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Universidade Federal de Minas Gerais Escola de Veterinária - Depto. de Zootecnia. Vitaminas. Walter Motta Ferreira. Histórico. Até o inicio do século XX as vitaminas eram nutrientes desconhecidos;

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vitaminas

Universidade Federal de Minas Gerais

Escola de Veterinária - Depto. de Zootecnia

Vitaminas

Walter Motta Ferreira

hist rico
Histórico
  • Até o inicio do século XX as vitaminas eram nutrientes desconhecidos;
  • Doenças em humanos originadas por deficiências nutricionais como beribéri, escorbuto, pelagra e o raquitismo;
  • Casimir Funk em 1912 formulou a teoria de uma amina vital; em 1945 provou-se que Funk estava correto.

Universidade Federal de Minas Gerais - Nutrição de Não Ruminantes

conceito
Conceito
  • Grupo de substâncias heterogêneas;
    • ácidos, álcoois, aldeídos, bases nitrogenadas...
  • Funções específicas no organismo;
  • Reações metabólicas vitais;
  • Classificadas pelas funções;
  • Eficiência em pequenas quantidades;
  • Essencial ao metabolismo;
  • Algumas podem ser sintetizadas por m.o.

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conceito1
Conceito
  • Hormônio;
    • “Uma substância produzida em um local e que exerce ação em outro”
    • Vitamina D e talvez as vitaminas A, E e K
  • Inositol e Colina não são vitaminas.

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caracter sticas
Características
  • Ser um componente de um alimento natural, mas não sendo carboidrato, lipídio ou proteína;
  • Estar presente em concentrações muito pequenas na maioria dos alimentos;
  • Essencial para o metabolismo normal dos animais e conseqüentemente necessária para a saúde e funções fisiológicas como crescimento, desenvolvimento, manutenção e reprodução;

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caracter sticas1
Características
  • Causar uma doença ou síndrome específica, quando ausente na dieta ou quando mal absorvida ou utilizada;
  • Quando biossintetizável, não pode o ser em quantidades suficientes para preencher as necessidades fisiológicas, devendo conseqüentemente ser obtida a partir da dieta.

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nunes 1998
Nunes (1998)

VitaminaPrecursorÓrgão

A (retinol) Betacaroteno Int. e fig.

D3 (colecalciferol) 7 deidrocolesterol Pele

D2 (ergocalciferol) Ergosterol Pele

C (ác. ascórbico) Glicose Fígado

Niacina Triptofano Fígado

Inositol Glicose Fígado

Colina Homocisteína Fígado

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classifica o
Classificação

VITAMINAS

LIPOSSOLÚVEIS

HIDROSSOLÚVEIS

VitaminaA

Vitamina D

Complexo B

não pertence ao Com.B

Vitamina E

Vitamina K

Vitamina C

Liberadoras de Energia

Hematopoiéticas

Outras

Piridoxina (B6)

Ácido Fólico (B9)

Tiamina (B1)

Cobalamina (B12)

Riboflavina (B2)

Niacina (B3)

Ác. Pantotênico (B5)

Biotina (B7)

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fun es que independem da solubilidade
Funções que independem da solubilidade

Nunes (1998)

LipossolúveisHidrossolúveis

Estocagem sim não ou mto peq.

Excreção lenta (bile) rápida (urina)

Controle rígido (A e D) quase ausente

Intoxicação sim (A e D) rara

Anafilaxia não sim (tiamina)

Funções não enzimáticas coenzimáticas

hormonais não hormonais

Estabilidade mto baixa variável

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antivitaminas e antag nicos
Antivitaminas e Antagônicos
  • Alteração da estrutura química;
  • Alteração da atividade e geração de substância antagônica;
  • Ações:
    • Interferência na conversão
      • Vitamina  coenzima
    • Substituição da coenzima no sítio de combinação da parte protéica da enzima
    • Combinação com a proteína
      • Avidina  biotina (impede a ação)

