PROTEINAS anotações de aula

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PROTEINAS:
Proteínas são compostos orgânicos de elevado peso molecular, estruturas complexas e de natureza coloidal compostos principalmente por C, H, O e N. São formados por ligações peptídicas entre aminoácidos e estão presentes em todas as células vivas.
Existem mais de 200 tipos diferentes de aminoácidos na natureza, mas apenas 18 a 22 aminoácidos são encontrados nas proteínas
Nas dietas destinadas à animais são necessários entre 12(suínos) à 14 (aves) aminoácidos diferentes nas rações
CLASSIFICAÇÕES DAS PROTEÍNAS:
Globulares ou simples: albuminas, globulinas, histonas e etc...
Fibrosas: colágeno, elastina, queratina
Conjugadas: proteínas conjugadas com outras moléculas não proteicas, como glicoproteínas, nucleoproteínas dos ácidos nucléicos, lipoproteínas....
FUNÇÕES DAS PROTEÍNAS: enzimas, proteínas transportadoras(hemoglobinas), proteínas de reserva(ovoalbumina, caseína do leite e ferritina), proteínas para formação de músculos(actina e miosina), proteínas estruturais(queratina, elastina), proteínas de defesa(imunoglobulinas, trombina), proteínas reguladoras(insulina, calcitonina, GH e etc)
PROTEÍNA BRUTA:
É a determinação de nitrogênio num alimento. Estima-se que a quantidade média de nitrogênio protéico num alimento seja de 16%.
PB= Proteína verdadeira + NNP
DIGESTÃO
As proteínas são digeridas por meio de enzimas proteolíticas que recobrem a luz do aparelho gastro intestinal e excretadas pelo pâncreas. A absorção é feita por meio de processos ativos na mucosa intestinal. Formas "L " dos aminoácidos são melhor absorvidas por animais que as formas "D". A maioria dos animais não conseguem converter a forma "D" de aminoácidos em seus isômeros "L". No entanto, as aves são capazes de converter alguns aminoácidos "D" para sua forma "L". Após a absorção, os aminoácidos são dirigidos para reações anabólicas ou catabólicas.
ABSORÇÃO DE IMUNOGLOBULINAS NO RECEM-NASCIDO
Nas primeiras 24-48h de vida, os filhotes são capazes de absorver moléculas de Ig intactas vindas do colostro materno. Não há secreção de HCL no estomago e nem ativação de pepsinas e tripsinas, assim, as membranas celulares epiteliais do intestino realizam o processo de pinocitose para absorver macromoléculas. Por isso, a colostragem deve ser realizada sempre nas primeiras horas de vida, para a melhor absorção das Ig.
CATABOLISMO DE AMINOÁCIDOS
De maneira geral, aminoácidos são moléculas dirigidas para a síntese protéica, enquanto carboidratos e lipídeos tem função primária de produção e reserva de energia. Entretanto, há algumas situações em que aminoácidos são catabolizados para a produção de ATP, glicose ou corpos cetônicos. Essa degradação de aminoacidos ocorre em determinadas situações onde o animal está em jejum prolongado, ou o aporte de nutrientes energéticos é insuficiente, ou quando o aporte protéico do alimento supera as necessidades do animal. Dessa forma, o aminoácido é quebrado em um grupo amino e um grupo composto por um esqueleto de carbono.
O grupo amino pode ser utilizado para originar novos aminoácidos, nucleotídeos e formação de amônia que participa do ciclo da uréia em mamíferos;
Em aves, a amônia produzida é excretada sob a forma de ácido úrico;
Os esqueletos de carbono originam os alfa-cetoácidos que são utilizados durante o ciclo de Krebs. Animais carnívoros são mais eficientes para produção de energia por meio de proteínas, que os herbivoros;
SÍNTESE DE PROTEÍNAS
Os aminoácidos são disponibilizados aos animais através da dieta, mas alguns aminoácidos podem ser sintetizados por tecidos animais através de outros compostos. Animais que não podem ser sintetizados por organismos animais são chamados de aminoácidos essenciais, enquanto os que são sintetizados por organismos animais são chamados de aminoácidos não essenciais. Entretanto, muitas vezes o aminoácido é sintetizado em quantidades muito baixas no organismo e devem ser suplementados na dieta. Alguns aminoácidos podem ser obtidos a partir de outros, como a fenilalanina pode ser convertida em tirosina.
Toda proteína tem uma sequência de aminoácidos pré-determinada
Todos os aminoácidos devem estar presentes na célula antes de se iniciar a síntese protéica
Quando se esgota um determinado aminoácido essencial, a síntese protéica será interrompida e o restante dos aminoácidos serão utilizados em outros processos ou secretados. Esse aminoácido de faltou atuou como limitante e é chamado de primeiro limitante.
Monogástricos precisam de suplementação de aminoácidos essenciais na dieta, pois os alimentos utilizados não conseguem suprir as exigências animais.
