quarta-feira, 23 de fevereiro de 2011

Fisiologia e Bioquímica Comparativa!

Olás,

Queridos amigos, hoje vasculhando minhas pastas "antigas" sobre material de estudo, visualizei este texto que posto logo abaixo. Ele, na realidade, foi uma tentativa de Pré-projeto de pesquisa acadêmica, cujo objetivo era a aprovação no Mestrado!

Aqui nesse texto, não há nada definido e coloco apenas as minhas idéias iniciais sobre o que seria meu objeto de estudo! Por isso, este texto não passa de um brainstorm inicial e muito superficial. Depois disso eu comecei a desenvolver algo, mas quis o destino me desviar do ambiente acadêmico naquela ocasião!

Tomei a liberdade de mudar algumas coisas do texto original. Neste por exemplo, não consta a "Conclusão". Assim o fiz por dois motivos: 1) Preservar o professor que seria meu orientador, seus estudos e trabalho, e 2) Não divulgar o "pulo-do-gato"..rs..!!!!! Entretanto, para o profissional da área, o que exponho aqui pode servir para o desenvolvimento de um bom trabalho acadêmico!

Então, boa leitura!

Abração,

Flávio Nunes.


Foto: http://scienceblogs.com/gregladen/2008/06/biology_never_was_the_same_mar.php


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Compreendendo o Ambiente de Estudos Dentro da Fisiologia e da Bioquímica Comparativa

1.     Introdução:

Tradicionalmente, os campos de estudo da bioquímica e da fisiologia comparativa são focados em questões empíricas sobre a sobrevivência dos animais em diferentes ambientes, e como sua fisiologia, por que não dizer, seus corpos, suportam a notável diferença comportamental e ecológica observada na natureza (Navas et. al., 2007).
De acordo com os mesmos autores, historicamente, os estudos comparativos em fisiologia e bioquímica emergem usando modelos animais que dêem suporte e continuidade as questões biomédicas. Nesse sentido os Princípios de Krogh dizem que há um modelo animal ideal para cada problema fisiológico. De acordo com estudos recentes a mudança de pensamento, dentro do campo da bioquímica e fisiologia comparativa, possuem a seguinte conformação: 1) Princípios de Krogh, 2) Estudos comparativos, 3) Estudos Ecofisiológicos e 4) Estudos Evolutivos.
A partir dessa brevíssima introdução, podemos dizer que são utilizados diferentes animais (Modelos Experimentais), para diferentes tipos de análises, de acordo com o tipo de sistema orgânico e função fisiológica e/ou bioquímica especificas.
Percebi que as serpentes são um excelente modelo para estudos relacionados à metabolização de nutrientes e conversões metabólicas, relacionadas ou não à temperatura, atividade física, quantidade/tamanho de alimento ingerido e o período de jejum ( Toledo, Abe e Andrade, 2003; Lignot, Helmstetter e Secor, 2005).
Nas serpentes, percebe-se uma grande alteração no trato gastro-intestinal, manifestadas através de alterações histológicas (Microvilosidades, muco, gotículas de lipídio, etc), seguidas de alterações nos padrões metabólicos de diversos nutrientes na fase pós-prandial (ibid).

2.     Compreendendo os Estudos Alométricos:

De acordo com o Dr. José Eduardo de Carvalho, um renomado Bioquímico da UNIFESP, existem intensos debates na literatura sobre a importância das relações de escala para os vertebrados. Dessa maneira parece não haver um consenso sobre o significado, e mesmo sobre o valor, do expoente que define a relação entre a taxa metabólica e a massa corpórea em diferentes indivíduos. Ele diz também que as discussões se baseiam em torno dos valores de 2/3 (ou 0,67) e ¾ (ou 0,75) para os expoentes b obtidos a partir de diferentes técnicas de análise e coleta de dados. Expoente este empregado na fórmula TM = a.MCb, onde TM é a taxa metabólica; MC é a massa corpórea; a é o intercepto da relação, ou constante de escalonamento; e b é o expoente que define a relação, ou expoente de escalonamento.
Segundo os trabalhos desenvolvidos por ele, esses valores obtidos em comparações inter-específicas, envolvendo uma grande diversidade de organismos, indicam que o expoente b da equação reflete uma relação de proporcionalidade intermediária entre a que seria dada estritamente pela massa corpórea (ou seja, uma relação isométrica onde b=1) e aquela que seria devida a uma função da área superficial do corpo (onde b=0,67). O fato é que, dependendo da natureza do estudo, seja ele baseado em análises alométricas estáticas (utilizando indivíduos de uma mesma espécie em um mesmo estágio de desenvolvimento); ontogenéticas (utilizando indivíduos de uma mesma espécie em diferentes estágios de desenvolvimento); ou evolutivas (utilizando indivíduos de diferentes espécies em um mesmo estágio de desenvolvimento); e dos próprios grupos animais envolvidos (unicelulares, pluricelualres, endotermos ou ectotermos), diferentes valores para o expoente b podem ser encontrados, e não há motivos sólidos para se acreditar que tais valores sejam universais para todos os casos.

