Fibra dietética

La fibra dietética, fibra alimentaria o forraje es la porción de alimentos derivados de plantas que las enzimas digestivas humanas no pueden descomponer por completo. Las fibras dietéticas tienen una composición química diversa y se pueden agrupar generalmente por su solubilidad, viscosidad y fermentabilidad, lo que afecta la forma en que las fibras se procesan en el cuerpo. La fibra dietética tiene dos componentes principales: fibra soluble y fibra insoluble, que son componentes de alimentos de origen vegetal, como legumbres, granos y cereales integrales, verduras, frutas y nueces o semillas. Una dieta alta en el consumo regular de fibra generalmente se asocia con el apoyo a la salud y la reducción del riesgo de varias enfermedades.La fibra dietética consiste en polisacáridos no amiláceos y otros componentes vegetales como celulosa, almidón resistente, dextrinas resistentes, inulina, ligninas, quitinas (en hongos), pectinas, betaglucanos y oligosacáridos.

Las fuentes alimentarias de fibra dietética se han dividido tradicionalmente según proporcionen fibra soluble o insoluble. Los alimentos vegetales contienen ambos tipos de fibra en cantidades variables, según las características de viscosidad y fermentabilidad de la fibra. Las ventajas de consumir fibra dependen del tipo de fibra que se consuma y de los beneficios que puedan resultar en el sistema gastrointestinal. Las fibras voluminosas, como la celulosa y la hemicelulosa (incluido el psyllium), absorben y retienen el agua, lo que promueve la regularidad. Las fibras viscosas, como el betaglucano y el psyllium, espesan la masa fecal.Las fibras fermentables, como el almidón resistente, la goma xantana y la inulina, alimentan las bacterias y la microbiota del intestino grueso y se metabolizan para producir ácidos grasos de cadena corta, que tienen diversas funciones en la salud gastrointestinal.

La fibra soluble (fibra fermentable o fibra prebiótica), que se disuelve en agua, generalmente se fermenta en el colon en gases y subproductos fisiológicamente activos, como los ácidos grasos de cadena corta producidos en el colon por las bacterias intestinales. Algunos ejemplos son los betaglucanos (en avena, cebada y champiñones) y la goma guar cruda. El psyllium, una fibra soluble, viscosa y no fermentada, es una fibra voluminosa que retiene agua a medida que se mueve a través del sistema digestivo, lo que facilita la defecación. La fibra soluble es generalmente viscosa y retrasa el vaciado gástrico que, en los humanos, puede resultar en una sensación prolongada de saciedad. La inulina (en la raíz de achicoria), la dextrina de trigo, los oligosacáridos y los almidones resistentes (en las legumbres y los plátanos) son fibras solubles no viscosas.Se ha establecido que la ingesta regular de fibras solubles, como los betaglucanos de la avena o la cebada, reduce los niveles de colesterol LDL en la sangre, un factor de riesgo de enfermedades cardiovasculares.

La fibra insoluble, que no se disuelve en agua, es inerte a las enzimas digestivas en el tracto gastrointestinal superior. Algunos ejemplos son el salvado de trigo, la celulosa y la lignina. La fibra insoluble molida en trozos grandes desencadena la secreción de mucosidad en el intestino grueso, proporcionando volumen. La fibra insoluble finamente molida no tiene este efecto y en realidad puede tener un efecto de estreñimiento. Algunas formas de fibra insoluble, como los almidones resistentes, pueden fermentarse en el colon.

Definición

La fibra dietética se define como componentes vegetales que no son descompuestos por las enzimas digestivas humanas. A fines del siglo XX, solo se sabía que la lignina y algunos polisacáridos satisfacían esta definición, pero a principios del siglo XXI, el almidón resistente y los oligosacáridos se incluyeron como componentes de la fibra dietética. La definición más aceptada de fibra dietética es "todos los polisacáridos y lignina, que no son digeridos por la secreción endógena del tracto digestivo humano". Actualmente, la mayoría de los nutricionistas animales utilizan una definición fisiológica, "los componentes dietéticos resistentes a la degradación por enzimas de mamíferos", o una definición química, "la suma de polisacáridos no amiláceos (NSP) y lignina".La lignina, una fuente importante de fibra insoluble en la dieta, puede alterar la velocidad y el metabolismo de las fibras solubles. Otros tipos de fibra insoluble, en particular el almidón resistente, se fermentan para producir ácidos grasos de cadena corta, que son fuentes de energía para los colonocitos. Una dieta rica en fibra dietética y granos integrales puede reducir las tasas de enfermedad coronaria, cáncer de colon y diabetes tipo 2.

La definición de fibra dietética varía entre las instituciones:

Organización	Definición
Instituto de Medicina(2001)	La fibra dietética consiste en carbohidratos no digeribles y lignina que son intrínsecos e intactos en las plantas. La "fibra añadida" consiste en carbohidratos aislados no digeribles que tienen efectos fisiológicos beneficiosos en los seres humanos.
Asociación Estadounidense de Químicos de Cereales(2001)	La fibra dietética son las partes comestibles de plantas o carbohidratos análogos que son resistentes a la digestión y absorción en el intestino delgado humano, con fermentación total o parcial en el intestino grueso. La fibra dietética incluye polisacáridos, oligosacáridos, lignina y sustancias vegetales asociadas. Las fibras dietéticas promueven efectos fisiológicos beneficiosos que incluyen laxación y/o atenuación del colesterol en sangre y/o atenuación de la glucosa en sangre.
Comisión del Codex Alimentarius(2014; adoptado por la Comisión Europea y 10 países a nivel internacional)	Fibra dietética significa polímeros de carbohidratos con más de 10 unidades monoméricas, que no son hidrolizados por las enzimas digestivas en el intestino delgado de los humanos.
Fundación Británica de Nutrición(2018)	La fibra dietética se refiere a un grupo de sustancias en los alimentos vegetales que las enzimas digestivas humanas no pueden descomponer por completo. Esto incluye ceras, lignina y polisacáridos como celulosa y pectina. Originalmente se pensaba que la fibra dietética era completamente indigerible y no proporcionaba energía. Ahora se sabe que las bacterias intestinales pueden fermentar parte de la fibra en el intestino grueso, lo que produce ácidos grasos de cadena corta y gases.
unión Europea	Fibra significa polímeros de carbohidratos con tres o más unidades monoméricas, que no se digieren ni se absorben en el intestino delgado humano. Según el Centro Común de Investigación de la Comisión Europea, "las definiciones de la UE y los EE. UU. difieren de la definición del Codex Alimentarius (FAO 2009) en cuanto al número de monómeros que constituyen el polímero de carbohidrato; mientras que la UE y los EE. UU. incluyen tres o más unidades monoméricas, el Codex la definición especifica diez o más, dejando que las autoridades nacionales decidan si incluir como fibra también carbohidratos con 3-9 monómeros".