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antivitaminas e antag nicos1
Antivitaminas e Antagônicos
  • Quebrando a tiamina em 2 compostos inertes:
    • Tiaminose I
    • Carne de peixe cru e na samambaia
  • Compostos antivitamínicos:
    • Antivitamina K – anticoagulante
    • Antivitamina comp. B
      • prevenção coccidiose (aves)
      • tratamento da malária (antagonismo ao àc. Fólico – tratamento protozoonoses)

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antivitaminas e antag nicos2
Antivitaminas e Antagônicos
  • Aminopterina (derivada do Ác. Fólico);
    • Anemia, leucopenia, inibe síntese de àcidos nucléicos (tratamento da leucemia)
  • Antivitamina D;
    • Feno
  • Tiaminases;
    • Fungos em pastagens
  • Melaço (confinamento).
    • antitiaminas (polioencefalomalacia)

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hipervitaminose
Hipervitaminose
  • Ocasional e esporádico
  • Erro de formulação
  • Lipossolúveis (A e D)

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avitaminose e hipovitaminose
Avitaminose e Hipovitaminose
  • Avitaminose
    • ausência
  • Hipovitaminose ou deficiência vitamínica
    • Antivitaminas e/ou substâncias antagônicas;
    • Deficiências nutricionais;
    • Problemas patológicos;
      • TGI, Fígado, rins
    • Defeitos hereditários.

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estabilidade
Estabilidade
  • Pontos desfavoráveis;
    • Umidade, oxidação, temperatura, pH, minerais, redução, luz, tamanho da partícula, solubilidade, agressões físicas e tempo de estocagem
  • Técnicas de proteção;
    • Cobertura de gelatina
    • CHO´s
    • Antioxidantes
    • Formas físicas (spray seco)

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premixes
Premixes
  • Vitaminas;
    • Individualmente ou em misturas
  • Vitaminas lipossolúveis;
    • Estabilizante ou antioxidante
  • Vitaminas hidrossolúveis;
    • Destruição pelo calor ambiente ou fervura
  • Mistura em rações.
    • Pré-mistura, mistura final

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vitamina a
VITAMINA A
  • Derivados da b-ionona;
  • Caroteno - + ativo;
    • Bons fenos, alguns vegetais e seus óleos
  • Retinol.
    • Produto animal
    • Óleo de peixe e farinha de fígado

Carotenóides

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vitamina a1
Vitamina A
  • Os mais significantes retinóides do metabolismo animal são:
    • Álcool;
    • Aldeídos;
    • Ácido retinóico;
    • Retinil ésteres;
    • Retinil-b-glicuronídio.

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absor o e metabolismo
Absorção e Metabolismo
  • junto com lipídios;
  • Os carotenóides são normalmente convertidos em retinol na mucosa intestinal;
  • Os ésteres de retinil da dieta são hidrolisados a retinol no intestino; e absorvidos na forma de álcool (retinol) livre que em seguida é reesterificado na própria mucosa;

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hipervitaminose a
Hipervitaminose A
  • a toxidez se deve principalmente ao ácido retinóico, bem como ao retinal em face de sua fácil conversão no organismo a ácido retinóico.

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formas de excre o
Formas de excreção
  • Biliar, através da conjugação do ácido retinóico com o ácido glicurônico, sendo que o glicuronídio formado é eliminado na bile.
  • Pequenas quantidades de glicuronídio e metabólitos finais não identificados são excretados via urina.

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fun es
Funções
  • Papel bioquímico na visão noturna.
  • Síntese de glicoproteínas que controlam a diferenciação celular, e o envolvimento no controle da expressão gênica.
  • Proteção do epitélio germinativo nos machos e epitélio uterino nas fêmeas, a vitamina A promove um bom desenvolvimento embrionário.
  • Desenvolvimento do sistema nervoso.

