NutriçÃO Animal I parte 3 ptn ener PDF

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Aula de medicina Veterinária...

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Profa. Dra. Fabiana Cordeiro Rosa

METABOLISMO DAS PROTEÍNAS Cerca de ¾ dos sólidos orgânicos são proteínas. Elas incluem proteínas estruturais, enzimas, genes, proteínas transportadoras, proteínas contráteis, e muitos outros tipos que realizam funções específicas tanto intracelularmente quanto extracelularmente em todo o organismo. As proteínas são constituídas por aminoácidos ligados por ligações peptídicas (o grupo amino de um aminoácido se liga ao grupo carboxílico de outro aminoácido). Além desta estrutura chamada de primária, existem ligações mais complexas que dão formato e determinam certas características e funções das proteínas – são as estruturas secundárias, terciárias e quaternárias.

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Do ponto de vista nutricional o que distingue uma proteína de outra é a sua composição em aminoácidos.

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O termo proteína bruta (PB), refere-se a todo o N contido no alimento, analisado através do método de Kjeldahl

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O valor de N encontrado é multiplicado pelo valor 6,25 baseando-se em que todas as proteínas possuem em média 16% de N (100/16 = 6,25). Porém, o teor de N pode variar de acordo com o tipo de proteína. FUNÇÕES DAS PROTEÍNAS

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Estrutural - Formação de e manutenção dos tecidos – Colágeno - cartilagens, couro – Queratina - unhas, penas, pêlos

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Formação de hormônios e enzimas

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Fonte secundária de energia (gliconeogênese)

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Transporte e armazenamento das gorduras (HDL, VLDL) e minerais (ferritina)

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Transporte de O2 (hemoglobina)

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Imunidade - imunoglobulinas

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Reprodução - formação de espermatozóides e óvulos

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Efeito tampão e regulação da pressão osmótica - albuminas, globulinas do sangue

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Constituinte dos produtos de origem animal – carne e ovos.

RESUMO DA DIGESTÃO DE PROTEÍNAS EM MONOGÁSTRICOS A digestão das proteínas pode ser dividida em duas grandes fases: •

Ácida (estômago)

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Básica (intestino)

As proteínas (longas cadeias de aas ligados por ligações peptídicas e estruturas 2ª, 3ª, e 4ªs). presentes na dieta são derivadas de produtos de origem animal e vegetal. DIGESTÃO DAS PROTEÍNAS NO ESTÔMAGO - FASE ÁCIDA Secreções: HCl e Pepsinogênio (zimógeno) A pepsina é ativada em pH 2,0 com pH ótimo entre 1,0 e 3,0. Para que a pepsina tenha ação digestiva sobre as proteínas, os sucos do estômago precisam estar ácidos (secreção de HCl pelas glândulas gástricas). O HCl é secretado em pH 0,8, mas quando este se mistura ao conteúdo estomacal, o pH fica entre 2,0 e 3,0 que é uma faixa ótima de pH para a atividade da pepsina. Além desse papel (pH ótimo para a pepsina) a acidez estomacal (HCl) é importante para a desnaturação das proteínas (quebrar as estruturas 2ª, 3ª e 4ªs), facilitando o trabalho da pepsina. A pepsina é uma endopeptidase, isto é, quebra o meio (interior) da cadeia protéica. Esta enzima não completa o processo de digestão de proteínas à aas, mas transforma proteínas em dipeptídeos, tripeptídeos e grandes polipeptídeos. DIGESTÃO DAS PROTEÍNAS NO INTESTINO DELGADO – FASE BÁSICA Secreções: •

Alcalina: pH ≈ 7 a 8 (pâncreas)

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Enzimática: pâncreas e enterócitos

O quimo ácido que saí do estômago entra no intestino delgado. O baixo pH desse quimo estimula a secreção do suco pancreático alcalino (secreção hidrelática) que faz com que o pH suba para 7 ou 8 e se torne o pH ideal para as atividades das enzimas pancreáticas e intestinal. A presença de peptídeos ou outros produtos parciais da digestão de proteínas estimula a secreção ecbólica ou enzimática do pâncreas.

