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Vitaminas na Nutrição de Ruminantes
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Introdução
● Moléculas orgânicas complexas (≠ CHO, proteína ou lipídeo)
● Presença nos alimentos: vitamina em si ou precursores
● Necessidades em doses muito pequenas (micronutriente)
● Deficiência ou sub-dose: doenças carenciais
● James Lind (1747, marinha britânica): cura do escorbuto com uso de limão e laranja
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Casimir Funk (1884-1967) Bioquímico polonês
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● Casimir Funk (1912):
VITAMINA vita: vital, vida amina: composto nitrogenado
doenças necessidades em doses muito pequenas (micronutriente)
●Raquitismo, Escorbuto, Beri-beri e Pelagra: causadas por deficiências de "aminas vitais"
●Atualmente: vitaminas sem N (grupo amino)
Introdução
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Introdução
● Maioria não é sintetizada pelo corpo: essencialidade dietética
● Algumas sem presença obrigatória na dieta: sintetizadas pelo corpo ou por microrganismos intestinais
Vitamina D: radiação UV na pele Niacina: a partir do triptofano (aa)
● Importantes para o controle e ativação de muitos processos metabólicos
Crescimento, reprodução, imunidade, saúde
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Classificação
● Quanto à solubilidade:
Lipossolúveis
Hidrossolúveis
● Lipossolúveis:
Vitaminas A - D - E - K
lipídeos e solventes orgânicos
absorção com ajuda de sais biliares
armazenagem em tecido adiposo e fígado
excreção de excessos pelas fezes
toxicidade elevada
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Classificação
● Hidrossolúveis:
Complexo "B": B1 - B2 - B6 - B12 - Niacina - Ácido pantotênico - Ácido fólico - Biotina - Colina
Vitamina C (Ácido ascórbico)
● Hidrossolúveis:
água
absorção simples
não são armazenadas (exceto B12)
excreção de excessos pela urina
baixa toxicidade
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Exigências em Ruminantes
● Exigência nutricional, SIM! Requerimento dietético, variável...
● Rúmen funcional: no processo fermentativo a microbiota sintetiza vitaminas do complexo B e vitamina K
● Ruminantes jovens: pode haver deficiência vitamínica suplementação exógena
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Exigências em Ruminantes
● Vitamina D: radiação sobre a pele
● Vitamina C: a partir de açúcares simples
● Niacina: a partir do triptofano (quando em excesso)
Necessidade de suplementação de vitaminas em ruminantes
adultos pode se ater apenas às vitaminas A e E
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Exigências em Ruminantes
● Situações especiais:
animais estabulados: pouca insolação ( vit. D)
dietas alto concentrado: pH baixo ( vit. B1)
dietas com S: vit. B1
animais de alta produção (leite): metabolismo energético muito acelerado ( Niacina)
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Exigências em Ruminantes
CATEGORIA VITAMINA A
(UI/d) VITAMINA E
(mg/d) VITAMINA D
(UI/d) NIACINA
(g/d)
Vacas lactantes 80.000-120.000 100-1.000 15.000-50.000 1-2
Vacas secas 75.000-125.000 500-900 10.000-20.000 0-1
Bovinos em terminação 40.000-70.000 200-1.500 4.000-7.000 1-2
(Fonte: Rhône-Poulene Animal Nutrition, 1998)
VITAMINA Animais
cresc/eng Animais gestação
Animais lactação
Animais reposição
Animais adultos
Animais jovens
Exigências de vitaminas para bovinos de corte (UI/kg de MS dieta)
Vitamina A 2.200 2.800 3.900 - - -
Vitamina D 275 275 275 275 275 275
Vitamina E 15-60 - - - - -
Vitamina K - - - - - -
(Fonte: NRC, 1996)
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Exigências em Ruminantes
VITAMINA Animais
crescim./engorda
Animais lactação /
reprodutores Vacas secas
Animais adultos
Exigências de vitaminas para bovinos leiteiros (UI/kg de MS dieta)
Vitamina A 80 110 110 110
Vitamina D - - - 30
