O modelo DAMM mostra porque as calorias dos rótulos não contam toda a história

Os rótulos dos alimentos fazem as calorias parecer simples: basta consultar a embalagem, ver o número e saber quanta energia se está a consumir.

Contudo, depois de entrarem no organismo, as calorias tornam-se mais complexas de compreender.

No intestino vivem biliões de microrganismos que participam na digestão dos alimentos e que podem influenciar o número de calorias absorvidas.

Por isso, as calorias indicadas no rótulo não revelam toda a história sobre a ingestão real de energia.

Investigadores conseguiram desenvolver um modelo matemático que estima a dinâmica energética após uma refeição, considerando a contribuição dos microrganismos.

Uma análise mais detalhada da digestão

Investigadores da Arizona State University criaram um modelo matemático denominado DAMM, sigla de digestão, absorção e metabolismo microbiano.

Este algoritmo acompanha o percurso dos alimentos pelo sistema digestivo para determinar que nutrientes são absorvidos diretamente pelo organismo, quais chegam ao intestino grosso e quais são posteriormente utilizados pela microbiota intestinal.

A equipa trabalhou em colaboração com especialistas do AdventHealth Translational Research Institute (TRI), em Orlando, na Florida.

Segundo os investigadores, o novo modelo permitirá aos cientistas compreender melhor a obesidade, a diabetes e as doenças metabólicas em geral.

“A digestão não é apenas um processo humano - é uma colaboração entre os nossos corpos e os biliões de micróbios que vivem no intestino”, afirmou a professora Rosa Krajmalnik-Brown, da ASU.

“O DAMM proporciona-nos uma nova e poderosa forma de quantificar a contribuição destes parceiros microbianos para a saúde humana e o equilíbrio energético, além de salientar a importância de alimentar adequadamente os nossos micróbios intestinais.”

As limitações da contagem tradicional de calorias

Há mais de um século que o valor calórico dos alimentos é medido através de uma técnica conhecida como método Atwater.

Esta técnica calcula o teor calórico com base nas quantidades de proteínas, hidratos de carbono e gorduras presentes nos alimentos.

Embora o método Atwater seja eficaz para calcular os teores calóricos, não considera o processo pelo qual as bactérias intestinais transformam substâncias indigeríveis, como a fibra, em ácidos gordos de cadeia curta que podem ser absorvidos.

É possível que este processo bacteriano explique os diferentes efeitos que dietas semelhantes podem ter em cada pessoa.

O que revelou o estudo

O novo modelo foi desenvolvido com dados de um estudo de dieta controlada realizado com adultos saudáveis. Os participantes seguiram um de dois padrões alimentares.

Uma das dietas era rica em fibra e amido resistente, incluía alimentos menos processados e partículas alimentares maiores.

A outra correspondia a uma alimentação ocidental mais típica, com menos fibra e mais alimentos processados.

As pessoas que seguiram a dieta ocidental absorveram cerca de 116 calorias adicionais por dia, em comparação com quem seguiu a dieta rica em fibra. Ainda assim, o grupo com maior consumo de fibra não referiu sentir mais fome.

Os resultados reforçam as evidências de que a fibra influencia muito mais do que a digestão. Também altera o comportamento dos micróbios e a forma como o organismo extrai energia dos alimentos.

As calorias que não aparecem no rótulo

O DAMM acompanha os alimentos em diferentes etapas. Primeiro, estima quanta energia é absorvida na parte superior do aparelho digestivo.

Depois, o modelo segue os restos até ao cólon, onde os micróbios continuam a decompor o material que escapou à digestão inicial.

Durante esse processo, os micróbios produzem ácidos gordos de cadeia curta. Estes compostos podem entrar na corrente sanguínea e fornecer energia adicional.

De acordo com o modelo, os ácidos gordos de cadeia curta contribuíram, em média, com cerca de 140 calorias por dia, aproximadamente 7.4% da energia utilizável total.

Cerca de 85% da energia utilizável teve origem na parte superior do trato gastrointestinal, enquanto aproximadamente 15% proveio da parte inferior do trato gastrointestinal, onde a atividade microbiana desempenha um papel central.

O modelo inclui ainda a produção de metano por micróbios especializados, conhecidos como metanogénios, oferecendo aos investigadores uma imagem mais completa do fluxo de energia no organismo.

Uma correspondência mais próxima dos resultados reais

Ao compararem o DAMM com a abordagem Atwater tradicional, os investigadores verificaram que o modelo mais recente se aproximava mais da quantidade de calorias efetivamente absorvida pelas pessoas durante o estudo alimentar.

O modelo também reproduziu as diferenças entre as duas dietas. A dieta rica em fibra levou mais material até ao cólon, onde os micróbios produziram níveis mais elevados de ácidos gordos de cadeia curta.

Este padrão coincidiu com as observações obtidas a partir de amostras de sangue e fezes recolhidas durante o ensaio clínico.

O professor Bruce Rittmann dirige o Biodesign Swette Center for Environmental Biotechnology e é Regents Professor de engenharia ambiental na ASU.

“O que é verdadeiramente único no modelo DAMM é o facto de ligar quantitativamente o metabolismo humano ao metabolismo dos microrganismos no cólon, de uma forma que corresponde aos resultados do estudo clínico e fornece uma perspetiva fundamental sobre o modo como a comunidade microbiana trabalha em parceria com o hospedeiro humano”, afirmou Rittmann.

O que se segue para o modelo DAMM

Os cientistas continuam a trabalhar para compreender melhor os processos complexos envolvidos na digestão.

À medida que surgirem novas descobertas, os investigadores planeiam expandir o modelo para integrar mais destas ligações.

“O modelo DAMM é mais do que uma ferramenta para caracterizar a alimentação”, afirmou Taylor Davis, primeira autora do estudo e assistente de investigação pós-graduada da ASU.

“É uma estrutura concebida para evoluir. À medida que descobrimos mais sobre a interação entre alimentação, metabolismo e micróbios, os novos conhecimentos podem ser incorporados no modelo, permitindo-lhe crescer connosco à medida que aprendemos.”

O estudo completo foi publicado na revista PLOS One.