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31/01/2022 1 PROTEÍNAS E AMINOÁCIDOS Proteínas O que são? Moléculas grandes e complexas compostas por centenas a milhares de aminoácidos Carnívoros são gliconeogênicos AAs como fonte de energia 1 2 31/01/2022 2 Aulus Carciofi Funções das Proteínas Estrutural membranas celulares tecidos musculares tecidos de suporte (pele, pelos, unhas) Sangue e proteínas plasmáticas Enzimas Hormônios Anticorpos Outras moléculas especializadas (elastina, colágeno, etc.) Fonte: https://www.google.com/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fwww.slideshare.net%2FArunViswanathan3%2Fgluconeogenesis-the-pathway-and- regulation&psig=AOvVaw0ikaalqc-r-1djlu40AXM8&ust=1622729944310000&source=images&cd=vfe&ved=0CAIQjRxqFwoTCMDcl6OS-fACFQAAAAAdAAAAABAQ 3 4 31/01/2022 3 Aminoácidos NH3 O R C C H OH Essenciais arginina, histidina, isoleucina, leucina lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptofano e valina Não essenciais Alanina, ac. aspático, citrulina, cistina, ac. glutâmico, glinica, hidroxiprolina, prolina, serina e tirosina. carboxil Gatos Taurina 5 6 31/01/2022 4 Aminoacidos essenciais – Cães, Gatos e Humanos Aulus Carciofi ➢Deficiência ➢Quantidade inadequada de AA essenciais na dieta ➢Pode ser facilmente corrigida ➢Desbalanço ➢Deficiência de um ou mais aminoácidos ➢Excesso ➢Excesso de AA, levando a competições e intoxicações ➢Excesso de proteína não ocorre em cães e gatos Principais questões da nutrição protéica 7 8 31/01/2022 5 anabolismo catabolismo catabolismo Ingestão de proteínas (dieta) hidrólise no trato digestório absorção de aa/pep da luz intestinal transporte pelo sistema sanguíneo dá suporte à sínteses de tecidos energia proteínas corporais uréia degradação (exopeptidases) (transp ativo na borda em escova do intest delgado) Metabolismo protéico Falta de AA essenciais 2 1 Redução da síntese proteínas de corporais Corpo não tem capacidade de estocar AA. Via ou ocorre no pós-prandial imediato 1 2 Aulus Carciofi Metabolismo protéico Após a absorção 1) síntese tecidos 2) síntese de hormônios, enzimas, metabólitos 3) deaminação, transaminação e produção de energia (balanço entre 1 e 3 = eficiência de utilização e retenção) Não há estoque de AA livre 9 10 31/01/2022 6 Síntese proteica Dependente do DNA RNA mensageiro RNA transportador RNA ribossômico Metabolismo de aminoácidos Deaminação remoção do grupo amina, que entra no ciclo da uréia Transaminação transferência de um grupo amina de um aminoácido para um ceto-ácido. Permite a síntese dos AA dispensáveis. Ciclo da Uréia NH3 + CO2 + ATP citrulina arginina uréia 11 12 31/01/2022 7 Aulus Carciofi Determinação do valor nutritivo das proteínas Coeficiente de Digestibilidade proporção efetivamente digerida e absorvida da proteína ingerida: CD = ((Prot ing – Prot fezes)/ Prot ing) x 100 Valor Biológico porcentagem da proteína absorvida disponível p/ funções orgânicas: VB = ((Ni - ((Nfa - Nfe) + (Nua - Nue)) x 100 Ni - (Nfa - Nfe) Proteína Bruta nitrogênio vezes 6,25 (é análise sem muito significado nutricional) Aulus Carciofi alimento (matéria original) alimento (matéria seca) Proteína bruta resíduo livre de gordura fibra bruta + cinzas fibra bruta matéria mineral Extrato etéreo seco a 105°C Umidade (nitrogênio kjeldhal) (extração pelo éter) (fervura em ácido e base) (mufla a 550 °C) Análise bromatológica Nitrogênio é nutriente para plantas, não para animais!! Cães: metionina e triptofano Gatos Fenilalanina e triptofano 13 14 31/01/2022 8 Aulus Carciofi