Interaction between carotenoids and the intestinal microbiota and its impact on functinal properties

Resumo

As doenças crónicas não transmissíveis (DNTs) são responsáveis por 41 milhões de mortes anualmente e podem estar associadas a hábitos alimentares não saudáveis, razão pela qual levou a que várias organizações de nutrição e saúde recomendassem o consumo regular de frutas e vegetais. Os carotenoides e os seus metabolitos estão associados a benefícios para a saúde e são os fitoquímicos lipossolúveis mais prevalentes na dieta humana, encontrados em quantidades da ordem do micromolar no sangue e suscetíveis a múltiplas reações de oxidação e isomerização. Na natureza, os carotenoides têm uma biodisponibilidade reduzida, o que leva à sua acumulação no colon, que é colonizado por diversos microrganismos importantes para a digestão e saúde intestinal. A biodisponibilidade destes compostos é influenciada por vários fatores, com destaque para a importância da microbiota intestinal na sua absorção e metabolismo. A dieta desempenha um papel fundamental na regulação da microbiota, podendo afetar a eficácia de ação dos carotenoides. No entanto, a interação específica entre carotenoides e microbiota intestinal ainda não está bem documentada e carece de evidências claras. Para entender melhor a possível interação entre os carotenoides e a microbiota intestinal, três carotenoides (beta ()-caroteno, luteína e licopeno), uma mistura desses pigmentos e a alga Osmundea pinnatifida (como fonte de carotenoides) foram submetidos a uma simulação in vitro da digestão gastrointestinal. Após a caracterização do impacto desse processo em cada grupo testado, os carotenoides digeridos foram avaliados em amostras frescas de fezes humanas de dadores voluntários por fermentação para aferir o efeito destes sobre a dinâmica metabólica e populacional da microbiota intestinal. A digestão dos grupos testados originou diferentes tipos de carotenoides ao longo do trato gastrointestinal (TGI), sendo o -caroteno a única condição em que foi identificada a absorção de um caroteno (2,49%). Nenhum carotenoide foi detetado na O. pinnatifida, o que sugere que numa matriz complexa como algas, os carotenoides podem estar comprometidos na sua bioacessibilidade sem pré tratamento de lise da alga. A composição da microbiota intestinal foi analisada, e foi demonstrado que Bacteroidota, Bacillota, Pseudomonadota e Actinomycetota são os principais filos presentes, e que os carotenoides estimularam o aumento da abundância relativa (AR) da família Lachnospiraceae e a diminuição da AR das bactérias pertencentes aos géneros Lactobacillus, Enterococcus, Streptococcus e Bifidobacterium, o que é consistente com estudos anteriores. Em geral, também a produção de ácidos gordos de cadeia curta (AGCC) foi estimulada na presença dos carotenoides, o que mais uma vez corrobora resultados obtidos em estudos anteriores e apoia o papel positivo destes pigmentos na saúde intestinal. Em termos de propriedades funcionais, as soluções testadas apresentaram atividades antioxidante e antidiabética consideráveis, sendo os valores mais altos obtidos para a luteína na fração absorvida e para a mistura de carotenoides na fração retida no intestino. Por fim, foi demonstrado que as amostras de carotenoides apresentaram efeitos anti-mutagénicos, independentemente da concentração, mas não apresentaram citotoxicidade mesmo quando aplicadas nas concentrações mais altas.

Data de atribuição	10 out. 2023
Idioma original	English
Instituição de premiação	Universidade Católica Portuguesa
Supervisor	Marta Coelho (Supervisor), Ana Maria Gomes (Co-Orientador) & Maria Manuela Pintado (Co-Orientador)