ou variações do ao aumento de temperatura decorrente da utilização de alimento, ou variações do ambiente.

Metabolismo basal = Metabolismo padrão

mamíferos Todos os demais grupos

taxa metabólica de atividade

“scope for activityscope for activity”

taxa metabólica basal ou padrãopara cada organismo há uma taxa

metabólica mínima necessária à simples metabólica mínima necessária à simples

manutenção dos tecidos

“scope for survivalscope for survival”

depressão metabólica ou hipobiose

Taxa metabólica X Tamanho do corpo

TM = a + 0,75. Mcb = 0,75

a: intercepto

b: inclinação

consumo de energia (Cal)

b = 1,0

consumo de energia (Cal)

massa corpórea (Kg)

b = 0,67

Camundongo de 15 g

VO2 = 0,0273 LO2.h-1

VO2/Mc = 1,80 LO2.kg-1.h-1

Elefante de 3833 kg

VO2 = 268,00 LO2.h-1

VO2/Mc = 0,07 LO2.kg-1.h-1X

Taxas de consumo de oxigênio (VO2) observadas em

mamíferos de vários tamanhos

MAMÍFEROS: VO2 = 0,676 X Mc0,75

Taxa metabólica massa específica (TM/Mc)

em vários mamíferos

TM = k. Mc0,75

TM/Mc = k. Mc-0,25

TM/Mc = k. Mc-0,25 log TM/Mc = k - 0,25. log Mc

As taxas de consumo de O2 calculadas por unidade de massa

corpórea (taxa metabólica massa específica): diminuem ao longo

de uma reta com inclinação de 0,25.

O primeiro estudo que relacionou taxa metabólica à superfície corpórea, e não à massa, baseou-se em um

trabalho com cães (Rubner, 1883)

Massa corpórea (kg)

Superfície corpórea (cm2)

Superfície/

Massa

(cm2/kg)

TM/

massa

(kcal/kg/dia)

TM/

superfície

(kcal/cm2/dia)

31,20 10.750 344 35,68 1.036

24,00 8.805 366 40,91 1.112

19,80 7.500 379 45,87 1.207

18,20 7.662 421 46,20 1.097

9,61 5.286 550 65,16 1.183

6,50 3.724 573 66,07 1.153

3,19 2.423 726 88,07 1.212

1000

1050

1100

1150

1200

1250

TM/superfície (kcal/cm2 /dia) b = - 0,02

1000

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000

Superfície (cm2)

Embora exista uma melhor relação da taxa

metabólica com a superfície corpórea, esta variável

não pode ser considerada a única determinante da

taxa metabólica; mas é muito importante no

estabelecimento de padrões estruturais que

permitem o funcionamento adequado dos animais

Taxa metabólica (k cal/h)

b = 1,0

As taxas metabólicas de uma ampla variedade de organismos, quando plotadas contra a massa corpórea, tendem a aumentar ao longo de retas

de regressão com inclinação de 0,75Taxa metabólica (k cal/h)

Massa corpórea (Kg)

b = 0,67

A taxa metabólica dos marsupiais durante o repouso é consistentemente um pouco mais baixa que a dos eutéria; mas a variação da TM em função do tamanho acompanha regressão de

inclinação idêntica à dos eutéria

A taxa metabólica dos marsupiais durante o repouso é consistentemente um pouco mais baixa que a dos eutéria; mas a variação da TM em função do tamanho acompanha regressão de

inclinação idêntica à dos eutéria

Relações entre variáveis fisiológicas e massa corpórea (Mb) para mamíferos

Variáveis diretamente proporcionas ao tamanho do corpo: expoente = 1,0

Variáveis relacionadas à taxa metabólica: expoente = 0,75 ou – 0,25

Tempo fisiológico1. TEMPO METABÓLICO

Ex: Freqüência cardíaca

Camundongo �600 bat/min � ≈ 800 milhões de batimentos � 2-3 anos

Elefante � 30 bat/min � ≈ 800 milhões de batimentos � 50 – 60 anos

Homem � 70 bat/min � ≈ 800 milhões de batimentos � 20 – 25 anos

2. TEMPO DE RESISTÊNCIA (T.R.)

T.R. = energia disponível/taxa de utilização

TR aumenta com o tamanho do animal

Custo Energético da Locomoção

CorridaVôo

Natação

massa corpórea (g)

•Capítulo 5 – Schmidt-Nielsen (pág. 200 a 206): Custo energético da locomoção.