Amidonul rezistent şi impactul asupra sindromului metabolic

Introducere

Principalele categorii de amidon rezistent (RS)(1)

Tipul 1: amidonuri inaccesibile din punct de vedere fizic (RS1). RS1 poate fi întâlnit în alimente ultraprocesate, dar foarte compacte, aşa cum sunt pastele, în seminţe, legume şi în cereale parţial măcinate.

Tipul 2: granule de amidonuri rezistente (RS2). Sunt mai mulţi factori care influenţează calitatea amidonului, şi anume: dimensiunea granulelor, proporţia dintre amiloză şi amilopectină, arhitectura macromoleculară. Se crede ca rezistenţa la enzimele digestive este dată de combinaţia dintre cele de mai sus. RS2 se găseşte în cartofii cruzi şi în bananele necoapte.

Tipul 3: amidonuri retrograde (RS3). Sunt cele mai abundente amidonuri rezistente şi se formează ca urmare a procesului de gătire termică urmat de răcire. Prin încălzire, amiloza iese din matricea amilopectinei, ca apoi, prin răcire, să recristalizeze într-o formă nouă, mai compactă. RS3 se regăseşte în pâine, cartofi şi legume gătite şi răcite.

Tipul 4: amidonuri denaturate rezistente cu legături încrucişate (RS4). Acesta este întâlnit în special în pâine, în prăjituri şi în produse de cofetărie.

Chimia amidonului rezistent şi procesul de retrogradare a amidonului

Retrogradarea amidonului a făcut obiectul unor cercetări intensive în ultimii 50 de ani, în principal din cauza efectului său negativ asupra calităţii a numeroase alimente care conţin amidon⁽²⁾.

În 1992, un grup de cercetători din Europa au definit amidonul retrograd ca „o sumă a amidonului şi a produşilor rezultaţi din degradarea acestuia şi care nu sunt absorbiţi în intestinul subţire al indivizilor sănătoşi”.

Retrogradarea amidonului se referă la recristalizarea amidonului (figura 1). Procesul este termoreversibil. Aceasta implică realinierea lanţurilor de amiloză. De asemenea, implică agregarea lanţurilor de amilopectină într-o formă mai cristalină⁽³⁾.
 

Retrogradarea este un proces de îmbătrânire a amidonului vâscos sau gelatinizat. Retrogradarea este procesul opus gelifierii şi solubilizării. Odată cu „îmbătrânirea” substanţei gelatinizate, amiloza şi amilopectina se reasociază sau recristalizează. Retrogradarea amidonului are loc în două stadii, şi anume: retrogradarea de scurtă durată (include lanţurile liniare de amiloză şi duce la formarea unui nucleu cristalin) şi retrogradarea de lungă durată (include lanţuri ramificate şi complexe de amilopectină), proces care durează o perioadă mai lungă, dată fiind structura ramificată a amilopectinei⁽³⁾.

Amidonul retrograd este mai puţin digerabil. Acest lucru se datorează faptului că enzimele digestive au dificultăţi în scindarea cristalelor de amidon.

Învechirea pâinii şi a altor produse de panificaţie este atribuită tot retrogradării amidonului.

Există câţiva factori care afectează procesul de retrogradare, cum ar fi: tipul de amidon (concentraţiile mari de amiloză retrogradează mai rapid datorită structurii liniare), lungimea lanţurilor de amilopectină, proteinele, lipidele (reduc retrogradarea prin formarea complexelor amilopectină-lipid), modificările fizice (răcirea şi congelarea repetate grăbesc retrogradarea) şi modificările chimice (procesele de acetilare reduc tendinţa de retrogradare a amidonului)⁽³⁾.

Amilopectina este componentul ramificat al amidonului format din resturi de alfa-D-glucoză cuplate în principal prin legături alfa(1-4)-glicozidice şi legături de ramificare alfa(1-6)-glicozidice în proporţie de 5-6%.

La nivel macromolecular se consideră că amilopectina este compusă din trei tipuri de lanţuri:

• lanţuri scurte, cu 15-20 de unităţi glicozil, care formează structuri de tip ciorchine

• lanţuri lungi, cu 40-45 de unităţi glicozil

• un lanţ cu peste 60 de unităţi glicozil, care prezintă şi gruparea reducătoare.

