Efeitos contrastantes de fibras viscosas na função intestinal

Efeitos contrastantes das fibras viscosas e particuladas na fermentação do cólon in vitro e in vivo, e seu impacto na água intestinal estudado por MRI em um ensaio randomizado

As propriedades físico-químicas e funcionais subjacentes das fibras dietéticas variam amplamente. Fibras formadoras de gel, como psyllium, evoluíram como polímeros vegetais de mucilagem com capacidade extremamente alta de retenção de água que, apesar de seu grande peso molecular (acima de 1 MDa), são facilmente capazes de se hidratar. Essas fibras formam soluções e géis altamente viscosos quando dissolvidas em água. Em contraste, algumas fibras, como o farelo de trigo, que tem um tamanho de partícula grande (> 100 μM), têm solubilidade muito limitada e não formam um gel nem contribuem significativamente para a viscosidade no intestino.

Evidências clínicas mostram que algumas fibras formadoras de gel viscosas (por exemplo, psyllium) beneficiam pacientes com síndrome do intestino irritável, enquanto fibras de diferentes fontes (por exemplo, farelo) podem piorar os sintomas, sugerindo que as diferentes propriedades físico-químicas têm um impacto sobre o modo de ação no intestino, embora isso não tenha sido estudado em detalhes até agora.

A fibra de psyllium é uma mucilagem rica em hemicelulose que compreende arabinoxilano altamente ramificado, composto por um polímero de xilano densamente decorado com arabinose e cadeias laterais de xilose. Embora seja pouco fermentado, ele facilita a retenção de água no intestino delgado, causando um aumento no conteúdo de água do intestino delgado e do cólon, bem como no volume do cólon, conforme avaliado por ressonância magnética. Pacientes constipados apresentam menor conteúdo de água colônica, que pode ser normalizado por doses terapêuticas de psyllium (7 g 3 vezes ao dia), amplamente utilizadas no tratamento da constipação. O principal componente da fibra do farelo de trigo também é um arabinoxilano, que compreende a maior parte da parede celular do trigo, mas, ao contrário do arabinoxilano do psyllium, é altamente fermentável. O farelo de trigo atua como substrato para a microbiota colônica e é fermentado para produzir quantidades significativas de ácidos graxos de cadeia curta (SCFA). Vários estudos têm mostrado que o farelo de trigo também acelera o trânsito orocecal e aumenta o conteúdo de água do intestino delgado (SBWC).

A fibra nopal é um extrato do cacto nopal Opuntia ficusindica. Em contraste com o psyllium, a fibra nopal é principalmente uma mucilagem péctica que compreende uma mistura complexa de galacturonan, rhamnogalactans e rhamnogalacturonans, bem como arabinoxilanos, que são formadores de gel, mas prontamente fermentáveis. Nopal tem sido tradicionalmente usado como laxante na África do Norte e no México, mas seus efeitos na microbiota intestinal humana e função ainda precisam ser examinados.

OBJETIVOS DO ESTUDO

Pode-se esperar que as 3 fibras utilizadas neste estudo, com as propriedades físico-químicas contrastantes descritas acima, estejam associadas a diferentes comportamentos fisiológicos no trato gastrointestinal, mas não foram previamente comparadas diretamente em humanos.

O objetivo do estudo foi comparar doses iguais de farelo de trigo, nopal e fibras de psyllium na produção de gás por fermentação microbiana in vitro; e seus efeitos dinâmicos sobre SBWC, volume do cólon e conteúdo de água do quimo no cólon ascendente in vivo usando MRI em voluntários humanos saudáveis.

MÉTODOS

Cada fibra foi pré-digerida antes da medição da produção de gás in vitro durante a incubação anaeróbia de 48 horas com amostras fecais saudáveis. Foi realizado um ensaio cruzado de 3 vias randomizado em 14 voluntários saudáveis ​​que ingeriram 7,5g de fibra duas vezes no dia anterior ao início do estudo e uma vez com a refeição de teste do estudo. Exames de ressonância magnética em série obtidos após jejum e de hora em hora por 4h após a ingestão da refeição foram usados ​​para avaliar o conteúdo de água do intestino delgado (SBWC), os volumes do cólon e T1 do cólon ascendente (T1AC) como medidas de água do cólon. Amostras respiratórias para análise de hidrogênio foram obtidas enquanto os pacientes estavam em jejum e a cada 30 minutos por 4 horas após a ingestão da refeição.

RESULTADOS

In vitro, o início da produção de gás foi significativamente atrasado com psyllium (média ± DP: 14 ± 5​​h) em comparação com farelo de trigo (6 ± 2h, P = 0,003) e foi associado a um menor volume total de gás (P = 0,01). A pré-alimentação de todas as 3 fibras por 24 horas foi associada a um aumento do T1AC em jejum (> 75% dos valores > percentil 90 da faixa normal). Houve um aumento adicional durante as 4h após o psyllium (0,3 ± 0,3 s P = 0,009), uma queda com farelo de trigo (−0,2 ± 0,2s; P = 0,02), mas nenhuma mudança com nopal (0,0 ± 0,1s, P = 0,2). SBWC aumentado para todas as fibras; nopal estimulou mais água do que farelo de trigo [diferença média de AUC (IC 95%): 7,1 (0,6, 13,8) L/min, P = 0,03]. O hidrogênio respiratório aumentou significativamente após o farelo de trigo e o nopal, mas não após o psyllium (P <0,0001).

CONCLUSÕES

Tanto as fibras viscosas quanto as particuladas são igualmente eficazes no aumento do T1 colônico ao longo de um período de 24h. Os mecanismos incluem retenção de água no intestino delgado por fibras viscosas e entrega de substratos à microbiota colônica por fibras particuladas mais fermentáveis.

Este ensaio foi registrado em clinictrials.gov como NCT03263065.

Am J Clin Nutr 2020; 112: 595–602.