As fontes de proteínas alteram o microbioma intestinal - algumas drasticamente
Um novo estudo efectuado por investigadores da Universidade Estatal da Carolina do Norte mostra que as fontes de proteína na dieta de um animal podem ter efeitos importantes tanto na população como na função da vida microscópica no seu intestino. Estes microrganismos, conhecidos como o microbioma intestinal, podem afetar vários aspectos da nossa saúde. As descobertas poderão ajudar a compreender melhor como prevenir e tratar as doenças gastrointestinais que afectam atualmente a qualidade de vida de milhões de pessoas em todo o mundo.
O arroz integral e as claras de ovo aumentam a degradação dos aminoácidos no microbioma intestinal do rato.
"015/366 - Brown rice" by Arria Belli is licensed under CC BY-SA 2.0.
"Há algo de errado com o que estamos a comer hoje em dia e não estamos perto de saber o que é", disse Alfredo Blakeley-Ruiz, investigador de pós-doutoramento da NC State e coautor correspondente de um artigo que descreve o estudo. "O nosso laboratório queria saber como as diferentes dietas afectam o que vive no intestino e aprender algo sobre o que esses micróbios estão a fazer, funcionalmente, em resposta a essa dieta".
No estudo, os investigadores estavam especificamente interessados na forma como a fonte de proteínas da dieta - por exemplo, as proteínas encontradas no leite, nos ovos e em diferentes plantas como a ervilha ou a soja - afectava os microbiomas intestinais dos ratinhos. Os ratinhos foram alimentados com dietas que continham apenas uma fonte de proteínas durante uma semana de cada vez, incluindo claras de ovo, arroz integral, soja e levedura.
Utilizando uma abordagem metagenómica-metaproteómica integrada, que requer espetrometria de massa de alta resolução, os investigadores descobriram que o microbioma intestinal dos ratos mudou muito ao longo do estudo, com algumas fontes de proteínas a revelarem efeitos extremos.
"A composição do microbioma intestinal alterou-se significativamente sempre que mudámos a fonte de proteínas", afirmou Blakeley-Ruiz. "As fontes de proteína com os maiores efeitos funcionais foram o arroz integral, a levedura e as claras de ovo."
Ao examinar as mudanças funcionais no microbioma intestinal, o estudo mostrou que os dois maiores efeitos da proteína da dieta foram no metabolismo dos aminoácidos, o que era esperado pelos pesquisadores, e na degradação do açúcar complexo, o que não era.
"As dietas de arroz integral e de clara de ovo aumentaram a degradação dos aminoácidos no microbioma intestinal dos ratos, o que significa que os micróbios estavam a decompor essas proteínas em vez de produzirem os seus próprios aminoácidos a partir do zero", disse Blakeley-Ruiz. "Isto faz sentido intuitivamente porque as proteínas são feitas de aminoácidos, mas é algo que queremos aprofundar mais. Alguns aminoácidos podem degradar-se em toxinas e outros podem afetar o eixo intestino-cérebro, pelo que há potenciais implicações para a saúde destas dietas".
O estudo também mostrou que as longas cadeias de açúcares ligadas às proteínas da dieta, chamadas glicanos, também desempenham um papel na alteração da função do microbioma intestinal. Múltiplas fontes de proteínas alimentares, incluindo soja, arroz, levedura e clara de ovo, fizeram com que os micróbios no intestino alterassem a produção de enzimas que quebram os glicanos, às vezes substancialmente.
"Isto pode ser muito significativo em termos de saúde", disse Blakeley-Ruiz. "Na dieta de clara de ovo, em particular, uma bactéria assumiu o controlo e activou uma série de enzimas que degradam os glicanos. Depois, cultivámos esta bactéria em laboratório e descobrimos que as enzimas de degradação de glicanos que produzia em meios que continham proteína da clara do ovo eram semelhantes às produzidas em meios que continham mucina."
A mucina é a substância que reveste o interior do intestino, protegendo o sistema digestivo de coisas como o ácido e os agentes patogénicos. Assim, se as bactérias estão a produzir enzimas que, propositadamente ou não, quebram a mucina, podem estar a danificar o revestimento intestinal e a causar impactos negativos na saúde intestinal.
"Estou entusiasmado por explorar esta potencial ligação entre a expressão de enzimas degradadoras de glicanos na dieta de clara de ovo e a degradação da mucina pelo microbioma intestinal em estudos futuros", diz Blakeley-Ruiz.
Manuel Kleiner, professor associado de biologia vegetal e microbiana da NC State e coautor correspondente do artigo, disse que o estudo lança as bases para futuras investigações sobre os efeitos das fontes de proteína no microbioma intestinal.
"Uma das limitações do nosso estudo é que, claro, as dietas são muito artificiais e podem levar a resultados amplificados ", disse Kleiner. "Mas agora mostramos que a clara de ovo tem efeitos extremos no microbioma. Para o futuro, estamos muito interessados em compreender qual é o mecanismo deste efeito numa dieta mista de proteínas em ratos.
"O nosso estudo mostra não só quais são as espécies bacterianas presentes no microbioma intestinal e a sua abundância, mas também o que estão realmente a fazer. Neste caso, estão a digerir especificamente os glicanos. O resultado é uma imagem muito completa do que realmente importa no intestino em termos de dieta e função".
Alexandria Bartlett, Arthur S. McMillan, Ayesha Awan, Molly Vanhoy Walsh, Alissa K. Meyerhoffer, Simina Vintila, Jessie L. Maier, Tanner Richie e Casey M. Theriot, todos da NC State, são co-autores do artigo, que aparece no The ISME Journal.
O estudo foi apoiado pelo National Institutes of Health através dos prémios R35GM138362, T32DK007737 e P30 DK034987, e pelo USDA National Institute of Food and Agriculture, projeto Hatch 7002782.
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