INES - Aula 4 - Digestão e metabolismo de carboidratos (3)

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<p>Digestão e metabolismo de carboidratos</p><p>Profa. Ines Gameiro Colvara</p><p>ines.colvara@kroton.com.br</p><p>UNIVERSIDADE DE CUIABÁ</p><p>FACULDADE DE MEDICINA VETERINÁRIA</p><p>NUTRIÇÃO ANIMAL</p><p>Biomoléculas mais abundantes do planeta</p><p>Formado por compostos orgânicos: C, H e O, pode conter</p><p>P, S e N</p><p>Principais substratos energéticos do metabolismo global</p><p>Carboidratos</p><p>Principal fonte de energia para os animais</p><p>Amido, sacarose, lactose, celulose, hemicelulose</p><p>Produto final da digestão: açúcares simples, AGVs (ácidos</p><p>Graxos voláteis)</p><p>Carboidratos</p><p>FUNÇÕES METABÓLICAS DA GLICOSE</p><p>Principal combustível energético;</p><p>Fonte de glicerol para tecido adiposo;</p><p>Formar lactose na glândula mamária;</p><p>Fonte de energia para músculos em condições anaeróbicas;</p><p>Única fonte de energia para os fetos e cérebro.</p><p>CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS</p><p>QUANTO AO TAMANHO (DIMENSÃO DA MOLÉCULA)</p><p>QUANTO CLASSIFICAÇÃO AGRONÔMICA</p><p>QUANTO A CLASSIFICAÇÃO NUTRICIONAL</p><p>1. Classificação quanto à dimensão da molécula</p><p>a. Monossacarídeos: estrutura básica dos carboidratos (absorção)</p><p>3 a 6 átomos de carbono (5 e 6 mais comuns)</p><p>3 carbonos: trioses (gliceraldeído)</p><p>4 carbonos: tetroses (eritrose)</p><p>5 carbonos: pentoses (ribose)</p><p>6 carbonos: hexoses (glicose)</p><p>1. Classificação quanto à dimensão da molécula</p><p>b. Oligossacarídeos: agrupamentos curtos de monossacarídeos (3 a 12)</p><p>Principais representantes – dissacarídeos</p><p>Sacarose: glicose + frutose</p><p>Maltose: glicose + glicose</p><p>Lactose: galactose + glicose</p><p>Celobiose: glicose + glicose</p><p>Classificação Química e Nutricional dos Carboidratos</p><p>Estrutura dos dissacarídeos</p><p>1. Classificação quanto à dimensão da molécula</p><p>c. Polissacarídeos: cadeias longas (mais de 12 monossacarídeos, complexas ou não. Duas subclassificações:</p><p>c.1. Quanto à homogeneidade da cadeia</p><p>c.1.1. Homopolissacarídeos: Cadeias formadas por 1 único tipo de monossacarídeo (glicose)</p><p>Exemplos: Amido, glicogênio e celulose</p><p>Classificação Química e Nutricional dos Carboidratos</p><p>c.1.1. Homopolissacarídeos</p><p>Amido: formado em tecidos vegetais</p><p>Glicoses unidas por ligações α-1,4 e α-1,6</p><p>Amilose: cadeia linear (α-1,4)</p><p>Amilopectina: cadeia linear e ramificada (α-1,6)</p><p>Glicogênio: semelhante ao amido, mas formado em tecidos animais</p><p>Classificação Química e Nutricional dos Carboidratos</p><p>Polissacarídeo: glicogênio (animais)</p><p>c.1.1. Homopolissacarídeos</p><p>Celulose: encontrada em plantas (parede celular vegetal)</p><p>Glicoses unidas por ligações β-1,4</p><p>Classificação Química e Nutricional dos Carboidratos</p><p>c.1.2. Heteropolissacarídeos: composição de cadeia heterogênea.