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1 Nutrição e Alimentação Animal Carboidratos ou Hidratos de Carbono Profa. Débora Cristina N. Lopes Prof. Eduardo Gonçalves Xavier Universidade Federal de Pelotas Importância Principais componentes nos tecidos vegetais Mais de 70% da MS das forragens Elevadas concentrações (mais de 85%) encontradas em sementes, especialmente em cereais Os cloroplastos nas folhas das plantas sintetizam seus próprios carboidratos usando energia solar, dióxido de carbono e água, liberando oxigênio (fotossíntese) Compreendem menos de 1% do peso dos animais (glucose e glicogênio) Classificação dos carboidratos Pond et al. (1995) Dissacarídeos Monossacarídeos resultantes da hidrólise Lactose 1 glicose + 1 galactose Sacarose 1 glicose + 1 frutose Maltose 1 glicose + 1 glicose Polissacarídeos Amido Várias unidades de glicose a) Amilose (cadeia aberta) longa todas as ligações α 1-4 b) Amilopectina (cadeia ramificada) ligações α 1-4 e α 1-6 Glicogênio glicose Só frações ramificadas, semelhantes à amilopectina Celulose glicose Diferencia-se do amido (amilose) por ser β 1-4, mas é linear Hemicelulose polímero de outras oses que não glicose como xilose, galactose, arabinose, com ligações β 1-4 (linea) Pectina Polímero de ácido urônico, α 1-4 (linear) mistura de arabinose, galactose, etc. Estrutura de monossacarídeos e dissacarídeos Pond et al. (1995) Estrutura de monossacarídeos e dissacarídeos Pond et al. (1995) Estrutura de monossacarídeos e dissacarídeos Pond et al. (1995) Glucose Frutose Glucose Glucose Glucose Galactose Glucose Glucose 2 Funções Fontes de energia O amido serve como reserva de energia em raízes, tubérculos, bulbos e sementes Frações relativamente insolúveis (celulose, hemicelulose) fornecem suporte estrutural para plantas Fontes formadoras de gordura quando o carboidrato não é utilizado imediatamente como energia é armazenado no organismo como gordura Polissacarídeos não amídicos (PNAs) Parede celular: pentosanas e β- glucanas (PNAs) Grande quantidade na cevada e aveia Alta viscosidade, formando bolo alimentar de dificil digestão/absorção celular, com maior teor de água nas fezes Nutrientes ficam retidos se essa parede não for rompida Solução: enzimas exógenas Digestão e Absorção: Não ruminantes Amido: maior importância quantitativa Dois tipos de amido: Amilose e amilopectina Polímeros de glucose Digestão e Absorção: Não ruminantes Amilose 10 a 20% do total Polímero de unidades de glucose, em cadeia linear, unidos por ligações glucosídicas alfa 1,4 Peixoto e Maier (1993) Digestão e Absorção: Não ruminantes Amilopectina 80 a 90% do total Polímero de glucose, em cadeia ramificada Nos seguimentos lineares a ligação glucosídica é alfa 1,4 Nos pontos em que se ramifica, a ligação é alfa 1,6 Peixoto e Maier (1993) Digestão e Absorção: Não ruminantes Amido Digestão começa na boca Alfa amilase salivar (ptialina) Hidrolisa ligações alfa 1,4 Ação pequena pelo tempo de permanência do alimento na boca 3 Digestão e Absorção: Não ruminantes Amido No estômago a alfa amilase salivar tem ação bloqueada pelo baixo pH do suco gástrico No intestino, onde o pH está mais alcalino, duas enzimas realizam a clivagem da molécula de amido: Alfa amilase pancreática Maltase Digestão e Absorção: Não ruminantes Amido Alfa amilase pancreática Presente no suco pancreático Atua nas ligações alfa 1,4 Degrada amilose até maltose (dissacarídeo) Digestão e Absorção: Não ruminantes Amido Maltase Produzida pela mucosa intestinal Degrada maltose em duas moléculas de glucose Microvilosidades – Borda em escova Digestão e Absorção: Não ruminantes Amilopectina Alfa amilase pancreática Atua nas ligações alfa 1,4 Rompe a parte linear da estrutura Resulta uma mistura de maltose e oligossacarídeos (dextrina ou dextrina limite) Subsequentemente decompostos pela enzima oligo 1,6 glucosidase (produzida pela mucosa intestinal) Resulta uma mistura de glucose e isomaltose Digestão e Absorção: Não ruminantes Amilopectina Glucose e isomaltose Decompostos pela enzima isomaltase Resulta em duas moléculas de glucose Glucose: produto final, absorvido de forma ativa 4 Digestão e Absorção: Não ruminantes Sucrose Glucose Frutose Sucrase intestinal Lactose Glucose Galactose Lactase intestinal Sucrase e Lactase – formadas pela mucosa intestinal Frutose e Galactose – absorvidas intactas, semelhante a glucose 1. Fase pancreática Lúmen intestinal 