O impacto do exercício na cognição dependente do hipocampo e na microbiota intestinal (NeuroFit)

Principal questão de pesquisa: O exercício tem impacto na cognição global, na função de memória dependente do hipocampo e na microbiota intestinal em uma população humana de meia-idade?

A meia-idade é um momento crítico para mudanças cognitivas/de humor e precede a demência prodrômica, que é mediada por mudanças na neuroplasticidade e microbiota intestinal alterada. Este período da vida também está associado ao ganho de peso, declínio do metabolismo e aptidão física. No entanto, não está claro se as alterações cognitivas e de humor podem ser melhoradas em resposta ao exercício e ao papel da microbiota intestinal.

O hipocampo desempenha um papel na cognição e no humor e é vulnerável a alterações metabólicas e mediadas pelo intestino. É capaz de gerar novos neurônios a partir de células-tronco neurais ao longo da vida. Este é um processo modificável de neuroplasticidade chamado neurogênese do hipocampo adulto (AHN), que diminui com a idade no cérebro humano e de roedores. O exercício é um intensificador robusto de AHN e atenua os déficits no cérebro envelhecido. Estudos com roedores mostraram que o AHN está por trás dos efeitos antidepressivos e de certas formas de memória. Em particular, a separação de padrões, a capacidade de discriminar entre experiências ou ambientes semelhantes. Uma capacidade reduzida de separar padrões é evidente em indivíduos mais velhos e é um sintoma precoce no comprometimento cognitivo leve, que pode se apresentar na meia-idade. Além disso, a separação de padrões mostrou-se prejudicada e o AHN diminuiu em ratos de meia-idade em comparação com ratos jovens. A separação de padrões também foi implicada como criticamente sensível ao exercício. No entanto, o potencial do exercício para prevenir/reverter um déficit na AHN e a separação do padrão na meia-idade ainda não foi investigado. Uma grande lacuna no conhecimento é a identificação dos mecanismos subjacentes ao comprometimento cognitivo na meia-idade e como fatores moduladores, como o exercício, podem atenuá-los.

Os pesquisadores propõem que a composição da microbiota intestinal e seus metabólitos na meia-idade podem prever AHN reduzido e separação de padrões, que podem ser resgatados/melhorados pelo exercício e, portanto, um alvo mecanicista chave para investigação. Em apoio, o envelhecimento está associado a um declínio na função gastrointestinal e a uma mudança na composição da microbiota. A meia-idade é particularmente vulnerável a alterações na composição e metabólitos da microbiota intestinal, juntamente com a neuroinflamação em camundongos, e esses efeitos são modificados em resposta à suplementação prebiótica. Uma microbiota intestinal alterada está associada ao baixo humor/comportamento depressivo por meio de alterações metabólicas, e camundongos livres de germes exibem um aumento aberrante da neurogênese. Além disso, dados preliminares mostram que a depleção da microbiota intestinal (induzida pela administração de antibióticos a longo prazo) leva a uma diminuição na separação do padrão e AHN, embora em ratos adultos jovens.

Evidências acumuladas sugerem que o exercício pode alterar a composição microbiana intestinal e os metabólitos séricos. Curiosamente, humanos e ratos apresentam a mesma assinatura metabólica no plasma após o exercício. Além disso, os efeitos do exercício nos perfis metabólicos são transmissíveis via transplante de microbiota fecal (FMT). Considerando que a microbiota intestinal (i) é sensível ao exercício e à idade, (ii) regula o AHN e (iii) está envolvida na separação de padrões e humor, os pesquisadores propõem que a comunicação microbioma intestinal-AHN é importante na manutenção da integridade do hipocampo e na capacidade cognitiva função durante a meia-idade.

Objetivo O objetivo geral do estudo NeuroFit é desenvolver e testar o impacto de uma intervenção de exercícios em grupo para identificar microbiota intestinal específica e assinaturas metabólicas que podem influenciar alterações cognitivas e de humor em adultos de meia-idade.

Hipótese A redução do padrão de separação na meia-idade pode ser resgatada/melhorada pelo exercício acompanhado por mudanças na microbiota intestinal e metabólitos relacionados.

Objetivos O estudo NeuroFit tem 3 objetivos principais.

1. Determinar o impacto de uma intervenção de exercícios de 12 semanas (30 minutos, 3 dias por semana) em comparação com um grupo de controle (comportamento habitual contínuo) em participantes saudáveis ​​de meia-idade na cognição e humor.
2. Identifique a microbiota intestinal específica e as assinaturas metabólicas na meia-idade que respondem ao exercício e predizem alterações cognitivas e de humor em um estudo controlado randomizado.
3. Avaliar o impacto do exercício nos sintomas neuropsiquiátricos, BDNF sérico, ingestão alimentar, qualidade de vida, atividade física habitual, aptidão cardiorrespiratória, antropometria e saúde cardiometabólica na cognição e humor.