Objetivos e Funções da Nutrição

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GM, 2014 DeptoCiênciaFisiológicas/FacMed/UEM
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Gilberto Manhiça, MD, MSc – gmmanhica@hotmail.com
Nutrição
Nutrição
Objectivos educacionais
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2
Identificar os objectivos da nutrição
Descrever o que é a dieta
Descrever as funções da dieta
Explicar as necessidades do provimento de energia e factores que determinam a sua variação.
Identificar as fontes de energia e sua relativa importância.
Caracterizar o que é nutriente
Identificar os grupos principais de nutrientes e suas funções.
Descrever as características moleculares das principais fontes de energia e as transformações requeridas para atingirem o meio interno.
Nutrição
Objectivos educacionais
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Descrever as características químicas gerais das moléculas provedoras de energia
-Amino ácidos, ligação peptídica, conformação espacial, desnaturação e factores que provocam desnaturação
Identificar enzimas participantes na digestão das proteínas e locais de actividade.
Identificar os mais comuns monossacáridos no organismo
Identificar os dissacáridos e polissacáridos mais prevalecentes da dieta.
Descrever as funções dos dissacáridos e polissacáridos predominantes da dieta.
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Nutrição
Objectivos Educacionais
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Identicar os locais e participantes na digestão dos macronutrientes
Explicar a estrutura dos triglicéridos
Identificar os ácidos gordos essencias
Descrever as funções dos ácidos gordos essenciais.
Identificar locais e enzimas envolvidas na digestão das gorduras.
Explicar emulsificação, lipoproteína, quilomicronas
Explicar o que é a Taxa Metabólica Basal e efectuar o seu cálculo.
Identificar os factores que afectam a TMB 
Nutrição
Objectos da Nutrição
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Nutrição
Composição dos alimentos
Química 
Grupos de nutrientes
Uso dos alimentos pelo organismo
Relação entre variados estadios fisiológicos e patológicos e nutrição
Dieta
Todos alimentos consumidos por um organismo
Hábitos dietéticos 
Nutrição
Função da Dieta
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Funções da Dieta
Manter Homeostase
Fornecimento de Energia
Participar no crescimento
Homeostase
Organismo dinâmico
Morte celular
Substituição das células mortas
Nutrição
Funções da Dieta e Energia
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Dieta
Alimentos fornecem blocos de construção de células novas
Electrólitos
Água
Manutenção do meio interno: homoestase
Energia
Consumo obrigatório pelo organismo
Respiração, digestão, movimento, pensar, trabalho, sintese celular, etc.
Cerca de 65 a 70% do peso corporal magro é constituído pela água; 35% extracelular, plasma 3 l.
1 ml de H2O por cada Cal.
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Nutrição
Energia; fontes e factores que afectam necessidades
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Energia
Fornecida pelo nutrientes
Carbohidratos, Lípidos, Proteínas
Necessidades determinadas pela idade, actividade, estado fisiológico ou patológico
Infância
Gravidez
Lactação
Hipertiroidismo
Hipotiroidismo
Nutrição
Nutriente; definição, grupos principais e funções
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Nutriente
Químico necessário para:
Sobrevivência
Crescimento
Utilizada no metabolismo do organismo originária do ambiente.
Funções Principais dos Nutrientes
Carbohidratos e Lípidos - primárias fontes de energia
Proteínas – blocos construtores e energia
Vitaminas e minerais - cofactores
Nutrição
Nutrientes; Grupos Principais e Funções
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Minerais – osmolaridade e rigidez estrutural.
Água – solvente e meio de transporte no sistema circulatório.
Funções principais dos Nutrientes da Dieta
Nutriente
Função principal
Carbohidratos
Energia
Lípidos
Energia
Proteínas
Blocosconstrutores e energia
Vitaminas
Cofactores para enzimas
Minerais
Cofactorespara enzimas e pressão osmótica
Água
Solvente, transporte vascular
Nutrição
Composição dos Alimentos e acesso ao meio interno
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Componentes principais dos alimentos
Proteínas, lípidos e carbohidratos.
Acesso ao meio interno feito após transformação em formas mais simples – digestão
Transporte através da mucosa para a corrente sanguínea – absorção
Nutrição
Objectivos educacionais
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Identificar os objectivos da nutrição
Descrever o que é a dieta
Descrever as funções da dieta
Explicar as necessidades do provimento de energia e factores que determinam a sua variação.