Determinação do valor nutritivo das proteínas Valor biológico para ratos de algumas proteínas (%) crescimento manutenção Claro de ovo 97 94 Músculo bovino 76 69 Farinha de carne 72-79 Caseína 69 51 Glúten de trigo 40 65 Na formulação comercial de alimentos se misturam diferentes proteínas e aminoácidos sintéticos para elevar o valor biológico da dieta Necessidade de aminoácidos A quantidade mínima que deve ser absorvida pelo animal em determinado estado fisiológico variações decorrentes do indivíduo, raça, ambiente e doenças depende da função biológica que se quer otimizar Depende da matéria prima e seu processamento 15 16 31/01/2022 9 Aulus Carciofi Necessidade de proteína Não há evidência da necessidade alimentar de proteína per si, apenas de aminoácidos. Arginina Essencial para cães e gatos Importante componente do ciclo da uréia Gatos possuem baixa atividade da ornitina aminotransferase Deficiência em cães Vômito Ptialismo Tremores musculares Filhotes: catarata Deficiência em gatos Diarréia Perda de peso Inapetência Hiperamonemia 17 18 31/01/2022 10 Fonte: Bol e Bunnik, 2015 Gatos Necessidade Histidina Precursor de compostos como histamina Altas concentrações na hemoglobina Participa da aceitação e doação de prótons na troca de oxigênio (pulmão e tecidos) Deficiência em cães Perda de peso concentração de albumina e hemoglobina Inapetência Letargia Deficiência em gatos Catarata hemoglobina 19 20 31/01/2022 11 Isoleucina Função conhecida: constituinte de proteínas Sinais clínicos apenas em cães e gatos em crescimento Cães Redução de ingestão de alimento Baixo ganho de peso Gatos Material crostoso avermelhado ao redor de olhos, nariz e boca Descamação de coxins Incoordenação Leucina Aminoácido de cadeia ramificada Função estrutural: constituinte de proteínas (efeito anabólico) Papel na regulação do catabolismo de outros BCAA Acima da recomendação: aumento no catabolismo de BCAA (controle) Sinais clínicos apenas em cães e gatos em crescimento Cães Redução de ingestão de alimento Baixo ganho de peso Gatos Perda de peso 21 22 31/01/2022 12 Lisina Função estrutural: constituinte de proteínas Importante para colágeno Precursor de carnitina (após metilação) Forma produtos da reação de Maillard Limitante em dietas com menor proteína e dietas à base de cereais Antagonismo com arginina – excesso causa sinais de deficiência de arginina (êmese e hiperamonemia) Sinais clínicos apenas em cães e gatos em crescimento Cães Redução de ingestão de alimento Baixo ganho de peso Gatos Perda de peso Metionina 1º aminoácido limitante em dietas para gatos, 1º ou 2º para cães Precursor de cisteína Deficiência em cães Cardiomiopatia dilatada secundária à deficiência de taurina Filhotes: perda de peso, inchaço e vermelhidão da pele, hiperqueratinização de coxins (com ulceração) Deficiência em gatos Lesões periorais e em coxins Filhotes: Perda de peso, letargia e secreção ocular 23 24 31/01/2022 13 Cisteína/cistina Obtido a partir de metionina Aminoácido condicionalmente essencial Quantidade suprida com metionina ou metionina+cisteína/cistina Inverso NÃO é verdadeiro: cisteína não é convertida em metionina Cistina é um dímero da cisteína (obtido após oxidação) Componente estrutural de proteínas Constituinte importante de pelos e glutationa Fenilalanina/tirosina Gliconeogênicos Coloração de pelagem Tirosina é condicionalmente essencial Quantidade suprida com fenilalanina ou fenilalanina+tirosina Deficiência em cães Coloração marrom-avermelhada em pelagem preta Filhotes: Redução de ingestão