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PROTEÍNAS E SEU PAPEL NA NUTRIÇÃO HUMANA Prof. Esp. Manoel Costa Neto “São polímeros de alto peso molecular (macromoléculas), presentes em todas as células dos organismos vivos cujas unidades básicas são os aminoácidos, ligados entre si por ligações peptídicas.” (BOBBIO & BOBBIO, 1992; DUTRA DE OLIVEIRA, 1998) CONCEITO GENÉRICO PROTEÍNAS I. INTRODUÇÃO •São os compostos orgânicos mais abundantes constituídas de C, H O e N (16%), junto com S; podendo existir outros minerais (fósforo, ferro e cobalto); •São importantes em nutrição porque fornecem: 1) AA essenciais; 2) nitrogênio para a síntese de AA não essenciais e todas as outras substâncias nitrogenadas do organismo; 3) energia. • Existem 20 AA de importância (metabolizados) para o homem na natureza, e a ordem e frequência destes, é que determinam todas as PTNs existentes. •A função biológica da PTN é ditada pela sequência de AA Primária sequência de aminoácidos Secundária associação de membros próximos da cadeia polipeptídica e é mantida com pontes de hidrogênio Terciária estruturas globulares, diversos tipos de ligações Quaternária associação das estruturas terciárias Estrutura das Proteínas Construção e manutenção de tecidos e orgãos (“esqueleto” das células); Indispensáveis ao crescimento e à reprodução celular (DNA e RNA); Transporte de diversas substâncias no sangue: O2 e CO2, triglicerídeos, colesterol, fosfolipídios e vitaminas lipossolúveis (lipoproteínas); Defesa imunológica (anticorpos), geração e transmissão de impulsos nervosos; Regulação do metabolismo energético (hormônios); Participação no processo de digestão (enzimas). FUNÇÕES Simples: formadas apenas por AA em sua cadeia polipeptídica. Conjugadas: possuem um grupo prostético, que não é de natureza protéica. (glicoproteínas, lipoproteínas) TAMANHO: determinado pelo número de AA. Dipeptídeo – formado por 2 aminoácidos; Tripeptídeo – formado por 3 aminoácidos; Oligopeptídeos – 6 a 12 aminoácidos; Polipetídeos – 13 a + aminoácidos CLASSIFICAÇÃO X FUNÇÃO Tipo de Proteína Exemplo Função Estrutural Colágeno Queratina Na estrutura de tecidos conectivos Na estrutura de cabelos e unhas Contrátil Actina Miosina Na contração muscular Armazenamento Ferritina No armazenamento de ferro Transporte Hemoglobina Albumina Sérica No transporte de O2 No transporte de ácidos graxos Hormônios Insulina No metabolismo dos carboidratos Enzimas Pepsina Na digestão de proteínas Protetoras Gamaglobulina Fibrinogênio Na formação de anticorpos Na coagulação do sangue Toxinas Peçonha Veneno PROTEÍNAS CONJUGADAS Tipo de Proteína Grupo Prostético Exemplos Nucleoproteínas Ácido nucleico (DNA e RNA) Cromossomos Glicoproteínas Carboidratos Mucina na saliva Fosfoproteínas Fosfato Caseína no leite Cromoproteínas Grupo cromóforo (gerado de cor) Hemoglobina, hemocianina, favoproteínas Lipoproteínas Lipídios Fibrina no sangue Metaloproteínas Metais Ceruloplasmina (Cu); Sidereofilina (Fe) – plasma sanguíneo AMINOÁCIDOS Estrutura: um grupo amínico (NH2) e um grupo carboxílico (COOH); Apenas a prolina e hidroxiprolina contém um grupo imínico em vez de amínico; Ligação peptídica ocorre entre um