Universidade Federal do Rio de Janeiro
Centro de Ciências da Saúde
Instituto de Bioquímica Médica
George Eduardo Gabriel Kluck
Outubro de 2011
Termogênese em insetos
Classificação
 Reino: Animalia
 Filo: Arthropoda
 Subfilo: Hexapoda
 Classe: Insecta
Termogênese em insetos
Endotermia x Ectotermia
Endotérmicos: Mantém a temperatura corporal constante e acima da
temperatura ambiente, necessário o gasto energético.
Ectotérmicos: utilizam as fontes de calor do ambiente necessárias a
manutenção de suas funções metabólicas.
Homeotérmico x Heterotérmico
Homeotérmicos: é a manutenção, aproximadamente constante, da
temperatura interna do corpo.
Heterotérmicos: é a capacidade de manter temperaturas diferentes em
certas partes do corpo ou mudança de temperatura corporal em
determinados horários do dia ou da noite.
Termogênese em insetos
Como os insetos sentem a temperatura?
 A resposta celular à temperatura e umidade é sentida em um único
sensílio, presente na antena.
 Em alguns insetos, além desse sensílio, existem alguns poros olfatórios
termosensíveis, também presentes na antena.
Termogênese em insetos
Histórico
 George Newport (1837), relatou que havia uma correlação entre a
atividade e elevada temperatura do corpo em determinados insetos.
 Bachmetjev (1899), ressuscitou o assunto quando identificou a
mesma correlação, estudando insetos diferentes de Newport.
 Dotterweich (1928), mostrou, especificamente, que o aumento da
temperatura torácica de mariposas está relacionado ao vôo.
Krogh e Nielsen (1938), mostraram que a temperatura do corpo
humano também se eleva durante exercício físico intenso.
 Esses mesmos pesquisadores tentaram mostrar em
temperaturas determinados insetos poderiam ou não voar.
quais
Termogênese em insetos
Mecanismos de termogênese e termorregulação em insetos
Tremor muscular (uso controlado de ATPases do sistema contrátil muscular)
Controle
neuronal
Modos de controle neuronal
 Sincrônico ou neurogênico
 Assincrônico ou miogênico
Termogênese em insetos
Mecanismos de termogênese e termorregulação em insetos
Termogênese em insetos
Tremor muscular (uso controlado de ATPases do sistema contrátil muscular)
Características
 Em insetos, endotermia muscular é generalizada;
 O aquecimento pré-vôo pode chegar a uma média de 10°C/min;
 Capaciadade oxidativa dos músculos (sistema traqueal);
 Temperatura torácica vs. pré-aquecimento;
 Sem essa capacidade, a maioria dos insetos permaneceria aterrado;
 Músculos bi-funcionais (vôo/caminhada).
Termogênese em insetos
Insetos que utilizam o tremor muscular como forma de produção de calor
libélula
mariposa
gafanhoto
borboleta
cigarra
vespa
besouro
abelha
Termogênese em insetos
Substratos utilizados na produção de calor por tremor muscular
 Em insetos com vôo de curto prazo, necessitam utilizar carboidratos, trealose,
sangue e glicogênio ou mesmo depósitos do corpo gorduroso.
Ex: Abelhas e vespas
 Em insetos com vôo de longo prazo, utilizam uma mistura de carboidratos e
gordura, sendo este último em maior quantidade e as vezes até sozinho.
Ex: Gafanhotos e mariposas
Termogênese em insetos
Mecanismos de termogênese e termorregulação em insetos
Ciclos fúteis envolvendo fosfofrutoquinase (PFK) e frutose 1,6 bifosfatase (FBPase)
PFK é a chave regulatória da Glicólise
FBPase está envolvida com a Gliconeogênese
Em vertebrados, estão em tecidos diferentes
Termogênese em insetos
Mamangavas (bumblebees)
Zangões
Termogênese em insetos
Mecanismos de termogênese e termorregulação em insetos
Uncoupling proteins (UCPs)
figuras
Termogênese em insetos
Fridell, 2004, demonstrou a caracterização funcional da UCP de Drosófila (DmUCP5)
A DmUCP5 possui três propriedades principais de UCPs:
 Um aumento na taxa de respiração no estado 4, com concomitante
diminuição do potencial de membrana mitocondrial;
 Desacoplamento ativado por ácidos graxos;
 Atividade desacopladora inbida por purina.
Termogênese em insetos
Primeiro inseto a ter caracterizado uma UCP funcional
Termogênese em insetos
Slocinska, Setembro 2011, demonstrou a caracterização funcional da UCP em barata (GcUCP)
 Primeira vez que que uma UCP é caracterizada em mitocôndria
isolada de insetos em músculo da perna e em corpo gorduroso;
 Assim como em DmUCP5, GcUCP é ativada por ácidos graxos;
 Em mitocôdrias fosforiladas, GcUCP foi capaz de desviar a energia
da fosforilação oxidativa;
 Ativação da GcUCP por ácido graxo diminuiu a produção de ânions
Superóxido, sugerindo um papel protetor fisiológico para insetos.
Termogênese em insetos
Cockroach Gromphadorhina cocquereliana
Termogênese em insetos
Endotérmicos menores < 2g < Endotérmicos maiores
 Não mantém T° Corporal constante e maior que
a T° Ambiente
 T° Corporal constante e maior que a T°
Ambiente
 Não há termorregulação da temperatura de vôo
 Termorregulador da temperatura de vôo
Termogênese em insetos
 De acordo com os resultados apresentados, ele conclui que a endotermia é importante para o
balanço energético de besouros que visitam inflorenscências termogênicas
 a termogênese floral diminui o gasto energético do besouro quando fora da flor.
 Endotermia é claramente necessário para o vôo fora do as inflorescências, mas se ele é
associado com a competição por companheiros dentro da câmara floral permanece
desconhecida.
Termogênese em insetos
Termogênese em insetos
 Investigação acerca da produção de calor endotérmica em enxames de abelhas no inverno
Termogênese em insetos