Bactérias intestinais são o "jogador principal" no sucesso da perda de peso
Pesquisas recentes sugerem que a composição do microbioma intestinal pode prever a probabilidade de obesidade de um indivíduo.
- Um novo estudo relata que as diferenças no perfil funcional do microbioma intestinal também estão associadas à resposta do corpo às intervenções para perda de peso .
- O estudo descobriu que os genes do microbioma intestinal associados à replicação bacteriana e à quebra de carboidratos e proteínas previram a resposta à perda de peso .
- Essa pesquisa pode levar ao desenvolvimento de técnicas diagnósticas e tratamentos individualizados para pessoas que buscam perder peso .
O microbioma intestinal consiste em várias bactérias, fungos e outros microrganismos que residem no trato digestivo, com sua composição variando entre os indivíduos.
Alguns especialistas acreditam que o microbioma intestinal pode influenciar significativamente o bem-estar geral de um indivíduo, modulando o metabolismo, a função imunológica e a saúde mental.
Esses micróbios intestinais influenciam o metabolismo energético, regulando o metabolismo da glicose, o apetite e o armazenamento de gordura.
Consistente com o papel da microbiota intestinal no metabolismo energético, estudos em animais e humanos mostraram que mudanças na composição e função dos microrganismos intestinais estão associadas à obesidade e diabetes.
Além disso, estudos recentes sugerem que a composição do microbioma intestinal pode prever a resposta de um indivíduo às intervenções para perda de peso.
Pesquisadores do Institute for Systems Biology em Seattle investigaram recentemente como as diferenças na composição da microbiota intestinal podem influenciar a resposta do corpo às intervenções para perda de peso.
Os pesquisadores identificaram os genes mais abundantes na microbiota intestinal dos indivíduos antes de participarem de um programa de perda de peso.
Com base nas funções biológicas que esses genes desempenham, os pesquisadores foram capazes de inferir o perfil funcional de todo o microbioma intestinal.
Eles descobriram que o perfil funcional dos genes da microbiota intestinal no início do programa de perda de peso previa a capacidade de um indivíduo de perder peso.
Notavelmente, entre os indivíduos que perderam peso e aqueles resistentes à perda de peso, houve uma diferença na abundância de genes do microbioma que os cientistas sabem que influenciam o metabolismo humano.
Medical News Today falou com o Prof. Eran Elinav , que é um especialista em microbioma do Instituto Weizmann de Ciência e do Centro Nacional Alemão de Pesquisa do Câncer (DKFZ) e não esteve envolvido no estudo. Ele disse:
“Embora um papel causador para as características do microbioma intestinal tenha sido sugerido por uma série de testes pré-clínicos em modelos animais, os dados humanos permanecem associativos até o momento. O estudo atual de Diener et al. contribui para a nossa compreensão das contribuições do microbioma humano para as respostas dietéticas, identificando um conjunto de características básicas do microbioma que foram associadas à perda de peso alimentar em humanos. ”
O principal autor do estudo, Dr. Sean Gibbons , professor assistente do Instituto de Biologia de Sistemas, disse ao MNT que “este trabalho pode levar a diagnósticos para identificar indivíduos com probabilidade de responder a intervenções leves no estilo de vida ou aqueles que podem precisar de intervenções mais drásticas para perder peso . ”
“Além disso”, continuou o Dr. Gibbons, “esses resultados indicam os organismos e genes responsáveis pelo sucesso ou resistência à perda de peso, que podem orientar intervenções futuras destinadas a transformar microbiomas resistentes à perda de peso em microbiomas permissivos à perda de peso”.
O estudo foi publicado na revista mSystems .
No presente estudo, os pesquisadores analisaram dados de 105 indivíduos que se inscreveram em um programa comercial de bem-estar comportamental.
Os pesquisadores coletaram informações sobre os participantes, incluindo seu peso e índice de massa corporal (IMC) - um valor que usa altura e peso de uma pessoa para estimar sua gordura corporal. Eles também analisaram amostras de sangue da linha de base e de 6 a 12 meses após o início do programa.
Os pesquisadores também coletaram informações dietéticas e amostras de fezes no início do programa de bem-estar.
