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Os Lipídios e seu Metabolismo nos Animais Cruz das Almas (BA), Junho/2001 Os Lipídios e seu Metabolismo 1- Introdução São substâncias caracterizadas pela baixa solubilidade em água e outros solventes polares e alta solubilidade em solventes apolares. São vulgarmente conhecidos como gorduras e suas propriedades físicas estão relacionadas com a natureza hidrófoba das suas estruturas, sendo todos sintetizados a partir da acetil-CoA. Na verdade a relevância do metabolismo lipídico advém desta característica hidrófoba das moléculas, que não é uma desvantagem biológica (mesmo o corpo possuindo cerca de 60% de água). Justamente por serem insolúveis, os lipídios são fundamentais para estabelecer uma interface entre o meio intracelular e o extracelular, francamente hidrófilos. Todos os seres vivos possuem a capacidade de sintetizar os lipídios, existindo, entretanto, alguns lipídios que são sintetizados unicamente pelos vegetais, como é o caso das vitaminas lipossolúveis e dos ácidos graxos essenciais. 2 - Classificação dos Lipídios Muitas classificações são propostas dependendo do ponto de vista, se químico ou biológico. Desta forma, encontra-se na literatura especializada, várias formas de organizar os lipídios de acordo com a abordagem, o que pode complicar a compreensão do assunto. Entretanto, todas as classificações propostas baseiam- se em características comuns às diversas moléculas de lipídios existentes na natureza, sendo apenas uma forma didática de agrupá-las. Assim sendo, vamos agrupar os lipídios em dois grandes grupos para melhor entendê-los: aqueles que possuem ácidos graxos em sua composição e aqueles que não possuem. Os lipídios com ácidos graxos em sua composição são saponificáveis, pois reagem com bases formando sabões. São as biomoléculas mais energéticas, fornecendo acetil-CoA para o ciclo de Krebs. 1) Acilgliceróis (glicerídeos): compostos por 1 a 3 moléculas de ácidos graxos estereficado ao glicerol, formando mono, di ou tri-acil-gliceróis (mono, di ou triglicerídeos). 2) Ceras: ácidos graxos de 16 a 30C e álcool mono-hidroxilíco de 18 a 30C. 3) Fosfolipídios: ácidos graxos + fosfato 4) Esfingolipídios: ácido graxo + esfingosina 5) Glicolipídios: ácido graxo + glicerol + açúcar Os lipídios que não contêm ácidos graxos não são saponificáveis. As vitaminas lipossolúveis e o colesterol são os principais representantes destes lipídios que não energéticos porém desempenham funções fundamentais no metabolismo. 1) Terpenos: possuem unidades isoprenóides como unidades básicas. As vitaminas E e K são os representantes mais importantes, além de vários óleos aromáticos de vegetais. 2) Esteróides: o núcleo ciclo-pentano-per-hidro-fenantreno é a estrutura básica. O colesterol (e seus derivados) e a vitamina D são os mais importantes representantes deste grupo. 3) Carotenóides: um tipo de terpeno, geralmente álcool. A vitamina A é o representante mais importante deste tipo de lipídio. 4) Prostaglandinas, tromboxanas e leucotrienos: são eicosanóides derivados do ácido aracdônico. 3 - Digestão e Absorção dos Lipídios Os lipídios constituem apenas uma pequena parcela na dieta da maioria dos animais, com exceção dos carnívoros e humanos. No entanto, o metabolismo dos lipídios assume grande importância na nutrição, tanto pelas funções vitais desempenhadas por lipídios específicos, como pela ampla síntese das gorduras, que ocorre no organismo durante a sua deposição e na secreção do leite. Embora o depósito de gordura sirva basicamente como fonte de energia, aquela depositada sob a pele funciona também, como camada não condutora, que impede a fuga demasiadamente rápida do calor orgânico. 