Bactérias intestinais decompõem compostos de alimentos cozidos

Um novo estudo descobriu que bactérias do intestino humano conseguem decompor os compostos modificados que dão sabor a alimentos dourados, assados e fritos.

Para isso, elas usam uma enzima criada para outra função, mas suficientemente flexível para atuar sobre vários desses compostos formados pelo calor, e não apenas sobre um deles.

Essas substâncias fazem parte da alimentação moderna. Elas se formam sempre que os alimentos são aquecidos e chegam quase intactas ao intestino grosso, onde já foram associadas ao câncer de intestino, à doença hepática gordurosa e a outras condições.

Identificar os microrganismos que as decompõem e entender como fazem isso é um primeiro passo para explicar a relação entre alimentos processados e saúde intestinal.

O calor cria novos compostos nos alimentos

Ao aquecer um alimento, o calor faz mais do que cozinhá-lo. Quando proteínas e açúcares entram em contato sob altas temperaturas, seus componentes reagem e se reorganizam no processo que os químicos chamam de reação de Maillard.

É essa reação que produz a crosta do pão, a superfície dourada da carne frita e a cor escura do café torrado.

Um de seus produtos é uma versão modificada da lisina, um aminoácido comum, conhecida como carboximetillisina (CML). Em geral, os aminoácidos normais são absorvidos no intestino delgado e aproveitados pelo organismo.

Com a CML, isso quase não acontece. Ela passa pelo intestino delgado e chega ao intestino grosso, onde se concentra a maior população de bactérias intestinais. Esse percurso chamou a atenção dos pesquisadores: tudo o que o corpo não consegue digerir vira alimento, ou um problema, para os microrganismos que encontra adiante.

No caso da CML e de seus compostos químicos semelhantes, a passagem da digestão humana para a digestão bacteriana ainda era pouco conhecida.

Bactérias intestinais assumem a tarefa

O trabalho foi liderado pelo microbiologista Dr. Jürgen Lassak, da Universidade Ludwig Maximilian de Munique (LMU), que estuda como as bactérias lidam com aminoácidos incomuns.

Seu colaborador Michael Hellwig, químico de alimentos da Universidade Técnica de Dresden, contribuiu com a parte química da pesquisa.

A SpeC, enzima central do estudo, já faz parte das ferramentas usadas pela célula no dia a dia. Sua função habitual é ajudar a bactéria a produzir uma pequena molécula necessária ao crescimento, cortando um pedaço de um aminoácido e liberando dióxido de carbono.

A nova pesquisa mostra que ela também consegue fazer o mesmo tipo de corte na CML, molécula sobre a qual não se imaginava que pudesse atuar.

Uma enzima decompõe vários compostos

O aspecto mais interessante é o alcance dessa atividade. A SpeC não age apenas sobre a CML: ela também atua em uma variedade de aminoácidos alterados pelo calor. Por isso, a equipe a compara a um canivete suíço.

“As bactérias não precisam desenvolver ferramentas inteiramente novas para essa tarefa. Em vez disso, elas reaproveitam seu repertório existente de maneira criativa”, disse Lassak.

Os pesquisadores descrevem, portanto, uma enzima conhecida que desempenha uma função adicional, e não uma enzima dedicada exclusivamente a decompor CML.

Um estudo anterior mostrou que comunidades intestinais completas de pessoas que consomem alimentos processados conseguem decompor a CML. A pesquisa chegou a apontar as bactérias provavelmente responsáveis, mas não identificou a enzima envolvida.

Ao identificar a SpeC, o novo trabalho faz a investigação avançar: o foco passa de quais bactérias participam do processo para qual mecanismo molecular realiza a tarefa.

A enzima está presente em muitas espécies

O ponto mais amplo é que a SpeC não representa um caso isolado. A equipe examinou os genes das bactérias que habitam o intestino.

A capacidade de decompor esses compostos formados pelo calor apareceu em muitas espécies do microbioma intestinal. Não se trata de uma peculiaridade de uma única linhagem de E. coli cultivada em laboratório.

Erica Aveta, que divide a primeira autoria do estudo com Patroklos Vougioukas, vê uma lógica evolutiva nessa distribuição.

Uma reação secundária pode oferecer a um microrganismo um primeiro acesso a uma nova fonte de alimento, antes mesmo de ele possuir mecanismos especializados. Se esse alimento continuar disponível, a seleção pode aperfeiçoar uma ferramenta pouco refinada até torná-la precisa.

Bactérias intestinais se adaptam a alimentos cozidos

“Atividades secundárias como essas podem dar às bactérias uma via inicial de acesso a novos compostos da dieta. Se um desses compostos passar a estar disponível regularmente, a adaptação pode transformar o ‘canivete suíço’ SpeC em uma ferramenta mais eficiente e especializada nessa tarefa”, afirmou Aveta.

Algo semelhante pode já acontecer no intestino de um organismo vivo. Em um estudo, animais submetidos a uma dieta rica nesses compostos formados pelo calor apresentaram um rápido aumento de determinadas bactérias intestinais já na primeira semana.

Eram grupos que parecem conseguir se alimentar dessas substâncias. O aumento persistiu e veio acompanhado de uma mudança duradoura na forma como os animais processavam gorduras.

Como os alimentos cozidos afetam a saúde?

O estudo relaciona esses compostos a condições associadas à dieta e ao estilo de vida, entre elas câncer de intestino, doença hepática gordurosa e hepatite.

Uma possibilidade levantada pelos autores é que a decomposição da CML dê vantagem a certas bactérias em um intestino inflamado, permitindo que usem uma fonte de energia inacessível aos microrganismos ao redor.

A decomposição da CML também gera subprodutos, incluindo aminas biogênicas. Os cientistas ainda debatem se essas pequenas moléculas funcionam como mensagens químicas entre os microrganismos intestinais e o corpo; seu papel permanece indefinido.

A relação com a alimentação é o que aproxima a pesquisa da vida cotidiana. Grandes estudos populacionais já tentaram associar esses compostos a doenças.

Uma análise acompanhou cerca de 450.000 pessoas por mais de uma década para avaliar a relação entre o consumo de CML e o risco de câncer colorretal. Os microrganismos que atuam entre os alimentos e o organismo são uma peça que falta nesse quadro.

Surgem relações entre dieta e doenças

Lassak é cauteloso quanto ao alcance dos resultados. As associações não comprovam causa e efeito, e ele considera o padrão observado uma questão que merece investigação, não um veredito.

Ainda assim, o que o trabalho estabelece é relevante por si só: uma única enzima intestinal, cuja função é ajudar as bactérias a crescer, também decompõe um dos compostos mais comuns dos alimentos cozidos. Ela faz isso em muitas espécies, e não em um único microrganismo raro.

O que muda agora é onde os pesquisadores procuram respostas. A forma como o intestino lida com compostos de alimentos aquecidos oferece um caminho concreto para investigar como a dieta pode contribuir para o surgimento de doenças.

“Esses resultados sugerem que os alimentos processados, as vias metabólicas microbianas e o estado de saúde podem estar mais estreitamente ligados do que se supunha”, disse Hellwig.