Modelo teórico e experimental da reciclagem do Carbono-13 em tecidos de mamíferos e aves

Abstract

*Autor correspondente <acarrijo@nin.ufms.br> RESUMO: A diferença entre fontes alimentares da ordem de 14‰, originárias de plantas com ciclos fotossintéticos Carbono-3 (C3) e Carbono-4 (C4) e seus subprodutos, abre novas perspectivas para o estudo do metabolismo do carbono em aves e animais de pequeno porte. Os autores propõem um modelo teórico e experimental capaz de exprimir os resultados de enriquecimento relativo, delta per mil (δ‰) da razão 13 C/ 12 C versus tempo em diferentes tecidos. Utilizou-se a equação y(t) = (y0 -q/k) e -kt + q/k onde, y(t) é a concentração isotópica no tempo desejado, y0 a concentração isotópica inicial existente no tecido, k é uma constante de troca isotópica com unidade 1/tempo, t é unidade de tempo e q é a taxa de entrada de metabólitos que contém carbono, com valores de δ‰/tempo. Para fígado de galinhas que tiveram a ração de ciclo fotossintético C4 substituída por dieta C3 obteve-se a equação δ 13 C = -24,74‰ + 12,37‰ e -0.237(nT) , com meia-vida (T) de 2,9 dias. O patamar de equilíbrio de substituição do carbono foi alcançado em -24,48‰, de modo que praticamente 98,4% do conteúdo isotópico do C4 no fígado foi substituído por C3 após 5,6 meias-vidas. O modelo foi adequado para determinar o tempo de reciclagem total ou parcial da concentração de carbono nos tecidos em estudo. Palavras-chave: aves de postura, C3, metabolismo nutricional, δ 13 C, modelo teórico-experimental THEORICAL AND EXPERIMENTAL MODEL FOR CARBON-13 TURNOVER IN MAMMALIAN AND AVIAN TISSUESABSTRACT: Food source differences of about 14‰ from plants with carbon-3 (C3) and carbon-4 (C4) photosynthetic cycles and their derived products make carbon metabolism studies possible in birds and small mammals. The authors suggest a theorical and experimental model for determining the relative enrichment results, delta per thousand (δ‰) of the 13 C/ 12 C ratio as a function of time for different tissues. The following equation was used: y(t) = (y0 -q/k) e -kt + q/k where, y(t) is the isotopic concentration at time t, y0 is the initial isotopic concentration in the tissue, k is the turnover constant expressed in 1/time, and q is the input of metabolites which contain carbon expressed in δ‰/time. The equation below was obtained from the analysis of hen livers, the carbon-4 photosynthetic cycle ration of which was switched to a carbon-3 diet: δ 13 C = -24.74‰ + 12.37‰ e -0.237(nT) with 2.9 day half-life. The carbon switching steady-state was reached at -24.48‰ so that nearly 98.4% of the C4 isotopic content in the liver was replaced by C3 after 5.6 half-lives. The proposed model is suitable to determine the partial or entire turnover of carbon concentration in some selected tissues. Key words: hens, C3, nutritional metabolism, δ 13 C, theorical experimental modeling INTRODUÇÃOAs plantas dos ciclos fotossintéticos C3 e C4 e seus derivados, ou os seus subprodutos, apresentam valores isotópicos distintos. A diferença isotópica entre elas, da ordem de 14‰, permite realizar experimentos biológicos com alimentação utilizando-se a técn...

Traceability of bovine meat and bone meal in poultry by stable isotope analysis

“…Therefore, it depends on the metabolism rate of the tissue. Since the turnover rate in breast muscle of growing broiler chickens is very high and 99% of the tissue carbon is replaced in approximately 17 days (Cruz, 2002;Carrijo et al, 2000;Ducatti et al, 2002), the isotopic signature should safely represent the diets given to birds. Therefore, breast muscle was chosen for analysis due to the higher commercial value of this cut, the low fat levels in the tissue, and mainly the higher turnover rate.…”

Turnover de carbono nos tecidos de frangos de corte em diferentes fases de crescimento

“…Adimensional. Para mensurar o turnover isotópico do carbono em determinado intervalo de tempo, foi utilizado o modelo sigmoidal de regressão de Boltzmann (Equação 2) ou a função exponencial do tempo expressa (Equação 3), atribuindo-se terminologia isotópica (DUCATTI et al, 2002), por meio o software Origin ® 6.0 Professional (MICROCAL SOFTWARE, 1999):…”

Studies on carbon-13 turnover in eggs and blood of commercial layers

“…However, corn gluten presents some restrictions, as it is deficient in lysine and tryptophan for chickens, and due to its bitter flavor. Ducatti et al (2002), based on literature results , proposed a theoretical model to express the results of relative carbon enrichment (δ‰ 13 C) in terms of feeding time by supplying diets with different…”