La temperatura camerei şi la un pH între 3 şi 10, granulele de amidon sunt insolubile în apă. La peste 50 ºC şi în exces de apă, granulele trec succesiv prin trei stadii: umflare, gelatinizare şi solubilizare. La temperatura camerei, amidonul în suspensie absoarbe apa şi creşte diametrul granulelor cu 30-40% (faza de umflare).

Crescând temperatura de la 50°C până la 70°C, amidonul pierde birefringenţa, cristalinitatea şi organizarea zonală din granulă. Aceasta este faza de gelatinizare, care are loc la o temperatură caracteristică, denumită şi temperatură de gelatinizare.

Gelatinizarea este un proces relativ complex şi decurge diferenţiat, după specia vegetală de provenienţă şi cristalinitatea amidonului nativ.

Retrogradarea este fenomenul de trecere ireversibilă a macromoleculelor din starea solubilizată sau puternic umflate în forme insolubile sau microcristaline. Această proprietate a fost atribuită amilozei, care se separă din soluţiile încălzite la 100 ºC şi apoi răcite până aproape de 0 ºC la un pH neutru şi cu absenţa substanţelor tensioactive.

Pâinea fortificată cu prebiotice, printre care şi amidonul rezistent, are calităţi organoleptice şi rezistenţă la învechire mai mare. Un studiu făcut pentru a arăta cum se îmbunătăţeşte calitatea pâinii în urma adăugării de prebiotice a demonstrat că folosirea de amidon rezistent a avut cel mai mare efect asupra învechirii acesteia (figura 2). Studiul a comparat efectele asupra pâinii albe prin fortifiere cu RS, inulină şi polidextroză⁽⁴⁾.
 

Impactul amidonului rezistent asupra stării de sănătate a organismului

Efectele alimentelor bogate în amidon rezistent se datorează fermentării lor în intestin de către microbiota intestinală. Acest proces generează substanţe precum metan, hidrogen, acizi graşi cu catenă scurtă (SCFAs), în principal acetic, butiric şi propionic, iar în cantităţi mai mici, valeric, izovaleric şi izobutiric^(5,6).

S-a raportat că mulţi factori determină proprietăţile de rezistenţă ale amidonului la digestie, inclusiv forma fizică a amidonului stocat şi a boabelor sau seminţelor, tipul de granule de amidon şi dimensiunea lor, corelaţiile dintre amidon şi alţi nutrienţi (de exemplu, lipide, carbohidraţi, proteine, gume) şi componentele bioactive din plante care pot inhiba α-amilaza. Alţi factori care afectează conţinutul în amidon rezistent includ metodele de prelucrare a alimentelor, cum ar fi gătitul, recoacerea (modificarea fizică a amidonului în apă la temperaturi mai mici decât gelatinizarea), măcinarea, tratarea la înaltă presiune, autoclavarea, extrudarea, precum şi condiţiile şi timpul de depozitare.

Amidonul rezistent, prin compoziţia sa chimică, a fost implicat în ameliorarea simptomelor anumitor patologii cu atingere cardiovasculară, metabolică şi digestivă.

Sindromul metabolic este termenul dat unei constelaţii de modificări sistemice ale organismului care pot duce la boli cardiovasculare, diabet zaharat, accident vascular cerebral şi alte probleme de sănătate. Sindromul metabolic este diagnosticat când o persoană are trei sau mai mulţi dintre următorii factori de risc:

• Hiperglicemie – creşterea glucozei din sânge (>120 mg/dl)

• Niveluri scăzute de HDL colesterol – colesterolul „bun” (<50 mg/dl la femei; <40 mg/dl la bărbaţi)

• Hipertrigliceridemie – creşterea valorilor trigliceridelor din sânge (≥150 mg/dl)

• Circumferinţă a taliei ≥88 cm la femei şi ≥102 cm la bărbaţi

• Hipertensiune arterială (≥140/80 mmHg).

