Exercício, microbiota intestinal e diabetes tipo 2 (Ex-GM-T2D)

O diabetes tipo 2 é uma epidemia metabólica global e uma grande ameaça à saúde global. Em 2021, 537 milhões de adultos com idades entre 20 e 79 anos em todo o mundo tinham diabetes. O DM2 está relacionado a complicações de saúde microvasculares e macrovasculares potencialmente fatais que contribuem tremendamente para o fardo da mortalidade e incapacidade em todo o mundo. DM2 é definido por hiperglicemia em jejum, que é em grande parte secundária à ação inadequada da insulina. O DM2 geralmente é precedido por um estado de hiperglicemia intermediária ou Pré-D, que é caracterizado por glicemia de jejum prejudicada (IFG), tolerância à glicose diminuída (IGT), ou ambos, e aumenta muito o risco de DM2. No DM2, embora os níveis de insulina sejam normais ou elevados, tecidos como fígado, músculo esquelético e tecido adiposo tornam-se resistentes à insulina, resultando em níveis elevados de glicose no sangue. O DM2 está associado a uma resposta inflamatória sistêmica que parece ser um fator de risco independente para o desenvolvimento do DM2. Além disso, indivíduos com DM2 tendem a ter um ambiente interno mais oxidativo do que indivíduos saudáveis. Descobriu-se que o estresse oxidativo induzido pela hiperglicemia afeta a cascata de sinalização da insulina e diminui a transcrição do gene GLUT4 e também altera a atividade mitocondrial. A fisiopatologia do DM2 também tem sido associada à composição do GM. Sugere-se que a disbiose do GM tenha um papel central na patogênese da resistência à insulina e do DM2 através de vários mecanismos.

O importante papel do exercício regular para a prevenção e tratamento do DM2 foi estabelecido. A maioria dos benefícios do exercício no manejo e prevenção do DM2 são obtidos através das adaptações do músculo esquelético que, por sua vez, induzem melhorias agudas e crônicas na ação da insulina. O exercício também exerce efeitos antiinflamatórios. Evidências emergentes sugerem que o exercício também pode afetar favoravelmente o DM2, melhorando a composição dos GM. O efeito mais promissor do exercício regular é a alteração dos OGM no sentido de uma composição microbiana mais saudável, produzindo um OGM mais diversificado, diminuindo as comunidades bacterianas patogénicas e aumentando as bactérias produtoras de SCFAs. No entanto, o impacto do exercício na estrutura e função GM de indivíduos com DM2 é pouco compreendido, uma vez que existe apenas um número limitado de estudos nesta área, até agora.

De acordo com uma análise de poder preliminar (um erro de probabilidade de 0,05 e um poder estatístico de 80%), um tamanho de amostra de 8 a 10 participantes/grupo foi considerado apropriado para detectar alterações estatisticamente significativas entre os ensaios. Assim, ≥60 indivíduos de meia idade serão avaliados quanto à elegibilidade para participar do estudo. O estudo será conduzido em um desenho paralelo, randomizado e controlado. Os participantes serão informados principalmente dos procedimentos do estudo, bem como dos benefícios e possíveis riscos, e também assinarão um termo de consentimento livre e esclarecido para participação no estudo. Todos os indivíduos elegíveis fornecerão amostras de sangue para determinação de glicemia de jejum, hemoglobina glicosilada (HbA1c) e insulina plasmática de jejum, e farão um teste oral de tolerância à glicose (TOTG) para determinar seu perfil glicêmico, de acordo com o qual, serão caracterizados como indivíduos com tolerância normal à glicose (NGT), ou indivíduos com pré-diabetes (pré-D), ou indivíduos com diabetes tipo 2 (DT2). Os níveis de atividade física também serão avaliados por meio do Questionário Internacional de Atividade Física (IPAQ). Posteriormente, os participantes de cada estágio de tolerância à glicose serão designados aleatoriamente para 12 semanas de exercícios aeróbicos e de resistência combinados regulares de acordo com as diretrizes para indivíduos pré-D e DM2, ou permanecerão sedentários por 12 semanas. Assim, seis grupos de intervenção serão os seguintes: i) grupo NGT (NGTG), indivíduos NGT - sem exercício, ii) grupo exercício NGT (NGTG+Ex), indivíduos NGT que participarão de treinamento e destreinamento, iii) pré-D grupo (pré-GD), indivíduos pré-D - sem exercício, iv) grupo de exercício pré-D (Pré-GD+Ex), indivíduos pré-D que participarão de treinamento e destreinamento, v) grupo T2D (T2DG), Indivíduos com DM2 - sem exercício, e vi) grupo de exercícios com DM2 (T2DG+Ex), indivíduos com DM2 que participarão de treinamento e destreinamento. A randomização das condições será feita por um software gerador de números inteiros aleatórios disponível na internet (Random.org).

As medições de linha de base serão realizadas no Laboratório de Bioquímica, Fisiologia e Nutrição do Exercício (SmArT Lab), Departamento de Educação Física e Esportes, Universidade de Tessália: medidas fisiológicas (frequência cardíaca em repouso, pressão arterial sistólica e diastólica em repouso, taxa metabólica em repouso) , características antropométricas (altura corporal, massa corporal, índice de massa corporal), composição corporal (quantidade de gordura corporal, massa corporal magra, massa gorda, densidade óssea), desempenho muscular [capacidade aeróbica (VO2máx), força isocinética de membros inferiores ( torque isométrico, concêntrico e excêntrico dos extensores e flexores do joelho), força de preensão manual, potência muscular (salto com contramovimento)]. Além disso, os participantes fornecerão fezes para determinação da composição GM e metabólitos GM [ácidos graxos de cadeia curta (AGCCs)], bem como amostras de sangue para determinação de hemograma completo (CBC), inflamação sistêmica [fator de necrose tumoral alfa ( TNF-α), interleucina 6 (IL-6), proteína C reativa (PCR), zonulina, proteína de ligação a lipopolissacarídeos (LBP)], status redox do sangue [capacidade antioxidante total (TAC), catalase (CAT), proteínas carbonilas (PC), glutationa reduzida (GSH), glutationa oxidada (GSSG), relação GSH/GSSG, malondialdeído (MDA), ácido úrico, bilirrubina] e perfil lipídico [colesterol total (CHO-T), lipoproteína de baixa densidade (LDL) , lipoproteína de alta densidade (HDL), triglicerídeos (TG)]. Além disso, os participantes registrarão sua dieta por meio de um recordatório de 7 dias antes de sua participação na primeira condição experimental, e os dados dietéticos serão analisados. Todas as medições acima serão repetidas após as 12 semanas de intervenção com exercícios, bem como após as 4 semanas do período de destreinamento. Os participantes que serão alocados no exercício regular, exceto o VO2máx, serão submetidos ainda à estimativa da força máxima dos principais grupos musculares para determinação da intensidade do programa de exercícios de cada participante; a capacidade aeróbica e a determinação da força muscular também serão repetidas após quatro semanas de exercício regular para os ajustes de intensidade necessários do programa de exercícios.