CARBOIDRATOS Nutrição animal

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CARBOIDRATOS
Carboidratos, lipídeos e proteínas tem um metabolismo próprio, no qual vitaminas e minerais entram como cofatores nas reações enzimáticas.
Alimento constituído de água e matéria seca, parte inorgânica- minerais e cinzas, e orgânica- compostos não nitrogenados (carboidratos), gordura e compostos nitrogenados (proteínas).
Carboidrato é a fonte de energia mais prontamente disponível para o animal, principal fonte de energia para os seres vivos.
São hidratos de carbono, glicídios ou açucares, polidroxaldeidos ou polidroxcetonas, tem em sua estrutura carbono, nitrogênio e oxigênio 1:2:1.
Classificação 
Estruturais: todos aqueles componentes que formam a parede celular dos vegetais, fornecem suporte físico para o crescimento das plantas. Também chamados de fibras insolúveis em água ou os polissacarídeos não amiláceos (PNA). Pectina, celulose, hemicelulose, lignina, complexos fenólicos.
Não estruturais: tudo o que está dentro da estrutura dos vegetais, é o que compõe a célula vegetal, são as fibras solúveis. Ácidos orgânicos, açucares, amidos, mucilagens, etc. 
São divididos em: monossacarídeos, dissacarídeos, trissacarideos/ oligossacarídeos e polissacarídeos.
· Monossacarídeos: formados por açucares simples, que são divididos de acordo com a composição em aldoses e cetoses. De acordo com o número de carbonos são divididos em triose, pentose, hexose, e de acordo com a localização da ramificação modifica-se a denominação, glicose, frutose, galactose, manose (são as moléculas mais simples).
· Dissacarídeos: dois monossacarídeos ligados entre si por ligações glicosídicas, entre um carbono e um hidrogênio, dependendo da ligação, se for alfa ou beta, têm-se compostos diferentes. Sacarose (glicose + frutose), maltose (glicose + glicose), lactose (glicose + galactose), celobiose (glicose + glicose)- só aproveitada por ruminantes pois tem uma ligação glicosídica com conformação espacial diferente. 
· Trissacarídeos/ oligossacarídeos: de 3 a 10 monossacarídeos associados. De acordo com a quantidade de monossacarídeos recebe uma determinada denominação. Rafinose- suco de beterraba.
· Polissacarídeos: mais de 10 unidades de monossacarídeo juntas. Glicogênio, amido, PNA – polissacarídeos não amiláceos, fibras alimentares.
Glicogênio
Servem como reservas energéticas para os animais. Os vegetais possuem como reserva de energia o amido, outro óleo.
O glicogênio é a fonte de energia primaria do organismo. Não é possível armazenar grandes quantidades dele no organismo, há uma limitação, corresponde a menos de 1% do que os animais têm em seu corpo.
Possui ligações alfa 1,4 (linearmente) e nas suas ramificações alfa 1,6 , que da uma conformação circular.
Possui duas formas de ser armazenado no organismo, no fígado e no músculo.
Amido
Principal reserva energética dos vegetais, está presente em 70% nas sementes. É formado basicamente por dois polímeros de glicose, amilose e amilopectina.
A amilose é formada por ligações alfa 1,4 (linear), e a amilopectina por alfa 1,6 (ramificação). Para cada um desses polímeros existem enzimas especificas, amilase e destilase (?).
PNA
Não são amidos, são constituintes da parede celular, celulose, hemicelulose e pectina. São as fibras alimentares.
Animais não ruminantes não aproveitam alimentos que possuem carboidratos desse tipo, pois não tem enzimas especificas, então as enzimas tem de ser oferecidas junto a dieta (enzimas exógenas). Possui alta capacidade de ligação com água e isso proporciona o aumento da viscosidade do conteúdo no intestino, e consequentemente a redução da taxa de passagem dos alimentos.
Alta capacidade de ligação com grandes quantidades de água -> aumento da viscosidade do conteúdo intestinal -> redução da velocidade da passagem dos alimentos no TGI, dificultando a ação das enzimas, reduz a digestão e absorção dos nutrientes, interfere na micro flora intestinal, aumenta a quantidade de fezes úmidas -> redução no desempenho animal.
