Signaling Systems

Klowden, Marc J.

doi:10.1016/b978-0-12-415819-1.00001-5

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“…Also the ether extract fraction strong digestibility reduction in TM50 group in comparison to the control one can be ascribed to the increase of chitin level in daily feed intake. To explain that, two mechanisms can be assumed: 1) an amount of lipids are tied to insect cuticle where their function is to prevent desiccation (Klowden, 2013); 2) in general, lowering digestibility due to an increased chitin level in diet is responsible of an increased passage rate of feed through the digestive tract, lowering the apparent coefficient digestibility of all the nutrients.…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

Effect of Tenebrio molitor larvae meal on growth performance, in vivo nutrients digestibility, somatic and marketable indexes of gilthead sea bream (Sparus aurata)

Piccolo

Iaconisi

Marono

et al. 2017

Animal Feed Science and Technology

180

134

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The aim of this study was to evaluate the effects of the inclusion of Tenebrio molitor larvae meal in practical diets for gilthead sea bream on growth performance, nutrients digestibility, somatic and marketable indexes. Two separate trials were carried out: in the first a total of 153 gilthead sea bream (105.2 ± 0.17 g average initial body weight) were randomly allocated in 9 fiberglass 220 liter tanks (17 fish per tank) in an indoor water recirculating system. The fish were fed three isoenergetic and isoproteic diets formulated to contain increasing levels of TM meal inclusion and precisely: a control diet (TM0), in which fish meal was the main protein source; TM25 and TM50 diets, in which 25% and 50% of Tenebrio molitor larvae meal was added to the diet, respectively. These inclusion rates corresponded to 30% and 60% of inclusion on protein bases and 35% and 71% of fish meal substitution on protein bases for TM25 and TM50 diets, respectively. Each diet was randomly assigned to 3 tanks and the trial lasted 163 days. In the second trial the apparent digestibility coefficients of the 3 diets were measured on 72 fish randomly distributed to 3 digestibility tank-units (24 fish per unit, average body weight: 86.97±2.3 g) using an indirect method (acid insoluble ash).The group fed TM25 showed a higher (P < 0.05) final weight, specific growth rate, weight gain %, protein efficiency ratio, and a lower feed conversion ratio compared to the other 2 groups. The estimated apparent digestibility coefficients of crude protein and ether extract of the diets were lower (P < 0.01) in TM50 than in the other 2 groups. No significant differences have been found between TM0 and Tenebrio molitor larvae meal groups in morphometric and commodity-related characteristics, except for dressed yield and viscerosomatic index (VSI), that resulted the lowest and the highest, respectively, in TM50. The skin colour resulted to be affected by dietary inclusion of insect meal, especially at 50% of inclusion. The general evaluation of the results demonstrates that Tenebrio molitor larvae meal can replace fish meal up to 25% of inclusion in the diet for Sparus aurata without negative effects on weight gain, crude protein and ether extract digestibility, marketable indexes after 163 days feeding. On the contrary, when Tenebrio molitor larvae meal was included at 50%, nutrient digestibility, dressed yield, VSI and skin colour were penalized.

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Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

Effect of Tenebrio molitor larvae meal on growth performance, in vivo nutrients digestibility, somatic and marketable indexes of gilthead sea bream (Sparus aurata)

Piccolo

Iaconisi

Marono

et al. 2017

Animal Feed Science and Technology

180

134

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“…The internal tracheal tubes are connected to the external environment through valve-like structures, known as spiracles, located along the exoskeleton. Oxygen-rich air is delivered directly to the cells, without requiring blood circulation, through thin-walled micron-scale tracheal tubes known as tracheoles [8]. Early investigations on the insect respiratory system suggested that for some insects gas exchange could be achieved solely by diffusion [9,21], but many insects supplement diffusion with convective transport [13].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…The rhythmic and selective collapse behavior of tracheal tubes in RTC is made possible by the inherent structure of these tubes. Insect tracheal tubes are composed of two distinct layers: an outer layer of epithelial cells and an inner layer of chitin fibers embedded in a matrix known as the intima layer [11,8] (figure 2). The epithelial cells in the outer layer secrete mainly chitin and other proteins but likely do not play any mechanical role.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Mechanical properties of tracheal tubes in the American cockroach (Periplaneta americana)

Webster

Vita

Twigg

et al. 2011

Smart Mater. Struct.

