Nutrição animal - carboidratos

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Nutrição animal – Carboidratos (26/08/2019 e 02/09/2019)
A estrutura dos carboidratos é: (CH²O)n, sendo n ≥ 3.
Classificação
Monossacarídeos: são aqueles carboidratos mais simples. 
Trioses (C³H6O³) 	 gliceraldeído; diidroxiacetona.
Tetroses (C4H8O4) eritrose.
Pentoses (C5H10O5) xilose; xillulose.			
Hexoses (C6H12O6) glicose; frutose; galactose.
Oligossacarídeos: são moléculas que compõem outas substâncias. 
Dissacarídeos (C12H22O11) 	lactose (leite), sacarose (cana-de-açúcar), maltose (cereais)
Trissacarídeos (C18H32O16) 	rafinose
Tetrassacarídeos (C24H42O21) 	 estaquiose
Pentassacarídeos (C30H52O26) verbascose 
Polissacarídeos 
Amiláceos 	 Hexosans (amido α1-4)
Não-amiláceos 	 Celulose (β1-4) [o beta representa a rotação da estrutura]
			 Pectinas, beta-glucanos e arabinoxilanos 
No citoplasma das bactérias do rúmen 
CHO dietéticos – celulose; hemicelulose; amilose; pectina.
					 O O
C6H12O6 + 2 ADP + 2Pi 	 2 – C – C – C + 4 H+ + 4 e- +2 ATP
				PIRUVATO OH Tem que eliminar 
Devemos relembrar que na alimentação volumosa encontramos mais fibra bruta (celulose, hemicelulose e lignina); nos concentrados, achamos poucas fibras brutas – 3 a 3,5%. 
Há outros carboidratos denominados extrativos não nitrogenado bruto, de digestão fácil, estando mais presente em grãos e cereais – milho, trigo, sorgo, mandioca. Os polissacarídeos não amiláceos somente monogástricos jovens tendem a ter problema em sua digestão.
Agora, falando das bactérias presentes dentro do rúmen, elas têm enzimas que se denominam hemicelulase e celulase. A princípio, ruminantes conseguem digerir as fibras brutas, porém não a lignina, e sua velocidade de quebra depende do percentual de lignina presente. De um modo geral, a produção de ATP não vai ser muito grande. 
Em alimentos concentrados, entram as bactérias aminolíticas e algumas outras que conseguem gerar mais ATP ao organismo. Entretanto, como contra, os íons H+ aumentam com essa alimentação e o estímulo a ruminação, se comparada aos alimentos volumosos, é menor, com menos produção de saliva (impedindo a função tamponante de acontecer). 
As bactérias, dentro do rúmen, quebram os carboidratos com o objetivo de obter ATP. E todos os carboidratos, seja qual for (amilose, celulose, pectina, hemicelulose ou sacarose), vão ser quebrados até piruvato e os íons H+ precisam ser eliminados, pois não se quer que a acidez ruminal do animal seja aumentada. Se o H+ é jogado para fora durante a fase líquida, o rúmen será acidificado também.
A bactéria não consegue simplesmente se livrar dos H+, então sua forma achada foi, a partir do piruvato, eliminar os íons H+ montando com ele ácidos graxos fracos, de cadeias curtas – tendo 2, 3 e 4 cadeias de carbonos. Em temperatura ambiente, por serem muito pequenos, volatilizam-se. 
São ácidos graxos que não encontrados em alimentos.
Esses ácidos graxos voláteis recebem o nome de ácido acético, propiônico e butílico (também podem receber o nome em forma de sal); apesar de se terem mais produzidos, estes são os principais. 
A produção desses ácidos é grande e o rúmen os absorve, aderindo funções importantes para o metabolismo do animal posteriormente.
