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METABOLISMO DOS CARBOIDRATOS PROF° CLÁUDIA M. DE LAZZARI MEDICINA VETERINÁRIA - 2018 ■ Principal fonte de Energia Composição: C, H, O; Vegetais (~75%) e até 85% alguns grãos; Amido: principal fonte de energia. Carboidratos Nos animais = glicogênio Tetroses (C4H8O4) Eritrose Pentoses (C5H10O5) Ribose Xilose Arabinose Hexoses (C6H12O6) Glicose Galactose Manose Frutose Monossacarídeos Glicose: Ppal. produto da digestão de CHOs para não-ruminantes Trioses (C3H6O3) Diidroxiacetona Gliceraldeído CLASSIFICAÇÃO: Açúcares simples (< 10 monossacarídeos) Sacarose α D-glicose + β D-frutose Maltose α D-glicose + α D-glicose (1,4) Lactose α D-glicose + β D-galactose Celobiose β D-glicose + β D-glicose (1,4) Dissacarídeos (C12H22O11) (2 moléculas de monossacarídeos) ↑ Peso molecular (> 10 unidades monossacarídeos); Insolúveis em água; Material de reserva e energia (amido) e estrutural (celulose, hemicelulose e pectina) dos vegetais; Devem ser degradados a monossacarídeos p/ absorção. Polissacarídeos Carboidratos CHO não-fibrososCHO fibrosos Amido AçúcaresLignina Celulose Hemicelulose Reserva de energia dos animais (fígado e mm.); Solúvel em água; Produz glicose como único produto final da hidrólise (glicogenólise). Glicogênio Não são nutrientes p/ monogástricos; Em excesso: influência negativa na digestibilidade dos nutrientes; Alteram o tempo de trânsito intestinal e absorção de nutrientes; Utilidade p/ monogástricos: alimentos funcionais Manejo da obesidade/diabetes; Qualidade das fezes/excretas. Fibras Digestão e absorção CHOs BOCA: função mecânica e enzimática; ESTÔMAGO: ação ácida; INTESTINO DELGADO: local mais ativo da digestão (monossacarídeos); Digestão e Absorção polissacarídeos oligossacarídeos Amilase pancreática Amido α- dextrinas Maltose Isomaltose Maltotriose Metabolismo dos CHOs Carboidratos Alimentares Glicose Glicose-6-fosfato Glicose -1-fosfatoGlicogênio Glicólise Ácido Pirúvico Ciclo de Krebs Cadeia respiratóri a Produção de CO 2 e H 2 O e ENERGIA (ATP) Insulina glicogênese (alimento abundante) (mm. e fígado) Glicose Glicogênio glicogenólise (jejum/hipoglicemia) Carboidratos Digestão difere quando empregados por monogástricos ou ruminantes Monogástricos Amido Glicose Ruminantes CHOs solúveis e insolúveis Ácidos Graxos Voláteis (absorvidos na parede ruminal) Absorção dos CHOs ► Após a absorção ↑ [glicose] no sangue, as cél. β das ilhotas pancreáticas secretam insulina estimula a captação de glicose; ► O fígado, o cérebro e os eritrócitos, não necessitam de insulina para captação de glicose por suas células. Controle Hormonal de CHOs Os hormônios glicorreguladores: • insulina, • glucagon, • epinefrina, • cortisol e • hormônio de crescimento. (plasmática) Gliconeogênese é o processo inverso da glicólise A glicose é obtida à partir de substâncias glicogênicas precursores, não CHOs (AA, glicerol.....precurosores de glicose como piruvato e acetil-Coa oxaloacetato) Piruvato Quinase Duas moléculas deste composto formam a glicose Piruvato Oxaloacetato Fosfoenolpiruvato Glicose Ponto partida para gliconeogênese Acetil-Coa Oxidação completa da glicose em CO2 e H2O, produzindo ATP Piruvato AcetilCoA Oxalacetato Ciclo de Krebs Fosfoenolpiruvato Glicose Glicólise: glicose 2 mols. piruvato; Glicogênese: glicose glicogênio; Glicogenólise: glicogênio glicose; Gliconeogênese: glicose AA., glicerol. Metabolismo da Glicose Digestão de CHOs em Suínos Leitões recém-nascidos = atividade enzimática Digestão de CHOs em Suínos Digestão Enzimática Digestão Microbiana 5-30% Energia 20-30% Derivados lácteos; 30-35% Amido cozido Inclusão de amido Ingredientes de ↑ qualidade; Capacidade de digerir PNA. Digestão de CHOs nas Aves Digestão Enzimática Digestão Microbiana mínima β-Glucanos (cevada, aveia) Arabinoxilanos (trigo, centeio) ↑ Retenção líquidos ↑ viscosidade ↑ Umidade excretas ↓ Digestibilidade Utilização de Enzimas Exógenas Bedford (2000) - três grupos de enzimas exógenas utilizadas para monogástricos: para alimentos com baixa viscosidade (milho, sorgo e soja); para alimentos de alta viscosidade (trigo, centeio, cevada e farelo de arroz) e, para degradar o ácido fítico dos grãos. As principais. carboidrases: amilases, pectinases, β- glucanases, arabinoxilanases, celulases e hemicelulases. Utilização de Enzimas ↓ Viscosidade ↓ Umidade excretas ↑ Retenção Energia (N) ↑ Valor nutritivo dos alimentos ↑ Nível de incorporação trigo e cevada β-glucanases Arabinoxilanases CHOs para Peixes Amido e açúcares simples; Processamento térmico; PNAs (% inclusão e enzimas exógenas); Níveis corretos economia de proteína animal; a capacidade de digestão das fibras é menor que 10% Proteína de origem vegetal em substituição parcial à farinha de peixe, devido ao elevado custo e elevado nível de P; Preocupação com fatores antinutricionais Baixa atividade amilolítica: Herbívoros - 40% Onívoros - 20% Carnívoros - 10% Requerimento variável: 5 a 20% nas dietas; preferencialmente que fique entre 5 e 6% Proteínas na Nutrição Animal Compostos orgânicos de alto peso molecular (C-H-O-N); representam 50 a 80% do peso de uma célula; Estruturas: cadeias de aminoácidos; Aminoácidos: mols. contém um grupo carboxila (COOH) e um grupo Amina (NH2) ligados a um C. Proteínas e Aminoácidos Aminoácidos Ligação peptídica Ligação feita entre aminoácidos (aa) para formar peptídeos (2 a 5 aa), polipeptídeos (+5 aa) e proteínas (+50 aa). Im a g e m : Y a s s in e M ra b e t / F o rm a ç ã o d a l ig a ç ã o p e p tí d ic a , e m 1 2 d e a g o s to d e 2 0 0 7 / P u b lic D o m a in Ligação Péptica Aminoácido 2Aminoácido 1 Duplo Peptídeo Água Proteínas e Aminoácidos FUNÇÕES Gerais: Composição do tecido animal; Fornecimento de energia; Composição de hormônios e enzimas. Natureza: ~ 500 aas. descobertos; Somente 23 atuam como constituintes das proteínas; Cada combinação = proteína diferente. Proteínas e Aminoácidos Classificados Simples: albuminas, globulinas, caseínas, etc. Conjugados: glicoproteínas, hemoproteínas, fosfoproteínas, nucleoproteínas, lipoproteínas, etc. Proteínas e Aminoácidos Classificação de acordo com a Função Biológica: • Enzimas = tripsina, hexoquinase; • Proteínas transportadoras = hemoglobina, mioglobina; • Proteínas nutritivas e de reserva = ovoalbumina, caseína, ferritina; • Proteínas contráteis e de movimento = actina e miosina; • Proteínas estruturais = queratina, colágeno; • Proteína de defesa = anticorpos, trombina; • Proteínas hormonais ou reguladoras = insulina, glucagon, GH. Aminoácidos Essenciais: formam proteínas de alto valor biológico. Aminoácidos não sintetizados (produzidos) pelo organismo em quantidade suficiente para atender a sua demanda. Proteínas e Aminoácidos A proteína é essencial para a manutenção, crescimento, reprodução e lactação; A demanda protéica ~ idade, sexo e condições fisiológicas.Proteínas e Aminoácidos Aminoácidos Limitantes Aminoácidos que estão presentes em menor concentração do que a exigida para o máximo crescimento. Eles limitam a retenção dos demais aminoácidos, caso não estejam na devida proporção. Aminoácidos Aves Suínos 1o Limitante Metionina Lisina 2º Limitante Lisina Metionina 3o Limitante Treonina Triptofano Treonina Triptofano *Rações à base de milho e farelo de soja Bertechini (2012) Aminoácidos Limitantes DETERMINAÇÃO DOS NÍVEIS DE PROTEÍNA BRUTA: A quantificação dos níveis de proteína de uma ração é feita a partir da determinação do conteúdo de nitrogênio da amostra. O método de determinação é conhecido como Método de Kjeldahl, onde a amostra sofre três processos: Digestão, Destilação e Titulação PROTEÍNA BRUTA (%) = N (%) x 6,25* * Conteúdo de nitrogênio de 16% na proteína total proteína