A maior parte da hemoglobina é removida quando os animais são abatidos e sangrados. Assim, em hemorragia adequada, a mioglobina do tecido muscular é responsável por 90% ou mais da pigmentação. A quantidade de mioglobina varia consideravelmente entre os tecidos musculares e é influenciada pela espécie, idade, sexo, e actividade física.
A pigmentação é utilizada por muitos animais para protecção, por meio de camuflagem, mímica, ou coloração de aviso. Alguns animais, incluindo peixes, anfíbios e cefalópodes, utilizam cromatóforos pigmentados para fornecer camuflagem que varia de acordo com o fundo.
Pigmentação é utilizada na sinalização entre animais, tais como no cortejo e no comportamento reprodutivo. Por exemplo, alguns cefalópodes usam os seus cromatóforos para comunicar.
O rodopsin foto-pigmentado intercepta a luz como primeiro passo na percepção da luz.
Os pigmentos da pele como a melanina podem proteger os tecidos das queimaduras solares por radiação ultravioleta.
No entanto, alguns pigmentos biológicos nos animais, tais como grupos heme que ajudam a transportar oxigénio no sangue, são coloridos como resultado do acaso. A sua cor não tem uma função protectora ou de sinalização.
Doenças e condiçõesEditar
Uma variedade de doenças e condições anormais que envolvem pigmentação estão em humanos e animais, quer pela ausência ou perda de pigmentação ou células pigmentares, quer pelo excesso de produção de pigmentação.
- O albinismo é uma doença hereditária caracterizada pela perda total ou parcial de melanina. Os seres humanos e animais que sofrem de albinismo são chamados “albinistas” (o termo “albino” também é por vezes utilizado, mas pode ser considerado ofensivo quando aplicado a pessoas).
- A ictiose lamelar, também chamada “doença da escama de peixe”, é uma condição hereditária em que um sintoma é o excesso de produção de melanina. A pele é mais escura que o normal, e caracteriza-se por manchas escurecidas, escamosas e secas.
- Melasma é uma condição em que manchas de pigmento castanho escuro aparecem no rosto, influenciadas por alterações hormonais. Quando ocorre durante uma gravidez, esta condição é denominada máscara de gravidez.
- a pigmentação ocular é uma acumulação de pigmento no olho, e pode ser causada por medicação latanoprost.
- Vitiligo é uma condição em que há uma perda de células produtoras de pigmento chamadas melanócitos em manchas de pele.
Pigmentos em animais marinhosEdit
Carotenóides e carotenoproteínasEdit
Carotenóides são o grupo mais comum de pigmentos encontrados na natureza. Mais de 600 tipos diferentes de carotenóides são encontrados em animais, plantas e microrganismos.
Animais são incapazes de fazer os seus próprios carotenóides e, portanto, dependem das plantas para estes pigmentos. As carotenoproteínas são especialmente comuns entre os animais marinhos. Estes complexos são responsáveis pelas várias cores (vermelho, roxo, azul, verde, etc.) a estes invertebrados marinhos para rituais de acasalamento e camuflagem. Existem dois tipos principais de carotenoproteínas: Tipo A e Tipo B. O Tipo A tem carotenóides (cromogénio) que estão estoquiometricamente associados a uma proteína simples (glicoproteína). O segundo tipo, Tipo B, tem carotenóides que estão associados a uma proteína lipo e é normalmente menos estável. Enquanto que o Tipo A é normalmente encontrado na superfície (conchas e peles) dos invertebrados marinhos, o Tipo B está normalmente nos ovos, ovários e sangue. As cores e a absorção característica destes complexos de carotenoproteínas baseiam-se na ligação química do cromogénio e das subunidades proteicas.