Sindromul metabolic este un termen-umbrelă care acoperă profilurile clinice ale unora dintre cele mai importante probleme de sănătate publică din lume: obezitatea, bolile cardiovasculare şi diabetul zaharat de tip 2. Istoria sindromului metabolic datează încă din 1988, când a fost descris prima dată sub numele de sindrom X. Ulterior au apărut şi alte denumiri care caracterizau acest complex de patologii: sindromul excesului de catecolamine, sindromul rezistenţei la insulină⁽⁷⁾.

Sindromul metabolic este o stare fiziopatologică complexă care provine în primul rând dintr-un dezechilibru al aportului caloric şi al consumului de energie, dar, de asemenea, influenţată de componenta genetică/epigenetică a individului, de predominanţa stilului de viaţă sedentar şi a altor factori, cum ar fi calitatea şi compoziţia alimentelor şi speciile bacteriene de la nivel intestinal.

Cercetări asupra amidonului rezistent, atât pe cobai, cât şi la subiecţi umani, au demonstrat beneficii în controlul greutăţii, prin urmare poate fi un factor important în prevenirea excesului ponderal şi a instalării obezităţii, cu evoluţie spre sindrom metabolic. Mecanismele care stau la baza acestui efect sunt numeroase, însă una dintre explicaţiile principale este corelată cu digestia şi absorbţia scăzute ale acestuia în intestinul subţire, astfel încât substituirea unei părţi dintr-o masă principală cu amidon rezistent ar reduce densitatea calorică a alimentelor. Un alt mecanism implică producerea de SCFA în timpul fermentării la nivel intestinal, care poate creşte consumul total de energie şi oxidarea grăsimilor. Al treilea mecanism este legat de suprimarea apetitului, cu consecinţa reducerii aportului caloric ca urmare a producţiei crescute de semnale de saţietate precum peptidele GLP-1 (glucagon-like peptide-1) şi PYY (peptida YY)⁽⁵⁾.

Potrivit unui studiu, un sentiment prelungit de saţietate s-a observat în suplimentarea în dietă cu RS şi tărâţe de porumb, comparativ cu alte fibre. Totodată, un aport de alimente care conţin un procentaj între 40% şi 70% de RS poate reduce consumul de alimente în momentele următoare ale zilei⁽⁸⁾.

Fibrele dietetice, cum ar fi amidonul rezistent, au fost studiate extensiv şi promit intervenţii nutriţionale optime pentru prevenirea bolilor cardiometabolice. În special amidonul rezistent este bine documentat pentru efectul de modulare a sensibilităţii la insulină la voluntarii sănătoşi şi cu obezitate, precum şi la pacienţii cu sindrom metabolic⁽⁹⁾.

Aceste efecte benefice sunt datorate unor multiple mecanisme complexe, iar microbiota intestinală se pare că joacă un rol important.

Amidonul rezistent este un pion important pentru microbiota intestinală, fiind substrat pentru microoganismele comensale din colon. Prin fermentarea lui se produc acizi graşi cu lanţ scurt: butirat, propionat şi acetat. Aceşti acizi pot avea un efect stimulator asupra producţiei de hormoni asociaţi cu metabolismul insulinei, cum ar fi peptida-1 asemănătoare glucagonului (GLP-1) şi PYY. Butiratul este unul dintre produşii fermentării şi este un acid gras cu lanţ scurt care îndeplineşte numeroase funcţii cu rol benefic pentru sănătate. În funcţie de biodiversitatea microflorei intestinale şi de tipul de RS, producţia de butirat diferă de la o persoana la alta⁽¹⁰⁾.

Speciile bacteriene care au capacitatea de a degrada amidonul rezistent până la butirat sunt Ruminococcus bromii şi Bifidobacterium adolescentis (şi alte specii de Bifidobacterium)⁽¹¹⁾.

Creşterea producţiei de butirat a fost asociată pozitiv în câteva studii cu îmbunătăţirea sensibilităţii la insulină, ameliorarea manifestărilor specifice tulburării maniaco-depresive (tulburare bipolară) şi schizofreniei, reducerea progresiei aterosclerozei, ameliorarea simptomelor din bolile inflamatorii şi chiar şi cu longevitatea (figura 3)^(12-15).
 

