Fermentação Bacteriana Colônica e Ácidos Graxos de Cadeia Curta

A fermentação bacteriana colônica é a quebra anaeróbica, pela densa microbiota residente do intestino grosso, de carboidratos dietéticos e amido resistente que escaparam da digestão e absorção no intestino delgado. Os principais produtos são os ácidos graxos de cadeia curta acetato, propionato e butirato, que acidificam o lúmen, fornecem energia aos colonócitos e ao hospedeiro, e atuam como moléculas sinalizadoras.

Definition

A fermentação bacteriana colônica é o metabolismo anaeróbico microbiano de carboidratos não digeridos no intestino grosso, produzindo ácidos graxos de cadeia curta (principalmente acetato, propionato e butirato) juntamente com gases.

Scope

Este tópico aborda os substratos e as comunidades microbianas envolvidas na fermentação colônica, a produção e as proporções aproximadas dos principais ácidos graxos de cadeia curta, sua absorção e destinos metabólicos, e o papel do butirato como o principal combustível dos colonócitos. É um material de referência sobre fisiologia normal.

Core questions

• Quais substratos dietéticos atingem o cólon e são fermentados lá?
• Quais ácidos graxos de cadeia curta são produzidos e em que proporções aproximadas?
• Como os ácidos graxos de cadeia curta são absorvidos e metabolizados pelo hospedeiro?
• Por que o butirato é especialmente importante para o epitélio colônico?

Key concepts

• Amido resistente e polissacarídeos não amiláceos como substratos
• Fermentação sacarolítica anaeróbica
• Acetato, propionato e butirato
• Proporção molar aproximada de 60:20:20 dos principais AGCCs
• Butirato como a fonte de energia preferencial dos colonócitos
• Acidificação luminal por AGCCs
• Receptores de ácidos graxos livres (FFAR2/FFAR3) como sensores de AGCC
• Metabolismo hepático e periférico dos AGCCs absorvidos

Mechanisms

Carboidratos dietéticos que não são digeridos no intestino delgado – amido resistente, polissacarídeos não amiláceos e alguns oligossacarídeos – atingem o cólon, onde a microbiota anaeróbica os fermenta. Os produtos finais dominantes são os ácidos graxos de cadeia curta acetato, propionato e butirato, tipicamente presentes em uma proporção molar de aproximadamente 60:20:20, juntamente com os gases hidrogênio, dióxido de carbono e, em alguns indivíduos, metano. As concentrações são mais altas no cólon proximal, onde o substrato é mais abundante, e diminuem distalmente à medida que o substrato é consumido. Os ácidos são amplamente absorvidos através do epitélio colônico; o butirato é preferencialmente captado e oxidado pelos colonócitos como sua principal fonte de energia, enquanto o acetato e o propionato passam para o sangue portal, onde o propionato é em grande parte eliminado pelo fígado e o acetato atinge a circulação periférica (Cummings et al., 1987; Bergman, 1990). Além de sua contribuição calórica, os ácidos graxos de cadeia curta diminuem o pH luminal e atuam como moléculas sinalizadoras através de receptores de ácidos graxos livres e outras vias (den Besten et al., 2013; Koh et al., 2016).

Clinical relevance

A fermentação e a produção de ácidos graxos de cadeia curta conectam a ingestão de fibra dietética, a microbiota intestinal e o suprimento de energia epitelial colônica, e formam a base fisiológica para o interesse em fibras e no microbioma. Esta entrada descreve a fisiologia normal e não é uma base para prescrição ou tratamento dietético individual.

Evidence & guidelines

As quantidades e destinos metabólicos aqui resumidos derivam de medições humanas de ácidos graxos de cadeia curta em conteúdos colônicos e sangue portal (Cummings et al., 1987) e de revisões fisiológicas e bioquímicas (Bergman, 1990; den Besten et al., 2013; Koh et al., 2016); nenhuma diretriz de prática clínica é invocada para este tópico de fisiologia normal.

History

O reconhecimento de que o cólon humano é um órgão fermentativo que produz ácidos graxos de cadeia curta foi consolidado pelas medições de Cummings e colegas em 1987 em conteúdos colônicos humanos e sangue portal, hepático e venoso, com base em trabalhos comparativos sobre a energética de ácidos graxos voláteis (Bergman, 1990). Revisões subsequentes integraram esses achados com a microbiota intestinal e a sinalização do hospedeiro (den Besten et al., 2013; Koh et al., 2016).

Key figures

• John H. Cummings
• George T. Macfarlane
• E. N. Bergman
• Fredrik Bäckhed

Seminal works

• cummings-1987
• bergman-1990
• koh-2016

Frequently asked questions

O que são ácidos graxos de cadeia curta e de onde vêm?

São pequenos ácidos orgânicos – principalmente acetato, propionato e butirato – produzidos quando bactérias colônicas fermentam carboidratos dietéticos e amido resistente que não foram absorvidos no intestino delgado.

Por que o butirato é considerado importante para o cólon?

O butirato é a fonte de energia preferencial dos colonócitos, as células que revestem o cólon, que o captam e oxidam em preferência à glicose; é um dos principais produtos da fermentação bacteriana.