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PROTEÍNAS NA NUTRIÇÃO DE CÃES E GATOSMÉDICA VETERINÁRIA – INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO AMAZONAS (IFAM) ESPECIALIZADA EM ENDOCRINOLOGIA E METABOLOGIA DE CÃES E GATOS – ANCLIVEPA (SP) MESTRANDA EM NUTRIÇÃO E PRODUÇÃO ANIMAL – FACULDADE DE MEDICINA VETERINÁRIA E ZOOTECNIA DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO (FMVZ-USP) ATUA NO SETOR DE NUTROLOGIA DE CÃES E GATOS DO HOSPITAL VETERINÁRIA DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO – HOVET USP PROTEÍNAS NA NUTRIÇÃO DE CÃES E GATOS Natália Manuela C. de Oliveira “Proteins are the major structural components of the body.” Case et al. (2011) 1. Definição 1. Definição Moléculas orgânicas complexas constituídas por uma ou mais cadeias de aminoácidos. carbono hidrogênio oxigênio enxofre Nitrogênio (16% da composição total) 1. Definição Aminoácidos = unidades básicas das proteínas • Existem ao todo 20 aminoácidos na natureza • Um grupamento carboxila (— COOH) e um grupo de amina (—NH2) • Combinação entre os aminoácidos = diversidade • Ligação peptídica = entre aminoácidos 1. Definição AA AA AA AA AA AA AA AA AA AA AA AA AA AA Dipeptídeo Tripeptídeo Tetrapeptídeo Polipeptídeo Ligação peptídica Aminoácido 2. Síntese proteica 2. Síntese proteica • Ribossomos • Moléculas de RNA • União de aminoácidos de acordo com a sequência de códons do RNA mensageiro (RNAm) • Ocorre em duas fases: transcrição e tradução 2. Síntese proteica Transcrição Informações de um gene são usados para construir um produto funcional. Iniciação Alongamento 2. Síntese proteica Transcrição Alongamento Término 2. Síntese proteica Transcrição O transcrito se libera da RNA polimerase Sequência de DNA transcrita em uma única molécula de RNA 2. Síntese proteica Tradução Decodificar um RNA mensageiro para produzir um polipeptídeo ou cadeia de aminoácidos Iniciação • Um ribossomo (o qual tem duas partes, uma pequena e uma grande) • Um RNAm com as instruções para a proteína que será construída • Um RNAt "iniciador" transportando o primeiro aminoácido da proteína, que quase sempre é a metionina Alongamento • o ribossomo começa a “ler” o mRNA em códons Terminação • O polipeptídeo final é liberado para que possa cumprir sua função na célula 2. Síntese proteica Tradução 3. Classificação das proteínas 3. Classificação das proteínas Quanto a composição • Simples: liberam apenas aminoácidos durante a hidrólise • Conjugadas: liberam aminoácidos e um radical não peptídico (grupo prostético) Quanto ao número de cadeias polipeptídicas • Proteínas monoméricas: Formada apenas por uma cadeia polipeptídica • Proteínas oligoméricas: Formada por mais de uma cadeia polipeptídica Quanto a forma • Proteína fibrosa: em sua maioria insolúveis ao meio aquoso e são paralelas ao eixo das fibras • Proteína globular: em sua maioria solúveis ao meio aquoso. Estrutura espacial mais complexa. 3. Classificação das proteínas Quanto ao nível de organização estrutural as ligações são rígidas e planas alfa-hélice ou conformação beta arranjo tridimensional de todos os aminoácidos das proteínas que formam as cadeias polipeptídicas duas ou mais cadeias separadas ou subunidades destas que podem ser semelhantes ou diferentes e que formam complexas estruturas tridimensionais Primária Secundária Terciária Quaternária 4. Função das proteínas 4. Função das proteínas Estrutural Das membranas celulares, tecidos musculares e tecidos de suporte, como: pelos, plumas, unhas, tendões, ligamentos