Bem no fundo do seu intestino vive um mundo movimentado de microorganismos, cada um dos quais desempenha um papel na digestão dos alimentos. Entre eles está um microrganismo incomum que produz metano, um gás mais comumente encontrado em gado e aterros sanitários do que em humanos. De acordo com uma nova pesquisa da Arizona State University (ASU), esse micróbio produtor de metano pode afetar o número de calorias que seu corpo extrai da dieta.
O conjunto de microrganismos que vivem no trato digestivo é chamado de microbioma intestinal. Embora todos tenham um microbioma, o microbioma de algumas pessoas produz grandes quantidades de metano, enquanto outras produzem muito pouco.
A energia oculta em micróbios e fibras
Estudos descobriram que pessoas cuja microbiota produz mais metano tendem a obter mais energia de alimentos ricos em fibras. Isso pode ajudar a explicar por que a mesma refeição pode fornecer diferentes contagens de calorias para pessoas diferentes depois de chegar ao cólon.
Os pesquisadores enfatizam que os alimentos ricos em fibras ainda são benéficos. Independentemente do teor de metano, as pessoas geralmente absorvem mais calorias de uma dieta ocidental típica, rica em alimentos processados. Mesmo assim, a absorção calórica de uma dieta rica em fibras depende da quantidade de metano produzida pelo intestino de uma pessoa.
Estas descobertas sugerem que o metano intestinal pode tornar-se um factor-chave na nutrição personalizada – um futuro em que as dietas sejam adaptadas à actividade microbiana única no sistema digestivo de cada pessoa.
“Esta diferença tem implicações importantes para a intervenção dietética. Sugere que as pessoas que seguem a mesma dieta podem responder de forma diferente, em parte devido à composição dos seus microbiomas intestinais”, disse Blake Dirks, autor principal do estudo e investigador graduado no Centro de Biodesign em Saúde Microbiana, que também é doutorando na Faculdade de Ciências da Vida da ASU.
Conheça os produtores de metano
Publicado em Revista ISMEo estudo identificou um ator-chave: microrganismos produtores de metano chamados metanógenos. Esses microrganismos parecem estar associados a uma digestão mais eficiente e a uma maior absorção de energia.
Uma das principais funções do microbioma é decompor os alimentos que o corpo não consegue digerir sozinho. Os microrganismos fermentam a fibra em ácidos graxos de cadeia curta (SCFA), que fornecem uma valiosa fonte de energia. Durante este processo, o gás hidrogênio é liberado. Muito hidrogênio retarda a fermentação, mas outros microorganismos impedem a fermentação consumindo hidrogênio, mantendo assim o equilíbrio dos produtos químicos digestivos.
Os metanógenos são consumidores de hidrogênio. À medida que se alimentam de hidrogênio, liberam metano como subproduto. Eles são os únicos microrganismos do intestino humano que produzem esse gás.
“O próprio corpo humano não produz metano, apenas os micróbios o fazem”, disse Rosy Krajmalnik-Brown, autora correspondente do estudo e diretora do Centro de Biodesign de Saúde Microbiana. “Então, pensamos que poderia servir como um biomarcador de que os micróbios estão efetivamente produzindo ácidos graxos de cadeia curta”.
Como os micróbios afetam o metabolismo
Pesquisadores da Universidade Estadual do Arizona descobriram que as interações entre esses microrganismos podem afetar diretamente o metabolismo. Os participantes que produziram mais metano também apresentaram níveis mais elevados de ácidos graxos de cadeia curta, indicando que mais energia está sendo produzida e absorvida no intestino.
Para testar esses efeitos, cada participante seguiu duas dietas diferentes. Um inclui alimentos altamente processados e com baixo teor de fibras, enquanto o outro enfatiza alimentos integrais e fibras. Ambas as dietas contêm proporções iguais de carboidratos, proteínas e gorduras.
O estudo foi realizado em parceria com o AdventHealth Translational Research Institute, que oferece instalações especializadas. Cada participante passou seis dias em um quarto lacrado semelhante a um hotel, chamado de “calorímetro de quarto inteiro”. Este ambiente permite aos pesquisadores medir com precisão o metabolismo e as emissões de metano.
Ao contrário dos métodos tradicionais que dependem de um único teste respiratório, esta configuração captura continuamente o metano (ahem) liberado pela respiração e outras emissões, proporcionando uma visão mais precisa da atividade microbiana.
“Este trabalho destaca a importância da colaboração entre cientistas translacionais clínicos e ecologistas microbianos. A medição precisa do balanço energético por meio de calorimetria de câmara inteira, combinada com a experiência da ASU em ecologia microbiana, torna possíveis inovações importantes”, disse Karen D. Corbin, coautora e pesquisadora associada do Instituto.
Acompanhe a energia e a atividade microbiana
Os dados coletados de amostras de sangue e fezes revelaram quanta energia os participantes absorveram dos alimentos e quão ativos eram seus micróbios intestinais. Os pesquisadores então compararam pessoas com alta produção de metano com aquelas com baixa produção de metano.
Quase todos os participantes absorveram menos calorias quando ingeriram uma dieta rica em fibras em comparação com uma dieta de alimentos processados. No entanto, aqueles com maior produção de metano absorveram mais calorias de alimentos ricos em fibras do que aqueles com menos metano nos seus sistemas.
Um passo em direção à saúde personalizada
Essas descobertas estabelecem uma base importante para futuras pesquisas e aplicações médicas.
Este estudo estabelece as bases para futuras pesquisas e tratamentos médicos.
“Os participantes do nosso estudo eram relativamente saudáveis. Acho que algo interessante de observar é como outras populações respondem a esse tipo de dieta – pessoas com obesidade, diabetes ou outros problemas de saúde”, disse Dirks.
Embora o objetivo do estudo não fosse a perda de peso, alguns participantes perderam uma pequena quantidade de peso enquanto seguiam uma dieta rica em fibras. Estudos futuros podem explorar como os metanógenos impactam os esforços de perda de peso ou planos de nutrição especializados.
“Você pode ver o quão importante é a personalização do microbioma”, disse Krajmalnik-Brown. “Especificamente, a dieta que melhora o microbioma que elaboramos para este experimento teve efeitos diferentes em cada pessoa, em parte porque os microbiomas de algumas pessoas produzem mais metano do que outras”.
Outros membros da equipe de pesquisa da ASU incluem o professor Bruce Litman e o pesquisador estudante de pós-graduação Taylor Davis.
O projeto foi financiado pelo Instituto Nacional de Diabetes e Doenças Digestivas e Renais dos Institutos Nacionais de Saúde.
