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Científicos de la ASU descubrieron que las personas cuya microbiota intestinal produce más metano extraen más calorías de los alimentos ricos en fibra. Los metanógenos ayudan a la microbiota a convertir la fibra en energía consumiendo hidrógeno y produciendo metano. Mediante cámaras metabólicas avanzadas, los investigadores midieron la interacción entre la dieta y la química intestinal, demostrando que el metano podría indicar una digestión eficiente. Este trabajo podría conducir a dietas personalizadas basadas en la microbiota individual.

En lo profundo del intestino habita un vibrante mundo de microbios, cada uno con un papel fundamental en la digestión de los alimentos. Entre ellos se encuentra un microbio inusual que produce metano, un gas más comúnmente asociado con las vacas y los vertederos que con los seres humanos. Según una nueva investigación de la Universidad Estatal de Arizona (ASU), este microorganismo productor de metano podría influir en la cantidad de calorías que el cuerpo extrae de los alimentos. El conjunto de microorganismos que habitan en el tracto digestivo se conoce como microbioma intestinal. Si bien todos tenemos uno, el microbioma de algunas personas produce grandes cantidades de metano, mientras que el de otras produce muy poco.

Microbios y la energía oculta en la fibra

El estudio reveló que las personas cuya microbiota genera más metano tienden a extraer más energía de los alimentos ricos en fibra. Esto podría explicar por qué una misma comida puede aportar diferentes cantidades de calorías a distintas personas una vez que llega al colon. Los investigadores destacaron que los alimentos ricos en fibra siguen siendo beneficiosos. En general, las personas absorben más calorías de una dieta occidental típica rica en alimentos procesados, independientemente de los niveles de metano. Aun así, la absorción de calorías en una dieta rica en fibra varía según la cantidad de metano que produce el intestino de cada persona. Estos hallazgos sugieren que el metano intestinal podría convertirse en un factor clave en la nutrición personalizada: un futuro donde las dietas se adapten a la actividad microbiana única del sistema digestivo de cada persona.

«Esta diferencia tiene importantes implicaciones para las intervenciones dietéticas. Demuestra que personas con la misma dieta pueden responder de manera diferente. Esto se debe, en parte, a la composición de su microbioma intestinal», afirma Blake Dirks, autor principal del estudio e investigador graduado del Centro de Biodiseño para la Salud a través de los Microbiomas. Dirks también es estudiante de doctorado en la Facultad de Ciencias de la Vida de la ASU.

Conozca a los productores de metano

Publicado en The ISME Journal, el estudio identifica a los actores clave: los microbios productores de metano conocidos como metanógenos. Estos microorganismos parecen estar relacionados con una digestión más eficiente y una mayor absorción de energía. Una función principal del microbioma es descomponer los alimentos que el cuerpo no puede digerir por sí solo. Los microbios fermentan la fibra y la convierten en ácidos grasos de cadena corta (AGCC), que proporcionan una valiosa fuente de energía. Durante este proceso, se libera hidrógeno. Un exceso de hidrógeno puede ralentizar la fermentación, pero otros microbios lo previenen consumiendo hidrógeno, manteniendo así el equilibrio químico digestivo. Los metanógenos son los consumidores de hidrógeno. Al alimentarse de hidrógeno, liberan metano como subproducto. Son los únicos microorganismos del intestino humano que producen este gas.

«El cuerpo humano en sí no produce metano, solo lo hacen los microbios. Por lo tanto, sugerimos que puede ser un biomarcador que indique una producción microbiana eficiente de ácidos grasos de cadena corta», dice Rosy Krajmalnik-Brown, autora correspondiente del estudio y directora del Centro de Biodiseño para la Salud a través de los Microbiomas.

Cómo los microbios pueden influir en el metabolismo

Los investigadores de la ASU descubrieron que las interacciones entre estos microbios pueden afectar directamente el metabolismo. Los participantes que producían más metano también presentaban niveles más altos de ácidos grasos de cadena corta, lo que indica que se generaba y absorbía más energía en el intestino. Para evaluar estos efectos, cada participante siguió dos dietas diferentes. Una incluía alimentos altamente procesados ​​y bajos en fibra, mientras que la otra priorizaba los alimentos integrales y la fibra. Ambas dietas contenían proporciones iguales de carbohidratos, proteínas y grasas.

La investigación se llevó a cabo en colaboración con el Instituto de Investigación Traslacional de AdventHealth, que facilitó el acceso a una instalación especializada. Cada participante pasó seis días en una habitación sellada, similar a una de hotel, llamada calorímetro de habitación completa. Este entorno permitió a los investigadores medir con precisión el metabolismo y la producción de metano. A diferencia de los métodos tradicionales que se basan en una sola prueba de aliento, este sistema captura continuamente el metano liberado tanto a través del aliento como de otras emisiones, lo que proporciona una visión más precisa de la actividad microbiana. «Este trabajo destaca la importancia de la colaboración entre científicos clínicos-traslacionales y ecólogos microbianos. La combinación de mediciones precisas del balance energético a través de calorimetría de cámara completa con la experiencia en ecología microbiana de ASU hizo posibles innovaciones clave», afirma Karen D. Corbin, coautora e investigadora asociada del instituto.

Seguimiento de la energía y la actividad microbiana

Los datos recogidos de muestras de sangre y heces revelaron cuánta energía absorbían los participantes de sus alimentos y la actividad de su microbiota intestinal. Posteriormente, los investigadores compararon a las personas con alta producción de metano con aquellas con niveles más bajos. Casi todos los participantes absorbieron menos calorías con la dieta rica en fibra en comparación con la dieta de alimentos procesados. Sin embargo, aquellos con mayor producción de metano absorbieron más calorías de los alimentos ricos en fibra que aquellos con menor producción de metano en su organismo.

Un paso hacia la salud personalizada

Los hallazgos sientan bases importantes para futuros estudios y aplicaciones médicas. Esta investigación sienta las bases para futuros estudios y tratamientos médicos. «Los participantes en nuestro estudio gozaban de una salud relativamente buena. Creo que sería interesante analizar cómo responden otras poblaciones a este tipo de dietas: personas con obesidad, diabetes u otros problemas de salud», afirma Dirks. Aunque el estudio no tenía como objetivo inducir la pérdida de peso, algunos participantes sí perdieron una pequeña cantidad al seguir la dieta rica en fibra. Investigaciones futuras podrían explorar cómo influyen los metanógenos en los esfuerzos por perder peso o en programas nutricionales especializados. «Se puede apreciar la importancia de la personalización del microbioma», afirma Krajmalnik-Brown. «En concreto, la dieta que diseñamos con tanto cuidado para potenciar el microbioma en este experimento tuvo efectos diferentes en cada persona, en parte porque el microbioma de algunas personas producía más metano que el de otras».

Fuente: Arizona State University

Referencia: Dirks B, Davis TL, Carnero EA, et al. Methanogenesis associated with altered microbial production of short-chain fatty acids and human-host metabolizable energy. ISME J. 2025 Jan 2;19(1):wraf103.