Identificar as fontes de energia e sua relativa importância.
Caracterizar o que é nutriente
Identificar os grupos principais de nutrientes e suas funções.
Descrever as características moleculares das principais fontes de energia e as transformações requeridas para atingirem o meio interno.
Nutrição
Objectivos educacionais
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Descrever as características químicas gerais das moléculas provedoras de energia
-Amino ácidos, ligação peptídica, conformação espacial, desnaturação e factores que provocam desnaturação
Identificar enzimas participantes na digestão das proteínas e locais de actividade.
Identificar os mais comuns monossacáridos no organismo
Identificar os dissacáridos e polissacáridos mais prevalecentes da dieta.
Descrever as funções dos dissacáridos e polissacáridos predominantes da dieta.
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Nutrição
Objectivos Educacionais
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Identicar os locais e participantes na digestão dos macronutrientes
Explicar a estrutura dos triglicéridos
Identificar os ácidos gordos essencias
Descrever as funções dos ácidos gordos essenciais.
Identificar locais e enzimas envolvidas na digestão das gorduras.
Explicar emulsificação, lipoproteína, quilomicronas
Explicar o que é a Taxa Metabólica Basal e efectuar o seu cálculo.
Identificar os factores que afectam a TMB 
Nutrição
Proteínas; estrutura geral dos aminoácidos
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Estrutura Química dos Principais Grupos de Nutrientes
Proteínas
Polímeros de -aminoácidos
Nutrição
Proteínas; estrutura geral dos aminoácidos
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-Aminoácidos
Estrutura geral
Grupo carboxílico, Amino e R no carbono .
R- alquil, aril ou heterocíclico
Mais de 20 diferentes tipos de substituintes do R.
Nutrição
Proteínas; ligação peptídica
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As proteínas são resultado da junção de vários aminoácidos. No processo, forma-se agua cujos atomos são originários dos grupos amino e carboxilo por constituir a ligação peptídica.
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Nutrição
Proteínas; conformação espacial, desnaturação e digestão
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Conformação 
Estado nativo
Digestão proteica inicia com a desnaturação, via:
Exposição aos ácidos
Calor
Trituração, esmagamento
As ligações peptídicas permitem que os diferentes componentes dos resíduos de aminoácidos assumam posicionamento espacial que determina a apresentação espacial da proteína como um todo - estado nativo
Digestão ocorre após a desnaturação – destruição do estado nativo - das proteínas.
Sucos pancreáticos ricos em NaHCO3 neutralizam ácido do estómago.
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Nutrição
Proteínas; digestão-enzimas
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Acção enzimática
Pepsina
Renina
Tripsina, quimiotripsina, elastase e carboxipeptidase - pH 8, intestino delgado
pH 1, estómago
Nutrição
Proteínas; digestão carbohidratos; características
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Mucosa intestinal – aminopetidades e dipeptidases
Absorção 
Captação feita pelo fígado, na maior parte.
Os açúcares da dieta tem na sua composição, frequentemente, várias unidades monoméricas. A mais comum de todas elas é a glucose/glicose. Outras que são frequentes são a galactose (na constituição da lactose, açúcar do leite) e fructose (na constituição da sacarose, açúcar da cana do açúcar e beterraba)
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Nutrição
Proteínas; digestão carbohidratos; características
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Carbohidratos
Dieta contém açúcares digeríveis: amido, sacarose, lactose, glicogénio
Não digeríveis – fibras: celulose
Tem mais do que uma unidade constituinte
Nutrição
Carbohidratos; monossacáridos mais comuns
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Os monossacáridos são representados pelas primeiras três letras; Glucose – Glu, Galactose – Gal, Fructose - Fru
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Nutrição
Carbohidratos; ligação glicosídica
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Ligação glicosídica
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Nutrição
Carbohidratos – digestão; local, enzimas e produtos
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Digestão incia na boca - amilase salivar
Interrompida no estómago – inactivação da amilase
Retoma no duodeno – amilase pancreática
Mucosa Intestinal – dissacaridases - maltase, isomaltase, lactase, sacarase
Producto final - Glucose, Fructose e Galactose
Galactose e Fructose convertidos em Glucose-fígado
Carbohidratos não digeríveis - fibra
Fibras são na maior parte dos casos polímeros de glicose em ligação  glicosídica.