Las fibras dietéticas pueden actuar cambiando la naturaleza del contenido del tracto gastrointestinal y cambiando la forma en que se absorben otros nutrientes y sustancias químicas. Algunos tipos de fibra soluble absorben agua para convertirse en una sustancia gelatinosa y viscosa. Algunos tipos de fibra insoluble tienen acción voluminizadora y no se fermentan, mientras que algunas fibras insolubles como el salvado de trigo pueden fermentarse lentamente en el colon además del efecto volumétrico fecal. Generalmente, las fibras solubles se fermentan más que las fibras insolubles en el colon.

Tipos y fuentes

Nutritivo	aditivo alimentario	Fuente/Comentarios
fibras dietéticas insolubles en agua
β-glucanos (algunos de los cuales son solubles en agua)
Celulosa	E460	cereales, frutas, verduras (en todas las plantas en general)
quitina	—	en hongos, exoesqueleto de insectos y crustáceos
hemicelulosa		cereales, salvado, madera, legumbres
Hexosas	—	trigo, cebada
pentosa	—	centeno, avena
Lignina	—	huesos de frutas, verduras (filamentos de la alubia), cereales
goma xantana	415	producción con bacterias Xanthomonas a partir de sustratos de azúcar
Almidón resistente		Puede ser almidón protegido por semilla o cáscara (tipo RS1), almidón granular (tipo RS2) o almidón retrogradado (tipo RS3)
Almidón resistente	—	maíz alto en amilosa, cebada, trigo alto en amilosa, legumbres, plátanos crudos, pasta cocida y enfriada y papas
fibras dietéticas solubles en agua
Arabinoxilano (una hemicelulosa)	—	psilio
fructanos		reemplazar o complementar en algunos taxones de plantas el almidón como carbohidrato de almacenamiento
inulina	—	en diversas plantas, por ejemplo, topinambo, achicoria, etc.
poliurónido
Pectina	ES 440	en la piel de frutas (principalmente manzanas, membrillos), hortalizas
Ácidos algínicos (Alginatos)	E 400–E 407	en algas
Alginato de sodio	401
alginato de potasio	ES 402
alginato de amonio	ES 403
alginato de calcio	mi 404
Alginato de propilenglicol (PGA)	405
agar	406
carragenina	407	alga roja
rafinosa	—	legumbres
polidextrosa	E 1200	polímero sintético, ca. 1kcal/g

Contenido en alimentos

Las fibras dietéticas se encuentran en frutas, verduras y cereales integrales. La cantidad de fibra contenida en los alimentos comunes se encuentran en la siguiente tabla:

Grupo alimenticio	Sirviendo media	Fibra en masa por porción
Fruta	120 ml (0,5 taza)	1,1g
Verduras de color verde oscuro	120 ml (0,5 taza)	6,4g
Verduras naranjas	120 ml (0,5 taza)	2,1 gramos
Frijoles secos cocidos (legumbres)	120 ml (0,5 taza)	8,0 gramos
Verduras con almidón	120 ml (0,5 taza)	1,7 gramos
Otras verduras	120 ml (0,5 taza)	1,1g
cereales integrales	28 g (1 onza)	2,4 gramos
Carne	28 g (1 onza)	0,1 gramos

La fibra dietética se encuentra en las plantas, por lo general se comen enteras, crudas o cocidas, aunque se puede agregar fibra para hacer suplementos dietéticos y alimentos procesados ​​ricos en fibra. Los productos de salvado de cereales tienen los contenidos de fibra más altos, como el salvado de maíz crudo (79 g por 100 g) y el salvado de trigo crudo (43 g por 100 g), que son ingredientes de alimentos manufacturados. Las autoridades médicas, como la Clínica Mayo, recomiendan agregar productos ricos en fibra a la Dieta Americana Estándar (SAD) porque es rica en alimentos procesados ​​y endulzados artificialmente, con una ingesta mínima de vegetales y legumbres.

Fuentes vegetales

Algunas plantas contienen cantidades significativas de fibra soluble e insoluble. Por ejemplo, las ciruelas y las ciruelas pasas tienen una piel gruesa que cubre una pulpa jugosa. La piel es una fuente de fibra insoluble, mientras que la fibra soluble se encuentra en la pulpa. Las uvas también contienen una buena cantidad de fibra.

Fibra soluble

Se encuentra en cantidades variables en todos los alimentos vegetales, incluidos:

• legumbres (guisantes, soja, altramuces y otros frijoles)
• avena, centeno, chía y cebada
• algunas frutas (incluyendo higos, aguacates, ciruelas, ciruelas pasas, bayas, plátanos maduros y la piel de manzanas, membrillos y peras)
• ciertas verduras como el brócoli, las zanahorias y las alcachofas de Jerusalén
• Tubérculos de raíz y vegetales de raíz como batatas y cebollas (las pieles de estos también son fuentes de fibra insoluble)
• cáscaras de semillas de psyllium (una fibra soluble en mucílago) y semillas de lino
• nueces, siendo las almendras las más ricas en fibra dietética

Fibra insoluble

Las fuentes incluyen:

• alimentos integrales
• salvado de trigo y maíz
• legumbres como frijoles y guisantes
• nueces y semillas
• Cascara de papas
• lignanos
• verduras como judías verdes, coliflor, calabacín (calabacín), apio y nopal
• algunas frutas, incluido el aguacate y los plátanos verdes
• la piel de algunas frutas, incluidos los kiwis, las uvas y los tomates

Suplementos

Estos son algunos ejemplos de formas de fibra que se han vendido como suplementos o aditivos alimentarios. Estos pueden comercializarse a los consumidores con fines nutricionales, tratamiento de diversos trastornos gastrointestinales y posibles beneficios para la salud como la reducción de los niveles de colesterol, la reducción del riesgo de cáncer de colon y la pérdida de peso.

