5) metabolismo de proteína em bovinos de leite

Instituto Babcock para Pesquisa
e Desenvolvimento da Pecuária
Leiteira Internacional
Essenciais em
Gado de Leite
University of Wisconsin-Madison
5) METABOLISMO DE PROTEÍNA
EM BOVINOS DE LEITE
Michel A. Wattiaux
Babcock Institute
INTRODUÇÃO
As proteínas fornecem os aminoácidos
necessários para a manutenção das funções
vitais, reprodução, crescimento e lactação.
Animais não ruminantes precisam de
aminoácidos pré-formados na sua dieta. Os
animais ruminantes podem utilizar muitas
outras fontes de nitrogênio pois eles
possuem a habilidade de sintetizar
aminoácidos e proteínas usando nitrogênio
não proteico . Esta habilidade esta
relacionada com
a
p resença de
microorganismos no rúmen. Além disso, os
ruminantes possuem um mecanismo que
possibilita a reutilização do nitrogênio.
Quando uma
die t a possui pouco
nitrogênio, grandes quantidades de uréia
(que normalmente é excretada na urina)
retornam
ao
r ú m en ,
onde
os
microorganismos podem utiliza-la. Em
animais não-ruminantes a uréia é
totalmente perdida na urina.
Algumas pesquisas mostraram que é
possível alimentar vacas com dietas
contendo somente nitrogênio não proteico
e, ainda assim, é possível se obter uma
produção diária de 580 g de proteína de
leite de alta qualidade e de 4.000 kg de leite
durante a lactação.
A TRANSFORMAÇÃO DE
PROTEÍNA NO RÚMEN
As proteínas alimentares são degradadas
pelos microorganismos ruminais em
aminoácidos, depois em amônia e em
ácidos graxos de cadeia ramificada (Figura
1). O nitrogênio não proteico presente nos
alimentos e na uréia são reciclados no
rúmen através da saliva e a parede ruminal
também contribui na concentração final de
amônia no rúmen. Se os níveis de amônia
no rúmen estão muito baixos, ocorre uma
restrição de nitrogênio para as bactérias e,
deste modo, a digestibilidade do alimento
diminui. Um excesso de amônia no rúmen
leva ao desperdício, toxidez devido a
amônia, e mesmo morte do animal em
casos extremos.
A população bacteriana utiliza a amônia
para crescer. A quantidade de amônia
usada para sintetizar proteína bacteriana
depended a disponibilidade de energia
fornecida pela fermentação de carboidratos.
Em média, 20 gramas de proteína
bacteriana é sintetizada a partir de 100
gramas de matéria orgânica fermentada no
rúmen. A síntese de proteína bacteriana
pode variar de 400 g/dia a 1.500 g/dia,
dependendo da digestibilidade da dieta. A
porcentagem de proteína na bactéria varia
de 38 a 55% (Tabela 1). Contudo, quando as
vacas ingerem mais alimento, as bactérias
têm mais proteína e passam para o rúmen
mais rapidamente.
Normalmente, uma porção da proteína da
dieta resiste à degradação ruminal e chega
inalterada até o intestino delgado. A
resistência à degradação ruminal varia
consideravelmente de acordo com a fonte
proteica e isto depende de vários fatores.
Normalmente, as proteínas da forragem são
degradadas em uma extensão maior (60 to
80%) que as proteínas de concentrados ou
de sub-produtos industriais (20 to 60%).
Uma porção das proteínas bacterianas é
quebrada no rúmen, mas a maioria vai par
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Essenciais em Gado de Leite—Nutrição e Alimentação
Figura 1: O metabolismo de proteína em bovinos de leite.
18
5—Metabolismo de Proteína em Bovinos de Leite
Tabela 1: Composição (%) e digestibilidade de
nitrogênio intestinal (%) da flora ruminal.1
Bactéria
ProtoMédia Intervalo zoário
Proteína
47.5
38–55
—
Ácidos
27.6
—
—
nucleicos2
Lipídeos
7.0
4–25
—
Carboidratos
11.5
6–23
—
Peptidoglicam3
2.0
—
—
Minerais
4.4
—
—
Proteína bruta
62.5
31–78
24–49
Digestibilidade
71.0
44–86
76–85
1
Adaptado de “Nutritional Ecology of the ruminant”.
1982. O & B Books Inc., 1215 NW Kline Place, Oregon
97330.
2
Ácido nucleico = material genético.
3
Peptidoglicam = estrutura complexa da parede
bacteriana.
Aproximadamente 60% dos aminoácidos
absorvidos no intestino delgado têm
origem bacteriana, e os restantes 40% vem
das proteínas não degradadas no rúmen.
A composição proteica da bacteria é
relativamente constante e não depende da
composição proteica que o animal esta
ingerindo. Todos os aminoácidos, incluindo
os aminoácidos essenciais, estão presentes
nas proteínas bacterianas em uma
proporção muito próxima da ideal para a
produção de leite. Portanto, o processo de
conversão da proteína da dieta em proteína
bacteriana é normalmente benéfica para o
animal. A única excessão acontece quando
uma proteína de alta qualidade é fornecida
para o animal, porém, devido a uma
possível falta de energia fermentável, a
amônia produzida no rúmen não pode ser
utilizada.
PROTEÍNA NAS FEZES
Cerca de 80% das proteínas que chegam
no intestino delgado são digerídas, mas o
restante se transforma em fezes. Outras
importantes fontes de proteína nas fezes
consistem de enzimas que foram secretadas
no intestino durante a digestão e também
pela rápida reposição das células da parede
intestinal (proteína metabólica das fezes).