Ruminantes podem sintetizar todos os aminoácidos que necessitam graças à flora ruminal. Mas animais altamente produtivos, como vacas leiteiras, têm a necessidade maior do fornecimento de determinados aminoácidos como a metionina, a lisina e a treonina.
AMINOGRAMA:
É a analise química dos aminoácidos de um determinado alimento. Deve-se sempre realizar um aminograma quando for trocar um ingrediente de uma ração. Para formular rações para monogástricos, cinco aminoácidos deve ser analisados prioritariamente: lisina, metionina, cistina, triptofano e treonina.
Glicina e serina são aminoácidos não essenciais, mas em determinadas situações devem ser adicionadas em rações de aves para sustentar um máximo desempenho dos animais. Isso acontece, pois a glicina e serina são parte importante na síntese de ácido úrico.
Gatos tem uma maior exigência de arginina(presente em peixes)
DISPONIBILIDADE DE AMINOÁCIDOS
O valor nutritivo de uma proteína é determinado pela riqueza e equilíbrio que existe em seus aminoácidos, e principalmente, pela disponibilidade dos mesmos. Um exemplo é a farinha de pena, que embora seja um alimento rico em proteínas e com bom balanço de aminoácidos, possui uma péssima disponibilidade de aminoácidos para animais.
Fatores que Reduzem Disponibilidade de Aminoácidos:
Encapsulamento em paredes celulares indigestíveis: capins de idade avançada, além do ponto de corte. A proteína pode se encapsular no interior da fibra, principalmente da lignina. Ex: capim tifton passado do ponto.
Presença de inibidores das proteases: fatores antinutricionais presentes na soja crua
Inibição do local de ataque enzimático nas proteínas
Inibição da absorção dos aminoácidos por substancias similares
Ação do calor: o superaquecimento resulta na redução da disponibilidade dos aminoácidos, conhecida como Reação de Caramelização ou Reação de Maillard. O aquecimento por um curto período de tempo causa uma redução do grupo amino do aminoácido quando reage com um aldeído de um açucar, dando origem à uma base de Schiff. Essa reação é reversível sob condições acidas do estomago é reversível, mas se o aquecimento persiste, a reação evolui para a formação de um composto de Amadori, que é irreversível. A persistencia forma polímeros de Pré-melanoidinas e meloidinas que possui coloração marrom escura e indica uma redução no valor nutritivo do alimento.
AVALIAÇÃO DE ALIMENTOS PROTÉICOS COMO FONTE DE AMINOÁCIDOS ESSENCIAIS
A avaliação é feita em experimentos onde o animal é alimentado com quantidades conhecidas de proteína e verifica-se o quanto ele consumiu e excretou de N. Um balanço positivo indica que o animal está ganhando peso e um balanço negativo indica que ele está perdendo peso(exceção: vacas de leite). O valor biológico(VB) é dado pela quantidade de N retido após o consumo de um alimento. Uma proteína que oferece todos os aa essenciais em proporções apropriadas, boa digestibilidade e que são totalmente absorvidos, possui valor biológico igual à 100(situação utópica). Se uma ração não propor todos os aa essenciais na medida certa para o animal, ele deverá comer mais que o necessário pra suprir sua demanda. Muitas rações possuem conteúdos razoáveis de aa essenciais, mas não possuem boa digestibilidade, o que diminui seu VB. Agora, uma ração que é totalmente absorvível, mas é pobre em 1 ou mais aa essenciais, possui VB=0, pois as proteínas não serão sintetizadas e o N será excretado na urina.Por isso, não se pode presumir o VB de uma dieta a partir do VB de seus componentes. Portanto, o VB depende do número e do tipo de aminoácidos presentes na dieta!!!
Por exemplo: se uma proteína tiver 100% de metionina, mas 0% de lisina, terá o VB= 0, pois toda a metionina consumida será excretada. Aminoácidos não podem ser armazenados no corpo e se há falta de um aminoácido essencial para a síntese protéica, toda ela será comprometida. 
Obs: proteínas de origem animal possuem maior VB que as de origem vegetal
SINTOMAS DA DEFICIENCIA PROTÉICA
Anorexia e cessação do crescimento
Eficiência alimentar reduzida
Baixa proteína sérica
Fígado gordo
Anasarca, infertilidade
Síntese reduzida de certos hormônios
Atraso no desenvolvimento fetal
NECESSIDADES NITROGENADAS DE MONOGÁSTRICOS
As necessidades nitrogenadas dos monogástricos devem ser medidas sempre em % de aminoácidos e nunca em PB. Suínos e aves demandam boa quantidade de aminoácidos. Cavalos e coelhos podem digerir o NNP graças à flora cecal, porém a absorção é menos eficiente que a que ocorre em ruminantes. Não se administra NNP na dieta desses animais. Gatos têm uma necessidade grande de taurina. A taurina não é um aa, mas é produzida a partir da metionina e da cisteína, que são encontradas em abundancia em produtos crus de origem animal. 
