Vitaminas
Walter Motta Ferreira
Universidade Federal de Minas GeraisEscola de Veterinária - Depto. de
Zootecnia
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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.
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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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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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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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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)
Vitamina Precursor ÓrgãoA (retinol) Betacaroteno Int. e fig.D3 (colecalciferol) 7 deidrocolesterol PeleD2 (ergocalciferol) Ergosterol PeleC (ác. ascórbico) Glicose FígadoNiacina Triptofano FígadoInositol Glicose FígadoColina Homocisteína Fígado
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ClassificaçãoVITAMINAS
LIPOSSOLÚVEISVitamina AVitamina DVitamina EVitamina K
HIDROSSOLÚVEIS
Complexo B não pertence ao Com.B
Vitamina CLiberadoras de Energia Hematopoiéticas Outras
Piridoxina (B6)Cobalamina
(B12)Ácido Fólico (B9)Tiamina (B1)
Niacina (B3)Riboflavina
(B2)
Biotina (B7) Ác. Pantotênico
(B5)
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Funções que independem da solubilidade
Lipossolúveis HidrossolúveisEstocagem sim não ou mto peq.Excreção lenta (bile) rápida (urina)Controle rígido (A e D) quase ausenteIntoxicação sim (A e D) raraAnafilaxia não sim (tiamina)Funções não enzimáticas coenzimáticas
hormonais não hormonaisEstabilidade mto baixa variável
Nunes (1998)
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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 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 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
Ocasional e esporádico
Erro de formulação
Lipossolúveis (A e D)
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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 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 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
As Vitaminas
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VITAMINA A Derivados da -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 A Os mais significantes retinóides do metabolismo
animal são:
Álcool; Aldeídos; Ácido retinóico; Retinil ésteres; Retinil--glicuronídio.
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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
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 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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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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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 Importante na calcificação e formação óssea
regulador biológico do metabolismo do Ca e P Reprodução
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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 absorção
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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 -tocoferol.
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, ال, e ∆ .
Vitamina E
Estrutura química dos tocoferóis.
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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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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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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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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 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
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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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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 Hidrossolúveis
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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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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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Funções forma ativa tiamina pirofosfato (TPP), que é
uma coenzima.
A TPP é cofator na descarboxilação oxidativa de -cetoácidos como o ácido pirúvico e o ácido -cetoglutárico.
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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 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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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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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 estresse quando a necessidade
de hormônios adrenais aumenta, a riboflavina é importante, para a síntese dos referidos hormônios.
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Principais vitaminas hidrossolúveis e suas funções
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
Tiamina – B1
Riboflavina – B2Niacina
Piridoxina – B6
FUNÇÃO VITAMINA
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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
Ácido Pantotênico Biotina (vit. H)
Ácido Fólico Vit. B12 (cianocobalamina)
Colina
Ac. Ascórbico (vit. C)
FUNÇÃO VITAMINA
Tiamina B1Forma ativa: pirofosfato de tiaminaCoenzima•enzimas descarboxilases
•Piruvato AcetilCoAcetoglutarato succinilCoA
•metabolismo CHO - CHO exigência B1
•ciclo das pentoses•Transcetolase (B1 e Mg)
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)
Tiamina B1
Riboflavina B2
Propriedade: reações de oxi-reduções – função biológica compõe as coenzimas:
FMN (flavina mononucleotídeo) – oxidação de aminoácidosFAD (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)
• 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
Riboflavina B2
1º ciclo 2º ciclo 3º ciclo 4º ciclo 4,04 ppm 100% 100% 100% 100% 0,77 ppm 100% 90% 20% < 5%
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)
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
10mg/ d 60 mg/ d 110 mg/ d 160 mg/ d % parição 66,7 b 85,7 a 93,3 a 86,7 a
Vitamina B6 (Piridoxinas)
Formas : piridoxol/piridoxal/piridoxamina tecidos – forma coenzimática = fosfato de piridoxalFunção = coenzimametabolismo intermediário dos aminoácidos (transaminação, descarboxilação, racemização, oxidação) triptofano niacina SNC – descarboxilação de derivados de aminoácidos para a síntese de neurotransmissores e neuroinibidores
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
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.
• 3,9 mg B6/Kg ração GPD (368g x 413g) consumo (434g x 476g) CA = (0,85 x 0,87)
0-14 dias
Vitamina B6 (Piridoxinas)
• Síntese – somente microrganismos• Vegetais não possuem B12
• Fontes: subprodutos de origem animal e de fermentação
Coenzima• 5’desoxiadenosilcobalamina– metilmalonilCoA mutase (rum.)• metilcobalamina– metilação da homocisteína para formar metionina
Cianocobalamina B12
Kato (2001): suplementação com B12 sobre o desempenho de poedeiras (10g/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
Cianocobalamina B12
Ácido fólicoForma 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)
NRC (1998) – ingredientes + síntese microbiana intestinal atende as exigências de todas as categorias de suínosMatte 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)
Ácido fólico
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
*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
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
Niacina
Ácido pantotênicoFunções•compõe a coenzima A (CoA)
oxidação de ácidos graxos entrada de acetato e piruvato no TCA síntese de esteróidesmetabolismo de corpos cetônicos
• grupo prostético da proteína transportadora de grupos acila (ACP) da ácido graxo sintase.
•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
Ácido pantotênico
BiotinaCoenzima• AcetilCoA carboxilase• Piruvato carboxilase• PropionilCoA carboxilase
síntese lipídiosgliconeogêneseTCA
Presente nos alimentos biodisponibilidade variável• milho e farelo de soja / sorgo, trigo, cevada NRC (1998) – fração da exigência em suínos microflora intestinal
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