Fibra soluble

Los suplementos de fibra soluble pueden ser beneficiosos para aliviar los síntomas del síndrome del intestino irritable, como la diarrea o el estreñimiento y las molestias abdominales. Los productos de fibra soluble prebiótica, como los que contienen inulina u oligosacáridos, pueden contribuir al alivio de la enfermedad inflamatoria intestinal, como la enfermedad de Crohn, la colitis ulcerosa y Clostridium difficile, debido en parte a los ácidos grasos de cadena corta producidos con acciones antiinflamatorias posteriores sobre el intestino. Los suplementos de fibra pueden ser efectivos en un plan dietético general para controlar el síndrome del intestino irritable mediante la modificación de la elección de alimentos.

Fibra insoluble

Una fibra insoluble, el almidón resistente del maíz con alto contenido de amilosa, se ha utilizado como suplemento y puede contribuir a mejorar la sensibilidad a la insulina y el control de la glucemia, además de promover la regularidad y posiblemente el alivio de la diarrea. Un hallazgo preliminar indica que el almidón de maíz resistente puede reducir los síntomas de la colitis ulcerosa.

Inulinas

Definidas químicamente como oligosacáridos que se encuentran naturalmente en la mayoría de las plantas, las inulinas tienen valor nutricional como carbohidratos, o más específicamente como fructanos, un polímero del azúcar vegetal natural, la fructosa. Los fabricantes suelen extraer la inulina de fuentes vegetales enriquecidas, como las raíces de achicoria o las alcachofas de Jerusalén, para su uso en alimentos preparados. Sutilmente dulce, se puede usar para reemplazar el azúcar, la grasa y la harina, se usa a menudo para mejorar el flujo y las cualidades de mezcla de los suplementos nutricionales en polvo, y tiene un valor potencial para la salud como fibra fermentable prebiótica.

Como fibra fermentable prebiótica, la inulina es metabolizada por la flora intestinal para producir ácidos grasos de cadena corta (ver más abajo), que aumentan la absorción de calcio, magnesio y hierro.

La principal desventaja de la inulina es su fermentación dentro del tracto intestinal, lo que posiblemente cause flatulencia y malestar digestivo en dosis superiores a 15 gramos/día en la mayoría de las personas. Las personas con enfermedades digestivas se han beneficiado al eliminar la fructosa y la inulina de su dieta. Si bien los estudios clínicos han demostrado cambios en la microbiota a niveles más bajos de ingesta de inulina, es posible que se necesiten cantidades de ingesta más altas para lograr efectos sobre el peso corporal.

Gomas vegetales

Los suplementos de fibra de goma vegetal son relativamente nuevos en el mercado. Las fibras de goma vegetal, que a menudo se venden en forma de polvo, se disuelven fácilmente sin dejar un regusto. En ensayos clínicos preliminares, han demostrado su eficacia para el tratamiento del síndrome del intestino irritable. Ejemplos de fibras de goma vegetal son la goma guar y la goma arábiga.

Actividad en el intestino

Muchas moléculas que se consideran "fibra dietética" lo son porque los humanos carecen de las enzimas necesarias para romper el enlace glucosídico y llegan al intestino grueso. Muchos alimentos contienen distintos tipos de fibras dietéticas, todas las cuales contribuyen a la salud de diferentes maneras.

Las fibras dietéticas hacen tres contribuciones principales: aumento de volumen, viscosidad y fermentación. Diferentes fibras tienen diferentes efectos, lo que sugiere que una variedad de fibras dietéticas contribuyen a la salud en general. Algunas fibras contribuyen a través de un mecanismo primario. Por ejemplo, la celulosa y el salvado de trigo brindan excelentes efectos de volumen, pero se fermentan mínimamente. Alternativamente, muchas fibras dietéticas pueden contribuir a la salud a través de más de uno de estos mecanismos. Por ejemplo, el psyllium proporciona volumen y viscosidad.

Las fibras voluminosas pueden ser solubles (p. ej., zaragatona) o insolubles (p. ej., celulosa y hemicelulosa). Absorben agua y pueden aumentar significativamente el peso y la regularidad de las heces. La mayoría de las fibras voluminosas no se fermentan o se fermentan mínimamente a lo largo del tracto intestinal.

Las fibras viscosas espesan el contenido del tracto intestinal y pueden atenuar la absorción de azúcar, reducir la respuesta del azúcar después de comer y reducir la absorción de lípidos (especialmente en la absorción de colesterol). Su uso en formulaciones de alimentos a menudo se limita a niveles bajos, debido a su viscosidad y efectos espesantes. Algunas fibras viscosas también pueden fermentarse parcial o totalmente dentro del tracto intestinal (goma guar, beta-glucano, glucomanano y pectinas), pero algunas fibras viscosas están mínimamente o no fermentadas (celulosa modificada como metilcelulosa y psyllium).

Las fibras fermentables son consumidas por la microbiota dentro del intestino grueso, lo que aumenta levemente el volumen fecal y produce ácidos grasos de cadena corta como subproductos con una amplia gama de actividades fisiológicas (discutido a continuación). El almidón resistente, la inulina, los fructooligosacáridos y los galactooligosacáridos son fibras dietéticas completamente fermentadas. Estos incluyen fibras insolubles y solubles. Esta fermentación influye en la expresión de muchos genes dentro del intestino grueso, que afectan la función digestiva y el metabolismo de los lípidos y la glucosa, así como el sistema inmunológico, la inflamación y más.