e cartilagens Catalisadora Catalisam reações metabólicas essenciais do organismo = Enzimas Reguladora do metabolismo Diversos hormônios são de constituição proteica, como por exemplo a insulina e o glucagon Sistema imunológico Ex: imunoglobulinas que ajudam a prevenir e combater infecções importantes e doenças Transportadora Como a hemoglobina, que transporta o oxigênio, a transferrina que transporta o ferro. Proteínas dietéticas 4. Função das proteínas Aminoácidos essenciais Aminoácidos não essenciais • síntese de proteínas corporais • crescimento • reparação de tecidos • Fonte de nitrogênio • Manutenção • Crescimento • Gestação • Lactação • Carbono = gliconeogênese e energia • Nitrogênio = síntese de substâncias Aminoácidos provenientes da proteína dietética podem ser metabolizados e utilizados como fonte de energia. energia bruta proveniente de aminoácidos é 5,65 quilocalorias (kcal) por grama (g). Aminoácidos essenciais Aminoácidos não essenciais Arginina Alanina Histidina Aspartato Isoleucina Citrulina Leucina Cisteína Lisina Glutamina Metionina Glicina Triptofano Serina Exemplos 4. Fontes proteicas Proteína de origem animal • Farinha de carne e ossos • Carne mecanicamente separada • Farinha de subprodutos de frango • Farinha de vísceras de frango • Farinha de frango • Farinha de peixe • Farinha de salmão • Ovo em pó • Leite e soro em pó • Plasma suíno • Farinha de torresmo • Proteína isolada de suíno • Farinha de penas hidrolisadas • Farelo de soja • Proteína isolada de soja • Soja integral micronizada • Proteína concentrada de soja • Farelo de trigo • Farelo de glúten de milho 21 • Farelo de glúten de milho 60 • Glúten de trigo • Farelo de arroz • Farelo de canola • Grão de ervilha Proteína de origem vegetal Fonte: Msc. Andressa Amaral 4. Fontes proteicas Fontes de origem animal • Alto valor biológico • Boa palatabilidade • Excesso de matéria mineral • Digestibilidade variável • Contaminantes • Oscilação nutricional Carciofi (2008) 4. Fontes proteicas Fontes de origem vegetal • Menor oscilação nutricional • Menor teor de matéria mineral • Alta digestibilidade • Menor valor biológico • Reduz consistência fecal • Menor palatabilidade • Fatores antinutricionais: Carciofi (2008) inibidores de enzimas, lectinas, tanino, tato e polissacarídeos não amiláceos Ingredientes CDA MS CDA PB CDA EEA CDA MO CDA Amido Glúten de milho 60 90,5 92,1 67,7 84,6 96,1 Farelo de soja 74,3 83,9 70,1 74,0 87,8 Soja micronizada 88,0 88,6 95,0 87,9 97,5 Farinha de carne e ossos 59,1 80,1 94,3 83,0 - Farinha de pena hidrolisada 64,9 60,9 79,6 67,2 - Farinha de peixes 55,9 80,4 82,0 74,5 - Farinha de vísceras de frango 69,0 81,7 89,6 82,5 - Plasma suíno 83,1 85,5 96,6 - - Fonte: Msc. Andressa Amaral 4. Digestão e absorção de proteínas Célula G = Gastrina Célula principal Célula parietal Pepsinogênio Forma inativa Ácido clorídrico Pepsina (forma ativa) p H 2 -3 Hidrolisa proteínas nas ligações peptídicas formadas por aminogrupos de ácidos aromáticos como a fenilalanina, tirosina e triptofano Fase gástrica Digestão Digestão Fase intestinal Célula S Célula i Célula K Secretina Bicarbonato – tamponamento do pH GIP (Peptideo inibidor gástrico) Reduzir a secreção de ácido clorídrico Colecistocinina (CCK) Liberação de enzimas pancreáticas Digestão Enzimas pancreáticas Tripsinogênio Quimiotripsinogênio Pró-carboxipeptidases Pró-elastase Enteroquinase Tripsina Quimiotripsina Carboxpeptidase Elastase Digestão NH2 COOH Quimiotripsina Carboxpeptidase Elastase Tripsina