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Questionário – Alimentação e Nutrição Animal 1. O que são proteínas? R: Consistem em macromoléculas com diversas funções, como por exemplo: componentes estruturais, funções enzimáticas, funções hormonais etc. São compostas de unidades construtoras, aminoácidos ligados por ligações peptídicas, que são chamadas de proteínas simples. Além disso, proteínas complexas estão presentes no corpo, ou seja, contém, além dos aminoácidos, outros compostos como o grupo heme, lipídios e açúcares. 2. Com base nos metabólitos produzidos, como podem ser classificados os aminoácidos? Explique. R: São classificados em: Glucogênicos: importantes precursores para a síntese de glucose, através da gliconeogênese hepática em ruminantes. Cetogênicos: precursores da síntese de AG’s. Glucogênicos e cetogênicos: precursores de glucose e de AG’s. 3. Quais os critérios para a classificação das proteínas presentes nos seres vivos? Explique. R: Solubilidade, Estrutura Tridimensional, Função, Propriedades Físicas, Formato Geral. Solubilidade é classificada em: albumina (solúveis em água), globulinas (pouco solúveis em água, mas solúveis em soluções salinas), prolaminas (solúveis em etanol), histonas (solúveis em soluções salinas). Estrutura tridimensional é classificada por: Globulares (insulina, albuminas plasmáticas, entre outros) e fibrosas (queratina, miosina, colágeno e fibrina). 4. Descreva como ocorre a degradação de proteína verdadeira no rúmen. R: A quebra de proteínas no rúmen ocorre através da ação de enzimas secretadas por microrganismos ruminais, que degradam a fração PDR do PB na dieta e usam peptídeos AA e amônia para sintetizar proteínas microbianas e fazer multiplicação celular. As bactérias são os microrganismos ruminais mais abundantes e são as principais responsáveis pela degradação das proteínas. 5. Descreva como ocorre o metabolismo do NNP no rúmen. R: A maior parte do nitrogênio dos alimentos é convertida em amônia no rúmen, e a quantidade de amônia produzida depende da natureza do nitrogênio ingerido e da fonte de carboidratos disponível, pois os microrganismos ruminais precisam de energia para fazer seu trabalho e se reproduzir. O NNP encontrado no rúmen provém dos alimentos consumidos. Muitos alimentos usados em formulações dietéticas para ruminantes contêm frações de NNP em sua composição. Pode ser representado por NNP até do nitrogênio encontrado nas pastagens. A alimentação armazenada como silagem pode conter até metade do nitrogênio como NNP. A ração armazenada como palha contém aproximadamente 15% de nitrogênio como NNP. Portanto, por meio do processo de fermentação, os microrganismos ruminais promoverão a conversão de nitrogênio não proteico em amônia da ração e, na próxima etapa, a amônia produzida será convertida em compostos nitrogenados na ração. microrganismos, incluindo a verdadeira proteína microbiana. Assim, microrganismos encontrados no rúmen podem converter nitrogênio não proteico em proteína verdadeira; pode ser convertido em carne, leite, couro, lã, entre outros, após ser metabolizado pelo animal hospedeiro. O nitrogênio não proteico e a amônia produzidos na próxima etapa da alimentação de amônia serão convertidos em compostos de nitrogênio por microrganismos, incluindo a proteína microbiana verdadeira. Assim, microrganismos encontrados no rúmen podem converter nitrogênio não proteico em proteína verdadeira; pode ser convertido em carne, leite, couro, lã, entre outros, após ser metabolizado pelo animal hospedeiro. Nitrogênio não proteico da alimentação de amônia e na próxima etapa, a amônia produzida, Ele será convertido em compostos de nitrogênio por microrganismos, incluindo a verdadeira proteína microbiana. Assim, microrganismos encontrados no rúmen podem converter nitrogênio não proteico em proteína verdadeira; isso pode ser aplicado à carne, leite, couro, lã etc. 6. Quais os processos que ocorrem dentro das células bacterianas com os compostos oriundos da degradação ruminal? R: Degradação dos pequenos peptídeos a aminoácidos livres > Incorporação dos aminoácidos livres na proteína microbiana > Desaminação dos aminoácidos livres a amônia e esqueletos carbônicos > Utilização da amônia para a síntese de aminoácido > Difusão da amônia não utilizada para fora da célula. 7. Como os protozoários ruminais auxiliam na degradação da proteína da dieta? R: Os protozoários são uma porção significativa da massa microbiana ruminal e são muito ativos na degradação de proteínas, com mecanismo diferente dos das bactérias. Ao invés de formarem um complexo com a proteína, ingerem as bactérias, fungos e partículas de alimentos que são digeridos na célula. A digestão da proteína libera peptídeos, que serão degradados a aminoácidos livres que serão então incorporados na proteína dos protozoários. Apesar de desaminarem aminoácidos, não são capazes de fazer uso da amônia para a produção de novos aminoácidos. Por conta da pequena taxa de passagem, esses microrganismos quase não contribuem para o fluxo de proteína microbiana para o intestino. Apesar de secretarem peptídeos, aminoácidos e amônia no fluido ruminal, uma parte significativa desses compostos é disponibilizada no rúmen com a autólise celular ou morte desses microrganismos. 