Biologia do Crescimento

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1 Biologia do Crescimento Luiz Lehmann Coutinho 4/20/2010 Zootecnia I 1

2 Introdução Objetivo: Apresentar alguns conceitos e informações importantes para uma melhor compreensão do processo de crescimento animal Enfoque: Uma visão básica dos processos biológicos envolvidos no crescimento. 4/20/2010 Zootecnia I 2

3 Tópicos de discussão Introdução Embriologia Tecidos Curvas de crescimento Fatores que afetam o crescimento 4/20/2010 Zootecnia I 3

4 Introdução A produção animal é totalmente dependente do crescimento Exemplos: carne, leite, ovos Quanto mais rápido o crescimento mais cedo o produtor estará recebendo o retorno do seu investimento 4/20/2010 Zootecnia I 4

5 Crescimento? Crescimento é o aumento em tamanho e peso que ocorre em animais saudáveis que recebem uma alimentação adequada O aumento exagerado em tecido adiposo não é considerado crescimento 4/20/2010 Zootecnia I 5

6 Curva de crescimento 4/20/2010 Zootecnia I 6

7 Como ocorre o crescimento? Crescimento dos tecidos: Hiperplasia: aumento no número de células Hipertrofia: aumento no tamanho das células Aumento em material extracelular 4/20/2010 Zootecnia I 7

8 Hiperplasia TT Densidade de núcleos na musculatura peitoral Núcleos/mm 2 Linhagem 9 dias Embrionário TT 456,61 ± 40,7 CC CC 287,2 ± 14,2 Fonte: 8

9 Diâmetro (μm) Hipertrofia Diâmetro das fibras musculares Idade (dias pós eclosão) TT CC TT CC Fonte: 9

10 Hipertrofia 4/20/2010 Zootecnia I 10

11 Processo de crescimento 4/20/2010 Zootecnia I 11

12 Embriologia 4/20/2010 Zootecnia I 12

13 Principais etapas do desenvolvimento embrionário Fertilização Clivagem Mórula - os blastômeros formam uma massa celular. Blástula - os blastômeros passam a se organizar na superfície, delimitando uma cavidade central. Gástrula formação dos folhetos germinativos (ecto, endo mesoblasto) 4/20/2010 Zootecnia I 13

14 Gastrulação em embriões de frango

15 Filme: 4/20/2010 Zootecnia I 15

16 Embrião de 24 e 48 horas 4/20/2010 Zootecnia I 16

17 Embrião de 24 horas 4/20/2010 Zootecnia I 17

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19 Ectoderma Dorsal Nível Torácico Nível dos Membros TN NC Células do dermomiótomo Lábio dorso-medial Lábio ventro-lateral Células migratórias Miótomo hipaxial Células do esclerótomo Miótomo epaxial

20 Formação dos tecidos 4/20/2010 Zootecnia I 20

21 Formação dos tecidos Tecido ósseo Tecido muscular Tecido adiposo 4/20/2010 Zootecnia I 21

22 Tecido ósseo Função Suporte para o corpo Proteção Cérebro Medula óssea Apoio ao tecido muscular Reserva de cálcio e fósforo 4/20/2010 Zootecnia I 22

23 Células do tecido ósseo Osteoblasto: células que constroem o tecido ósseo (colágeno e proteoglicanas) Osteoclasto: responsáveis pela reabsorção Osteócito: essencial para manutenção da matriz mineralizada do osso 4/20/2010 Zootecnia I 23

24 Crescimento de osso longo 4/20/2010 Zootecnia I 24

25 Crescimento do osso 4/20/2010 Zootecnia I 25

26 Tecido adiposo Função Reservatório de energia Isolamento térmico Proteção Tipos de tecido adiposo Subcutâneo Renal e pélvico Intermuscular e intramuscular 4/20/2010 Zootecnia I 26

27 Células do tecido adiposo 4/20/2010 Zootecnia I 27

28 Crescimento do tecido adiposo Hipreplasia Hipetrofia com a seguinte prioridade Vísceras Subcutâneo Intermuscular Intramuscular 4/20/2010 Zootecnia I 28

