Un modelo de Arizona State University muestra que la digestión depende también de la actividad microbiana en el colon
Redactor: Valentina Ríos
Editor: Karem Díaz S.
Las calorías que aparecen en las etiquetas de los alimentos no siempre reflejan con precisión cuánta energía termina aprovechando el cuerpo. Una investigación de Arizona State University plantea que la digestión debe entenderse como un proceso compartido entre el organismo humano y los billones de microbios que viven en el intestino.
El trabajo, publicado en PLOS One, presenta un nuevo modelo matemático llamado DAMM, siglas en inglés de digestión, absorción y metabolismo microbiano. Este sistema permite estimar qué parte de los nutrientes se absorbe directamente, qué fracción llega al colon y cómo la microbiota intestinal transforma el material no digerido en compuestos que pueden ser absorbidos o eliminados.
Más allá del conteo tradicional de calorías
Durante más de un siglo, la estimación energética de los alimentos se ha basado en los parámetros de Atwater, que calculan las calorías a partir de proteínas, carbohidratos y grasas. Ese método sigue siendo útil, pero no incorpora el papel de los microorganismos intestinales ni la forma en que diferentes dietas alimentan a esas comunidades microbianas.
El modelo DAMM fue desarrollado por investigadores de Arizona State University, entre ellos Rosa Krajmalnik-Brown, directora del Biodesign Center for Health Through Microbiomes; Bruce Rittmann, director del Biodesign Swette Center for Environmental Biotechnology; y Taylor Davis, primera autora del estudio y asistente de investigación de posgrado. El trabajo se realizó en colaboración con AdventHealth Translational Research Institute, en Orlando, Florida.
La investigación parte de una idea central: la absorción de calorías no depende solo de la composición del alimento, sino también de lo que ocurre después, cuando parte de ese alimento alcanza el colon y queda disponible para los microbios intestinales.
Fibra, almidón resistente y metabolismo microbiano
El modelo se apoyó en un estudio controlado de dieta en adultos sanos. Los participantes consumieron dos patrones alimentarios cuidadosamente diseñados: una dieta enriquecedora del microbioma, rica en fibra y almidón resistente, con alimentos menos procesados y partículas de mayor tamaño; y una dieta occidental típica, más baja en esos componentes, con alimentos más procesados y partículas más pequeñas.
El resultado fue relevante para la nutrición humana: las personas que siguieron la dieta occidental absorbieron alrededor de 116 calorías más por día que quienes consumieron la dieta rica en fibra. Sin embargo, el grupo de mayor fibra no reportó más hambre. Este dato ayuda a explicar por qué la calidad de la dieta y el grado de procesamiento pueden influir en el balance energético más allá del número impreso en una etiqueta.
La relación entre alimentación rica en fibra, microbioma y salud metabólica aparece como uno de los ejes más importantes del estudio, porque los microbios intestinales fermentan componentes que no fueron absorbidos antes y producen ácidos grasos de cadena corta.
El colon también aporta energía
DAMM calcula primero los nutrientes de la dieta y estima cuánta energía utilizable se absorbe en la parte superior del tracto digestivo. Luego sigue el material que llega al colon, donde los microbios descomponen los restos que escaparon a la digestión inicial.
En ese proceso se generan ácidos grasos de cadena corta, que pueden ser absorbidos por el colon y usados por el cuerpo como fuente adicional de energía. El modelo también incluye la producción de metano por ciertos microorganismos conocidos como metanógenos.
De acuerdo con la estimación del modelo, los ácidos grasos de cadena corta absorbidos desde el colon aportaron en promedio unas 140 calorías diarias, equivalentes aproximadamente al 7,4 % de la energía utilizable total. Alrededor del 85 % de esa energía procedía del tracto gastrointestinal superior, mientras que cerca del 15 % correspondía al tracto gastrointestinal inferior, donde la actividad microbiana tiene un papel central.
Una herramienta para entender obesidad y diabetes
Cuando los investigadores compararon DAMM con los resultados del estudio dietético controlado, el nuevo modelo se acercó más que el método tradicional de Atwater a la cantidad real de calorías absorbidas. El sistema clásico tendía a subestimar la absorción energética, mientras que DAMM produjo cálculos más ajustados a las mediciones del estudio.
El modelo también captó diferencias entre dietas altas y bajas en fibra. La dieta enriquecedora del microbioma llevó más material fermentable al colon y favoreció una mayor producción de ácidos grasos de cadena corta, un patrón coherente con lo observado en mediciones de suero y heces durante el ensayo clínico.
Esto no significa que una mayor actividad microbiana aumente siempre las calorías netas absorbidas. En el estudio, la dieta rica en fibra incrementó la producción de compuestos microbianos, pero se asoció con una menor absorción neta de calorías en comparación con la dieta occidental. Esa distinción es clave para interpretar el papel de la calidad de la dieta en obesidad, diabetes y otros trastornos metabólicos.
Dietas más personalizadas en el futuro
Rosa Krajmalnik-Brown destacó que la digestión no es solo un proceso humano, sino una colaboración entre el cuerpo y los microbios intestinales. Desde esa perspectiva, DAMM ofrece una forma de cuantificar cómo esos microorganismos contribuyen al equilibrio energético y a la salud.
Taylor Davis explicó que el modelo fue diseñado como una estructura capaz de evolucionar. A medida que se conozcan mejor las interacciones entre dieta, metabolismo y microbios, nuevos datos podrán incorporarse al sistema para hacerlo más preciso.
Con más investigación, este tipo de herramienta podría ayudar a diseñar dietas más personalizadas para pacientes, especialmente en áreas como salud metabólica, control de peso y prevención de enfermedades relacionadas con la alimentación. Por ahora, el estudio refuerza una idea cada vez más clara: contar calorías no basta para entender cómo el cuerpo obtiene energía de los alimentos.
Fuente(s) referenciales
Medical Xpress: How gut microbes help shape how many calories you absorb from food
