Os rótulos dos alimentos dão a ideia de que as calorias são fáceis de interpretar: basta olhar para a embalagem, encontrar o número e fica a saber quanta energia está a consumir.
Só que, já dentro do organismo, a história torna-se bem menos directa.
No intestino vivem biliões de microrganismos que participam na digestão e podem alterar a quantidade de energia efectivamente absorvida. Por isso, o valor calórico indicado no rótulo não descreve por completo a ingestão real de energia.
Com esse problema em mente, investigadores desenvolveram um modelo matemático para estimar a dinâmica energética após uma refeição, incorporando a contribuição destes microrganismos.
Um olhar mais atento sobre a digestão
Uma equipa da Universidade Estatal do Arizona (ASU) concebeu um modelo matemático chamado DAMM - sigla para digestão, absorção e metabolismo microbiano.
Este algoritmo acompanha o percurso dos alimentos ao longo do sistema digestivo para distinguir: quais os nutrientes absorvidos directamente pelo organismo, o que segue para o intestino grosso e o que passa a ser transformado pela microbiota intestinal a partir daí.
Para o trabalho, a equipa colaborou com especialistas do Instituto de Investigação Translacional da AdventHealth (TRI), em Orlando, no estado da Florida.
De acordo com os investigadores, este novo modelo poderá ajudar a compreender melhor a obesidade, a 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,” afirmou a professora Rosa Krajmalnik-Brown, da 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.”
A contagem tradicional de calorias tem limites
Há mais de um século que a medição do valor calórico dos alimentos se apoia numa técnica conhecida como método de Atwater.
Em termos práticos, este método estima as calorias com base nas quantidades de proteínas, hidratos de carbono e gorduras presentes nos alimentos.
Embora seja útil para calcular o conteúdo calórico, o método de Atwater não considera o que as bactérias intestinais fazem ao degradar substâncias indigeríveis, como a fibra, convertendo-as em ácidos gordos de cadeia curta que podem ser absorvidos.
Esse processamento bacteriano poderá, em parte, explicar porque é que dietas semelhantes podem ter efeitos distintos de pessoa para pessoa.
O que o estudo mostrou
O novo modelo foi construído a partir de dados de um estudo de dieta controlada com adultos saudáveis. Os participantes seguiram um de dois padrões alimentares.
Um dos planos era rico em fibra e amido resistente, com alimentos menos processados e partículas alimentares maiores.
O outro reflectia uma dieta ocidental mais comum, com menor teor de fibra e maior presença de alimentos processados.
No estudo, quem seguiu a dieta ocidental absorveu cerca de 116 calorias por dia a mais do que o grupo da dieta rica em fibra. Ainda assim, as pessoas do grupo com mais fibra não relataram sentir mais fome.
Os resultados juntam-se à evidência crescente de que a fibra influencia muito mais do que a digestão: também altera o comportamento dos microrganismos e a forma como o corpo extrai energia dos alimentos.
As calorias que nunca aparecem
O DAMM analisa o alimento por etapas. Primeiro, calcula quanta energia é absorvida no segmento superior do tracto digestivo.
Depois, o modelo segue o que sobra até ao cólon, onde os microrganismos continuam a decompor o material que escapou à digestão inicial.
Durante esse processo, os microrganismos produzem ácidos gordos de cadeia curta. Estes compostos podem entrar na corrente sanguínea e fornecer energia adicional.
Segundo o modelo, os ácidos gordos de cadeia curta contribuíram, em média, com cerca de 140 calorias por dia, o que corresponde a aproximadamente 7.4% da energia total utilizável.
Cerca de 85% da energia utilizável veio do tracto gastrointestinal superior, enquanto aproximadamente 15% teve origem no tracto gastrointestinal inferior, onde a actividade microbiana tem um papel central.
O modelo inclui ainda a produção de metano por microrganismos especializados, os metanogénios, oferecendo aos investigadores uma visão mais completa do fluxo de energia no interior do organismo.
Uma aproximação mais fiel aos resultados do mundo real
Ao comparar o DAMM com a abordagem tradicional de Atwater, os investigadores verificaram que o modelo mais recente ficou mais próximo da quantidade de calorias efectivamente absorvidas pelas pessoas durante o estudo alimentar.
O DAMM também captou as diferenças entre as duas dietas: a alimentação rica em fibra fazia chegar mais material ao cólon e, como consequência, os microrganismos produziam níveis mais elevados de ácidos gordos de cadeia curta.
Este padrão coincidiu com o que foi observado nas amostras de sangue e de fezes recolhidas ao longo do ensaio clínico.
O professor Bruce Rittmann dirige o Centro Biodesign Swette de Biotecnologia Ambiental e é professor regente 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,” disse Rittmann.
O que vem a seguir
Os cientistas continuam a tentar esclarecer os mecanismos complexos envolvidos na digestão.
À medida que surgirem novas descobertas, a intenção é alargar o modelo para representar mais destas ligações.
“The DAMM model is more than just a tool for characterizing diet,” afirmou o primeiro autor do estudo, Taylor Davis, assistente de investigação de pós-graduação na ASU.
“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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