de alimento e perda de peso Deficiência em gatos Incoordenção ao andar Ptialismo Vocalização e hiperatividade Filhotes: Perda de peso e coloração marrom-avermelhada em pelagem preta 25 26 31/01/2022 14 Treonina Glicogênico Sinais clínicos apenas em cães e gatos em crescimento Cães Redução de ingestão de alimento Perda de peso Gatos Perda de peso Redução de ingestão de alimento Tremores Ataxia e dificuldade de equilíbrio Triptofano Pode ser limitante em alimentos para cães e gatos Importante para a síntese de proteína Precursor de niacina (B3) em cães (ineficiente em gatos) Precursor de serotonina e melatonina Suplementação pode ter efeitos neurocomportamentais Sinais clínicos apenas em cães e gatos em crescimento Cães Redução de ingestão de alimento Baixo ganho de peso Gatos Redução de ingestão de alimento Baixo ganho de peso 27 28 31/01/2022 15 Valina Gliconeogênico Constituinte de proteínas Sinais clínicos apenas em cães e gatos em crescimento Cães Redução de ingestão de alimento Perda de peso Gatos Perda de peso Onde encontrar tabelas sobre necessidades de aminoácidos ?? NRC 2006 AAFCO American Association of Feed Control Officials FEDIAF http://www.fediaf.org/self-regulation/nutrition/ Fontes de informação 29 30 31/01/2022 16 Recomendações de aminoácidos e proteína para manutenção de cães do NRC (2006), AAFCO (2016) e FEDIAF, (2018) Cães adultos, em % da MS da dieta NRC AFFCO AAFCO (NRC)* FEDIAF FEDIAF (NRC)* Arginina 0,35 0,51 1,46 0,60 1,71 Histidina 0,19 0,19 1,00 0,27 1,42 Isoleucina 0,38 0,38 1,00 0,53 1,39 Metionina + Cistina 0,65 0,65 1,00 0,88 1,35 Leucina 0,68 0,68 1,00 0,95 1,40 Lisina 0,35 0,63 1,80 0,46 1,31 Fenilalanina + Tirosina 0,74 0,74 1,00 1,03 1,40 Treonina 0,43 0,48 1,12 0,60 1,40 Triptofano 0,14 0,16 1,14 0,20 1,43 Valina 0,49 0,49 1,00 0,68 1,39 Proteína bruta 10 18 1,80 21 2,10 Pool nitrogenado 5,6 13,1 2,42 14,8 2,28 AA essenciais 4,4 4,91 1,02 6,20 1,19 digestib; menor necessidade EM cães domiciliados Proteína animal congelada “fresca” • carne mecanicamente separada, órgãos (fígado, pulmão, rins, coração), peixes e aves inteiros, …. Farinhas de origem animal (cozidas, desengorduradas e secas) • farinha de vísceras de frango, farinha de carne e ossos, farinha de peixe, …. Proteínas animais “especiais” • ovo em pó, proteína de soro, plasma sanguíneo, … Proteínas vegetais • farelo de soja, soja micronizada, glúten de milho, glúten de trigo, proteína de ervilha, …. AA Energia Minerais Dificuldade Palatabil. Problemas Digestib. Extrusão potenciais sim sim não média sim processa/o elevada composição salmonela sim sim não variável ? custo elevada sim sim não fácil não marketing boa Fontes de proteína sim sim sim alta sim cinza elevada variável oxidação salmonela 31 32 31/01/2022 17 Composição nutricional Comportamento no processo (moagem + extrusão) Palatabilidade Biodisponibilidade (digestibilidade) Custo O que considerar na hora de adquirir a matéria prima? Segurança alimentar Fatores que afetam a inclusão de proteína Quanto melhor digestão e absorção, menor a necessidade Composição de aminoácidos Digestibilidade Densidade energética da dieta Melhora no perfil de AA reduz necessidade de proteína (o inverso é verdadeiro: pior perfil AA => maior necessidade inclusão) Quanto maior a EM da ração maior a % de proteína que deve conter 33 34 31/01/2022 18 Qualidade sanitária salmonela, listeria, BSE, outros microrganismos, materiais estranhos (penas, chifres, cascos, pelos, casca de ovos, madeira, borracha, “embalagens plásticas”, etc. Qualidade