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Metabolismo de Metabolismo de MineraisMinerais ZOO 613ZOO 613 MineraisMinerais Professor Jalison LopesProfessor Jalison Lopes ZootecnistaZootecnista--DScDSc Minerais na nutrição de ruminantesMinerais na nutrição de ruminantes ��MineraisMinerais compõecompõe dede 22 aa 55%% dodo organismoorganismo �� FundamentaisFundamentais parapara manutençãomanutenção dada saúdesaúde ee maximizaçãomaximização dodo desempenhodesempenho.. �� MineralizaçãoMineralização podepode potencializarpotencializar aa utilizaçãoutilização dada proteínaproteína ee dada energiaenergia dada dietadieta�� MineralizaçãoMineralização podepode potencializarpotencializar aa utilizaçãoutilização dada proteínaproteína ee dada energiaenergia dada dietadieta �� PastagensPastagens tropicaistropicais raramenteraramente fornecemfornecem aa quantidadequantidade necessárianecessária dede mineraisminerais parapara oo ruminanteruminante.. �� InfluênciaInfluência diretadireta dada concentraçãoconcentração dodo mineralmineral nono solosolo �� SuplementaçãoSuplementação mineralmineral éé necessárianecessária emem todastodas asas regiõesregiões brasileirasbrasileiras Definição de Mineral essencialDefinição de Mineral essencial ““ UmUm elementoelemento podepode serser classificadoclassificado comocomo essencialessencial quandoquando umauma dietadieta purificadapurificada carentecarente destedeste elementoelemento acarretaacarreta sintomassintomas dede deficiênciadeficiência nosnos animaisanimais ee estesestesacarretaacarreta sintomassintomas dede deficiênciadeficiência nosnos animaisanimais ee estesestes sintomassintomas podempodem serser curadoscurados ouou prevenidosprevenidos pelapela adiçãoadição dodo mineralmineral nana dietadieta (Silva(Silva ee Leão,Leão, 19791979)) ”” Classificação dos minerais essenciaisClassificação dos minerais essenciais �Exigidos em quantidades maiores (g/dia) � Expressos em % da MS MacromineraisMacrominerais � São eles: �Cálcio (Ca); �Fósforo (P) � Magnésio (Mg) � Sódio (Na) � Cloro (Cl) � Potássio (K) � Enxofre (S) Classificação dos minerais essenciaisClassificação dos minerais essenciais �Exigidos em pequenas quantidades (miligramas) � Expressos em mg/kg de MS � São eles: MicromineraisMicrominerais � São eles: �� CobaltoCobalto (Co)(Co) �� CobreCobre (Cu)(Cu) �� MolibdênioMolibdênio (Mo)(Mo) �� FerroFerro (Fe)(Fe) �� ZincoZinco (Zn)(Zn) �� ManganêsManganês (Mn)(Mn) �� IodoIodo (I)(I) �� SelênioSelênio (Se)(Se) Concentrações aproximadas dos Concentrações aproximadas dos minerais essenciais no organismominerais essenciais no organismo Macrominerais % Microminerais mg/Kg Ca 1,5 Fe 20-80 P 1,0 Zn 10-50 K 0,2 Cu 1-5K 0,2 Cu 1-5 Na 0,16 Mn 0,2-0,5 Cl 0,11 I 0,3-0,6 S 0,15 Co 0,02-0,1 Mg 0,04 Mo 1-4 Se 1,7 Cr 0,08 McDonald (1975) Composição de Composição de macromineraismacrominerais do leite bovinodo leite bovino Mineral gramas/Litro de leite K 1,5 Ca 1,2 Cl 1,1 P 1,0 Na 0,5 Mg 0,1 Principais deficiências minerais no Brasil por estados “Podem modificar as respostas do animal, conforme se apresentem deficientes, ótimos ou em condições tóxicas” Níveis de minerais na dieta Suplementação mineral versus Suplementação mineral versus disponibilidade protéica e energética disponibilidade protéica e energética “Quando as condições protéicas e energéticas da dieta “Quando as condições protéicas e energéticas da dieta são melhoradas, ocorre uma necessidade paralela de são melhoradas, ocorre uma necessidade paralela de maiores quantidades de minerais maiores quantidades de minerais (Thiago e Silva, 1981)”.