Eles usaram as amostras de sangue para avaliar os níveis de vários metabólitos e proteínas e usaram as amostras de fezes para determinar a composição e função da microbiota intestinal.
Os pesquisadores também avaliaram as diferenças na função da microbiota intestinal usando a análise metagenômica. Em vez de caracterizar o genoma de espécies individuais de microrganismos, uma análise metagenômica envolve a identificação de genes que são mais abundantes em toda a comunidade de microrganismos que constituem a microbiota intestinal.
A identificação dos genes mais abundantes pode ajudar a prever a função de todo o microbioma intestinal.
Entre os 105 participantes, 48 indivíduos perderam pelo menos 1% do peso por mês, enquanto os 57 restantes não perderam nenhum peso.
Os pesquisadores identificaram os 15 indivíduos que perderam a maior quantidade de peso e as 10 pessoas no grupo sem perda de peso que apresentaram a alteração menos significativa em seu peso.
Eles então determinaram a composição e função do microbioma intestinal usando amostras desse subgrupo de 25 indivíduos. Eles usaram amostras de todos os 105 indivíduos para examinar a associação entre a perda de peso e certas variáveis, como padrões dietéticos e metabólitos e proteínas do sangue.
Ao examinar os dados de todos os participantes, os pesquisadores descobriram que os indivíduos com um IMC mais alto no início perderam mais peso.
A associação entre alto IMC e perda de peso é bem conhecida, e os pesquisadores queriam determinar os fatores que previam a perda de peso independente do IMC. A razão para isso é que o IMC inicial pode distorcer ou mascarar a associação potencial entre a perda de peso e outros fatores basais.
Portanto, os pesquisadores conduziram suas análises subsequentes após controlar o efeito do IMC.
Mudanças nos marcadores metabólicos do sangue
Usando as amostras de sangue que coletaram antes e depois da intervenção para perda de peso, os pesquisadores compararam as mudanças nos níveis de marcadores metabólicos nos grupos com e sem perda de peso.
Eles descobriram que o grupo de perda de peso, em comparação com o grupo de peso estável, mostrou um aumento nos níveis de adiponectina.
A emissão de gordura secreta o hormônio adiponectina, e um aumento nos níveis dessa proteína está associado à perda de peso.
O grupo de perda de peso também exibiu uma diminuição no nível de seis proteínas, que os cientistas mostraram anteriormente estar associadas a inflamação, obesidade e outros distúrbios metabólicos.
Assim, a perda de peso foi associada a uma melhora nos perfis metabólico e imunológico dos indivíduos.
Associação entre perda de peso e características basais
Os pesquisadores então analisaram a associação entre a perda de peso e vários recursos medidos no início do estudo, depois de controlar o IMC inicial, idade e sexo.
Essas características básicas incluíam padrões dietéticos, níveis de proteínas e metabólitos no sangue e composição e função do microbioma intestinal.
Os pesquisadores descobriram que a extensão da perda de peso não estava correlacionada com os padrões dietéticos básicos ou os níveis de metabólitos no sangue. Os níveis de apenas uma proteína associada à obesidade no sangue, o ligante KIT, foram positivamente associados à resistência à perda de peso.
Em contraste, uma série de características de linha de base foram associadas ao IMC inicial dos participantes.
Embora os pesquisadores não tenham encontrado nenhuma associação entre a composição do microbioma e a perda de peso, os níveis de 31 genes do microbioma foram associados à perda de peso.
Em outras palavras, o perfil do gene do microbioma foi um melhor preditor de perda de peso do que os padrões dietéticos básicos ou os níveis de metabólitos e proteínas no sangue. No geral, o autor principal Christian Diener, Ph.D., conclui:
“O microbioma intestinal é um jogador importante na modulação do sucesso ou não de uma intervenção para perda de peso”.
Genes funcionais de microbiota
A classe de genes do microbioma mais abundante no grupo de perda de peso foi aquela associada à síntese da parede celular bacteriana.
O aumento da síntese das paredes celulares ocorre durante a replicação bacteriana. Os pesquisadores descobriram que as taxas de replicação bacteriana eram de fato maiores no grupo com perda de peso do que no grupo sem perda de peso.
Além disso, bactérias pertencentes ao gênero Prevotella foram responsáveis em grande parte pelo aumento da taxa de replicação no grupo de perda de peso.