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PROTEASES PANCREÁTICAS Podem ser dividias em endopeptidases e exopeptidases. Endopeptidases: tripsina, quimotripsina, elastase. Exopeptidases: carboxipeptidase A e B. PROTEASE INTESTINAL (ENTERÓCITOS) Aminopeptidase - é uma exopeptidase. Ação das endopeptidases: Tripsina: hidrolisa todos os produtos da digestão parcial das proteínas e hidrolisa alguns deles a aas, mas a maioria dos produtos da digestão da tripsina são dipeptídeos ou pequenos polipeptídeos. Atua sobre os aas básicos: arginina e lisina. aa-aa-aa-aa-aa-arg-aa-aa-aa tripsina aa-aa-aa-aa-aa-arg +

aa-aa-aa

Quimotripsina: se divide em A, B, C. Quimotripsina A: atua sobre os aas aromáticos (fenilalanina, tirosina e triptofano). Quimotripsina B:atua sobre os aas aromáticos + leucina. Quimotripsina C: atua sobre os aas aromáticos + metionina + glutamina. Elastase: atua sobre os aas alifáticos (leucina, valina, isoleucina, e alanina). Ação das exopeptidases: Carboxipeptidases: atuam na terminação carboxílica da cadeia de aas (retiram aas do final da cadeia). Carboxipeptidase A: atua sobre os aas aromáticos e alifáticos. Carboxipeptidase B: atua sobre os aas básicos. Aminopeptidase: secretada pelas células do intestino (enterócitos). Atuam na terminação amino da cadeia peptídica, liberando os aas da extremidade da cadeia. AS ENDOPEPTIDASES QUEBRAM A CADEIA PROTÉICA EXOPEPTIDASES LIBERAM OS AAS DO FINAL DA CADEIA.

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Produtos finais da digestão das proteínas: Aminoácidos, dipeptídeos e tripeptídeos. Os dipeptídeos e os tripeptídeos absorvidos são desdobrados por enzimas intracelulares (dipeptidases e tripeptidases) presentes no citoplasma dos enterócitos, uma vez que somente aminoácidos livres podem ser transferidos para a corrente sanguínea. DESTINOS METABÓLICOS DOS AMINOÁCIDOS DA DIETA 1. Síntese de proteínas 2. Metabolismo energético → a proteína só será utilizada como fonte de energia quando: - A dieta estiver deficiente em energia - dieta com imbalanço de aminoácidos - dieta com excesso de aminoácidos Quando os aminoácidos são utilizados para a produção de energia eles são deaminados e o esqueleto de carbono entra no metabolismo energético para produção de ATP e o nitrogênio é eliminado via urina. Após a entrada de aminoácidos nas células, eles são transformados em proteínas celulares. Não há armazenamento de aminoácidos livres, só há armazenamento de proteínas. 3. Armazenamento reversível de aminoácidos: Quando a concentração de aminoácidos no plasma abaixa, algumas proteínas celulares podem ser novamente decompostas a aminoácidos (enzimas e algumas proteínas funcionais). Existe um limite máximo de proteínas que a célula pode armazenar. Depois atingido o limite máximo, o excesso de aminoácidos na circulação é degradado em outros produtos ou usado para produção de energia com o excedente sendo armazenado como gordura. IMPORTÂNCIA DA QUANTIDADE E DA QUALIDADE DAS PROTEÍNAS. Os animais necessitam receber proteína em sua dieta, existindo diferenças entre as exigências das espécies quanto a qualidade dessa proteína. Os ruminantes necessitam receber uma quantidade adequada de proteína na ração, mas não apresentam nenhuma exigência quanto à qualidade da mesma, ou seja, quanto à sua composição em aminoácidos. Isto se deve ao fato de que esses animais vivem em perfeita simbiose com os

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microorganismos do rúmen, os quais efetuam a síntese de todos os aminoácidos requeridos pelos seu hospedeiro. Exceção para animais de alta produção. Os monogástricos não conseguem sintetizar determinados aminoácidos, devendo, portanto, recebê-los através da dieta. CLASSIFICAÇÃO NUTRICIONAL DOS AMINOÁCIDOS PARA AVES E SUÍNOS Os aminoácidos são classificados nutricionalmente em essenciais e não essenciais. a) Aminoácidos essenciais - são aqueles que o organismo animal não consegue sintetizar ou sintetiza em taxas reduzidas, não suprindo as necessidades para a síntese protéica normal. b) Aminoácidos não-essenciais - são aqueles que podem ser facilmente sintetizados a partir de metabólitos intermediários ou de aminoácidos similares.

