Validação científica de princípios ativos: as etapas da digestão

Compreender, avaliar e demonstrar o mecanismo de ação dos ingredientes funcionais é essencial para as empresas do setor. A sociedade recorre cada vez mais a estes compostos para complementar a alimentação, mas não basta incluí-los numa formulação. É imprescindível justificar a sua utilização com critérios científicos rigorosos: devem ser cuidadosamente selecionados e sustentados por investigação, desenvolvimento e validação sólida do efeito funcional que lhes é atribuído.

Como um ingrediente se comporta no sistema digestivo?

Quando ingerimos um alimento ou suplemento, os seus princípios ativos percorrem um trajeto complexo ao longo do sistema digestivo. Durante este percurso, podem sofrer transformações químicas, interagir com enzimas digestivas, ser afetados pelo pH ou entrar em contacto com o microbiota intestinal. É, portanto, essencial saber:

Se o ingrediente resiste às condições digestivas ou se se degrada antes de exercer o seu efeito.
Em que forma chega ao intestino e se é biodisponível, ou seja, absorvível.
Que impacto tem no microbiota intestinal e se gera metabolitos bioativos.

Este conhecimento permite conceber produtos mais eficazes e justificar de forma objetiva os benefícios que lhes são atribuídos.

As etapas da digestão

O sistema digestivo humano divide-se em várias etapas da digestão, cada uma com condições muito diferentes que podem influenciar o comportamento de um princípio ativo.

Fase oral

A digestão começa na boca, na chamada fase oral. Aqui, os dentes trituram os alimentos em partículas mais pequenas, facilitando o seu processamento posterior. Ao mesmo tempo, as glândulas salivares desempenham um papel fundamental ao secretar enzimas como a amilase salivar, que inicia a decomposição dos hidratos de carbono complexos. Depois de bem mastigado e misturado com a saliva, o alimento transforma-se no bolo alimentar, que desce pelo esófago até ao estômago, dando início à fase gástrica.

Fase gástrica

Quando o bolo alimentar chega ao estômago, começa a fase gástrica, caracterizada por um ambiente altamente ácido. Aqui, os alimentos misturam-se com os sucos gástricos, uma combinação de ácido clorídrico e enzimas digestivas, destacando-se a pepsina, responsável por decompor as proteínas em fragmentos mais pequenos. Esta etapa cumpre funções essenciais:

Desnatura proteínas, facilitando a sua digestão.
Ativa enzimas específicas.
Elimina microrganismos patogénicos graças ao baixo pH.

A duração desta fase varia entre 2 e 4 horas, dependendo do tipo de alimento ingerido (por exemplo, as proteínas necessitam de mais tempo do que os hidratos de carbono simples). O resultado é uma mistura semilíquida chamada quimo, que é libertada gradualmente para o intestino delgado, onde continuam as etapas da digestão.

Fase intestinal: absorção e biodisponibilidade

Na fase intestinal, o quimo passa para o intestino delgado, onde ocorre a maior parte da digestão e da absorção de nutrientes. É também a etapa mais relevante para estudar a absorção de nutrientes e determinar os possíveis efeitos de um princípio ativo ou ingrediente funcional. Esta fase das etapas da digestão é sustentada pela ação combinada das enzimas pancreáticas e dos sais biliares, que decompõem gorduras, proteínas e hidratos de carbono em moléculas mais simples, prontas para serem absorvidas pelo organismo. Durante esta etapa:

Ocorre a digestão enzimática mais intensa.
São absorvidas vitaminas, minerais, aminoácidos, ácidos gordos e açúcares simples.
O intestino regula a biodisponibilidade dos princípios ativos ou ingredientes funcionais.

Esta fase pode durar entre 4 e 6 horas, dependendo do tipo de alimento e do estado fisiológico da pessoa.

Fase cólica: interação com o microbiota e eliminação final

Após a absorção da maioria dos nutrientes no intestino delgado, o material não digerido passa para o intestino grosso, onde se inicia a fase cólica. Do ponto de vista científico, esta fase é essencial para avaliar se um ingrediente funcional tem efeito prebiótico, se modula o microbiota ou se gera metabolitos benéficos. Estes efeitos podem ser estudados de forma controlada através de modelos de simulação gastrointestinal, que permitem reproduzir de maneira precisa e completa as etapas da digestão, fornecendo informações detalhadas sobre o impacto dos ingredientes no microbiota e no seu metabolismo. Esta etapa inclui dois processos fundamentais: fermentação microbiana e eliminação. No cólon:

Absorve-se água e alguns minerais residuais, ajudando a compactar o conteúdo intestinal.
O microbiota intestinal atua sobre os compostos não digeridos, gerando metabolitos como os ácidos gordos de cadeia curta (AGCC), que desempenham um papel importante na saúde metabólica, imunológica e intestinal.
Compreender profundamente esta fase permite desenvolver soluções para problemas mais complexos, como inflamação intestinal crónica ou cancro colorretal.
O conteúdo pode permanecer entre 12 e 24 horas antes de ser eliminado pelo reto sob a forma de fezes.

Modelos de simulação das etapas da digestão para validar princípios ativos

Para obter evidências científicas sobre o efeito real de um princípio ativo no organismo, os modelos de digestão in vitro tornaram-se uma ferramenta essencial. Estes ensaios permitem simular de forma controlada as condições fisiológicas que ocorrem ao longo de todas as etapas da digestão desde a fase oral até à fermentação cólica. Os modelos dinâmicos in vitro reproduzem com precisão variáveis-chave como o pH, o tempo de trânsito, a presença de enzimas digestivas e a concentração de sais em cada etapa do sistema digestivo. Além de permitir estudar o comportamento de um ingrediente ao longo do trato gastrointestinal, oferecem uma forma eficaz de analisar o seu potencial efeito funcional ou benéfico após a digestão e absorção. Esta metodologia é também aplicada com sucesso na área da saúde digestiva animal, onde os digestores in vitro permitem avaliar ingredientes funcionais sem necessidade de ensaios em animais. Estes ensaios normalmente abrangem:

Fase oral, onde se avalia a libertação inicial do ingrediente.
Fase gástrica, para estudar a sua estabilidade em condições ácidas.
Fase intestinal, essencial para determinar a biodisponibilidade.
Fase cólica, que permite analisar a fermentação microbiana e a produção de metabolitos ativos.

Após a digestão, é possível simular também a absorção intestinal utilizando modelos celulares como a linha Caco-2, representativa do epitélio intestinal humano. Esta técnica permite estimar que parte do composto ingerido pode realmente chegar à corrente sanguínea (fração biodisponível), o que é fundamental no caso de ingredientes com efeito sistémico. Graças à sua versatilidade, reprodutibilidade e menor custo em comparação com os ensaios in vivo, estes modelos são cada vez mais utilizados tanto na investigação como no desenvolvimento de novos produtos nutracêuticos, funcionais e veterinários.