3.1. Digestão e Absorção dos Lipídios por Não-ruminantes Segundo MAYNARD, et al (1984), O objetivo primário da digestão e absorção dos lipídios é prepará-los para se tornarem miscíveis com água, porque se admite que os microcílios do intestino delgado se acham, via de regra, cobertos por uma camada aquosa em calmaria. Em presença da bílis, lipase e colipase pancreáticas hidrolisam as gotículas de triglicerídios em ácidos graxos e monoglicerideos e reduzem os lipídios a uma emulsão cada vez mais fina. Depois dessa emussificação pela bile e a hidrolização pelas enzimas, os ácidos graxos e monoglicerídeos são absorvidos pela micela intestinal. 3.2. Digestão e Absorção dos Lipídios por Ruminantes Segundo MAYNARD, et al (1984), considera-se a assimilação de gordura do leite pelo animal pré- ruminante, essencialmente, a mesma que a do não ruminante. Entretanto a presença da enterase pré- gastrica (antes do estômago) proporciona ao bezerro e ao cordeiro um inicio de partida na hidrólise do lipídio. No ruminante adulto se processa de forma diferente, pois a dieta consiste de elevada proporção de ácidos graxos insaturados, existentes nos galactolipídios das forragens e nos triglicerídeos dos grãos de cereais. No entanto o lipídio ingerido no rúmen torna-se singularmente diferente da forragem. A população microbiana do rúmen hidrolisa de ponto triglicerídeos e galactolipídios, liberando os ácidos graxos livres (AGL) e possibilitando que o glicerol e galactose sejam fermentados em ácidos graxos voláteis (AGV). A penetração no duodeno se apresenta sob a forma de finas camadas de ácidos graxos livres, na superfície das partículas de alimentos. Outrossim, os conteúdos do duodeno e do jejuno superior são mais ácidos do que nos não ruminantes, não se tornando alcalinos senão a cerca de três quartos da extensão deste último. Tais condições significam que há pouco triglicerídio disponível para ser convertido em monoglicerídeo (um potente agente emulsificador) e além disso, que a lipase pancreática estará mais ativa no duodeno e no jejuno superior. Apesar disso, ocorre ativa formação de micelas de ácidos graxos no trato superior, sob influência de sais biliares, assim como fosfolipídio biliar e do bolo alimentar, principalmente lecitina. Embora a absorção de lipídios ocorra no jejuno superior (15 a 26%), o maior percentual é absorvido nos três quartos finais do jejuno, onde a fosfolipase pancreática já teve a oportunidade de hidrolisar a lecitina em ácidos graxos e em isoleucina altamente polar, que posteriormente intensifica a formação de moléculas. 4 - Importância e Funções dos Lipídios Os lipídios possuem funções importantíssimas para o metabolismo celular tanto de eucariotas como procariotas, podendo-se relacionar como principais as seguintes . Componentes das membranas celulares, juntamente com as proteínas (fosfolipídios e colesterol); Composto bioquímico mais calórico em animais e sementes oleaginosas sendo a principal forma de armazenamento (tri-acil-gliceróis) e geração de energia metabólica através da ß-oxidação de ácidos graxos; Componentes de sistema de transporte de elétrons no interior da membrana mitocondrial (umbiquinona); Formam uma película protetora (isolante térmico) sobre a epiderme de muitos animais (tecido adiposo); Funções especializadas como hormônios e vitaminas lipossolúveis. 