Controle metabólico frente a variações na temperatura corpórea.
| Ano de defesa: | 2006 |
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| Tipo de documento: | Tese |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3139/tde-03022026-082124/ |
Resumo: | Este estudo visa fazer uma abordagem teórica ao problema das relações causais entre mudanças da taxa metabólica e mudanças na temperatura corpórea de organismos. Iniciamos por caracterizar o que se conhece por Q10, um valor que se refere à sensibilidade térmica de uma taxa organísmica ou bioquímica. No nível do organismo, através de um sistema dinâmico relacionando temperatura corpórea, taxa metabólica, condutância térmica e temperatura ambiente, mostramos que o cálculo do Q10 como é feito habitualmente não pode ser utilizado para se concluir à respeito da presença ou ausência de mecanismos subjacentes de controle na variação da demanda energética: há mais variáveis que equações. Em seguida, no nível molecular, através de um sistema minimalista de reações bioquímicas em cadeia, mostramos que mesmo se conhecendo a sensibilidade térmica da maioria das enzimas, o Q10 calculado para a taxa não pode ser utilizado como valor para inferência do controle sobre a mudança na demanda energética. Finalmente, utilizando conceitos oriundos da Análise de Controle Metabólico (MCA) e da termodinâmica de não-equilíbrio, desenvolvemos o coeficiente de eficiência de fluxo, o qual pode ser utilizado para o estudo de políticas de controle de fluxo energético em células e organismos. Mostramos que esse coeficiente é uma generalização de vários conceitos de otimização de fluxo metabólico que vêm sendo empregados na literatura contemporânea e de teoremas da MCA. A importância de sua utilização em abordagens evolutivas do controle metabólico é discutida. |
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Controle metabólico frente a variações na temperatura corpórea.Untitled in englishBody temperatureControl (Biomathematics)Controle (Biomatemática)Dynamic systemsSistemas dinâmicosTemperatura corporalEste estudo visa fazer uma abordagem teórica ao problema das relações causais entre mudanças da taxa metabólica e mudanças na temperatura corpórea de organismos. Iniciamos por caracterizar o que se conhece por Q10, um valor que se refere à sensibilidade térmica de uma taxa organísmica ou bioquímica. No nível do organismo, através de um sistema dinâmico relacionando temperatura corpórea, taxa metabólica, condutância térmica e temperatura ambiente, mostramos que o cálculo do Q10 como é feito habitualmente não pode ser utilizado para se concluir à respeito da presença ou ausência de mecanismos subjacentes de controle na variação da demanda energética: há mais variáveis que equações. Em seguida, no nível molecular, através de um sistema minimalista de reações bioquímicas em cadeia, mostramos que mesmo se conhecendo a sensibilidade térmica da maioria das enzimas, o Q10 calculado para a taxa não pode ser utilizado como valor para inferência do controle sobre a mudança na demanda energética. Finalmente, utilizando conceitos oriundos da Análise de Controle Metabólico (MCA) e da termodinâmica de não-equilíbrio, desenvolvemos o coeficiente de eficiência de fluxo, o qual pode ser utilizado para o estudo de políticas de controle de fluxo energético em células e organismos. Mostramos que esse coeficiente é uma generalização de vários conceitos de otimização de fluxo metabólico que vêm sendo empregados na literatura contemporânea e de teoremas da MCA. A importância de sua utilização em abordagens evolutivas do controle metabólico é discutida.The present study aims to approach on theoretical grounds the conundrum of the causal relationships between changes in metabolic rate and changes in body temperature. In the first step, we describe the so-called Q10, a value of the thermal sensitivity of a given organismal or biochemical rate. By means of a dynamical system connecting body temperature, metabolic rate, thermal conductance and ambient temperature at the organismic level, we show that the typical computation of the Q10 cannot be employed to draw conclusions about the absence of underlying mechanisms of control operating the changes in energetic demand: there are more variables than equations. Next, at the molecular level, by means of a minimalist system of a metabolic pathway, we show that even if one knows the thermal sensitivities of the majority of the enzymes of the system, the computed Q10 cannot be employed to infer about control over the change in the metabolic rate. In our last step, we exploit concepts from Metabolic Control Analysis (MCA) and from non-equilibrium thermodynamics to develop a new coefficient, the coefficient of flux efficiency, which can be employed to study cellular and organismic policies of energetic flux control. We are able to show that such a coefficient is a generalization of the many metabolic flux optimization concepts appearing in the contemporary literature, as well as of theorems from MCA. The importance of this coefficient to address metabolic control onevolutionary terms is highlighted.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPMonteiro, Luiz Henrique AlvesChaui-Berlinck, José Guilherme 2006-03-29info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3139/tde-03022026-082124/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2026-02-03T10:30:03Zoai:teses.usp.br:tde-03022026-082124Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212026-02-03T10:30:03Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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