Fibras
Solúveis: grande capacidade de absorção de água, formam substancias gelatinosas no TGI. Pectina e hemicelulose. Retardam a absorção da glicose, controlando a glicemia de animais diabéticos.
Insolúveis: aumentam o volume do bolo fecal, reduz o transito intestinal. Celulose e lignina. Controle da obesidade, reduz a ingestão calórica e da sensação de saciedade.
Celulose: importante estrutura celular das plantas, principalmente na parede vegetal. Composta por ligações beta 1,4 (inclinada). Só é degradada por animais ruminantes por possuírem enzimas especificas, são degradadas por microrganismos através da enzima celulase.
Lignina: não necessariamente é um carboidrato. Apresenta função estrutural. Aumenta a concentração com a idade da planta, diminuindo a digestibilidade da celulose e hemicelulose.
NÃO RUMINANTES PARA APROVEITAREM OS PNA PRECISAM DE ENZIMAS ADICIONADAS NA DIETA: ENZIMAS EXÓGENAS. 
Para cada substrato existe uma enzima especifica.
Digestão 
As enzimas quebram dissacarídeos em monossacarídeos, e estes que são absorvidos.
A digestão tem inicio na boca, com a presença da enzima amilase salivar, alfa-amilase (presente em animais onívoros, mas ausente em carnívoros e ruminantes).
A amilose é absorvida mais rapidamente que a amilopectina, por possuir menos ramificações. 
Quando o bolo alimentar chega ao estomago, a enzima presente na saliva será inativada por causa do pH ácido presente no estomago dos animais, e a digestão só vai se reiniciar no intestino delgado.
No intestino delgado a digestão dos carboidratos é classificada em duas fases, de acordo com as fases existem enzimas especificas de atuação:
· Fase membranosa: ocorre na superfície da membrana em escova. Ocorre a maior parte da digestão. Enzimas agem e ocorre a hidrolise completa. Compostos menores serão quebrados, haverá o termino da quebra das ligações alfa 1,4 restantes, e das ligações alfa 1,6. As enzimas presentes nessa membrana são localizadas nas microvilosidades.
· Fase luminal: ocorre no lúmen do intestino. As enzimas agem a nível de lúmen. Glândulas: salivar, gástrica e pancreática, ocorre uma hidrolise completa, somente os polímeros de cadeia curta serão degradados. Digestão do amido ou do glicogênio, com a primeira hidrolise enzimática que vai quebrar as ligações mais simples, alfa 1,4, as ligações lineares, e haverá a liberação de moléculas mais simples, como dissacarídeos, monossacarídeos. A amilopectina será quebrada na ligação alfa 1,4 e ficam as ramificação com ligações alfa 1,6.
O amido começa a ser digerido na fase luminal, e termina com a quebra dos monossacarídeos na fase membranosa.
Em relação à produção, ao desenvolvimento animal, tem que haver a integridade do epitélio intestinal, pois é no intestino que ocorre a absorção dos nutrientes. Quando há integridade das vilosidades, e do intestino em si, há maior absorção dos nutrientes, e consequentemente maior desempenho.
Os monossacarídeos são absorvidos pelos enterócitos, ocorre por dois mecanismos:
· Transporte passivo: não tem gasto energético, é especifico para a frutose (é absorvida rapidamente através desse transporte).
· Transporte ativo: mais utilizado para a absorção da glicose e da galactose, utiliza a onda ATPase.
Nos não ruminantes os monossacarídeos vão ser absorvidos, os carboidratos serão quebrados e vão ter que chagar até glicose, galactose e frutose, que serão matéria prima para o organismo do animal, serão utilizadas com fonte de energia imediata, armazenadas como glicogênio, como precursor de lipídio, usadas na produção da ribose, e na síntese de vitamina C. os polissacarídeos complexos que não são aproveitados, vão para o intestino grosso, onde sofrerão fermentação Forman do AGV, que podem ser absorvidos ou excretados.
Carboidratos na dieta – digestão – intestino delgado – monossacarídeos – absorção – utilizados pelo organismo.
