Aluna: Glauce Moreno Barbosa
Disciplina:Termogênese nos Seres Vivos
Novembro, 2012.
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Beija-flor:
◦ Família: Trochilidae
◦ Gênero: Phaethornis
◦ Espécie: Phaethornis ruber
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Presente de São Paulo ao norte do Brasil.
Não possui tecido adiposo marrom
apresenta UCP1.
não
É capaz de atravessar longo período de
heterotermia (altas taxas metabólicas).
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Termogênese adaptativa
◦ Produção de calor em resposta ao ambiente ou dieta.
‣ Em aves:
o Principal tecido termogênico – músculo esquelético
o Resposta metabólica induzida pelo frio - 3 a 8 vezes taxa
metabólica padrão
o Reposta metabólica provocada pelo vôo - 5 a 10 vezes
taxa metabólica padrão
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Mecanismos Termogênicos em Pássaros
◦ Em beija-flor: músculo peitoral é o principal candidato para
geração de calor.
◦ Durante aclimatização ao frio: Ca+2ATPase e receptor
rianodine no retículo sarcoplasmático.
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Estudos prévios com beija-flor
◦ Razão entre hidrólise de ATP e síntese de ATP, com
liberação de Ca+2 do retículo sarcoplasmático do músculo
peitoral – 2 vezes maior do que no retículo sarcoplasmático
de músculo esquelético de coelho.
◦ Na presença de Ca+2, 2 vezes mais energia é convertida em
calor no beija-flor.
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Termogênese por não tremor em pássaros
◦ Sua importância ainda é discutida, pois a principal termogênese
dos pássaros em resposta ao frio é por tremor.
◦ Estudos prévios demonstraram a presença de termogênese por
não tremor em patos.
 Determinação da taxa metabólica
Teulier, L. et al. The Journal of Experimental Biology, 2010.
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LCT menor em patos aclimatados a 4ºC.
Capacidade para termogênese por não tremor é maior em
patos aclimatados ao frio.
Teulier, L. et al. The Journal of Experimental Biology, 2010.
o Taxa de consumo de oxigênio durante estímulo máximo por
ADP (estado 3), repouso (estado 4) e desacoplamento
induzido por FCCP (estado 3 unc) foi maior nos patos
aclimatizados a 4ºC.
o O consumo máximo de oxigênio (citocromo c oxidase) não foi
alterado pela aclimatização ao frio.
Teulier, L. et al. The Journal of Experimental Biology, 2010.
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Homólogo da proteína desacopladora em beija-flor da
espécie Eupetomena macroura
◦ HmUCP – 304 aminoácidos, 32,8kDa. Homologia com UCP3 de
humanos (72%).
◦ HmUCP - uptake de 3’.3-dihexil-oxacarbocianida iodide
(DiOC6) - reduz potencial de membrana.
Vianna, C. et al. The American Physiological Society, 2001.
◦ HmUCP é encontrada principalmente no músculo peitoral. Em
menor quantidade: coração, fígado, pulmão e rins. Não
detectada no cérebro.
◦ Níveis de mRNA HmUCP diferentes de acordo com a condição
fisiológica (eutermia, torpor e reaquecimento).
Vianna, C. et al. The American Physiological Society, 2001.
◦ taxa de consumo de O2 no torpor, retornando a níveis
semelhantes a eutermia durante o reaquecimento.
Vianna, C. et al. The American Physiological Society, 2001.
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Avaliar o processo de termogênese por não tremor
no beija-flor da espécie Phaethornis ruber.
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Determinar a alteração na taxa metabólica do
beija-flor aclimatizado em duas temperaturas
distintas.
Avaliar a presença de UCP (homóloga a UCP
humana) e o papel da mitocôndria no músculo
esquelético, após exposição do beija-flor a
diferentes condições de temperatura.
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Aclimatação do beija-flor Phaethornis ruber a
diferentes temperaturas.
Condição 1
Eutermia (35ºC – 40ºC)
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Condição 2
Torpor (10ºC – 15ºC)
10 dias – fotoperíodos constantes luz – 8h
escuridão - 16h
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Determinação da taxa metabólica do beija-flor
◦ Calorimetria indireta – sistema de circuito aberto
 Beija-flor em jejum overnight
 Condições do experimento:
Fluxo de ar atmosférico constante.
Temperaturas (10 e 40ºC) controladas.
 Variáveis a serem determinadas:
Temperatura e pressão padrões
Razão entre consumo de O2 e produção de CO2
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A relação entre taxa metabólica e temperatura ambiente deverá
ser expressa como regressão linear
determinar a
temperatura crítica mais baixa (LCT).
Espera-se que a LCT seja menor no beija-flor submetido a
temperatura (10-15ºC) do que ao aclimatizado a temperaturas
maiores. Taxa metabólica maior quando aclimatizados a menores
temperaturas durante longo período de tempo.
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Análise da termogênese por não tremor
◦ Medida simultânea da taxa metabólica e da eletromiografia
do músculo peitoral (termogênese por tremor).
Atividade por não tremor = taxa metabólica (determinada a
temperatura limiar de tremor) – taxa metabólica no repouso
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Espera-se que os pássaros aclimatados ao frio apresentem
uma menor atividade muscular ( atividade eletromiográfica).
Nos pássaros aclimatados ao frio, espera-se que sua
capacidade para termogênese por tremor seja maior.
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Coleta do tecido muscular esquelético para
isolamento mitocondrial
Isolamento
mitocondrial
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Dosar proteína total mitocondrial
Verificar expressão gênica de UCP por RT-PCR e
expressão proteica por Western Blotting.
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Maior quantidade de proteína total mitocondrial no músculo
esquelético de beija-flor aclimatizado ao frio.
Padronizando-se a quantidade de proteína usada por ensaio,
espera-se encontrar maior quantidade de UCP no músculo
esquelético deste beija-flor.
Tampão de
respiração
Adição de ADP – estado
de respiração ativa
(estado 3)
Adição dos substratos
succinato e rotenona
Adição de oligomicina
- taxa de respiração
não fosforilada basal
(estado 4)
Adição de FCCP – estado
de respiração
desacoplada (estado 3
desacoplado)
Mixotazol foi adicionado para inibir a respiração por succinato.
Adição de ascorbato - determinar a taxa de respiração máxima
associada à atividade da citocromo c oxidase.
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Aumento da taxa de consumo de oxigênio durante estímulo por
ADP (estado 3), repouso (estado 4) e desacoplamento induzido por
FCCP (estado 3 desacoplado ) em beija-flor aclimatizado ao frio.
Aumento da função mitocondrial associada ao desacoplamento em
músculo esquelético após aclimatação ao frio.
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Associar a superexpressão de UCPs no tecido muscular
esquelético de beija-flor aclimatizado ao frio com ativação de
receptores b-adrenérgicos.
Correlacionar a superexpressão de UCPs com a redução da
termogênese por tremor – estudo da ciclagem de Ca+2.
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Os resultados esperados sugerem que, para a
adaptação do beija-flor da espécie Phaetornis
ruber a temperaturas reduzidas, é necessário o
controle da expressão da proteínas desacopladora
(homóloga a UCP) para a termogênese por não
tremor.