Consumul de prebiotice creşte absorbţia de minerale şi vitamine, reglează nivelul de insulină din sânge, reduce colesterolul şi trigliceridele din sânge şi exercită efecte protectoare asupra neoplaziilor⁽¹⁶⁾.

În ceea ce priveşte inhibarea proceselor de transformare a celulelor sănătoase în celule maligne, se pare că butiratul este principalul contribuitor. Multiple studii in vitro au demonstrat importanţa consumului de amidon rezistent pentru prevenirea cancerului de colon, datorită inhibării proliferării celulare. Aşadar, prezenţa amidonului rezistent în dieta normală a fiecărui individ (şi mai ales în combinaţie cu tărâţele de grâu) are efecte benefice asupra motilităţii intestinale şi a tranzitului intestinal, ceea ce duce la o scădere a riscului pentru dezvoltarea cancerului colorectal⁽⁵⁾.

Prin urmare, intervenţiile nutriţionale pot afecta în mod semnificativ procesul de tumorigeneză de la nivelul colonului. Adulţii cu leziuni precanceroase la nivelul colonului ar trebui să adopte o dietă care să includă cât mai multe alimente bogate în amidon rezistent. În mod clar, aceste rezultate obţinute prin studii clinice sugerează utilitatea amidonului rezistent ca măsură preventivă pentru persoanele cu risc ridicat de a dezvolta cancer colorectal^(5,17).

Neoplazia colorectală, conform studiilor epidemiologice, poate fi prevenită prin consumul fibrelor alimentare. Amidonul rezistent a atras atenţia cercetătorilor datorită capacităţii sale de a nu se digera în intestinul subţire şi de a fi folosit ca substrat pentru microbiota intestinală.

Dintre aceştia, butiratul este implicat în menţinerea funcţionării normale a mucoasei intestinale, reducând inflamaţiile şi îmbunătăţind bariera intestinală.

Butiratul este asociat cu oprirea proceselor de dezvoltare şi de diferenţiere ale celulelor tumorale. Conform unui studiu realizat pe cobai, consumul de RS3 nu s-a corelat pozitiv cu formarea tumorilor, spre deosebire de cobaii hrăniţi cu amidon digerabil. Tot prin consumul de RS3 a scăzut proliferarea celulelor, zona de proliferare din colonul distal, dar nu şi cea din colonul proximal, şi a stimulat apoptoza (moarte celulară programată) în ambele segmente. În urma stimulării apoptozei, a reducerii proliferării celulare şi a zonelor de proliferare, RS3 tratat termic previne cancerul de colon⁽¹⁸⁾.

Asupra metabolismului lipidic, amidonul rezistent exercită efecte în urma fermentării de către bacteriile saprofite intestinale şi a eliberării de acizi graşi cu lanţ scurt. SCFAs sunt utilizaţi de către celulele epiteliale colonice, în special butiratul, care este utilizat ca substrat energetic pentru aceste tipuri de celule. În celulele hepatice se utilizează acidul acetic în proporţie de 50-70%, iar fibra musculară generează energie prin oxidarea acetatului. Acidul acetic şi acidul propionic reglează metabolismul lipidelor şi al colesterolului, iar acidul acetic reprezintă substrat esenţial pentru sinteza de colesterol⁽⁵⁾.

Beneficiile acizilor graşi cu lanţ scurt nu se opresc aici, ci implică o paletă largă de acţiuni asupra sistemelor organismului (figura 4), printre care şi acţiunea asupra funcţionării normale a barierei intestinale, furnizarea de energie pentru colonocite, menţinerea unui status optim al epiteliului colonului, secreţia de peptide, scăderea tensiunii arteriale şi a nivelurilor plasmatice de colesterol şi trigliceride, funcţia cognitivă, capacitatea de învăţare şi memorare şi funcţia imunitară^(9,19,20).
 

Sistemul imunitar este reglat şi stimulat de consumul de pro- şi prebiotice. Prebioticele pot induce un efect direct sau indirect asupra celulelor epiteliale şi imune de la nivelul intestinului. Ele acţionează ca un substrat pentru bacterii, cu producerea de acizi graşi cu lanţ scurt, care pot modula răspunsul imun. Fibrele prebiotice pot acţiona direct asupra celulelor epiteliale şi imune intestinale, ceea ce duce la un răspuns pro- sau antiinflamator. Prin modularea răspunsului imun şi prin stimularea repetată a acestuia prin intermediul unui aport optim de alimente care conţin atât probiotice, cât şi prebiotice, se poate creşte toleranţa la infecţii şi la îmbolnăviri^(19,20).