4.1 - Funções Nutricionais dos Lipídios 4.3.1 -Função Energética dos Lipídios Consiste num recurso amplamente utilizado na alimentação animal, para equilibrar a energia de dietas (rações) que necessitam elevado valor energético. Estudos em aves tem demostrado que até 33,2% da energia das rações em forma de gordura, são bem utilizadas em climas quentes, principalmente pelo baixo incremento calórico durante os processos digestivos e metabólicos. Já, para suínos existe menor tolerância nos níveis de gordura da ração podendo níveis elevados induzir a distúrbios de digestão. Agora, no caso dos bovinos não é usual a suplementação de gordura nas rações em virtude de interferências no metabolismo bacteriano do ruminante, pois níveis elevados prejudicam a eliminação dos gases formados no processo de fermentação microbiana, bem como diminuem a digestibilidade dos alimentos, uma vez queas gorduras formam uma película sobre as partículas dos mesmos, dificultando a ação dos microrganismos. No entanto as vacas devem receber um número de 0,5g de gordura digestível por kg de peso vivo por dia, a fim de apresentarem uma síntese normal de gordura na glândula mamária. Quanto a adição de gorduras às rações, estas devem ser estabilizadas com um antioxidante, com a finalidade de evitar os fenômenos indesejáveis da peroxidação. 4.3.2 - Função dos Lipídios dos Alimentos na formação das Gorduras de Reserva As gorduras formadas no organismo animal tem três origens através dos lipídios propriamente ditos, através dos glicídios e através das proteínas. A fonte mais importante de formação de gorduras é aquela constituída pelos glicídios. O organismo animal tem capacidade apenas limitada de armazenar glicídios (glicogênio) e como os glicídios constituem quantitativamente o principal alimento da maioria das espécies, exceção dos carnívoros, o organismo tem que transforma-los em lipídios para poder armazenar. O mesmo ocorre com as proteínas, que também o organismo animal não pode estocar, a não ser na nova formação de tecidos. Assim, todo o excesso de proteínas alimentares, ou quando da presença de um aminoácido limitante que condiciona a utilização da proteína, o excedente de aminoácidos não utilizáveis na síntese protéica sofre desaminação e o radical terciário que resta é orientado para a formação de glicídios caso se trate dos aminoácidos não essenciais, ou então para a formação de metabólicos lipídicos, caso dos aminoácidos indispensáveis. Pode ser assim esquematizado o destino da proteína excedente no organismo. Também, os aminoácidos participam da síntese das bases nitrogenadas que vão constituir os fosfolipídios. Contrariamente, as gorduras do organismo formadas pelos próprios lipídios dos alimentos, conservam suas características próprias, graças aos tipos de ácidos graxos que contém, e assim, modificam as características físicas e químicas das gorduras de reserva. Os lipídios alimentares podem, portanto, exercer uma influência considerável na formação das gorduras de reserva no tocante à fluidez (ponto de fusão), cor, odor e sabor. 4.3.3 - Outras Funções Nutricionais dos Lipídios Além de fornecerem energia, ácidos graxos indispensáveis, e orientarem a formação das gorduras de reserva e das produções, as gorduras são necessárias ao organismo nos seguintes aspectos: Absorção das vitaminas lipossolúveis. A vitaminas A (bem como os carotenóides), D, E e K são dispersadas em forma micelar no intestino, antes da absorção. Este micélio é composto de sais biliares de monoglicerídios, de acido graxo de cadeia longa, bem como de colesterol e evidentemente de vitamina A, carotenóides, vitamina E, D e K, que estão desta maneira adequadas à absorção. Funções dos esteróides. O colesterol apresenta várias funções no organismo: Transporte de gorduras, permeabilidade das membranas celulares, neutralização das substâncias citolíticas tais como a lisocitina e a lisocefalina, e a síntese de hormônios esteróides. Os esteróides compreendem numerosos hormônios; estrógenos, progestinógenos, corticoesteróides e seus metabólitos. 