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DEFINIÇÃO: São macromoléculas compostas por cadeias longas de aminoácidos unidos por ligações peptídicas. Apresentam elevado peso molecular, composto de hidrogênio (H), oxigênio (O) e nitrogênio (N), juntamente com enxofre e alguns outros elementos como fósforo, ferro e cobalto. o Vegetais: sintetizam as proteínas através do N, que obtêm a partir de nitrato e amônia do solo. o Animais: obtêm o N que necessitam de alimentos protéicos de origem animal ou vegetal. Qual a diferença entre PTN X CHO e LIP? Possuem Nitrogênio na sua estrutura. ESTRUTURA E CLASSIFICAÇÃO DAS PROTEÍNAS: A base estrutural das proteínas é o aminoácido (aa), dos quais 20 foram reconhecidos como constituintes da maioria das proteínas. Todos são ácidos carboxílicos. Um grupo amina (NH2) e um grupo carboxila (COOH) são ligados ao mesmo átomo de carbono. Os aas se combinam para formar proteínas através de uma ligação peptídica que une os carbonos carboxílicos de um aa ao N do outro. As proteínas variam de tamanho de polipeptídeos, que podem ser pequenas (ex: corticotropina – ACTH – com 23 aas) até moléculas muito complexas com várias centenas de milhares de aas. LIGAÇÃO PEPTÍDICA CARACTERÍSTICAS: o São formados por subunidades denominadas aminoácidos (aas); o A disposição dos aminoácidos se dá em sequencias específicas, conferindo características individuais às proteínas; o A forma estrutural que a proteína apresenta está relacionada com a sua função; Ex 1 - Proteínas globulares: são altamente hidrossolúveis e circulam na corrente sanguínea devido sua forma esférica (hemoglobina, imunoglobulinas, hormônios, enzimas etc); 2 - Proteínas fibrosas: são longas, com várias camadas de cadeia polipeptídicas sobrepostas, conferindo força e suporte para diversos tecidos conectivos, tendões, cartilagens, ossos e ligamentos (elastina e colágeno) CLASSIFICAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS (aas) o Essenciais: a síntese do organismo não é suficiente para suprir as necessidades do organismo, precisam ser fornecidos pela dieta: fenilalanina, lisina, leucina, isoleucina, metionina, treonina, triptofano, valina. o Não essenciais: o organismo sintetiza a partir de substratos como glicose, cetoácidos e ácidos graxos: alanina, aspargina, glutamato e aspartato Atenção!!! Essa classificação depende do estado nutricional e situação fisiológica. o Condicionalmente Essenciais: em condições especiais, quando a síntese endógena não alcança as necessidades metabólicas, devendo ser ingeridos na alimentação adequadamente. Ex. 1- Histidina: é considerada essencial para a criança; 2- Arginina: é necessária em períodos de intenso crescimento celular; 3- Glutamina: é essencial no CA, sepse e outras situações patológicas; 4- Tirosina e cisteína: são essenciais para bebês prematuros FUNÇÕES DAS PROTEÍNAS: Composição de estrutura e formação de tecidos; o Fornecer substrato necessário para crescimento, reparo e manutenção dos tecidos corpóreos (músculos, ossos, tendões, vasos sanguíneo, pele, órgãos internos); o Composição de secreções (leite, muco, esperma, saliva, histaminas e anticorpos); o Composição de fluidos corpóreos (insulina, glucagon etc); o Composição de neurotransmissores: serotonina, acetilcolina, adrenalina e enzimas (lipase, tripsinas e dissacaridases); FUNÇÕES DAS PROTEÍNAS: o Regulação do equilíbrio hidroeletrolítico → mantendo a pressão osmótica, participando da produção da albumina, que mantém a distribuição de fluidos de forma organizadas, entre os espaços intravasculares, intracelulares e intersticial; o Regulação do equilíbrio ácido – base → os aminoácidos podem atuar como doadores de prótons e elétron por conterem tanto o grupo ácidos (COOH) como o básico (NH2); o Manutenção do pH sanguíneo normal → prevenindo a desnaturação das proteínas orgânicas; o Composição