(Thiago e Silva, 1981)”. Bovinos em PastejoBovinos em Pastejo Período de ChuvasPeríodo de Chuvas Pastos verdes e abundantesPastos verdes e abundantes �� concentração de ENERGIA E PROTEÍNAconcentração de ENERGIA E PROTEÍNA Rápido ganho de peso = Rápido ganho de peso = �� ExigExig. Nutricionais. Nutricionais �� da demanda de MINERAIS!da demanda de MINERAIS! Bovinos em Pastejo Período de SecaPeríodo de Seca �� consumo de forragens (lignificados) consumo de forragens (lignificados) �� concentração de ENERGIA E PROTEÍNA (< 7%)concentração de ENERGIA E PROTEÍNA (< 7%) Perda de peso = Perda de peso = �� das das ExigExig. Minerais. Minerais �� da demanda de MINERAIS!da demanda de MINERAIS! Características dos macro e Características dos macro e microminerais microminerais �� LocalizaçãoLocalização nono organismoorganismo �� FunçõesFunções ��MetabolismoMetabolismo��MetabolismoMetabolismo �� HomeostaseHomeostase �� PresençaPresença nosnos alimentosalimentos �� SintomasSintomas dede deficiência/excessodeficiência/excesso ouou toxideztoxidez Cálcio (CaCálcio (Ca++++)) Localização no organismo:Localização no organismo: 9999%% nosnos ossosossos ee dentesdentes 11%% nosnos tecidostecidos molesmoles ee fluídosfluídos extracelularesextracelulares..11%% nosnos tecidostecidos molesmoles ee fluídosfluídos extracelularesextracelulares.. ElementoElemento mineralmineral maismais abundanteabundante nono organismoorganismo Cálcio (CaCálcio (Ca++++)) Principais funções:Principais funções: Formação dos ossosFormação dos ossos Transmissão de impulsos nervososTransmissão de impulsos nervosos Contração da musculatura esquelética e cardíacaContração da musculatura esquelética e cardíaca Coagulação sanguíneaCoagulação sanguínea Produção de leite (1,2 Produção de leite (1,2 g/Lg/L de leite) de leite) Ativador enzimático Ativador enzimático Regulação hormonalRegulação hormonal Cálcio (CaCálcio (Ca++++)) MetabolismoMetabolismo AbsorçãoAbsorção dodo CaCa ocorreocorre principalmenteprincipalmente nono IDID (jejuno(jejuno ee duodeno)duodeno).. Pequena parte ocorre no rúmen.Pequena parte ocorre no rúmen. Feita de forma ativa e passiva.Feita de forma ativa e passiva. Cálcio (CaCálcio (Ca++++)) MetabolismoMetabolismo ��TransporteTransporte passivopassivo:: ●● �� [[ ]] dede CaCa disponíveldisponível nana dietadieta ●● QualquerQualquer parteparte dodo tratotrato digestivodigestivo ��TransporteTransporte ativoativo:: ●● PrincipalPrincipal formaforma dede absorçãoabsorção dede CaCa nosnos ruminantesruminantes ●● VitaminaVitamina DD regularegula aa atividadeatividade dede proteínasproteínas transportadorastransportadoras dede CaCa Cálcio (CaCálcio (Ca++++)) MetabolismoMetabolismo TransporteTransporte dede CaCa ee PP sempresempre ocorreocorre juntojunto ee umum dependedepende dodo outrooutro parapara queque suassuas funçõesfunções sese realizemrealizem.. RelaçãoRelação idealideal dede CaCa::PP éé dede 11::11 aa 22::11 parapara oo crescimentocrescimento ee aa formaçãoformação dodo esqueletoesqueleto (proporção(proporção emem queque essesesses mineraisminerais sese achamacham nosnos ossos)ossos).. ComCom níveisníveis adequadosadequados dede vitvit DD relaçõesrelações CaCa::PP variandovariando dede 11::11 aa 77::11 nãonão prejudicamprejudicam oo animalanimal.. Cálcio (CaCálcio (Ca++++)) HomeostaseHomeostase NíveisNíveis sanguíneossanguíneos dede CaCa sãosão mantidosmantidos pelospelos hormônioshormônios calcitoninacalcitonina ee