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VITAMINAS HIDROSSOLÚVEIS NA NUTRIÇÃO DE NÃO RUMINANTES (SEMINÁRIO) Arapiraca – Al 2016 UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS CAMPUS ARAPIRACA GRADUAÇÃO EM ZOOTECNIA DISCIPLINA: NUTRIÇÃO DE MONOGÁSTRICOS PROFESSORA: ADRIANA PEREIRA VITAMINAS HIDROSSOLÚVEIS NA NUTRIÇÃO DE NÃO RUMINANTES Seminário apresentado na disciplina de Nutrição de Monogástricos do curso de Zootecnia da Universidade Federal de Alagoas. Acadêmicos: Jorge Oliveira da Silva, Patrícia dos Santos, Samila Santos Viana, Shayane Bezerra Bispo, Yara América da Silva Arapiraca – Al 2016 SUMÁRIO 1. Introdução................................................................................................ 4 2. Vitaminas hidrossolúveis........................................................................ 5 3. Tiamina (Vitamina B1) ........................................................................... 5 3.1 Considerações químicas.......................................................................... 5 3.2 Fontes de vitamina B1 ............................................................................. 6 3.3 Funções fisiológicas e metabolismo ....................................................... 7 3.4 A deficiência da vitamina B1................................................................... 8 3.5 O excesso da vitamina B1 ....................................................................... 9 3.6 Exigências nutricionais, suplementação e pesquisas relacionadas ......... 9 4. Riboflavina (Vitamina B2) ..................................................................... 10 4.1 Considerações químicas ......................................................................... 10 4.2 Fontes de vitamina B2 ............................................................................. 10 4.3 Funções fisiológicas e metabolismo........................................................ 11 4.4 A deficiência e o excesso da vitamina B2............................................... 11 4.5 Exigências nutricionais, suplementação e pesquisas relacionadas.......... 11 5. Niacina (Vitamina B3) ............................................................................ 12 5.1 Considerações químicas ......................................................................... 13 5.2 Fontes de niacina............................................................................. 13 5.3 Funções fisiológicas e metabolismo ....................................................... 14 5.4 A deficiência da vitamina B3 .................................................................. 15 5.5 O excesso da vitamina B3 ....................................................................... 15 5.6 Exigências nutricionais, suplementação e pesquisas relacionadas ......... 15 6. Ácido pantotênico (Vitamina B5) ........................................................... 16 6.1 Considerações químicas ......................................................................... 17 6.2 Fontes de vitamina B5 ............................................................................. 17 6.3 Funções fisiológicas e metabolismo ....................................................... 18 6.4 A deficiência da vitamina B5 .................................................................. 18 6.5 O excesso da vitamina B5 ....................................................................... 19 6.6 Exigências nutricionais, suplementação e pesquisas relacionadas ......... 20 7. Biotina (Vitamina H) .............................................................................. 21 7.1 Considerações químicas ......................................................................... 21 7.2 Fontes de vitamina H .............................................................................. 22 7.3 Funções fisiológicas e metabolismo ....................................................... 22 7.4 A deficiência da vitamina H ................................................................... 22 7.5 O excesso da vitamina H ........................................................................ 23 7.6 Exigências nutricionais, suplementação e pesquisas relacionadas ......... 23 8. Colina ..................................................................................................... 24 8.1 Considerações químicas ......................................................................... 25 8.2 Fontes de Colina ..................................................................................... 25 8.3 Funções fisiológicas e metabolismo ....................................................... 25 8.4 A deficiência da vitamina ....................................................................... 26 8.5 O excesso da vitamina ............................................................................ 27 8.6 Exigências nutricionais, suplementação e pesquisas relacionadas ......... 27 9. Ácido fólico ou Folacina ........................................................................ 29 9.1 Considerações químicas ......................................................................... 29 9.2 Fontes da vitamina ................................................................................. 30 9.3 Metabolismo .......................................................................................... 30 9.4 Deficiência da vitamina em aves e suínos ............................................. 30 9.5 Exigências nutricionais, suplementação e pesquisas relacionadas ........ 30 10. Piridoxina (Vitamina B6) ....................................................................... 32 10.1 Considerações químicas ........................................................................ 32 10.2 Fontes da vitamina B6 ............................................................................ 32 10.3 Funções fisiológicas e metabolismo ...................................................... 33 10.4 A deficiência da vitamina B6 ................................................................. 33 10.5 O excesso da vitamina B6 ...................................................................... 34 10.6 Exigências nutricionais, suplementação e pesquisas relacionadas ........ 34 11.0 Cobalamina (Vitamina B12) ................................................................... 35 11.1 Considerações químicas ........................................................................ 35 11.2 Fontes da vitamina B12 ........................................................................... 36 11.3 Funções fisiológicas e metabolismo ...................................................... 36 11.4 A deficiência da vitamina B12 ................................................................ 37 11.5 O excesso da vitamina B12 ..................................................................... 38 11.5 Exigências nutricionais, suplementação e pesquisas relacionadas ........ 38 12. Ácido ascórbico (Vitamina C) ............................................................... 38 12.1 Considerações químicas ........................................................................ 39 12.2 Fontes da vitamina C ............................................................................. 39 12.3 Funções fisiológicas e metabolismo ...................................................... 40 12.4 A deficiência da vitamina C .................................................................. 40 12.5 O excesso da vitamina C ....................................................................... 41 12.6Exigências nutricionais, suplementação e pesquisas relacionadas ........ 41 13. Considerações finais .............................................................................. 42 14. Referências ............................................................................................ 