da membrana plasmática; FUNÇÕES ESPECIAIS DOS AAS: o Triptofano: o aa mais complexo – é um precursor da niacina e do neurotransmissor serotonina o Metionina: é o principal doador de grupos metil para síntese de compostos como colina e carnitina, precursor da cistina. o Fenilalanina: precursor da tirosina – juntos levam a formação de tiroxina e epinefrina o Arginina e citrulina: estão envolvidos na síntese de uréia no fígado o Glicina combinam com substâncias tóxicas convertendo-as em formas inócuas para serem excretadas o Histidina: essencial para síntese de histamina, que causa vasodilatação no sistema circulatório o Creatinina: sintetizada a partir da arginina, glicina e metionina, se combina com o fosfato para formar fosfatocreatina. o Glutamina: formada pelo ac glutâmico e aspargina, a partir do ac aspártico. Tem grande importância como fonte primária de combustível para o TGI, assim como para manter a integridade contra translocação bacteriana. É o aa mais abundante no plasma e no músc. esquelético. NECESSIDADES PROTEÍCAS Em pessoas saudáveis a quantidade de nitrogênio eliminada nas fezes é semelhante à ingerida na alimentação. Balanço Nitrogenado: quantidade de proteína utilizada pelo corpo. BN = I – ( U + F ) BN: Balanço Nitrogenado I: Nitrogênio Ingerido U: Nitrogênio Urinário F: Nitrogênio Fecal Atenção!!! Para que esse balanço seja positivo é necessário que a ptn ingerida contenha teor adequado de nitrogênio e todos os aas essenciais, permitindo a síntese protéica. Aas não essenciais podem ser sintetizados a partir da ptn dietética. Contudo, se a ingestão dos aas essenciais for limitada, a síntese protéica pode ser prejudicada. A determinação das necessidades protéicas considera as condições fisiológicas e os ciclos da vida. DIGESTÃO DAS PROTEÍNAS Estômago - Começa a digestão das ptns: se decompõem em proteoses, peptonas e polipeptídeos grandes. - O pepsinogênio inativo ao entrar em contato com o HCl é convertido em pepsina, que digere o colágeno (tec. conjuntivo); Intestino - Duodeno - Onde ocorre maior parte da digestão das ptns. - O contato do quimo com a mucosa intestinal estimula a liberação da enterocinase, que transforma o tripsinogênio pancreático inativo em tripsina (forma ativa), que por sua vez ativa outras enzimas proteolíticas pancreáticas. - A tripsina, quimiotripsina e carboxipolipeptidase pancreáticas decompõem a ptn intacta e continuam a decomposição iniciada no estômago, até que forme pequenos polipeptídios e aas. DIGESTÃO DAS PROTEÍNAS (cont.) Intestino - As peptidases proteolíticas (na borda em escova) atuam sobre os peptídeos, transformando-os em aas, dipeptídeos e tripeptídeos. - Borda em escova: fase final da digestão das ptns. Os di e tripeptídeos são hidrolisados em aas pelas hidrolases peptídicas. ABSORÇÃO DAS PROTEÍNAS - Os aas são absorvidos principalmente no intestino delgado (± 60%) sob a forma de aas livres ou peptídios. - Os peptídeos e aas absorvidos são transportados ao fígado através da veia porta, para a liberação na circulação geral. DIGESTÃO Estômago Pepsinogênio → Pepsina secretada pela mucosa gástrica Proteólise: - pH; - Esvaziamento gástrico; - Tipo de proteína ingerida. ↓ Proteínas → Proteoses → Peptonas → polipeptídios maioresPâncreas Proteases (proenzima) ↓ Duodeno Intestino Tripsina Proteases Aas / Peptídeos c/ 2 e 6 aas ABSORÇÃO Aminoácidos / Di e Tripeptídeos Dipeptidases Borda em escova Citoplasma Dipeptidades Intracelular TRANSPORTE (Circulação Portal) Fígado METABOLISMO DAS PROTEÍNAS O destino dos aas absorvidos que entram no fígado (via veia porta): – 20% circulação sistêmica – 50% são transformados em uréia – 6% são transformados em ptns plasmáticas O fígado regula o catabolismo dos aas essenciais, com exceção dos AACR* (isoleucina, leucina, valina e fenilalanina), que são metabolizados em tecidos periféricos (músculo