به گزارش اتحادخبر به نقل از ساینس دیلی، پژوهشگران دانشگاه ایالتی آریزونا مدل ریاضی‌ای را توسعه داده‌اند که به بررسی این جنبه از هضم می‌پردازد که اغلب نادیده گرفته می‌شود. این مدل که DAMM (مخفف هضم، جذب و متابولیسم میکروبی) نام دارد، مسیر حرکت غذا در دستگاه گوارش، میزان انرژی مستقیماً جذب‌شده توسط بدن و نحوه پردازش باقی‌مانده غذا توسط میکروب‌های روده را ردیابی می‌کند. این مدل همچنین برآورد می‌کند که کدام‌یک از محصولات حاصل از هضم جذب می‌شوند و کدام‌یک به عنوان مواد زائد از بدن دفع می‌گردند.

پژوهشگران امیدوارند با در نظر گرفتن ارتباط میان رژیم غذایی، فرآیند هضم در انسان و باکتری‌های روده، درک ما را از چاقی، دیابت و سایر اختلالات متابولیک ارتقا دهند. با توسعه بیشتر، این رویکرد می‌تواند در نهایت به متخصصان حوزه سلامت کمک کند تا رژیم‌های غذایی متناسب با شرایط هر بیمار طراحی کنند.

پروفسور «رزا کراجمالنیک براون»، محقق ارشد، می‌گوید: «هضم تنها یک فرآیند انسانی نیست، بلکه حاصل همکاری میان بدن ما و تریلیون‌ها میکروبی است که در روده زندگی می‌کنند. مدل DAMM روشی جدید و قدرتمند در اختیار ما قرار می‌دهد تا بتوانیم نقش این شرکای میکروبی در سلامت انسان و تعادل انرژی را به صورت کمّی بسنجیم و همچنین بر اهمیت تغذیه مناسب میکروب‌های روده تأکید کنیم.»

بیش از ۱۰۰ سال است که دانشمندان از سیستمی مبتنی بر پارامترهای Atwater برای تخمین میزان انرژی دریافتی افراد از غذا استفاده می‌کنند. این روش مقادیر متوسط کالری را به هر گرم چربی، کربوهیدرات و پروتئین اختصاص می‌دهد، سپس از آن مقادیر برای محاسبه کل انرژی موجود استفاده می‌کند.

اگرچه این رویکرد عملی و پرکاربرد است، اما نمی‌تواند به طور کامل آنچه را که در طول هضم غذا اتفاق می‌افتد، توضیح دهد. به طور خاص، این موضوع را در نظر نمی‌گیرد که چگونه غذاهای مختلف باکتری‌های روده را تغذیه می‌کنند یا چگونه این باکتری‌ها مواد هضم نشده را به موادی تبدیل می‌کنند که بدن می‌تواند از آنها برای تولید انرژی استفاده کند.

برای درک بهتر این تعاملات، محققان بر اساس یک مطالعه رژیم غذایی کنترل‌شده که بررسی می‌کرد چگونه میکروبیوم روده بر تعادل انرژی انسان تأثیر می‌گذارد، مطالعه خود را انجام دادند. میکروبیوم روده شامل جامعه عظیمی از باکتری‌ها و سایر میکروارگانیزم‌هایی است که در دستگاه گوارش ساکن هستند.

در مطالعه بالینی، بزرگسالان سالم یکی از دو برنامه غذایی با دقت طراحی شده را دنبال کردند. اولین مورد، یک رژیم غذایی تقویت‌کننده میکروبیوم حاوی مقادیر قابل توجهی فیبر و نشاسته مقاوم بود. نشاسته مقاوم نوعی کربوهیدرات است که از هضم معمول در روده کوچک فرار می‌کند و به آن اجازه می‌دهد به روده بزرگ برسد، جایی که میکروب‌ها می‌توانند آن را تجزیه کنند. برنامه غذایی دوم شبیه به رژیم غذایی معمول غربی بود و حاوی مقادیر کمتری فیبر و نشاسته مقاوم بود.

با وجود اینکه هر دو رژیم غذایی به‌طور اختصاصی برای این مطالعه طراحی شده بودند، شرکت‌کنندگان مقادیر به‌طور قابل‌توجهی متفاوتی انرژی جذب کردند. کسانی که از رژیم غذایی غربی پیروی می‌کردند، روزانه حدود ۱۱۶ کالری بیشتر از افرادی که رژیم غذایی سرشار از فیبر داشتند، انرژی دریافت کردند.

این یافته‌ها نشان می‌دهد که میزان انرژی دریافتی افراد از غذا تا حدودی به ترکیب آن و نحوه حرکت آن در دستگاه گوارش بستگی دارد. تفاوت در فرآوری غذا، محتوای فیبر و فعالیت میکروبی، همگی می‌توانند بر نتیجه نهایی تأثیر بگذارند.

مدل DAMM روش دقیق‌تری برای دنبال کردن انرژی موجود در غذا از لحظه ورود به دستگاه گوارش ارائه می‌دهد.

ابتدا، پروتئین، کربوهیدرات و چربی رژیم غذایی فرد را بررسی می‌کند و میزان انرژی قابل استفاده در دستگاه گوارش فوقانی را تخمین می‌زند.

سپس مواد باقی مانده را هنگام ورود به روده بزرگ ردیابی می‌کند. در اینجا، میکروب‌های روده مواد مغذی را که از هضم اولیه فرار کرده‌اند، تجزیه می‌کنند و ترکیباتی مانند اسیدهای چرب با زنجیره کوتاه تولید می‌کنند. بدن می‌تواند برخی از این ترکیبات را از طریق روده بزرگ جذب کرده و از آنها به عنوان منبع دیگری از انرژی استفاده کند.

طبق محاسبات محققان، اسیدهای چرب زنجیره کوتاه جذب شده از روده بزرگ به طور متوسط تقریباً ۱۴۰ کالری در روز تأمین می‌کردند. این مقدار حدود ۷.۴ درصد از کل انرژی قابل استفاده حاصل از غذا را نشان می‌دهد.

به طور گسترده‌تر، این مدل تخمین زد که تقریباً ۸۵ درصد از انرژی قابل استفاده از دستگاه گوارش فوقانی می‌آید، در حالی که تقریباً ۱۵ درصد از دستگاه گوارش تحتانی می‌آید، جایی که میکروب‌ها به ویژه مهم هستند.

این یافته‌ها نشان می‌دهد که چرا محاسبات سنتی کالری نمی‌تواند هضم انسان را به طور کامل توصیف کند. سهم قابل توجهی از انرژی موجود برای بدن تحت تأثیر فرآیندهای میکروبی قرار می‌گیرد که محاسبات برچسب غذایی مرسوم به صراحت اندازه‌گیری نمی‌کنند.