5 - Fontes de Lipídios 5.1 - Soja A soja é uma planta pertencente à família das leguminosas, denominada cientificamente Glycine max (L). São, entre as semente de oleaginosas, as mais utilizadas em alimentação. Além de ricas em proteína, 38 a 39%, e de elevada qualidade, apresentam significativos teor de óleos, 18 a 19% e contêm pouca fibra, aproximadamente 7%. Devido principalmente ao alto nível em lipídios, elas se classificam acima do milho em energia. Apresentam pouco caroteno e são também deficientes em vitamina D. Os níveis de B1 e B2 são pouco superiores aos dos cereais. Possuem regular teor em ácido nicotínico. Ao elevado valor protéico está associado um excelente equilíbrio em aminoácidos, o que torna a soja o mais adequado suplemento protéico vegetal disponível para a alimentação. Níveis Nutricionais Umidade 8 12 10 proteína bruta 41 47 44 Fibra bruta 4 7 6,5 Extrato etéreo 0,5 6 1,5 ENN 41 21 31 Resíduo mineral 4 6 6 Cálcio 0,25 0,33 0,32 Fósforo total 0,6 0,65 0,6 Energia metabolizável, aves, Cal/Kg - - 2250 Energia metabolizável, suínos, Cal/Kg- - 3490 5.1.1 - Utilização na alimentação animal Semente crua: Para suínos e aves não é adequada em virtude de apresentar fatores tóxicos. Mas no caso dos ruminantes, são um excelente suplemento protéico igual a farinha de linhaça e ligeiramente superior à de algodão. A soja crua em relação a aquecida, promove um decréscimo na utilização de caroteno, promovendo aumento das necessidades. Animais alimentados por longos períodos com sementes cruas, podem apresentar enfastiamento, devido ao alto teor de lipídios. Ação ligeiramente laxante é observada Semente aquecida: Possui valor alimentício aumentado consideravelmente e podem ser utilizadas pelas aves e suínos em virtude de tornar sua proteína de melhor valor para essas espécies e também destruir a substância inibidora da tripsina e eripsina, necessárias para digestão das proteínas, bem como a soigina que interfere na absorção dos aminoácidos sulfurados e no metabolismo da vitamina A. Farinha de torta tostada: é atualmente o melhor suplemento protéico de origem vegetal para ruminantes, suínos e aves. Para suplemento das aves, contudo deve-se observar e suplementar as deficiências de metionina, cálcio, fósforo e vitaminas. Para suplemento de ruminantes no caso de bezerros e ovinos poderá representar o único suplemento protéico das rações. 5.2 - Algodão O algodoeiro, Gossypium hirsutum, família das malváceas, é cultivado para a produção de fibra. A torta resultante da semente após a extração de óleo, representa mundialmente a segunda mais importante fonte ou suplemento protéico disponível para alimentação animal, ultrapassada apenas pela soja. A semente do algodão integral tem, em média, 10% de umidade, 19% de proteína bruta, 20% de gordura, 27% de extrativos não nitrogenados, 20% de fibra bruta e 4% de matéria mineral. A qualidade da proteína é satisfatória para bovinos, ovinos, equídeos, porém não o é para aves e suínos por sua limitação em lisina, bem como pela presença do gossipol, princípio tóxico contido na semente do algodão. Pode ser utilizada, se necessário e com reservas, para a alimentação de aves e suínos quando estiver associada a outros suplementos protéicos a fim de melhorar o valor da proteína da ração. É um dos alimentos mais ricos em fósforo, com um mínimo de 1%, apresenta cerca de 0,20% de cálcio e é deficiente em vitamina D e provitamina A, com regular teor em vitaminas do complexo B. Níveis Nutricionais Umidade 6 12 11 proteína bruta 26 45 40 Fibra bruta 4,6 17 14 Extrato etéreo 1 6 1,5 ENN 55 10,94 25,8 Resíduo mineral 6 7,5 6,5 Cálcio 0,15 0,26 0,17 Fósforo total 0,64 1,30 1,0 Energia metabolizável, aves, Cal/Kg - - 2000 Energia metabolizável, suínos, Cal/Kg- - 2590 5.2.1 - Utilização na alimentação animal Para ruminantes a farinha de torta de algodão pode ser administrada por longos períodos, como único suplemento protéico, associado com forragem de alta qualidade, sem que ocorra qualquer perigo de intoxicação, porém há ressalvas no que