3.     O que eu conheço por “Extrapolação Alométrica”:

Pois bem, eu utilizo a fórmula “TMB = K x M0,75”. Ela é utilizada para calcular a Taxa de Metabolismo Basal (TMB), para extrapolação de drogas a serem administradas nos animais silvestres/exóticos que costumo atender na clínica médica. Para exemplificar, costumo receber na clínica  Hamsters, pequenas serpentes e aves em geral. Nessa fórmula, TMB é a taxa de metabolismo basal; M representa a massa corpórea (Peso em g ou Kg) do individuo; e K é uma constante (10, 49, 70, 78 e 129; para réptil, mamíferos não placentários, mamíferos placentários, aves não passeriformes e aves passeriformes, respectivamente). Após o contato com o texto do Dr. José Educardo de Carvalho, compreendi que as constantes que utilizo em minha fórmula constituem valores muito generalizados e, havendo ainda um ponto cego a ser estudado e desenvolvido; não há uma constante para anfíbios/anuros.
De acordo com Cubas, Silva e Catão-Dias (2006), a TMB é o valor medido quando um animal endotérmico se encontra quieto, inativo, não digerindo qualquer alimento, sem sofrer qualquer tipo de estresse e mantido sob temperatura ambiental ótima (O que é praticamente “impossível” de se conseguir quando manipulamos qualquer tipo de animal e, de acordo com o procedimento clínico, precisamos administrar um determinado tipo de medicamento)!
Além da TMB, existe ainda a Taxa de Metabolismo Especifico (TME), que é a menor taxa metabólica por unidade de massa, em animais endotérmicos, cujo valor é obtido pela divisão da TMB pela própria massa do animal. Sendo assim, a fórmula para TME é a seguinte: “TME = K x M0,75 ÷ M” ou “TME = K x M-0,25.
Ainda segundo Cubas, Silva e Catão-Dias, em 2006, animais menores, de determinado grupo taxonômico, tem taxa metabólica mais alta que os maiores. Em função disso, são também diferentes dos maiores em muitas particularidades biológicas, como na velocidade de ocorrência de eventos fisiológicos. Em relação aos maiores, os animais menores têm menor tempo médio de circulação sangüínea, freqüências cardíacas mais elevadas, maior necessidade de oxigênio por unidade de massa, maior densidade de capilares por unidade de determinado tecido (maior superfície de difusão de substâncias), maior área de superfície de trocas gasosas respiratórias, taxa de filtração glomerular mais alta, maior concentração de hepatócritos por unidade de massa, maior concentração intracelular de mitocôndrias e citocromos-C por unidade de massa, e maior área de superfície corporal (m2). Os mesmo autores citam Schimdt-Nielsen na seqüência; dizendo que este resumiu de maneira magistral essas diferenças biológicas, afirmando que “animais menores têm mais ferramentas metabólicas que animais maiores”.
Após a leitura dos textos e um brainstorm magistral, algumas questões começaram a surgir: Serão estes dados ligados diretamente aos endotérmicos ou seriam também aplicados aos ectotérmicos? Se são aplicados aos ectotérmicos, os animais que apresentam diferenças marcantes em peso, atividades metabólicas energéticas, relações comportamentais intra/inter-especificas, temperatura e umidade ambiental, entre outros fatores; apresentariam alterações significativas nos valores de substâncias fisiológicas e bioquímicas, quando comparadas?
Pela primeira vez eu percebi algo que não havia notado antes: Não há dados que demonstram que os cálculos para répteis e anfíbios são confiáveis e diretamente relacionados a um determinado táxon. Todos são cálculos aproximados e levam em consideração valores, também aproximados, do peso corporal das espécies que estão sendo tratadas. Por exemplo, se temos que aplicar uma dose qualquer de antibiótico num hamster de 25g, calcula-se a dose para um cão de 10 Kg e no fim realizamos uma regra de três para aproximar os valores das drogas a serem administradas no hamster (mamífero placentário) de 25g.
Dessa forma as diferenças metabólicas em função de tamanho, peso, unidades celulares, enzimas e substancias orgânicas; assim como diferenças comportamentais, intra e inter-relações animais, condições ambientais (Temperatura, umidade,...), etc, podem vir a apresentar diferenças no expoente b.

