Explorando a relação entre o microbioma intestinal, os níveis de aptidão física e as respostas metabólicas ao exercício (EXOMIC)

Microbiota intestinal são todos os microorganismos, incluindo bactérias, archaea e eucariotos microscópicos que vivem no trato digestivo de humanos ou mamíferos. Todos esses microrganismos vivem em homeostase no trato gastrointestinal e fornecem uma variedade de benefícios ao sistema imunológico do hospedeiro e ao metabolismo energético em um estado chamado eubiose. Ao contrário, um estado de disbiose ocorre quando a diversidade de bactérias comensais é reduzida, especialmente em algumas doenças crônicas, incluindo obesidade, câncer ou doenças gastrointestinais. Durante a última década, estudos substanciais destacaram que existe uma ligação entre a composição da microbiota intestinal e o desempenho esportivo. A equipe de pesquisa identificou especialmente uma ligação direta entre a microbiota intestinal e o músculo esquelético, um órgão chave no desempenho esportivo (Nay et al. 2019). Usando modelos de roedores, eles observaram que 1) o desempenho de resistência foi reduzido em camundongos para os quais o microbioma intestinal foi destruído experimentalmente (Nay et al. 2019) e 2) a redução do desempenho de resistência foi devido a níveis mais baixos de glicogênio muscular, um substrato de energia chave para a resistência muscular.

Pesquisas complementares foram realizadas em humanos para caracterizar o impacto da atividade física na composição e função da microbiota intestinal. Um estudo realizado em uma grande coorte americana de 1.500 indivíduos destacou que a diversidade da microbiota intestinal era muito mais importante em indivíduos que realizavam atividade física regular (3-5 vezes/semana ou mais) em comparação com pessoas fisicamente inativas. Os poucos estudos realizados em atletas de alto nível estão de acordo com esses resultados. De fato, foi demonstrado que os jogadores internacionais de rúgbi irlandeses exibiram uma clara maior diversidade microbiana do que as populações inativas e sedentárias, associada a uma maior produção de ácidos graxos de cadeia curta (SCFA), alguns dos principais substratos energéticos produzidos por bactérias comensais (Clarke et al. 2014 ; Barton et al. 2018). Por outro lado, quando as pessoas estão completamente descondicionadas fisicamente, como astronautas sob microgravidade ou pacientes acamados, ocorre uma modificação clara da composição da microbiota intestinal no trato gastrointestinal (Voorhies e al. 2019). Tais diferenças entre atletas de alto nível, inativos ou extremamente inativos não podem ser explicadas apenas pelo estilo de vida, principalmente pela alimentação. De fato, estudos longitudinais mostraram claramente que um período de treinamento de várias semanas pode aumentar a diversidade microbiana intestinal em humanos, sugerindo uma maior capacidade da microbiota intestinal de extrair energia dos alimentos, especialmente das fibras dietéticas (Allen et al. 2018). Todos juntos, esses dados suportam que a microbiota intestinal pode se adaptar às necessidades energéticas do corpo, muito mais altas em atletas de alto nível ou consideravelmente mais baixas em indivíduos extremamente inativos (por exemplo, astronautas ou pacientes acamados). Esses dados também sugerem que a microbiota intestinal pode informar pontualmente sobre o estado metabólico do corpo de um indivíduo.

Neste contexto, este estudo clínico visa caracterizar o metagenoma bacteriano da microbiota intestinal de populações localizadas em um continuum de pessoas sedentárias a atletas de alto nível com alta (i.e. jogadores de futebol), mesmo necessidades energéticas muito elevadas (ou seja, ciclistas). A finalidade deste projeto é assim determinar se existe algum perfil bacteriano que permita caracterizar, até mesmo prever, o metabolismo energético de um atleta e assim a probabilidade de ter bom desempenho em competição.

Para isso, avaliaremos as respostas metabólicas ao exercício de diferentes populações atléticas (i.e. ciclistas de elite e jogadores de futebol) e não-ativos de populações moderadamente ativas. Todos os voluntários (n=50) irão realizar 3 visitas no laboratório M2S: 1) uma visita de inclusão incluindo medidas antropométricas, inquéritos dietéticos e de atividade física, após a qual o voluntário sairá do laboratório com um kit Nahibu permitindo-nos enviar um amostra fecal nos próximos 7 dias, 2) uma segunda visita para realizar o teste de ciclismo incremental, 3) uma última visita para realizar medidas metabólicas em jejum em exercícios basais e submáximos. Os parâmetros metabólicos medidos durante esses testes (por exemplo, VO2max, potência nos limiares aeróbicos e anaeróbicos, carboidratos máximos e oxidação lipídica) serão então relacionados com os dados metagenômicos shotgun obtidos em amostras fecais.