43 4 1. INTRODUÇÃO O nome vitamina (vita=vida e amina=grupo de composto nitrogenado) foi dado por Casimir Funk (1912) citado por McDowell (1989), para indicar as substâncias orgânicas essenciais dieteticamente, distintas das proteínas, dos glicídios e lipídeos e que são exigidas em pequenas quantidades. Posteriormente, quando se tornaram evidentes que nem toda vitamina continha nitrogênio (amino), o termo já era convencionalmente usado. As vitaminas são moléculas orgânicas de estruturas complexas encontradas naturalmente nos alimentos ou na forma de precursores, responsáveis pelo controle de inúmeros processos metabólicos do organismo e caracterizam-se de acordo com suas propriedades em compostos orgânicos, de estrutura química variada, relativamente simples. Pode ser encontrada nos alimentos naturais em concentrações muito pequenas, porém são essenciais para manter a saúde e crescimento normal do organismo dos animais. Quando não são fornecidas nas dietas ou não absorvidas no intestino, desenvolve-se no indivíduo um estado de carência que se traduz por um quadro de patologia específico (Balla, 1998). A deficiência de uma ou mais vitaminas pode levar a distúrbios metabólicos, resultando em queda na produtividade, no crescimento e no desenvolvimento de doenças. Em geral, o começo dos sinais de deficiência é mais rápido em animais jovens, e o desenvolvimento embrionário é talvez o mais sensível. Já o aumento na suplementação de certas vitaminas tem efeitos positivos, principalmente quanto à imunidade. As vitaminas podem ser classificadas de acordo com sua solubilidade em dois grandes grupos: hidrossolúveis e lipossolúveis. O que determina em certo grau a sua solubilidade, presença em alimentos, distribuição nos fluidos orgânicos e sua capacidade de armazenamento nos tecidos (Krause & Mahan, 1998). Dez vitaminas (ácido fólico, cobalamina, ácido ascórbico, colina, piridoxina, tiamina, niacina, riboflavina, biotina e ácido pantotênico) são classificadas como hidrossolúveis, enquanto quatro vitaminas (vitaminas A, D, K e E) são ditas lipossolúveis. 5 1. VITAMINAS HIDROSSOLÚVEIS 2. Tiamina (Vitamina B1) Os relatos sobre à tiamina ou aneurina, como é conhecida, datam de alguns séculos passados, quando ainda nem se conhecia do que realmente era as vitaminas. Autores como Loosli (1988), a consideram como a vitamina mais velha. Takaki (1980) estudou os marinheiros japoneses em um navio e observou uma grande incidência de Beribéri chegando a 32% e esse problema foi reduzido quando ele substituiu parte do arroz polido da dieta por outros alimentos na dieta, no entanto, ele atribui a diminuição da doença ao incremento de proteína bruta na dieta. Posteriormente se descobriu que a causa da polineurite em aves e beribéri no homem estava relacionado com o consumo de arroz polido e não a falta de proteína bruta. O termo B hidrossolúvel foi sugerido 1915. No entanto, Emmet e Luros, sugeriram que existiam dois fatores ligados ao B hidrossolúvel, haja vista que o aquecimento da fração destruía a atividade biológica com algumas dietas, no entanto, permanecia em outras. 3.1 Considerações químicas Ela é também conhecida como tiamina um anel de tiazol ((4-metil-5-hidroxi-etil- tiazol) em sua estrutura básica e é combinada a uma pirimidina (2,5-dimetil-6-amino). Ela pode se encontrar de forma livre no organismo do animal ou combinada na forma de tiamina pirofosfato. Sendo esta, uma forma biologicamente ativa dessa vitamina. A figura abaixo ilustra a estrutura da tiamina em sua forma fosforilada. Figura 1 – Estruturas moleculares da tiamina em sua forma livre (à esquerda) e fosforilada (à direita). Esta vitamina é altamente solúvel em água e tem grande facilidade de ser destruída pelo calor, no entanto, tem estabilidade quando se encontra em estado sólido ou solução 6 ácida, mesmo que seja submetida ao calor. Sua molécula tem um espectro de absorção entre 200-300 nm. O máximo de absorção depende em grande parte do pH da solução. 3.2 Fontes de vitamina B1 A tiamina é comumente encontrada na maioria dos alimentos (como por exemplo carne suína, cereais integrais, nozes, lentilha, soja e ovos) e na nutrição animal, geralmente está presente em quantidades que sejam adequadas para atender e suprir as necessidades nutricionais dos monogástricos. Uma fonte comum é a aleurona (grânulos de natureza proteica do endosperma) dos grãos de cereais, em particular o arroz. E os subprodutos desses cereais são mais ricos nessa vitamina do que os grãos. A tabela abaixo mostra as quantidades estimadas de tiamina em alimentos proteicos e energéticas. Tabela 1 – Composição de diferentes alimentos em tiamina. De acordo com REECE (2006) a biossíntese de tiamina só ocorre dessa forma em plantas e microrganismos, dessa forma, não existe outra fonte para os animais além da forma presente na dieta. E quanto a sua disponibilidade nos alimentos, deve-se certificar- se sobre o processamento dos alimentos, uma vez que o processamento pode indisponibilizar a vitamina. A peletização do alimento é uma forma que pode indisponibilizar a vitamina, uma vez que tratamento pelo calor destrói rapidamente a atividade da tiamina. A literatura não disponibiliza citações de muitas fontes industriais para suplementação, sendo as mais conhecidas o mononitrato de tiamina (este possui um ponto de fusão entre 190 – 200ºC e tem baixa solubilidade em água (2,7 g/100ml) e o outro 7 suplemento é o hidrocloreto de tiamina (que decompõe-se a 248ºC e é solúvel em água (1g/ml). O mononitrato de tiamina é mais higroscópico e mais estável que o hidrocloreto de tiamina. 3.3 Funções fisiológicas e metabolismo Sabendo que a tiamina é rapidamente digerida e liberada dos alimentos, a dieta pode conter a forma livre ou fosforilada, mas qualquer tipo de tiamina fosforilada é hidrolisada em tiamina livre antes da absorção e nesta forma ela é rapidamente absorvida por um mecanismo de transporte ativo para açúcares ou aminoácidos. Quando ela chega ao plasma, é transportada para todas as células do corpo do animal, no entanto ainda não se identificou uma proteína específica carreadora dessa vitamina. Em ratos e aves, foi identificada uma proteína ligadora que está associada a reprodução. A tiamina nos tecidos é fosforilada por adenosina trifosfato (ATP) para formar pirofosfato de tiamina (TPP) e esse serve como coenzima na formação ou degradação de α-cetóis pela transcetolase e na descarboxilação oxidativa dos α-cetoácidos (CHAMPE & HARVEY, 1996). O TPP também atua como coenzima da α-cetoácido descarboxilase. Esta enzima atua na descarboxilação dos α-cetoácidos como o ácido pirúvico e o ácido α-cetoglutarato. A TPP na descarboxilação oxidativa do ácido α- cetoglutarato é importante para a funcionalidade do ciclo de Krebs e a eficiência de oxidação do ácido acético no ciclo de Krebs a CO2 e água com a produção de energia que é vital para os animais, depende de uma quantidade suficiente de tiamina no organismo. A TPP também tem papel importante na transmissão do impulso nervoso, e se localiza nas membranas periféricas dos neurônios e é requerida na biossíntese de acetilcolina e nas reações e na translocação dede íons na estimulação nervosa. É interessantesaber que a tiamina não consegue ser armazenada no organismo e seu excesso é rapidamente eliminado na urina. Existem dois tipos de tiaminases que destroem enzimaticamente a tiamina. Uma destrói pela ruptura do anel tiazol, e a outra substitui uma base nitrogenada como o ácido nicotínico ou ácido picolínico pelo anel tiazol e isso resulta na produção de antivitaminas. E essas enzimas destruidoras da tiamina são encontradas geralmente em peixes de água doce e em alguns peixes de água salgada, em algumas conchas e crustáceos e em três espécies de bactérias intestinais. 8 Figura 2 – Estruturas moleculares dos compostos antagônicos da tiamina 3.4 A deficiência da vitamina B1 As inadequadas quantidades da tiamina na dieta causa deficiência da vitamina no organismo ou pela presença de tiaminases no alimento, que irá destruir a tiamina ou pode ainda as converter em antivitaminas. Os sintomas da deficiência de tiamina são: perda do apetite, constipação, enjoo, depressão, neuropatia periférica, irritabilidade e fadiga. Quando a deficiência de moderada a severa pode causar confusão mental, ataxia (andar cambaleante e disfunção motora) e oftalmoplegia (perda da coordenação ocular). A deficiência da tiamina nas aves causa a polineurite. A polineurite é uma doença produzida semelhante a beribéri no homem, devido ao acúmulo de produtos intermediários no metabolismo do açúcar e nos tecidos. Em galinhas e perus, observa-se inapetência, emaciação, desequilíbrio digestivo, astenia geral e convulsões, sendo este um dos sintomas da polineurite extrema. O aparecimento do sintoma começam entre o 9º e o 12º dia de vida em pintos que são alimentados com ração com deficiência em tiamina e a recuperação é rápida se as rações forem suplementadas com a vitamina. Nos suínos, a deficiência da tiamina causa falta de apetite e queda de peso, vômito, pulsação lenta, temperatura subnormal, sintomas nervosos e alterações cardíacas. 9 3.5 O excesso da vitamina B1 Não existem muitos relatos de complicações devido ao excesso uma vez que a tiamina não é tóxica. Seu excesso é rapidamente excretado na urina, evitando o acúmulo da vitamina no organismo, e assim contribui para qualquer problema que pudesse ocorrer devido ao excesso da mesma na dieta. 