Bactérias intestinais degradam compostos de alimentos cozinhados

Uma nova investigação concluiu que as bactérias do intestino humano conseguem degradar os compostos modificados responsáveis pelo sabor dos alimentos tostados, assados e fritos.

Para isso, recorrem a uma enzima concebida originalmente para outra função, mas suficientemente versátil para processar vários destes compostos formados pelo calor, em vez de apenas um.

Estes compostos fazem parte habitual da alimentação moderna. Surgem sempre que os alimentos são aquecidos e chegam, em grande medida intactos, ao intestino grosso. Aí, têm sido associados a cancro do intestino, doença hepática gordurosa e outras patologias.

Saber que micróbios os degradam e de que forma o fazem começa a esclarecer a ligação entre os alimentos processados e a saúde intestinal.

O calor origina novos compostos alimentares

O calor não se limita a cozinhar os alimentos. Quando proteínas e açúcares se encontram a temperaturas elevadas, os seus componentes reagem e reorganizam-se num processo que os químicos designam por reação de Maillard.

É este mecanismo que cria a crosta do pão, a superfície selada da carne frita e a tonalidade escura do café torrado.

Um dos produtos é uma versão modificada da lisina, um aminoácido comum, chamada carboximetillisina (CML). Os aminoácidos normais são absorvidos no intestino delgado e utilizados pelo organismo.

Com a CML, isso quase nunca acontece. O composto passa adiante até ao intestino grosso, onde vive a maior concentração de bactérias intestinais. Foi precisamente essa etapa que despertou o interesse dos investigadores. Tudo aquilo que o corpo não consegue digerir transforma-se em alimento - ou num problema - para os micróbios que aguardam mais abaixo no trato digestivo.

No caso da CML e de compostos quimicamente semelhantes, a passagem da digestão humana para a digestão bacteriana continuava praticamente por mapear.

Bactérias intestinais assumem a degradação

O estudo foi liderado pelo Dr. Jürgen Lassak, da Universidade Ludwig Maximilian de Munique (LMU). O microbiologista investiga a forma como as bactérias lidam com aminoácidos invulgares.

A vertente química foi assegurada pelo seu colaborador Michael Hellwig, químico alimentar da Universidade Técnica de Dresden (TU Dresden).

A SpeC, a enzima central neste trabalho, já integra o conjunto habitual de ferramentas da célula. Normalmente, ajuda a bactéria a produzir uma pequena molécula essencial ao crescimento, removendo uma parte de um aminoácido e libertando dióxido de carbono.

A nova investigação revela que a enzima consegue fazer um corte semelhante na CML, uma molécula com a qual nunca se julgou que interagisse.

A enzima SpeC degrada vários compostos

O aspeto mais relevante é o seu alcance alargado. A SpeC não processa a CML como se fosse um caso isolado: atua sobre diversos aminoácidos alterados pelo calor, razão pela qual a equipa a compara a um canivete suíço.

“Bacteria do not need to develop entirely new tools for this task. Instead, they repurpose their existing repertoire in a creative way,” afirmou Lassak.

A equipa descreveu uma enzima já conhecida que desempenha uma função adicional, e não uma enzima especificamente dedicada a consumir CML.

Um estudo anterior tinha demonstrado que comunidades intestinais completas de pessoas que consomem alimentos processados conseguem degradar CML. Esse trabalho chegou a apontar prováveis bactérias responsáveis, mas não identificou a própria enzima.

A identificação da SpeC faz avançar a questão. Em vez de se procurar apenas que bactérias participam no processo, passa a ser possível focar a máquina molecular que o realiza.

A enzima está presente em muitas espécies

A SpeC não é um exemplo único, e esse é o ponto mais amplo do estudo. A equipa analisou os genes transportados pelas bactérias residentes no intestino.

A capacidade de desmantelar estes compostos formados pelo calor apareceu em muitas espécies do microbioma intestinal. Não se trata de uma particularidade de uma única estirpe laboratorial de E. coli.

Erica Aveta, que partilha a primeira autoria com Patroklos Vougioukas, vê uma lógica evolutiva nesta distribuição.

Uma reação secundária pode dar a um micróbio uma primeira via de acesso a uma nova fonte de alimento, antes de este possuir maquinaria especializada. Se essa fonte continuar a chegar, a seleção pode aperfeiçoar uma ferramenta rudimentar até a tornar precisa.

Bactérias intestinais adaptam-se a alimentos cozinhados

“Such side activities can give bacteria an initial route to access new dietary compounds. If such a compound becomes regularly available, adaptation can turn the ‘Swiss pocket knife’ SpeC into a more efficient tool specialized for this task,” declarou Aveta.

É possível que algo deste género já aconteça num intestino vivo. Num artigo, animais sujeitos a uma dieta rica nestes compostos formados pelo calor apresentaram, logo na primeira semana, um rápido aumento de determinadas bactérias intestinais.

Eram os grupos que parecem conseguir alimentar-se desses compostos. Esse aumento manteve-se e foi acompanhado por uma alteração duradoura na forma como os animais processavam gorduras.

Como afetam os alimentos cozinhados a saúde?

As ligações apontadas pelo estudo envolvem doenças associadas à alimentação e ao estilo de vida, incluindo cancro do intestino, doença hepática gordurosa e hepatite.

Os autores colocam uma hipótese: a degradação da CML poderá dar vantagem a certas bactérias num intestino inflamado. Assim, conseguiriam utilizar uma fonte de energia que as bactérias vizinhas não conseguem aproveitar.

A degradação da CML também produz subprodutos, entre os quais aminas biogénicas - pequenas moléculas cuja possível função como sinais químicos entre os micróbios intestinais e o organismo continua a ser debatida pelos cientistas. O seu papel permanece por definir.

É na alimentação que o tema se aproxima do quotidiano. Grandes estudos populacionais já procuraram relacionar estes compostos com doenças.

Uma análise acompanhou cerca de 450.000 pessoas durante mais de uma década, avaliando a relação entre a ingestão de CML e o risco de cancro colorretal. Os micróbios situados entre os alimentos e o organismo são uma peça ainda em falta neste quadro.

Surgem ligações entre alimentação e doença

Lassak é prudente quanto ao alcance destas conclusões. As associações não demonstram uma relação de causa e efeito, pelo que encara o padrão como uma pista a investigar, e não como uma sentença definitiva.

Ainda assim, o trabalho estabelece algo por si só: uma única enzima intestinal, desenvolvida para ajudar as bactérias a crescer, também desagrega um dos compostos mais comuns dos alimentos cozinhados. E fá-lo em muitas espécies, não apenas num micróbio raro.

A mudança está agora no local onde os investigadores devem procurar. O modo como o intestino processa compostos de alimentos aquecidos oferece um ponto concreto para explorar como a alimentação pode contribuir para a doença.

“They do suggest that processed food, microbial metabolic pathways, and health status may be more closely connected than previously assumed,” afirmou Hellwig.