esquelético, rins e tecido adiposo). O destino do aa varia de acordo com a necessidade de cada, havendo um equilíbrio dinâmico entre as ptns tissulares com os aas ingeridos pela dieta e os aas circulantes. A síntese e o catabolismo é um processo dinâmico e específico para cada tecido, que é denominado de turnover protéico. *AACR – aa de cadeia ramificada Turnover protéico A taxa de renovação protéica varia de acordo com a função específica de cada proteína. Ex.: Ptn que atuam como enzimas possuem taxa de renovação elevada; Ptns estruturais (colágeno, fibras musculares) apresenta meia-vida longa e taxa de renovação baixa. A taxa média diária do adulto de ptn renovada é de 3% do total protéico do organismo: 70g TGI; 75g músculo; 25g sangue; 5g pele... METABOLISMO DAS PROTEÍNAS Síntese protéica O uso fundamental dos aas diz respeito à síntese de ptns como enzimas, hormônios, vit e ptn estruturais. Cada célula tem a capacidade de sintetizar um nº enorme de ptns específicas. A síntese protéica exige que todos aas necessários estejam disponíveis (presentes). A síntese das proteínas característica de cada célula é controlada pelo DNA. O DNA funciona como um modelo para a síntese de várias formas de RNA, que então participa na síntese protéica. METABOLISMO DAS PROTEÍNAS Catabolismo Antes da utilização do esqueleto de C, o grupo amina deve ser separado por desaminação oxidativa com conseqüente formação de cetoácidos (fígado). - Esqueleto de C: - compostos intermediários do catab da G e dos AG (ciclo de Krebs p/ produzir energ.) - produzir G a partir de gord. - N do grupo amina - NH² (liberado como amônia): - processos de sínteses - carreado para o fígado p/ converter em uréia (eliminada pela urina) METABOLISMO DAS PROTEÍNAS Catabolismo O ciclo da alanina transporta o grupo amina do músculo esquelético ao fígado sem a formação de amônia, para converter em uréia; e fornece ao músculo em trabalho a G sanguínea sintetizada pelo fígado, a partir do esqueleto C da alanina (glicogênica). A amônia, por ser altamente tóxica, é transportada em combinação com o ác. glutâmico → glutamina. RESUMO DA DIGESTÃO, ABSORÇÃO E UTILIZAÇÃO DAS PROTEÍNAS Estrutura Proteína Boca Tritura os alimentos Estômago HCL – desnatura a ptn e a pepsina inicia a hidrólise Intestino delgado Lúmen intestinal – as enzimas proteolíticas digerem a ptn a di e tripeptídeos; Borda em escova – as di e tripeptidases digerem di e tripeptídeos a aas Fígado Mantém o balanço de aas plasmáticos; Sintetiza aas essenciais, enz, lipoptns e alb; Converte o esqueleto carbônico dos aas em glic. Sistema circ. Sg – transporta aas absorvidos e ptns sintetizadas Rim Sintetiza uréia do excesso de nitrog e elimina pela urina Intestino grosso Elimina material não digerido que pode ser fermentado pela flora intestinal Digestão completa e absorção de seus produtos de hidrólise acontecem completam-se até o ileo-proximal. QUALIDADE DA PROTEÍNA Está relacionada com sua capacidade de sintetizar as necessidades do ser humano, de promover um crescimento normal em crianças e manutenção do adulto. Os principais métodos para a avaliação das proteínas são: Cômputo químico - análise dos aas da ptn em estudo e a comparação do perfil de aas essenciais, assim obtidos, com uma ptn de referência. Cômputo químico = mg aas essenciais/ g de ptn experimental mg aas essenciais/ g de ptn de referência Ex: Albumina e caseína – são consideradas proteínas de referência e o valor do seu cômputo químico é igual a 100% Aas limitante – é a menor concentração de aa essencial em relação à ptn de referência. QUALIDADE DA PROTEÍNA Método químico – identifica e quantifica os fatores limitantes das ptns. Interrelação Energia - Proteína (Ndpcal%) – é a % das calorias totais da dieta que é fornecida sob a forma de ptn total utilizável. Avalia o valor biológico da ptn e indica suas relações com as