3.6 Exigências nutricionais, suplementação e pesquisas relacionadas As exigências dietéticas da tiamina para os animais e aves podem variar entre 0,8 a 2,0 mg/kg de alimento segundo SWENSON & REECE (1996). Entretanto, de acordo com a tabela abaixo apresentada e adaptada McDOWELL (1989) apresenta dados mais consistentes quanto às exigências em tiamina (vitamina B1). Trabalhos desenvolvidos por Rostagno et al. (2005) apresenta níveis de suplementação para aves e suínos. Tabela 2- Recomendação de tiamina para alguns animais. Um estudo desenvolvido publicado International Journal for Vitamin and Nutrition Research, por GEYER et al. (2000), que objetivou avaliar a biodisponibilidade do mononitrato de tiamina, cloridrato de tiamina e benfotiomina para frangos de corte, mostrou que não foram encontrados diferenças significativas para ganho de peso, consumo voluntário e conversão alimentar entre nenhum dos tratamentos utilizados e também não foram encontradas diferenças entres os sais solúveis em água e tiamina usando indicadores do status nutricional de tiamina (coeficiente de ativação da transcetolase eritrocitária e as concentrações de tiamina no sangue e fígado). 10 Tabela 3 – Níveis de suplementação de vitamina B1 para rações de aves e suínos (quantidade/Kg de ração). 4. Riboflavina (Vitamina B2) A descoberta desta vitamina originou-se de três áreas. A mesma era um componente estável ao calor do complexo B hidrossolúvel, sendo esta uma área estudada. A enzima respiratória (Enzima amarela vermelha) foi a segunda área estudada e a terceira área foi o estudo da florescência de produtos naturais e para estudar a mesma, Wagner-jauregg, em 1933 isolaram riboflavina fluorescente da clara do ovo. 4.1 Considerações químicas A riboflavina teve sua estrutura identificada e sua síntese foi realizada em 1934 e 1935 por dois laboratórios diferentes. A composição da riboflavina é ribose e um sistema isoaloxina. A vitamina é estável ao calor em soluções neutras, no entanto, é altamente sensível à luz e forma a luminoflavina e esta não possui nenhuma atividade biológica. Figura 3 – Estruturas moleculares das formas oxidada e reduzida da riboflavina. 4.2 Fontes de riboflavina 11 A riboflavina é encontrada facilmente em leveduras, pois estas são das substâncias naturais mais ricas em riboflavina e além delas, outras fontes dessa vitamina são o fígado, leite e ovos, peixe, coração e verduras. A suplementação nas rações de aves e suínos é necessária, uma vez que as matérias primas de uso corrente nas rações desses e para os herbívoros jovens não lactentes, são pobres nessa vitamina. 4.3 Funções fisiológicas e metabolismo A riboflavina tem coenzimas que atuam na oxidação de substratos para gerar ATP por meio de transporte de elétrons. Dessa forma, as coenzimas dessa vitamina são essenciais para que haja a utilização do substrato. As coenzimas da riboflavina são metabolizadas por hidrólise da adenina-ribose e fosfato e originam a riboflavina livre. Esta, é excretada na urina ou secretada no intestino por meio da bile. A vitamina sofre fosforilação na mucosa intestinal durante seu processo de absorção e é estocada em pequena quantidade no fígado e no baço, rim e coração. Ela é absorvida no intestino por transporte ativo. Ela participa no metabolismo de lipídeos e em função disso, existe um aumento em sua necessidade normal de vitamina B2 quando se fornece uma dieta rica em gordura. 4.4 Deficiência e o excesso da riboflavina (vitamina B2) Uma maior concentração da vitamina B2 fica no cristalino, retina e córnea do olho, entretanto, quando o organismo está com deficiência dessa vitamina, ocorre uma maior vascularização da córnea e turvação dos meios de refração. O consumo inadequado dessas vitamina em animais não ruminantes, causa dermatite, perda de pelos, perda de apetite e o desenvolvimento de catarata ou opacidade do cristalino. Em frangos, a deficiência provoca uma lesão no nervos ciáticos e as aves caminham sobre os curvejões com os dedos torcidos, voltados para dentro (paralisia do dedo torto). No entanto, apesar de saber de saber quais os sintomas causados pela deficiência, ainda não se sabe uma explicação direta das condições de deficiência baseada nas funções bioquímicas da riboflavina. E quanto ao excesso, sabe-se que doses acima dos requisitos não são bem absorvidas, e esse é o motivo de ser excretada rapidamente pela urina. 4.5 Exigências nutricionais, suplementação e pesquisas relacionadas Quanto as exigências da riboflavina, as mesmas podem ser variáveis entre 1,8 a 4mg/kg de alimento. Para não ruminantes a riboflavina deve ser incluídas em pré- 12 misturas, uma vez que os grãos de cereais e as proteínas vegetais são pobres nessa vitamina e experimentos realizados comprovaram que a inclusão desta vitamina não melhora o desemprenho produtivo em poedeiras. Ao utilizar níveis crescentes de riboflavina com pintos Leghorn durante um período de depleção, Rutz (1998) observou aumento paralelo nos níveis de riboflavina plasmática até a inclusão de 2 mg/kg onde se obtém os níveis máximos durante a repleção. A suplementação com 4,0 e 2,0 mg de riboflavina/kg de ração tornam-se necessários para maximizar o desempeno produtivo e os teores de riboflavina plasmática. Tabela 4 - Efeito da suplementação de riboflavina sobreo desempenho de pintos Leghorn durante o período de repleção de riboflavina. Tabela 5 – Efeito da suplementação de riboflavina sobre o nível de riboflavina plasmática de pintos Leghorn durante o período de repleção de riboflavina. 5. Niacina (Vitamina B3) No homem, a deficiência dessa vitamina foi descoberta e denominada como pelagra. Em 1916 foi sugerido que o milho e o melaço são importantes constituintes de uma dieta para que não haja deficiência da niacina. 13 Em cães, em 1922 foi produzido “língua negra” ao fornecer dietas que causavam pelagra nos homem. A niacina foi identificada como vitamina em 1937, quando por meio de experimentos, foi provado que a niacina podia curar a língua negra em cães. 5.1 Considerações químicas A vitamina B3 é encontrada em praticamente todas as células vivas, e está sob a forma de ácido nicotínico, sendo esta a principal forma nas plantas, ou como nicotinamida, sendo esta a principal forma encontrada no organismo animal. A nicotinamida é formada pela substituição da hidroxila do radical carboxílico por um radical amínico. E o ácido nicotínico é caracterizado por um anel piridínico com radical carboxílico ligado ao carbono 3. Figura 4 – Estrutura molecular do ácido nicotínico e da nicotinamida. O ácido nítrico é solúvel em soluções alcalinas e pouco solúvel em água e em álcool e insolúvel em acetona e éter. Em contra partida, a nicotinamida é totalmente solúvel em água e pode ser separada do ácido nicotínico por meio de lavagens. 5.2 Fontes de niacina O ácido nicotínico é principalmente encontrado na maioria dos alimentos e são amplamente distribuídos nos grãos e seus subprodutos e nos suplementos proteicos e apesar de estarem presentes grandes quantidades, nem sempre são utilizáveis pelos animais. A tabela mostra alguns ingredientes e suas quantidades de niacina. 14 Tabela 6 – Teores de niacina em alguns ingredientes usados em formulação de rações. 5.3 Funções fisiológicas e metabolismo Em sistemas de oxidação-redução e transferase de elétrons, a niacina atua como NAD ou NADP. Ocorre uma ampla variedade de reações que podem ser classificadas como álcoois primários em aldeídos, álcoois secundários em cetonas e conversão de aminas em iminas. A tabela exemplifica algumas reações que envolvem a presença de NAD e NADP como coenzimas. Tabela 7 - Reações catalisadas por enzimas dependentes de NAD ou NADP como coenzima. 15 O mecanismo de absorção da niacina é por meio de transporte ativo com baixas concentrações e por meio de difusão. A niacina é importante em reações metabólicas que fornecem energia para os animais. 5.4 Deficiência da vitamina B3 Em cães, a deficiência dessa vitamina causa um quadro análogo conhecido como língua negra, além disso, provoca problemas como estomatites, gengivites, saliva grossa, diarreia profusa e sanguinolenta e desidratação aguda. Em suínos, provoca perda de peso, diarreia, vômitos, anemia normocítica, dermatite escamosa e inflamação necrótica do intestino grosso e também no ceco. Já em pintos, pode ser observada a deficiência da vitamina pelo engrossamento das juntas e curvamento das pernas. Ocorre também o retardamento no crescimento, inflamação, diarreia e má pulsação e ainda podem ocorrer dermatites escamosas, sintomas esses que são facilmente observado na segunda semana da deficiência e o problema pode ser resolvido com suplementação rápida. Devido a suplementação inadequada, em peixes pode-se observar com frequência, lesões na pele e em algumas espécies, podem apresentar deformidades nas nadadeiras, mandíbula, anemia e alta mortalidade nos tanques. 