La fermentación de la fibra produce gas (principalmente dióxido de carbono, hidrógeno y metano) y ácidos grasos de cadena corta. Las fibras fermentables aisladas o purificadas se fermentan más rápidamente en el intestino anterior y pueden provocar síntomas gastrointestinales indeseables (hinchazón, indigestión y flatulencia).

Las fibras dietéticas pueden cambiar la naturaleza del contenido del tracto gastrointestinal y pueden cambiar la forma en que se absorben otros nutrientes y sustancias químicas a través del volumen y la viscosidad. Algunos tipos de fibras solubles se unen a los ácidos biliares en el intestino delgado, lo que hace que sea menos probable que vuelvan a ingresar al cuerpo; esto a su vez reduce los niveles de colesterol en la sangre debido a las acciones de la oxidación del colesterol mediada por el citocromo P450.

La fibra insoluble se asocia con un menor riesgo de diabetes, pero se desconoce el mecanismo por el cual esto se logra. Un tipo de fibra dietética insoluble, el almidón resistente, puede aumentar la sensibilidad a la insulina en personas sanas, en diabéticos tipo 2 y en personas con resistencia a la insulina, lo que posiblemente contribuya a reducir el riesgo de diabetes tipo 2.

Aún no propuesta formalmente como un macronutriente esencial, la fibra dietética tiene importancia en la dieta, y las autoridades reguladoras en muchos países desarrollados recomiendan aumentos en la ingesta de fibra.

Propiedades fisicoquímicas

La fibra dietética tiene distintas propiedades fisicoquímicas. La mayoría de los alimentos semisólidos, fibras y grasas son una combinación de matrices de gel que se hidratan o colapsan con elementos microestructurales, glóbulos, soluciones o paredes encapsulantes. Las frutas y verduras frescas son materiales celulares.

• Las células de las patatas y legumbres cocidas son geles rellenos de gránulos de almidón gelatinizado. Las estructuras celulares de las frutas y verduras son espumas de geometría celular cerrada rellenas de un gel, rodeadas de paredes celulares compuestas por una matriz amorfa reforzada por fibras de carbohidratos complejos.
• El tamaño de las partículas y las interacciones interfaciales con matrices adyacentes afectan las propiedades mecánicas de los compuestos alimentarios.
• Los polímeros alimentarios pueden ser solubles y/o plastificados por agua.
• Las variables incluyen la estructura química, la concentración del polímero, el peso molecular, el grado de ramificación de la cadena, el grado de ionización (para electrolitos), el pH de la solución, la fuerza iónica y la temperatura.
• Entrecruzamiento de diferentes polímeros, proteínas y polisacáridos, ya sea a través de enlaces covalentes químicos o entrecruzamiento a través de entrelazamiento molecular o entrecruzamiento por enlace iónico o de hidrógeno.
• Cocinar y masticar los alimentos altera estas propiedades fisicoquímicas y, por lo tanto, la absorción y el movimiento a través del estómago y del intestino.

Tracto gastrointestinal superior

Después de una comida, el estómago y el contenido gastrointestinal superior consisten en

• compuestos alimentarios
• lípidos complejos/micelar/acuosa/hidrocoloide y fases hidrofóbicas
• fases hidrófilas
• fases sólida, líquida, coloidal y de burbujas de gas.

Las micelas son grupos de moléculas del tamaño de un coloide que se forman en condiciones como las anteriores, similares a la concentración crítica de micelas de los detergentes. En el tracto gastrointestinal superior, estos compuestos consisten en ácidos biliares y di- y monoacilgliceroles que solubilizan triacilgliceroles y colesterol.

Dos mecanismos ponen los nutrientes en contacto con el epitelio:

1. las contracciones intestinales crean turbulencia; y
2. las corrientes de convección dirigen el contenido desde la luz hacia la superficie epitelial.

Las múltiples fases físicas en el tracto intestinal reducen la tasa de absorción en comparación con la suspensión del disolvente solo.

1. Los nutrientes se difunden a través de la fina capa de líquido adyacente al epitelio, relativamente sin agitación.
2. La inmovilización de nutrientes y otras sustancias químicas dentro de moléculas de polisacáridos complejos afecta su liberación y posterior absorción en el intestino delgado, un efecto que influye en el índice glucémico.
3. Las moléculas comienzan a interactuar a medida que aumenta su concentración. Durante la absorción, el agua debe absorberse a un ritmo acorde con la absorción de solutos. El transporte de nutrientes absorbidos activa y pasivamente a través del epitelio se ve afectado por la capa de agua sin agitar que cubre la membrana de las microvellosidades.
4. La presencia de moco o fibra, por ejemplo, pectina o guar, en la capa no agitada puede alterar la viscosidad y el coeficiente de difusión del soluto.

Agregar polisacáridos viscosos a las comidas con carbohidratos puede reducir las concentraciones de glucosa en sangre posprandiales. El trigo y el maíz, pero no la avena, modifican la absorción de glucosa, y la velocidad depende del tamaño de las partículas. La reducción en la tasa de absorción con la goma guar puede deberse a la mayor resistencia de las soluciones viscosas a los flujos convectivos creados por las contracciones intestinales.

La fibra dietética interactúa con las enzimas pancreáticas y entéricas y sus sustratos. La actividad de las enzimas pancreáticas humanas se reduce cuando se incuba con la mayoría de las fuentes de fibra. La fibra puede afectar la actividad de la amilasa y, por lo tanto, la tasa de hidrólisis del almidón. Los polisacáridos más viscosos prolongan el tiempo de tránsito de la boca al ciego; el guar, el tragacanto y la pectina son más lentos que el salvado de trigo.

Colon

El colon puede ser considerado como dos órganos,

1. el lado derecho (ciego y colon ascendente), un fermentador. El lado derecho del colon está involucrado en el rescate de nutrientes para que las bacterias utilicen la fibra dietética, el almidón resistente, la grasa y la proteína y los productos finales se absorban para que el cuerpo los use.
2. del lado izquierdo (colon transverso, descendente y sigmoide), afectando la continencia.

