Algas de sushis só são digeridas por japoneses

Algas marinhas são plantas primitivas que diferem significativamente das plantas terrestres por vários motivos. Um deles é que todas (ou quase todas) as plantas terrestres apresentam lignina, um polímero tridimensional extremamente complexo, associada à celulose na parede das células vegetais. A lignina confere rigidez à parede celular das plantas terrestres, e forma boa parte da casca das árvores. Já as algas contém polissacarídeos complexos, em particular polissacarídeos sulfatados, que não estão presentes nas plantas superiores.

Os polissacarídeos das algas marinhas são de enorme importância econômica. A carragenana (ou carragenina), por exemplo, entra na composição de vários alimentos, como sorvetes, cerveja, patês, leite de soja, alimentos para animais de estimação, além de estar presente também em pastas de dentes e shampoos. Estes polissacarídeos são degradados por algumas espécies de bactérias marinhas heterotróficas, que produzem CAZimas (Carbohydrate Active Enzymes, CAZymes, enzimas que degradam carboidratos).

Algumas algas marinhas são atualmente muito consumidas em todo o mundo. Principalmente a alga nori (do gênero Porphyra), utilizada na preparação dos sushis. Outras algas marinhas que entram na alimentação dos japoneses são: a alga wakame (Undaria), que é utilizada principalmente na preparação de sopas; kombu (Laminaria japonica), uma alga bastante consistente, difícil de mastigar, que é utilizada na preparação de pratos como o feijão azuki, em sopas, ou seca como snack (salgadinho); e hiziki (Hijikia fusimorme), uma alga pequena, de sabor muito pronunciado, utilizada na preparação de saladas, ou de refogados com outros alimentos. Além dos japoneses em geral, as algas marinhas são muito utilizadas na dieta macrobiótica, introduzida no Brasil por Tomio Kikuchi há quase 50 anos. O consumo regular de algas na alimentação é extremamente benéfico para a saúde, já que elas contém uma enorme variedade de sais minerais, ausente na maioria dos alimentos de origem terrestre. Além disso, já foram isoladas substâncias químicas de algas que diminuem a pressão sanguínea. O consumo regular de algas é recomendado para melhorar a saúde da pele, do cabelo e das unhas.

Porém, o problema do consumo de algas é a digestão dos polissacarídeos sulfatados, já que estes polissacarídeos apresentam estruturas complexas e muito estáveis, devido à presença de grupos sulfato. Zobellia galactanivorans é uma bactéria marinha associada à alga vermelha Delesseria sanguinea (Rhodophyceae) que degrada ágar (outro polissacarídeo de algas) e carragenanas. O genoma de Z. galactanovirans foi seqüenciado e apresentou genes que codificam a síntese de cinco proteínas (Zg1017, Zg2600, Zg3376, Zg3628 e Zg3640) que são “parentes distantes” de outras enzimas, que também degradam ágar (ß-agarases) e carragenanas (ß-carragenases). Estas cinco proteínas são enzimas que apresentam o mesmo sítio ativo (o lugar da proteína responsável pela ação catalítica que a enzima exerce) de enzimas da família hidrolase glicosídica GH16.

De forma a caracterizar estas enzimas, pesquisadores da Université Pierre e Marie Curie (Paris, França) clonaram os genes extraídos de Z. galactanivorans em outra bactéria, Escherichia coli (o grande “curinga” da biologia molecular e da microbiologia). Após a clonagem e o crescimento de E. coli contendo os genes, os pesquisadores testaram a atividade hidrolítica de E. coli clonada em agarose e k-carragenana. Nada. Nenhuma atividade enzimática foi observada. Assim, extraíram outros polissacarídeos de outras algas, e utilizaram estes para testar as linhagens de E. coli clonadas. As linhagens de E. coli que produziram as enzimas Zg2600 e Zg1017 mostraram atividade hidrolítica sobre polissacarídeos de algas não-comerciais, e produziram o açúcar alfa-L-galactopiranose-6-sulfato. As enzimas Zg2600 e Zg1017 são, desta forma, as primeiras enzimas caracterizadas como ß-porphyranases (que degradam polissacarídeos de algas nori, Porphyra), e foram chamadas de PorA (Zg2600) e PorB (Zg1017).

Os autores do estudo conseguiram cristalizar e analisar as estruturas cristalinas destas duas proteínas utilizando análise por difração de raios-X.

