Metabolismo das Fibras na Doença Pulmonar Obstrutiva Crônica

As fibras dietéticas são carboidratos não digeríveis, que estão presentes em vários alimentos diários, como feijão, leguminosas, produtos integrais e frutas e vegetais integrais. A Food and Drug Administration recomenda uma ingestão diária de fibra de 25 g. No entanto, em 2009-2010, a ingestão média de fibras dos adultos americanos foi de 17 g/dia. A fibra não pode ser digerida por enzimas humanas e chega ao cólon sem ser digerida. Dependendo da estrutura química (solubilidade, grau de polimerização) da fibra, ela pode ou não ser fermentada pelas bactérias intestinais. Fibras insolúveis e não fermentadas, como a celulose, ajudam a prevenir a constipação, melhorando a evacuação e o tempo de trânsito das fezes. A maioria das fibras solúveis, como a inulina, pode ser fermentada por bactérias intestinais. Durante a fermentação bacteriana, ácidos graxos de cadeia curta (SCFA) como acetato (C2), propionato (C3) e butirato (C4) são produzidos. A produção é maior no cólon proximal, onde a abundância de fibras é maior. Os colonócitos absorvem mais de 90% dos SCFAs, o restante é excretado com as fezes. A maior parte do butirato é oxidada nos colonócitos, sendo sua principal fonte de energia. O propionato é metabolizado pelo fígado. Em particular, o acetato entra na circulação sistêmica e pode ter efeitos anti-inflamatórios e moduladores do sistema imunológico. Indol e isovalerato são produtos da fermentação bacteriana de aminoácidos. O indol é produzido exclusivamente por enzimas bacterianas a partir do aminoácido essencial triptofano (TRP) e isovalerato de aminoácidos de cadeia ramificada.

Na DPOC, uma resposta inflamatória pulmonar aumentada causa uma combinação de doença das pequenas vias aéreas (por exemplo, bronquiolite obstrutiva) e/ou destruição do parênquima pulmonar (enfisema). Isso leva a uma limitação progressiva e persistente do fluxo aéreo. Foi demonstrado que uma dieta geral saudável, bem como uma dieta rica em fibras, podem estar associadas a uma boa função pulmonar e a uma diminuição da prevalência de DPOC. Uma dieta rica em fibras fermentáveis ​​alterou a composição da microbiota intestinal e pulmonar em camundongos, principalmente por meio de uma diminuição na proporção de Firmicutes para Bacteroidetes, que foi acompanhada por concentrações elevadas de SCFAs circulantes. Esses camundongos foram protegidos contra a inflamação alérgica nos pulmões. Pesquisas anteriores em humanos demonstraram que a composição da microbiota intestinal influencia o risco de asma e foi associada a exacerbações precoces na fibrose cística, o que demonstra uma interação intestino-pulmão. Halnes e outros. encontraram redução significativa da inflamação das vias aéreas em pacientes com asma quatro horas após a ingestão de uma refeição contendo fibras solúveis e prebióticos em comparação com uma refeição placebo. Estudos de marcadores estáveis ​​são necessários para examinar a produção colônica e o destino metabólico dos SCFAs em indivíduos saudáveis ​​e doentes.

A microbiota intestinal de indivíduos mais velhos é menos diversa, tem maior variabilidade interindividual e menor capacidade de produção de SCFA em comparação com adultos mais jovens. Assim, uma disbiose da microbiota intestinal pode estar envolvida no desenvolvimento de várias doenças sistêmicas crônicas relacionadas à idade, como sarcopenia e menor qualidade muscular ou disfunção cognitiva. Essas deficiências relacionadas à idade estão associadas a um desempenho físico reduzido e risco elevado de quedas, fraturas, incapacidade física e mortalidade. A disbiose da microbiota intestinal (ou seja, uma composição e função microbiana alterada) pode contribuir para o desenvolvimento da sarcopenia, modulando o tamanho, composição e função muscular. Além disso, os SCFAs, metabólitos produzidos por bactérias benéficas, ajudam a manter a função cognitiva e o bem-estar psicológico por meio de suas propriedades antiinflamatórias e reguladoras de genes. Portanto, intervenções nutricionais, como a suplementação de fibras, devem ser estudadas como moduladoras da composição microbiana e da taxa de produção de SCFA, bem como os efeitos subsequentes na saúde muscular e cognitiva e no bem-estar geral.