La presencia de bacterias en el colon produce un 'órgano' de intensa actividad metabólica, principalmente reductora, mientras que el hígado es oxidativo. Los sustratos utilizados por el ciego han pasado por todo el intestino o son productos de excreción biliar. Los efectos de la fibra dietética en el colon están sobre

1. fermentación bacteriana de algunas fibras dietéticas
2. por lo tanto un aumento en la masa bacteriana
3. un aumento en la actividad enzimática bacteriana
4. cambios en la capacidad de retención de agua del residuo de fibra después de la fermentación

El agrandamiento del ciego es un hallazgo común cuando se alimenta con algunas fibras dietéticas y ahora se cree que esto es un ajuste fisiológico normal. Dicho aumento puede deberse a una serie de factores, residencia cecal prolongada de la fibra, aumento de la masa bacteriana o aumento de los productos finales bacterianos. Algunos carbohidratos no absorbidos, por ejemplo, pectina, goma arábiga, oligosacáridos y almidón resistente, se fermentan a ácidos grasos de cadena corta (principalmente acético, propiónico y n-butírico) y dióxido de carbono, hidrógeno y metano. Casi todos estos ácidos grasos de cadena corta serán absorbidos por el colon. Esto significa que las estimaciones de ácidos grasos de cadena corta fecales no reflejan la fermentación cecal y colónica, solo la eficiencia de absorción, la capacidad del residuo de fibra para secuestrar ácidos grasos de cadena corta, y la fermentación continua de fibra alrededor del colon, que presumiblemente continuará hasta que se agote el sustrato. La producción de ácidos grasos de cadena corta tiene varias acciones posibles sobre la mucosa intestinal. Todos los ácidos grasos de cadena corta son fácilmente absorbidos por la mucosa colónica, pero sólo el ácido acético llega a la circulación sistémica en cantidades apreciables. El ácido butírico parece ser utilizado como combustible por la mucosa colónica como fuente de energía preferida para las células colónicas.

Metabolismo del colesterol

La fibra dietética puede actuar en cada fase de la ingestión, digestión, absorción y excreción para afectar el metabolismo del colesterol, como las siguientes:

1. Energía calórica de los alimentos a través de un efecto voluminizador
2. Disminución del tiempo de vaciado gástrico
3. Un tipo de índice glucémico de acción sobre la absorción.
4. Disminución de la absorción de ácidos biliares en el íleon para que los ácidos biliares escapen al ciego
5. Alteración o aumento del metabolismo de los ácidos biliares en el ciego
6. Indirectamente por los ácidos grasos de cadena corta absorbidos, especialmente el ácido propiónico, resultantes de la fermentación de la fibra que afecta el metabolismo del colesterol en el hígado.
7. Unión de ácidos biliares a fibras o bacterias en el ciego con aumento de la pérdida fecal de la circulación enterohepática.

Una acción de algunas fibras es reducir la reabsorción de ácidos biliares en el íleon y, por lo tanto, la cantidad y el tipo de ácidos biliares y grasas que llegan al colon. Una reducción en la reabsorción de ácido biliar del íleon tiene varios efectos directos.

1. Los ácidos biliares pueden quedar atrapados dentro de la luz del íleon debido a una alta viscosidad luminal o debido a la unión a una fibra dietética.
2. La lignina en la fibra adsorbe los ácidos biliares, pero la forma no conjugada de los ácidos biliares se adsorbe más que la forma conjugada. En el íleon, donde los ácidos biliares se absorben principalmente, los ácidos biliares están predominantemente conjugados.
3. La circulación enterohepática de los ácidos biliares puede verse alterada y hay un mayor flujo de ácidos biliares al ciego, donde se desconjugan y se deshidroxilan en 7 alfa.
4. Estos ácidos biliares en forma soluble en agua, por ejemplo, desoxicólico y litocólico, se adsorben en la fibra dietética y aumentan la pérdida fecal de esteroles, lo que depende en parte de la cantidad y el tipo de fibra.
5. Otro factor es un aumento en la masa bacteriana y la actividad del íleon ya que algunas fibras, por ejemplo, la pectina, son digeridas por las bacterias. La masa bacteriana aumenta y la actividad bacteriana cecal aumenta.
6. La pérdida entérica de ácidos biliares da como resultado una mayor síntesis de ácidos biliares a partir del colesterol, lo que a su vez reduce el colesterol corporal.

Las fibras que son más eficaces para influir en el metabolismo de los esteroles (p. ej., la pectina) se fermentan en el colon. Por lo tanto, es poco probable que la reducción del colesterol corporal se deba a la adsorción de esta fibra fermentada en el colon.

1. Puede haber alteraciones en los productos finales del metabolismo bacteriano de los ácidos biliares o en la liberación de ácidos grasos de cadena corta que se absorben en el colon, regresan al hígado en la vena porta y modulan la síntesis de colesterol o su catabolismo a ácidos biliares..
2. El principal mecanismo por el cual la fibra influye en el metabolismo del colesterol es a través de las bacterias que se unen a los ácidos biliares en el colon después de la desconjugación y deshidroxilación iniciales. Los ácidos biliares secuestrados luego se excretan en las heces.
3. Las fibras fermentables, por ejemplo, la pectina, aumentarán la masa bacteriana en el colon en virtud de que proporcionan un medio para el crecimiento bacteriano.
4. Otras fibras, por ejemplo, la goma arábiga, actúan como estabilizadores y provocan una disminución significativa del colesterol sérico sin aumentar la excreción fecal de ácidos biliares.

Peso fecal

Las heces consisten en un material similar a la plastilina, compuesto de agua, bacterias, lípidos, esteroles, moco y fibra.

1. Las heces son 75% agua; las bacterias hacen una gran contribución al peso seco, siendo el residuo fibra no fermentada y compuestos excretados.
2. La producción fecal puede variar en un rango de entre 20 y 280 g durante 24 horas. La cantidad de heces emitidas al día varía para cualquier individuo durante un período de tiempo.
3. De los constituyentes de la dieta, solo la fibra dietética aumenta el peso de las heces.