5.5 Excesso da vitamina B3 A niacina para controla altas concentrações de gordura no sangue é prescrita em dose superiores a 200 vezes a QDR. Tais doses podem causar ruborintenso, prurido, lesão hepática, distúrbios cutâneos, úlceras e redução da tolerância à glicose. O ácido nicotínico causa efeito prejudicial somente quando as quantidades fornecidas se distanciam demais da recomendação. A nicotinamida é 2 a 3 vezes mais tóxica que o ácido livre. Porém, pesquisas indicam que o ácido nicotínico e a nicotinamida são tóxicas ao organismo somente quando ingeridos em quantidades superiores a 350 mg/ Kg PV/ dia. 5.6 Exigências nutricionais, suplementação e pesquisas relacionadas A variação da necessidade de niacina em aves e animais, pode variar de 11 a 70 mg/kg. A necessidade de vitamina B3 pode ser influenciada pelo nível de triptofano na dieta, uma vez que ele pode ser convertido metabolicamente em niacina. Dessa forma, a conversão poderia produzir 1 mg de niacina a partir de 1,7 mg de triptofano, no entanto, 16 as conversões são bem mais inferiores a isso. As tabelas mostram requerimentos e níveis de suplementação de niacina de espécies de interessa zootécnico. Tabela 8 - Requerimentos de niacina para animais de interesse zootécnico Tabela 9 – Níveis de suplementação de niacina (ácido nicotínico) para rações de aves e suínos (quantidade/Kg de ração). 6. Ácido pantotênico (Vitamina B5) O isolamento desse ácido ocorreu ao se realizarem análises de nutrientes essenciais e bactérias para o ácido láctico e investigando o fator antidermatite para pintos presente no componente estável ao calor do complexo B. E os produtos de clivagem do composto purificado foram identificados como betanina-alanina e lactona. Em sua forma pura, a vitamina é um óleo amarelo pálido, mas os sais de sódio, potássio e cálcio são cristalinos e solúveis e água. 17 6.1 Considerações químicas O ácido pantotênico na nomenclatura oficial IUPAC, recebe o nome de ácido N- (2,4-dihydroxy-3,3-dimethyl-1-oxobutyl)-3-aminopropanóico. Ele contém um átomo de carbono assimétrico na posição do grupo hidroxila no centro da molécula. Apenas a forma D do composto tem atividade biológica. Figura 5 – Estrutura molecular do ácido pantotênico. O antagonista mais comum do ácido pantotênico, usado para induzir deficiência em humanos, é ácido metil pantotênico (McDowell, 1989). No entanto há antagonismo entre essa vitamina e o ácido sulfopantotênico, derivados análogos de ácidos sulfonados (pantoiltaurina, pantoiltaurimidina), ácido salicílico, pantotenato de fenila, ácido tiopânico e ácido 7 – metilpteroilglutâmico (Nunes, 1998), felizmente esses compostos não são encontrados em produtos naturais. Em sua forma pura, o ácido pantotênico é um óleo amarelo claro resistente à luz e ao oxigênio do ar. Ácidos e álcalis fortes e aquecimento o destroem rapidamente, porém seus sais de cálcio e de sódio são formas mais estáveis. A fonte industrial mais utilizada, o d ou dl -pantotenato de cálcio, um cristal branco, muito higroscópico, solúvel em água (35 g/100 mL), estável quando seco ou em solução com pH entre 5,5 e 7,0, sendo que 1,087 g de dl -pantotenato de cálcio equivale a 1 g de ácido d-pantotênico. O d – pantotenato de cálcio é relativamente estável à luz, ao calor e ao oxigênio porém muito instável a umidade – daí a necessidade de um armazenamento em locais frescos e secos. 6.2 Fontes de ácido pantotênico O ácido pantotenico estar presente em quantidades razoáveis na maioria dos alimentos, no entanto sua forma química não completamente utilizáveis pelos animais, sendo uma das vitaminas de suplementação obrigatórias principalmente para aves e suínos. 18 O ácido pantotenico (ou sua forma ativa: coenzima A) é encontrado principalmente no fígado, rim, músculo, cérebro, peixes, gema de ovo, leveduras, cereais e em plantas verdes (principalmente nas leguminosas). Está presentenos alimentos em quantidades variadas. As fontes naturais mais utilizadas são levedura de cerveja, soro ou leite em pó, melaço de cana e folhagens verdes. Já o milho sempre apresenta baixos teores dessa vitamina. A tabela apresenta alguns alimentos e seus respectivos teores do ácido. Tabela 10 – Fontes naturais de ácido pantotênico 6.3 Funções fisiológicas e metabolismo A vitamina é necessária para a síntese de coenzima A (CoA) e da proteína acil carregadora. Na síntese de CoA, o ácido pantotenico é fosforilado, seguido pela adição de cisteína. O resíduo de cisteína é descarboxilado para formar pantoteína-4-fosfato. Adenina e ribose são adicionadas a partir de ATP, e na etapa final um fosfato é acrescentado na ribose para completar a síntese. A CoA tem nitidamente um importante papel na utilização de uma ampla variedade de substratos na produção de energia. Os alimentos são fonte de pantotenato, panteteína e CoA, esses são formas análogas ao ácido pantotênico e a absorção é dependente da concentração dessas substâncias no lúmen; em baixas concentrações a absorção ocorre ativamente mediada uma enzima específica dependente de sódio, em altas concentrações a absorção ocorre por simples difusão. A panteteína é absorvida do intestino mais rapidamente do que o pantotenato e uma fração do absorvido é hidrolisado a pantotenato durante esse processo. O armazenamento após a absorção do ácido pantotênico é no tecido hepático. Nos tecidos o ácido pantotênico é convertido em coenzima A. 6.4 Deficiência da vitamina B5 19 Apesar da larga distribuição dessa vitamina, existem incidências raras de problemas relacionados com a deficiência dessa vitamina. Segundo McDowell (1989), os sintomas gerais da deficiência de ácido pantotênico são redução do crescimento e queda na conversão alimentar; dermatites; desordens no sistema nervoso; distúrbios gastrointestinais; redução na formação de anticorpos e consequente redução na atividade imunológica do organismo; mau funcionamento da glândula adrenal. A deficiência causa sintomas diferentes a depender da espécie. Em suínos o primeiro sintoma de deficiência do ácido pantotênico é o “passo de ganso”, forma de andar semelhante à marcha de soldados, em casos severos de deficiência, os animais podem ficar incapacitados de usar os membros posteriores. Este defeito anatômico pode estar relacionado desmielinização dos nervos periféricos, principalmente no ciático e nas raízes dorsais dos gânglios, sintoma esse que é irreversível. Podem apresentar também dermatite, queda de pelos e uma secreção escura ao redor dos olhos e se não revertida, a dermatite se expande às mucosas causando enterites necróticas, ulcerações e hemorragias no intestino grosso. Na fertilidade de matrizes, tem grande importância, uma vez quantidades insuficientes de B5 resultam em falha reprodutiva (esterilidade, infantilismo genital, problemas no desenvolvimento embrionário). Em aves, pode causar lesões características que afetam o sistema nervoso, a córtex adrenal e a pele/penas. A deficiência de ácido pantotênico reduz a postura e eclodibilidade dos ovos, ocasiona hemorragias e edemas no embrião e provoca nascimento de pintainhos fracos. Provoca também declínio do crescimento, ganho de peso e conversão alimentar dos animais, a plumagem torna-se rala, arrepiada e começa a cair. Se desenvolve também um quadro de dermatite, que afeta principalmente a região do bico, cabeça e patas; e nas patas o problema agrava-se por contaminações microbianas oportunistas. Os sintomas de deficiência de ácido em peixes, as lesões características ocasionadas são dermatites (na forma de queda de escamas) e doenças branquiais, além da redução do crescimento. A deficiência de ácido pantotênico em peixes também provoca um acúmulo degenerativo de gordura no fígado, deposição renal de glicogênio. 6.5 Excesso da vitamina B5 O excesso da vitamina é excretada via rins, pela urina e não são encontrados relatos de casos de toxidade pelo ácido em animais de produção. No entanto, quando ingerido 20 mais de 10 a 20 mg/dia) pode provocar diarreia. A dose letal (DL50) em ratos varia de 0,83 a 10,0 mg/kg de peso vivo de pantotenato de cálcio e, também em ratos, doses equivalentes a 100 vezes a exigência diária provoca danos hepáticos não fatais (Nunes, 1998). 6.6 Exigências nutricionais, suplementação e pesquisas relacionadas As exigências diferem entre espécies e raças a depender de idade, taxa de crescimento e estágio reprodutivo dos animais. Segundo McDowell, (1989), para a maioria das espécies de produção em fase de crescimento e reprodução, a exigência de ácido pantotênico varia entre 5 e 15 mg/kg, podendo variar de acordo com os fatores dietéticos. A exigência para as aves varia de 8 a 16 mg/kg de alimento. O pantotênato de cálcio geralmente é usado como a forma suplementar em pré-misturas vitamínicas. As tabelas a seguir apresentam as exigências e os níveis de suplementação respectivamente para aves e suínos relatadas por alguns autores para várias espécies animais. Tabela 11 – Exigência de ácido pantotênico para várias espécies animais. Tabela 12 – Níveis de suplementação de ácido pantotênico para rações de aves e suínos (quantidade/Kg de ração). 