necessidades de energia. Ndpcal% = (cal das ptn : total das calorias) x NPU NPU – Utilização Protéica Final – Net Protein Utilization - define o valor nutricional da proteína em função da a quantidade de Nitrogênio Ingerido que foi retido no organismo. NPU = R / I x 100 I: Nitrogênio Ingerido R: Nitrogênio Retido Valores considerados normais Ndpcal% → 6 - 8% NPU → países desenvolvidos 70 – 80% em desenvolvimento 60 – 70% e dietas baseadas em farinha mandioca 50 – 60% Considerando que a proteína animal apresenta maior valor biológico do que a vegetal. Qual conduta os vegetarianos devem tomar? Se uma proteína vegetal que contém um excesso do AA limitante for adicionada à dieta, a combinação de proteína pode ser complementada. PROTEÍNAS – RECOMENDAÇÕES OMS – ORGANIZAÇÃO MUNDIAL DE SAÚDE WHO – WORLD HEALTH ORGANIZATION WHO,2003 10 a 15 % do VET 0,8 a 1,0 g/kg de peso/dia Hipoprotéica < 0,8 g/kgP/dia <10 % VET Normoprotéica 0,8 -1,0 g/kgP/dia 10 -15% VET Hiperprotéica > 1,0 g/kgP/dia > 15% VET PROTEÍNAS NO EXERCÍCIO FÍSICO Objetivos A proteína tem o papel de potencializar as adaptações decorrentes da prática crônica de exercícios com sobrecarga; Manter o balanço nitrogenado positivo dessa forma potencializando a fixação de aminoácidos no organismo; Pequena importância na contribuição energética (< 5%) ; Estimular a produção de hormônios anabólicos ; Aumento da síntese protéica na fase pós-exercício . SUPLEMENTOS PROTÉICOS Whey protein Albumina Proteína isolada da soja Mistura de vários tipos de proteínas Forma comercialização em pó barras SUPLEMENTOS DE AMINOÁCIDOS Glutamina Arginina BCAAMistura de Aa Forma comercialização em pó Líquido cápsulas DIETAS HIPERPROTÉICAS Problemas associados: Problemas renais Hipercolesterolemia Corpos cetônicos Gota (purinas metabolizadas em ácido úrico) AMINOÁCIDOS DE CADEIA RAMIFICADAS Leucina, Isoleucina, Valina BCAA (Brain Chain Amino Acids) São aminoácidos essenciais, constituintes naturais de alimentos ricos em proteínas. DRI - menos que 3 g/dia. Limite de até 6g/dia ▪ Pode ser facilmente obtido por uma dieta balanceada SÍNTESE PROTÉICA Os processos de síntese protéica são modulados pela insulina: glicose insulina - síntese protéica. glicose cortisol - degradação protéica. Obs: RNA é dependente de glicogênio então dificilmente ocorre síntese protéica sem carboidratos. SÍNTESE PROTÉICA Os efeitos anabólicos da insulina resultantes do exercício físico podem: estimular o transporte de aminoácidos para dentro da célula aumentar a eficiência do processo de tradução, atuando na etapa de iniciação da síntese protéica. Deficiência de insulina - atrofia muscular. CREATINA É encontrada em alimentos de fonte animal Sua ingestão diária é de 1 g É formada endogenamente no fígado, rim e pâncreas a partir dos aminoácidos glicina, arginina e metionina Combustível essencial para o sistema ATP-CP GLUTAMINA Aminoácido livre mais abundante no músculo e plasma humano Sintetizado pelo músculo esquelético, pulmões, fígado, cérebro e possivelmente pelo tecido adiposo glutamina sintetase Utilizado pelos rins, intestino e células do sistema imune. Concentração de glutamina intramuscular reduzida em estados catabólicos. Perguntas para o final da aula 1. O que são AA essenciais e não essenciais? 2. Quais características uma proteína tem que ter para ser considerada de alto valor biológico? 3. O que significa o termo digestibilidade das proteinas? 4. Qual a diferença entre a proteína de origem animal e vegetal? 5. Um indivíduo adulto (35 anos) e saudável decidiu tornar-se vegetariano. Com base nos dados abaixo, verifique se a ingestão protéica desse indivíduo encontra-se de acordo com as recomendações da DRI (em porcentagem do VCT e g/kg de peso).Idade: 35 anos Peso: 72 kg Ingestão protéica total: 43 g Valor calórico total: 2200 kcal
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