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Nutrição
Lípidos; função, formas comuns, tipos de ác. Gordos
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Lípidos
Mais comum – triglicéridos
Provedores de energia
Composição
Glicerol + 3 ácidos gordos
Nutrição
Lípidos; tipos de ác. Gordos
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Ácidos gordos
Saturados
Insaturados
Ésteres de colesterol
Nutrição
Estrutura dos triglicéridos
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Nutrição
Estrutura dos fosfolípidos
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Nutrição
Estrutura dos ác. Gordos insaturados
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Nutrição
Digestão dos lípidos; emulsificação
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Digestão precedida pela emulsificação
Os lípidos são hidrofóbicos. Não se misturam com o meio aquoso do tubo digestivo. Contudo, a sua degradação é realizada durante a sua interação com as enzimas que são hidrofílicas. A mediação é feita pelos sais biliares que por serem anfifáticos podem interagir com compostos hidrofóbicos no meio aquoso, solubilizando-os.
Emulsificação – provém da palavra leite - em Latin; o leite é composto por água e gordura, entre outros componentes.
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Nutrição
Lípidos; emulsificação
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Emulsificação dos Lípidos
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Nutrição
Lípidos; digestão enzimas e cofactores substratos e produtos
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Enzimas envolvidas na digestão dos diferentes tipos de lípidos componentes da dieta.
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Nutrição
Lípidos; absorção e transporte plasmático
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Absorção e transporte plasmático
Transportadores específicos no epitélio intestinal
Quilomicronas
Quilomicronas tem na sua composição os produtos da digestão dos lípidos-hidrofóbicos-e meio proteico na superficie que permite a compatibilização com o meio aquoso plasmático.
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Nutrição
Energia
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Energia
Mais importantes funções da alimentação
Necessária transformação interna para nutrientes fornecerem energia
Oxidação do C e H contidos com formação do CO2 e H2O resulta produção do ATP.
Podem ser armanzenados
Nutrição
Energia
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Oxidação, armazenagem e síntese de novos componentes do organismo – metabolismo
Catabolismo – oxidação; transformação dos componentes orgânicos mais complexos em simples.
Anabolismo – síntese dos nutrientes complexos a partir dos mais simples 
Nutrição
Quantificação da energia, Necessidades diárias
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Quantificação da energia nos alimentos
 Definição de cal
Kcal = Cal
Necessidade Diárias de Energia
Taxa de Metabolismo Basal 
Energia necessária para manter um indivíduo acordado em repouso físico, digestivo e emocional.
A energia usada resulta da oxidação do Carbono e Hidrogénio, contidos nos nutrientes provedores de energia, com a consequente formação de CO2 e H2O.
Quantificação da energia é feita no calorímetro, com O2 a 1 atm, e a energia necessária para aquecer 1oC a 1g de água.
Uma cal é um valor demasiado pequeno. Usado seu múltiplo Kcal ou Cal. Em Unidade Internacionais KJ=Cal/4,185.
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Nutrição
Necessidades diárias de energia, taxa de metabolismo basal
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Actividades Diárias 
TMB = Peso(Kg) x 24 Kcal/Kg ou 	
 Peso(Kg) x 100Kj/Kg
Afectada pelo: crescimento, inanição, exercício, febre, hipotiroidismo e hipertiroidismo
Por cada aumento de 1oC, a TMB aumenta 12%
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Nutrição
Efeito das actividades sobre as necessidades energéticas
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Efeito da Actividade sobre as Necesidades Energéticas
Efeito doNível de Actividade Física sobre as Necessidades Diárias de Energia de um Indivíduo Saudável.
Nívelda Actividade
Acréscimo de energia sobre TMB (%)
Sedentário
30
Moderado
40
Activo
50
Repare que as necessidades energéticas são proporcionais ao peso do indivíduo em causa.
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Nutrição
Necessidades diárias de energia
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Efeito da Actividade sobre as Necessidades Energéticas
Ex:
Peso: 90 kg 
Actividade Sedentário: 30% acima da TMB.
TMB = Peso(Kg) x 24Kcal/Kg
 90 Kg x 24 Cal/Kg 
 2160 Cal
NDE= Necessidades Diárias de Energia.