29 Tecido Muscular Função Fisiológica: batimento cardíaco, manutenção da postura, respiração, etc Nutricional: fonte de proteína de alta qualidade, mineiras e vitaminas 4/20/2010 Zootecnia I 29

30 Tipos de tecido muscular Musculatura lisa Artérias, parede intestinal e aparelho reprodutivo Musculatura estriada cardíaca Coração Musculatura estriada esquelética Movimentação, manutenção da postura Principal tecido para produção animal 4/20/2010 Zootecnia I 30

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32 Estrutura da musculatura esquelética 4/20/2010 Zootecnia I 32

33 Fibra Muscular 4/20/2010 Zootecnia I 33

34 Miogênese - visão geral Alinhamento Pré-mioblastos Mioblastos mioblastos Miotúbulos Fibra muscular Proliferação celular Diferenciação celular 34 Fonte: Gilbert, 2006

35 Células do músculo Mioblastos: capacidade de proliferação Miotúbulos: perde capacidade de proliferar e sintetiza proteínas de contração muscular Fibra Muscular: célula diferenciada capaz de contração muscular Células satélites: crescimento pós-natal 4/20/2010 Zootecnia I 35

36 Miogênese nível embrionário Somito Mesoderme paraxial 36

37 37 Fonte: Lopes et al., GMB 2000 Miogênese nível embrionário Pré-mioblasto mioblasto miotúbulo

38 Crescimento do tecido muscular Fase embrionária: Hiperplasia das fibras musculares Pós-natal: Hipertrofia das fibras musculares Aumento no comprimento Em função do crescimento do tecido ósseo Aumento no diâmetro Síntese de miofibrilas Proliferação de células satélites 4/20/2010 Zootecnia I 38

39 9 dias E 17 dias E Fonte: 39

40 1 dias PE 42 dias PE 40

41 Exemplos de hiperplasia e hipertrofia do tecido muscular em animais. Bovinos Suínos 4/20/2010 Zootecnia I 41

42 BOVINO DE MUSCULATURA DUPLA Grobet et al Nature Genetics v.17, p Grobet et al Mammalian Genome v.9, p McPherron & Lee,1997 PNAS, v.94, p Smith et al., 1997 Mammalian Genome v.8, p /20/2010 Zootecnia I 42

43 EFEITO DA AUSÊNCIA DA EXPRESSÃO DA MIOSTATINA EM CAMUNDONGOS (McPherron et al, 1997) 4/20/2010 Zootecnia I 43

44 RESULTADOS DA HIBRIDIZAÇÃO IN SITU Embrião HH20 Embrião HH24 Embrião HH24 4/20/2010 Zootecnia I 44

45 RESULTADOS DOS CORTES HISTOLÓGICOS TN TN NC ST NC ST 4/20/2010 Zootecnia I 45

46 4/20/2010 Zootecnia I 46

47 Gene Halotano: receptor de ryanodina. Mutação associada com aumento na % de músculo na carcaça. Maior susceptibilidade ao estresse. Associado com pior qualidade de carne. 4/20/2010 Zootecnia I 47

48 4/20/2010 Zootecnia I 48

49 4/20/2010 Zootecnia I 49

50 4/20/2010 Zootecnia I 50

51 Curvas de crescimento 4/20/2010 Zootecnia I 51

52 Pré-natal 4/20/2010 Zootecnia I 52

53 Pós-natal - Acumulativa 4/20/2010 Zootecnia I 53

54 Pós-natal:Taxa de crescimento 4/20/2010 Zootecnia I 54

55 Crescimento acumulativo dos tecidos 4/20/2010 Zootecnia I 55

56 Crescimento % dos tecidos 4/20/2010 Zootecnia I 56

57 Composição do crescimento 4/20/2010 Zootecnia I 57

58 Fatores que influenciam o crescimento Nutrição Sexo Precocidade (raças) Musculatura dupla Melhoramento Esteroides Hormônio de crescimento Agonista beta-adrenergico 4/20/2010 Zootecnia I 58

59 Nutrição - crescimento 4/20/2010 Zootecnia I 59

60 Growth dependent on nutrition Excess Nutrition Low nutrition Birth Time Maturity

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62 Nutrient Partitioning of Energy Prioritization of nutrients at different planes of nutrition and weight loss levels.