paratormônioparatormônio (PTH)(PTH) associadosassociados àà vitaminavitamina DD.. �� PTHPTH �� �� reabsorçãoreabsorção renal,renal, absorçãoabsorção intestinal,intestinal, reabsorçãoreabsorção ósseaóssea ee�� PTHPTH �� �� reabsorçãoreabsorção renal,renal, absorçãoabsorção intestinal,intestinal, reabsorçãoreabsorção ósseaóssea ee síntesesíntese dede vitvit DD.. �� VitaminaVitamina DD �� �� síntesesíntese dada proteínaproteína CálcioCálcio--ligadoraligadora ((�� absorçãoabsorção intestinalintestinal dodo Ca)Ca) ee �� perdaperda dede CaCa pelapela urinaurina..�� CalcitoninaCalcitonina �� IncorporaIncorpora rapidamenterapidamente CaCa nosnos ossos,ossos, �� síntesesíntese dede vitvit DD.. Cálcio (CaCálcio (Ca++++)) PresençaPresença nosnos alimentosalimentos Grãos de cereais são pobres em Ca (0,02 a 0,27% MS) Forragens possuem níveis mais elevados: � Gramíneas temperadas - 0,31% a 0,36% na MS � Gramíneas tropicais - 0,23 a 0,49% na MS � Leguminosas - 0,9 a 1,7% na MS � Teores de Ca normalmente presentes em gramíneas tropicais atendem as exigências de bovinos de corte em pastejo Cálcio (CaCálcio (Ca++++)) Porque pastagens normalmente atendem os Porque pastagens normalmente atendem os requerimentos de Ca ?requerimentos de Ca ? Maioria das espécies contem mais Ca do PMaioria das espécies contem mais Ca do PMaioria das espécies contem mais Ca do PMaioria das espécies contem mais Ca do P Solos deficientes em Ca são menos comuns que os carentes em PSolos deficientes em Ca são menos comuns que os carentes em P Nível de Ca não Nível de Ca não �������� com maturidade da planta como ocorre com o Pcom maturidade da planta como ocorre com o P Sintomas de deficiênciaSintomas de deficiência �� Raquitismo em jovensRaquitismo em jovens �� Fragilidade óssea (Fragilidade óssea (OsteomaláciaOsteomalácia)) Cálcio (CaCálcio (Ca++++)) �� �� produção de leiteprodução de leite �� Manqueira e endurecimento do andarManqueira e endurecimento do andar �� InfertilidadeInfertilidade �� Defeito de aprumos e arqueamento da colunaDefeito de aprumos e arqueamento da coluna �� Retenção de placentaRetenção de placenta �� Hipocalcemia da vaca parturiente (Febre do leite) Hipocalcemia da vaca parturiente (Febre do leite) Sintomas de excessoSintomas de excesso �� Mais relacionado a inibição da absorção de outros minerais (P, Mais relacionado a inibição da absorção de outros minerais (P, Mg, Fe, I, Zn e Mn). Mg, Fe, I, Zn e Mn). Cálcio (CaCálcio (Ca++++)) �� �� digestibilidade da dietadigestibilidade da dieta �� �� consumo voluntário, consumo voluntário, �� Infertilidade associada à ocorrência de cistos ovarianos.Infertilidade associada à ocorrência de cistos ovarianos. Fósforo (PFósforo (P33--)) Localização no organismo:Localização no organismo: 8080--8585%% nosnos ossosossos ee dentesdentes 1515--2020%% nosnos tecidostecidos molesmoles ee fluídosfluídos extracelularesextracelulares.. 22ºº elementoelemento mineralmineral maismais abundanteabundante Principais funções:Principais funções: FormaçãoFormação ee manutençãomanutenção dosdos ossosossos ee dentesdentes ComponenteComponente dada moléculamolécula dede ATPATP Fósforo (PFósforo (P33--)) ComponenteComponente dada moléculamolécula dede ATPATP TamponamentoTamponamento ,, equilíbrioequilíbrio ácidoácido--básicobásico ee osmóticoosmótico dodo sanguesangue ee outrosoutros fluidosfluidos corporaiscorporais PresentePresente nosnos fosfolipídeosfosfolipídeos dasdas membranasmembranas celularescelulares ConstituiçãoConstituição dodo DNADNA ee