2. Fase mucosa Superfície da borda em escova Citoplasma 3. Fase de liberação Veia porta α-amilase Amido α-dextrinas Maltotrioses Maltose Sacarose Lactose α-dextrinase Glicose Maltase Sacarase Glicose Frutose Lactase Galactose Glicose Digestão dos carboidratos M e m b ra n a d a b o rd a e m e s c o v a C o rr en te s a n g u in ea Digestão e Absorção: Não ruminantes Celulose Principal componente da fibra bruta Aproveitada com pouca eficiência por não ruminantes (ligações β 1-4) Pequeno aproveitamento ocorre no I.G., onde é atacada por microorganismos e decompõe-se em ácidos graxos voláteis, sendo então absorvida Digestão e Absorção: Não ruminantes Glucose Possíveis destinos: Pode ser oxidada a CO2 e H2O, produzindo energia (673 Kcal/mole) C6H12O6 6CO2 + 6H2O + 673Kcal Peso molecular glucose = 180,2 Valor energético glucose = 673/180,2 Valor energético glucose = 3,74 Kcal/g Digestão e Absorção: Não ruminantes Glucose Possíveis destinos: Pode ser convertida a glicogênio, sendo armazenada no fígado e músculos (glicogênese), como reserva imediata de energia, pela reconversão de glicogênio a glucose (glicogenólise) Controle endócrino: insulina e glucagon produzidos no pâncreas Digestão e Absorção: Não ruminantes Pond et al. (1995) 5 Digestão e Absorção: Não ruminantes Glucose Possíveis destinos: Pode ser convertida em gordura, especialmente como tecido adiposo (reserva), quando é excedida a necessidade de formação de glicogênio Pode fornecer esqueleto carbônico para a síntese de aminoácidos não essenciais Digestão e Absorção: Ruminantes Celulose Principal constituinte da fibra bruta Encontrada em grande quantidade nos alimentos volumosos (base da alimentação de ruminantes) Os animais não secretam a celulase A população microbiana (bactérias e protozoários) do rúmen secreta Digestão e Absorção: Ruminantes Celulose Polímero de glucose, contendo ligações beta 1,4 Peixoto e Maier (1993) Digestão e Absorção: Ruminantes Celulose Celulase bacteriana hidrolisa as ligações até o dissacarídeo celobiose Após, enzima beta glucosidase bacteriana(celobiase) hidrolisa até duas glucoses Glucose é fermentada a ácido pirúvico Digestão e Absorção: Ruminantes Celulose Ácido pirúvico é fermentado até os chamados Ácidos Graxos Voláteis: acético (C2) , propiônico (C3) e butírico (C4) Produtos finais da digestão microbiana Absorvidos diretamente na parede ruminal e passam para a corrente sanguínea São ainda produzidos, como materiais de excreção, CO2 e CH4 (metano) Digestão e Absorção: Ruminantes Celulose Eventualmente, são encontrados no fim do processo fermentativo do rúmen: Ácido lático Ácido isobutírico Ácido metilbutírico Ácido valérico Todos em pequenas concentrações6 Digestão e Absorção: Ruminantes Amido Degradado pelas enzimas microbianas até suas unidades de glucose A partir daí, junta-se ao destino da celulose, resultando em Ácidos Graxos Voláteis Digestão e Absorção: Ruminantes Peixoto e Maier (1993) Bactérias amilolíticas Bactérias celulolíticas Bactérias celulolíticas e amilolíticas Forragem Concentrados Dieta dos ruminantes AmidoCelulose, hemicelulose, frutosanos, pectina Bactérias celulolíticas Bactérias amilolíticas CO2 CO2 AGV AGVCH4 CH4 Bactérias metanogênicas 8H 8H Bactérias do propionato Ácido lático Propionato Digestão e Absorção: Ruminantes Ácidos Graxos Voláteis Existe uma proporcionalidade Em geral predomina o ácido acético, seguido pelo propiônico e do butírico A relação entre o acético e o propiônico pode ser modificada, ou mesmo invertida, ao modificar-se o hábito alimentar do ruminante, fornecendo alimentos concentrados ricos em amido A fermentação do amido leva a produção de maiores quantidades de ácido propiônico Digestão e Absorção: Ruminantes Peixoto e Maier (1993) Digestão e Absorção: Ruminantes Ácidos Graxos Voláteis Após a absorção servem como fontes inespecíficas de energia Ácido propiônico é transformado em glucose no fígado Acético e butírico passam intactos pelo fígado e vão à circulação periférica, onde tomam outras rotas de metabolização 7 Destinos dos AGV Ácidos graxos voláteis Absorvidos na parede do pré-estômago Butirato Metabolizado em gordura do leite (ácidos graxos de 4 a 16 átomos de carbono Propionato (único gliconeogênico) Metabolizado até glicose e glicogênio Acetato Metabolizado em gordura (ácidos graxos de cadeia curta e média) no leite e carne
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