Un modelo matemático identifica por primera vez cuántas calorías aporta la microbiota intestinal al organismo

Las etiquetas nutricionales hacen parecer que las calorías son un dato exacto y simple. Sin embargo, dentro del cuerpo humano el proceso es mucho más complejo: antes de que el combustible llegue realmente al organismo, los alimentos atraviesan un ecosistema de bacterias que también participa activamente en la digestión.

Ahora, investigadores de la Universidad Estatal de Arizona desarrollaron una herramienta matemática llamada DAMM capaz de estimar cuántas calorías aprovecha verdaderamente el cuerpo incorporando un factor que los métodos tradicionales prácticamente no contemplan: la actividad de la microbiota intestinal.

El trabajo, publicado en PLOS One, propone una nueva forma de entender cómo el organismo transforma la comida en combustible y podría abrir futuras aplicaciones en nutrición personalizada, obesidad y diabetes.

“La digestión no es solamente un proceso humano: es una colaboración entre nuestro cuerpo y los billones de microbios que viven en el intestino”, explicó Rosa Krajmalnik-Brown, profesora de la Universidad Estatal de Arizona y directora del Biodesign Center for Health Through Microbiomes.

El ecosistema digestivo que también participa en la digestión

La microbiota está formada por bacterias y otros microorganismos que habitan principalmente el colon. En los últimos años, la ciencia descubrió que esta comunidad no solo ayuda a degradar alimentos, sino que también participa en funciones inmunológicas, hormonales y metabólicas.

El nuevo enfoque suma ahora otra idea importante: este ecosistema también influye sobre la cantidad real de calorías que el cuerpo termina utilizando. Es parecido a tener una segunda “planta de procesamiento” dentro del intestino, capaz de extraer combustible adicional de restos alimentarios que no fueron completamente digeridos en etapas previas.

Durante más de un siglo, el cálculo calórico se basó principalmente en el método de Atwater, que estima la energía de proteínas, grasas y carbohidratos mediante valores promedio fijos. DAMM propone una mirada mucho más detallada.

Primero calcula cuánta energía absorbe el intestino delgado y luego analiza qué residuos llegan al colon, donde las bacterias transforman componentes como carbohidratos complejos y almidón resistente.

Durante ese proceso se producen compuestos llamados ácidos grasos de cadena corta, moléculas generadas por la actividad bacteriana a partir de fibra y otros restos alimentarios que el cuerpo también puede utilizar como fuente calórica. Según los investigadores, los sistemas clásicos subestiman esa contribución derivada de la microbiota.

La alimentación modifica el aprovechamiento calórico

El equipo comparó dos patrones alimentarios: una dieta rica en componentes vegetales no digeridos y almidón resistente —menos procesada y diseñada para favorecer a las bacterias intestinales— y una dieta occidental típica, con menos fibra y productos ultraprocesados.

Las personas que siguieron la alimentación occidental aprovecharon en promedio 116 kilocalorías más por día que quienes consumieron la dieta rica en fibra. Sin embargo, los participantes con mayor consumo de material fermentable no reportaron más hambre.

La herramienta mostró además que las bacterias producían más ácidos grasos de cadena corta cuando recibían mayores cantidades de estos compuestos vegetales. En promedio, estas moléculas aportaron unas 140 kilocalorías diarias, equivalentes aproximadamente al 7,4% del total energético disponible.

En promedio, estas moléculas aportaron unas 140 kilocalorías diarias, equivalentes aproximadamente al 7,4% del total energético disponible. Según el modelo, alrededor del 85% de las calorías aprovechadas provino del tracto gastrointestinal superior, mientras que el 15% restante surgió del colon, donde la actividad bacteriana cumple un papel central.

Por qué las bacterias también influyen en las calorías

Aunque muchas veces se piensa que la fibra “no aporta calorías”, parte de ella puede ser utilizada por la microbiota. Cuando estas bacterias procesan restos alimentarios generan sustancias que influyen sobre inflamación, saciedad y regulación metabólica.

Los científicos explican que este ecosistema funciona como un intermediario entre la dieta y el organismo. Eso significa que dos personas podrían aprovechar cantidades distintas de calorías aun consumiendo exactamente los mismos alimentos.

Qué implicancias podría tener

Los investigadores creen que este sistema podría ayudar a desarrollar estrategias nutricionales mucho más personalizadas. Por ejemplo, permitiría comprender mejor por qué algunas personas responden distinto frente a una misma dieta o por qué ciertos patrones alimentarios favorecen obesidad, diabetes y otras alteraciones metabólicas.

El equipo también considera que la herramienta podría servir para analizar si determinadas dietas favorecen adecuadamente a la microbiota o, por el contrario, reducen su diversidad y funcionamiento.

Los autores aclaran que el sistema fue validado únicamente en adultos sanos y todavía necesita más estudios antes de aplicarse clínicamente. Además, la microbiota humana varía enormemente entre individuos, por lo que futuras investigaciones deberán incorporar diferencias de edad, estado de salud y composición bacteriana.

Aun así, Los científicos consideran que DAMM representa un avance porque integra, por primera vez de manera cuantitativa, la relación entre alimentación, metabolismo y actividad microbiana. Las calorías no dependen solamente de lo que se come, sino también de cómo el ecosistema intestinal ayuda a procesarlo.