De maneira geral, fermentação é o processo metabólico em que um composto é convertido em outro pela ação enzimática de um organismo vivo. Existem muitos tipos de fermentação, que são classificadas de acordo com o produto final desse processo. Quando pensamos em fermentação na indústria de alimentos, geralmente estamos nos referindo à fermentação alcoólica e à fermentação láctica, que são realizadas por microrganismos, gerando produtos que nos são úteis. Nesses casos, a fermentação é a transformação de açúcares em ácidos, álcoois e gases, o que ocorre na ausência de oxigênio.
Em células que fazem fermentação, o primeiro passo na obtenção de energia é a glicólise, ou seja, a quebra da glicose em piruvato, produzindo energia na forma de duas moléculas de ATP. Para que a glicólise ocorra, a célula precisa da ajuda de uma coenzima chamada dinucleotídeo de nicotinamida e adenina (NAD), que existe em duas formas, o NAD+ (oxidada) e NADH (reduzida). Durante a glicólise, a forma oxidada NAD+ recebe dois elétrons e um próton de hidrogênio, sendo convertida em NADH. Mas para que a glicólise continue funcionando e gerando energia para a célula, o NADH precisa se desfazer dos elétrons e do próton que recebeu e ser reciclado de volta a NAD+. A estratégia que a célula usa para reciclar o NADH é que vai determinar se a fermentação é do tipo alcoólica ou láctica. Se o NADH se desfaz dos seus elétrons extras transferindo para o piruvato, o produto final é o lactato e a fermentação é do tipo láctica. Já na fermentação alcoólica, o piruvato é transformado primeiro em acetaldeído pela remoção de um grupamento carboxil (que é liberado na forma de gás carbônico). Esse acetaldeído, por sua vez, recebe os elétrons do NADH, sendo transformado em etanol.
Os dois tipos de fermentação são explorados na indústria de alimentos para transformar açucares em outros produtos mais valiosos. A fermentação alcoólica é responsável pela produção de cerveja e vinho; já a fermentação láctica, por iogurte, picles e chucrute, entre outros. Esses processos são feitos por microrganismos, como leveduras e bactérias que são inofensivas para a nossa saúde.
Sim! É incrível imaginar que os microrganismos que vivem no nosso intestino podem afetar o nosso humor ou a nossa resposta a situações de estresse, mas pesquisas recentes realmente mostram que isso é realidade. Existe uma conexão entre a nossa microbiota intestinal e o nosso sistema nervoso central chamada “eixo microbiota-intestino-cérebro”. As vias de comunicação entre a microbiota e o cérebro ainda não estão completamente elucidadas, mas sabemos que podem acontecer através de sinalização direta pelo nervo vago, através de hormônios, moléculas do sistema imunológico e por metabólitos microbianos, como os ácidos graxos de cadeia curta.
Desde o início dos anos 2000, estudos em animais de laboratório têm sido uma importante fonte de conhecimento sobre o funcionamento do “eixo microbiota-intestino-cérebro”. Alguns estudos feitos com animais desprovidos de microbiota (os germ-free, ou livre de germes) observaram uma resposta exagerada do eixo hipótalamo-pituitária-adrenal ao estresse nesses animais, mas que poderia ser revertida pela colonização com uma espécie de bifidobacteria. Outros autores usaram antibióticos para causar perturbações na microbiota intestinal e a transferência de microbiota entre animais, para demonstrar os efeitos na resposta ao estresse. Essas alterações na microbiota são acompanhadas de mudanças na expressão de proteínas no sistema nervoso, como o fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF, na abreviação em inglês), e hormônios como a vasopressina e a oxitocina.
Estudos em humanos são mais escassos e menos conclusivos, porém já se acumulam evidências clínicas antidepressivas e ansiolíticas associadas a tratamentos que visam a alterar a composição da microbiota intestinal. Um exemplo interessante vem da Universidade de Harvard, nos Estados Unidos, onde pesquisadores relataram que atletas de elite que se mantinham calmos e controlados durante competições esportivas estressantes compartilhavam características comuns da microbiota intestinal. Essa via de comunicação é de mão dupla, e estresse e alterações no nosso humor também têm um efeito na composição da nossa microbiota intestinal. Recentemente foi relatado que quando alguém está sob estresse, as comunidades da microbiota intestinal passam por um processo de desequilíbrio chamado disbiose, e se comportam de maneiras imprevisíveis.
Por fim, muitos cientistas estão investigando como alterar a nossa microbiota para tratar problemas como depressão, estresse e ansiedade. Alguns estudos já descreveram que bactérias probióticas do gênero Lactobacillus têm potencial ansiolítico em humanos. Essas bactérias seriam uma nova classe de probióticos conhecida como psicobióticos. Apesar de empolgante, ainda falta muito para descobrirmos os mecanismos por trás da comunicação entre a microbiota e o cérebro. De forma que um iogurte com efeitos calmantes não deve ser encontrado nos mercados por algum tempo.
Leandro Lobo
Instituto de Microbiologia Paulo de Góes
Universidade Federal do Rio de Janeiro
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