El agua se distribuye en el colon de tres maneras:

1. Agua libre que puede ser absorbida por el colon.
2. Agua que se incorpora a la masa bacteriana.
3. Agua que está ligada a la fibra.

El peso fecal está dictado por:

1. la retención de agua por la fibra dietética residual después de la fermentación.
2. la masa bacteriana.
3. También puede haber un efecto osmótico adicional de los productos de la fermentación bacteriana sobre la masa fecal.

Efectos de la ingesta de fibra

La investigación preliminar indica que la fibra puede afectar la salud por diferentes mecanismos.

Código de colores de las entradas de la tabla:

• Ambos Se aplica tanto a la fibra soluble como a la insoluble
• Soluble Se aplica solo a la fibra soluble
• Insoluble Se aplica solo a la fibra insoluble

Efectos
Aumenta el volumen de alimentos sin aumentar el contenido calórico en la misma medida que los carbohidratos digeribles, proporcionando saciedad que puede reducir el apetito.
Atrae agua y forma un gel viscoso durante la digestión, lo que ralentiza el vaciado del estómago, acorta el tiempo de tránsito intestinal, protege los carbohidratos de las enzimas y retrasa la absorción de glucosa, lo que reduce la variación en los niveles de azúcar en la sangre
Reduce el colesterol total y LDL, lo que puede reducir el riesgo de enfermedad cardiovascular
Regula el azúcar en la sangre, lo que puede reducir los niveles de glucosa e insulina en pacientes diabéticos y puede reducir el riesgo de diabetes
Acelera el paso de los alimentos a través del sistema digestivo, lo que facilita la defecación regular
Agrega volumen a las heces, lo que alivia el estreñimiento
Equilibra el pH intestinal y estimula la producción de fermentación intestinal de ácidos grasos de cadena corta

La fibra no se une a los minerales y las vitaminas y, por lo tanto, no restringe su absorción, pero existe evidencia de que las fuentes de fibra fermentable mejoran la absorción de los minerales, especialmente el calcio.

Investigar

A partir de 2019, la investigación clínica preliminar sobre los posibles efectos en la salud de una dieta regular alta en fibra incluyó estudios sobre el riesgo de varios tipos de cáncer, enfermedades cardiovasculares y diabetes tipo II.

Un estudio de 2011 de 388 000 adultos de 50 a 71 años durante nueve años encontró que los mayores consumidores de fibra tenían un 22 % menos de probabilidades de morir durante este período. Además de un menor riesgo de muerte por enfermedad cardíaca, el consumo adecuado de alimentos que contienen fibra, especialmente granos, también se correlacionó con una menor incidencia de enfermedades infecciosas y respiratorias y, particularmente entre los hombres, un menor riesgo de muerte relacionada con el cáncer.

Un estudio de más de 88 000 mujeres no mostró una relación estadísticamente significativa entre un mayor consumo de fibra y menores tasas de cáncer colorrectal o adenomas. Un estudio de 2010 de 58,279 hombres no encontró relación entre la fibra dietética y el cáncer colorrectal.

Un estudio de 2022 durante 20 años de adultos japoneses de 40 a 64 años mostró una posible relación inversa entre la ingesta de fibra soluble y el riesgo de desarrollar demencia durante el envejecimiento.

Recomendaciones dietéticas

Unión Europea

Según el Panel sobre Nutrición, Nuevos Alimentos y Alérgenos Alimentarios (NDA) de la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA), que se ocupa del establecimiento de valores dietéticos de referencia para carbohidratos y fibra dietética, "basándose en la evidencia disponible sobre la función intestinal, el Panel considera que la ingesta de fibra dietética de 25 g por día es adecuada para la relajación normal en adultos".

Estados Unidos

Las recomendaciones actuales de la Academia Nacional de Medicina de los Estados Unidos (NAM) (anteriormente Instituto de Medicina) de la Academia Nacional de Ciencias establecen que para una ingesta adecuada, los hombres adultos de 19 a 50 años consumen 38 gramos de fibra dietética por día, los hombres de 51 años o más 30 gramos, mujeres de 19 a 50 años para consumir 25 gramos por día, mujeres de 51 años o más 21 gramos. Estos se basan en tres estudios que observaron que las personas en el quintil más alto de ingesta de fibra consumían una media de 14 gramos de fibra por cada 1000 calorías y tenían el riesgo más bajo de enfermedad coronaria, especialmente para aquellos que consumían más fibra de cereales.

La Academia de Nutrición y Dietética de los Estados Unidos (AND, anteriormente ADA) reitera las recomendaciones de la NAM. La recomendación de un equipo de investigación de 1995 para los niños es que la ingesta debe ser igual a la edad en años más 5 g/día (p. ej., un niño de 4 años debe consumir 9 g/día). La recomendación actual de la NAM para niños es de 19 g/día para edades de 1 a 3 años y de 25 g/día para edades de 4 a 8 años. Todavía no se han establecido pautas para personas mayores o muy enfermas. Los pacientes con estreñimiento, vómitos y dolor abdominal actual deben consultar a un médico. Ciertos agentes de carga no se recomiendan comúnmente con la prescripción de opioides porque el tiempo de tránsito lento mezclado con heces más grandes puede provocar estreñimiento severo, dolor u obstrucción.

En promedio, los norteamericanos consumen menos del 50 % de los niveles de fibra dietética recomendados para una buena salud. En las elecciones de alimentos preferidas por los jóvenes de hoy, este valor puede ser tan bajo como 20%, un factor que los expertos consideran que contribuye a los niveles de obesidad observados en muchos países desarrollados. Reconociendo la creciente evidencia científica de los beneficios fisiológicos de una mayor ingesta de fibra, las agencias reguladoras como la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) de los Estados Unidos han otorgado aprobaciones a los productos alimenticios que hacen declaraciones de propiedades saludables para la fibra. La FDA clasifica qué ingredientes califican como "fibra" y requiere que el etiquetado del producto muestre un beneficio fisiológico al agregar el ingrediente de fibra.A partir de 2008, la FDA aprobó declaraciones de propiedades saludables para productos de fibra calificados para mostrar en la etiqueta que el consumo regular puede reducir los niveles de colesterol en la sangre, lo que puede reducir el riesgo de enfermedad coronaria, y también reduce el riesgo de algunos tipos de cáncer.