RNARNA;; Principais funções:Principais funções: EstimulaEstimula crescimentocrescimento microbianomicrobiano ruminalruminal (principalmente(principalmente celulolíticascelulolíticas)) ProduçãoProdução dede leiteleite (necessidade(necessidade dede 11,,00g/Lg/L dede leiteleite )) Fósforo (PFósforo (P33--)) ProduçãoProdução dede leiteleite (necessidade(necessidade dede 11,,00g/Lg/L dede leiteleite )) FormaçãoFormação dodo tecidotecido muscularmuscular ImportanteImportante emem todastodas asas fasesfases dada reproduçãoreprodução RegulaçãoRegulação enzimáticaenzimática MetabolismoMetabolismo AbsorçãoAbsorção dodo PP ocorreocorre principalmenteprincipalmente nono IDID ee podepode serser:: Fósforo (PFósforo (P33--)) serser:: �� Transporte passivo: em dietas com Transporte passivo: em dietas com �� P disponível P disponível �� Transporte ativo: principal forma (dependente de Na e Transporte ativo: principal forma (dependente de Na e vitvit D) D) HomeostaseHomeostase ControleControle hormonalhormonal dada homeostasehomeostase dede PP éé maismais variávelvariável ee secundáriosecundário emem relaçãorelação aoao CaCa.. Fósforo (PFósforo (P33--)) FeitaFeita dede formaforma semelhantesemelhante aa dodo CaCa:: �� EnvolveEnvolve PTH,PTH, calcitoninacalcitonina ee VitVit DD �� DiferençaDiferença:: �� PTHPTH tambémtambém �� [[ ]] PP sanguíneosanguíneo HomeostaseHomeostase Ruminantes,Ruminantes, apresentamapresentam �� reabsorçãoreabsorção renalrenal dede PP ee �� secreçãosecreção salivarsalivar dede PP ((3030 aa 9090 g/dia)g/dia) Fósforo (PFósforo (P33--)) �� PP dietéticodietético �� �� PP intestinointestino �� �� PP salivarsalivar �� ExcreçãoExcreção nana urinaurina caicai aa ZERO!ZERO! MecanismosMecanismos dede controlecontrole dede CaCa ee PP buscambuscam mantermanter aa relaçãorelação 22::11 nono organismoorganismo Absorção e utilização do P Fonte: Schneider et al., 1987 PresençaPresença nosnos alimentosalimentos Cereais, grãos de oleaginosas, produtos animais e pescados, são ricos em P. Fósforo (PFósforo (P33--)) Ruminantes conseguem aproveitar o P dos grãos, que estão na forma de fitatos (microbiota ruminal produz fitase). Devido ao � teor nos solos brasileiros as forragens tropicais são bastante pobres em P (0,07 a 0,2% da MS). P corresponde a 60% do custo da suplementação mineral Sintomas de deficiênciaSintomas de deficiência � Fragilidade óssea; � Fraqueza generalizada; � Perda de peso; Fósforo (PFósforo (P33--)) � Perda de peso; � Enrijecimento das articulações; � � produção de leite; � � eficiência reprodutiva � Apetite depravado (Alotriofagia) levando o animal a mastigar madeiras, pedras, ossos e outros materiais estranhos à sua dieta normal; � Botulismo (indiretamente); Dois búfalos com 2 anos de idade, o da direita corretamente suplementado e o da esquerda subdesenvolvido devido a deficiência de P (Tokarnia et al., 2010) ROER BARRANCOROER BARRANCO Conteúdo ruminal de uma vaca com apetite depravado (± 25 kg de pedras) 9 Ingestão de ossos (osteofagia) associada à deficiência de P Osteofagia Osteofagia Pedaço de osso mastigado Pedaço de osso mastigado -- ArgentinaArgentina Fragilidade óssea Bovino com deformação da escápula direita e fratura mal consolidada no membro anterior esquerdo (Tokarnia et al., 2010) Fragilidade óssea Bubalino com fratura na coluna vertebral (Tokarnia et al., 2010) Fragilidade óssea Bovinos com fratura mal consolidada na tíbia (Tokarnia et al., 2010) Fêmur de bovino com diminuição da densidade óssea ao exame radiográfico (acima) e fêmur