8. Quais os fatores que podem interferir na degradação da proteína no rúmen? R: Os fatores que podem interferir na degradação da proteína no rúmen são: composição química e física da proteína bruta, a atividade proteolítica microbiana, o acesso microbiano à proteína, o tempo de retenção do alimento no rúmen, o pH ruminal, o processamento do alimento e a temperatura ambiente. 9. Explique o que é PDR e PNDR? R: A proteína bruta contida nos alimentos dos ruminantes é composta por uma fração degradável no rúmen (PDR) e uma fração não degradável no rúmen (PNDR). A degradação dessas proteínas acontece através da ação de enzimas (proteases, peptidases e desaminases) secretadas pelos microrganismos ruminais. O suprimento de quantidades adequadas de PDR e PNDR é importante para otimizar a produção de proteína microbiana e complementá-la adequadamente como PNDR e, assim, suprir as exigências em proteína metabolizável dos animais. A substituição parcial ou total de uma fonte proteica rica em PDR, como o farelo de soja, pelas mais diversas fontes comerciais ricas em PNDR, diminuiu a passagem de proteína microbiana para o duodeno. A otimização de proteína microbiana representa o uso eficiente de PDR, para uma menor perda de amônia ruminal e menor expressão de ureia, menor necessidade de PNDR na ração e maior fluxo de proteína metabolizável com melhor perfil de aminoácidos essenciais para o intestino. 10. Explique como ocorre o ciclo da ureia no ruminante? R: Em razão do seu alto grau de toxicidade, a amônia é convertida no fígado em ureia, um composto não tóxico. No fígado, 2 moléculas de amônia são convertidas em uma molécula de ureia. A primeira molécula de amônia é carboxilada pela enzima carbamoil fosfato sintetase. Nessa reação, 2 moléculas de ATP são utilizadas. O carbamoil fosfato reage com a ornitina para formar a citrulina. A segunda molécula de amônia que entra no ciclo é originada do aspartato que reage com a citrulina, formando arginino-succinato. Esse composto é clivado a arginina e fumarato. A arginina é então quebrada pela arginase, regenerando a ornitina e produzindo uma molécula de ureia. Rações com excesso de PDR, resultam em excesso de amônia ruminal e requerem quantidade significativa de energia para síntese e excreção de ureia, uma vez que para cada mol de ureia produzido são gastos de 2 mols de ATP. Parte da ureia produzida no fígado é excretada, via urina, e parte pode retornar para o rúmen via saliva ou corrente sanguínea. 11. Explique como ocorre a reciclagem de N no corpo do ruminante? R: O nitrogênio pode ser reciclado no rúmen tanto pela saliva quanto pelo sangue, e é utilizada como fonte de nitrogênio pelos microrganismosruminais. O fluxo salivar é altamente dependente e proporcional a atividade mastigatória e a atividade mastigatória é dependente da dieta, 60% - 80% do nitrogênio na saliva estão na forma de uréia, mas esse teor é variável, pois é reflexo direto da quantidade de ureia no plasma (que varia de acordo com a quantidade de proteína nas dietas). A uréia pode chegar ao rúmen pelo sangue também, por difusão via parede ruminal, que é imediatamente convertida em amônia pelas bactérias ureolíticas da parede ruminal. A maior parte do nitrogênio utilizado pelos microrganismos está na forma de amônia. A amônia em excesso é absorvida pela parede do rúmen e, no fígado, é convertida em uréia. Em situação de baixo nível de consumo de nitrogênio, uma grande proporção de nitrogênio metabolizado pelo animal em forma de amônia e uma pequena proporção é excretada na urina. Em animais de alta produção, os elevados níveis de consumo diluem o nitrogênio reciclado a um ponto em que ele se torna sem importância e o rúmen fica mais dependente de fontes exógenas de nitrogênio e proteínas solúveis para suprir as exigências microbianas. Estima-se que o nitrogênio reciclado varia de 70% em dietas com 5% de proteína bruta, até um valor de 11% da proteína consumida nas dietas com 20% de proteína bruta. 12. Explique a importância da síntese de proteína microbiana no rúmen. R: A proteína metabolizável no intestino de ruminantes é representada pelo total de aminoácidos provenientes da digestão intestinal da: a) Proteína microbiana produzida no rúmen. b) Da Proteína não degradável no rúmen. c) Da proteína endógena. A proteína microbiana é normalmente a principal fonte de proteína metabolizável para ruminantes, na maioria das situações produtivas (45-65% dependendo do bovino). Todo e qualquer programa nutricional só tem sucesso se a produção de proteína microbiana for otimizada. Manipulações da ração que resultem em redução na síntese microbiana, normalmente, comprometem o desempenho do animal (problemas na disponibilidade de energia para o animal e a proteína metabolizável disponível no intestino). 