Redazione
Sul retro di una confezione di pasta, di biscotti o di yogurt c’è una tabella con le calorie per porzione. C’è chi la legge ogni volta che fa la spesa, chi la consulta quando è a dieta, chi la conosce a memoria per i prodotti di sempre. Tutti trattano quel numero come un dato certo. Dopo il pasto il cibo prosegue il suo viaggio fino al colon, dove vivono trilioni di microrganismi che il calcolo dell’etichetta non prende in considerazione.
A quei microrganismi hanno dedicato un modello matematico i ricercatori dell’Arizona State University, e i numeri che ne sono usciti sorprendono. Nello studio clinico su cui il modello è stato verificato, chi mangiava all’occidentale ha assorbito circa 116 calorie al giorno in più di chi seguiva una dieta ricca di fibre, e il secondo gruppo non ha riferito di sentirsi più affamato.
Un secolo di calorie calcolate con le medie
Da più di cento anni l’energia degli alimenti si stima con i parametri di Atwater. A ogni grammo di grassi, carboidrati e proteine viene attribuito un valore calorico medio, e la somma dà il totale che leggiamo in etichetta. Il metodo è semplice e diffuso. Lascia fuori il modo in cui i diversi cibi nutrono i batteri intestinali e il modo in cui questi trasformano ciò che resta in sostanze utili all’organismo.
Tra queste sostanze spiccano gli acidi grassi a catena corta. Si formano nel colon quando i microbi fermentano le fibre e altri componenti del cibo sfuggiti all’assorbimento nel tratto superiore. Una parte di questi acidi grassi passa nel sangue e fornisce calorie in più a quelle già assorbite prima.
Un modello che accompagna il cibo fino al colon
Il lavoro è stato guidato da Rosa Krajmalnik-Brown, direttrice del Biodesign Center for Health Through Microbiomes dell’ateneo, e da Bruce Rittmann, direttore del Biodesign Swette Center for Environmental Biotechnology. Il modello, battezzato DAMM (digestione, assorbimento e metabolismo microbico), è stato descritto su PLOS One. DAMM segue il cibo lungo il percorso digestivo. Parte dalle proteine, dai carboidrati e dai grassi di una dieta e stima quanta energia l’organismo assorbe già nel tratto gastrointestinale superiore. Poi accompagna i residui nel colon, dove i microbi li scompongono e producono acidi grassi a catena corta. Il modello considera anche il metano prodotto dai metanogeni, microrganismi che lo generano nel corso del loro metabolismo, e calcola infine quali prodotti della digestione vengono assorbiti e quali eliminati.
Due menu a confronto
Per mettere alla prova il modello, il gruppo ha utilizzato i dati di un precedente studio a dieta controllata sul ruolo del microbiota nel bilancio energetico umano. In quello studio adulti sani hanno seguito uno di due piani alimentari. Il primo, chiamato microbiome-enhancer, era ricco di fibre e di amido resistente, con alimenti meno processati e di dimensioni maggiori. L’amido resistente è un carboidrato che in gran parte sfugge alla digestione nell’intestino tenue e arriva al colon, dove i microbi lo scompongono. Il secondo piano somigliava a una tipica dieta occidentale, con meno fibre e meno amido resistente, più alimenti processati e particelle più piccole.
Le due diete hanno prodotto un assorbimento di energia diverso, e a favore della dieta occidentale. Secondo i ricercatori la quantità di energia che ricaviamo dal cibo dipende in parte dalla sua composizione e dal modo in cui attraversa l’apparato digerente, e la lavorazione degli alimenti, il contenuto di fibre e l’attività dei microbi concorrono tutti al risultato.
Centoquaranta calorie dal lavoro dei batteri
Secondo i calcoli, gli acidi grassi a catena corta assorbiti dal colon hanno fornito in media circa 140 calorie al giorno, pari al 7,4% dell’energia utilizzabile totale. Nel complesso il modello ha stimato che circa l’85% dell’energia arrivi dal tratto gastrointestinale superiore e circa il 15% da quello inferiore, dove i microbi hanno un ruolo particolarmente rilevante.
Il confronto con le misurazioni reali ha dato un esito chiaro. Le stime di DAMM si sono avvicinate ai valori osservati più di quelle ottenute con il metodo Atwater, che in genere sottostimava le calorie assorbite dai partecipanti. Una quota significativa dell’energia a disposizione del corpo dipende quindi da processi microbici che le etichette alimentari non misurano.
Più fibre, più acidi grassi, meno calorie assorbite
La dieta microbiome-enhancer porta al colon più fibre e più materiale fermentabile, e offre ai microbi più sostanze da scomporre. DAMM ha previsto l’aumento degli acidi grassi a catena corta, in linea con lo studio clinico, dove chi seguiva questa dieta mostrava livelli più alti di tali composti nel siero e nelle feci.
Il gruppo con più fibre ha quindi prodotto più acidi grassi e ha assorbito meno calorie nette. La spiegazione emerge guardando separatamente le tappe della digestione. I microbi generano energia aggiuntiva, e anche la quota assorbita direttamente dal cibo nel tratto superiore pesa sul totale. DAMM distingue i tre contributi: l’energia estratta prima del colon, quella prodotta dai microbi a partire dai residui e quella che alla fine viene assorbita o eliminata.
Dalla ricerca alla tavola
Mettendo insieme digestione umana e metabolismo dei microbi in un unico quadro, i ricercatori sperano di chiarire meglio il rapporto tra alimentazione, obesità, diabete e altre condizioni metaboliche. In prospettiva l’approccio potrebbe aiutare a costruire piani nutrizionali che considerino i nutrienti e anche i microbi che ogni persona ospita nell’intestino. Krajmalnik-Brown ha sottolineato quanto conti nutrire nel modo giusto i microbi intestinali, partner della digestione umana.
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