Classificação dos aminoácidos para aves e suínos Leitões/ Aves Lisina Metionina Triptofano Valina Histidina Fenilalanina Leucina Isoleucina Treonina Arginina

Aminoácidos essenciais Suínos Lisina Metionina Triptofano Valina Histidina Fenilalanina Leucina Isoleucina Treonina

a- parcialmene sintetizado – 60%

Pintos Lisina Metionina Triptofano Valina Histidina Fenilalanina Leucina Isoleucina Treonina Glicina ou Serina Prolina

Aminoácidos não essenciais Glicinaa Serina Alanina Ácido aspártico Ácido glutâmico Cistinab Prolina Hidroxiprolina Tirosinac Asparagina Glutamina

b- pode atender até metade das exigências de metionina

c- pode atender até 30% das

exigências de felnilalanina

A essencialidade de alguns aminoácidos pode variar de aves para suínos e também em função da idade destes animais. Exemplos: O aminoácido arginina é essencial para leitões, pois estes sintetizam apenas 60% de suas necessidades, enquanto que no suíno adulto ocorre toda a síntese necessária ao atendimento das exigências. Os pintos necessitam de glicina ou serina e prolina, além dos outros dez essenciais para as aves adultas, pois esses aminoácidos são necessários para a síntese de ácido úrico. Durante esta fase, as aves recebem rações de alto nível protéico, além de trazer consigo uma reserva protéica do ovo, o que sobrecarrega a síntese de ácido úrico.

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AMINOÁCIDOS LIMITANTES NAS RAÇÕES Os aminoácidos limitantes referem-se àqueles que estão presentes na dieta em uma concentração menor do que a exigida pra máximo desempenho. Podem estar limitantes em uma ração um ou mais aminoácidos ao mesmo tempo, porém, em uma ordem de limitação. Os três aminoácidos mais limitantes para suínos e aves em RAÇÕES A BASE DE MILHO E FARELO DE SOJA, estão apresentados no quadro abaixo, onde verifica-se que o primeiro limitante pode variar entre as espécies devido às diferentes necessidades metabólicas de cada uma delas. Para ruminantes de alta produção os aminoácidos mais limitantes são lisina e metionina. Aminoácidos limitantes para aves e suínos em rações a base de milho e farelo de soja Aminoácidos

Aves

Suínos

1º Limitante

Metionina

Lisina

2º Limitante

Lisina

Metionina

3º Limitante

Triptofano/treonina

Triptofano/treonina

FORMAS DE ADEQUAR OS AMINOÁCIDOS NAS RAÇÕES A) Combinação de ingredientes da ração A combinação de ingredientes que se complementam em aminoácidos permite a formulação de rações com níveis adequados de proteína e aminoácidos. Ex. Milho – limitante em lisina e ótimo em AAS (aminoácidos sulfurados) Farelo de soja – limitante em AAS e ótimo em lisina