Las fuentes de fibra viscosa que obtienen la aprobación de la FDA son:

• Cáscara de semilla de psyllium (7 gramos por día)
• Beta-glucano de salvado de avena, avena integral o copos de avena; o cebada integral o molida en seco (3 gramos por día)

Otros ejemplos de fuentes de fibra voluminizadoras utilizadas en alimentos funcionales y suplementos incluyen celulosa, goma guar y goma xantana. Otros ejemplos de fuentes de fibra fermentable (de alimentos vegetales o biotecnología) utilizadas en alimentos y suplementos funcionales incluyen almidón resistente, inulina, fructanos, fructooligosacáridos, oligosacáridos o polisacáridos y dextrinas resistentes, que pueden fermentarse parcial o totalmente.

El consumo constante de fibra fermentable puede reducir el riesgo de enfermedades crónicas. La fibra insuficiente en la dieta puede provocar estreñimiento.

Reino Unido

En 2018, la Fundación Británica de Nutrición emitió una declaración para definir la fibra dietética de manera más concisa y enumerar los posibles beneficios para la salud establecidos hasta la fecha, al tiempo que aumenta su ingesta mínima diaria recomendada a 30 gramos para adultos sanos. Declaración: 'Fibra dietética' se ha utilizado como un término colectivo para una mezcla compleja de sustancias con diferentes propiedades químicas y físicas que ejercen diferentes tipos de efectos fisiológicos.

El uso de ciertos métodos analíticos para cuantificar la fibra dietética por la naturaleza de su capacidad de indigestión da como resultado el aislamiento de muchos otros componentes no digeribles junto con los componentes de carbohidratos de la fibra dietética. Estos componentes incluyen almidones resistentes y oligosacáridos junto con otras sustancias que existen dentro de la estructura de la célula vegetal y contribuyen al material que pasa a través del tracto digestivo. Es probable que tales componentes tengan efectos fisiológicos.

Se puede considerar que las dietas naturalmente ricas en fibra provocan varias consecuencias fisiológicas principales:

• aumenta el volumen fecal y ayuda a prevenir el estreñimiento al disminuir el tiempo de tránsito fecal en el intestino grueso
• mejora la salud gastrointestinal
• mejora la tolerancia a la glucosa y la respuesta de la insulina después de una comida
• aumenta la fermentación colónica y la producción de ácidos grasos de cadena corta
• modula positivamente la microflora colónica
• reduce la hiperlipidemia, la hipertensión y otros factores de riesgo de enfermedades coronarias
• aumenta la saciedad y, por lo tanto, puede contribuir al control del peso

La fibra se define por su impacto fisiológico, con muchos tipos heterogéneos de fibras. Algunas fibras pueden afectar principalmente a uno de estos beneficios (es decir, la celulosa aumenta el volumen fecal y previene el estreñimiento), pero muchas fibras afectan a más de uno de estos beneficios (es decir, el almidón resistente aumenta el volumen, aumenta la fermentación colónica, modula positivamente la microflora colónica y aumenta la saciedad y sensibilidad a la insulina). Los efectos beneficiosos de las dietas ricas en fibra son la suma de los efectos de los diferentes tipos de fibra presentes en la dieta y también de otros componentes de dichas dietas.

La definición fisiológica de fibra permite el reconocimiento de carbohidratos no digeribles con estructuras y propiedades fisiológicas similares a las de las fibras dietéticas naturales.

Fermentación

La Asociación Estadounidense de Químicos de Cereales ha definido la fibra soluble de esta manera: "las partes comestibles de plantas o carbohidratos similares resistentes a la digestión y absorción en el intestino delgado humano con fermentación completa o parcial en el intestino grueso".

En esta definición, "partes comestibles de las plantas" indica que algunas partes de una planta que son agua (piel, pulpa, semillas, tallos, hojas, raíces) contienen fibra. Tanto las fuentes insolubles como las solubles se encuentran en esos componentes vegetales. "Carbohidratos" se refiere a carbohidratos complejos, como azúcares de cadena larga también llamados almidón, oligosacáridos o polisacáridos, que son fuentes de fibra fermentable soluble. "Resistente a la digestión y absorción en el intestino delgado humano" se refiere a los alimentos que proporcionan nutrientes que son digeridos por el ácido gástrico y las enzimas digestivas en el estómago y el intestino delgado, donde los nutrientes se liberan y luego se absorben a través de la pared intestinal para su transporte a través de la sangre. el cuerpo. Un alimento resistente a este proceso no se digiere, como lo son las fibras insolubles y solubles. Pasan al intestino grueso únicamente afectados por su absorción de agua (fibra insoluble) o disolución en agua (fibra soluble). "Fermentación completa o parcial en el intestino grueso" describe los procesos digestivos del intestino grueso, que comprende un segmento llamado colon dentro del cual se produce una absorción adicional de nutrientes a través del proceso de fermentación. La fermentación se produce por la acción de las bacterias colónicas sobre la masa alimenticia, produciendo gases y ácidos grasos de cadena corta. Son estos ácidos grasos de cadena corta (ácidos butírico, acético (etanoico), propiónico y valérico) los que la evidencia científica revela que tienen importantes propiedades para la salud. describe los procesos digestivos del intestino grueso, que comprende un segmento llamado colon dentro del cual se produce una absorción adicional de nutrientes a través del proceso de fermentación. La fermentación se produce por la acción de las bacterias colónicas sobre la masa alimenticia, produciendo gases y ácidos grasos de cadena corta. Son estos ácidos grasos de cadena corta (ácidos butírico, acético (etanoico), propiónico y valérico) los que la evidencia científica revela que tienen importantes propiedades para la salud. describe los procesos digestivos del intestino grueso, que comprende un segmento llamado colon dentro del cual se produce una absorción adicional de nutrientes a través del proceso de fermentación. La fermentación se produce por la acción de las bacterias colónicas sobre la masa alimenticia, produciendo gases y ácidos grasos de cadena corta. Son estos ácidos grasos de cadena corta (ácidos butírico, acético (etanoico), propiónico y valérico) los que la evidencia científica revela que tienen importantes propiedades para la salud.