química peróxidos, aldeídos, ácidos graxos livres e aminas biogênicas Outras toxinas e compostos químicos nocivos Fontes proteicas : segurança alimentar Aulus Carciofi Aminoácidos de interesse especial Gatos Triptofano necessário em pequenas quantidades maioria dos ingredientes é pobre em triptofano (exceção da soja necessário suplementar em dietas com proteína próximo ao limite mínimo Fenilalanina + tirosina primeiro aa limitante em formulações práticas necessário em muito elevada concentração Metionina elevada necessidade para felinos (fenilina, fosfolípides) auxilia na redução do pH urinário pode ser tóxica (máximo 1,5% dieta p/ gatos) 35 36 31/01/2022 19 Aulus Carciofi Aminoácidos de interesse especial Cães Triptofano necessário em pequenas quantidades maioria dos ingredientes é pobre em triptofano (exceção da soja0 necessário suplementar em dietas com proteína próximo ao limite mínimo Metionina primeiro aa limitante nas rações a base de proteína vegetal + animal auxilia na redução do pH urinário participa da glutationa (sistema antioxidante orgânico) Aminoácidos cristalinos • Produzidos por fermentação microbiana • Permite o uso de menos proteína nas dietas – São empregados para corrigir os desbalanços • Digestão e absorção = proteínas intactas • Gosto azedo (pode interferir palatabilidade) • Isômeros D e L – DL Metionina – L LisinaHCl – L Treonina – L Triptofano 37 38 31/01/2022 20 Aulus Carciofi Necessidade Protéica de Felinos Gatos apresentam maior necessidade protéica para manutenção e crescimento que os demais mamíferos. São incapazes de regular o funcionamento das transaminases e do ciclo da ornitina. Constante perda de nitrogênio mg N / kg 0,75 / dia Humano 62 Sagui 110 Rato 128 Porco 163 Cão 210 Gato 360 Perda urinária de nitrogênio mediante consumo de dieta livre de proteína 39 40 31/01/2022 21 Comparação da necessidade de AA de cães e gatos (NRC, 2006) 0 5 10 15 20 AA essenciais AA não essenciais AA totais Cães Gatos % d a ra ç ã o (+ 32%) (+ 250%) (+ 200%) Comparação da necessidade de AA de cães e gatos (NRC, 2006) -1,0 -0,5 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 R e la ç ã o e n tr e a m in o á c id o s (l is in a = 0 ) Cães Gatos 41 42 31/01/2022 22 Aulus Carciofi neoglicogênese deaminação de aminoácidos transformação de seu esqueleto carbônico em glicose Necessidade Protéica de Felinos Alta necessidade é decorrente da alta demanda para manutenção Necessidade manutenção dobro dos cães crescimento 50% cães (consequênte a alta ingestão protéica da dieta natural) Aulus Carciofi Arginina Mamíferos Amônia Uréia Ciclo da Ornitina Glutarato Prolina Arginina Ornitina - gato não Hiperamonemia em dieta livre de arginina 43 44 31/01/2022 23 Aulus Carciofi Taurina Funções conjugação de ácidos biliares funcionamento do miocárdio e retina reprodução de gatas Ácidos Biliares Animais: cólico, taurocólico, desoxicólico, glicocólico Gatos e cães: taurocólico aminoácido b-sulfônico que não é incorporado a cadeia protéica. Aumento das necessidades Aulus Carciofi Taurina Metionina Cistina Hipotaurina Taurina Gato é incapaz de sintetizar taurina via alternativa (competitiva) piruvato Deficiência ▪ degeneração central da retina ▪ cardiomiopatia dilatada ( contratilidade do miocárdio) ▪ problemas reprodutivos 45 46 31/01/2022 24 Deficiência de proteína ou AA Pouca proteína, falta de aa ou desequilíbrio entre aa Diminuição da ingestão de alimentos Retardo no crescimento Perda de peso Diminuição da síntese hormônios e enzimas Perda de reservas protéicas