Vitamina E - 0,8 1,6 -
Vitamina K - - - -
(Fonte: NRC, 2001)
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Exigências dos microrganismos ruminais
● Síntese ocorre porque ELES necessitam de vitaminas B para seu crescimento e atividades metabólicas
● Necessidades são diferentes entre espécies de microrganismos
● Nem todos sintetizam vitaminas
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Exigências dos microrganismos ruminais
Organismo VITAMINAS
Biotin Acido fólico
PABA B6 B5 B1 B2 B3 B12
F. succinogenes + - + - - - - - -
Rumin. amylophilus + - - - - - - - -
R. flavefaciens + + + + - + + - -
R. albus + - - + - - - - -
Butiriv. fibrisolvens + + - + - - - - -
S. bovis + - + - + + - + -
Sel. ruminantium + - + - - - - - -
Su. dextrinosolvens - - - - - - - - -
M. elsendii + - - + + - - - -
Tabela: Exigências de vitaminas do complexo B pelas bactérias do Rúmen (Wolin, et al., 1997)
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Vitamina A
● Maior importância para bovinos (corte/leite)
● Diversos compostos com ação de vitamina A ou precursores (retinóides)
● Muitas duplas ligações muitos isômeros (cis e trans)
Estrutura química do retinol (forma ativa da vitamina A)
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Vitamina A
● Formas isoméricas
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Vitamina A
● Duas formas:
A1: principal, com 3 formas ativas
A2: secundária (40-50% de atividade)
● Diferença está em uma dupla ligação a mais no anel b-ionona para a A2
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Vitamina A
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Vitamina A
● Vitamina A1: 3 formas ativas
Retinol (álcool): principal forma nos alimentos de origem animal
Retinaldeído (ou retinal): derivado da oxidação do retinol. Relacionado com a pigmentação da retina (visão)
Ácido retinóico (ácido): não tem função relacionada com visão e reprodução
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Vitamina A
● Três formas de vitamina A1
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Vitamina A
● Nos vegetais é ausente
● Precursores carotenóides ("provitamina A")
a-caroteno b-caroteno (+ importante) g-caroteno criptoxantina (milho)
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Vitamina A
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Vitamina A
● Carotenóides: precursorsores de vitamina A:
Organismo converte em vitamina A
"Escape" da conversão: absorvidos inteiros pigmentação carne e leite
Conversão é variável conforme espécie animal e dentro de espécies
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Vitamina A
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Vitamina A
● Conversão é variável conforme espécie animal
Ratos: 1 mg b-caroteno 1.667 UI vitamina A Bovinos: 1 mg b-caroteno 400 UI vitamina A Búfalos: eficiência maior que bovinos Vacas Jersey e Guernsey: menor conversão e maior
pigmentação do leite que Holandês
● UI: expressão da atividade biológica da vitamina A
1 UI = atividade biológica de:
0,300 mg de todo-trans retinol 0,344 mg de todo-trans acetato de retinil 0,550 mg de todo-trans palmitato de retinol 0,6 mg de b-caroteno
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Vitamina A
● Funções da vitamina A no corpo animal
Formação da rodopsina na retina dos olhos (receptores da visão no escuro)
Formação e crescimento normal de tecidos epiteliais
Formação da condroitina e respectiva importância na formação do tecido ósseo
● Estocagem no organismo:
Forma de retinol todo-trans
Fígado = 95% de toda vitamina A do corpo
Dietas deficientes em vitamina A: reservas para até 4 meses
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Vitamina A
●Vitamina A no rúmen
Não é sintetizada pelos microrganismos
Não é absorvida na parede do rúmen (muito grande)
Função da vitamina A no rúmen não é conhecida
Há a destruição da vitamina A dietética da ordem de 60%