As aves quando nascem, possuem reserva energética através do saco vitelínico remanescente do desenvolvimento embrionário, que é rico em água, lipídio e proteína, essa reserva dura no máximo três dias, por isso quandoos pintinhos chegam à granja a primeira coisa a ser feita é dar ração, pois a reserva de energia deles é baixa, se não houver uma fonte de energia extra o animal não sobreviverá muito tempo.
Nos suínos, os leitões, também reaproveitam a lactose nas primeiras semanas de vida, pois possuem a lactase, assim como os equinos, quando adultos a lactase não é presente.
Os carnívoros aproveitam uma dieta com poucos carboidratos, e muita proteína. Na gestação quando a fêmea precisa de uma reserva energética maior ela aproveita mais os carboidratos. Os FOS e os MOS são prebioticos que são utilizados como carboidratos, que melhoram a qualidade e odor das fezes, e redução de infecção intestinal, são utilizados como substratos para probioticos.
O carboidrato para os animais é a principal fonte de energia, além de ser fonte de prebioticos. 
Os carboidratos são divididos baseados no processo digestivo, na alimentação de cães e gatos:
· Digestíveis: dissacarídeos, frutose, maltose, sacarose.
· Absorvíveis: monossacarídeos, glicose e frutose.
· Fermentáveis: lactose, beta oligossacarídeo, etc.
· Não fermentáveis: fibras, celulose e ligninas, carboidratos estruturais.
Nos ruminantes os carboidratos são aproveitados de uma forma diferencial, será utilizado pelos microrganismos presentes no rúmen, vão sofrer ação das enzimas especificas, como subtratos. São muito mais bem aproveitados pelos ruminantes por possuírem microrganismos, que produzem enzimas específicas.
Os carboidratos no rúmen são fermentados e formam AGV, que estão ligados diretamente com a formação da gordura (ác. acético), da glicose no leite (ác. propiônico), e fornecimento de enegia para as papilas ruminais (ác. butírico).
De uma forma geral, como carboidratos nos ruminantes temos a celulose, hemicelulose, pectina, ectosanas, que quando degradas no rúmen formam monossacarídeos menores, para ter como produto final a glicose. Da glicose são transformados em piruvato, ocorre fermentação e formam-se os AGVs.
Também podem ser utilizados para a formação da proteína microbiana. Se um monossacarídeo passa diretamente pelo processo de fermentação ele é absorvido como nos não ruminantes.
Distúrbio metabólico (animais ruminantes)
É a acidose ruminal. O Ph é controlado pelos microrganismos ruminais e pela alimentação que é fornecida. Assim como os carnívoros os ruminantes tiveram sua alimentação modificada pelo homem, a partir no momento que o homem confiou o animal, ele não consegue fornecer tanto capim, e fornece mais alimentos processados como rações, e isso gera problemas metabólicos, por causa da grande ingestão de carboidratos não estruturais.
Quando uma dieta possui grande quantidade de carboidrato não estrutural, rica em amido e açúcar, os carboidratos fermentados no rúmen formam lactato que reduz o pH do rúmen, até abaixo de 5, que acaba eliminando microrganismos, reduz os microrganismos celuloliticos, que são responsáveis por degradas a celulose, e aumente os microrganismos amiloliticos, para tentar aproveitar o carboidrato que é fornecido, porém essa diminuição do pH causa a acidez do rúmen, que causa ulceração na mucosa intestinal e ruminal, desidratação, abcessos hepáticos, queda do pH sanguíneo. 
No campo para controlar a acidose ruminal é feito o controle do fornecimento de dietas com altas concentrações de amido e açúcar, a adaptação gradativa do rúmen ao concentrado, e quando a situação é grave fornece-se bicarbonato de sódio.
Metabolismo
Quando fala-se de metabolismo, deve-se pensar nas reações que estão envolvidas, tanto de degradação quanto de síntese.
É o conjunto de reações catabolicas e anabólicas que permitem o funcionamento normal de células e consequentemente da vida animal.
Catabolismo é toda reação de degradação de moléculas, tornando as mais complexas em produtos mais simples, que leva a produção de energia.
Anabolismo é a síntese, AA partir de moléculas simples forma-se uma complexa, e isso requer energia.
No caso, o metabolismo do carboidrato é voltado para a produção de energia.