normal (abaixo) (Tokarnia et al., 2010) Fragilidade óssea Baixo peso específico de osso bovino devido a deficiência de P (Tokarnia et al., 2010) 34 Fósforo na dietaFósforo na dieta Fragilidade óssea Acentuada fragilidade óssea demonstrada pela fácil penetração de uma faca em ossos do crânio, em bovinos e bubalinos com 2 anos de idade (Tokarnia et al., 2010) Bovinos com dificuldade/incapacidade de se levantar devido ao Botulismo Bovinos com o tônus da língua diminuído devido ao Botulismo ocasionado pela osteofagia (Tokarnia et al., 2010) Deficiência de P é menos grave em ovinos: Consomem mais alimento por unidade de peso Menor proporção de osso em relação ao pesoMenor proporção de osso em relação ao peso Pastejo mais rente ao solo (���� ingestão de P) “Caprinos são ainda menos sensíveis por causa de seus hábitos alimentares (comem brotos de arbustos)” Sintomas de excessoSintomas de excesso � Formação de cálculos urinários � Pode levar a obstrução do canal urinário de pequenos ruminantes(urolitíase) Fósforo (PFósforo (P33--)) (urolitíase) Fósforo (PFósforo (P33--)) TratamentoTratamento dada urolitíaseurolitíase:: �� SuspenderSuspender oo fornecimentofornecimento dada misturamistura mineralmineral ee dede águaágua.. �� AcidificarAcidificar aa urinaurina pelapela administraçãoadministração dede cloretocloreto dede amônioamônio ouou cloretocloreto dede cálciocálcio aa 55%% nana dosedose dede 2020 ml/diaml/dia adicionadosadicionados aa raçãoração ((�� cálculos)cálculos).. �� SeSe oo cálculocálculo estiverestiver nana parteparte finalfinal dodo sistemasistema urinário,urinário, podepode--sese tentartentar aa retiradaretirada atravésatravés dede massagensmassagens levesleves Localização no organismo:Localização no organismo: ComponenteComponente dada matrizmatriz ósseaóssea (pequena(pequena parte)parte) Sódio (NaSódio (Na++)) PrincipalPrincipal cátioncátion extracelularextracelular Principais funções:Principais funções: Manutenção da pressão osmóticaManutenção da pressão osmótica Regulação do equilíbrio Regulação do equilíbrio ácidoácido--básicobásico e permeabilidade celulare permeabilidade celular Sódio (NaSódio (Na++)) Regulação do equilíbrio Regulação do equilíbrio ácidoácido--básicobásico e permeabilidade celulare permeabilidade celular Auxilia na absorção de nutrientes Auxilia na absorção de nutrientes Transmissão de impulsos nervosos. Transmissão de impulsos nervosos. Principal sal Principal sal tamponantetamponante do pH do pH ruminalruminal (bicarbonato de sódio)(bicarbonato de sódio) Controle do equilíbrio hídrico Controle do equilíbrio hídrico MetabolismoMetabolismo AbsorçãoAbsorção principalmenteprincipalmente nono IDID (mas(mas podepode ocorrerocorrer emem todotodo tratotrato digestivo)digestivo) Sódio (NaSódio (Na++)) TransporteTransporte ativoativo atravésatravés dede umum sistemasistema dede BombaBomba NaNa--KK--ATPaseATPase TambémTambém ocorreocorre absorçãoabsorção conjuntaconjunta comcom ClCl-- AbsorçãoAbsorção passivapassiva nana paredeparede intestinalintestinal HomeostaseHomeostase NíveisNíveis dede NaNa sãosão controladoscontrolados pelospelos hormônioshormônios:: �� AldosteronaAldosterona (córtex(córtex dada Adrenal)Adrenal):: regularegula aa intensidadeintensidade dede absorçãoabsorção ee eliminaçãoeliminação dede NaNa pelospelos rinsrins;; Sódio (NaSódio (Na++)) eliminaçãoeliminação dede NaNa pelospelos rinsrins;; �� Hormônio antidiurético (hipófise posterior): responsável pelas Hormônio antidiurético (hipófise posterior): responsável