Por exemplo, a carotenoproteína azul, linckiacyanin tem cerca de 100-200 moléculas de carotenóides por cada complexo. Além disso, as funções destes complexos pigmento-proteína também alteram a sua estrutura química. As carotenoproteínas que se encontram dentro da estrutura fotossintética são mais comuns, mas complicadas. Os complexos de proteína-pigmento que estão fora do sistema fotossintético são menos comuns, mas têm uma estrutura mais simples. Por exemplo, existem apenas duas destas astaxantinas-proteínas azuis na medusa, Velella velella, contém apenas cerca de 100 carotenóides por complexo.
Um carotenóide comum nos animais é a astaxantina, que liberta um pigmento púrpura-azul e verde. A cor da astaxantina é formada pela criação de complexos com proteínas numa determinada ordem. Por exemplo, a crustocrina tem aproximadamente 20 moléculas de astaxantina ligadas com proteínas. Quando os complexos interagem por interacção exciton-exciton, diminui ao máximo a absorção, alterando os diferentes pigmentos de cor.
Em lagostas, existem vários tipos de complexos astaxantina-proteína. O primeiro é o crustáceo (máx 632 nm), um pigmento azul ardósia encontrado na carapaça da lagosta. O segundo é a crustocrina (max 409), um pigmento amarelo que se encontra na camada exterior da carapaça. Finalmente, a lipoglicoproteína e o ovoverdina formam um pigmento verde brilhante que está normalmente presente nas camadas exteriores da carapaça e nos ovos da lagosta.
TetrapyrrolesEdit
Tetrapyrroles são o próximo grupo de pigmentos mais comum. Têm quatro anéis de pirrolas, cada anel constituído por C4H4NH. O principal papel dos tetrapiros é a sua ligação no processo de oxidação biológica. Os tetrapirróis têm um papel importante no transporte de electrões e actuam como um substituto de muitas enzimas. Também têm um papel na pigmentação dos tecidos do organismo marinho.
MelaninEdit
Melanin é uma classe de compostos que serve como pigmento com diferentes estruturas responsáveis por pigmentos escuros, bronzeados, amarelados / avermelhados em animais marinhos. É produzido à medida que o aminoácido tirosina é convertido em melanina, que se encontra na pele, pêlo e olhos. Derivadas da oxidação aeróbica dos fenóis, são polímeros.
Existem vários tipos diferentes de melaninas, considerando que são um agregado de moléculas componentes mais pequenas, tais como o azoto contendo melaninas. Existem duas classes de pigmentos: as eumelaninas insolúveis pretas e castanhas, que são derivadas da oxidação aeróbica da tirosinase na presença de tirosinase, e as feomelaninas solúveis em álcali, que variam de uma cor amarela a castanha vermelha, resultantes do desvio da via da eumelanina através da intervenção de cisteína e/ou glutationa. As eumelaninas são normalmente encontradas na pele e nos olhos. Várias melaninas diferentes incluem melanoproteína (melanina castanha escura que é armazenada em altas concentrações no saco de tinta do choco Sepia Officianalis), equinoidea (encontrada em dólares de areia, e nos corações dos ouriços-do-mar), holothuroidea (encontrada nos pepinos-do-mar), e ophiuroidea (encontrada nas estrelas frágeis e serpentes). Estas melaninas são possivelmente polímeros que surgem do acoplamento repetido de intermediários monoméricos simples bi-polifuncionais, ou de altos pesos moleculares. Os compostos benzotiazol e tetrahidroisoquinolina actuam como compostos absorventes de UV.
