Aula 04 - Nutrientes: Carboidratos INTRODUÇÃO: São compostos à base de C, H, O distribuídos em abundância nos tecidos animais e vegetais. Quimicamente, pode-se dizer que são derivados aldeídicos e cetônicos de álcoois polihídricos (possuem mais de um grupo -OH), ou aqueles que após hidrólise produzem estes compostos. CLASSIFICAÇÃO BIOQUÍMICA (HARPER et al., 1982) 1. CARBOIDRATOS SOLÚVEIS: a) MONOSSACARÍDEOS (AÇÚCARES SIMPLES): Tabela 01: Exemplos de monossacarídeos Aldo-Açucares Ceto-Acúcares Trioses Glicerose Dihidroxiacetona Tetroses Pentoses Hexoses Eritrose Ribose Glicose, Galactose, Manose Eritrulose Ribulose Frutose Fonte: HARPER et al., (1982) CLASSIFICAÇÃO BIOQUÍMICA (HARPER et al., 1982) b) DISSACARÍDEOS: sacarose (gli+fru), maltose (gli+gli), lactose (gli+gal), celobiose (gli+gli 1,4) c) OLIGOSSACARÍDEOS: de 3 a 6 unidades de monossacarídeos. Ex.. Dextrina, maltotriose. d) POLISSACARÍDEOS: mais de 6 moléculas de monossacarídeos. Ex. amido, amilopectina, amilose, celulose, glicogênio. CLASSIFICAÇÃO BIOQUÍMICA (HARPER et al., 1982) 2. CARBOIDRATOS INSOLÚVEIS: São as “fibras” Compostas por: Celulose, Hemicelulose, (Pectinas), e Lignina DIGESTÃO: a) AÇÃO DA SALIVA: -Amilase salivar. b) AÇÃO ÁCIDA DO ESTÔMAGO: Provoca alguma degradação na estrutura dos polissacarídeos. c) AÇÃO DAS ENZIMAS PANCREÁTICAS: amilase, enzima desramificadora e dextrinase - Redução do tamanho das moléculas, havendo a produção de oligo, di e monossacarídeos. d) AÇÃO DAS ENZIMAS DE MEMBRANA: Dissacaridases – Quebram os dissacarídeos em monossacarídeos livres para absorção. TRANSPORTE ATIVO DE GLICOSE VIA ATPase sódio-dependente GLICOSE Na + ATP LÚMEN INTESTINAL Na+ + ADP Glicose – 6P PAREDE INTESTINAL Na + ATP Na+ + ADP GLICOSE VASO SANGÜÍNEO METABOLISMO: O metabolismo dos carboidratos é essencialmente voltado para a produção de energia. DEGRADAÇÃO DA GLICOSE: 1. GLICÓLISE: Glicose » Piruvato 2. GLICOGENÓLISE: Glicogênio » Glicose Jejum ou estresse Manter glicemia sanguínea normal 3. FERMENTAÇÕES ANAERÓBICAS: FERMENTAÇÃO LÁTICA Piruvato » lactato = produz 2 ATPs. FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA Piruvato » etanol = produz 2 ATPs. 4. CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO: (Ciclo de Krebs) GLICOSE » CO2 + H2O + 36 a 38 ATP’s 5. CICLO DAS PENTOSES FOSFATO: produz ribose para síntese de ácidos nucléicos SÍNTESE DE GLICOSE E GLICOGÊNIO: 1. GLICOGÊNESE: glicose » glicogênio 2. GLICONEOGÊNESE: síntese de glicose a partir de nãocarboidratos. GLICOSE Principal rota no adulto ENERGIA (Ciclo de Krebs) SÍNTESE RECUPERAR RECUPERAR GLICOGÊNIO GLICOGÊNIO OUTROS HEPÁTICO MUSCULAR COMPOS -TOS DE LIPOGÊNESE A IMPORTÂNCIA DA FIBRA DIETÉTICA: A fibra se constitui basicamente de componentes da parede celular resistentes às enzimas secretadas pelos animais (Calvert, 1991). A fibra da ração compreende a fração de carboidratos que praticamente não é aproveitada pelos monogástricos. A principal função da fibra para o suíno é a de funcionar como “lastro”: representando até 20% da energia de mantença de suínos adultos. Os suínos adultos aproveitam melhor a fibra da dieta que os leitões e as aves. Para cada 1% que se aumenta na fibra da ração, reduz-se em 1 a 1,5% a digestibilidade da proteína para suínos. Para aves de postura adultas, o farelo de trigo pode ser introduzido nas rações, pois a níveis de fibra mais altos podem ter efeitos positivos. Cuidado: Para aves de postura jovens ou de corte, Não! Digestibilidade da fibra (CRAMPTON & HARRIS,1974): Suínos: (ceco) 3-25%; Aves (cecos) 20-30%. A determinação da fibra é feita de duas formas básicas: Para monogástricos Fibra Bruta Para ruminantes e outros herbívoros: “Frações fibrosas”: Fibra em Detergente Neutro Fibra em Detergente Ácido Tabela 02: Efeito dos níveis de alfafa dietética e estágio de gestação sobre a digestibilidade da MS, CZ, FDN, FDA, energia e proteína em porcas. Item (%) Dias de gestação MS 60 100 60 100 60 100 60 100 60 100 60 100 60 100 60 100 Cz FDN FDA Hcel Cel ED PD Fonte: CLAVERT (1991) DIETAS 5% ALFAFA 50% ALFAFA 95% ALFAFA 90,4 88,1 52,4 43,6 65,9 60,5 59,5 57,0 70,5 63,0 66,5 63,4 92,1 89,8 90,8 87,4 73,1 67,8 54,2 48,2 44,8 33,9 37,3 27,5 57,8 45,0 44,5 36,0 74,7 68,3 72,0 65,9 59,9 44,7 53,3 39,9 44,0 21,2 40,9 18,8 52,6 27,8 46,4 27,1 61,1 44,4 63,3 51,6 CARBOIDRATOS PARA RUMINANTES: No rúmen, os carboidratos sofrem dois processos: 1. Hidrólise 2. Fermentação Padrão de fermentação dos carboidratos no rúmen: Glicose, Frutose, Sacarose – Imediata Maltose, Lactose, Galactose – Rápida Amido – Velocidade intermediária Celulose e Hemicelulose – Lenta Lignina e Pectina – Muito lenta Ácidos Graxos Voláteis (AGV’s) Cadeias < 10 C: Acético 2C Propiônico 3C Butírico 4C Ponto de fusão entre 60 e 70ºC Provenientes de: Fermentação microbiana Alimentos previamente fermentados (silagens) Concentração de AGV no rúmen depende de: 1. Dieta. Variação na composição dos carboidratos 1.a. Celulose Predomina ácido acético 1.b. Amido Predomina ácido propiônico 1.c. Proteína Predomina ácido butírico Concentração de AGV no rúmen depende de: 2. Nível de ingestão. Relacionado ao tempo de retenção Alto nível de ingestão » Baixo nível de ingestão» Baixa conc. de ác. acético Alta conc. de ác acético Alto tempo de retenção ruminal Concentração de AGV no rúmen depende de: 3. pH: AGV Acético pH 6,0 - 7,0 Propiônico Pico - 5,9 Butírico Pico - 5,5 Láctico < 5,0 Produção de AGV no rúmen: AGV ruminal (concentração molecular) Acético Propiônico Butírico Outros Capim verde 54 23 16 2 Capim desidratado 58 22 9 2 Palha de trigo 65 22 9 3 Feno de alfafa 67 22 7 4 Concentrado 57 24 10 5 Silagem 74 17 6 3 Fonte: BRIGGER (1984) Forma de transporte dos AGV’s Rúmen Parede do Rúmen Acetato Acetato Acetato Acetato Acetato Propionato Lactato Lactato Lactato X Butirato β - OH Butirato Sangue Portal β - OH Butirato Fígado β - OH Butirato Sangue Periférico β - OH Butirato CELULOSE: Celulases microbianas: Endo β 1,4 glucanases (no meio da cadeia) Exo β 1,4 glucanases (nas pontas da cadeia) β 1,4 glucanases (fazem a quebra independente da posição) HEMICELULOSE: Hemicelulases microbianas: Endo β 1,4 xilanases (no meio da cadeia) Exo β 1,4 xilanases (no meio da cadeia) - L » arabinofuranosidase Tabela 03: Consumo médio, digestibilidade e locais da digestão de celulose e de hemicelulose. Tratamentos Consumo (g/dia) 157,55 166,83 60,39 73,34 Digestibilidade aparente (%) 58,14 51,16 53,11 55,86 % degradação/digestão da Celulose e Hemicelulose Antes do ID 85,15 103,35 93,09 100,56 No ID 7,35 -15,04 1,61 -8,32 No ceco e cólon 7,52 11,69 5,30 7,76 Carboidratos solúveis digeridos (%): Antes do ID 87,99 85,89 No ID 9,19 12,52 No ceco e cólon 2,82 1,59 Pectina digerida (%): Antes do ID 96,42 97,61 No ID 1,88 3,69 No ceco e cólon 1,70 -1,30 Fonte: VALADARES FILHO (1981) FATORES QUE AFETAM A DEGRADABILIDADE DA CELULOSE E HEMICELULOSE: 1. Presença de carboidratos de fácil fermentação: Nível baixo de energia: Favorece o desenvolvimento rápido dos microrganismos celulolíticos Sacarose (1 a 3%) favorece em 9% Nível alto de energia: Aumento nos teores de carboidratos solúveis, e o pH desfavorece microrganismos celulolíticos. FATORES QUE AFETAM A DEGRADABILIDADE DA CELULOSE E HEMICELULOSE: 2. Presença de compostos nitrogenados: Estimula a síntese de proteína microbiana. 3. Teores de minerais: Deficiência de Enxofre e Fósforo Principais locais de degradação das frações fibrosas Rúmen 70% Celulose IG 30% Rúmen 70 – 75% Hemicelulose IG 25 – 30% Pectina Rúmen 100% Tabela 04: Efeito do conteúdo de lignina e de fibra na degradabilidade de forragens. Proteína (%) Lignina (%) Fibra Bruta (%) 19.2 3.9 16.2 Degradabilidade (%) MO PB 22.1 80 77 6.0 27.5 70 74 12.4 7.1 27.3 65 65 11.8 7.9 27.7 61 62 11.7 9.0 30.3 55 64 Fonte: COELHO da SILVA & LEÃO (1985)