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Nutrição
Necessidades diárias de energia
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40
NDE = TMB + (TMB*0.3)
 TMB*0.3 = 2160 Cal x 0,3 = 648 Cal
 2160 Cal + 648 Cal = 2208 Cal
Nutrição
Efeito da doença sobre necessidades diárias de energia
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Necessidades de Energia dos Doentes
Estimativas dasNecessidades de Energia no Doente e Durante a Convalescença
Estado do Doente
Acréscimo de Energia
Repouso após doença não cirúrgica
10
Repouso apósintervenção cirúrgica
20
Repouso após traumatismo
25
Infecçãograve
35
Recuperação de uma queimadura grave
50 a 300
Ambulatório
30
O acréscimo de energia é sobre a Taxa do Metabolismo Basal.
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Nutrição
Efeito da doença sobre necessidades diárias de energia
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Necessidades de Energia nos Doentes
Ex: 
Peso: 90 kg
Actividade Sedentário: 30% acima da TMB.
Doença Infecciosa Severa
TMB = Peso x 24Cal/Kg = 90 Kg x 24 Cal/Kg = 2160 Kcal 
Acréscimo causado pela Infecção grave = 2160 Kcal x 0,35
Nutrição
Efeito da doença sobre necessidades diárias de energia
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Acréscimo causado pela Infecção grave = TMB x 0,35
 = 2160 Kcal x 0,35
 = 756 Kcal
NDE = TMB + Acréscimo da Doença
 = 2160 Kcal + 756 Kcal 
 = 2916 Kcal
Nutrição
Conteúdo Energético dos Alimentos
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Conteúdo Energético dos Alimentos
Energia Obtida dos Nutrientes
QuantidadeMédia de Energia
Nutriente
Cal/g
Kj/g
Carbohidratos
4
17
Lípidos/Etanol
9
37
Proteínas
4
17
Os conteúdos energéticos dos nutrientes na tabela são maiores quando obtidos no calorímetro. O metabolismo e digestão provocam perdas de 2 a 3% do conteúdo energético dos carbohidratos e lípidos, chegando a 30 % nas proteínas devido a síntese da ureia.
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Nutrição
Necessidades Diárias Recomendáveis
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Necessidades Diárias Recomendáveis
Finalidade de uma dieta equilibrada – manter organismo saudável.
ConsumoMédio de Nutrientes Energéticos
Total de Energia Consumida (%)
Nutriente
Actual
Recomendada
Proteínas
15
15
Carbohidratos
48
55
Lípidos
37
30
Por a manutenção do organismo não variar diariamente, significa que um aporte das mesmas quantidades diariamente de cada nutriente seria suficiente para esse fim. Daí que se designe de necessidades diaria recomendáveis.
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Nutrição
Adenosina trisfosfato; funções características
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Adenosina Tris Fosfato – ATP
Nas células, armazena energia provida pelos alimentos
Cerca de 40% da energia dos alimentos
ATP + H2O  ADP + Pi + 7,5 Cal/mol
ATP + H2O  AMP + PPi + 7,5 Cal/mol
O remanescente da energia é liberto na forma de calor.
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Nutrição
Patologias relacionadas ingesta inadequada energia
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Marasmo 
Deficit prolongado de aporte energético
Obesidade
Sistemático aporte excessivo de energia
Índice de Massa Corporal
= Peso/(Altura em metros)2
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Nutrição
Necessidades de nutrientes
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Gorduras 
Colesterol 
Constituinte das membranas, lipoproteínas, substrato para sintese de hormonas esteroides.
Envolvido na génese da aterosclerose.
Nutrição
Conteúdo de Colesterol nos Diversos Alimentos
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Nutrição
Necessidades de nutrientes
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Ácidos Gordos
Duas séries de ácidos gordos poliinsaturados são essenciais:
-6 e -3
-6 substrato na síntese de eicosanoides
1% das necessidades energéticas
-3 substrato para a síntese dos ácidos eicosapentenoicos e docosahexanoicos
Uteis para função saudável células excitáveis.
350 a 400 mg/dia.
- é a designação do último carbono, metil, cadeia alifática do ácido gordo. O número refere-se ao carbono que contém a ligação dupla a partir do carbono (metil).
Eicosanoides – prostaglandinas, leucotrienos e tromboxanos.
-6 – produtos de plantas
-3- produtos de algas das aguas profundas.