Inflamaţia (mai ales inflamaţia cronică) este componenta de bază a tuturor dezechilibrelor din organism şi implicit a bolilor. Boala inflamatorie intestinală este o boală autoimună, proinflamatorie, care se manifestă sub forma bolii Crohn sau a colitei ulcerative. S-a studiat efectul antiinflamator al RS3 pe cobai cu deficit de interleukină 10 (IL-10) şi cu boală inflamatorie intestinală. Ca urmare a suplimentării alimentaţiei cu RS3 şi inulină, s-a observat o scădere a inflamaţiei la nivelul ileonului şi colonului. RS3 a contribuit la sinteza şi proliferarea celulelor din splină care exprimă IL-10.

Îmbătrânirea a fost asociată cu inflamaţii cronice („inflammaging”) şi cu dezechilibru în ecosistemul microbian intestinal (disbioză). O îmbătrânire sănătoasă presupune reducerea acestor doi parametri, prin creşterea aportului de alimente antiinflamatorii şi de prebiotice care să încurajeze biodiversitatea şi să îmbogăţească microflora intestinală (figura 5). Amidonul rezistent exercită, aşadar, efecte antiinflamatorii, deci poate fi adăugat cu succes în dietă pentru prevenirea inflamaţiilor şi pentru o îmbătrânire fiziologică, poate chiar încetinită.
 

Alimente bogate în amidon rezistent: orez sau cartofi care au fost mai întâi gătiţi şi apoi răciţi, orez brun rece, cereale integrale (orz şi ovăz), banană plantain, banane verzi (nu galbene sau coapte, căci acestea au amidon obişnuit), linte, mazăre, năut, quinoa⁽¹⁾.

În prezent nu există recomandări oficiale referitoare la cantitatea necesară pentru aportul zilnic de amidon rezistent. Cantitatea de RS care va avea un efect benefic asupra sănătăţii este definită de diferiţi autori ca fiind cel puţin 14% din amidonul total, 6 g la fiecare masă sau 20 g pe zi. Unele studii au arătat că un aport de 6-12 g de RS la o masă ar putea fi benefic pentru controlul postprandial al nivelurilor glucozei şi insulinei, în timp ce un aport de RS de aproximativ 15-20 g/zi a fost raportat a fi necesar pentru îmbunătăţirea sănătăţii (de exemplu, creşterea volumului scaunului)⁽⁵⁾.

Recomandări generale privind prevenirea dezvoltării sindromului metabolic şi instalarea dezechilibrelor cu afectare organică

Recomandări pentru consumator:

• Evitarea alimentelor procesate şi ultraprocesate, dar cu posibilitatea de consum rapid. Acestea nu conţin decât cantităţi neglijabile de nutrienţi, dar sunt bogate în aditivi, potenţiatori de arome, zaharuri şi grăsimi, deci prezintă un risc important pentru apariţia unor patologii ulterioare.

• Alegerea alimentelor sănătoase, fructe, legume, cereale, care reprezintă o sursă bogată de nutrienţi şi oferă o senzaţie de saţietate prelungită.

• Consumul de apă ar trebui realizat în mod regulat în timpul zilei, în funcţie de greutatea fiecărui individ şi raportat, de asemenea, la nivelul de activitate fizică – sportivii sau persoanele care lucrează în medii cu temperaturi crescute necesită un consum ridicat de apă, eventual îmbogăţită cu electroliţi, deoarece prin transpiraţie se elimină sodiu, clor, potasiu, magneziu şi calciu.

• Evitarea băuturilor carbogazoase îndulcite, care exercită un şoc caloric la nivelul organismului, în special prin abundenţa în zaharuri.

• Conştientizarea pericolului din spatele produselor semipreparate, de patiserie, al produselor de cofetărie şi gelaterie, al sucurilor îndulcite (sugar-sweetened beverages), cât şi al tehnicilor incorecte sau nesigure de gătit (în principal, prăjitul alimentelor).