diz respeito a vacas leiteiras, pois a manteiga produzida do leite de vacas alimentadas por longos períodos pode apresentar mais dura e pegajosa que o normal. Também para rações de bezerros, deve ter limitações e com fornecimento de forragem de alta qualidade. Para aves e suínos pode ser usada para substituir parte dos suplementos protéicos de uma ração, porem não deve ser usada como suplemento único, por sua proteína não apresentar adequados níveis em aminoácidos. Para poedeiras com mais de 5% de farinha de torta de algodão podem produzir ovos com gema esverdeada ou castanha clara avermelhada. O máximo recomendado desde que associada, é de 3% nas rações desta classede aves. Nestas espécies o gossipol é o principal elemento limitante. 5.3 - Amendoim Planta pertencente a família das leguminosas denominada cientificamente de Arachis hipogea. Depois de extraído o óleo das sementes, a torta residual apresenta elevado teor protéico e ótima digestibilidade. Apresenta agradável sabor e aroma, 45 a 55% de proteína, 5,5 a 15% de fibra e 1,0 a 1,5% de gordura. O amendoim apresenta duas globulinas, a araquina e a conaraquina, que se completam, sendo pobre em lisina, aminoácidos sulfurados e treonina. Seu elevado teor em arginina produz um maior desequilíbrio em aminoácidos, tornando mais séria a deficiência em lisina. Níveis Nutricionais Semente (%) Farinha de Torta (%) Umidade 6,00 8,00 Proteína Bruta 27,00 45,00 a 50,00 Extrato etéreo 45,00 1,50 Fibra Bruta 2,60 5,5 a 15,0 Extrativos não Nitrogenados 17,00 25,00 Resíduo Mineral 2,40 5,00 Cálcio 0,14 0,32 Fósforo 0,60 0,60 5.3.1 - Utilização na alimentação animal A farinha de torta de amendoim é um ótimo suplemento protéico para ruminantes, de excelente apetibilidade. Quando é obtida por processos que utilizam descascado e descuticulado, tem seu valor nutritivo muito próximo ao da farinha de soja e superior ao do algodão, para bovinos. É também adequado para ovinos. Para suínos e aves, apesar do elevado nível protéico, não é comumente usada, devido não só ao inadequado desequilíbrio de aminoácidos, mas principalmente por ser facilmente atacada pelo fungo produtor da aflatixina o Aspergillus flavus, toxina que provoca sérios danos ao animal. 5.4 - Girassol Denominado cientificamente de Helianthus annus, produz sementes oleaginosas. A semente apresenta qualidade regular devido ao seu alto conteúdo de fibras e consequentemente baixo valor energético. Já as tortas obtidas de sementes descascadas apresentam proteína elevada e alta energia (fibra 5-7%, proteína 45-47%, energia metabolizável 2400 a 2600 Cal/Kg). A composição da farinha de torta de girassol varia com a composição da semente e o método de processamento. O primeiro aminoácido limitante é a lisina; quando esta for suplementada adequadamente surge a segunda limitação que são ao aminoácidos sulfurados, cuja suplementação com DL-metionina responde somente quando a lisina tiver equilibrada. Apresenta níveis baixo de histidina, leucina e triptofano. Como fonte de aminoácidos sulfurados é superior a torta de soja. 5.4.1 - Utilização na alimentação animal A farinha de torta de girassol é adequado como suplemento protéico para ruminantes, de boa apetibilidade. Para monogástricos um dos principais fatores limitantes é seu elevado teor em fibra, motivo pelo qual não é complemento adequado para as rações. Porém com processos de extração possibilitando maior retirada das cascas, possibilita que a torta possua somente 5% de fibra bruta, e elevada proteína em torno de 47%, neste caso possibilita responder economicamente em rações de frangos de corte, desde que seu custo seja inferior ou igual quando comparado com a soja. Neste caso pode ser feito a substituição parcial da soja pelo girassol, desde que corrija a deficiência de lisina 