O Papel da Microbiota Intestinal na Saúde

A Microbiota Intestinal, que é composta por vários microrganismos diferentes que vivem no nosso intestino, tem um papel importante na nossa saúde. Uma das maneiras principais que esses micróbios nos afetam é pela produção de Produtos de Fermentação, principalmente tipos de ácidos conhecidos como acetato, propionato e butirato. Essas substâncias são criadas quando os micróbios quebram Carboidratos complexos encontrados em alimentos de origem vegetal, como fibras e amidos. Depois de produzidos, esses produtos de fermentação podem ser absorvidos pelas células que revestem os intestinos e desempenhar várias funções importantes para nossos corpos.

Por exemplo, os produtos de fermentação podem servir como fonte de energia, influenciar como nosso sistema imunológico funciona, ajudar a sinalizar saciedade após comer e até afetar a comunicação entre o nosso intestino e o cérebro. Além disso, esses produtos podem mudar o nível de acidez no intestino, o que pode influenciar os tipos de micróbios que conseguem prosperar ali.

#Medindo Produtos de Fermentação no Intestino

Pesquisas mediram os níveis desses produtos de fermentação nas fezes e no trato digestivo. No entanto, esses números podem flutuar bastante dependendo do que a pessoa come e de como a digestão muda ao longo do dia. Isso significa que as medições tradicionais de concentração podem dar apenas uma visão momentânea da produção e absorção total dessas substâncias.

Para entender isso melhor, os pesquisadores integraram seus dados experimentais sobre a fermentação bacteriana com uma análise detalhada da digestão humana. Isso permite estimar a quantidade total de produtos de fermentação produzidos pelas bactérias intestinais a cada dia. Além disso, essa estrutura ajuda a identificar como a ingestão diária desses produtos muda com base na dieta e na composição das bactérias intestinais.

#Crescimento Bacteriano e Fermentação

As bactérias intestinais precisam manter um equilíbrio em seus processos para crescer e produzir energia, especialmente porque vivem em um ambiente sem oxigênio. Para fazer isso, elas usam vários caminhos de fermentação para gerar produtos como acetato, propionato, butirato, entre outros. Os pesquisadores estudaram espécies selecionadas de bactérias intestinais para acompanhar como esses micróbios crescem ao longo do tempo e sua produção de produtos de fermentação.

Durante seu crescimento, a concentração de substâncias produzidas por essas bactérias muda de uma forma previsível com sua biomassa. Ao monitorar cuidadosamente essas mudanças, os pesquisadores podem calcular com precisão as taxas com que as bactérias absorvem nutrientes e liberam produtos de fermentação.

#Tipos de Bactérias e Suas Funções

Os pesquisadores se concentraram em 16 tipos específicos de bactérias comumente encontradas em intestinos humanos saudáveis. Essas espécies compõem quase 60% da biomassa bacteriana total em nossos intestinos. Embora haja muitos tipos de bactérias presentes, as cepas selecionadas representam bem o microbioma intestinal como um todo.

Quando cultivadas em um ambiente rico em nutrientes, mas limitado em carbono, a absorção de carboidratos como glicose e maltose pelas bactérias permaneceu bastante consistente entre diferentes espécies. No entanto, os tipos de produtos de fermentação que elas liberaram foram bem diferentes, refletindo os caminhos únicos que cada bactéria toma ao metabolizar esses carboidratos.

De maneira geral, uma quantidade significativa de carbono dos carboidratos é transformada em produtos de fermentação, mostrando que as bactérias intestinais têm uma alta demanda por esses nutrientes para crescer de maneira eficaz.

#Estimativas de Produção Diária

Os pesquisadores estimaram a produção diária de produtos de fermentação observando duas abordagens diferentes. A primeira abordagem focou no peso das fezes produzidas diariamente, estimando que indivíduos excretam cerca de 30 gramas de matéria fecal seca a cada dia. Uma parte significativa disso é composta pela biomassa bacteriana, que precisa ser reposta através do crescimento bacteriano. Aplicando médias conhecidas da liberação de produtos de fermentação à quantidade de biomassa bacteriana, calcularam uma produção diária de cerca de 464 mmol.