Notavelmente, pesquisa anterior demonstrou que indivíduos com níveis mais elevados de Prevotella no intestino têm maior probabilidade de perder peso com uma dieta rica em fibras. Níveis mais altos de Prevotella no intestino estão associados a níveis aumentados de degradação de carboidratos complexos por fermentação, resultando na produção de ácidos graxos de cadeia curta.
Esses ácidos graxos de cadeia curta são menos densos em energia do que os carboidratos consumidos e podem reduzir a inflamação. Isso é especialmente notável, pois os especialistas acreditam que a obesidade é provavelmente associado com inflamação crônica de baixo grau.
Em contraste, os genes do microbioma associados à quebra de carboidratos e proteínas complexos e aqueles envolvidos na resposta ao estresse e respiração celular foram enriquecidos em indivíduos resistentes à perda de peso.
Para ser mais preciso, os genes enriquecidos no grupo sem perda de peso incluíram aqueles que codificam enzimas que degradam carboidratos complexos em açúcares simples.
Ao mesmo tempo, os níveis mais baixos de bactérias com capacidade de transformar esses açúcares simples em produtos da fermentação em indivíduos resistentes à perda de peso podem resultar em maior absorção de açúcares simples pelo hospedeiro, ou seja, o corpo humano.
Assim, os autores levantam a hipótese de que as taxas de replicação mais baixas de bactérias envolvidas na fermentação e os altos níveis de enzimas que degradam carboidratos podem ser responsáveis pela falta de resposta às intervenções para perda de peso.
“Microbiomas que eram permissivos à perda de peso foram preparados para o rápido crescimento de fermentadores estritamente anaeróbicos, enquanto os microbiomas resistentes à perda de peso mostraram enriquecimento em genes que degradam o amido, combinado com um crescimento mais lento”, explicou o Dr. Gibbons. Ele continuou:
“No geral, isso sugere que a resistência à perda de peso é impulsionada pelo hospedeiro que supera a competição da microbiota pelos açúcares simples clivados das fibras / amidos dietéticos. O hospedeiro absorve esses açúcares se o microbioma não estiver crescendo rapidamente para consumi-los. Assim, o microbioma parece modular a eficiência pela qual o hospedeiro extrai calorias da dieta. ”
Descrevendo os pontos fortes do estudo, o Dr. Gibbons disse ao MNT : “Trabalhos anteriores geralmente combinam IMC e perda de peso. Esses fatores são altamente correlacionados porque as pessoas com IMC mais elevados tendem a perder mais peso em resposta a uma intervenção. ”
“Este é um grande problema porque muitos fatores fenotípicos estão correlacionados com o IMC, mesmo que eles possam não ser relevantes para as respostas de perda de peso. Portanto, corrigimos o IMC basal ao procurar associações com a perda de peso. Os resultados relatados aqui são recursos associados à perda de peso que são totalmente independentes do IMC basal. ”
Os autores reconheceram que o estudo tinha certas limitações. Eles observaram que “[o] estudo atual apenas analisou os padrões dietéticos de base e não rastreou registros dietéticos detalhados ao longo de toda a duração deste estudo de intervenção personalizado.”
Eles esperam que estudos futuros “capturem esses dados dietéticos longitudinais, a fim de melhor delinear entre a influência da variação dietética e os microbiomas intestinais da linha de base na previsão das respostas à perda de peso”.
O Dr. Gibbons também observou, “o tamanho de nossa coorte é bastante modesto, e esses resultados devem ser considerados bastante preliminares”.
Para abordar o pequeno tamanho da amostra no presente estudo, os autores pretendem replicar a pesquisa com grupos maiores de participantes.
Discutindo as direções de pesquisas futuras, o Dr. Gibbons disse: “Em última análise, esperamos desenvolver diagnósticos e intervenções personalizadas que ajudem as pessoas a perder peso. Intervenções personalizadas exigirão modelos preditivos de como o microbioma de um indivíduo responde aos insumos dietéticos. ”
“No momento, estamos construindo esses modelos - por exemplo, recentemente construímos um modelo metabólico do microbioma intestinal em escala comunitária que pode ser personalizado para um indivíduo, chamado MICOM .”