Recomandări pentru instituţiile de sănătate publică, instituţiile de învăţământ şi alte instituţii competente pentru informarea populaţională cu privire la alimentaţie:

• Abilităţile de gătit ar trebui să fie predate elevilor din liceu/colegiu, prin cursuri de gastronomie şi gastrotehnie. Fără a învăţa să găteşti alimente sănătoase şi gustoase, dependenţa de fast-food nu poate fi controlată.

• Existenţa unor cursuri de nutriţie şi siguranţă alimentară încă din şcoala primară, pentru elevi, iar pentru părinţi, workshopuri care să pună accentul pe alimentaţia copiilor, parcurgând fiecare stadiu al creşterii şi dezvoltării.

• Plafonarea preţurilor la alimentele sănătoase, cu disponibilitatea achiziţionării acestora de către întreaga populaţie. Furnizarea unui coş de legume şi fructe gratuit, în funcţie de numărul de membri ai familiei.

• Interzicerea sau scăderea marketingului produselor de tip fast-food, a reclamelor pentru acestea, precum şi creşterea preţurilor în acest sector alimentar, cu potenţiala reducere a consumului acestor tipuri de alimente.

Concluzii

Într-o societate mereu grăbită şi lipsită de timp, se impune atenţionarea cu privire la produsele semipreparate, cât şi la importanţa gătitului pentru starea de sănătate, chiar şi dacă este vorba de reţete simple care nu depăşesc mai mult de 20-30 de minute. Este esenţială atenţionarea asupra tehnicilor de gătire care pot inactiva sau elimina anumite substanţe benefice prezente în alimente şi în urma cărora nu beneficiem de toţi nutrienţii necesari unei funcţionări normale a organismului.

Fibrele alimentare sunt implicate în bunăstarea organismului uman, iar consumul zilnic al acestora (25-30 g/zi, conform ghidurilor în vigoare) are efect protector împotriva instalării patologiilor.

Amidonul rezistent se dovedeşte a fi un pion important în clădirea stării de sănătate. Deşi amidonul rezistent are numeroase efecte benefice asupra organismului uman, acestea sunt subapreciate, iar nivelul de consum în ţările în curs de dezvoltare este scăzut. Viitoarele cercetări ar trebui să analizeze dacă anumite procese de prelucrare a alimentelor ar putea creşte cantitatea de amidon rezistent (fortifiere), precum şi utilizarea RS din aceste alimente prelucrate ca o componentă pentru prevenirea anumitor boli.

Actualmente, amidonul rezistent a fost implicat în modularea funcţionării sistemului digestiv, echilibrarea nivelurilor circulante de glucoză şi insulină postprandial, scăderea în greutate la pacienţii cu obezitate, precum şi în instalarea saţietăţii prelungite. Prin urmare, alimentaţia modernă ar trebui să fie compusă şi din alimente bogate în amidon rezistent, care au capacitatea de a îmbunătăţi semnificativ starea de sănătate şi calitatea vieţii.

După analizarea literaturii de specialitate, se poate concluziona că există o corelaţie puternică între amidonul rezistent şi sindromul metabolic. Studiile au arătat că integrarea în dietă a amidonului rezistent poate duce la îmbunătăţirea controlului glicemiei, a sensibilităţii la insulină şi a altor markeri metabolici asociaţi cu sindromul metabolic. În plus, consumul de amidon rezistent s-a dovedit a fi implicat în creşterea bacteriilor intestinale benefice, care pot îmbunătăţi în continuare sănătatea metabolică.

Prin urmare, integrarea alimentelor bogate în amidon rezistent în dieta individuală poate fi o strategie promiţătoare pentru prevenirea şi gestionarea sindromului metabolic. Cu toate acestea, sunt necesare cercetări suplimentare pentru a înţelege mai bine mecanismele care stau la bază, precum şi dozele optime de amidon rezistent pentru beneficiile asupra metabolismului şi sănătăţii.  

Conflict de interese: niciunul declarat
Suport financiar: niciunul declarat
Acest articol este accesibil online, fără taxă, fiind publicat sub licenţa CC-BY.