Balanço da energia e massa dos animais

Introdução• Animais homeotérmicos – São os animais que, quando expostos a

um ambiente com temperatura variável, são capazes de manter a sua temperatura entre limites estreitos.

• Animais poiquilotérmicos – São os animais que, quando expostos a um ambiente com temperatura variável, a sua temperatura corporal segue aproximadamente a temperatura ambiental.

• Animais endotérmicos – São os animais que geram o seu próprio calor, através do metabolismo.

• Animais ectotérmicos – São os animais que dependem de fontes de calor ambientais para atingirem a sua temperatura corporal.

• Metabolismo – Em sentido lato, é a soma de todas as reacções químicas que ocorrem num organismo.

Introdução (cont.)

• Taxa metabólica basal (BMR) – é a taxa estável de energia do metabolismo medida em mamíferos e pássaros em repouso, com stress ambiental mínimo e após a digestão ter parado temporariamente, devido a jejum.

• Taxa metabólica padrão (SMR) – É a energia do metabolismo dum animal medida em repouso, em jejum e a dada temperatura.

• Taxa metabólica de campo (FMR) – É a taxa média de utilização de energia metabólica quando um animal se encontra nas suas actividades normais (i.e., desde o repouso à actividade mais extrema).

Vias metabólicas

Vias anabólicas (e.g., reparação , regeneração. crescimento)

Vias catabólicas (e.g., ATP. glucose, lactose)

Introdução (cont.)

Produção (tecido novo, acumulação de gordura, etc.)

Custos de digestão e síntese

Metabolismo basal ou metabolismo padrão

Custos de actividade (locomoção, comunicação, etc.)

Calor Calor Calor

Energia química absorvida

Energia metabolizável

Energia química ingerida

Perdas fecais

Perdas na urina, secreções, cabelo, etc.

Balanço energético

n HR M LE H G S

onde Rn = balanço da radiação [W m-2] M = taxa de produção de calor resultante do metabolismo [W m-2] LE = perda de calor latente [W m-2] H = perda de calor sensível [W m-2] G = perda de calor por condução para o substrato onde o animal está assente [W m-2] SH = armazenamento de calor pelo animal [W m-2]

Balanço energético (cont.)

• Um dos métodos para a determinação da produção de calor consiste em fazer o balanço da energia. Assim, os animais são colocados numa câmara ambiental a temperatura e humidade controladas, fazendo-se o balanço da energia de acordo com a fórmula seguinte:

M = EB ingerida – (EB excretada + EB retida no corpo) = EM –EB retida

onde EB é a energia bruta e EM é a energia metabolizável.

Balanço energético (cont.)

Balanço hídricoF U E S onde F = massa de água entrada na alimentação (excepcionalmente, outras vias) U = massa de água perdida na urina e fezes E = massa de água evaporada S = variação da massa de água presente no organismo

Problemas

• Problema 1• Numa experiência de curta duração, um galo de 2, 67 kg

de peso corporal foi alimentado por uma ração contendo 13,054 MJ de energia metabolizável (EM) por quilograma de ração. O galo ingeriu 155 g de ração por dia e aumentou de peso 63 gramas por dia, sendo a energia bruta 9,79 MJ por kg de carcaça. Calcule a quantidade de água perdida por evaporação pelo animal durante um dia. Considere que a temperatura do animal no início e no fim da experiência é igual, que o animal perde 0,45 MJ / dia nas trocas radiantes, e que as perdas de calor sensível e de calor por condução para o substrato são 0,60 MJ / dia e 0,15 MJ / dia, respectivamente .

Problemas (cont.)

• Problema 2• Um lagarto com 100 g de peso corporal foi

colocado ao sol, sendo a sua temperatura média inicial de 20 ºC. Os ganhos médios por radiação são 200 W m-2, e as perdas médias por evaporação da água, advecção e condução totalizam 100 W m-2. Determine a taxa de aumento da temperatura do lagarto sabendo que a sua área corporal é de 200 cm2 e o calor metabólico produzido é 0,04 W.

Calorímetro de Lavoisier

Problemas (cont.)

• Problema 3• Uma cobaia fêmea adulta foi colocada num calorímetro de Lavoisier

(ver figura abaixo), tendo derretido 250 g de gelo e libertado, pela respiração e transpiração, 30 g de água durante um dia. Calcule:a. Qual a quantidade de calor metabólico produzido pela cobaia?

b. Se a cobaia começar a mover-se, aumenta ou diminui a produção água a partir do gelo?

c. Para uma cobaia do mesmo tamanho, mas mais velha a produção água a partir do gelo é maior ou menor?

d. Se a cobaia fosse gestante, embora com o mesmo peso, o que aconteceria ao seu metabolismo?