</p><p>Hemicelulose: encontrada em plantas (parede celular vegetal)</p><p>Formada por xilanas, arabinose, manose, glicose e ácido urônico</p><p>Ligações β-1,4</p><p>Classificação Química e Nutricional dos Carboidratos</p><p>Polissacarídeos</p><p>c. 2. Quanto à funcionalidade</p><p>c. 2.1. Reserva: armazenamento de energia</p><p>Amido (vegetais) e glicogênio (animais)</p><p>c. 2.2. Estrutural: função de estruturação celular</p><p>Celulose e Hemicelulose (vegetais)</p><p>Quitina (insetos)</p><p>14</p><p>2. Classificação agronômica</p><p>a. Carboidratos estruturais (CE): FIBROSOS</p><p>Celulose: polímero formado de glicose β-1,4 ligada</p><p>Hemicelulose: glicose, xilose, manose β-1,4 ligada</p><p>b. Carboidratos não estruturais (CNE):	RESERVA / NÃO FIBROSOS</p><p>Amido: glicose com ligação α-1,4 e α-1,6 (reserva energética nas plantas)</p><p>Açúcares</p><p>Glicogênio : glicoses com ligações α-1,4 e α-1,6 (reserva nos animais)</p><p>Classificação Química e Nutricional dos Carboidratos</p><p>a. Carboidratos Fibrosos:</p><p>Lentamente degradados / NÃO DIGERIDOS POR ENZIMAS DOS ANIMAIS</p><p>Carboidratos componentes parede celular (celulose/hemicelulose)</p><p>Estimados pela análise de fibra em detergente neutro (FDN)</p><p>b. Carboidratos Não-Fibrosos:</p><p>Rápida ou medianamente degradados</p><p>Açúcares solúveis e amido</p><p>Classificação Química e Nutricional dos Carboidratos</p><p>FIBRA:</p><p>Fração do alimento de lenta e incompleta digestão no TGI.</p><p>Fração do alimento não digerido por enzimas dos animais.</p><p>Fibra Insolúvel em Detergente Neutro (FDN):</p><p>Fração do alimento não digerido por enzimas dos animais, lentamente digerida ou indigestível nas câmaras de degradação anaeróbica.</p><p>Constituído principalmente por CHOs (celulose, hemicelulose), lignina, cutina e minerais;</p><p>16</p><p>Degradação Ruminal de CHOs</p><p>Principal Papel Econômico, Produtivo e Social dos Ruminantes</p><p>Energia Solar Fixação [1-4]</p><p>Degradação Microbiana</p><p>Produtos Origem Animal</p><p>Utilização pelo Homem</p><p>Enzimas dos ruminantes e</p><p>não ruminantes</p><p>Dois grupos de reações:</p><p>a. Digestão:</p><p>Clivagem de oligo/polissacarídeos a oligo/monossacarídeos</p><p>Predomínio de enzimas extracelulares microbianas</p><p>b. Fermentação:</p><p>Reações básicas de produção energética para população microbiana</p><p>São gerados os ácidos graxos voláteis (AGV)</p><p>17</p><p>Ácidos fracos</p><p>1 a 7 átomos de carbono</p><p>Ácido fórmico</p><p>Acético -> (fígado)</p><p>Propiônico -> (fígado)</p><p>Butírico -> fonte energética local (retículo)</p><p>Isobutírico</p><p>Valérico</p><p>Isovalérico</p><p>2-metilbutírico</p><p>Hexanóico</p><p>Heptanóico</p><p>Atendem 60-80% das exigências diárias de energia do ruminante.