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Insects breathe using an extensive network of flexible air-filled tubes. In some species, the rapid collapse and reinflation of these tubes is used to drive convective airflow, a system that may have bio-inspired engineering applications. The mechanical behavior of these tracheal tubes is critical to understanding how they function in this deformation process. Here, we performed quasi-static tensile tests on ring sections of the main thoracic tracheal trunks from the American cockroach (Periplaneta americana) to determine the tracheal mechanical properties in the radial direction. The experimental findings indicate that the stress-strain relationships of these tracheal tubes exhibit some nonlinearities. The elastic modulus of the linear region of the stress-strain curves tubes was found to be 1660 ± 512 MPa. The ultimate tensile strength, ultimate strain and toughness were found to be 23.7 ± 7.33 MPa, 2.0 ± 0.7% and 0.207 ± 0.153 MJ m −3 , respectively. This study is the first experimental quantification of insect tracheal tissue, and represents a necessary step toward understanding the mechanical role of tracheal tubes in insect respiration.

show abstract

“…SISTEMA CIRCULATORIO Los insectos poseen un sistema circulatorio de tipo abierto, donde la hemolinfa baña los órganos de forma directa, facilitando el intercambio de nutrientes, desechos y hormonas, y participando además en la termo-regulación. La hemolinfa es impulsada por una bomba contráctil, el corazón, ubicada dorsalmente a lo largo de la línea media del abdomen, que se continúa con un conducto muscular denominado aorta que recorre el tórax y la cabeza (Hertel & Pass, 2002;Klowden, 2013).…”

Section: R Prolixus De Interés En Este Estudiounclassified

“…Dependiendo del tipo de alimentación, de sus características y de cómo debe ser procesado el alimento, los sectores del tubo digestivo adquieren características especiales, tales como esclerotizaciones de la superficie interna del proventrículo, divertículos que se evaginan desde el esófago, secreciones proteicas especiales de las glándulas salivares, bolsas gástricas, etc. (Audsley & Weaver, 2009a;Klowden, 2013).…”

Section: Fisiología De La Alimentación Y Mecanismos De Control Durantunclassified

Caracterización genómico funcional de los neuropéptidos Allatotropina y Allatostatina-C y sus receptores en insectos vectores de la enfermedad de Chagas