5.5- Suplementos Energéticos de Origem animal (óleos e Gorduras Animais) As gorduras naturais de origem animal são a muito tempo utilizadas na formulação de rações balanceadas. Podem ser classificas, do ponto de vista comercial como sebo ou graxas. Os sebos tem ponto de fusão acima de 40ºC e as graxas tem ponto de fusão abaixo de 40ºC. do ponto de vista nutricional as gorduras animais apresentam digestibilidade elevada, além de proporcionarem 2,25 vezes mais energia do que, comparativamente, quantidades equivalentes de proteínas ou carboidratos. Sua utilização entretanto deve ser feita com cuidado, pois com doses elevadas determinam uma diminuição da digestibilidade da ração final elaborada, em virtude de dificultar o contato com os sucos digestivos. Podemos resumir as vantagens da utilização de gorduras animais nas rações da seguinte forma: Aumento do poder energético; Diminuição sensível da produção metabólica de calor que representa perda inevitável na utilização da energia dos alimentos; Aumento da facilidade de ingestão e apetibilidade, desde que as gorduras não tenham sofrido alteração; Facilidade de absorção das vitaminas lipossolúveis, bem como do cálcio; Como fator negativo, poderíamos citar a facilidade de oxidação de certas gorduras, inutilizando-a para fabrico de ração. 5.5.1 - Utilização na alimentação animal A quantidade de gordura a ser incorporada na ração depende da qualidade da mesma, da composição dos alimentos às quais serão misturadas e da espécie animal a que se destina. Os percentuais de adição são variáveis podendo atingir em alguns casos até 10%. Normalmente se adiciona uma faixa de 3 a 6%. A adição de gordura deve ser acompanhada de um anti-oxidante e a mesma deve estar estabilizada. Para bovinos a gordura é utilizada em ração de vacas leiteiras e terneiros cuja engorda se faz em confinamento. Para suínos a incorporação de gorduras proporciona um rápido ganho de peso em leitões destinados ao abate, melhorando a eficiência alimentar e diminuindo o desperdício de rações fareladas. Por outro lado a adição de gorduras pode propiciar a deposição de banha em todo o corpo do animal, fator que afeta a produção de carne Para aves destinadas a produção de carne, a adição de gordura é bem tolerada e pode ser usada em quantidades razoáveis, facilitando o atingimento dos níveis ideais de caloria-proteína. No caso de poedeiras comerciais ou mesmas reprodutoras, a adição de gorduras deve ser feita com cautela de vez que o excesso de gordura prejudica a produção de ovos. 6 - Comentários e Discussão Podemos ver que a utilização dos lipídios é intimamente relacionado com o balanceamento das rações, sendo importante no metabolismo energético e também para transporte de vitaminas lipossolúveis, composição de membranas, constituínte dos tecidos de reserva, material de reserva, enfim, está presente em todos processos metabólicos do animal, sendo importante sua incorporação na dieta do animal, e vimos que a não incorporação em quantidades corretas,. Pode ocasionar perda da produção, e consequentemente prejuízos para o produtor e conseqüente doença para o animal, que ficará com carência de diversos nutrientes necessários ao seu desenvolvimento. 7 - Bibliografias Consultadas ANDRIGUETTO, J. M., et al. Nutrição Animal. Vol 01- as Bases e os Fundamentos da Nutrição Animal. Os Alimentos. São Paulo, Livraria Nobel S/A, 4a ed. 1990, 395p; ANDRIGUETTO, J. M., et al. Nutrição Animal. Vol 02- Alimentação Animal. São Paulo, Livraria Nobel S/A, 3a ed. 1989, 425p; MAYNARD, L. A. et al. Nutrição Animal. Rio de janeiro, Livraria Freitas Bastos S/A, 3a ed. 1984, 726p; http://www.geocities.com/CapeCanaveral/Launchpad/9071/Lipidios.html, data leitura: 12 de junho de 2001, 02p.
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