do ovo (alto valor biológico). Proteínas e Aminoácidos DEFICIÊNCIA DE PROTEÍNAS E AMINOÁCIDOS Aumento da síntese hepática fígado gorduroso; Aumento da síntese de gordura; Crescimento reduzido; Redução na eficiência alimentar; Reprodução ineficiente; Problemas com aparência: pelos, pele, penas, etc. Aves = deficiência de treo e met = fígado gorduroso Lis e met = empenamento A maior parte do nitrogênio da dieta é consumido na forma de proteína (vegetal ou animal); Hidrólise até seus aminoácidos absorção; As enzimas proteolíticas são produzidas por três órgãos: estômago, pâncreas e intestino delgado; Aas. livres são absorvidos céls. Intestinais. Digestão de Proteínas 1. Destino: Síntese protéica; 2. Não sendo utilizados para esse fim, são degradados; 3. Em animais, não são armazenados como fonte de energia; 4. Parte da degradação dos aas. ocorre no fígado. - Carnívoros = até 90% das necessidades de energia pela oxidação dos aas.; - Herbívoros = apenas pequena fração energética; Degradação de Proteínas e Aas. Degradação de Proteínas e Aas. Catabolismo dos aminoácidos Desaminação: aa. perde o grupo amino (uréia – urina) e os -cetoácidos podem sofrer oxidação até CO2 e H2O; Metabolismo do esqueleto de carbono fornece unidades de 3 a 4 C que são convertidos a glicose. Formas de Excreção do Nitrogênio Excreção do Nitrogênio AMÔNIA - Solúvel em água; - Peixe excreta amônia pelas brânquias – difusão direta; - Aves e répteis convertem amônia em ácido úrico; - Mamíferos convertem amônia em uréia, no fígado, e excretam via urina. 3 URÉIA - Facilmente solúvel em água e não possui carga; - Fácil excreção < energia; - Moderada toxicidade. Excreção do Nitrogênio ÁCIDO ÚRICO - Altamente insolúvel em água precipita; - Removido na forma sólida economia de água; - Maior gasto de energia = muitas etapas na síntese. Excreção do Nitrogênio Formas de Excreção do Nitrogênio Perda de água na excreção: amônia (300-500 mL)>uréia (50 mL)>ácido úrico (10 mL) por cada 1g de N2; No entanto, maior gasto energético para ácido úrico>uréia>amonia; ANIMAL PB (%) EM (KCAL/g) EM/PB (KCAL/g) EA GP/CR PEIXES 32 2.7 8.5 0.75 AVES 18 2.8 16.0 0.48 BOVINOS 11 2.6 24.0 0.13 Lovell (1998) Exigências diferenciadas entre sps. Plânctófagos – plâncton; Detritívoros - matéria em decomposição; Iliófagos - matéria orgânica; Herbívoros Carnívoros Onívoros Rações no mercado 26-28% de PB 32% de PB 36-38% de PB 42-56% de PB Peixes: Hábitos Alimentares Proteína Ideal ► Dietas com o perfil de aas. nas proporções exatas das necessidades dos animais (Mitchel, 1964). Conceito de Proteína Ideal: Dependente da qualidade protéica; Adequação dos desequilíbrios – aas. puros; Combinação de ingredientes; Lisina = aa. padrão. PI = minimizar custos, elevar o desempenho produtivo e reduzir a excreção de resíduos metabólitos. Lisina = fácil determinação, participa no crescimento dos tecidos, exigência metabólica alta, limitante em aves e suínos, conhecimentos científicos, não ocorre transaminação. Sabe-se que apenas 45% do N consumido pelas aves são retidos como proteína animal, logo, 55% do N ingerido são excretados, o que contribui para aumentar a poluição ambiental (CAUWENBERGHE & BURNHAM, 2001). Já Ferket (2002) considera que somente 35% do N são retidos pelo animal. O uso do conceito de proteína ideal só é possível porque os principais aas limitantes (lisina, metionina, treonina, triptofano e valina) estão comercialmente disponíveis e a cada ano se tornam mais competitivos com relação aos custos dos aas presentes nos alimentos. Proteína Ideal Baker (1997) NRC (1998) Lisina 100 100 Metionina 30 27 Met + Cis 60 57 Treonina 65 62 Triptofano 17 18 Arginina 42 41 Histidina 32 32 Isoleucina 60 55 Tabela 4. Relação de alguns aminoácidos com a lisina para estimar as exigências de aminoácidos de frangos de corte. PRÓXIMA AULA ■ Metabolismo de Lipídeos
