Rótulos de alimentos costumam fazer as calorias parecerem algo direto: basta olhar a embalagem, encontrar o número e pronto - você supostamente sabe quanta energia vai consumir.
Só que, dentro do organismo, essa conta não é tão simples. Depois que a comida chega ao intestino, trilhões de microrganismos participam da digestão e podem mudar quanto dessa energia, de fato, é absorvida.
Por isso, as calorias indicadas no rótulo não explicam tudo sobre a ingestão real de energia.
Para lidar com essa lacuna, pesquisadores desenvolveram um modelo matemático capaz de estimar a dinâmica de energia após a alimentação, incluindo a contribuição dos microrganismos.
Um olhar mais de perto sobre a digestão
Pesquisadores da Arizona State University criaram um modelo matemático chamado DAMM - sigla para digestão, absorção e metabolismo microbiano.
Esse algoritmo se baseia em acompanhar o avanço do alimento pelo sistema digestório para separar: o que é absorvido diretamente pelo corpo, o que chega ao intestino grosso e, depois disso, o que a microbiota intestinal passa a metabolizar.
O grupo trabalhou em colaboração com especialistas do AdventHealth Translational Research Institute (TRI), em Orlando, Florida.
Na avaliação dos autores, o novo modelo deve ajudar cientistas a entender melhor a obesidade, o diabetes e, de forma mais ampla, as doenças metabólicas.
“Digestion is not just a human process - it is a collaboration between our bodies and trillions of microbes living in the gut,” said Professor Rosa Krajmalnik-Brown at ASU.
“DAMM gives us a powerful new way to quantify how those microbial partners contribute to human health and energy balance, and also point at the importance of properly feeding our gut microbes.”
Contagens tradicionais de calorias têm limites
Há mais de um século, a forma mais usada para estimar o valor calórico dos alimentos é uma técnica conhecida como método de Atwater.
Nessa abordagem, o conteúdo calórico é calculado a partir das quantidades de proteínas, carboidratos e gorduras presentes nos alimentos.
O método de Atwater funciona para estimar calorias. Ainda assim, ele desconsidera um passo importante: a atuação das bactérias intestinais ao degradar substâncias não digeríveis - como a fibra - e convertê-las em ácidos graxos de cadeia curta, que podem ser absorvidos.
Esse trabalho bacteriano pode ajudar a explicar por que dietas parecidas geram efeitos diferentes em pessoas distintas.
O que o estudo mostrou
O DAMM foi construído com dados de um estudo de dieta controlada com adultos saudáveis. Os participantes seguiram um de dois padrões alimentares.
Uma das dietas tinha muito teor de fibra e amido resistente, era composta por alimentos menos processados e com partículas maiores.
A outra representava uma dieta ocidental mais típica, com menos fibra e maior presença de alimentos processados.
No experimento, quem consumiu a dieta ocidental absorveu cerca de 116 calorias a mais por dia do que quem seguiu a dieta rica em fibra. Mesmo assim, o grupo de alta fibra não relatou mais fome.
Os resultados reforçam evidências crescentes de que a fibra impacta muito além do trânsito intestinal: ela também altera o comportamento dos microrganismos e a forma como o corpo extrai energia da comida.
As calorias que você nunca enxerga
O DAMM acompanha o alimento por etapas. Primeiro, estima quanta energia é absorvida no trato digestório superior.
Depois, o modelo segue com o que sobra até o cólon, onde microrganismos continuam degradando o material que escapou da digestão anterior.
Nesse processo, os micróbios produzem ácidos graxos de cadeia curta. Essas moléculas podem entrar na corrente sanguínea e fornecer energia adicional.
De acordo com o modelo, os ácidos graxos de cadeia curta contribuíram, em média, com cerca de 140 calorias por dia - aproximadamente 7.4% da energia total utilizável.
Em torno de 85% da energia utilizável veio do trato gastrointestinal superior, enquanto cerca de 15% se originou do trato gastrointestinal inferior, onde a atividade microbiana tem papel central.
O DAMM também considera a produção de metano por microrganismos especializados, conhecidos como metanogênicos, oferecendo aos pesquisadores uma visão mais completa do fluxo de energia dentro do corpo.
Uma correspondência melhor com resultados do mundo real
Ao comparar o DAMM com a abordagem tradicional de Atwater, os pesquisadores observaram que o modelo novo ficou mais perto de refletir a quantidade de calorias que as pessoas realmente absorveram durante o estudo de dieta.
O DAMM também captou diferenças entre os dois padrões alimentares. Na dieta rica em fibra, mais material chegou ao cólon, onde os microrganismos produziram níveis mais altos de ácidos graxos de cadeia curta.
Esse comportamento foi coerente com o que se observou em amostras de sangue e fezes coletadas ao longo do ensaio clínico.
O professor Bruce Rittmann dirige o Biodesign Swette Center for Environmental Biotechnology e é Regents Professor de engenharia ambiental na ASU.
“What is truly unique about the DAMM model is that it quantitatively links human metabolism to the metabolism of the microorganisms in the colon in a way that matches the results from the clinical study and provides fundamental insight into how the microbial community works in partnership with the human host,” said Rittmann.
O que vem a seguir
A digestão envolve processos complexos que ainda estão sendo detalhados pela ciência.
Com novas descobertas, os pesquisadores pretendem ampliar o modelo para representar um número maior dessas conexões.
“The DAMM model is more than just a tool for characterizing diet,” said study first author Taylor Davis, an ASU graduate research assistant.
“It’s a framework designed to evolve. As we discover more on how diet, metabolism and the microbes interact, the new insights can be incorporated into the model, allowing it to grow with us as we learn.”
O estudo completo foi publicado na revista PLOS One.
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