O problema entra quando o metano é gerado na formação do ácido acético. A partir do piruvato, as bactérias sintetizam os ácidos graxos e se livram dos íons H+; os ácidos acético e butílico têm o mesmo destino, enquanto o primeiro é produzido em de 50 a 70% mais em relação aos outros, e em conjunto vem o metano – tendo um impacto no efeito estufa e também se entra a questão energética, pois parte dos carboidratos, quase chegando a 12%, da dieta do ruminante vai ser perdida na forma de gás. 
Há uma substância ionófora que tem por objetivo inibir em partes o funcionamento das bactérias GRAM-positivas metanolíticas. Assim, ocorre o melhoramento energético do animal.
O ácido butílico possui uma característica interessante. Sabemos que, quanto mais íons H+ presentes no rúmen, mais ácidos graxos serão produzidos; então, com a produção aumentando, significado que há mais concentrado na dieta, e, mesmo com o aumento da produção de AGVs, o ácido butílico, proporcionalmente, somente varia em cerca de 1 a 2%. 
A via dos ácidos dicarboxílicos – o nome nos dá uma ideia de que se trata de estruturas com duas carboxilas – é a utilizada para a síntese dos ácidos graxos voláteis. O ácido propiônico pode ser gerido a partir de duas vias: dicarboxílicos, sendo uma via mais demorada, ou acrilato – rota metabólica mais curta, porém há o problema da síntese de ácido láctico sendo eliminado na fase líquida; e aí ocorre o risco de acidose, pois as bactérias acidófilas começam a aparecer conforme o ácido lático abaixa o pH.
Os ácidos acético e butílico – ou acetato e butirato – depois de absorvidos no rúmen, passeia pela corrente sanguínea e entra nas células, e se transformam em acetil-CoA; nas mitocôndrias, ocorre o ciclo de Krebs, gerando ATP, contudo, caso o organismo não esteja precisando de energia, esses ácidos entram na via das pentoses.
Então, a principal fonte de energia dos ruminantes está nos ácidos acético e butílico. 
Pensando, então, na síntese de ácidos graxos, o ácido acético vai até 60 a 70%; enquanto o butílico em torno de 10 a 15% e o propiônico, 18 a 20%. Essas variações ocorrem de acordo com as espécies. 
Com a variação da dieta para o concentrado, o propionato aumentará em detrimento aos demais. 
Relação de até 60:40 ou 1,5:1, significando que há mais glicose disponível ao animal e pH alterado.
Fora os três AGVs principais, há os ácidos isobutírico, 2-metilbutírico, valérico e isovalérico. 
Então, resumindo tudo até agora, temos que:
Volumoso: FB ↑; ENNB ↓; Ruminação ↑; pH ↑; Acetato ↑; Propionato ↓.
Concentrado: FB ↓; ENNB ↑; Ruminação ↓; pH ↓; Acetato ↓; Propionato ↑.
*a produção de todos os AGVs aumenta com o concentrado. Entretanto, proporcionalmente, em porcentagem, é o que se muda; decai o ácido acético.
Na produção de leite, o pH decai, tornando as papilas do rúmen sensíveis e queratinizadas, o que faz o animal comer menos ainda.
Digestão dos carboidratos nos monogástricos 
Para a maioria, exceto em casos de equinos que já se desenvolveram e passam o dia quietos, a dieta deve ser composta por alimentos concentrados, pois daí provêm suas energias mais “brutas”.
Na maior parte das vezes, o amido se faz presente, que possui várias ramificações e o animal jovem sente dificuldade em quebrá-las. 
A α-amilase pancreática ataca as cadeias de amido ao meio, e há a ação de amilase salivar também.
Β-amilase (grãos, tubérculos e raízes) ataca o amido em sua extremidade não redutora, liberando maltose; 
Dissacarídeos do suco entérico atuam com as enzimas lactase, maltase, isomaltase e sacarase. 
No fígado de gatos não há presença de glicoquinase, atuando nesses casos a hexoquinase, que tem menor afinidade por glicose e a glicose-6-fosfato interfere nas suas atividades. Então, com menos eficiência, os gatos não conseguem digerir amido. 
Ruminantes também possuem essa hexoquinase.