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Esta é uma combinação de ingredientes que se complementa B) Uso de aminoácidos sintéticos DL- metionina, L- Lisina, L-triptofano, L – treonina C) Aumentando o nível de proteína da ração A elevação dos níveis de proteína da ração também elevará os níveis de aminoácidos, superando as necessidades dos aminoácidos limitantes. O aumento do nível de proteína na ração acarreta problemas de metabolismo e de custo. Rações com níveis protéicos elevados sobrecarregam a digestão, absorção e eliminação do nitrogênio não aproveitável, havendo a sobrecarga do fígado e dos rins do animal. A associação de todos esses efeitos reduz a eficiência dessas rações além de seu maior custo. Este método poderá ser usado quando a elevação necessária do nível de proteína para atendimento da necessidade do aminoácido for mínima, não afetando significativamente o desempenho do animal. EXIGÊNCIAS DE PROTEÍNAS/AMINOÁCIDOS Existem diversos fatores que influenciam as exigências de proteínas (aminoácidos). Dentre eles, destacam-se: a) Idade do animal A exigência dietética de proteína/aminoácidos decresce com o avanço da idade dos animais Ex: Suíno 7,5kg exig. PB = 12,2g/kg de PV Suíno de 80kg exig. PB = 5,1 g/kg de PV b) Nível de energia da ração (relação nutriente:caloria) Aves e suínos consomem ração para atender primariamente suas necessidades por energia. Desta maneira, qualquer variação no nível de energia da ração resulta em modificações no nível de consumo de todos os nutrientes, havendo então necessidade de se fazer correções. c) Temperatura ambiente A temperatura afeta diretamente o consumo de ração. Afetando o consumo, correções devem ser feitas. Rações mais densas. d) Sexo

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Machos de suínos ou de frangos de corte apresentam ganho de peso superior ao das fêmeas, nas mesmas condições de alimentação.

Fêmeas apresentam curva de crescimento diferenciada

principalmente no final do período de criação. Esses fatos evidenciam diferenças nas exigências nutricionais entre sexos. Atualmente a criação com separação de sexos é uma realidade. BALANÇO DE NITROGÊNIO Utilizado para verificar o estado da nutrição protéica (aminoácidos). Quando o balanço é positivo, isto é, a retenção é maior que a excreção, a proteína está sendo usada para produção (crescimento, postura...). Quando o balanço é negativo (a excreção é maior que a retenção), evidencia-se um comprometimento do desempenho, que pode ter sido provocado por: •

Estresse metabólico (sanidade)

•

Dieta deficiente em aminoácidos essenciais

•

Dieta baixa em energia

INTERAÇÕES ENTRE AMINOÁCIDOS

•

IMBALANÇO – Ocorre em dietas cujas proporções de aminoácidos estejam desequilibradas. Situação em que dois ou mais aminoácidos estejam em quantidades inferiores à exigência produz efeito semelhante àquele ocasionado pela deficiência de apenas um aminoácido (aminoácido limitante). Uma dieta com imbalanço de aminoácidos ocasiona redução no consumo alimentar e diminuição da síntese protéica no organismo, causando um aumento no metabolismo degradativo e na excreção de aminoácidos.

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ANTAGONISMO - Clássica situação em que o nível de um aminoácido influencia o metabolismo de outro aminoácido. (lisina com arginina).O aminoácido antagonista inibe de alguma forma o metabolismo de seu análogo natural e às vezes, produz um efeito semelhante à deficiência do aminoácido antagonizado. O antagonismo pode ocorrer quando as dietas apresentam níveis muito elevados de proteína, mas é mais acentuado quando há baixos níveis de proteína nas dietas.

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TOXIDEZ - Geralmente quando o aminoácido está muito acima da exigência (> 2 vezes). A metionina é o aminoácido mais tóxico.

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METABOLISMO ENERGÉTICO A energia pode ser definida como a capacidade de realização de trabalho. Em nutrição, a capacidade máxima de realizar trabalho, significa máxima produção de ovos, máximo ganho de peso, e aproveitamento do alimento. A primeira energia utilizada no organismo é para manutenção da temperatura corporal. A segunda é a energia livre, a qual está disponível para o trabalho. Todas as formas e energias são convertidas em calor, por isso, por conveniência se expressa as transformações energéticas dos processos vitais em termos de unidade calórica. Termologia utilizada para expressar a energia * 1 caloria (cal) – qtde necessária para elevar 1g de água de 1ºC (14,5 a 15,5ºC) * 1 quilocaloria (Kcal) – qtde necessária p/ elevar 1kg de água de 1ºC (caloria x 1000) * 1 megacaloria (Mcal) – qtde necessária p/ elevar 1 ton de água de 1º C (Kcal x 1000) * 1 Jaule = 0,239 cal (1cal=4,18 jaules) * 1 Btu = 0,252 kcal O organismo animal possui uma eficiência energética de aproximadamente 44%. Para aves e suínos que são animais de sangue quente, a perda de energia no metabolismo na forma de calor (56%) é importante na homeotermia destes animais. Na oxidação de uma molécual de glicose, produz-se 38 ATP A oxidação completa de uma molécula de glicose gera 673 kcal Na Bomba Calorimétrica: C6H12O6 + 6O2