4.     Formulando uma linha de pensamento:

Se o estudo for baseado em análises alométricas estáticas, ou seja, utilizando indivíduos de uma mesma espécie em um mesmo estágio de desenvolvimento, poderiamos perguntar: Uma serpente da espécie Bothrops jararaca que vive em região de mata-atlântica e uma outra da mesma espécie, e no mesmo estágio de desenvolvimento, que vive na região da caatinga, apresentam uma mesma resposta bioquímica/fisiológica na fase pós-prandial? E ainda: Haveria alguma alteração na concentração do veneno, capaz de ajudar ou dificultar (Dependendo do caso) na digestão da presa apreendida? As mesmas questões poderiam ser utilizadas para diferentes espécies de animais, de acordo com suas particularidades fisiológicas e bioquímicas, pois existem diferentes animais, de espécies variadas, vivendo em diferentes biomas.
Um outro exemplo seria descobrir as diferenças no metabolismo energético em animais da espécie Liophis miliaris, pois sabe-se que estas serpentes vivem em região de Mata-atlântica (Matas e zonas de transição – Pastos) e no cerrado. Sabe-se também que se alimentam de pequenos anfíbios e peixes. Por estes e outros motivos, poderíamos questionar: Há alterações nas vias glicolíticas, gliconeogênicas e metabolismo aeróbio em indivíduos que vivem no cerrado em relação aos que vivem em zona de mata-atlântica de acordo com o período de jejum, o tipo de dieta e a quantidade de alimento que ingerem por vez?
O Dr. José Eduardo de Carvalho levanta a seguinte questão em seu texto: “Considerando ainda um contexto mais abrangente, quais seriam os padrões evolutivos das respostas metabólicas decorrentes do período pós-prandial nos diversos grupos de serpentes que apresentam diferentes hábitos alimentares e comportamentais, e que ocupam ambientes sujeitos a restrições na disponibilidade de recursos?”. Essa questão me chamou profunda atenção.
Me corrija se eu estiver errado, mas dessa forma, além das análises alométricas estáticas, também pode-se desenvolver trabalhos na linha ontogenética (utilizando indivíduos de uma mesma espécie em diferentes estágios de desenvolvimento) e/ou evolutivas (utilizando indivíduos de diferentes espécies em um mesmo estágio de desenvolvimento).

5.     Referências Bibliografias:

Carvalho, J. E., Gomes, F. R. and Navas, C. A. (2008) Energy substrate utilization during nightly vocal activity in three species of Scinax (Anura/Hylidae). J. Comp. Physiol. B. 178: 447 – 456.
Cubas, Z. S., Silva, J. C. R. e Catão-Dias, J. L. Tratado de Animais Selvagens – Medicina Veterinária – São Paulo: Roca, 2006.
Lignot, J. H., Helmstetter, C. and Secor, S. M. (2005) Postprandial morphological response of the intestinal epithelium of the Burmese python (Python molurus). Comp. Biochem. and Physiol. A 141: 280 – 291.
Navas, CA; Chaui-Berlink, JG ; Bicudo, JEPW ; Pivello, V.R. and Martins, M. (2007). Comparative biochemistry and physiology in Brazil: A critical appraisal. Comp. Biochem. Physiol. 147: 586-593.
Secor, S.M. (2001) Regulation of digestive performance: a proposed adaptative response. Comp. Biochem. Physiol. 128A: 565-577.
Secor, S. M. (2003) Gastric function and its contribution to the postprandial metabolic resposnse of the Burmese python Python molurus. J. Exp. Biol. 206: 1621-1630.
Secor, S. M.; Hicks, J.W. and Diamond, J. (2000) Ventilatory and cardiovascular responses of a python (Python molurus) to exercise and digestion. J. Exp. Biol. 203: 2447-2454.
Toledo, L. F., Abe, A. S. and Andrade, D. V. (2003) Temperature and meal size effects on the postprandial metabolism and energetics in a boid snake. Physiol. And Bioch. Zoo 76(2): 240 – 246. By Univer. Of Chic.
Wang, T.; Busk, M. and Overgaard, J. (2001) The respiratory consequences of feeding in amphibians and reptilies. Comp. Biochem. Physiol. 128A: 535-549.

2 comentários:

Ká Oliveira disse...

Honey.. hahahahaha...
Aí vc exigiu demais dessa pessoinha aqui do outro lado da tela... acho que a loira aqui piscou no "pulo do gato"..
Mas não deixarei de te parabenizar por compreender isso tudo aí em cima! ;)
Abreijos!

Flávio Nunes. disse...

Olá Ká,
Desculpa postar um texto tão pesado..rs.. mas é vasculhei umas pastas antigas e o achei; então pensei: "Acho que será interessante publicar no Blog"!!! Assim o fiz..rs..
Adoro Fisiologia, principalmente Fisiologia Comparativa! Quando esta vem associada à Ecologia então... torna-se algo deveras atraente e convidativo!!!!..rs..
Obrigado pelo comentário e pelos parabens minha amiga! Mas acho que é preciso falar uma coisa: Hoje em dia, estou pensando de maneira mais simplificada... se é que posso dizer assim!!!
Abração,
Flávio Nunes.

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