13. Quais os fatores que afetam a síntese de proteína microbiana? R: Composição microbiana: a célula microbiana contém em sua composição principalmente proteínas, mas também carboidratos, lipídeos, minerais e vitaminas. Fontes de energia: os microrganismos necessitam de energia para se multiplicarem, utilizando em sua maioria, carboidratos como fonte de energia. Fontes de compostos nitrogenados: o teor de PB, PDR e qualidade do PDR pode afetar o crescimento microbiano, já que a principais fontes de N para os microrganismos do rúmen são amônia, aminoácidos e peptídeos. Minerais e vitaminas: é sabido que diversas vitaminas do complexo B são requeridas pelos microrganismos ruminais, contudo, têm-se considerado que, na maioria das condições normais de produção, a alimentação cruzada no rúmen deve suprir esses nutrientes. Cinética e ambiente ruminal: taxa de passagem e pH ruminal podem interferir no crescimento microbiano. 14. Explique a importância da sincronização da degradação de carboidratos e proteína no rúmen. R: No CNCPS (Cornell Net Carbohydrate and Protein System) é enfatizada a necessidade da sincronização na degradação de nitrogênio e carboidratos no rúmen, para que se obtenha a máxima eficiência de síntese de proteína microbiana, bem como a redução das perdas energéticas e nitrogenadas decorrentes da fermentação ruminal. De acordo com o sistema CNCPS, a proteína e os carboidratos utilizados na alimentação dos ruminantes são fracionados em relação à sua composição química, características físicas, degradação ruminal e digestibilidade intestinal. Com a estimativa dos parâmetros cinéticos dessas frações no trato gastrintestinal, é possível adequar o fornecimento de rações, visando à máxima eficiência de síntese de proteína microbiana. Ademais, é possível reduzir perdas energéticas e nitrogenadas decorrentes da fermentação ruminal pela melhor formulação de dietas visando maximizar a sincronização da degradação entre nitrogênio e carboidratos no rúmen. 15. Como ocorre a digestão e a absorção intestinal da proteína? Explique. R: O processo de digestão da proteína no abomaso e intestino dos ruminantes é muito parecido com o processo em não ruminantes, exceto pela neutralização lenta da acidez da digesta duodenal. A digestão da proteína que deixa o rúmen tem início com a ação da pepsina no abomaso, ação essa prolongada no duodeno pela neutralização lenta da digesta nesse compartimento. Entretanto a maior parte da digestão ocorre no jejuno médio, no qual as enzimas pancreáticas (tripsina, quimotripsina e carboxipeptidase) apresentam atividade máxima; e no íleo médio, em que ocorre o pico da atividade das aminopeptidases e dipeptidases secretadas pelo intestino. A pepsina age sobre as moléculas de proteínas e produz peptídeos no geral. Tripsina e quimotripsina agem sobre proteínas e peptídeos e produzem polipeptídios e dipeptídeos. Carboxipeptidases agem sobre polipeptídios e aminoácidos livres. As aminopeptidases agem sobre polipeptídios e produzem pequenos peptídeos e aminoácidos livres, enquanto as dipeptidases transformam dipeptídeos em aminoácidos livres. A mucosa do intestino delgado contém sítios para a absorção de peptídeos, aminoácidos, nucleotídeos e nucleosídeos. Aminoácidos e pequenos peptídeos são transportados pela veia porta até o fígado. A absorção ocorre principalmente no jejuno médio e íleo médio, através de um processo similar ao da absorção de glucose. É um processo que requer energia e que também utiliza transportadores dependentes de sódio. Pelo menos 4 e talvez até 6 sistemas transportadores distintos ocorrem, específicos para diferentes grupos de aminoácidos. Os aminoácidos estruturais são absorvidos a uma taxa mais rápida que os aminoácidos não- estruturais. 16. Como as fontes proteicas na dieta por interferir no desempenho dos ruminantes? Explique. R: O efeito de fontes proteicas na produção e composição do leite, com base nos dados, pode – se concluir que a maioria das fontes ricas em PNDR não melhora o desempenho de vacas leiteiras em comparação ao FS. Entretanto, existe potencial para ganhos em produção de leite com o uso de fontes ricas em PNDR para vacas leiteiras. Já na suplementação proteica para bovinos em confinamento, a suplementação com fontes de proteína verdadeira aumentou estatisticamente, de forma significativa o ganho de peso e a eficiência alimentar dos animais. Em outro experimento, a suplementação com fontes ricas em PNDR aumentou significativamente o ganho de peso e a eficiência alimentar. Enquanto animais confinados em fase de terminação, pode-se concluir que rações com 85 a 90% de concentrado rico em milho ou sorgo, a uréia pode ser utilizada como única fonte suplementar de N sem efeito negativo no desempenho animal e com vantagens econômicas.
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