21 7. Biotina (Vitamina H) A biotina é uma vitamina do complexo B e a descoberta do seu significado fisiológico veio por meio de várias linhas de pesquisas diferentes. Ela foi descoberta por ser idêntica ao fator de crescimento chamado “coenzima R” que era requerida por uma bactéria dos nódulos de legumes. O termo vitamina H foi escolhido porque este fator protegia de injúrias a pele. Entre 1940 e 1943 investigadores europeus e americanos estabeleceram as propriedades e estrutura química da biotina. 7.1 Considerações químicas A molécula de biotina apresenta 3 carbonos assimétricos, um átomo de enxofre em seu anel (semelhante a tiamina) e uma ponte cruzada no anel. Dessa forma, ela é um ácido monocarboxílico que possui enxofre em uma ligação tioéster. Por causa da sua estrutura, existe a possibilidade de ocorrerem 8 isômeros mas somente a forma d-biotina ocorre naturalmente nos alimentos e apresenta efeito vitamínico. Figura 6 – Estrutura molecular da biotina. A vitamina é facilmente solúvel em água, solúvel em álcool a 95% e insolúvel na maioria dos solventes orgânicos. É bastante estável ao oxigênio do ar, à luz visível e ao 22 calor, mas os raios ultravioleta a destroem lentamente. O ácido nitroso, os agentes oxidantes, o formaldeído e as bases ou ácidos fortes destroem a biotina. A água oxigenada converte a biotina em sulfóxido, e a oxidação converte a biotina em sulfonas. 7.2 Fontes de biotina A vitamina é encontrada em pequenas quantidades em todos os tecidos animais e vegetais. Apesar de ser encontrada em todas as células, sua maior concentração é no fígado e rins. A biotina está presente em muitos alimentos e forragens. As fontes mais ricas em biotina são a geleia, fígado, rins, coração, pâncreas, leveduras, melaço preto, amendoim, aves, ovos e leite. A maioria dos vegetais frescos e algumas frutas são razoavelmente boas fontes. Milho, trigo e outros cereais, carne e peixe são fontes relativamente pobres em biotina. 7.3 Funções fisiológicas e metabolismo Essa vitamina é uma coenzima essencial no metabolismo de carboidratos, AG e proteínas. Está envolvida na conversão de carboidratos em proteínas e vice-versa, bem como na conversão de carboidratos e proteínas em AG. Possui também um importante papel na manutenção do nível normal de glicose no sangue através do metabolismo de proteínas e AG. No metabolismode proteínas, as enzimas biotinizadas são importantes na síntese protéica, desaminação de aminoácidos, síntese de purinas e metabolismo de ácidos nucléicos. Recentes evidências sugerem que a biotinidase pode biotinizar histonas, que poderiam modificar a expressão dos genes e aumentar a proliferação celular. A biotina é requerida para transcarboxilação na degradação de vários aminoácidos, e para a síntese de AG insaturados de cadeia longa e importante no metabolismo de AG essenciais. 7.4 Deficiência da Vitamina H Em pintos, a deficiência de biotina produz uma dermatite semelhante à produzida pela deficiência de ácido pantotênico. As lesões aparecem em torno da 3ª semana e observa-se deformidades nas pernas e pés que se tornam ásperos, com calosidades, aparecendo rachaduras hemorrágicas, que podem ser aumentarem com a invasão de bactérias. Os dedos adquirem um caráter necrótico com o desprendimento das partes mortas. Na parte superior dos pés e nos tarsos observam-se escamações secas. As lesões 23 bucais aparecem primeiro nas comissuras e depois ao redor do bico. As pálpebras eventualmente se inflamam aderindo entre si. Em aves adultas resulta numa falta de desenvolvimento dos embriões dos ovos incubados, sem que a produção dos ovos seja afetada. Na condrodistrofia ocorre mineralização dos ossos normal, mas o crescimento linear dos ossos é prejudicado. Pode resultar em uma diminuição dos ossos do metatarso e perose. A perose ocorre quando o desenvolvimento irregular dos ossos resulta em um alargamento e deformidade da articulação do joelho. Esta não é recuperada com a administração de biotina. Em suínos resulta na redução no crescimento e prejudica a conversão alimentar, bem como alopecia (perda de pêlos), uma dermatite caracterizada por ressecamento, engrossamento e um exsudato acastanhado, ulceração da pele, inflamação da mucosa bucal, espasticidades das pernas traseiras e rachaduras nas patas. Em equinos, a biotina é sintetizada no trato digestivo, não havendo portanto deficiências relatadas. Em várias espécies de peixes pela microflora intestinal, mas a suplementação de biotina pode ser requerida para um crescimento máximo e para prevenir sinais clínicos da deficiência tais como: anorexia, crescimento lento, aumento da mortalidade, diminuição da conversão alimentar, coloração escura ou pigmentação muito clara e anemia. 7.5 Excesso da vitamina H A biotina não é tóxica se ministradas em altas doses, entretanto, já foi reportado que uma dose aguda de biotina (5mg/100g de peso corporal) causa irregularidade no ciclo estral com alta infiltração de leucócitos na vagina após 14 dias de tratamento. No entanto, não causa efeito deletérios. 7.6 Exigências nutricionais, suplementação e pesquisas relacionadas É difícil de ser estabelecido o requerimento da biotina devido a variabilidade no conteúdo alimentar e biodisponibilidade. Igualmente, é difícil de se obter a quantidade requerida de biotina porque esta vitamina é sintetizada por diferentes microrganismos e certos fungos. A proporção e extensão da síntese de biotina pode ser dependente do seu nível em outros componentes da dieta. Em aves tem sido demonstrado que gorduras 24 polinsaturadas, ácido ascórbico e outras vitaminas B podem influenciar a demanda para biotina. De todas as vitaminas consideradas para suplementação, a biotina é normalmente a mais dispendiosa, por causa do alto custo na produção sintética. No entanto, é relativamente estável nos premixes multivitamínicos bem como nas fontes naturais de alimentos. A tabela a seguir apresenta níveis de suplementação para aves e suínos de diferentes categorias reprodutivas. Tabela 13 – Níveis de suplementação de biotina para rações de aves e suínos (quantidade/Kg de ração). BRYDEN (1991), ao avaliar galinhas, realizou a modulação de biotina do plasma pelo estrogênio e temperatura ambiente. Os resultados demonstraram que exposição de galinhas de postura a elevadas temperaturas ambientes (30-40ºC) resultam em um aumento significativo na concentração de biotina no plasma e na gema do ovo. A administração de estrógeno exógeno em frangas imaturas aumentam em três vezes a concentração de biotina no plasma. O aumento é seis vezes maior quando as aves são expostas simultaneamente a uma temperatura de 35ºC. Propôs-se então, que a temperatura ambiente afeta o balanço entre hormônios tireoidianos e ovarianos resultando em um aumento do nível de biotina circulante e deposição desta vitamina na gema do ovo. 8. Colina Strecker isolou essa vitamina na bile de suínos há mais de 100 anos, a qual, por ter sido isolada, recebeu o nome de colina. Pouco tempo após a descoberta de Strecher, Bayer (1867) determinou sua estrutura como um componente de amônio quartenário, β- hidroxietil-trimetilamônio hidróxido. Entretanto, mais tarde foi descoberta como um 25 “fator lipotrópico” que estimulou o interesse por seu papel nutricional (Comb e Gerald, 1992). 8.1 Considerações químicas A colina apresenta solubilidade em água e etanol, mas é insolúvel em solventes orgânicos (Leeson e Summers, 2001) Trata-se de uma base forte e decompõe-se em solução alcalina com a liberação de um composto chamado de trimetilamina. O aspecto de sua estrutura química são seus três grupos metil, na qual possibilita servir como um doador de grupos metílicos. A colina pura é um líquido viscoso e alcalino. A forma comercial mais usada como suplemento alimentar é o cloreto de colina, sendo sua concentração nos produtos comerciais de 60 a 70%. Figura 7 – Estrutura molecular da colina. 8.2 Fontes de Colina A colina pode ser encontrada na natureza como colina livre, acetilcolina, ou como compostos complexos de fosfolipídeos e seus intermediários metabólicos. Está presente em alimentos naturais com lecitina. 8.3 Funções fisiológicas e metabolismo Segundo Comb e Gerald (1992), a colina tem quatro funções básicas no metabolismo: a) Como fosfatidilcolina (lecitina), que é um elemento estrutural nas membranas biológicas sendo essencil na mantença e formação da estrutura celular. b) Como fosfatidilcolina (lecitina), a qual participa da absorção e transporte de lipídeos ao fígado e da posterior mobilização e transporte de gorduras hepáticas. A colina é essencial no metabolismo de lipídeos no fígado, prevenindo contra acúmulo anormal de lipídeos. c) Como acetilcolina, que é um neurotransmissor. Somente uma pequena fração da colina é acetilada, mas que somando fornece o importante neurotransmissor que é a acetilcolina. 