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fun es1
Funções
  • O beta-caroteno possui algumas funções não relacionadas com sua atividade pró vitamínica A.
  • O corpo lúteo das vacas leiteiras contém uma considerável concentração de beta-caroteno.
  • Baixos níveis estão relacionados com problemas reprodutivos.

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vitamina d
VITAMINA D
  • Importante na calcificação e formação óssea
    • regulador biológico do metabolismo do Ca e P
  • Reprodução

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formas
Formas
  • Calciferol ou D2
    • presente em plantas e leveduras
    • Eficiente apenas em mamíferos
    • Ergosterol vitamina D2
  • Colecalciferol ou D3
    • Presente em tecidos animais - peixes e fígados
    • Eficiente em mamíferos e aves
    • 7-deidrocolesterol vitamina D3

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metabolismo e absor o
Metabolismo e absorção

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vitamina e
VITAMINA E
  • Gérmens de grãos (farinha e óleo de gérmen de trigo), plantas verdes, fenos bem curados (alfafa).
  • Derivados do 6-cromanol com atividade biológica do a-tocoferol.

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vitamina e1
Vitamina E

Estrutura química dos tocoferois e tocotrienois.

Dentro de cada grupo os vitâmeros se diferem no número e posição dos grupos metil no anel cromado, designando-se como α , β, ﻻ, e ∆ .

vitamina e2
Vitamina E

Estrutura química dos tocoferóis.

absor o e metabolismo1
Absorção e metabolismo
  • absorvida na forma de álcool livre (tocoferol).
  • Lipossolúvel
    • sua solubilização depende da formação de micelas.
  • Nos mamíferos, o tocoferol absorvido é transportado pelos quilomicrons da circulação linfática para o fígado, e subseqüentemente para a circulação geral por lipoproteínas de densidade muito baixa (VLDL).
  • Nas aves e nos peixes, os lipídios absorvidos seguem para o fígado pela circulação portal.

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absor o e metabolismo2
Absorção e metabolismo
  • O fígado e provavelmente todos os tecidos extrahepáticos recebem a vitamina E das “VLDL”.
  • Presente nos tecidos na forma de álcool livre.

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fun es2
Funções
  • antioxidante biológico
  • assegura a respiração normal dos tecidos
  • reações de fosforilação, especialmente aquelas que geram moléculas de alta energia.
  • Participa no metabolismo dos ácidos nucléicos,
    • na síntese da vitamina C, da ubiquinona e dos aminoácidos sulfurados.

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fun es3
Funções
  • Importante na função reprodutiva.
  • Essencial para a manutenção da função testicular protegendo do epitélio germinativo.
  • Sua carência nas fêmeas causa parada do crescimento do feto, retenção e reabsorção.
  • Nas aves, a deficiência prolongada leva à esterilidade nos machos; e morte embrionária.
  • A vitamina E protege o mesoderma e os tecidos dele originados.
  • Atua no metabolismo da cisteína.

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vitamina k
VITAMINA K
  • 2-metil-1,4-naftoquinona
  • todos os derivados gerados por modificação na posição (carbono)3, que exibem uma atividade anti-hemorrágica em animais deficientes em vitamina K.
    • K1 ou filoquinona é sintetizada pelas plantas
    • K2 ou menaquinona
    • K3 conhecida por menadiona é uma forma sintética.
  • Para se tornar ativa a vitamina K3 é alquilada por enzimas presentes no tecido dos mamíferos.

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estrutura
Estrutura

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absor o
Absorção
  • Absorvida do intestino seguindo a via linfática nos mamíferos
  • A absorção requer a presença de gorduras, bem como das secreções biliar e pancreática.
  • Sintetizada adequadamente no TGI

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defici ncia
Deficiência
  • Na deficiência de vitamina K ou na presença de seus antagonistas, os animais apresentam hemorragias espontâneas.Isso se deve à falta de protrombina “normal”.
  • Na ausência de vitamina K ou na presença de seus antagonistas, ocorre síntese da protrombina, entretanto, esta permanece na forma anormal. Ela praticamente não se liga ao cálcio e consequentemente é ineficaz no processo de coagulação sanguínea.