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Nutrição
Necessidades de nutrientes
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Nutrição
Necessidades de nutrientes; carbohidratos e proteínas
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Carbohidratos
Vitamina C único essencial
Evitar cetose com 5g por cada 100 Cal – mínimo de 20% das necessidades energéticas
Proteínas
Dos 21 aa, 10 são essencias
Nutriente diz-se essencial quando é vital e não pode ser sintetizado pelo organismo.
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Nutrição
Necessidades de nutrientes; amino ácidos essenciais
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Amino ácidos Essencias
Todosadultos e crianças
Crianças
Prematuros
Isoleucina
Arginina
Cisteína
Leucina
Histidina
Tirosina
Lisina
Metionina
Triptofano
Treonina
Valina
Fenilalanina
Nutrição
Necessidades de nutrientes; proteínas-balanço de nitrogénio
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Balanco de Nitrogénio
Consumo de Proteínas oferece blocos construtivos para a síntese de proteínas e demais compostos nitrogenados.
AA não usados na síntese há aproveitamento do esqueletos de carbono e excreção do nitrogénio
Balanço de Nitrogénio – diferença entre nitrogénio consumido e excretado
Excreção – fecal, suor, urina.
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Nutrição
Balanço do nitrogénio, valor biológico da proteína
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Positivo – Nitrogénio consumido é maior que o excretado
 Gravidez, infância, convalescença
Negativo – excreção do nitrogénio maior que o consumo
 Inanição, malnutrição, doença, queimaduras, traumatismo
Valor Biológico da Proteína
Qualidade da satisfação dos amino ácidos requeridos para síntese
Nutrição
Valor biológico da proteína
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Valor biológico das proteínas
Maior nas proteínas de origem animal.
Medida por comparação com ovoalbumina – 100.
Necessidades diárias de proteínas calculadas para proteína com valor Biológico de 70 
NDR – 56g.
Gelatina é de origem animal mas, tem pobre valor biológico.
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Nutrição
Vitaminas 
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Vitaminas
Vitaminas Lipossolúveis – ADEK
Visão, metabolismo ósseo, anti oxidante, coagulação
Vitaminas Hidrossolúveis
Tiamina – descarboxilação oxidativa - Beriberi
Niacina – redox intracelular - pelagra
Nutrição
Vitaminas hidrossolúveis
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Vitaminas Hidrossolúveis
Riboflavina – redox intracelular
Piridoxina – transaminação - anemia
Ácido pantonténico – coenzima A, metabolismo dos ác. gordos
Biotina – carboxilação – dermatite, alopécia
Cobalamina – transferência de grupos metil – anemia perniciosa
Acido fólico – síntese de ac. Nucleicos – anemia megaloblástica
Acido Ascórbico – hidroxilação; síntese do colagénio - escrobuto
Nutrição
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Vitamina A
Retinol 
 Encontrado nos óleos do peixe
 - caroteno
 Provido pela cenoura e demais plantas
Clivagem oxidativa origina duas moléculas de retinal
Retinal reduzido para todo trans retinol
Caroteno é um pigmento amarelo da cenoura e outros frutos. Mesmas competencias e capacidade que a vitamina A.
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Nutrição
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Absorvido no intestino
Esterificado com ácido gordo antes de transportado para o fígado
Transportado - retinol binding protein
 liga-se a pré albumina
 retinol captado pela retina
Deficiência causa cegueira nocturna
Nutrição
Vitamina A-fontes, funções, metabolismo, deficiência
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Ciclo visual
Vitamina A - visão preto e branco e a cores
Cones e bastonetes
Expressão genética
Cegueira nocturna, secura das mucosas, hiperqueratose das células epiteliais.
Na retina o retinol é de novo oxidado e depois isomerizado para cis retinal – retinal isomerase.
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Nutrição
Ciclo visual
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A absorção da luz pela rodopsina produz a isomerização do 11-cis-retinal para todo trans retinal. Segue-se, então, a dissociação do todo trans retinal da rodopsina. O todo trans retinal é então reduzido pela retinal desidrogenase para todo trans retinol. Este é transferido para as celulas RPE ou para as células de Muller onde é isomerizado para 11 cis retinol. Na células RPE sofre oxidação posterior enquanto nas celulas de Muller o 11 cis retinol retorna aos cones ou bastonetes volta a complexar-se a opsina. Caso seja proveniente das células de Muller o 11-cis-retinol retorna aos cones onde é reoxidado.
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