26 A acetilcolina é conhecida como substância mediadora da atividade nervosa, sendo produzida a partir da colina e do ácido acético. A acetilcolina funciona como mediador químico nos nervos parassimpáticos e nos nervos motores destinados aos músculos esqueléticos. d) Conversão da colina a betaína, que é uma fonte de grupos metílicos para reações de transmetilação. A absorção da colina acontece no jejuno e íleo, por um mecanismo carreador dependente de energia e sódio. Somente um terço da colina ingerida será absorvido com a sobra sendo metabolizada pelos microrganismos no intestino a trimetilamina, na qual é depositado na carne ou ovos ou excretado via urina aproximadamente 6 a 12 horas depois de consumido. Com o consumo equivalente de colina como lecitina, menos trimetilamina é excretada e demora mais para aparecer na urina. 8.4 A deficiência da vitamina A deficiência em colina pode ocorrer em aves jovens alimentadas com rações com baixas concentrações de colina, em aves velhas e em outros animais alimentados com dietas deficientes em grupos metílicos.Em geral, na maioria das espécies a deficiência é caracterizada pelo crescimento deprimido, esteatose hepática e degeneração hemorrágica renal (Combs e Gerald, 1992). Segundo Islabão (1987) a deficiência de colina em aves leva ao aparecimento de dois tipos de problemas que são o fígado gorduroso e o aparecimento de perose. No primeiro, normalmente o fígado apresenta de 4 a 5% de gordura, entretanto, sob certas circunstâncias, pode chegar até 30% ou mais. Este excesso de gordura pode levar a trocas fibróticas do fígado denominadas cirrose. Este problema é causado por uma falta de mobilização das gorduras hepáticas e a lecitina têm um papel importante nesta mobilização. A colina atua como agente lipotrópico por servir de substrato para a síntese de lecitina. Já a perose caracteriza-se inicialmente por pontos hemorrágicos e um leve inchaço das juntas. Essa desordem é conhecida por ser uma lesão secundária relacionada à diminuição do transporte de lipídeos (Combs e Gerald, 1992). Posterior a esses sintomas, segue-se um achatamento da junta tíbio-metatarsal, o que causa uma rotação do metatarso. 27 Em aves adultas, a deficiência de colina causa um aumento na taxa de mortalidade e uma redução na produção de ovos. A falta de colina durante o crescimento de suínos resultará em uma má conformação dos animais (pernas curtas e barriga inchada), falta de coordenação dos movimentos, rigidez das juntas particularmente das paletas e infiltração gordurosa no fígado. Durante a reprodução, a falta de colina resulta em baixa sobrevivência dos leitões, peso anormal na desmama e fígado gorduroso. 8. 5 O excesso da vitamina A toxicidade da colina parece ser muito baixa. No entanto, efeitos deletérios têm sido relatados por sal de cloreto de colina; estes tem incluído depressão no crescimento, diminuição da utilização da vitamina B6 e aumento da mortalidade (Combs e Gerald, 1992). 8. 6 Exigências nutricionais, suplementação e pesquisas relacionadas A colina pode ser sintetizada por muitas espécies, diferentemente de outras espécies, embora em muitos casos não seja suficiente para suprir toda a necessidade do animal. Fatores dietéticos como a metionina, betaína, mio-inositol, folacina e vitamina B12 ou a combinação de diferentes níveis e composição de gordura, carboidrato e proteína na dieta, tanto quanto a idade, sexo, consumo calórico e taxa de crescimento do animal, tem influência sobre a ação lipotrópica da colina e por meio disso da exigência deste nutriente (Mookerjea, 1971 citado por McDowell, 1989). A tabela a seguir apresenta as exigências nutricionais para diferentes espécies de interesse zootécnico, segundo dados do NRC. Tabela 14 – Exigências nutricionais de colina para algumas espécies de interesse zootécnico. 28 Rostagno et al. (2005) realizaram estudos afim de obterem os mais precisos níveis de suplementação de vitaminas para rações de aves e suínos em diferentes categorias produtivas, mostrados na tabela a seguir. Tabela 15 – Níveis de suplementação de colina para rações de aves e suínos (quantidade/Kg de ração) Tabela 16 - Peso corporal (PC), ganho de peso (GP), consumo de ração (CR), conversão alimentar (CA) e viabilidade (VIA) de frangos de corte, na fase inicial de criação, de acordo com a suplementação de colina 29 Harms et al. (2002) conduziram um experimento com galinhas Hy-Line W36 com o objetivo de determinar os possíveis benefícios da adição de betaína em rações comerciais de galinhas. Entretanto, não ocorreu nenhum benefício da substituição de betaína por colina na produção de ovos, peso dos ovos, conteúdo dos ovos ou ganho de peso. Foi avaliado o desempenho de poedeiras, qualidade dos ovos, fertilidade, eclodibilidade e deposição de gordura no fígado e abdômen em matrizes de frangos de corte. Apesar de não ter sido observada influência significativa sobre os demais parâmetros, a eficiência de utilização de energia e proteína aumentou e o conteúdo de gordura no fígado foi reduzido significativamente pela suplementação de colina (Rama, et al. 2001). 9. Ácido fólico ou Folacina Em 1939, Hogan e Parrot evitaram anemia em pintos com um fator no fígado chamado Bc. Posteriormente, fatores necessários para crescimento e prevenção de anemia em aves eram referidos como Bc, fator U ou fator R. Em 1940, um fator de crescimento para Lactobacillus casei foi encontrado, e no mesmo ano um fator de crescimento para Sreptococcus lacti foi encontrado no espinafre, denominando assim de ácido fólico. 9.1 Considerações químicas Folacina é o nome do grupo que distingue os compostos de ocorrência natural desta classe, sendo a substância pura designada de ácido pteroilmonoglutâmico. Sua estrutura contém ácido glutâmico, ácido paminobenzóico (PABA) e núcleo de pteridina, os dois últimos consistindo de ácido pteróico. Figura 8 –Estrutura molecular do ácido fólico. A folacina é um pó cristalina laranja-amarelado, sem sabor, sem dor e insolúvel em álcool, éter e outros solventes orgânicos. É levemente solúvel em água quente na forma 30 ácida, porém bastante solúvel na forma de sal. É razoavelmente estável ao ar e ao calor em solução alcalina e neutra, mas instável em solução ácida. 9.2 Fontes de ácido fólico Em sementes ou frutas que presumivelmente armazenam a vitamina, uma quantia considerável está presente na forma monoglutâmica. Uma alta proporção de formas monoglutâmicas de folacina são encontradas no leite e na soja, onde grande parte da folacina no leite está disponível na forma monoglutamato, que é necessária para a absorção pelo recém-nascido. Tabela 17 –Concentração de folacina em alguns alimentos (mg/kg). 9.3 Metabolismo Metabolicamente participa das reações de síntese das bases orgânicas (purinas e pirimidinas), síntese protéica (síntese de N-formilmetionil-t-RNA, iniciador da síntese) e síntese de serina (a partir da glicina). 9.4 Deficiência da vitamina em aves e suínos Dentre os sintomas causados pela deficiência do ácido fólico em aves, estão: retardamento no crescimento, empenamento pobre, anemia, perose, alta mortalidade no final do período de incubação, curvatura do osso tíbio-tarso dos embriões e membranas entre os dedos dos pés. Para suínos, os sintomas são: atraso no crescimento, anemia, problemas reprodutivos e problemas na lactação das porcas. 9.5 Exigências nutricionais, suplementação e pesquisas relacionadas As exigências por folacina para espécies monogástricas seriam dependentes do grau de síntese de folacina intestinal e utilização pelo animal (Abad e Gregory, 1987). A 31 maioria das espécies aparentemente não exigem folacina dietética por causa de sua habilidade ou capacidade de utilizar a síntese intestinal microbiana. Porém, as aves, porquinhos da Índia e primatas (incluindo humanos) desenvolvem deficiências em folacina dietética. Embora as deficiências possam ser produzidas com dietas especiais, milho, farelo de soja e outros alimentos comuns em uma dieta prática para aves deve proporcionar bastante folacina na maioria das condições (Scott et al, 1982). As tabelas a seguir apresentam, respectivamente, os requerimentos para diversas espécies segundo McDowell (1989) e os níveis de suplementação recomendados por Rostagno et al. (2005) para aves e suínos. Tabela 18 – Requerimentos de folacina para vários animais. Tabela 19 – Níveis de suplementação de ácido fólico para rações de aves e suínos (quantidade/Kg de ração) 32 As exigências de folacina são dependentes da forma na qual ela é fornecida e como ela se relaciona com outros nutrientes.Deficiências de colina, vitamina B12, ferro e vitamina C têm efeito sobre as necessidades de folacina. As exigências de folacina estão relacionadas com o tipo e nível de produção. Quanto mais rápido o crescimento ou as taxas de produção, maior é a necessidade por folacina devido seu papel na síntese de DNA. Em aves, a exigência para a eclodibilidade dos ovos é maior que a para a produção (NRC, 1984b). 