A fibra dietética, derivada de frutas, legumes, cereais integrais, castanhas, sementes e leguminosas é um termo genérico que abrange vários tipos de polímeros de carboidratos que não podem ser digeridos nem absorvidos pelo intestino delgado humano. Consequentemente, a fibra alimentar acaba no cólon, onde é fermentada pela microbiota intestinal.
O consumo de fibra alimentar tem sido associado a vários efeitos fisiológicos benéficos, para corpo e mente. Notavelmente, o consumo de fibra alimentar pode ajudar na prevenção ou tratamento de sintomas de depressão, ansiedade e estresse. Além disso, dados pré-clínicos sugerem que facetas prejudicadas da cognição, como dificuldade de atenção, redução da flexibilidade mental e problemas no funcionamento executivo, podem ser amenizadas pelo consumo adequado de fibra alimentar.
Como as fibras alimentares variam em origem, composição química e propriedades físico-químicas (incluindo solubilidade, fermentabilidade e viscosidade), elas podem exercer diferentes efeitos no organismo. Essas diferenças nas propriedades físico-químicas podem afetar diferentemente as vias comunicativas para o cérebro e, consequentemente, influenciar de forma variável os processos afetivos e cognitivos.
Os mecanismos comumente aceitos pelos quais se acredita que as fibras alimentares afetam os processos cognitivos e afetivos são o microbioma intestinal e os ácidos graxos de cadeia curta (SCFAs). Mecanismos adicionais que podem contribuir para os efeitos positivos das fibras alimentares sobre esses processos são a modulação do sistema imunológico, a redução do colesterol, a melhoria da barreira intestinal, o estímiulo do fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF), o controle da pressão arterial e dos níveis de açúcar no sangue.
Fibras alimentares: uma definição
A definição mais comumente usada de fibra alimentar está de acordo com o Codex Alimentarius, que afirma que as fibras alimentares incluem (1) polímeros de carboidratos comestíveis que ocorrem nos alimentos consumidos, (2) carboidratos comestíveis obtidos de matérias-primas alimentares por meios físicos, enzimáticos ou químicos. e (3) polímeros de carboidratos sintéticos, que têm efeitos fisiológicos benéficos demonstrados por evidências científicas geralmente aceitas.
Em 2016, a Food and Drug Administration (FDA) definiu fibra alimentar como (1) carboidratos solúveis e insolúveis não digeríveis (com três ou mais unidades monoméricas) e lignina que são intrínsecos e intactos nas plantas, ou (2) isolados ou carboidratos sintéticos não digeríveis (com três ou mais unidades monoméricas) e induzem efeitos fisiológicos benéficos à saúde humana.
A lista de carboidratos não digeríveis incluem fibra solúvel de β-glucano, casca de psyllium, celulose, goma guar, pectina, goma de alfarroba e hidroxipropilmetilcelulose, fibras mistas da parede celular vegetal, arabinoxilano (AX), alginato, inulina e frutanos do tipo inulina (ITFs), amido rico em amilose (amido resistente 2), galactooligossacarídeos (GOS), polidextrose, maltodextrina/dextrina resistente, RS4 fosforilado reticulado e glucomanano.
Certos tipos de fibras, como ITFs e GOS, atendem aos critérios de prebióticos. Os prebióticos são definidos como “um substrato que é utilizado seletivamente pelos microrganismos hospedeiros, conferindo um benefício à saúde”.
A composição intrínseca do tecido vegetal é criada pelas fibras da parede celular vegetal celulose, hemicelulose e pectina. A celulose (em verde, na figura abaixo) forma fibrilas, que são estabilizadas pela hemicelulose (laranja) e ainda mais fortalecidas pela pectina (azul), formando uma estrutura tridimensional complexamente entrelaçada.