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vitaminas hidrossol veis
Vitaminas Hidrossolúveis

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vitamina b 1
VITAMINA B1
  • Vitamina B1 ou Tiamina
  • Formas
    • Fosforiladas
    • Não fosforilada - cereais e nas leguminosas
    • O hidrocloreto e o mononitrato de tiamina são sintetizados para uso nas rações animais.
    • é encontrada nos alimentos nas seguintes formas: tiamina livre, tiamina fosforilada e tiamina em complexos fosfo-protéicos.

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absor o e metabolismo3
Absorção e metabolismo
  • No tubo gastrintestinal, as formas de tiamina ligada a outros compostos são clivadas e a tiamina livre é absorvida principalmente na porção proximal do intestino delgado.
  • A distribuição tecidual da tiamina parece ser bastante uniforme, sendo encontradas as mais altas concentrações no fígado e no rim.

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fun es4
Funções
  • forma ativa  tiamina pirofosfato (TPP), que é uma coenzima.
  • A TPP é cofator na descarboxilação oxidativa de a-cetoácidos como o ácido pirúvico e o ácido a-cetoglutárico.

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fun es5
Funções
  • A transformação do ácido pirúvico em acetil CoA pela descarboxilação oxidativa, gera um grupamento acetil, que pode servir para sintetizar moléculas como a acetilcolina, que é um neurotransmissor; razão pela qual a deficiência de tiamina pode causar distúrbios neuromusculares.
  • A tiamina pirofosfato atua também como coenzima da transcetolase no ciclo das pentoses-fosfato.

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vitamina b 2
VITAMINA B2
  • Riboflavina
  • Formas
    • coenzimas FMN (flavina mononucleotídio) e
    • FAD (flavina adenina dinucleotídio)
      • formas predominantes nos tecidos de mamíferos.
    • A forma suplementar para as dietas é geralmente a riboflavina, embora alguns pesquisadores tenham experimentado o uso de riboflavinato de sódio.
      • riboflavinato de sódio é mais hidrossolúvel do que a riboflavina.

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absor o e metabolismo4
Absorção e metabolismo
  • sintetizada pela flora intestinal
  • O tempo de trânsito do bolo absorção
    • Contudo, não se sabe a eficiência da absorção da fração sintetizada pela microflora nos monogástricos.
  • Na circulação está ligada a proteínas, inclusive imunoglobulinas.
  • Absorção ocorre no intestino delgado.
  • A vitamina B2 é rapidamente excretada na urina, o que explica o fato dos animais necessitarem de reposição constante da mesma.

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fun es6
Funções
  • transferência intermediária de elétrons nas reações metabólicas de oxi-redução sob forma de duas coenzimas, FMN e FAD;
  • importante na síntese de polissacarídeos;
  • Nos estados de estressequando a necessidade de hormônios adrenais aumenta, a riboflavina é importante, para a síntese dos referidos hormônios.

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principais vitaminas hidrossol veis e suas fun es

VITAMINA

FUNÇÃO

Tiamina – B1

Riboflavina – B2

Niacina

Piridoxina – B6

Reações de transaminação TPP (Tiamina Piro-fosfato)

Reações de oxirredução orgânicas (FAD, FADH2)

Reações de oxirredução orgânicas-NAD,NADH,NADP, NADPH

Reações de descarboxilação e transaminação (Piridoxal-fosfato) Formação das hemácias

Principais vitaminas hidrossolúveis e suas funções

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VITAMINA

FUNÇÃO

Ácido Pantotênico

Biotina (vit. H)

Ácido Fólico

Vit. B12

(cianocobalamina)

Colina

Ac. Ascórbico (vit. C)

Faz parte da Coenzima-A

Metabolismo dos carbohidratos, lipídios e proteínas - reações de ativação de enzimas.

