Treinamento de exercícios aeróbicos e microbioma intestinal

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Jun 11, 2024

Treinamento de exercícios aeróbicos e microbioma intestinal

Relatórios Científicos volume 13, Artigo número: 11228 (2023) Citar este artigo 3330 Acessos 1 Citações 10 Detalhes das Métricas Altmétricas A atividade física é essencial no controle de peso, melhora

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 11228 (2023) Citar este artigo

3330 Acessos

1 Citações

10 Altmétrico

Detalhes das métricas

A atividade física é essencial no controle do peso, melhora a saúde geral e mitiga os marcadores de risco relacionados à obesidade. Além de induzir alterações no metabolismo sistêmico, o exercício habitual pode melhorar a diversidade microbiana do intestino e aumentar a abundância de táxons benéficos de forma correlacionada. Como há uma falta de estudos ômicos integrativos sobre o exercício e as populações com sobrepeso, estudamos os metabolomas e a microbiota intestinal associados ao exercício programado em indivíduos obesos. Medimos os metabólitos séricos e fecais de 17 mulheres adultas com sobrepeso durante um programa de exercícios de resistência de 6 semanas. Além disso, integramos os metabólitos responsivos ao exercício com variações no microbioma intestinal e nos parâmetros cardiorrespiratórios. Encontramos clara correlação com vários metabólitos séricos e fecais, e vias metabólicas, durante o período de exercício em comparação ao período controle, indicando aumento da oxidação lipídica e do estresse oxidativo. Especialmente, o exercício causou aumento concomitante nos níveis de porções de lisofosfatidilcolina sérica e glicerofosfocolina fecal. Esta assinatura foi associada a várias vias do metagenoma microbiano e à abundância de Akkermansia. O estudo demonstra que, na ausência de alterações na composição corporal, o exercício aeróbico pode induzir alterações metabólicas que fornecem substratos para a microbiota intestinal benéfica em indivíduos com excesso de peso.

A atividade física nas suas diversas formas é essencial no controle do peso. O exercício habitual pode melhorar a saúde geral e mitigar marcadores de risco relacionados à obesidade, como resistência à insulina, inflamação e dislipidemia1. Mesmo na ausência de perda de peso correspondente, a atividade física pode reduzir o risco de doenças e melhorar a aptidão geral2. As alterações no balanço energético e no metabolismo sistêmico que ocorrem em resposta ao exercício agudo estão bem caracterizadas e documentadas3, 4. No entanto, no âmbito da saúde pública e da medicina esportiva, a atividade física de longa duração e o estilo de vida ativo são frequentemente de grande interesse, e os seus efeitos no bem-estar e nos factores de risco necessitam de mais esclarecimentos1, 5. Contextos experimentais bem conduzidos podem elucidar os mecanismos fisiológicos por detrás dos benefícios para a saúde induzidos pelo exercício, mas são necessários mais estudos6.

Uma sessão aguda de exercício não afeta apenas o metabolismo sistêmico, mas também pode induzir alterações transitórias na composição e no metabolismo do microbioma intestinal7. Mais importante ainda, o aumento da actividade física habitual pode traduzir-se numa maior diversidade microbiana e alavancar taxas benéficas para a saúde. Consequentemente, uma melhor aptidão cardiorrespiratória está frequentemente associada a uma maior diversidade microbiana e também à abundância de certos táxons microbianos responsivos ao exercício8,9,10. O microbioma intestinal contribui para a saúde e a doença ao produzir compostos bioativos, como ácidos graxos de cadeia curta, óxido de trimetilamina e derivados de aminoácidos11. Esses micróbios também utilizam muitos compostos endógenos, como ácidos biliares, aminoácidos e lactato11. Estudos recentes em ratos também indicaram vias específicas através das quais os metabolitos derivados do microbioma afetam a motivação para o exercício12.

A metabolômica não direcionada, às vezes também chamada de metabolômica global13 ou impressão digital metabólica14, visa caracterizar grandes proporções de compostos de baixo peso molecular, ou metabólitos, em uma matriz de amostra de maneira livre de hipóteses. Como evidenciado pelo crescente número de estudos e novas iniciativas científicas13, 15, 16, esta abordagem é um método poderoso para explorar os efeitos da actividade física num sistema biológico. O metaboloma de uma determinada matriz biológica é a função de seus genes, transcritos, proteínas e perturbações externas; no entanto, o impacto do microbioma é frequentemente ignorado em estudos metabolómicos. Isto é particularmente verdadeiro para o metaboloma fecal, que retrata de perto as funções do nosso microbioma intestinal17. Estudos que utilizam métodos metabolômicos de alta cobertura e alta sensibilidade na ciência do exercício são bastante escassos13, 15, 16 e, até onde sabemos, não existem estudos multiômicos experimentais em indivíduos com excesso de peso.

 0.2 or VIP-value > 1.0. The cross-validation presented values of R2 = 0.975 and Q2 = 0.637, and the robustness of this model was measured by 100 permutations tests with p < 0.01. Within metabolic pathways, assessed using the enrichment analysis in Metaboanalyst, caffeine metabolism, lysine degradation, glycolysis, pyruvate metabolism, and propanoate metabolism were significantly enriched, but only caffeine metabolism remained statistically significant after multiple tests correction (Fig. 2b). The disease signatures were also assessed using the enrichment analysis. Interestingly, metabolites affected by exercise were enriched due to alterations in lactate, alanine and purines, and the signature for asthma was found enriched due to alterations in coffee-derived xanthines. However, the disease signatures were not significant after correction for multiple testing (Supplementary Fig. S4)./p> 0.2 or VIP-values > 1.0, and the model was reassessed using only these metabolites. The cross-validation for the reduced model presented values of R2 = 0.918 and Q2 = 0.497, and the robustness of this model was measured by 100 permutations tests with p < 0.01. The most enriched pathways in the fecal metabolomes were glycerophospholipid, ether lipid, and taurine metabolic pathways (Fig. 3b). No pathways remained significant after correction for multiple tests. In disease signatures, no significant enrichments were found (Supplementary Fig. S4)./p> 27.5 kg/m2. Exclusion criteria were antibiotic treatment within 2 months, major inflammatory gastrointestinal disorders, major eating disorders, diagnosed type 1 or 2 diabetes mellitus, cardiovascular diseases other than hypertension, hypothyroidism or other endocrine disease that may affect training or the study outcomes, and musculoskeletal diseases that could preclude the ability to perform training and testing. Twenty female participants were initially enrolled into the study with 17 completing the exercise program and sampling (Table 3). The study was conducted in accordance with the Helsinki Declaration and approved by the ethical committee of the Central Finland Health Care district (KSSHP) (KSSHP document number 2U/2015). A written informed consent was obtained from all study participants before the study./p>