Arginina e Lisina Tripeptideo Dipeptideo Aminoácidos livres (alguns) Digestão Enzimas de bordas de escova Aminopeptidase Dipeptidase NH2 COOH Aumento da concentração de aminoácidos livres Tripeptideo Dipeptideo Aminoácidos livres + dipeptideo + tripeptideo Absorção H+Na+ H+ Dipeptideo Tripeptideo Dipeptideo Tripeptideo Peptidases Aminoácidos livres Absorção [Na+] [Na+] Aminoácidos livres Na+ Na+ Na+ Na+ Aminoácidos livres Sistema porta hepático Aminoácidos livres Aminoácidos livres Aminoácidos livres Aminoácidos livres Aminoácidos livres Resumo Enzimas pancreáticas – ativação (tripsina) Formação de dipeptideos e tripeptideos Enzima borda de escova - enterócitos Absorção de dipeptideos, tripeptideos e aminoácidoslivres Fase gástrica - pepsina Fase intestinal – célula S, I e K 5. Aminoácidos essenciais e não essenciais Arginina • Aminoácido glicogênico • Intermediário no ciclo da ureia • Liberação de vários hormônios e mediadores metabólicos (insulina, glucagon e gastrina) • Gato é totalmente dependente – toxicidade elevada da hiperamonemia (êmese, espasmos musculares, ataxia até morte. • Leite materno deficiente em arginina os animais desenvolvem cataratas que levam a cegueira Histidina • Função estrutural nas proteínas • Papel glicogênico • Essencial como precursor de compostos neuroativos e reguladores, como a histamina • Presente em concentrações particularmente altas na hemoglobina. • Deficiência em cães: - Perda de peso - Inapetência - Letargia - Diminuição da concentração de albumina e hemoglobina • Deficiência em gatos: - Catarata - Diminuição da hemoglobina Leucina, valina e isoleucina • Aminoácidos capazes de estimular a síntese de proteínas • Gliconeogênico – valina • Sinais clínicos em cães e gatos em crescimento: - Cães: Redução da ingestão de alimento e baixo ganho de peso - Gatos: Perda de peso • Um terço doas aminoácidos essenciais – composição proteínas do músculo Lisina • Função estrutural de proteínas (estrutura secundária) • Precursor de outros constituinte – carnitina • Antagonismo com a arginina – excesso causa sinais de deficiência da arginina • A deficiência deste aminoácido pode retardar o crescimento Metionina • Essencial (juntamente com a cistina) para síntese da queratina – pelagem • Deficiente em alimentos vegetarianos não suplementados ou comerciais de baixa qualidade • Importante no controle do pH urinário • Aminoácido mais limitante em dietas formuladas para gatos • Deficiência: - Retardo do crescimento - Pelos secos e quebradiços Exigência mínima estimada de Met de 0,40% MS (37,71 mg kg−1) - densidade energética de 4.164 kcal de energia metabolizável/kg MS Fenilalanina e tirosina • Gliconeogênicos • Produção de pigmentos fromelanina (amarelo a vermelho) e eumelanina (marrom a preto) – coloração da pelagem de animais • Deficiência: avermelhamento dos pelos de indivíduos com coloração original preta Treonina • Imunidade específica da parede intestinal • Elevada concentração na mucina (mucosa intestinal) e nos anticorpos • Deficiência: comprometimento do funcionamento do sistema digestivo e imunológico • Sinais clínicos – mais presente em cães e gatos em crescimento: - Redução da ingestão de alimento - Perda de peso - Tremores - Ataxia Taurina • O gato apresenta uma exigência de proteínas mais alta que a maioria das espécies • Sintetizado pela maioria dos mamíferos a partir da metionina e cisteína • Gatos – deficiência de cisteína ácido-sulfínico descarboxilase (CAS descarboxilase)) Função cardíaca Visão e reprodução