10. Piridoxina (Vitamina B6) Em 1926, Paul György observou que animais sob uma dieta deficiente de complexo B desenvolviam uma dermatite severa chamada de acrodinia (extremidade dolorosa). Postulou que isso se devia à ausência de um novo fator e o chamou de fator da acrodinia. Em 1934, Szent-György reconheceu pela primeira vez a vitamina B6 como uma vitamina distinta e mostrou que prevenia a acrodinia em ratos que não era prevenida pela tiamina, riboflavina ou niacina (McDowell, 1989). 10.1 Considerações químicas A vitamina B6 é solúvel em água, pouco solúvel em álcool e acetona e insolúvel em éter e clorofórmio. É estável em condições ácidas, instáveis em condições neutras e alcalinas, quando expostas ao calor. É um composto simples com três compostos derivados da piridina: piridoxol, um álcool primário; piridoxal, a forma aldeídica; e piridoxamina, a forma amínica. A piridoxina geralmente é predominante em plantas, e a piridoxal e piridoxamina são formas encontradas nos produtos animais. Figura 9 - Estruturas moleculares das três formas ativas da vitamina B6. 10.2 Fontes de vitamina B6 33 Encontra-se distribuída amplamente nos alimentos, estando em concentração elevadas na carne, grãos (especialmente o trigo), levedo de cerveja, legumes, vegetais verdes, leite, fígado, batata, banana, gema de ovo, pães integrais, abacate (McDowell, 1989; Combs, 1992). 10.3 Funções fisiológicas e metabolismo Para que ocorra a utilização das formas dietéticas da vitamina B6 pelo animal, é necessário que aconteça os processos de digestão e absorção. Sob a forma de piridoxal 5-fosfato, a vitamina participa de reações importantes no metabolismo dos aminoácidos, tais como transaminação, descarboxilação e racemização. Cada reação é catalizada por uma enzima diferente, mas em cada caso o piridoxal-fosfato é a coenzima. A absorção da piridoxina ocorre no intestino delgado nas porções do jejuno ao íleo num processo passivo, sem que ocorra saturação. A capacidade de absorção é muito grande, os animais absorvem uma quantidade muito maior do que sua necessidade fisiológica. Todos os compostos da vitamina B6 são absorvidos na forma desfosforilada. Posterior à absorção, os compostos aparecem imediatamente no fígado (órgão central do metabolismo da vitamina B6) onde serão convertidos em piridoxal fosfato (forma ativa) e piridoxamina fosfato pela ação das enzimas piridoxal quinase e piridoxamina oxidase. Durante a digestão, formas fosforiladas de vitamina B6 são hidrolisadas e a vitamina livre entra na célula intestinal por difusão passiva. Nos tecidos, as três formas de vitamina B6 podem ser fosforiladas e convertidas na forma coenzimática da vitamina, o fosfato de piridoxal. O fosfato de piridoxal atua como um cofator para uma grande quantidade de enzimas que estão envolvidas no metabolismo de aminoácidos. Os produtos do metabolismo da vitamina B6 são excretados na urina, sendo o ácido 4-piridóxico o principal. 10.4 A deficiência da vitamina Em geral, os sintomas da deficiência variam de uma espécie para outras, entretanto os efeitos mais evidentes são: o Deficiência de B6 reduz a absorção de B12 no estômago; 34 o Perda de apetite, utilização deficiente de alimentos, perda de peso ou ganho reduzido, vômitos e diarreia; o Paraplegia posterior, no início, seguida por degeneração progressiva dos nervos periféricos, com ataxia e paralisia, convulsões e intervalos regulares de morte; o Secreção em tono dos olhos e lacrimejamento, com visão eficiente e até cegueira completa; o Anemia microcítica e hipocrômica. Aves: Os pintos alimentados com ração deficiente em vitamina B6 apresentam perda de apetite, redução na taxa de crescimento e sintomas nervosos. Alguns pintos mostram-se excitados, apresentando após um tempo, movimentos convulsivos bruscos (McDowell,1989). As deficiências de vitamina B6 nas aves adultas caracterizam-se por perda de apetite, o que consequentemente leva à perda de peso do animal e redução na produção de ovos (NRC, 1994). A produção de ovos é reduzida acentuadamente, ocorrendo o mesmo com a eclodibilidade. Todos estes sintomas tornam-se mais graves com o tempo, resultando na morte dos animais. Suínos: Segundo NRC (1988) a deficiência de vitamina B6 em suínos reduz o apetite e a taxa de crescimento. Quando a deficiência atinge seu estágio avançado (provavelmente devido à degeneração dos nervos) os animais apresentam movimentos desordenados, convulsões, redução no nível de hemoglobina e linfócitos, ataxia, coma e morte. Em suínos em crescimento, além destes sintomas ainda se tem anemia microcítica hipocrômica, infiltração de gordura no fígado, diarreia, pelagem áspera, pele escamosa, desmielinização dos nervos e edema subcutâneo. (McDowell, 1989). 10.5 O excesso da vitamina A vitamina B6 possui toxidade baixa. Entretanto, altas doses podem causar a perda do controle motor. 10.6 Exigências nutricionais, suplementação e pesquisas relacionadas De modo geral, estão presentes em quantidades adequadas em dietas de não ruminantes, porém há um consenso de que todas as rações de monogástricos devam ser suplementadas, particularmente as de suínos e aves. 35 Tabela 20 -Requerimento de Vitamina B6 para Suínos e Aves Tabela 21 – Níveis de suplementação de vitamina B6 para rações de aves e suínos (quantidade/Kg de ração) 11. Cobalamina (Vitamina B12) A principal área de pesquisa para a descoberta da vitamina B12 foi o estudo da anemia perniciosa no homem, que se caracteriza como uma anemia megaloblástica. Em 1948, Schorb relatou que a vitamina era necessária para o crescimento de um microrganismo produzindo um ensaio microbiológico. A complicada natureza da vitamina B12 foi estabelecida em 1956 e a estrutura da forma coenzimática foi relatada em 1961. Foi a última vitamina a ser descoberta e é a mais potente na base de peso molecular. Só é sintetizada naturalmente por microrganismos. 11.1 Considerações químicas A vitamina B12 possui estrutura complexa. 36 Figura 10 –Estrutura molecular da cianocobalamina (vitamina B12). Um componente importante presente nesta vitamina é um sistema anular corrínico semelhante ao sistema anular porfirínico na hemoglobina. Possui estabilidade ótima no pH 4,5 a 5,0 e em solução, são sensíveis a luz, principalmente, ultravioleta. Apresenta solubilidade em água até 1,25%, são relativamente solúveis em álcool e fenol e insolúveis nos outros solventes orgânicos. 11.2 Fontes da vitamina B12 É sintetizada apenas por microrganismos. Portanto, as dietas que são formuladas apenas a partir de substâncias vegetais requerem suplementação com esta vitamina. Os alimentos de origem animal são fontes razoavelmente boas. Os animais a recebem pela ingestão de produtos animais e pela absorção da B12 sintetizada no trato intestinal. As fontes naturais da vitamina são o fígado e a farinha de fígado. Porém, outros produtos de origem animal a contem em menores quantidades. Em fontes industriais as preparações comerciais são obtidas a partir de fermentação de leveduras não alcoólicas, em meio apropriado contendo cobalto. A B12 é vitamina hidrossolúvel mais armazenável, com 30 a 60% do conteúdocorporal estocados no fígado e os restantes distribuídos por vários órgãos e tecidos. 11.3 Funções fisiológicas e metabolismo 37 A vitamina B12 atua no metabolismo animal como dois tipos diferentes de coenzimas: a metil cobalamina e adenosil cobalamina. A metil cobalamina atua através da enzima metionina sintetase como carreadora de grupos metil entre o doador N5-metiltetrahidrofolato e o aceptor homocisteína para posterior formação de metionina. A adenosil cobalamina atua como carreador de hidrogênio com enzima A adenosil cobalamina atua como carreador de hidrogênio com enzima metilmalonil_CoA mutase na conversão do metilmalonil-CoA, para succinilCoA, que é um passo importante no metabolismo do ácido propiônico. Exerce papel importante na formação normal do sangue, no crescimento e nos processos metabólicos, especialmente ligados a proteínas. Esta vitamina difere das outras no processo de absorção no intestino delgado. Para que ocorra a sua absorção há a necessidade da produção um fator intrínseco (IF) na mucosa gástrica, que se liga à vitamina B12 na relação 1:1 (mol), sendo absorvida no intestino delgado, mais especificamente na região ileal. Esta ligação é resistente à ação das proteases. No sistema enzimático, participa de diversos passos metabólicos na forma de coenzima B12, responsável pelas reações de transferência de unidades de carbono (grupos metílicos). Está estreitamente relacionada com a metionina, colina e folacina na maioria das suas participações metabólicas. Também participa da biossíntese de células vermelhas do sangue e manutenção da integridade do sistema nervoso. Na alimentação animal, concentrados de fermentação são utilizados normalmente contendo 1% de vitamina B12. 