Rolul fibrelor în organismul uman

Fibrele alimentare sunt o categorie de carbohidrați proveniți din alimentele de origine vegetală: fructe, legume, cereale integrale. Acești carbohidrați nu pot fi atacați și digerați de enzimele din tubul digestiv. Ele ajută la stimularea digestiei, reducerea nivelului de colesterol în sânge prevenirea cancerului de colon și controlarea glicemiei. Fibrele alimentare sunt pe post de balast, care se elimină odată cu celelalte reziduuri rezultate din procesul de digestie și de fermentație intestinală.

Termenul „fibre alimentare” a fost folosit pentru prima oară de nutriționistul E. H. Hipsley, în anul 1953.

CLASIFICAREA FIBRELOR

Clasificarea fibrelor este făcută din mai multe puncte de vedere, dar cea mai răspândită este clasificarea chimică, putându-se diferenția:

• celuloza

• hemiceluloze

• pectine

• hixoglucani

• lignine

Din punct de vedere al solubilității, se diferențiază:

a) fibre insolubile în acizi și baze (celuloza, lignina și hemocelulozele) ce reprezintă 50% din fibrele vegetale, fiind denumite și fibre brute

b) fibre solubile (pectinele, gumele, mucilagiile, unele hemiceluloze)

În celula vegetală polizaharidele structurale sunt strâns asociate. La fibrele de celuloză, legate prin legături de hidrogen se asociază lanțuri de xiloglucani prin legături similare. Pectinele se leagă, la rândul lor, covalent de lanțurile de xiloglucani, prin intermediul unui rest galactan și de resturile de aminoacizi ale proteinelor peretelui printr-un arabanogalactan, de asemenea, prin legături covalente. Proteinele care conțin hidroxilprolina se asociază cu oligoarabinozele. În ansamblu, peretele celular vegetal apare ca o macromoleculă care conține o rețea de componente menținute structurat prin legături de hidrogen și legături covalente.

Celuloza formează masa principală a pereților celulari ai plantelor, fiind formată din resturi de celobioză polimerizate, cu greutate moleculară cuprinsa între 300 000-500 000. Molecula de celuloză se grupează în micele datorită legăturilor de hidrogen, prin unirea a aproximativ 60 molecule.

Fibra de celuloză este constituită din macromolecule filiforme de dimensiuni diferite legate covalent care pot atinge grade de polimerizare foarte mari ce determină caaracterul fibros al celulozei și rezistența caracteristică la acțiunea acizilor, alcaliilor și a enzimelor.

Hemicelulozele sunt polizaharide mai puțin complexe și un grad mai scăzut de polimerizare. Prin hidroliză cu acizi diluați pun în libertate pentoze (arabinoza, xiloză) și hexoze (manoză, galactoză), acizi glucuronic și galacturonic, fiind considerate asociații de pentozani și hexozani cu acizii uronici. În peretele celular se află în stare amorfă sau paracristalină înconjurând microfibrele de celuloză.

Xiloglucanii au o compoziție mai complexă fiind constituiți din celobioză polimerizată de care se atașează unități de D-xiloză iar la acestea reziduul de L-frucoză și D-galactoză.

Pectinele sunt polimeri ai acidului galacturonic legat 1,4, parțial metoxilați. Ele se găsesc atât în peretele celular, având rolul de a cementa pereții celulari, cât și sub formă solubilă în spațiile intercelulare.

Lignina este un polimer ramificat, alcătuit din unități de fenil-propan, cu greutate moleculară cuprinsă între 1 000-4 500, care se leagă parțial de componenții polizaharidici ai peretelui celular.

PROPRIETĂȚILE FIBRELOR ALIMENTARE

Fibrele alimentare se caracterizează printr-o serie de proprietăți interesante care justifică importanța lor metabolică și necesitatea includerii în rația zilnică.

Absorbția și legarea apei. Printre proprietățile funcționale ale fibrelor se menționează capacitatea mare de absorbție și legare a apei, proprietate care determină, în mare măsură, efectele lor fiziologice. Datorită higroscopicității lor, hemicelulozele, pectinele, mucilagiile și celuloza au capacitatea de a absorbi apa, în unele cazuri formând adevărate geluri cu rol umectant, emolient și lubrifiant asupra bolului fecal. Datorită acestei proprietăți, fibrele alimentare absorb din intestin odată cu apa și substanțe nocive exo- și endogene, pe care le elimină odată cu fecalele. Printre substanțele nocive eliminate de fibre se numără și produșii de degradare ai acizilor biliari care sunt suspectați de a exercita efecte nocive, fiind considerați chiar precursori cancerigeni. Fibrele vegetale leagă sărurile biliare și le fac indispensabile pentru absorbția intestinală, iar prin marea capacitate de absorbție a apei ele exercită un efect detergent puternic și o acțiune salutară în nutriție, în general.

Capacitatea de hidratare a fibrelor este diferită, în funcție de produsul vegetal folosit. Astfel, capacitatea de legare a apei, raportată la 100g material, este de 447g pentru tărâța de grâu, 312g mango, 208g la morcovi, 177g la mere, 168g varză, 165g făină de ovăz, 68g banane și conopidă, 41g cartofi. Capacitatea de hidratare a tărâței este ingluențată de gradul de mărunțire putând varia între 600 și 310, acțiunea maximă exercitând-o particulele de aproximativ 1 mm.

Lignina, prezintă, de asemenea, capacitatea de absorbție a acizilor biliari și a produselor de degradare. Procesul depinde de pH-ul mediului find mai puternic în mediul acid și mai redus în mediul alcalin.

Absorbția, ca proces de suprafață, este dependentă de gradul de modificare a fibrelor, în funcție de procesele enzimatice care au loc. Aceste modificări depind atât de natura fibrelor, cât și de activitatea enzimatică a microflorei.

Digestibilitatea. Digestibilitatea fibrelor alimentare variază în limite largi fiind neînsemnată pentru sursele din cereale, 24% pentru fibrele din portocale, 42% pentru varză și 57% pentru mere. Cercetările efectuate cu fibrele purificate au demonstrat că se pot hidroliza maximum 79-90% heliceluloze și 45-46 din celuloză. Pectina este complet transformată, în timp ce lignina trece total prin fecale. După unii cercetători, nici celuloza nu poate fi transformată, acest proces fiind dependent, în cea mai mare măsură, de gradul de complexitate al macromoleculei polizaharidului și de microflora intestinală.

Microflora din colon are un rol determinant asupra digestibilității fibrelor alimentare, constatându-se o creștere a cantității de acizi grași volatili, metan și dioxid de carbon odată cu suplimentarea rației în fibre. Bacteriile izolate din fecalele umane au capacitatea de a hidroliza polizaharidele, inclusiv celuloza și hemicelulozele. În urma digerării fibrelor la nivelul colonului și ileusului terminal, acizii grașiformați: acetic, butiric, propionic care sunt izolați la pH-ul colonului în proporție de 99%, au o liposolubilitate slabă din cauză că nu se absorb și acționează prin efect osmotic, contribuind astefel la creșterea masei fecalelor.