</p><p>Ácidos Graxos Voláteis</p><p>Os ácidos graxos voláteis (AGV) são produtos do metabolismo microbiano, sendo muito importante para os ruminantes , pois, sendo energéticos suprem de 60 a 80% do requerimento energético do ruminantes; por isso deve-se ter uma boa absorção dos AGV</p><p>18</p><p>Principal sítio de absorção: epitélio ruminal</p><p>Mecanismo: difusão passiva</p><p>Principais AGVs:</p><p>Butirato</p><p>90% butirato - epitélio ruminal;</p><p>Produção de energia basal;</p><p>Acetato</p><p>Produção de energia</p><p>Síntese gordura corporal (tecido adiposo);</p><p>Síntese da gordura do leite</p><p>Propionato:</p><p>Síntese de glicose no fígado (gliconeogênese)</p><p>Glicose: SNC, feto, eritrócitos, síntese de lactose na gl. mamária</p><p>Absorção e utilização de ácidos graxos voláteis</p><p>Precursor lipogênico</p><p>Fermentação – Alta Variedade de Produtos</p><p>Determinantes Primários: Natureza da dieta e Origem Química dos CHO’s</p><p>Acético Butírico Propiônico</p><p>Volumosos Pouca Variação Concentrados/CNF</p><p>Animais a pasto: Maior proporção acetato: propionato</p><p>Animais confinados: Menor proporção acetato: propionato</p><p>Metanogênese:</p><p>Animais a pasto: maior produção de metano em relação aos confinados</p><p>Produção de Leite</p><p>Dieta com alta forragem: maior teor de gordura do leite</p><p>Dieta com alto teor de concentrado: maior produção de leite e menor teor de gordura no leite</p><p>20</p><p>E a glicose???</p><p>Como é digerida, absorvida e metabolizada???</p><p>PANORAMA DA GLICOSE</p><p>FONTES DA GLICOSE NO SANGUE</p><p>DIETÉTICA</p><p>Glicose livre</p><p>GLICOGENÓLISE</p><p>glicogênio -> glicose</p><p>GLICONEOGENESE</p><p>Subst.não glicídicas</p><p>DIGESTÃO DOS CARBOIDRATOS EM NÃO RUMINANTES</p><p>BOCA</p><p>Único nutriente que inicia na boca</p><p>α AMILASE SALIVAR (ligações α 1,4);</p><p>Aves secretam 30 ml/dia e equinos secretam 20 l/dia;</p><p>DIGESTÃO DOS CARBOIDRATOS EM NÃO RUMINANTES</p><p>ESTOMAGO</p><p>ÁCIDO CLORÍDRICO -> secretado pela Colecistoquinina (CCK) liberado pelo ID;</p><p>A acidez inativa temporariamente a α AMILASE SALIVAR;</p><p>DIGESTÃO DOS CARBOIDRATOS EM NÃO RUMINANTES</p><p>INTESTINO DELGADO</p><p>Ataque de ALFA AMILASE PANCREÁTICA -> hidrolisa ligações α 1,4 (fração amilase);</p><p>Ataque de ISOMALTASES -> hidrolisa ligações α 1,6 (fração amilopectina)</p><p>Demais enzimas liberadas pelos enterócitos:</p><p>Sacarase (sacarose: gli + fru)</p><p>Lactase (lactose: gal + gli)</p><p>Maltase (maltose: gli + gli)</p><p>FASE 1</p><p>NA LUZ</p><p>FASE 2</p><p>NO ENTERÓCITO</p><p>O sítio de digestão dos CHO’s localiza-se no intestino delgado, envolvendo duas fases distintas de ação enzimática:</p><p>Primeira fase (ou fase luminal): ação da enzima pancreática α-amilase, a qual trabalha extensivamente sobre as cadeias de amilose e amilopectina clivando as ligações glicosídicas α-1,4, gerando cadeias menores de monossacarídeos (oligossacarídeos).</p><p>DIGESTÃO DOS CARBOIDRATOS EM NÃO RUMINANTES</p><p>Segunda fase: Os produtos da digestão prévia do amido, conjuntamente com os demais</p><p>açúcares dietéticos passam a ser trabalhados por enzimas específicas, localizadas na superfície da membrana do enterócito, as quais promovem a formação de monossacarídeos, os quais serão absorvidos.