A fibra pode ser a chave para lanches que são bons para as bactérias intestinais

Ervilhas em uma vagem verde contra um fundo azul

Os pesquisadores identificaram ingredientes para protótipos de salgadinhos formulados para alterar deliberadamente o microbioma intestinal de maneiras que podem ser vinculadas à saúde.

Traduzindo os resultados de modelos animais, os cientistas demonstraram em dois estudos-piloto humanos de participantes com excesso de peso que lanches contendo combinações de tipos de fibra especificamente selecionados afetam os elementos do microbioma envolvidos no metabolismo dos componentes da fibra.

Essa mudança no microbioma estava ligada a mudanças em grupos de proteínas do sangue que são biomarcadores e reguladores de muitas facetas da fisiologia e do metabolismo. Essas proteínas do sangue mudaram de forma que poderia melhorar a saúde a longo prazo.

“A má nutrição é um problema urgente e complexo em todo o mundo que é impulsionado por muitos fatores, incluindo uma superabundância de alimentos ricos em gordura e baixo teor de fibras em dietas ocidentais típicas”, disse o autor sênior do estudo Jeffrey I. Gordon, professor e diretor do Edison Family Center for Genome Sciences & Systems Biology na Washington University School of Medicine.

“Como os lanches são uma parte popular das dietas ocidentais, estamos trabalhando para ajudar a desenvolver uma nova geração de formulações de lanches que as pessoas gostem de comer e que apoiarão um microbioma intestinal saudável que afeta muitos aspectos do bem-estar.”

O intestino humano é o lar de um microbioma composto por dezenas de trilhões de micróbios contendo milhões de genes diferentes que desempenham funções que não são fornecidas pelos cerca de 20,000 genes codificadores de proteínas no genoma humano. De acordo com os pesquisadores, o valor nutricional dos alimentos é determinado em parte pelos produtos do metabolismo exclusivo dos alimentos pelo microbioma intestinal.

Gordon e seus colegas estão focados em caracterizar quais componentes dos alimentos interagem com quais componentes do microbioma intestinal e como essa interação molda diferentes características da biologia humana. O objetivo é anunciar uma nova era da ciência nutricional que produz alimentos mais nutritivos e acessíveis de fontes sustentáveis ​​que podem ser usados ​​para tratar ou prevenir várias formas de desnutrição - seja desnutrição ou obesidade em crianças ou adultos.

As dietas com alto teor de gordura e baixo teor de fibras consumidas nos Estados Unidos e em outros países ocidentais não sustentam um microbioma intestinal diverso e saudável. Além disso, as dietas com alta fibra o conteúdo está associado a menores riscos de doenças crônicas, como doenças cardiovasculares, diabetes tipo 2 e obesidade. No entanto, as fibras dietéticas são compostas de misturas complexas e diversas de biomoléculas, muitas das quais o corpo humano não consegue se decompor por conta própria. A natureza dessas misturas varia de acordo com a origem das fibras e como são processadas quando incorporadas aos alimentos.

Trabalhos anteriores da equipe de Gordon identificaram fibras vegetais específicas que eram acessíveis e disponíveis em grandes quantidades de fontes sustentáveis ​​- como cascas, cascas e cascas que seriam descartadas - e que aumentaram o desempenho de certos micróbios intestinais benéficos que estão subrepresentados em muitos adultos obesos consumindo dietas ocidentais.

Neste novo relatório, os pesquisadores analisaram dados de indivíduos inscritos em dois estudos que estavam com sobrepeso ou obesos e que receberam refeições que imitavam uma dieta ocidental típica. Essas dietas foram complementadas com um de três contendo fibra protótipos de salgadinhos. Um continha apenas fibras recuperadas de ervilhas. Outro continha uma combinação de fibra de ervilha e inulina (uma fibra encontrada em várias frutas e vegetais, incluindo trigo, cebola, banana, aspargos, alcachofras e raiz de chicória). Um terceiro lanche continha fibra de ervilha e inulina, bem como fibras da polpa de laranja e farelo de cevada. Os lanches foram desenvolvidos em colaboração com a Mondelēz International, uma empresa global de lanches.