Dietas com concentrado maior destruição da vitamina A no rúmen aumento da necessidade suplementar
b-caroteno é menos destruído que retinol (3 a 32%)
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Vitamina A
CATEGORIA ANIMAL DIETA DEGRADAÇÃO
(%) REFERÊNCIAS
Bovino adulto Forragem 57,0 Mitchell et al. (1967)
Novilho Feno 73,9 Mitchell et al. (1968)
Bovino adulto 20% concentrado 52,0 Warner et al. (1970)
40% concentrado 56,0
60% concentrado 70,0
80% concentrado 62,0
Ovelhas Concentrado 64,0 Brongniart (1987)
MÉDIA 62,1
Adaptado de Ballet et al. (2000)
Degradação da vitamina A (retinol) no rúmen
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Vitamina A
● Deficiências
Falha na formação de mucopolissacarídeos do epitélio queratinização de mucosas de orgãos (respiratório, digestivo, reprodutivo, urinário) e pele
Cegueira noturnal, xeroftalmia (secura nos olhos)
Falhas reprodutivas: cios silenciosos, ovulação com atraso, baixa concepção, abortamento, retenção de placenta
Má espermatogênese (redução do número de sptz e da mobilidade)
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Vitamina A
● Suplementação sintética
Via oral: formas "encapsulas" (protegidas)
Separados de minerais ("premix" a parte)
Injeções intramusculares: forma mais efetiva
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Vitamina D
● Duas formas importantes:
D2 (ergocalciferol)
D3 (colecalciferol)
● Ambas consideradas com o mesma atividade biológica (NRC, 2001)
● 1 UI = ação biológica de 0,025 mg de colecalciferol (D3)
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Vitamina D
● Ergocalciferol (D2):
presente nos vegetais, fungos e leveduras formada a partir do ergosterol na presença de
radiação UV forma sintética de inclusão nos alimentos
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Vitamina D
● Colecalciferol (D3)
presente nos tecidos animais
formado a partir de um derivado do colesterol (7-deidrocolesterol)
necessidade da presença de radiação UV
7-deidrocolesterol é secretado pelas glândulas sebáceas
● Regiões tropicais: melhor para síntese de vitamina D
● Animais em pastagens: desnecessário o fornecimento
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Vitamina D
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Vitamina D
● Função primária relaciona-se ao metabolismo do cálcio e fósforo:
aumentar absorção, retenção, mobilização e deposição óssea
altamente relacionado ao metabolismo mineral (Ca-P-Mn)
● Deficiência de vitamina: raquitismo (jovens) e osteomalácia (adultos)
● Vacas lactantes: pode condicionar ocorrência de febre vitular
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Vitamina D
● Ação na absorção do Ca e P
Colecalciferol (vitamina D3) é convertido em uma forma "hormonal" produzida no rim
1,25-dihidroxicolecalciferol: 1,25-di(OH)D3
1,25(OH)2D3
Atuação nos intestinos, ossos e dentes
Dieta com Ca reduz formação 1,25(OH2)D3 (ação da calcitonina)
Dieta com Ca ativa formação 1,25(OH2)D3 (ação do PTH)
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Vitamina D
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Vitamina D
● Ação da 1,25(OH)2D3 nas células da mucosa intestinal:
Ativação dos canais de Ca++ na membrana da borda em escova (luz do ID)
Formação da proteína carreadora de Ca (PCCa++)
Ligação do Ca++ a sistema enzimático da "Bomba de Cálcio" - Difusão (gasto de energia)
● 1,25 (OH)2D3 não tem ação direta sobre o P: a mobilização do Ca acarreta "movimentação" do fósforo
● Baixo teor de P no sangue: produção renal de 1,25(OH)2D3
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Cellular mechanisms of Ca++ absorption in the small intestine: Ca++ crosses the brush border plasma
membrane via Ca++ channels. In the cytosol of the enterocyte, Ca++ is bound to calbindin. Ca++ is
extruded across the basolateral membrane by a Ca++-ATPase and an Na+-Ca++ exchange mechanism.