</p><p>DIGESTÃO DOS CARBOIDRATOS EM NÃO RUMINANTES</p><p>ABSORÇÃO DOS CARBOIDRATOS EM NÃO RUMINANTES</p><p>Processo de absorção é muito eficiente;</p><p>Absorção no intestino delgado;</p><p>PODE SER POR:</p><p>Difusão Facilitada: por gradiente de concentração</p><p>Transporte ativo dependente de sódio Na+ (Simporte: proteína transportadora)</p><p>Glicose e galactose -> rápida</p><p>Frutose -> lenta</p><p>Ao início do processo de digestão, a concentração de glicose no lúmen intestinal é suficientemente superior àquela observada no meio intracelular, fazendo com que um gradiente de concentração favorável se forme e o monômero possa ser absorvido passivamente por difusão facilitada.</p><p>Mecanismos envolvem transportadores específicos:</p><p>SGLT: transportador ativo de glicose dependente de sódio e,</p><p>GLUT: transporte facilitado de glicose independente de sódio.</p><p>30</p><p>transporte passivo por difusão facilitada de glicose nos enterócitos.</p><p>(Fonte: Lehninger et al., 1995).</p><p>ABSORÇÃO DOS CARBOIDRATOS EM NÃO RUMINANTES</p><p>À medida que o processo absortivo aumenta, este gradiente sofre um processo de inversão:</p><p>Glicose lúmen intestinal < meio intracelular</p><p>Então, ativa-se o sistema de co-transporte de sódio (simporte), o qual acopla-se, conjuntamente à glicose, a uma proteína transportadora específica localizada na membrana celular.</p><p>ABSORÇÃO DOS CARBOIDRATOS EM NÃO RUMINANTES</p><p>Ativa-se o sistema de co-transporte de sódio (simporte), o qual acopla-se, conjuntamente à glicose, a uma proteína transportadora específica localizada na membrana celular.</p><p>ABSORÇÃO DOS CARBOIDRATOS EM NÃO RUMINANTES</p><p>Digestão intestinal e absorção de carboidratos</p><p>Chegam os carboidratos fibrosos e carboidratos não fibrosos (amido) que não foram digeridos e absorvidos no ID.</p><p>No intestino grosso (maior importância em animais com ceco desenvolvido):</p><p>Digestão Fermentativa</p><p>Amilase Microbiana</p><p>Produção de AGVs</p><p>AGVs absorvidos e utilizados no metabolismo</p><p>UTILIZAÇÃO DOS CARBOIDRATOS EM NÃO RUMINANTES – INTESTINO GROSSO</p><p>A glicose originada da fermentação microbiana nos cecos -> conversão para :</p><p>Acido acético</p><p>Ácido propiônico</p><p>Ácido butírico</p><p>36</p><p>Boca: Amilase Salivar (depende da espécie, pouca importância na digestão)</p><p>Amido e fibra – Não ruminantes</p><p>Estômago: perde ação - acidez</p><p>ID:</p><p>Amido</p><p>Maltose</p><p>Glicose</p><p>Absorção -Sangue</p><p>Fígado</p><p>Tecidos Extra hepáticos</p><p>Glicogênio</p><p>Lipogênese</p><p>excesso</p><p>Amilase pancreática</p><p>Maltase Intestinal</p><p>Mucosa Intestinal</p><p>IG:</p><p>Celulose, hemicelulose e amido</p><p>Glicose</p><p>AGVs</p><p>Celulase, hemicelulase e amilase microbiana</p><p>Bactérias</p><p>Até a próxima aula!</p><p>image2.jpeg</p><p>image3.png</p><p>image4.jpeg</p><p>image5.png</p><p>image6.jpeg</p><p>image7.jpeg</p><p>image8.png</p><p>image9.png</p><p>image10.png</p><p>image11.jpeg</p><p>image12.png</p><p>image13.png</p><p>image14.png</p><p>image15.jpeg</p><p>image16.png</p><p>image17.png</p><p>image18.png</p><p>image19.wmf</p><p>image20.jpeg</p><p>image21.png</p><p>image22.png</p>