grupo carboxílico de um aminoácido e o grupo amino do outro; AMINOÁCIDOS Não há reserva de aminoácidos livres no organismo; “Turnover ” “Pool” metabólico Funções específicas: Triptofano precursor da vitamina niacina e da serotonina Tirosina precursora da melanina Histidina precursora da histamina Glutamina combustível para o TGI NITROGÊNIO Entra no organismo (ingestão) Deixa o organismo (excreção) Compostos presentes nos alimentos Proteínas da dieta Uréia, amônia e outros produtos derivados do metabolismo (Cr eatinina e Ác. Úrico) CATABOLISMO DOS AMINOÁCIDOS Remoção dos grupos alfa- amino por processos de TRANSAMINAÇÃO e DESAMINAÇÃO Formação de AMÔNIA e alfa-cetoácidos CO2 e H2O Glicose Ácidos graxos Corpos cetônicos Conversão dos esqueletos de carbono dos alfa-cetoácidos em intermediários de rotas metabólicas produtoras de energia Excreção na urina Síntese de uréia CATABOLISMO DOS AMINOÁCIDOS 1ª FASE 2ª FASE Pool de Aminoácidos Turnover de Proteínas AA resultantes da hidrólise das proteínas da dieta; AA livres distribuídos pelo corpo; Cerca de 75% são recapturados através da biossíntese de novas proteínas teciduais; Os 25% restantes: precursores de outros (porfirinas, creatina, purinas, pirimidinas) HIDRÓLISE RESSÍNTESE PTN extracelulares: rápida degradação (enzimas digestivas e proteínas plasmáticas) PTN estruturais: metabolicamente estáveis (colágeno) + DESTINO DAS PROTEÍNAS CORPORAIS Ácidos (Glutamina, Glutamato, Asparagina e Aspartato) Básicos (Arginina, Lisina e Histidina) Aminoácidos Neutros Alifáticos Glicina, Alanina, Valina, Leucina, Isoleucina Aromáticos Triptofano, Fenilalanina Tirosina Hidroxil Serina, Treonina Sulfúricos Cistina, Metionina Imino Prolina Classificação nutricional dos Aminoácidos: Essenciais e Não-essenciais Aminoácidos Essenciais Não são sintetizados pelo organismo. Devem ser fornecidos pela dieta para: • Manutenção do ganho de peso normal • Manutenção do balanço nitrogenado Aminoácidos Não Essenciais Sintetizados em quantidades suficientes para satisfazer os requerimentos metabólicos normais Classificação nutricional dos Aminoácidos: Essenciais e Não-essenciais Essenciais Não Essenciais Condicionalment e Essenciais Histidina Alanina Arginina Isoleucina Acido aspártico Cistina Leucina Asparagina Glutamina Lisina Ácido glutâmico Glicina Metionina Serina Prolina Fenilalanina Tirosina Triptofano Valina Treonina Alto valor biológico: as proteínas possuem todos os AA essenciais em proporções adequadas. (proteínas animais como carnes, leite e ovos) Baixo valor biológico: as proteínas são deficientes em um ou mais AA essenciais. Ex: Leguminosas (10 – 30% de ptn); AA limitante: metionina Cereais (6-15% de ptn); AA limitante: lisina Frutas e hortaliças (1-2% de ptn) Proteína Real Atum 97 Fígado bovino 83,4 Frango 88,3 Carne Suína 90 Concentrado proteico soja 84,3 Feijão preto cozido 83 Feijão preto in natura 71 Flocos Aveia 89,8 Gelatina 56,3 Gelatina hidrolisada 97,6 Proteína Real Leite desnatado 95 Leite 87 Lentilhas 84 Milho 82,5 Ovo 88,5 Soja 96,7 Trigo 90,7 Tirapegi J. in Cozzolino, SMF. 2005 Fatores que afetam a digestibilidade das proteínas: conformação estrutural; fatores antinutricionais (inibidores de tripsina e quimiotripsina; lecitina e glicoproteínas; presença de taninos e fitatos); Tripeptídios Dipeptídios Digestão das Proteínas Inicia-se no estômago Duodeno e jejuno AA livres M ús cu lo •50 % proteína total do organismo; •25% do turnover F íg ad o e I nt e st in o •< 10% proteína total do organismo •50% do turnover Estrutura Proteína Boca Tritura os alimentos EstômagoÁcido clorídrico desnatura proteínas e a pepsina inicia a hidrólise Intestino delgado Ação das enzimas pancreáticas e das dipeptidadees e tripeptidases da borda em escova Sist. Circulatório Sangue, transporta aa absorvidos e proteínas sintetizadas Rim Sintetiza uréia do excesso de nitrogênio e o elimina na urina Intestino grosso Elimina material não digerido que pode ser fermentado pela flora intestinal Valores de proteína líquida (Net Protein Utilization – NPU) – proporção de nitrogênio ingerido que é retido no organismo sob condições específicas. Cálculo da quantidade de proteína da dieta Fatores de correção: Ptn animal – 0,7 Ptn leguminosas – 0,6 Ptn cereais e outros vegetais - 0,5 NDpCal% - 6 a 10% Calculo de NPU, NPCAL e NDpCal%, considerando 1.600 Kcal como VET de uma dieta. 100g de bife – 28,3g de proteína NPU: 28,3 x 0,7 = 19,8g 50g Feijão – 11,3g de proteína NPU: 11,3g x o,6 = 6,8g 200g de arroz – 14,3 g de proteína NPU: 14,3 x 0,5 = 7,2g NPCAL: 33,8 x 4 = 135,2 NDpCal% = (NPpCAL x 100)/ VCt (135,2 x 100)/1600 = 8,5% Cálculo da quantidade de proteína da dieta 33,8g NPU total = Definido como a diferença entre a quantidade de nitrogênio ingerida e a quantidade excretada pelo organismo em 24 horas CONCEITO No balanço nitrogenado a excreção de nitrogênio é realizada através: 1) Uréia eliminada na urina (68%) 2) Proteínas eliminadas nas fezes (22%). 3) Outras perdas : suor, cabelos, unhas, pelo (10%) • O indivíduo adequadamente nutrido, deve-se encontrar em equilíbrio nitrogenado, ou seja, o balanço nitrogenado = zero. Fonte: Marchini e Cols, 1998. BALANÇO NITROGENADO Carência de proteínas • Deficiência de AA essenciais para a síntese protéica • Degradação de proteína tecidual • Sinais e sintomas clínicos de Kwashiorkor (DPC) Excesso de proteínas • AA em excesso: São metabolizados • Esqueletos de carbono: oxidados ou convertidos em glicose ou gorduras • Grupo amino: convertidos em amônia LEITE E DERIVADOS Iogurtes e leites fermentados Leite (várias espécies) Queijos diversos Bebidas lácteas FONTES ALIMENTARES CARNES, OVOS E PESCADOS Carnes bovinas, suínas e caprinas Pescados (várias espécies) Aves em geral Frutos do mar FONTES ALIMENTARES Leguminosas e castanhas Feijões em geral espécies) Soja Castanhas diversas Nozes e sementes FONTES ALIMENTARES Variação de Macronutriente aceitável 1 – 3 anos 5 a 20% 4 – 18 anos 10 a 30% > 18 anos 10 a 35% Guia alimentar para a população brasileira: 10 – 15% do VET RECOMENDAÇÕES DE PROTEÍNAS IOM, 2002 / 2005 RECOMENDAÇÕES DE PROTEÍNAS Idade RDA (g /Kg de peso corporal 0-6 meses 2,2 6-12 meses 1,6 1-3 anos 1,2 4-6 anos 1,2 7-14 anos 1,0 15-18 anos 0,9 19-50 anos 0,8 51-70 ou > 0,8 RDA (Recommended Dietary Allowance) = Ingestão dietética recomendada)
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