Papel dos micróbios gastrointestinais na digestão de amido resistente e disponibilidade de triptofano para humanos

Atualmente, existe uma lacuna crítica no conhecimento de como as comunidades bacterianas intestinais alteram os substratos metabólicos disponíveis para o hospedeiro, influenciando assim os níveis de neurotransmissores do sistema nervoso central e entérico (SNC/ENS) envolvidos na regulação do consumo de carboidratos em humanos. Compreender essas relações é essencial para desenvolver estratégias para melhorar o controle da glicose no sangue e reduzir o risco de transição de pré-diabetes para diabetes tipo 2 (DM2). O objetivo de longo prazo dos pesquisadores é determinar os fundamentos biológicos dos comportamentos que afetam a ingestão de alimentos e o controle da glicose no sangue que contribuem para o desenvolvimento do DM2. O objetivo desta proposta, que é um próximo passo essencial para atingir os objetivos de longo prazo dos pesquisadores, é determinar como as populações bacterianas no sistema digestivo afetam os níveis circulantes de triptofano (TRP) e grandes aminoácidos neutros (LNAA) que regulam a produção de monoamina 5-hidroxitriptamina (5-HT, serotonina) no SNE e no sistema gastrointestinal e no cérebro. A hipótese central é que uma proporção reduzida de bactérias produtoras de TRP (TRPp) para bactérias consumidoras de TRP (TRPc) (diminuição da proporção TRPp:TRPc) no intestino diminuirá a disponibilidade de TRP após uma refeição com carboidratos, diminuindo a proporção plasmática de TRP:LNAA e resultando em menos TRP para produção de ENS/CNS de 5HT. Além disso, as intervenções dietéticas que promovem a abundância bacteriana de TRPp no intestino aumentarão a disponibilidade de TRP para o hospedeiro. Os investigadores testarão a hipótese central e, assim, atingirão o objetivo geral deste projeto, perseguindo os seguintes objetivos específicos: 1) Avaliar o impacto da microbiota divergente na razão plasmática TRP:LNAA em resposta ao consumo agudo de carboidratos e 2) Avaliar o impacto da suplementação dietética com amido resistente (RS) na microbiota intestinal e na relação TRP:LNAA circulante. Durante o Objetivo 1, amostras de fezes serão coletadas de participantes saudáveis. Os participantes serão estratificados com base na proporção de TRPp:TRPc do intestino e a resposta a uma refeição aguda será avaliada pela determinação das proporções plasmáticas de TRP:LNAA. Durante o Objetivo 2, a capacidade de 4 semanas de suplementação pré-biótica de RS (amido de batata) para aumentar a proporção bacteriana TRPp:TRPc no intestino será determinada a partir de amostras de fezes. Além disso, a relação plasmática TRP:LNAA após o consumo agudo de carboidratos antes e após a suplementação será determinada. A contribuição científica será determinar o impacto do RS na abundância de bactérias TRPp e TRPc no intestino e como as populações bacterianas afetam os níveis circulantes de TRP:LNAA, que podem afetar a produção de ENS e CNS 5HT em humanos. Essa contribuição será significativa porque terá implicações translacionais diretas para doenças humanas com sinalização 5HT alterada.