pelas alterações na pressão osmótica do fluido extracelular;alterações na pressão osmótica do fluido extracelular; �� AA principalprincipal funçãofunção destesdestes hormônioshormônios éé mantermanter emem equilíbrioequilíbrio constanteconstante aa relaçãorelação NaNa::KK HomeostaseHomeostase Sódio (NaSódio (Na++)) [Na[Na++] no sangue e tecidos é mantida via reabsorção e excreção renal] no sangue e tecidos é mantida via reabsorção e excreção renal �� �� NaNa++ é excretado nas fezesé excretado nas fezes �� Reabsorção Reabsorção �� quando a dieta é deficientequando a dieta é deficiente �� Excreção Excreção �� quando o Naquando o Na++ é fornecido em excesso (é fornecido em excesso (�� necessidade necessidade água para produção de urina)água para produção de urina) [Na[Na++ ] na saliva] na saliva �� �� quando os bovinos são privados de Naquando os bovinos são privados de Na++ �� �� de Nade Na++ é acompanhada por é acompanhada por �� de Kde K++ Sódio (NaSódio (Na++)) PresençaPresença nosnos alimentosalimentos AlimentosAlimentos concentradosconcentrados:: �� NaNa (exceções(exceções:: caroçocaroço dede algodãoalgodão ee melaço)melaço)..melaço)melaço).. ForragensForragens tropicaistropicais geralmentegeralmente sãosão muitomuito pobrespobres emem NaNa (exceção(exceção BB.. humidicolahumidicola queque apresentaapresenta 800800 aa 10001000 ppmppm)) Sintomas de deficiênciaSintomas de deficiência �� Sinal inicial é avidez por sal, um desejo quase incontrolável pelo Sinal inicial é avidez por sal, um desejo quase incontrolável pelo sal branco.sal branco. Sódio (NaSódio (Na++)) �� AloprogagiaAloprogagia: : animaisanimais lambemlambem váriosvários objetosobjetos ((cascacasca de de árvoresárvores, , terra, terra, suorsuor e e urinaurina de de outrosoutros animaisanimais, etcX)., etcX). �� PêloPêlo ásperoáspero e e secoseco Sintomas de deficiênciaSintomas de deficiência Deficiência Deficiência prolongadaprolongada causacausa:: �� PerdaPerda de de apetiteapetite, , �� CrescimentoCrescimento retardadoretardado, , Sódio (NaSódio (Na++)) �� CrescimentoCrescimento retardadoretardado, , �� DecréscimoDecréscimo nana produçãoprodução de de leiteleite, , �� PerdaPerda de peso.de peso. SinaisSinais extremosextremos sãosão:: �� Fraqueza,Fraqueza, �� Desidratação,Desidratação, arritmiaarritmia cardíacacardíaca �� MorteMorte Situações onde se observa a maior deficiência de Na:Situações onde se observa a maior deficiência de Na: �� Lactação, devido a secreção de Na no leiteLactação, devido a secreção de Na no leite �� Animais em crescimento rápidoAnimais em crescimento rápido Sódio (NaSódio (Na++)) �� Animais em crescimento rápidoAnimais em crescimento rápido �� Condições quentes (Condições quentes (�� perda pelo suor)perda pelo suor) �� Demora no desenvolvimento da maioria dos sintomas se dá pela notável Demora no desenvolvimento da maioria dos sintomas se dá pela notável habilidade do bovino em conservar Nahabilidade do bovino em conservar Na DEFICIÊNCIA DE Na Foto superior: Animal antes Foto superior: Animal antes da privação de sal comum.da privação de sal comum.da privação de sal comum.da privação de sal comum. Fonte inferior: Animal após Fonte inferior: Animal após 1 ano de privação de sal 1 ano de privação de sal comum.comum. “Ingestão de até 130 g de sal comum ou 340 g de sal mineral” Animais com grande avidez por sal comum (ou sal branco) Ingestão de terra por bovinos com deficiência de Na (Tokarnia et al., 2010)
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