Reações de carboxilação

Ativação dos processos de síntese de gorduras Coenzima B12

Trasmissão de impulsos nervosos (acetil-colina), componente da esfingomielina e lecitina, reações de doação de grupos metil.

Formação do colágeno, Resistência e imunidade Substâncias intercelulares de dentes,ossos,tecidos

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TiaminaB1

  • Forma ativa: pirofosfato de tiamina
  • Coenzima
  • enzimas descarboxilases
    • Piruvato  AcetilCoA
    • cetoglutarato  succinilCoA
  • metabolismo CHO -  CHO   exigência B1
  • ciclo das pentoses
    • Transcetolase (B1 e Mg)
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TiaminaB1

Woodworth et al. (2000)

  • suplementação suínos com B1 (21 dias de idade)
  • durante 35 dias (0-14 e 15-35)
  • 5,5mg de B1/Kg – ração a base de milho, farelo de soja e soro leite
    • não houve  desempenho (GPD, consumo e CA)
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RiboflavinaB2

Propriedade: reações de oxi-reduções – função biológica

  • compõe as coenzimas:
    • FMN (flavina mononucleotídeo) – oxidação de aminoácidos
    • FAD (flavina adenina dinucleotídeo) - sistemas de oxi-redução e transferência de elétrons na cadeia respiratória – produção de ATP

*metabolismo CHO, lipídios e proteínas

 Reprodução ( exigência de riboflavina pelo blastocisto)

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RiboflavinaB2

  • Síntese de B2 pelos microrganismos intestinais – absorção reduzida
  • fonte dietética
  • Grãos de cereais e fontes de proteína de origem vegetal
    • deficientes em B2 biodisponível;
    • dieta a base de milho/farelo de soja (aves) – 59% da biodisponibilidade da B2 cristalina.
    • suplementar com riboflavina sintética
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Efeito da dieta adequada ou deficiente em riboflavina sobre a ocorrência de ciclo estral em porcas

Adaptado de Esch et al. (1981)

  • Animais com deficiência de B2 – manutenção da [17 estradiol] plasmático  inibe onda LH  falha ovulatória
  •  metabolismo esteróides

(FAD carreador de H no complexo citocromo P450)

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Taxa de parição de porcas suplementadas com níveis crescentes de riboflavina (0 – 21 dias de gestação)

Adaptado de Pettigrew et al. (1996); p < 0,05

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Vitamina B6 (Piridoxinas)

  • Formas : piridoxol/piridoxal/piridoxamina
  • tecidos – forma coenzimática = fosfato de piridoxal

Função = coenzima

  • metabolismo intermediário dos aminoácidos (transaminação, descarboxilação, racemização, oxidação)
  • triptofano  niacina
  • SNC – descarboxilação de derivados de aminoácidos para a síntese de neurotransmissores e neuroinibidores
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Vitamina B6 (Piridoxinas)

Suplementação

  • alimentos - ricos em B6

- biodisponibilidade em aves: milho 40%/ soja 60%

  • Recomendações de suplementação (BASF, 2000)
  • frangos: 3-5 mg/Kg ração
  • suínos: inicial 4-6 mg/ Kg ração
  • crescimento 3-5 mg/ Kg ração
  • terminação 2-4 mg/ Kg ração
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Vitamina B6 (Piridoxinas)

Woodworth et al. (2000)

  • suplementação suínos com B6 (21 dias de idade)
  • durante 35 dias (0-14 e 15-35)
  • * Dietas continham premix com todas as outras vitaminas.

