Seus micróbios intestinais podem estar transformando fibra em calorias extras

A coleção de micróbios que habitam seu trato digestivo é conhecida como microbioma intestinal. Embora todos tenham um, algumas pessoas têm microbiomas que produzem grandes quantidades de metano, enquanto outras produzem muito pouco.

Micróbios e a Energia Oculta nas Fibras

O estudo descobriu que as pessoas cujos microbiomas geram mais metano tendem a extrair mais energia de alimentos ricos em fibras. Isso pode ajudar a explicar por que a mesma refeição pode fornecer diferentes contagens de calorias para diferentes indivíduos uma vez que chega ao cólon.

Os pesquisadores enfatizaram que os alimentos ricos em fibras continuam a ser benéficos. Geralmente, as pessoas absorvem mais calorias de uma dieta ocidental típica rica em alimentos processados, independentemente dos níveis de metano. Mesmo assim, a absorção de calorias em uma dieta rica em fibras varia dependendo de quanto metano o intestino de uma pessoa produz.

Essas descobertas sugerem que o metano intestinal pode se tornar um fator-chave na nutrição personalizada — um futuro em que as dietas são adaptadas à atividade microbiana única no sistema digestivo de cada pessoa.

“Essa diferença tem implicações importantes para intervenções dietéticas. Isso mostra que as pessoas na mesma dieta podem responder de maneira diferente. Parte disso se deve à composição de seu microbioma intestinal”, diz Blake Dirks, autor principal do estudo e pesquisador de pós-graduação no Centro Biodesign para Saúde Através dos Microbiomas. Dirks também é estudante de doutorado na Escola de Ciências da Vida da ASU.

Conhecendo os Produtores de Metano

Publicada na The ISME Journal, a pesquisa identifica os principais participantes: micróbios produtores de metano conhecidos como metanogênicos. Esses microrganismos parecem estar ligados a uma digestão mais eficiente e maior absorção de energia.

Uma das principais funções do microbioma é decompor alimentos que o corpo não consegue digerir por conta própria. Os micróbios fermentam fibras em ácidos graxos de cadeia curta (AGCC), que fornecem uma fonte valiosa de energia. Durante esse processo, o gás hidrogênio é liberado. Um excesso de hidrogênio pode desacelerar a fermentação, mas outros micróbios evitam isso ao consumir hidrogênio — mantendo a química digestiva em equilíbrio.

Os metanogênicos são os consumidores de hidrogênio. Ao se alimentarem de hidrogênio, eles liberam metano como subproduto. Eles são os únicos micróbios no intestino humano que produzem esse gás.

“O corpo humano em si não produz metano, apenas os micróbios o fazem. Portanto, sugerimos que isso pode ser um biomarcador que sinaliza a produção eficiente de ácidos graxos de cadeia curta pelos microrganismos”, diz Rosy Krajmalnik-Brown, autora correspondente do estudo e diretora do Centro Biodesign para Saúde Através dos Microbiomas.

Como os Micróbios Podem Moldar o Metabolismo

Os pesquisadores da ASU descobriram que as interações entre esses micróbios podem afetar diretamente o metabolismo. Os participantes que produziam mais metano também apresentavam níveis mais altos de ácidos graxos de cadeia curta, indicando que mais energia estava sendo criada e absorvida no intestino.

Para testar esses efeitos, cada participante seguiu duas dietas diferentes. Uma incluía alimentos processados e de baixo teor de fibras, enquanto a outra enfatizava alimentos integrais e ricos em fibras. Ambas as dietas continham proporções iguais de carboidratos, proteínas e gorduras.

A pesquisa foi realizada em colaboração com o Instituto de Pesquisa Translacional AdventHealth, que forneceu acesso a uma instalação especializada. Cada participante passou seis dias em um quarto selado, chamado calorímetro de quarto inteiro. Este ambiente permitiu que os pesquisadores medisse com precisão o metabolismo e a produção de metano.

Diferente dos métodos tradicionais que dependem de um único teste respiratório, essa configuração capturou continuamente o metano liberado através da respiração e outras emissões (ahem), proporcionando uma visão mais precisa da atividade microbiana.

“Este trabalho destaca a importância da colaboração entre cientistas clínicos-translacionais e ecologistas microbianos. A combinação de medidas precisas de balanço energético por meio da calorimetria de quarto inteiro com a expertise em ecologia microbiana da ASU possibilitou inovações importantes”, diz Karen D. Corbin, co-autora e investigadora associada do instituto.

Rastreando a Energia e a Atividade Microbiana

Os dados coletados de amostras de sangue e fezes revelaram quanto de energia os participantes absorveram de seus alimentos e quão ativas estavam suas bactérias intestinais. Os pesquisadores então compararam pessoas com alta produção de metano com aquelas com níveis mais baixos.

Quase todos os participantes absorveram menos calorias enquanto consumiam a dieta rica em fibras em comparação com a dieta de alimentos processados. No entanto, aqueles com maior produção de metano absorveram mais calorias dos alimentos ricos em fibras do que aqueles com menos metano em seus sistemas.

Um Passo em Direção à Saúde Personalizada

As descobertas estabelecem uma base importante para futuras pesquisas e aplicações médicas.

Esta pesquisa cria uma fundação para futuros estudos e tratamentos médicos.

“Os participantes do nosso estudo eram relativamente saudáveis. Uma coisa que eu acho que valeria a pena investigar é como outras populações respondem a esses tipos de dietas — pessoas com obesidade, diabetes ou outras condições de saúde”, diz Dirks.

Embora o estudo não tenha como objetivo induzir perda de peso, alguns participantes perderam uma pequena quantidade de peso enquanto seguiam a dieta rica em fibras. Pesquisas futuras podem explorar como os metanogênicos influenciam os esforços de perda de peso ou programas de nutrição especializados.

“Você pode ver como é importante que o microbioma seja personalizado”, diz Krajmalnik-Brown. “Especificamente, a dieta que projetamos com tanto cuidado para aprimorar o microbioma para este experimento teve efeitos diferentes em cada pessoa, em parte porque alguns microbiomas produziam mais metano do que outros.”

Outros membros da equipe de pesquisa da ASU incluem o professor Bruce Rittmann e o pesquisador de pós-graduação Taylor Davis.

Este projeto foi financiado pelo Instituto Nacional de Diabetes e Doenças Digestivas e Renais dos Institutos Nacionais de Saúde.