Διατροφή και θερμίδες: Το μικροβίωμα του εντέρου αλλάζει όσα ξέραμε για την πέψη
Οι διατροφικές ετικέτες μπορεί να δίνουν την εντύπωση ότι ο υπολογισμός των θερμίδων είναι απλός, όμως η πραγματικότητα είναι πολύ πιο σύνθετη. Αν και αναγράφουν τον αριθμό θερμίδων ανά μερίδα, βασισμένο σε λιπαρά, υδατάνθρακες και πρωτεΐνες, μέσα στο σώμα η πέψη ακολουθεί έναν πιο περίπλοκο δρόμο. Η τροφή περνά από ένα ζωντανό μικροβιακό οικοσύστημα που καθορίζει πόσες θερμίδες απορροφά τελικά ο οργανισμός.
Το νέο μοντέλο DAMM και η «κρυφή» πλευρά της πέψης
Ερευνητές του Πανεπιστημίου της Αριζόνα (ASU) ανέπτυξαν ένα νέο μαθηματικό μοντέλο, το DAMM – από τα αρχικά των λέξεων digestion, absorption and microbial metabolism (πέψη, απορρόφηση και μικροβιακός μεταβολισμός). Το μοντέλο παρακολουθεί τη διαδρομή της τροφής στο πεπτικό σύστημα, υπολογίζοντας τι απορροφάται από το σώμα, τι φτάνει στο παχύ έντερο και πώς τα μικρόβια επεξεργάζονται τα υπολείμματα.
Η εφαρμογή του DAMM μπορεί να βοηθήσει στην καλύτερη κατανόηση της παχυσαρκίας, του διαβήτη και άλλων μεταβολικών διαταραχών, αποκαλύπτοντας πώς η διατροφή επηρεάζει τόσο το ανθρώπινο σώμα όσο και το μικροβίωμα του εντέρου.
«Η πέψη δεν είναι μόνο μια ανθρώπινη διαδικασία – είναι μια συνεργασία ανάμεσα στο σώμα μας και τα τρισεκατομμύρια μικροβίων που ζουν στο έντερό μας», εξηγεί η καθηγήτρια Ρόζα Κραϊμάλνικ-Μπράουν. «Το DAMM μάς προσφέρει έναν ισχυρό νέο τρόπο να ποσοτικοποιήσουμε τη συμβολή αυτών των μικροβιακών “συνεργατών” στην ανθρώπινη υγεία και την ενεργειακή ισορροπία».
Η Ρόζα Κραϊμάλνικ-Μπράουν διευθύνει το Κέντρο Βιοσχεδιασμού για την Υγεία μέσω Μικροβιωμάτων και είναι καθηγήτρια στη Σχολή Βιώσιμης Μηχανικής και Δομημένου Περιβάλλοντος του ASU.
Πέρα από την απλή καταμέτρηση θερμίδων
Για πάνω από έναν αιώνα, οι επιστήμονες χρησιμοποιούν τους συντελεστές Atwater για να εκτιμήσουν την ενέργεια που αποδίδουν οι τροφές. Το σύστημα αυτό, αν και πρακτικό, αγνοεί τη μικροβιακή διάσταση της πέψης – δηλαδή πώς τα μικρόβια του εντέρου «διαχειρίζονται» τις τροφές και παράγουν ενώσεις όπως τα λιπαρά οξέα βραχείας αλύσου.
Η νέα έρευνα βασίστηκε σε ελεγχόμενη μελέτη διατροφής που εξέτασε πώς το μικροβίωμα επηρεάζει την ενεργειακή ισορροπία. Οι συμμετέχοντες ακολούθησαν δύο τύπους διατροφής: μία πλούσια σε φυτικές ίνες και ανθεκτικό άμυλο και μία τυπική δυτική διατροφή, με περισσότερα επεξεργασμένα τρόφιμα.
Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι όσοι ακολουθούσαν τη δυτική διατροφή απορροφούσαν περίπου 116 περισσότερες θερμίδες ημερησίως, χωρίς όμως η άλλη ομάδα –με υψηλή περιεκτικότητα σε φυτικές ίνες– να αναφέρει αυξημένο αίσθημα πείνας.
«Αυτό που κάνει το μοντέλο DAMM πραγματικά μοναδικό είναι ότι συνδέει ποσοτικά τον ανθρώπινο μεταβολισμό με τον μεταβολισμό των μικροοργανισμών στο παχύ έντερο», σημειώνει ο καθηγητής Μπρους Ρίτμαν, διευθυντής του Κέντρου Βιοτεχνολογίας Swette για τον Βιολογικό Σχεδιασμό. «Προσφέρει θεμελιώδη κατανόηση για το πώς λειτουργεί η μικροβιακή κοινότητα σε συνεργασία με τον ανθρώπινο οργανισμό».
Παρακολουθώντας την «κρυφή» ενέργεια
Το DAMM αναλύει τα θρεπτικά συστατικά της διατροφής και υπολογίζει πόση ενέργεια απορροφάται στο ανώτερο πεπτικό σύστημα. Στη συνέχεια, παρακολουθεί τη δράση των μικροβίων στο παχύ έντερο, τα οποία διασπούν τα υπολείμματα τροφής και παράγουν λιπαρά οξέα βραχείας αλύσου – ουσίες που μπορούν να αξιοποιηθούν από το σώμα ως επιπλέον θερμίδες.
Σύμφωνα με τις εκτιμήσεις, αυτά τα λιπαρά οξέα προσφέρουν περίπου 140 θερμίδες ημερησίως, δηλαδή το 7,4% της συνολικής ενέργειας. Περίπου το 85% της ενέργειας προέρχεται από το ανώτερο γαστρεντερικό σύστημα και το 15% από το κατώτερο, όπου η μικροβιακή δραστηριότητα είναι καθοριστική.
Όταν συγκρίθηκε με τη μέθοδο Atwater, το DAMM αποδείχθηκε πιο ακριβές στην εκτίμηση των απορροφούμενων θερμίδων, καθώς η παραδοσιακή προσέγγιση συχνά υποεκτιμά την πραγματική ενεργειακή πρόσληψη.
Νέες προοπτικές για τη διατροφή και την υγεία
Το μοντέλο κατέγραψε σημαντικές διαφορές μεταξύ διατροφών υψηλής και χαμηλής περιεκτικότητας σε φυτικές ίνες. Η πρώτη παρείχε περισσότερο υλικό προς ζύμωση, ενισχύοντας την παραγωγή λιπαρών οξέων βραχείας αλύσου, όπως επιβεβαιώθηκε και στην κλινική δοκιμή. Παρότι αυτά τα οξέα απορροφώνται και παρέχουν ενέργεια, η συνολική απορρόφηση θερμίδων ήταν μικρότερη.
Το DAMM επιτρέπει στους ερευνητές να διακρίνουν με ακρίβεια τι απορροφά απευθείας το σώμα, τι παράγουν τα μικρόβια και τι τελικά αποβάλλεται. «Το μοντέλο DAMM είναι κάτι περισσότερο από ένα εργαλείο περιγραφής της διατροφής», δήλωσε ο Τέιλορ Ντέιβις. «Είναι ένα πλαίσιο που εξελίσσεται μαζί με τις επιστημονικές μας γνώσεις».
Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό PLOS One.