A glicose será utilizada na glicólise, na glicogênolise, na fermentação anaeróbia (láctica ou alcoólica), no ciclo de Krebs (ciclo do ác. cítrico), e ciclo das pentoses. 
Glicólise
É a via central do catabolismo (quebra) da glicose em uma sequencia de dez reações que ocorrem no citossol de todas as células animais. Gera energia.
É igual a degradação oxidativa da glicose até piruvato.
Cada molécula de glicose é convertida em duas de piruvato. A partir do piruvato acontecem outras reações, como fermentação, ciclo de Krebs, dependendo da situação, se é anaerobiose ou aerobiose.
Destinos do piruvato: lactato (ciclo de cori), acetilCoA (ciclo de Krebs ou ciclo do acido cítrico), alanina (síntese de proteína), oxaloacetato (gliconeogenese).
Glicogênese
É a síntese intracelular de glicogênio a partir de moléculas de glicose. A glicose é armazenada na forma de glicogênio no músculo e no fígado.
O glicogênio muscular é combustível para gerar ATP durante a atividade muscular. O glicogênio hepático é reservatório de glicose na corrente sanguínea, glicemia.
Em casos de excesso de glicose sanguínea, a insulina ativa a formação de glicogênio.
O processo ocorre no citosol e requer energia na forma de ATP ou UTP.
ENZIMA: glicogênio sintase (junta glicoses).
Glicogenólise
Degradação do glicogênio a partir das extremidades com a liberação de unidades de glicose em resposta a necessidade de recuperação dos níveis séricos de glicose.
ENZIMA: glicogênio fosforilase.
Dependendo de como o glicogênio é utilizado, no caso, se tiver uma atividade muscular ai quem vai coordernar essa quebra será a epinefrina, e no caso do fígado, quando há uma baixa glicemia quem coordenará será o glucagon.
Gliconeogênese
Formação de novas moléculas de glicose a partir de precursores não carboidratos, 90% ocorre no fígado e 10% nos rins, ocorre em casos de jejum prolongado ou exercício vigoroso, e em locais do organismo que precisam de suplemento continuo de glicose como cérebro, hemácias, medula, cristalino e córnea.
Considerando o piruvato como ponto inicial, as reações podem ser comparadas com as da via glicolitica mas, no sentido contrario.
Os gatos comem pouco a cada intervalo de tempo para manter a glicose no sangue, pois não tem boa capacidade de armazenamento.
Precursores: aminoácidos, lactato (liberado no sangue pelas células que não possuem mitocôndrias, pelo ciclo de cori), glicerol (liberado durante a hidrolise de triacilgliceróis no tecido adiposo), alfa-cetoácidos (piruvato, oxaloacetato e alfa-cetoglutarato, derivados do metabolismo de aminoácidos), compostos cetogenicos (acetilCoA e compostos derivados como acetoacetato). Ruminantes – propionato, proteína, glicerol e lactato.
Lactato- ciclo de cori
 O glicogênio utilizado no músculo para geração de energia é quebrado em glicose 6-fosfato, tem a produção de lactato, que causam dores musculares. Quando o organismo precisa de muito mais energia, ele tem que levar o lactato até o fígado, onde é convertido novamente em glicose 6-fosfato e glicogênio.
O lactato que é formado no músculo, é convertido em glicose no fígado, e retorna ao músculo, quando a demanda no músculo é maior que a glicose circulante.
Glicerol
O glicerol desprendido no processo de quebra do triacilglicerol, ficou circulante, é transformado em glicerol 3-fosfato, entra no ciclo de gliconeogenese, e volta para a formação da glicose.
Aminoácidos glicogenicos e cetogenicos
Temos aminoácidos provenientes de outros processos, e entram como uma parte no ciclo de Krebs. A leucina, isoleucina são cetogenicos, arginina, glutamato, hisidina são glicogenicos. 
Entram no ciclo de Krebs para a formação o oxaloacetato, que vai a piruvato, acetilCoA e vai voltanto.
Ciclo das pentoses
Via alternativa da via glicolítica. Para formação de energia, como NADph e como ribose 5-fosfato.
Todas as vias tem relação.