Some Ca++ is transported through the cytosol in membrane vesicles and released at the basolateral
membrane by exocytosis. (Berne et al., 2004)
1,25 (OH)2D3
duodeno
jejuno
íleo
Ca++ Ca++
Vitamina D
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Vitamina D
● Recentes pesquisas:
Fornecimento de médias/altas dosagens de vitamina D3 para promover maior maciez na carne (metabolismo do cálcio no post-mortem)
Resultados parecem ser melhores para animais naturalmente com carne menos macia
● Extensa degradação da vitamina D no rúmen (até 70%), com formação de compostos "antivitamina D"
● Ação que pode "proteger" o ruminante contra excessos no organismo (toxicidade)
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Vitamina E
● Compostos com ação de vitamina E
tocotrienol
tocoferol (biologicamente + ativa)
8 isômeros do tocoferol, sendo o a-tocoferol o mais ativo
Vitamina E (a-tocoferol)
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Vitamina E
● Tocoferóis puros: altamente oxidáveis (O2 destroi)
● Forma estável
acetato de a-tocoferol: não existe na natureza
derivado é a adotada na suplementação animal: DL-a-tocoferil acetato
1 UI = 1 mg DL-a-tocoferil acetato
0,671 mg de a-tocoferol
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● Funções variadas:
anti-oxidante inter e intracelular
inibe peroxidação dos PUFA das membranas celulares (destrói radicais livres)
integridade dos músculos esqueléticos, lisos, cardíacos e sistemas vasculares
importante para sistema imunológico
importância para reprodução e glândula mamária (prevenção de mastite)
espermatogênese e libido em machos
Vitamina E
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● Interações com Selênio: SINERGISMO MINERAL-VITAMINA
Vitamina E: evita peroxidação dos PUFA
Selênio: modula ação da GLUTATIONA-PEROXIDASE (enzima que destrói radicais livres)
● Aporte de vitamina E: redução da ação do gossipol em touros
● Aplicação de vitamina E + vitamina C antes do abate: melhorou qualidade da carne e durabilidade (tempo de prateleira)
Vitamina E
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CONTROLE SUPLEMENTADO
Numero de animais/tratamento 120 120
Suplementação com DL-a-tocoferol acetato 0 4 g/animal
Coloração da gordura (%)
Creme claro 19 38
Creme escuro 47 27
Amarelo forte 34 34
0,7 ± 0,18 1,93 ± 0,83
Bozzolo et al. (1993)
Vitamina E e efeito na coloração da gordura da carcaça
Vitamina E
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● Pouca destruição ruminal
● Absorção intestinal e capacidade de armazenagem (estocagem) é menor do que a da vitamina A
● Estocagem se dá menos no fígado e mais amplamente distribuída no tecido adiposo
● Pouca passagem trans-placentária e conteúdo no leite é baixo (média de 1% do total ingerido)
Vitamina E
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Vitamina E
● Deficiências
Doença do músculo branco
Degeneração testicular
Retenções de placenta
Crescimento corporal prejudicado
● Condições predisponentes:
Baixas ingestões
Pouca forragem fresca de qualidade
Deficiência de Se
Uso de gorduras não saturadas
Água de bebida com nitrato
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Vitamina E
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Vitamina E
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Vitamina E
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● Forma cristalizada é o cloridrato de tiamina (fonte suplementar)
● No organismo: forma livre ou combinada (TPP - tiamina pirofosfato)
Tiamina (vitamina B1)
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● Abundante nos cereais, especialmente nas camadas externas dos grãos farelos contém mais que os grãos integrais
● Leveduras de cervejaria: altos teores
● Animal saudável, com rúmen funcional: tiamina sintetizada pelos microrganismos ruminais em maior volume maior que o ingerido na dieta
Tiamina (vitamina B1)
Necessidade suplementar praticamente não existe
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● Síntese ruminal pode ser reduzida por:
dietas que promovam queda rápida do pH
dietas com alta concentração de sulfatos
alteração brusca de padrão alimentar: produção de tiaminases poliencefalomalacia (PEM)
Tiamina (vitamina B1)
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● Função da tiamina:
auxilia a formação do HCl do abomaso
ação no tecido nervoso (excitabilidade de membranas)
descarboxilação do PIRUVATO para formar ACETIL-CoA
Tiamina (vitamina B1)
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●Deficiência:
praticamente inexiste
mais comum: PEM
Tiamina (vitamina B1)
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Niacina
●Vitamina B3, vitamina PP (pelagra prevention)
●Niacina: duas formas
Ácido nicotínico: plantas
Nicotinamida: organismo animal
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Niacina
● Sintetizada no organismo a partir do aminoácido TRIPTOFANO
Triptofano Quinurenina Niacina
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Niacina
● Produção microbiana é satisfatória para atender exigências animais sem necessidade de suplementação
● Envolvida no metabolismo de CHO, proteínas e lipídeos DESIDROGENASES
● Componente do NAD: nicotinamida adenosina dinucleotídio
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Niacina
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Niacina
● Pesquisas com suplementação de niacina:
aumento do fornecimento reduz síntese ruminal
qtidade absorvida no ID menor que a dose suplementada (destruição ou absorção no rúmen?)
aumento da síntese de proteína microbiana
aumento do nº protozoários
aumento da ingestão MS e produção leiteira em vacas de alta produção sob stress térmico
redução de ocorrência de cetose
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