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No primeiro estudo, os participantes consumiram as refeições com alto teor de gordura e baixo teor de fibras por 10 dias, antes de adicionar um lanche contendo fibra de ervilha em suas dietas por duas semanas, seguido por duas semanas nas quais os participantes continuaram a comer o alimento rico em gordura , dieta pobre em fibras sem o lanche de fibras. No segundo estudo, um desenho semelhante foi usado, mas a suplementação foi com o lanche contendo fibra de ervilha e inulina e, após um período de washout, o lanche contendo quatro componentes de fibra: ervilha, inulina, laranja e farelo de cevada.

Os pesquisadores analisaram os microbiomas intestinais dos pacientes durante as várias fases do estudo, bem como os níveis de mais de 1,300 proteínas em seu sangue. Gordon e seus colegas descobriram que muitos dos componentes do microbioma que responderam e processaram os diferentes protótipos de fibra do lanche nos participantes do ensaio eram os mesmos que responderam às mesmas fibras em seus experimentos anteriores usando ratos gnotobióticos colonizados com micróbios intestinais humanos . Os ratos gnotobióticos nascem e são criados em condições estéreis, de modo que a natureza dos micróbios intestinais pode ser estritamente controlada para estudos científicos.

Além disso, eles descobriram que, em comparação com os lanches de uma ou duas fibras, o lanche com a combinação de quatro fibras diferentes tinha um efeito mais amplo nos genes do microbioma que codificam a maquinaria metabólica necessária para extrair nutrientes das fibras. Essas descobertas validaram o uso de seus modelos pré-clínicos como uma forma de acelerar a triagem e seleção de fibras para incorporação em protótipos de alimentos.

Os pesquisadores desenvolveram abordagens de mineração de dados que lhes permitiram identificar mudanças estatisticamente significativas em grupos específicos de genes do microbioma e associá-los a mudanças nos níveis de grupos de proteínas do sangue envolvidos em uma gama notavelmente ampla de processos fisiológicos, desde o metabolismo energético - incluindo o metabolismo da glicose - para respostas imunológicas, coagulação do sangue e função dos vasos sanguíneos, bem como biologia de células ósseas e nervosas.

“Fomos encorajados a ver o impacto desses lanches de fibra no microbioma intestinal e na fisiologia humana, mesmo nesses estudos relativamente curtos”, diz o primeiro autor Omar Delannoy-Bruno, membro da equipe interdisciplinar que conduziu este trabalho.

“Esses estudos piloto não foram projetados para testar se os lanches de fibra poderiam produzir alterações significativas de longo prazo no peso corporal ou biomarcadores comumente medidos de saúde cardiometabólica. Portanto, os benefícios dessas intervenções terão que ser investigados em ensaios clínicos maiores e mais longos ”, diz o co-autor Michael J. Barratt, professor associado de patologia e imunologia e diretor executivo do Centro de Pesquisa em Microbioma Intestinal e Nutrição da Universidade de Washington. “Além disso, esses pequenos estudos foram conduzidos sob condições de dieta estritamente controladas. Um próximo passo importante será investigar os efeitos dos lanches de fibra em participantes que podem comer como normalmente fariam. ”

Gordon acrescenta: “Com uma melhor compreensão do impacto de diferentes tipos de fibras sobre os componentes do microbioma, temos esperança de poder oferecer um lanche que as pessoas vão querer comer, ao mesmo tempo que contribuem para uma dieta mais saudável, especialmente para aqueles que, de outra forma, podem ter acesso limitado a alimentos nutritivos ”.

O estudo aparece no jornal Natureza.

O financiamento para o trabalho veio dos Institutos Nacionais de Saúde (NIH) e da Mondelēz International.

Gordon recebeu o Prêmio de Líder de Pensamento da Agilent Technologies. Ele também é cofundador da Matatu Inc., uma empresa que caracteriza o papel das interações dieta por microbiota na saúde animal. Outros autores relatam ser co-fundadores da Phenobiome Inc., uma empresa que busca o desenvolvimento de ferramentas computacionais para o perfil de fenótipo preditivo de comunidades microbianas, bem como da Evolve Biosystems, interVenn Bio e BCD Bioscience - empresas envolvidas na caracterização de glicanos e no desenvolvimento aplicações de carboidratos para a saúde humana. Três co-autores são funcionários da Mondelēz International.

Um pedido de patente relacionado às formulações de snacks de fibra descritas neste relatório foi registrado e publicado.

Fonte: Universidade de Washington em St. Louis

Sobre o autor

Estreito de Julia Evangelou-WUSTL

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Este artigo apareceu originalmente no Futurity

 

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