Em média, para cada 1 kg de matéria seca
ingerida pela vaca, cerca de 33 g de
proteínas corporais são perdidas pelo
intestino e são secretadas pelas fezes. As
fezes de ruminantes são ótimos fertilizantes
pois são ricos em matéria orgânica e em
partículas ricas em nitrogênio (2.2 to 2.6%
de nitrogênio ou o equivalente à 14 to 16%
de proteína bruta) comparado com as fezes
de animais não ruminantes.
METABOLISMO HEPÁTICO
E O CICLO DA URÉIA
Quando acontece uma falta de energia
fermentável, ou quando a porcentagem de
proteína bruta da dieta é excessiva ou
altamente degradável, nem toda a amônia
produzida no rúmen é convertida em
proteína microbiana. Esta amônia que esta
em altas concentrações no rúmen atravessa
a parede ruminal e é transportada para o
fígado. O fígado converte a amônia em
uréia, a qual vai para a corrente sanguínea.
A uréia no sangue pode seguir as seguintes
vias:
1) Ela pode retornar ao rúmen pela saliva
ou mesmo pela parede ruminal.
2) Pode ser excretada na urina pelos
rims.
Quando a uréia retorna ao rúmen, ela é
convertida em amônia e serve como fonte
de nitrogênio para a flora ruminal.
Obviamente, a uréia que vai para a urina é
perdida. Em dietas com baixos níveis de
proteína bruta, a maioria da uréia é
reciclada e muito pouco se perde na urina.
Contudo, com o aumento progressivo de
proteína na dieta, menos uréia será
reciclada e uma maior quantidade de uréia
será excretada na urina.
A SÍNTESE DAS PROTEÍNAS DO LEITE
Durante a lactação, a glândula mamária
necessita de grande quantidade de
aminoácidos para a síntese do leite. O
metabolismo de aminoácidos na glândula
mamária é extremamente complexo. Os
aminoácidos podem ser convetidos em
outros aminoácidos, ou podem ser
oxidados para a síntese de energia. A
maioria dos aminoácidos absorvidos pela
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Essenciais em Gado de Leite—Nutrição e Alimentação
glândula mamária são usados na síntese
das proteínas do leite. Cada kg de leite
contém cerca de 30 g de proteína; contudo,
existe uma grande variação entre animais e
também entre raças. Cerca de 90% das
proteínas do leite é caseína. Existem vários
tipos de caseínas (Tabela 2) e elas
contribuem para o alto valor nutritivo de
muitos produtos derivados do leite. As
proteínas do soro também são sintetizadas
a partir de aminoácidos na glândula
mamária. A enzima α -Lactalbumina é
essencial na síntese de lactose e a
β−lactoglobulina é importante na formação
do coalho durante a produção do queijo.
Alg u m a s
prote í n a s
do
leite
(imunoglobulinas) têm um importante
papel na resistência do bezerro recém
nascido à doenças. As imunoglobulinas,
que se encontram em alta concentração no
colostro, são absorvidas diretamente do
sangue e, deste modo, elas não são
sintetizadas na glândula mamária.
O leite contém muito pouco nitrogênio
não proteico (ex: uréia: 0.08 g/kg).
Tabela 2: Principais proteínas encontradas
no leite normal das vacas.
Proteína
Concentração (g/kg)
Caseínas
α-caseína
14.0
β-caseína
6.2
κ-caseína
3.7
γ-caseína
1.2
Proteínas do soro
Imunoglobulinas1
0.6
α-Lactalbumina
0.7
β-Lactoglobulina
0.3
1
Podem aumentar dramaticamente durante a
mastite.
FONTES DE NIOTROGÊNIO PROTEICO
E NÃO PROTEICO NAS DIETAS
DE VACAS DE LEITE
As recomendações das concentrações de
proteína bruta em dietas para vacas de leite
20
variam de 12% (para uma vaca seca) a 18%
(para uma vaca em início de lactação). Uma
dieta com 16% de proteína é recomendada
para animais produzindo de 20 a 25 kg de
leite por dia, sendo que a maioria das
forragens e concentrados são boas fontes de
proteína. Contudo, com o aumento da
produção de leite, a síntese de proteínas
pelas bactérias do rúmen se torna
insuficiênte, e fontes de proteína resistêntes
à degradação ruminal podem ser
necessárias para suprir as necessidades de
aminoácidos de animais de alta produção.
Alguns tipos de fontes proteicas resistentes
à degradação ruminal incluem resíduos de
cervejaria e proteínas de origem animal
(sub-produtos de matadouros, farinha de
peixe e farinha de pena).
Contudo, fonts de nitrogênio não proteica
podem ser utilizadas, especialmente
quando a ração têm menos de 12 a 13% de
proteína bruta. A uréia, provavelmente, é a
fonte mais popular de nitrogênio nas dietas
para gado leiteiro. Porém, ela deve ser
utilizada com cuidado, pois o excesso de
uréia pode levar a intoxicação do animal
por amônia. Os alimentos com alta energia,
baixa proteína e baixos níveis de nitrogênio
não proteico em sua constituição são boas
fontes alimentares a serem usadas na
suplementação animal em associação com a
uréia. Alguns exemplos destes alimentos
são os grãos de cereais, o melaço, a polpa
de beterraba, feno de gramíneas maduras e
silagem de milho. A uréia não deve ser
usada em associação com fonts alimentares
com rápida degração proteica. Alguns
exemplos são a farinha de soja, farinha de
canola, forragens de leguminosas e
gramíneas jovens. Além disso, a
suplementação com uréia não deve exceder
150 a 200 g/vaca/dia, e deve ser misturada
com outros alimentos para aumentar sua
palatabilidade. A uréia deve ser adicionada
progressivamente aos animais, para que
eles se adaptem ao aumento de nirogênio
não proteico na dieta.