Vitaminas Walter Motta Ferreira Universidade Federal de Minas Gerais

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1 Vitaminas Walter Motta Ferreira Universidade Federal de Minas Gerais
Escola de Veterinária - Depto. de Zootecnia Vitaminas Walter Motta Ferreira

2 Universidade Federal de Minas Gerais - Nutrição de Não Ruminantes
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

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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. Universidade Federal de Minas Gerais - Nutrição de Não Ruminantes

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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. Universidade Federal de Minas Gerais - Nutrição de Não Ruminantes

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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; Universidade Federal de Minas Gerais - Nutrição de Não Ruminantes

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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. Universidade Federal de Minas Gerais - Nutrição de Não Ruminantes

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Nunes (1998) Vitamina Precursor Órgão 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 Universidade Federal de Minas Gerais - Nutrição de Não Ruminantes

8 Classificação VITAMINAS LIPOSSOLÚVEIS HIDROSSOLÚVEIS Vitamina A
Vitamina D Vitamina E Complexo B não pertence ao Com.B Vitamina K Vitamina C Liberadoras de Energia Hematopoiéticas Outras Piridoxina (B6) Tiamina (B1) Ácido Fólico (B9) Cobalamina (B12) Riboflavina (B2) Niacina (B3) Ác. Pantotênico (B5) Biotina (B7) Universidade Federal de Minas Gerais - Nutrição de Não Ruminantes

9 Funções que independem da solubilidade
Nunes (1998) Funções que independem da solubilidade Lipossolúveis Hidrossolúveis 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 Universidade Federal de Minas Gerais - Nutrição de Não Ruminantes

10 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) Universidade Federal de Minas Gerais - Nutrição de Não Ruminantes

11 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) Universidade Federal de Minas Gerais - Nutrição de Não Ruminantes

12 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) Universidade Federal de Minas Gerais - Nutrição de Não Ruminantes

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Hipervitaminose Ocasional e esporádico Erro de formulação Lipossolúveis (A e D) Universidade Federal de Minas Gerais - Nutrição de Não Ruminantes

14 Avitaminose e Hipovitaminose
ausência Hipovitaminose ou deficiência vitamínica Antivitaminas e/ou substâncias antagônicas; Deficiências nutricionais; Problemas patológicos; TGI, Fígado, rins Defeitos hereditários. Universidade Federal de Minas Gerais - Nutrição de Não Ruminantes

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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) Universidade Federal de Minas Gerais - Nutrição de Não Ruminantes

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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 Universidade Federal de Minas Gerais - Nutrição de Não Ruminantes

17 As Vitaminas

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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 Universidade Federal de Minas Gerais - Nutrição de Não Ruminantes

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Vitamina A Os mais significantes retinóides do metabolismo animal são: Álcool; Aldeídos; Ácido retinóico; Retinil ésteres; Retinil-b-glicuronídio. Universidade Federal de Minas Gerais - Nutrição de Não Ruminantes

20 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; Universidade Federal de Minas Gerais - Nutrição de Não Ruminantes

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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. Universidade Federal de Minas Gerais - Nutrição de Não Ruminantes

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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. Universidade Federal de Minas Gerais - Nutrição de Não Ruminantes

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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. Universidade Federal de Minas Gerais - Nutrição de Não Ruminantes

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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. Universidade Federal de Minas Gerais - Nutrição de Não Ruminantes

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VITAMINA D Importante na calcificação e formação óssea regulador biológico do metabolismo do Ca e P Reprodução Universidade Federal de Minas Gerais - Nutrição de Não Ruminantes

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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 Universidade Federal de Minas Gerais - Nutrição de Não Ruminantes

27 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 a-tocoferol. Universidade Federal de Minas Gerais - Nutrição de Não Ruminantes

29 Vitamina E Estrutura química dos tocoferois e tocotrienois.
A vitamina E pertence ao grupo de vitaminas lipossolúveis e é formada por um grupo de 8 vitameros. Sua estrutura consta de 2 partes primarias: um anel complexo cromado e uma larga cadeia lateral. Estes 8 vitameros se dividem em 2 grupos fundamentais: los 4 tocoferois (TF) e os 4 tocotrienos (TT) que se diferenciam na saturação da cadeia lateral; os tocoferois tem una cadeia saturada e os tocotrienos uma insaturada com 3 duplos enlaces (figura 1). 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 ∆ .

30 Vitamina E Estrutura química dos tocoferóis.
Dentro de cada grupo os vitameros diferem no número e posição dos grupos metilo no anel cromado, designando-se como αβﻻ , b , G y d (figura 2). A vitamina E se encontra em grande variedade de alimentos e é uma das vitaminas de mais ampla distribuição. Suas fontes fundamentais são os azeites de soja, milho, algodão e girasol; os guisantes secos como chícharos, garbanzos e lentilhas; o trigo, a aveia e o arroz integral; a manteiga e o ovo. Suas recomendações nutricionais oscilan entre 3 e 4 mg para lactantes, até 8 mg para a mulher e 10 mg para o homem Estrutura química dos tocoferóis.

31 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. Universidade Federal de Minas Gerais - Nutrição de Não Ruminantes

32 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. Universidade Federal de Minas Gerais - Nutrição de Não Ruminantes

33 Universidade Federal de Minas Gerais - Nutrição de Não Ruminantes
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. Universidade Federal de Minas Gerais - Nutrição de Não Ruminantes

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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. Universidade Federal de Minas Gerais - Nutrição de Não Ruminantes

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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. Universidade Federal de Minas Gerais - Nutrição de Não Ruminantes

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Estrutura Universidade Federal de Minas Gerais - Nutrição de Não Ruminantes

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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 Universidade Federal de Minas Gerais - Nutrição de Não Ruminantes

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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. Universidade Federal de Minas Gerais - Nutrição de Não Ruminantes

39 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. Universidade Federal de Minas Gerais - Nutrição de Não Ruminantes

41 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. Universidade Federal de Minas Gerais - Nutrição de Não Ruminantes

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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. Universidade Federal de Minas Gerais - Nutrição de Não Ruminantes

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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. Universidade Federal de Minas Gerais - Nutrição de Não Ruminantes

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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. Universidade Federal de Minas Gerais - Nutrição de Não Ruminantes

45 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. Universidade Federal de Minas Gerais - Nutrição de Não Ruminantes

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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. Universidade Federal de Minas Gerais - Nutrição de Não Ruminantes

47 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 – B2 Niacina Piridoxina – B6 FUNÇÃO VITAMINA Universidade Federal de Minas Gerais - Nutrição de Não Ruminantes

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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 Universidade Federal de Minas Gerais - Nutrição de Não Ruminantes

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

50 Tiamina B1 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)

51 Riboflavina B2 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)

52 Riboflavina B2 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

53 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)

54 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

55 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

56 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

57 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

58 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

59 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

60 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)

61 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)

62 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

63 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

64 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

65 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.

66 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

67 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