Taurina representa 50% dos aminoácidos livres no músculo cardíaco Prevenir e tratar a cardiomiopatia dilatada Aminoácido necessário para a visão e função reprodutiva Na retina há concentração cerca de 100 a 400 vezes maior de taurina do que em outros locais do organismo Fonte: Prof. Dr. Thiago Vendramini Glutamina • Importante para o desenvolvimento e reparação da mucosa intestinal • Glutamina é um nutriente essencial para a proliferação linfocitária e produção de citocina (Cruzat et al.. 2018) • Deficiência: comprometimento da integridade da barreira intestinal • Aminoácido condicionalmente essencial • A glutamina é um importante combustível metabólico (Zhu et al., 2022) Mínimos de nutrientes recomendados para gatos Unidade por 100g de matéria seca Nutriente 75 kcal/kg ^ 0,67 100 kcal/kg ^ 0,67 Growth/ Reproduction Proteína (g) 33.30 25.00 28.00/30.00 Arginina (g) 1.30 1.00 1.07/1.11 Histidina (g) 0.35 0.26 0.33 Isoleucina (g) 0.57 0.43 0.54 Leucina (g) 1.36 1.02 1.28 Lisina (g) 0.45 0.34 0.85 Metionina (g) 0.23 0.17 0.44 Metionina + Cistina (g) 0.45 0.34 0.88 Fenilalanina (g) 0.53 0.40 0.50 Fenilalanina + Tirosina (g) 2.04 1.53 1.91 Treonina (g) 0.69 0.52 0.65 Triptofano (g) 0.17 0.13 0.16 Valina (g) 0.68 0.51 0.64 Taurina (alimento úmido) (g) 0.27 0.20 0.25 Taurina (alimento seco) (g) 0.13 0.10 0.10 FEDIAF 2020 Nutriente 95 kcal/kg ^ 0,75 110 kcal/kg ^ 0,75 Early growth & reproduction Late Growth Proteína (g) 21.00 18.00 25.00 20.00 Arginina (g) 0.60 0.52 0.82 0.74 Histidina (g) 0.27 0.23 0.39 0.25 Isoleucina (g) 0.53 0.46 0.65 0.50 Leucina (g) 0.95 0.82 1.29 0.80 Lisina (g) 0.46 0.42 0.88 0.70 Metionina (g) 0.46 0.40 0.35 0.26 Metionina + Cistina (g) 0.88 0.76 0.70 0.53 Fenilalanina (g) 0.63 0.54 0.65 0.50 Fenilalanina + Tirosina (g) 1.03 0.89 1.30 1.00 Treonina (g) 0.60 0.52 0.81 0.64 Triptofano (g) 0.20 0.17 0.23 0.21 Valina (g) 0.68 0.59 0.68 0.56 Mínimos de nutrientes recomendados para gatos Unidade por 100g de matéria seca FEDIAF 2020 6. Fatores que alteram a necessidade proteica Alguns fatores dietéticos afetam o balanço de nitrogênio do organismo, portanto alteram a necessidade de proteína, são eles: Qualidade da proteína dietética Composição aminocídica Digestibilidade das proteínas Densidade energética valor biológico de uma proteína a quantidade de proteína necessária Composição aminocídica Teor de proteína necessária Digestibilidade Necessidade proteica Necessidade energética Inclusão de proteína na dieta 7. Condições que implicam no aumento da ingestão proteica Fase de crescimento • Necessidade de manutenção • Necessidade para desenvolvimento de tecidos associados ao crescimento Proteína Bruta (mín.): 340 g/kg (34%) Proteína Bruta (mín.): 290 g/kg (29%) Proteína Bruta (mín.): 270 g/kg (27%) Proteína Bruta (mín.): 230 g/kg (23%) Fase reprodutiva • A necessidade proteica aumenta a partir da quinta semana de gestação até o final da lactação • Necessário para o desenvolvimento fetal saudável e • Pacientes obesos ou em sobrepeso, durante o programa de perda de peso necessitam de teor proteico mais elevado na dieta. • Balanço energético negativo Proteína Bruta (mín.): 355 g/kg (35.5%) Proteína Bruta (mín.): 290 g/kg (29%) Programas de perda de peso Condições de catabolismo • Câncer e cardiopatia = Caquexia CATABOLISMO • Elevada perda de massa muscular • Recomenda-se dietas com maior teor proteico 8. Condições que implicam no aumento da ingestão proteica Hepatopatias • O manejo nutricional é um dos pontos principais na abordagem destes