DESEQUILÍBRIO DE AMINOÁCIDOS
Quantidades exageradas e deficientes de aa causam malefícios ao animal. A falta de um único aa compromete toda a síntese protéica, porém o excesso de um aa compromete as necessidades do animal por outro aa. Ex: quantidades excessivas de lisina aumenta a necessidade de arginina. Aminoácidos em excesso podem ser tóxicos para o organismo, e não podem ser superados com o fornecimento de um aa antagonista. Ex: tirosina causa sérias lesões em patas e olhos de ratos de laboratório, quando em excesso.
METABOLISMO PROTÉICO NO RÚMEN 
As proteínas ingeridas por um ruminante podem passar direto para o abomaso, mas a maioria é degradada pelas bactérias ruminais. Quando as bactérias ruminais degradam a proteína, geram a desaminação dos aa e gera produção de amônia. A amônia pode ser absorvida pela mucosa ruminal normal(em ph alcalino) ou ser usada para a produção de proteínas microbianas. As proteínas microbianas são degradadas no abomaso e são de excelente qualidade, suficientes para sustentar as necessidades metabólicas de um ruminante normal. Entretanto, animais de alta produção demandam quantidades mais elevadas de aminoácidos e necessitam de suplementação.
A suplementação é feita por proteínas não degradáveis no rúmen(proteínas "By Pass") e deve ser feita após a maximização da síntese protéica do rúmen.
A amônia absorvida pela parede ruminal e cai na corrente sanguínea para ser usada no ciclo da uréia. Quando convertida em uréia, parte é excretada pela urina e parte retorna ao rúmen pela parede ou pela saliva. A uréia presente no rúmen é degradada novamente em amônia e em CO2.
A eficácia na utilização de amônia no rúmen depende da disponibilidade de carboidratos facilmente utilizáveis e da solubilidade relativa do N. Logo, a síntese de proteína microbiana depende da disponibilidade de energia no rúmen
O VB das proteínas microbianas giram em torno de 50-75% de digestibilidade, entretanto suas quantidades não suprem níveis elevados de produção. Metionina, lisina e treonina são os aa mais limitantes para ruminantes.
Animais de alta produção demandam por proteínas "by pass", que possam ser digeridas no intestino delgado. O intestino também possui bactérias q podem produzir mais proteína microbiana, além de digerir a proteína alimentar normalmente.
UTILIZAÇÃO DE NNP PELOS RUMINANTES
A utilização de NNP, como a ureia, na dieta de ruminantes é rotineira em períodos de estiagem prolongada, quando o capim apresenta-se maduro e lignificado, com sua digestibilidade diminuída.
A uréia é um ingrediente barato que pode ser utilizada na substituição de farelos protéicos em concentrados, embora sua utilização em volumosos, como a cana-de-açucar, seja mais eficiente.
A uréia é degradada em amônia no rumén. A amônia é utilizada para a montagem de aminoácidos juntamente com os esqueletos de carbono de carboidratos. Esses aa são incorporados a proteína microbiana, q causa o crescimento da flora ruminal. Essas bactérias serão posteriormente digeridas no abomaso.
80% da flora ruminal pode usar a amônia como fonte de N. 26% dessa flora não sobrevive sem amônia. 55% pode usar o N da amônia ou da proteína consumida.
O uso da ureia na alimentação deve ser usada constantemente. A ureia rapidamente se converte em amônia no rúmen e utilizada para o crescimento da microflora. A interrupção do crescimento de uréia prejudica a população bacteriana formada e altera o equilíbrio existente.
FATORES QUE AFETAM A UTILIZAÇÃO DA UREIA
A uréia deve ser fornecida na presença de uma fonte de proteína verdadeira(ex:farelo de soja) e de um carboidrato facilmente fermentável(ex: amido, cana-de-açúcar).
Suplementação mineral é necessária(ex: fósforo é essencial para o crescimento bacteriano rumenal)
Os carboidratos fornecem os esqueletos de carbono necessários para as bactérias. Açucares muito solúveis não são as melhores escolhas, pois causa um pico de energia que não é aproveitado totalmente pela flora
Adaptação: deve-se fornecer ureia de maneira gradativa com animais que não estão acostumados. A flora ruminal precisa se adaptar para receber quantidades maiores de ureia, de modo à não intoxicar o ruminante e garantir o melhor aproveitamento possível do N. Recomenda-se o período de adaptação por 2 a 6 semanas.
O fracionamento no consumo de ureia diário melhora a eficiência na utilização do N e diminui o risco de intoxicação. Por isso, recomenda-se q a ureia seja fornecida junto com o alimento volumoso, pois a ingestão do volumoso é mais lenta.