11.4 A deficiência da vitamina Não se observa deficiência de vitamina B12 em monogástricos, até que sejam feitas tentativas de usar dietas totalmente vegetais. Suínos e pintos alimentados com dietas totalmente contendo vegetais cresciam lentamente e o grau de crescimento podia ser recuperados pela inclusão de ingredientes alimentares de origem animal. Em aves podem aparecer sintomas como crescimento retardado (redução na síntese proteica), redução na eficiência de utilização dos alimentos, alta mortalidade, redução na fertilidade dos ovos, perose, encurtamento do bico, etc. Em suínos os sintomas são: pelos eriçados, anemia, crescimento retardado, redução no tamanho e peso da leitegada. 38 11.5 O excesso da vitamina Possui baixa toxidade para todas as espécies, principalmente por via oral. Já a administração por via parenteral pode causar mortalidade, segundo Traina (1950) a qual injetou por via intraperitoneal, em camundongos albinos pesando 11g, 7,5mg sem efeitos adversos; 15mg com 20% de mortalidade e 30mg com 100% de mortalidade. Também injetou 30mg pela via subcutânea obtendo 100% de mortalidade. 11.6 Exigências nutricionais, suplementação e pesquisas relacionadas Suínos que são criados em baias e que efetuam a coprofagia não é necessário a suplementação com B12, uma vez que os microrganismos do ceco produzem a B12 que é excretada nas fezes e reingeridas. A vitamina B12 melhorou a performance de suínos alimentados com dietas em desbalanço de aminoácidos, principalmente dietas deficientes em lisina (Filipovich, E.G. 1970,1971, citado no NRC suíno,1981). Patel e Mcginnis (1997) verificaram que a suplementação com vitamina B12 em dietas com 16 ou 32% de proteína determinou maior eclodibilidade dos ovos. Tabela 22 –Exigências de Vitamina B12 para Suínos e Aves. 12. Ácido ascórbico (Vitamina C) Séculos antes de Cristo, o escorbuto, doença causada pela vitamina C, já era comum. Então, em busca da cura dessa doença, James Lind (1747) tratando de um grupo de pacientes, incluiu na dieta diária destes, duas laranjas e um limão. Após o tratamento os pacientes melhoraram radicalmente dos sintomas. Waugh & King (1932) isolaram o ácido ascórbico puro e demonstraram prevnir o escorbuto. A partir de 1933, com a síntese 39 da vitamina C efetuada por Reichstein, a doença do escorbuto foi praticamente debelada do mundo. 12.1 Considerações químicas O termo vitamina C é utilizado como descrição genérica para os compostos que exibem atividade biológica qualitativa do ácido ascórbico (Aranha et. al, 2000; Batista & Calvário, 2002; Fiorucci et. al, 2003). Possui forma reduzida e oxidada, entretanto, a forma reduzida é a mais abundante na natureza, porém as duas formas são biologicamente reversíveis. Abaixo segue a figura das formas oxidada e reduzida do ácido ascórbico. Figura 11 – Estruturas moleculares do ácido ascórbico e sua forma oxidada (à direita). 12.2 Fontes de vitamina C Frutas, verduras e carnes de órgãos (ex. fígado e rins) são, em geral, as melhores fontes de vitamina C. As plantas sintetizam o ácido L-ascórbico a partir de carboidratos. A frutas cítricas são boas fontes diárias de vitamina C, pois geralmente são consumidas cruas e não são submetidas a processos de cozimento que podem destruir a vitamina C. Segundo Nunes (1998), das frutas de uso corrente, o caju situa-se entre as mais ricas, porém, recorde parece estar com a acerola, que pode conter de 3 a 5 g por 100 g da fruta fresca. Tabela 23 – Teores de vitamina C em alguns alimentos. 40 12.3 Funções fisiológicas e metabolismo A função principal do ácido ascórbico parece ser a síntese do colágeno (Nunes, 1998). Na síntese do colágeno, a vitamina C age, possivelmente pela hidroxilação da prolina e da lisina. No entanto, diversas outras funções podem ser desempenhadas por ele, tais como a sua participação na formação da matriz proteica dos ossos e dos dentes, na formação das substâncias intercelulares e interfibrilares, na manutenção e integridade das células endoteliais e no metabolismo de alguns aminoácidos como a tirosina (onde evita a oxidação metabólica dos mesmos). O ácido ascórbico promove ainda a destoxicação da histamina; a redução do íon férrico com sua incorporação à ferritina, estocando dessa forma o ferro no baço e fígado. Com relação ao ferro, a vitamina C é ainda importante para sua absorção no aparelho digestivo. A vitamina está envolvida, ainda, na resposta do linfócito T e na quimiotaxia dos macrófagos, no metabolismo do colesterol (onde reduz os níveis sanguíneos de colesterol) e na síntese de hormônios esteróides no córtex adrenal. A vitamina C é rapidamente absorvida no trato intestinal, por um mecanismo similar ao dos monossacarídeos. Penetra nos tecidos na forma de deidro, sendo logo reduzida nas células. Assim como a maioria das vitaminas hidrossolúveis, é estocada em quantidades limitadas no organismo animal, ocorrendo sua presença em todos os tecidos e fluidos orgânicos, com destaque para a pituitária, adrenais, cérebro e pâncreas, por conterem as maiores concentrações. Na filtração glomerular ocorre uma reabsorção tubular. O ácido ascórbico é excretado pela urina, suor e fezes. A perda fecal é mínima e sempre ocorre após altas ingestões da vitamina; as perdas pelo suor são baixas, ocorrendo as maiores perdas pela urina. A excreção urinária da vitamina irá depender das reservas orgânicas, ingestão e função renal. 12.4 A deficiência da vitamina Segundo Andriguetto (2002), quando o organismo não dispõe de quantidades suficientes de vitamina C, por síntese insuficiente ou por falta de ingestão, vamos verificar o aparecimento de inibição do crescimento, anorexia, apatia, hemorragia difusa da pele e articulações, fraturas ósseas, pele sem brilho, perda de peso anemia e diarreia. 41 Em condições normais as aves conseguem sintetizar todavitamina C necessária à manutenção de suas funções biológicas, a partir da glicose-1-fosfato. No entanto, em condições de estresse principalmente provocado pelo calor ambiente, há a necessidade suplementação, por haver um bloqueio no sistema enzimático envolvido na biossíntese desta vitamina. Os suínos de uma maneira geral sintetizam toda a vitamina de que necessitam. Somente leitões até 6 semanas de idade necessitam de suplementação na ração. A partir desta idade, consequentemente sintetizam a vitamina C eficientemente, dispensando a suplementação. 12. 5 O excesso da vitamina Existem poucos relatos na literatura da ação tóxica de altas doses de ácido ascórbico em animais domésticos. Em cães pode levar a reações do tipo alérgico e em lontras gestantes, anemia. 12.6 Exigências nutricionais, suplementação e pesquisas relacionadas Na literatura há controvérsias com relação aos animais de produção, com exceção aqueles da aquicultura, em que vários peixes e crustáceos apresentam requisitos bem definidos. Já se descreveram respostas positivas à suplementação de porcos, galinhas, cães e cavalos, todos sintetizadores da vitamina. Fujimoto (2001) avaliou a eficiência de utilização do ascorbil polifosfato como fonte de vitamina C, em dietas para o crescimento de alevinos de Pintado (P. coruscans), não foram observados diferenças entre os tratamentos (P>0,01), quanto as variáveis de ganho de desempenho (ganho de peso, comprimento total, taxa de crescimento específico e conversão alimentar). Mas o grupo que não recebeu vitamina C obteve os piores resultados (P<0,01) em relação aos demais grupos, nas variáveis de infestação parasitária e ocorrência de deformidades. Os resultados obtidos demonstraram que o nível de 500 mg de AP/kg de peso foi suficiente para prevenir a ocorrência de deformidades e infestações parasitárias, possibilitando melhor desenvolvimento de alevinos de pintado. 42 13. Considerações finais De acordo com as informações adquiridas, considera-se que as vitaminas são fundamentais na nutrição dos animais. Independentemente das exigências de cada espécie, bem como a função de determinada vitamina no organismo da mesma, as vitaminas possuem função essencial no metabolismo. Suas características exclusivas, as tornam um fator muito dinâmico no metabolismo e as vitaminas atuam em diversos mecanismos metabólicos, e são cofatores enzimáticos das mais diversas reações bioquímicas e podem interferir no metabolismo de outros nutrientes como os minerais ou ainda contribuindo para o correto funcionamento dos diversos sistemas. Assim, como possuem vasta participação em toda a fisiologia animal, deve-se atentar para que os animais disponham de níveis ideais de todas as vitaminas em suas dietas, evitando os extremos (avitaminose ou hipervitaminose), o que provocaria distúrbios metabólicos ao animal, comprometendo dessa forma o desempenho de produção. 43 14. Referências ABAD, A.R. and GREGORY, J.F. (1987). Journal of Nutrition, 117, 866-873. ARANHA, F. Q., BARROS, Z. F., MOURA, L. S. A.. 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