BioluminescênciaEdit
A única fonte de luz no mar profundo, os animais marinhos libertam energia luminosa visível chamada bioluminescência, um subconjunto de quimioluminescência. Esta é a reacção química em que a energia química é convertida em energia luminosa. Estima-se que 90% dos animais do mar profundo produzem algum tipo de bioluminescência. Considerando que uma grande proporção do espectro da luz visível é absorvida antes de atingir o mar profundo, a maior parte da luz emitida pelos animais marinhos é azul e verde. No entanto, algumas espécies podem emitir uma luz vermelha e infravermelha, e verificou-se mesmo que existe um género que emite bioluminescência amarela. O órgão que é responsável pela emissão de bioluminescência é conhecido como fotoforos. Este tipo está presente apenas nas lulas e peixes, e é utilizado para iluminar as suas superfícies ventrais, que disfarçam as suas silhuetas dos predadores. Os usos dos fotoforos no mar-animal diferem, tais como lentes para controlar a intensidade da cor, e a intensidade da luz produzida. As lulas têm fotoforos e cromatóforos que controlam estas duas intensidades. Outra coisa que é responsável pela emissão de bioluminescência, que é evidente nas explosões de luz que as medusas emitem, começa com uma luciferina (um fotogénico) e termina com o emissor de luz (um fotogénico.) Luciferina, luciferase, sal e oxigénio reagem e combinam-se para criar uma única unidade chamada fotoproteínas, que pode produzir luz quando reagida com outra molécula como Ca+. As medusas usam isto como mecanismo de defesa; quando um predador mais pequeno está a tentar devorar uma medusa, ela piscará as suas luzes, o que atrairia um predador maior e afugentaria o predador mais pequeno. É também usada como comportamento de acasalamento.
Na construção de recifes de coral e anémonas do mar, elas fluorescem; a luz é absorvida a um comprimento de onda, e reemitida a outro. Estes pigmentos podem actuar como protectores solares naturais, ajudar na fotossíntese, servir como coloração de aviso, atrair companheiros, alertar rivais, ou confundir predadores.
CromatóforosEditar
Cromatóforos são células de mudança de cor de pigmentos que são directamente estimuladas por neurónios motores centrais. São utilizados principalmente para uma rápida adaptação ambiental para camuflagem. O processo de mudança do pigmento de cor da sua pele depende de uma única célula cromatóforo altamente desenvolvida e de muitos músculos, nervos, células glial e de bainha. Os cromatóforos contraem-se e contêm vesículas que armazenam três pigmentos líquidos diferentes. Cada cor é indicada pelos três tipos de células cromatóforas: eritróforos, melanóforos, e xantoforos. O primeiro tipo são os eritróforos, que contêm pigmentos avermelhados tais como carotenóides e pteridinas. O segundo tipo são os melanóforos, que contêm pigmentos pretos e castanhos, tais como as melaninas. O terceiro tipo é o xantoforo, que contém pigmentos amarelos sob a forma de carotenóides. As várias cores são feitas pela combinação das diferentes camadas dos cromatóforos. Estas células estão geralmente localizadas por baixo da pele ou da escala dos animais. Existem duas categorias de cores geradas pela célula – biochromes e schematochromes. Os biocromos são cores microscópicas formadas quimicamente, pigmentos naturais. A sua composição química é criada para receber alguma cor de luz e reflectir o resto. Em contraste, os schematocromos (cores estruturais) são cores criadas por reflexos de luz de uma superfície incolor e refracções por tecidos. Os esquemas de esquema actuam como prismas, refractando e dispersando a luz visível para o ambiente, o que acabará por reflectir uma combinação específica de cores. Estas categorias são determinadas pelo movimento dos pigmentos no interior dos cromatóforos. As mudanças fisiológicas de cor são de curto prazo e rápidas, encontradas nos peixes, e resultam da resposta de um animal a uma mudança no ambiente. Em contraste, as mudanças morfológicas de cor são mudanças a longo prazo, ocorrem em diferentes fases do animal, e são devidas à mudança do número de cromatóforos. Para alterar os pigmentos de cor, transparência, ou opacidade, as células alteram-se na forma e tamanho, e esticam ou contraem a sua cobertura exterior.