Sambucaro¹,

José²

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Allatotropina (AT) y Allatostatina-C (AST-C), son neurohormonas de naturaleza proteica caracterizadas por su capacidad de estimular o inhibir la síntesis de hormonas juveniles en insectos, respectivamente. Estos péptidos han demostrado ser pleiotrópicos. AT cumple diferentes funciones a nivel del sistema nervioso central como neuromodulador además de controlar ritmos circadianos, estimula la síntesis de enzimas y controla el transporte de iones a nivel del tubo digestivo, intervienen en la actividad fagocítica de las células del sistema inmune, y se encuentra regulando la frecuencia de contracción de la musculatura asociada al tubo digestivo y del vaso dorsal. Por otro lado, la información sobre las funciones que desempeña AST-C es escasa. Se ha descripto que modula negativamente las contracciones de la musculatura visceral del intestino anterior en lepidópteros y del vaso dorsal de algunos dípteros. Rhodnius prolixus (Hemiptera:Reduvidae), es un insecto hematófago vector del Mal de Chagas, enfermedad endémica de América, la cual provoca patologías coronarias y asociadas al tubo digestivo. El causante de esta enfermedad en el parásito Trypanosoma cruzi y la trasmisión del mismo ocurre cuando los insectos se alimentan. En ese momento se desencadena el proceso de diuresis post ingesta, generando la eliminación de grandes cantidades de orina y heces sobre el huésped. El parásito ingresa al mismo a través de estos desechos por la injuria provocada por el aparato sucto-picador. El proceso de diuresis es controlado por mecanismos neuroendocrinos, para reestablecer el desbalance hídrico-mineral provocado durante la ingesta. Nuestro laboratorio ha demostrado en la especie afín, Triatoma infestans, que AT interviene en la modulación de la frecuencia cardíaca y de la tasa de ondas peristálticas en el tubo digestivo durante este proceso, lo cual propicia la recirculación de la hemolinfa. Nos es relevante entonces, caracterizar la actividad de este péptido y analizar el efecto del péptido allatostático AST-C, así como la expresión de sus receptores en R. prolixus, en el sistema digestivo, circulatorio y reproductor durante momentos fisiológicos cruciales en la vida del insecto como lo son el proceso de diuresis post-prandial, la cópula y la oviposición en la hembra adulta. Se evaluó la capacidad miomoduladora de AT y AST-C durante distintos momentos fisiológicos. AT demostró poseer la capacidad de sinergizar el efecto estimulador de la serotonina, incrementando la frecuencia de contracción de la aorta en insectos machos ayunados, mientras que AST-C antagonizó dicha actividad, disminuyendo significativamente la frecuencia de este órgano. Así mismo, este péptido disminuyo la actividad contráctil de manera dosis dependiente durante el proceso de diuresis post ingesta tanto en la aorta como en el buche. Mediante el uso de microscopía de barrido laser confocal se demostró la presencia de AST-C en los ganglios nerviosos ventrales (órganos neurohemales), en la hemolinfa del interior del corazón, en los nefrocitos asociados a los músculos alares, y en las células secretoras del epitelio del buche. El efecto miomodulador de AT y AST-C en el sistema reproductor de la hembra fue analizado en diferentes estados fisiológicos (hembras ayunadas, vírgenes y copuladas - alimentadas y grávidas). Cada uno de los péptidos respondió de manera dosis dependiente. Los eventos de la cópula y la ingesta sanguínea demostraron ser condicionantes para que cada péptido desempeñe su actividad. Más aún, cada órgano que se encuentra conformando este sistema respondió de manera diferencial ante la presencia de los péptidos. AT demostró ser mioestimulador en ambos casos, mientras que no hubo respuesta sobre los órganos en hembras vírgenes que no habían recibido alimento. Por otro lado, AST-C provocó un descenso significativo en la frecuencia de contracción de los ovarios de las hembras grávidas. Los receptores de ambos péptidos fueron clonados, secuenciados y registrados en el Genbank. Su expresión fue evidenciada en los órganos en estudios además de los tubos de Malpighi y recto. Los mismos pertenecen a la familia de los GPCRs (receptores de membrana acoplados a proteína G). Mediante el análisis genómico y bioinformática identificamos que las características propias de estos receptores se encuentran altamente conservadas entre las secuencias homólogas de insectos. Dichos análisis arrojaron como resultado que el receptor de AT de R. prolixus comparte características estructurales con los receptores de orexina de mamíferos, tales como la secuencia ubicada en el segundo dominio intracelular DRW, mientras que el receptor de AST-C es homólogo con aquellas secuencias que se encuentran relacionadas evolutivamente con los receptores de somatostatina de mamíferos, ya que poseen no solo la secuencia de DRY, característica de la familia de los GPCR, sino que además presenta el motivo secuencial YSNSAMNPILYA, altamente conservado en los receptores tipo somatostatina. En conclusión, utilizando diferentes disciplinas y metodologías, el presente trabajo de investigación cuenta con el primer reporte en cuanto a la relación funcional de péptidos allatotrópicos como moduladores del a musculatura visceral. Se ha profundizado en el entendimiento de las funciones mioestimuladoras que cumple AT, mientras que se ha descripto por primera vez el efecto antagónico de AST-C sobre el mismo. Se demuestra, además, su distribución en insectos triatominos explicando su probable fuente de síntesis y acción. Siendo el genoma de esta especie accesible llevamos a cabo la caracterización genómica de ambos receptores, cuya familia a la que pertenecen es de sumo interés ya que podrían ser utilizadas como potenciales alternativas para el desarrollo de nuevos agentes selectivos para el control de plagas.

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Effect of Tenebrio molitor larvae meal on growth performance, in vivo nutrients digestibility, somatic and marketable indexes of gilthead sea bream (Sparus aurata)

Effect of Tenebrio molitor larvae meal on growth performance, in vivo nutrients digestibility, somatic and marketable indexes of gilthead sea bream (Sparus aurata)

Mechanical properties of tracheal tubes in the American cockroach (Periplaneta americana)

Caracterización genómico funcional de los neuropéptidos Allatotropina y Allatostatina-C y sus receptores en insectos vectores de la enfermedad de Chagas

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