Após caracterizar estas enzimas, os pesquisadores pesquisaram as estruturas destas ß-porphyranases em um banco de dados internacional de proteínas chamado GenBank. Observaram que as estruturas de PorA e PorB eram parecidas com estruturas de outras proteínas codificadas por genes presentes em bactérias marinhas, com uma exceção: a bactéria Bacteroides plebeius, originária do intestino humano. Apenas seis linhagens desta bactéria já foram isoladas, todas da microbiota (comunidade microbiana) de indivíduos japoneses. A bactéria B. plebeius contém um gene que codifica para a síntese da enzima ß-agarase, pertencente ao grupo das GH16. Porém, o genoma de 24 outras linhagens de Bacteroides diferentes não apresenta genes que codificam a síntese de ß-porphyranase ou de ß-agarase. Estes genes, que não codificam a síntese de enzimas do tipo GH16, foram caracterizados de Bacteroides isolados, na sua maioria, de indivíduos humanos ocidentais.

Ainda mais: genes que codificam a formação das enzimas PorA e PorB não foram encontrados em nenhuma linhagem bacteriana de origem terrestre. Logo, os autores verificaram que a presença destes genes, e, consequentemente, destas enzimas, está limitada a bactérias associadas a algas da costa do Japão (pois também não foram encontradas em bactérias oceânicas).

A próxima etapa foi analisar o metagenoma (genoma total) do intestino de 13 voluntários japoneses (me pergunto como isso foi feito… não está claro no artigo). Dentre estes, 7 apresentaram genes que codificam a síntese de porphyranases. Os autores também observaram a presença de tais genes em mãe e seu bebê já desmamado, fato que sugere a transmissão vertical (entre gerações) de Bacteroides plebeius. Por outro lado, a análise do metagenoma de 18 indivíduos norte americanos não indicou, em qualquer caso, a presença de genes que codificam a síntese de porphyranases ou agarases.

Ou seja, bactérias que produzem  enzimas que degradam polissacarídeos sulfatados são encontradas somente no intestino de japoneses, mas não de ocidentais. Levando-se em conta que tais enzimas estão ausentes no meio terrestre, presume-se que a aquisição de bactérias que digerem polissacarídeos de algas é relativamente recente dentre os humanos. Considerando-se que as algas marinhas já eram utilizadas como forma de pagamento de impostos no século XVIII, estas realmente devem ter sido utilizadas desde muito tempo no Japão para que ocorresse a aquisição de Bacteroides plebeius pelos japoneses. Além disso, a alga nori é a única fonte possível de polissacarídeos digeridos por estas enzimas. Ou seja, provavelmente estas bactérias devem ter sido adquiridas pelos japoneses através do consumo desta alga.

Então, você, ocidental, que gosta de comer sushi e outros pratos à base de algas, fique sabendo: você NÃO digere os polissacarídeos destas algas.

ResearchBlogging.orgHehemann, J., Correc, G., Barbeyron, T., Helbert, W., Czjzek, M., & Michel, G. (2010). Transfer of carbohydrate-active enzymes from marine bacteria to Japanese gut microbiota Nature, 464 (7290), 908-912 DOI: 10.1038/nature08937

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Discussão - 7 comentários

  1. Roberto disse:

    Aproveite para comer agora, pois em breve é melhor deixarmos de comer algas originárias do Japão.

  2. dessa disse:

    E agora com o vazamento da radioatividade no Japão como fica o nosso sushi de cada dia?

  3. Roberto disse:

    Caro Guilherme,
    Mantendo o nível estatológico da discussão, uma análise cuidadosa do material defecado poderia indicar se os polissacarídeos sulfatados permenecem intactos ou não após a ocorrência de casos deste tipo. Análises estatítisticas da ocorrência destes casos poderiam elucidar se esta é a razão do problema.
    Resta saber quem vai se dispor a investigar a fundo um problema, assim, tão “interessante”.

  4. Sei que isso vai ficar um tanto escatológico, mas será este o motivo de algumas pessoas reportarem gases e fezes muito escuras após consumirem grandes quantidades de sushi ou será por causa de algum dos outros componentes?

  5. Roberto disse:

    Acho que consequência nenhuma. Nunca ouvi falar de nenhum problema relacionado ao consumo das algas nori. Pelo que fica claro no artigo, para os ocidentais, do jeito que as algas “entram”, “saem”.

  6. Hide disse:

    A informação é no mínimo curiosa, mas qual é a conseqüência prática, ou seja, qual é o efeito ao nosso organismo por não conseguir digerir esse tais de polissacarídeos em quantidade normal de consumo de sushis ?

  7. glenn disse:

    interessante isso, falta fazer nos outros asiáticos do extremo leste pra ver se esses dados batem com a microbiota dessa gente, já que o japão não é o único país que consome tradicionalmente o nori (além de que os orientais daqueles lados são todos tão iguais…)
    uma informação curiosa que obti assistindo a uma aula da profa. fungyi, lá da botanica da usp: a produção de algas do japão é toda para exportação. a alga consumida no japão é proveniente da coréia do norte, o qual é de “melhor qualidade”, seja lá o que isso queira dizer, e que satisfaz o exigente mercado japonês.
    mas não me espantaria se apenas os japoneses apresentassem essa capacidade digestiva, já que eles são muuuito excêntricos…haha

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