Pigmentos fotoprotectoresEditar
Devem aos danos causados pelos raios UV-A e UV-B, os animais marinhos evoluíram para terem compostos que absorvem a luz UV e actuam como protectores solares. Os aminoácidos de tipo micosporina (MAAs) podem absorver os raios UV a 310-360 nm. A melanina é outro conhecido protector dos raios UV. Os carotenóides e foto-pigmentos actuam ambos indirectamente como pigmentos fotoprotectores, uma vez que extinguem os radicais livres de oxigénio. Também suplementam os pigmentos fotossintéticos que absorvem energia luminosa na região azul.
Papel defensivo dos pigmentosEditar
Sabe-se que os animais usam os seus padrões de cor para avisar os predadores, no entanto, observou-se que um pigmento esponjoso imitava um químico que envolvia a regulação da muda de um anfípoda que era conhecido por predar as esponjas. Assim, sempre que esse anfípoda come a esponja, os pigmentos químicos impedem a muda, e o anfípoda acaba por morrer.
Influência ambiental na corEditar
Coloração em invertebrados varia com base na profundidade, temperatura da água, fonte alimentar, correntes, localização geográfica, exposição à luz, e sedimentação. Por exemplo, a quantidade de carotenóide de uma certa anémona marinha diminui à medida que nos aprofundamos no oceano. Assim, a vida marinha que reside em águas mais profundas é menos brilhante do que os organismos que vivem em áreas bem iluminadas devido à redução de pigmentos. Nas colónias da simbiose ascidiano-cianófita colonial Trididemnum solidum, as suas cores são diferentes dependendo do regime de luz em que vivem. As colónias expostas à luz solar plena são fortemente calcificadas, mais espessas, e são brancas. Em contraste, as colónias que vivem em zonas sombreadas têm mais ficoeritrina (pigmento que absorve o verde) em comparação com a ficocianina (pigmento que absorve o vermelho), mais fina, e são roxas. A cor púrpura nas colónias sombreadas deve-se principalmente ao pigmento fitocobilina das algas, o que significa que a variação da exposição à luz altera as cores destas colónias.
Coloração adaptativaEditar
Aposematismo é a coloração de aviso para sinalizar potenciais predadores para se manterem afastados. Em muitos nudibranquios cromodrânquios, eles absorvem produtos químicos de mau gosto e tóxicos emitidos pelas esponjas e armazenam-nos nas suas glândulas repugnantes (localizadas à volta da borda do manto). Os predadores de nudibranquios aprenderam a evitar estes certos nudibranquios com base nos seus padrões de cores brilhantes. As presas também se protegem pelos seus compostos tóxicos que variam entre uma variedade de compostos orgânicos e inorgânicos.
Actividades fisiológicasEditar
Pigmentos de animais marinhos servem vários propósitos diferentes, para além dos papéis defensivos. Alguns pigmentos são conhecidos por proteger contra os UV (ver pigmentos fotoprotectores.) No Nembrotha Kubaryana nudibranch Nembrotha, o pigmento tetrapirrol 13 foi descoberto como sendo um potente agente antimicrobiano. Também nesta criatura, os tamanduás A, B, C, E, e F mostraram actividades antimicrobianas, antitumor, e imunossupressores.
Sesquiterpenóides são reconhecidos pelas suas cores azul e púrpura, mas também tem sido relatada a exibição de várias bioactividades tais como antibacterianas, imunoreguladoras, antimicrobianas, e citotóxicas, bem como a actividade inibitória contra a divisão celular no ouriço-do-mar fertilizado e nos ovos ascidianos. Vários outros pigmentos demonstraram ser citotóxicos. De facto, dois novos carotenóides que foram isolados de uma esponja chamada Phakellia stelliderma mostraram uma ligeira citotoxicidade contra as células de leucemia do rato. Outros pigmentos com envolvimento médico incluem scytonemin, topsentins, e debromohymenialdisine têm vários compostos de chumbo no campo da inflamação, artrite reumatóide e osteoartrite, respectivamente. Há evidências de que as topsentinas são potentes mediadores da inflação imunogénica, e a topsentin e a scytonemin são potentes inibidores da inflamação neurogénica.