e massa muscular Imunossupressão Diminuição da função dos órgãos Hipoalbuminemia Emaciação Ascite Torque, American Pit Bull 10 meses. Prescrição anterior - Legalon, Doxiciclina, Aldactone, Furosemida e Sulfato ferroso Hemograma normal Proteínas Totais = 3,66 (5,8-7,9) Albumina = 1,71 (2,6-4,0) Diagnóstico Hipoproteinemia por desnutrição Dieta Polenta com carne moída 47 48 31/01/2022 25 Aulus Carciofi Fontes de proteína (secas) Farinha de carne Farinha de visceras Farinha de penas Farinha de carne e ossos Farelo de soja Farinha de peixe Farelo de glúten de milho 60% Aulus Carciofi Proteínas vegetais são alternativas viáveis Milho 8% PB Soja 37% PB 60% PB Farelo de glúten milho 45% PB Farelo de soja Processamento industrial eleva a concentração de aminoácidos 49 50 31/01/2022 26 Aulus CarciofiProteína de origem vegetal (aspectos gerais) Fatores anti-nutricionais inibidores da tripsina lectinas antígenos estrógenos ácido fítico saponinas lipoxidase polissacárides não-amiláceos (estaquiose, rafinose, ...) isoflavonas (genisteina e daidizeina – hipertireoidismo gatos??) Aulus Carciofi Proteína de origem vegetal Palatabilidade (baixa?) Boa relação proteína:cinzas 51 52 31/01/2022 27 Aulus Carciofi Contaminantes penas, bicos, unhas, tecidos queratinizados, aminas biogênicas Variabilidade entre partidas e fornecedores composição química e digestibilidade Comprometimento da digestibilidade pressão, tempo, temperatura perdas iniciam-se em processamento acima de 130 C lisina da FC para aves 85% biodisp 125 C 35% biodisp 150 C Proteínas de origem animal (aspectos gerais) Aulus Carciofi Boa palatabilidade Elevada relação proteína:cinzas Proteínas de origem animal 53 54 31/01/2022 28 Aulus Carciofi Farelo de Glúten de Milho 60% Derivado da extração de amido e xarope de frutose do milho. Concentrado proteico com elevada proteína (>60%), rico em metionina e deficiente em lisina. Não apresenta bom sabor. Apresente muito elevada digestibilidade. Empregado em alimentos para gatos para adicionar proteína e reduzir a concentração de minerais do alimento. Digestibilidade cães gatos MS = 90% 87% PB = 92% 90% Aulus Carciofi Farelo de soja Variabilidade de resultados entre experimentos Produto da extração do óleo de soja. Tratado termicamente para inativação de fatores antinutricionais. Apresenta inclusão variável de casca de soja, podendo levar a variação de qualidade. Apresenta de 44% até 50% de proteína bruta. Digestibilidade cães gatos MS = 74% 67% PB = 84% 80% 55 56 31/01/2022 29 Aulus Carciofi Farinha de vísceras de frango Produto seco e parcialmente desengordurado, obtido pelo cozimento de partes do frango não consumidas pelo homem mas adequadas para consumo por cães e gatos. Pode ou não incluir pés e cabeças. NÃO deve conter penas. Principal fonte proteica para Petfood em todo o mundo. Apresenta composição nutricional e qualidade BASTANTE VARIÁVEL, devendo-se sempre auditar qualificar fornecedores. Composição Digestib. cães MS = >92% 69% PB = 55 a 65% 82% EE = 12 a 16% MM = 11 a 25% Ca = 3 a 5% P = 1,5 a 3% Aulus Carciofi Farinha de carne e ossos Produzida em graxarias/fábricas de subprodutos e frigoríficos a partir de ossos e tecidos animais, após a desossa completa da carcaça de bovinos. Não deve conter cascos, chifres, pelos, sangue e outras matérias estranhas à sua composição. No Brasil apresenta excesso de Ca e P o que limita sua inclusão na fórmula PB – 35 a 60% EE – 10 a 13% MM – 22 a 42% Digestibilidade variável dependendo da qualidade (78% a 84% da proteína) 57 58