Enquanto a celulose é uma molécula estruturalmente simples feita de moléculas de glicose que são ligadas por β(1→4), a hemicelulose e a pectina são dois grupos de fibras de parede celular estruturalmente muito diversas. Uma hemicelulose abundante em plantas dicotiledôneas (como leguminosas) é o xiloglucano, enquanto as plantas monocotiledôneas (grãos) têm maiores quantidades de β-glucanos de ligação mista (por exemplo, aveia) e arabinoxilanos (por exemplo, trigo). A pectina pode consistir em cadeias lineares de monômeros (homogalacturonano), que podem ser esterificadas e posteriormente decoradas com outros açúcares (xilogalacturonano) ou de várias moléculas com cadeias laterais feitas de outros compostos (ramnogalacturonanos).
Propriedades das fibras alimentares
As fibras dietéticas podem ser solúveis ou insolúveis em água, e a maioria dos alimentos vegetais contém uma mistura de ambos. Aproximadamente 20% da fibra alimentar consumida é solúvel, enquanto 80% é insolúvel. As fibras insolúveis consistem principalmente em celulose, hemicelulose e lignina e estão presentes principalmente no farelo de trigo, na maioria dos produtos de grãos e vegetais. Consistem em polissacarídeos, como pectina, mucilagem e goma, e são encontradas predominantemente em algumas frutas (por exemplo, ameixas secas, laranjas e toranjas), aveia, cevada, feijão seco e legumes (por exemplo, lentilhas e feijão).
A estrutura complexa da fibra da parede celular encapsula vários outros nutrientes no vacúolo da planta, como carboidratos de armazenamento, que podem ser frutano - uma fibra alimentar com uma estrutura de frutose - ou amido. O amido é armazenado em grânulos de amido, que são encontrados em vegetais e frutas como batatas e bananas (verdes na figura abaixo).
As células vegetais de outras frutas e vegetais contêm vacúolos principalmente cheios de água e outros nutrientes (por exemplo, pequenos açúcares). As nozes contêm corpos lipídicos que são incorporados dentro do vacúolo em uma matriz de proteína, enquanto nas leguminosas os grânulos de amido são incorporados na matriz de proteína. Finalmente, em contraste com as plantas dicotiledôneas mencionadas anteriormente, os grãos, que são monocotiledôneas, têm paredes celulares vegetais diferentes, mas também têm grânulos de amido incorporados em uma matriz de proteína. Esta matriz de amido-proteína é cercada pela chamada camada de aleurona, o tegumento da semente e o pericarpo que juntos formam o chamado farelo.
Embora as fibras solúveis sejam menos prevalentes nos alimentos do que as fibras insolúveis, elas têm uma influência importante nos processos digestivos e de absorção, como retardar o esvaziamento gástrico, diminuir a absorção de glicose, melhorar a função imunológica e reduzir os níveis de colesterol total e de lipoproteína de baixa densidade (LDL).
As fibras insolúveis são importantes para reduzir o tempo de trânsito intestinal, aumentar o volume fecal e amolecer as fezes. O farelo de trigo, por exemplo, é predominantemente composto de fibras insolúveis, que não se dissolvem em água e ajudam a manter o volume das fezes, promovendo o trânsito intestinal.
Outra propriedade das fibras é a viscosidade, ou seja, a capacidade de gelificar com água. Esta, depende da solubilidade da fibra com fibras solúveis tendo maior viscosidade. As fibras viscosas reduzem a resposta pós-prandial da glicose após refeições ricas em carboidratos, reduzem os níveis de colesterol total e LDL, atrasam o esvaziamento gástrico e a absorção de macronutrientes do intestino.
Por fim, uma característica muito importante é a fermentabilidade. Algumas fibras (como lignina) não fermentam. Outras possuem fermentação quase completa (como a pectina). As fibras solúveis são fermentadas no cólon, enquanto as fibras insolúveis são menos fermentadas e mais lentamente. A fermentação de fibras solúveis resulta na produção de ácidos graxos de cadeia curta (AGCCs) que, por sua vez, exibem efeitos antiinflamatórios no intestino, mantêm a integridade da barreira intestinal, induzem a secreção de mucina no trato gastrointestinal e promovem a motilidade gastrointestinal.
Além da solubilidade, o comprimento da cadeia e o tamanho das partículas determinam a fermentabilidade, com polímeros mais curtos e partículas pequenas sendo fermentadas mais facilmente (La Torre, Verbeke, & Daillie, 2021).