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64 Crescimento compensatório Crescimento apresentando por uma animal após um período de restrição alimentar. A taxa de crescimento nesta fase é maior que a de uma animal que não apresentou restrição alimentar. Resulta de uma adaptação do metabolismo do animal. Durante a restrição ocorre uma redução no tamanho das vísceras e diminuição no metabolismo basal. Durante a realimentação ocorre um aumento no consumo de alimento e por algum tempo ainda com um menor tamanho das vísceras, o que aumenta a eficiência do crescimento.

65 Nardon, citado por Medeiros e Lana

66 Sexo 4/20/2010 Zootecnia I 66

67 Heifers Steers Bulls Muscle growth Weight of carcass, kg

68 Precocidade (raça) Large frame Small frame

69 Precocidade (raça) 4/20/2010 Zootecnia I 69

70 Less Fat Late maturing Early Greater Fat maturing Weight Constant Basis

71 Diferenças em tamanho adulto A uma idade constante, animais precoces tem uma maior porcentagem de gordura na caraça que animais tardios. A um peso constante, animais tardios tem maior porcentagem de músculo, enquanto animais precoces são mais maduros, com maior deposição de gordura e mais próximos do tamanho adulto.

72 Musculatura dupla 4/20/2010 Zootecnia I 72

73 Melhoramento Grupos Genét. Peso 41d Carc. Peito Gord. Pulmão Coração Hemat. CC 514 a 330 a 73 a 0,8 a 4,4 a 4,7 a 32,2 a TT 2395 b 1776 d 486 d 57,2 b 17,1 d 13,3 d 34,6 c LLc 1689 c 1185 b 284 b 37,8 c 11,9 b 9,8 b 30,4 b 4/20/2010 Zootecnia I 73

74 Efeito da castração em bovinos GDP M.inteiro>Cast.>Femeas Eficiência M. inteiro>cast.>femeas Dep. gordura M. inteiro<cast.<femeas 4/20/2010 Zootecnia I 74

75 Efeito da castração em suínos GDP.Castrado >M. int>femeas Eficiencia M. int.>femeas> Castrado Dep. gordura M. int.< Femeas<Castrado 4/20/2010 Zootecnia I 75

76 Resultado do implante de Estradiol e Acetato de trembolona Trt. GPD C/G Controle Estradiol TBA E + TBA Implante em machos castrados Hancock et al., /20/2010 Zootecnia I 76

77 Hormônio de Crescimento Produzido na pituitária anterior Hipofasectomia O crescimento para Perda de peso em adultos Excesso de HC Acromegalia ou Gigantismo 4/20/2010 Zootecnia I 77

78 Efeitos diretos de GH Aumenta proliferação celular Aumenta lipólise Reduz síntese de ácidos graxos Reduz metabolismo de glicose 4/20/2010 Zootecnia I 78

79 Efeito de GH no crescimento Falta de HC Redução no crescimento Redução no crescimento do osso Redução na massa muscular Aumento na deposição de gordura Terapia com HC Aumento no crescimento de osso, músculo Aumento na síntese de RNA, proteína e entrada de a.a. nas células Diminuição de gordura 4/20/2010 Zootecnia I 79

80 4/20/2010 Zootecnia I 80

81 3.7 Resultado de HC em suínos Observação Controle 100ug pst/kg PV GPD % C/G % Cons % Músculo (kg) % Gordura (kg) % Osso (kg) % Beerman et al., /20/2010 Zootecnia I 81

82 Resultados de HC em bovinos Observação Controle 33 ug rbst/kg PV/dia GPD Cons C/G Rend. carcaça 62.7% 61.3% Área long. 52.7cm cm 2 Espes. gord 1.94cm 1.76cm % gord % prot Moseley et al., /20/2010 Zootecnia I 82

83 Efeito de beta-agonista em machos castrados Observação Controle Zilpaterol (6ppm) GPD C/G Rend. carcaça Ganho (kg carcaça) /20/2010 Zootecnia I 83

84 Conclusão Conhecimento dos processos que controlam o crescimento é fundamental para a produção animal Mais detalhes: Disciplina de Princípios de Crescimento Animal. 4/20/2010 Zootecnia I 84