0-14 dias

  • 3,9 mg B6/Kg ração  GPD (368g x 413g)
  •  consumo (434g x 476g)
  • CA = (0,85 x 0,87)
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Cianocobalamina B12

  • Coenzima
  • 5’desoxiadenosilcobalamina– metilmalonilCoA mutase (rum.)
  • metilcobalamina– metilação da homocisteína para formar metionina
  • Síntese – somente microrganismos
  • Vegetais não possuem B12
  • Fontes: subprodutos de origem animal e de fermentação
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Cianocobalamina B12

  • Kato (2001): suplementação com B12 sobre o desempenho de poedeiras (10g/Kg)
  • produção de ovos não foi influenciada (reserva hepática)
  •  peso dos ovos nos períodos finais
    • B12 ativa grupos metílicos – biossíntese de metionina
    • metionina –  tamanho dos ovos
  • CA – não houve diferença
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Ácido fólico

  • Forma ativa – ácido tetraidrofólico - coenzima
  • transferência de unidades monocarbônicas (ex. síntese de metionina, serina, timidina e bases purínicas)
  • hidroxilações (fenilalanina, tirosina e triptofano  norepinefrina e serotonina)

Presente nos alimentos – resíduos de ácido glutâmico  hidrólise ( glutamilcarboxipeptidase)  libera ácido fólico para absorção (transporte ativo e difusão)

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Ácido fólico

NRC (1998) – ingredientes + síntese microbiana intestinal

atende as exigências de todas as categorias de suínos

  • Matte et al. (1984)
  • injeções IM de 15mg ácido fólico – dia desmame, 1º dia estro e durante 12 semanas de gestação
  •  tamanho da leitegada e sobrevivência embrionária

Baseado neste estudo e outros contemporâneos: NRC (1998)  exigência de ácido fólico para porcas em gestação/lactação  para 1,3mg/kg dieta (NRC 1988 – 0,3mg/Kg)

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Niacina

  • Forma: ácido nicotínico (plantas)
  • nicotinamida (animais)
  • compõe as coenzimas:
    • NAD (nicotinamida adenosina dinucleotídeo)
    • NADP (nicotinamida adenosina dinucleotídeo fosfato)

sistemas de oxi-redução e transferência de elétrons na cadeia respiratória – produção de ATP

slide63

Niacina

  • *metabolismo de CHO, lipídios e proteínas
  • *síntese de rodopsina (NADP)
    • transretinol  transretinal
    • 11 cis retinol  11 cis retinal
  • síntese de niacina a partir de triptofano(excesso)
    • homem: 60mg  1mg niacina
    • frangos: 45mg  1mg de niacina
  • grãos de cereais: quantidade  disponibilidade (milho, trigo e sorgo)/ farelo de soja  disponibilidade para aves
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Niacina

  • Deve ser suplementada
  • fonte comercial: ácido nicotínico e nicotinamida*

*aves – amida é 124x + biodisponível que a ácido

Exigência depende do nível de triptofano na dieta

*aves: Fe é cofator de duas enzimas que atuam na formação da niacina a partir do triptofano

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Ácido pantotênico

  • Funções
  • compõe a coenzima A (CoA)
    • oxidação de ácidos graxos
    • entrada de acetato e piruvato no TCA
    • síntese de esteróides
    • metabolismo de corpos cetônicos
  • grupo prostético da proteína transportadora de grupos acila (ACP) da ácido graxo sintase.
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Ácido pantotênico

  • Biodisponibilidade
    • baixa: cevada, trigo e sorgo
    • alta: milho e farelo de soja
  • dieta de suínos – todas são suplementadas com ácido pantotênico sintético  pantotenato de cálcio
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Biotina

  • Coenzima
  • AcetilCoA carboxilase
  • Piruvato carboxilase
  • PropionilCoA carboxilase

síntese lipídios

gliconeogênese

TCA

  • Presente nos alimentos  biodisponibilidade variável
  • milho e farelo de soja  / sorgo, trigo, cevada 
  • NRC (1998) – fração da exigência em suínos  microflora intestinal