Como ejemplo de fermentación, los carbohidratos de cadena más corta (un tipo de fibra que se encuentra en las legumbres) no se pueden digerir, pero se transforman a través de la fermentación en el colon en ácidos grasos de cadena corta y gases (que generalmente se expulsan como flatulencia).

Según un artículo de revista de 2002, los compuestos de fibra con fermentabilidad parcial o baja incluyen:

• celulosa, un polisacárido
• metilcelulosa
• hemicelulosa, un polisacárido
• lignanos, un grupo de fitoestrógenos
• ceras vegetales

Los compuestos de fibra con alta fermentabilidad incluyen:

• almidones resistentes
• beta-glucanos, un grupo de polisacáridos
• pectinas, un grupo de heteropolisacáridos
• gomas naturales, un grupo de polisacáridos
• inulinas, un grupo de polisacáridos
• oligosacáridos

Ácidos grasos de cadena corta

Cuando se fermenta la fibra fermentable, se producen ácidos grasos de cadena corta (AGCC). Los SCFA están involucrados en numerosos procesos fisiológicos que promueven la salud, que incluyen:

• estabilizar los niveles de glucosa en sangre al actuar sobre la liberación de insulina pancreática y el control hepático de la degradación del glucógeno
• estimular la expresión génica de los transportadores de glucosa en la mucosa intestinal, regulando la absorción de glucosa
• proporcionar nutrición a los colonocitos, particularmente por el butirato SCFA
• suprimir la síntesis de colesterol por parte del hígado y reducir los niveles sanguíneos de colesterol LDL y triglicéridos responsables de la aterosclerosis
• pH colónico más bajo (es decir, eleva el nivel de acidez en el colon), lo que protege el revestimiento de la formación de pólipos colónicos y aumenta la absorción de los minerales de la dieta
• estimular la producción de células T colaboradoras, anticuerpos, leucocitos, citocinas y mecanismos linfáticos que desempeñan funciones cruciales en la protección inmunitaria
• mejorar las propiedades de barrera de la capa mucosa del colon, inhibiendo los irritantes inflamatorios y de adhesión, contribuyendo a las funciones inmunitarias

Los SCFA que son absorbidos por la mucosa del colon pasan a través de la pared del colon hacia la circulación portal (que irriga al hígado) y el hígado los transporta al sistema circulatorio general.

En general, los SCFA afectan a los principales sistemas reguladores, como la glucosa en sangre y los niveles de lípidos, el entorno del colon y las funciones inmunitarias intestinales.

Los principales SCFA en humanos son butirato, propionato y acetato, donde el butirato es la principal fuente de energía para los colonocitos, el propionato está destinado a ser absorbido por el hígado y el acetato ingresa a la circulación periférica para ser metabolizado por los tejidos periféricos.

Declaraciones de propiedades saludables aprobadas por la FDA

La FDA de los Estados Unidos permite que los fabricantes de alimentos que contengan 1,7 g por porción de fibra soluble de cáscara de psyllium o 0,75 g de fibra soluble de avena o cebada como betaglucanos afirmen que el consumo regular puede reducir el riesgo de enfermedad cardíaca.

La plantilla de declaración de la FDA para hacer esta afirmación es:

La fibra soluble de alimentos como [nombre de la fuente de fibra soluble y, si se desea, nombre del producto alimenticio], como parte de una dieta baja en grasas saturadas y colesterol, puede reducir el riesgo de enfermedad cardíaca. Una porción de [nombre del producto alimenticio] proporciona __ gramos de [ingesta diaria necesaria en la dieta para el beneficio] fibra soluble de [nombre de la fuente de fibra soluble] necesaria por día para tener este efecto.

Las fuentes elegibles de fibra soluble que proporcionan beta-glucano incluyen:

• Salvado de avena
• Copos de avena
• harina de avena integral
• Avena
• Cebada integral y cebada molida en seco
• Fibra soluble de cáscara de psyllium con una pureza no inferior al 95 %

La etiqueta permitida puede indicar que las dietas bajas en grasas saturadas y colesterol y que incluyen fibra soluble de algunos de los alimentos anteriores "pueden" o "podrían" reducir el riesgo de enfermedad cardíaca.

Como se discutió en la regulación de la FDA 21 CFR 101.81, los niveles de ingesta dietética diaria de fibra soluble de las fuentes enumeradas anteriormente asociadas con un riesgo reducido de enfermedad coronaria son:

• 3 g o más por día de fibra soluble de beta-glucano de avena integral o cebada, o una combinación de avena integral y cebada
• 7 g o más por día de fibra soluble de cáscara de semilla de psyllium.

La fibra soluble del consumo de granos se incluye en otras declaraciones de propiedades saludables permitidas para reducir el riesgo de algunos tipos de cáncer y enfermedades cardíacas al consumir frutas y verduras (21 CFR 101.76, 101.77 y 101.78).

En diciembre de 2016, la FDA aprobó una afirmación de salud calificada de que consumir almidón resistente de maíz con alto contenido de amilosa puede reducir el riesgo de diabetes tipo 2 debido a su efecto de aumentar la sensibilidad a la insulina. La afirmación permitida especificaba: "El almidón resistente al maíz con alto contenido de amilosa puede reducir el riesgo de diabetes tipo 2. La FDA ha concluido que existe evidencia científica limitada para esta afirmación". En 2018, la FDA publicó una guía adicional sobre el etiquetado de fibra dietética aislada o sintética para aclarar cómo se deben clasificar los diferentes tipos de fibra dietética.