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La FD ejerce su influencia a lo largo de todo el tracto gastrointestinal, desde la ingestión hasta la excreción. El incremento de la masticación producida por la fibra, facilita el flujo de jugo gástrico, lo que unido al aumento en la secreción de saliva y a la hidratación de la FD produce aumento de volumen, que acelera y mantiene por más tiempo la sensación de saciedad. Sobre la saciedad influye también la velocidad de vaciado gástrico. Los polisacáridos que producen geles y que incrementan la viscosidad del contenido estomacal retrasan el vaciado. La FD favorece el tránsito del alimento a través del intestino delgado, existiendo una relación directa entre el contenido de FD en la dieta y la velocidad a la cual los nutrientes transitan a lo largo del tracto gastrointestinal. Sin embargo, es en el colon donde ejerce la FD sus efectos más importantes: diluir el contenido intestinal, ser sustrato para la flora bacteriana, captar agua y fijación de cationes.

Se ha indicado que algunos componentes de la FD promueven cambios en la mucosa intestinal, porque estimulan la proliferación celular, pero la importancia de este efecto varía mucho dependiendo del tipo de fibra estudiada. Se asume ampliamente que la fermentación por la microflora colónica de los polisacáridos no absorbidos juega un importante papel en la modulación del recambio celular intestinal. Cuando algún hidrato de carbono escapa de la digestión intestinal, es atacado por las bacterias del colon, produciéndose principalmente ácidos grasos de cadena corta (acético, propiónico y butírico) y otros gases (dióxido de carbono, hidrógeno y metano). El acético es el único de estos ácidos que alcanza la circulación sistémica y puede utilizarse como fuente de energía y en la formación de grasa; el ácido propiónico, se metaboliza en el hígado, es el único que origina glucosa de todos ellos y puede influenciar algunas facetas del metabolismo hepático, como la síntesis de colesterol, mientras que el butírico, es la mejor fuente de energía para la células de la pared del colon, se utiliza a este nivel y muy poco alcanza al hígado. Una dieta exenta de fibra mantiene un patrón inmaduro de estas células intestinales.

En relación al tiempo que la masa fecal se almacena en el colon, existe una relación inversa entre su volumen y el tiempo que este material es retenido por el intestino grueso. Probablemente, esto sea debido a que la elevada masa fecal provoca la estimulación de la motilidad del colon. Es importante señalar que no todas las fracciones de la FD tienen un efecto similar sobre el hábito intestinal, e incluso el tamaño de partícula de la misma, influye en el tiempo de tránsito y en el peso de las heces. El colon humano contiene una abundante población de bacterias, principalmente anaerobias y sacarolíticas, con un peso de unos 170 g y pertenecientes a unas 400 especies diferentes, que actúan fermentando diferentes sustratos: la FD, los almidones resistentes, oligosacáridos no absorbidos y moco procedente de la secreción intestinal. La capacidad de retención de agua de las heces está inversamente relacionada con la fermentación en el colon. A menor digestibilidad y fermentabilidad, se produce una mayor retención de agua y un mayor volumen y peso de las heces. Debemos tener en cuenta que la fracción indigestible de la fibra representa, en sujetos con una ingesta adecuada de FD, la mayor parte del peso fecal y que las bacterias, representan sólo una pequeña parte de los sólidos en las heces. Por tanto, a mayor fermentación de la fibra, menor volumen fecal. La fracción insoluble, cuyo componente mayoritario es la celulosa, es la responsable principal del peso fecal, es poco fermentable y aparece el 60% o más de la consumida en las heces. En este sentido, los animales que consumen dietas con productos ricos en fibra insoluble presentan un mayor volumen fecal que los alimentados con productos ricos en fibra soluble.

En relación a la influencia sobre la absorción de nutrientes, en el caso de la proteína parece ser algo menor cuando se aumenta la fibra en la dieta. Algunos autores han encontrado un ligero aumento en el nitrógeno fecal con dietas ricas en fibra. No obstante, dado que en los países industrializados el consumo de proteína está por encima del recomendado y que la acción de la fibra sobre la proteína es, en general, pequeña, el aumento de la ingesta de fibra, no supondría un problema nutricional para la población adulta.

También la fibra puede disminuir la utilización nutritiva de diversos minerales, particularmente metales divalentes (calcio, hierro, cobre, etc.), debido a una interacción en la absorción intestinal. En los casos en que exista una ingesta mineral baja junto con un consumo excesivo de fibra podrán aparecer deficiencias, pero éstas no se producirán si la dieta es adecuada.