A segunda abordagem usou dados de ingestão dietética para estimar quantos carboidratos chegam aos intestinos para fermentação. Ao calcular os carboidratos disponíveis com base no conteúdo conhecido de fibras e açúcares em uma dieta típica, determinaram que cerca de 198 mmol equivalentes desses carboidratos chegam ao intestino. Isso permitiu estimar a produção diária de produtos de fermentação a partir dos carboidratos consumidos, resultando em um número próximo de 493 mmol. Ambos os métodos forneceram resultados parecidos, reafirmando a confiabilidade das estimativas.

#Variação na Produção com Base na Composição da Microbiota

As estimativas para a produção diária de produtos de fermentação são baseadas nas taxas médias de consumo e produção das bactérias intestinais escolhidas. No entanto, a composição da microbiota intestinal pode variar consideravelmente entre os indivíduos. Por exemplo, a abundância relativa de certas bactérias capazes de fermentação pode mudar entre pessoas saudáveis. Os pesquisadores analisaram como essas variações nas bactérias afetam a produção total de produtos de fermentação, ponderando as taxas de diferentes espécies com base em sua abundância.

Apesar das diferenças individuais, a produção total diária de produtos de fermentação permaneceu em uma faixa semelhante. Isso mostra que, enquanto tipos específicos de bactérias podem mudar os tipos de produtos liberados, a quantidade total de produção diária é relativamente estável.

#Variação na Produção com a Dieta

Os pesquisadores examinaram o impacto de diferentes dietas na produção diária de produtos de fermentação. Focaram em dados da população dos EUA para avaliar a ingestão de carboidratos com base em pesquisas nutricionais. Os resultados mostraram uma ampla distribuição da produção diária de fermentação, com uma estimativa média em torno de 340 mmol. A maioria das pessoas nos EUA produziu quantidades menores em comparação com aqueles que seguem uma dieta mais tradicional na Grã-Bretanha, destacando as consequências das dietas modernas na produção de produtos de fermentação.

Outro grupo estudado foi o Hadza, uma população na Tanzânia que tende a consumir uma dieta mais rica em fibras. Esse grupo apresentou uma alta variabilidade na produção diária de fermentação, com estimativas chegando a até 1300 mmol, significativamente mais alta do que as dietas ocidentais. Por fim, variações globais nos dados de peso fecal foram usadas para estimar a produção de fermentação em diferentes regiões geográficas. Essa análise revelou que a quantidade fermentada pode variar cinco vezes dependendo da dieta.

#Contribuição Energética dos Produtos de Fermentação

O impacto dos produtos de fermentação no fornecimento de energia para o hospedeiro também foi examinado. A análise mostrou que os humanos extraem menos energia desses produtos em comparação com camundongos, que são frequentemente usados em pesquisas sobre microbiota intestinal. A extração de energia dos alimentos foi notavelmente menor em camundongos germ-free, provavelmente devido à ausência de produtos de fermentação. A contribuição diária de energia dos produtos de fermentação para os humanos varia bastante, com valores entre 0.1 MJ e 1.2 MJ dependendo da dieta.

Comparativamente, esse número representa apenas de 1.8% a 12.1% das necessidades energéticas diárias dos humanos, enquanto os camundongos extraem uma porção mais significativa de sua energia dos produtos de fermentação-até 21.4%. Isso demonstra que os camundongos dependem mais fortemente dos produtos de fermentação para suas necessidades energéticas do que os humanos.

#Conclusões

Esse estudo destaca a necessidade de quantificar as interações metabólicas entre a microbiota intestinal e o hospedeiro. Ao examinar a dinâmica da dieta e da produção de produtos de fermentação, os pesquisadores apresentam uma imagem mais clara de como nossas bactérias intestinais afetam nossa saúde através dos nutrientes que fornecem. A principal conclusão é que a dieta influencia a quantidade de produtos de fermentação gerados, enquanto a composição específica das bactérias intestinais afeta principalmente os tipos de produtos produzidos.

Variações na ingestão dietética, em vez de diferenças na microbiota, desempenham um papel muito mais proeminente na determinação da quantidade de fermentação produzida. A pesquisa sugere que futuros estudos devem focar nesses aspectos para entender melhor as relações entre dieta, bactérias intestinais e saúde geral. Além disso, as diferenças entre humanos e camundongos em relação à energia derivada dos produtos de fermentação devem ser consideradas ao transferir descobertas de estudos com camundongos para implicações na saúde humana.