→

6H2O + 673 kcal

No organismo animal: Glicólise + Ciclo de Krebs+ Cadeia Respiratória: C6H12O6 + 6O2

→

38ATP = 304 kcal (38 x 7,8 kcal)

Eficiência Metabólica = 304 x 100 = 44% 673

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PARTIÇÃO BIOLÓGICA DA ENERGIA A energia contida nos alimentos pode ser convertida em 4 frações: EB energia bruta, ED energia digestível, EM energia metabolizável e EL energia liquida. EB: é determinada em bomba calorimétrica através da oxidação total da matéria orgânica, na presença de alta pressão de oxigênio (25ATM), onde é medida a produção de calor liberado. ED: é obtida subtraindo a EB das fezes da EB dos alimentos. Esta medida é utilizada normalmente nas determinações com suínos machos onde é possível separar os conteúdos fecal e urina em gaiolas metabólicas especiais. EM: corresponde à diferença da EB da ração e a soma das EBs das fezes e urina. Esta medida normalmente utilizada em aves onde a determinação das energias das fezes e excreção urinária são realizadas juntas. Os valores de EM também são determinados com os suínos. EL: corresponde à subtração do incremento calórico dos valores de EM. A energia líquida pode ser teoricamente dividida em Energia líquida de mantença (usada para mantença, metabolismo basal, atividades, calor corporal) e energia líquida produtiva (usada para crescimento, reprodução, gestação, lactação). O incremento calórico (IC) representa toda a perda de energia durante os processos de digestão, absorção e metabolismo dos nutrientes, esta energia servirá em parte para manutenção da temperatura corporal.

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IMPORTÂNCIA DA ENERGIA NAS RAÇÕES As aves e os suínos consomem certas quantidades de ração para satisfazerem primariamente as suas necessidades de energia. Na medida em que se aumenta o conteúdo energético da ração, ocorre redução no seu consumo para manter um relativo consumo de energia diária. Este fato sugere que todos os nutrientes da dieta devam ser relacionados ao seu conteúdo de energia. A relação nutriente/caloria deve ser considerada nas rações, garantindo com isso o consumo necessário dos diversos nutrientes presentes na dieta. FRANGOS DE CORTE O aumento dos níveis de EM nas rações de frango de corte resulta em redução no consumo alimentar, melhoria no ganho de peso e conversão alimentar, porém, aumenta a deposição de gordura na carcaça. O aumento da densidade calórica das dietas possibilita a redução no incremento calórico das rações, favorecendo o consumo de calorias, principalmente em condições de estresse provocado pelo calor.

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POEDEIRAS COMERCIAIS As rações de poedeiras comerciais possuem valor calórico mais baixo do que as rações de frangos de corte. A utilização de rações de alta energia para poedeiras durante períodos longos, pode afetar o desempenho devido ao excesso de infiltração, de gorduras no fígado e ovário, aumentando a mortalidade do plantel. Para poedeiras também há necessidade de rações com maior densidade em condições de ambiente quente. SUÍNOS Os níveis de energia das rações de suíno varia normalmente de 3150 a 3550 kcal de ED/kg. O incremento dos níveis energéticos das rações nas fases iniciais, crescimento e terminação de suíno, resultam normalmente em redução do consumo e melhoria na conversão alimentar. Os genótipos modernos de suíno tem evoluído para uma maior deposição de carne com redução da espessura do toucinho. Mesmo nestas linhas a restrição da ingestão de energia nas últimas semanas pré-abate, tem resultado em carcaças de melhor qualidade.

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EFEITO DOS NÍVEIS DE ENERGIA SOBRE SUÍNOS EM DIFERENTES FASES DE CRIAÇÃO

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RELAÇÃO NUTRIENTE / CALORIA As aves e os suínos possuem habilidade de variar o consumo das rações com diferentes níveis de energia, para manter o consumo energético diário. Assim, todos os nutrientes precisam estar r...