pacientes • A restrição somente está recomendada para animais com sinais de encefalopatia hepática (EH) • Fontes de proteína de origem animal não são recomendados, visto que apresentam teor mais elevado de aminoácidos aromáticos – agravamento da EH • Não se deve restringir proteína em pacientes hepatopatas que não apresentam sinais de EH, Doença renal crônica • Há recomendação de restrição proteica em pacientes acometidos por DRC excreção renal de compostos nitrogenados Azotemia • Restrição proteica a partir do estágio II da doença 8. Felinos - Particularidades Os gatos apresentam maior necessidade proteica para manutenção e crescimento, comparados aos cães. Incapacidade de regular as transaminases hepáticas Dieta com baixo teor proteico = não mantem o balanço nitrogenado Arginina Arginina precursora – ornitina - ciclo da ureia Amônia convertida em ureia - excreção Dietas livre de arginina = hiperamonemia e uremia A maioria dos animais conseguem utilizar glutamato e prolina como precursores na síntese de ornitina, na mucosa intestinal - os GATOS NÃO Gatos são incapazes de sintetizar citrulina na mucosa intestinal Citrulina = percursora na síntese da arginina Taurina Gatos apresentam habilidade limitada em sintetizar taurina - enzima ácido cisteína-sulfínico descarboxilase Via competitiva do metabolismo da cisteína, que resulta na produçãode piruvato, ao invés de taurina o gato só é capaz de conjugar sais biliares com taurina Necessidade contínua de taurina Consequências da falta: degeneração retiniana, cardiomiopatia dilatada, alterações reprodutivas e gastrointestinais. Felinos são gliconeogênicos ! Os gatos apresentam maior necessidade proteica para manutenção e crescimento, comparados aos cães. de nitrogênio) = perda de nitrogênio. ALIMENTOS Sucedân eo (g/1000k cal) Alimento caseiro (g/1000k cal) Alimento comercial coadjuva nte (g/1000kc al) Necessidade nutricional (g/1000kcal) Proteín a bruta 57,43 42,38 35,84 45 Extrato etéreo 58,99 48,2 35,84 13,75 Relato de Caso – Encefalopatia hepática com hipoalbuminemia • Cão, macho, da raça Yorkshire • Escore de condição corporal (ECC) 3 (1/9) • Escore de massa muscular (EMM) 1 (0-3) • Diagnóstico: Desvio porta sistêmico – encefalopatia hepática • Histórico dietético: arroz branco cozido, legumes variados como chuchu, cenoura, abóbora, frutas variadas ALIMENTOS Sucedâneo (g/1000kcal) Alimento caseiro (g/1000kcal) Proteína bruta 57,43 42,38 Extrato etéreo 58,99 48,2 Prescrição: 1) Sonda nasoesofágica = sucedâneo 2) Alimento caseiro: arroz branco cozido, batata doce, cenoura cozida, queijo muçarela, sucedâneo comercial, óleo de soja, sal light, suplemento vitamínico e mineral BIOQUIMICOS Data 06/02/2 023 17/02/2 023 10/03/2 023 Valor de referênc ia1 Proteína total (g/dL) 3,51 4,21 4,78 5,3-7,6 Albumina(g/dL) 0,86 1,15 2,05 2,3-3,8 A.L.T. (U/l) 11,8 9,9 19,6 10-88 F.A (U/l) 110,7 67,8 53,3 20-150 B. T. (mg/dL) 0,81 - - 0,1-0,6 B. D. (mg/dL) 0,7 - - 0,0-0,3 B.I. (mg/dL) 0,11 - - 0,1-0,3 Ureia (mg/dL) 17,9 6,4 18,4 20-40 Creatinina (mg/dl) 0,39 0,45 0,55 0,7-1,4 Relato de Caso – Encefalopatia hepática com hipoalbuminemia BIOQUIMICOS Data 06/02/2023 17/02/2023 10/03/2023 Valor de referência1 Proteína total (g/dL) 3,51 4,21 4,78 5,3-7,6 Albumina(g/dL) 0,86 1,15 2,05 2,3-3,8 A.L.T. (U/l) 11,8 9,9 19,6 10-88 F.A (U/l) 110,7 67,8 53,3 20-150 B. T. (mg/dL) 0,81 - - 0,1-0,6 B. D. (mg/dL) 0,7 - - 0,0-0,3 B.I. (mg/dL) 0,11 - - 0,1-0,3 Ureia (mg/dL) 17,9 6,4 18,4 20-40 Creatinina (mg/dl) 0,39 0,45 0,55 0,7-1,4 Obrigada