Efeitos do jejum intermitente e exercício físico sobre a modulação da microbiota intestinal, a composição corporal e o processo inflamatório na obesidade

Abstract

Introdução: A obesidade é uma condição fisiopatológica crônica que avança progressivamente de forma acelerada. Apesar de grandes esforços, o tratamento da obesidade ainda é um campo obscuro e os impactos dessa doença sobre a perspectiva clínica e de saúde pública são emergenciais. Estudos tem demonstrado um papel fundamental da microbiota intestinal na patogênese da obesidade e discutem os impactos da dieta e do exercício físico sobre o perfil do microbioma. No entanto, os mecanismos envolvidos nesses processos, referente a estratégias como o jejum intermitente (JI) associado ao treinamento físico (HIIT), ainda não foram explorados. Acredita-se que o jejum intermitente aliado ao exercício físico possam promover um remodelamento da composição e função da microbiota e que a presente investigação possa culminar em maiores esclarecimentos clínicos sobre o uso dessas estratégias para mitigar o dismetabolismo da obesidade mediado pela microbiota.Objetivo: Investigar se o jejum intermitente associado ou não ao treinamento físico de alta intensidade promoverá alterações na composição e função da microbiota intestinal em mulheres com obesidade. Métodos: Participaram do estudo 36 mulheres com obesidade, sedentárias e sem comorbidades, com idade entre 18 a 40 anos e que aleatoriamente foram distribuídas em 3 grupos: 1) grupo jejum intermitente associado ao exercício físico (IF+EX, n = 15); 2) grupo exercício físico (EX, n = 11); e 3) grupo jejum intermitente (IF, n = 10). Todas as voluntárias realizaram as coletas e avaliações pré e pós intervenção, sendo antropometria, consumo alimentar, calorimetria indireta para avaliar o gasto energético de repouso (GER), composição corporal por BodPod®, coleta de sangue para análises bioquímicas e inflamatórias (Multiplex), coleta de fezes para as análises de sequenciamento do gene 16S rRNA da microbiota intestinal e das concentrações fecais de ácidos graxos de cadeia curta (AGCC) e testes físicos (Shuttle Walking Test, repetição múltipla e de força funcional) para os grupos com exercício físico. Os resultados foram expressos em média ± desvio padrão e aplicada a ANOVA two way medida repetida modelo misto para constatar as diferenças estatísticas (p<0,05), além das análises de bioinformática e correlações de Sperman. Resultados: Houve redução de medidas antropométricas e na gordura corporal e ganho de massa livre de gordura somente nos grupos IF+EX e EX. Estes também apresentaram melhora na capacidade aeróbia e de força muscular, sem mudanças nos parâmetros inflamatórios em todos os grupos. O GER reduziu no grupo IF. O exercício elevou as concentrações fecais de acetato, porém não houve mudanças na composição e perfil funcional da microbiota, mas esta se correlacionou com AGCC, biomarcadores metabólicos e inflamatórios. Conclusões: Diferenças sutis foram observadas nos parâmetros metabólicos somente nos grupos que realizaram o exercício físico, sendo que o JI isolado não exibiu resultados promissores. As intervenções não alteraram a composição da microbiota intestinal, mas o exercício pode exercer um papel modulador sobre a produção de acetato. O IF+EX não acarretou em mudanças substanciais na microbiota, porém, avaliar essas intervenções por um período mais longo pode contribuir para esclarecimentos adicionais.

Obesity is a chronic pathophysiological condition that progressively advances at an accelerated rate. Despite great efforts, the treatment of obesity is still an obscure field and the impacts of this disease on the clinical and public health perspective are urgent. Studies have demonstrated a fundamental role of the gut microbiota in the pathogenesis of obesity and discuss the impacts of diet and physical exercise on the microbiome profile. However, the mechanisms involved in these processes, referring to strategies such as intermittent fasting (IF) associated with physical training (HIIT), have not yet been explored. It is believed that intermittent fasting combined with physical exercise can promote a remodeling of the composition and function of the microbiota and that the present investigation may culminate in greater clinical clarification on the use of these strategies to mitigate the dysmetabolism of obesity mediated by the microbiota. Objective: Investigate whether or not intermittent fasting associated or not with high intensity physical training will promote changes in the composition and function of the intestinal microbiota in women with obesity. Methods: Thirty-six obese, sedentary women with no comorbidities, aged between 18 and 40 years, participated in the study and were randomly assigned to 3 groups: 1) intermittent fasting group associated with physical exercise (IF+EX, n = 15); 2) physical exercise group (EX, n = 11); and 3) intermittent fasting group (IF, n = 10). All volunteers performed pre and post-intervention collections and assessments, including anthropometry, food consumption, indirect calorimetry to assess resting energy expenditure (REE), body composition by BodPod®, blood collection for biochemical and inflammatory analyzes (Multiplex), stool collection for the sequencing analysis of the 16S rRNA gene of the intestinal microbiota and the faecal concentrations of short-chain fatty acids (SCFA) and physical tests (Shuttle Walking Test, multiple repetition and functional strength) for the groups with physical exercise. Results were expressed as mean ± standard deviation and two-way repeated measure ANOVA mixed model was applied to verify statistical differences (p<0.05), in addition to bioinformatics analysis and Sperman correlations. Results: There was a reduction in anthropometric measurements and in body fat and a gain in fat free mass only in the IF+EX and EX groups. These also showed improvement in aerobic capacity and muscle strength, with no changes in inflammatory parameters in all groups. The REE reduced in the IF group. Exercise increased fecal acetate concentrations, but there were no changes in the composition and functional profile of the microbiota, but this was correlated with SCFA, metabolic and inflammatory biomarkers. Conclusions: Subtle differences were observed in metabolic parameters only in groups that performed physical exercise, and IF alone did not show promising results. The interventions did not change the composition of the gut microbiota, but exercise may exert a modulating role on acetate production. IF+EX did not lead to substantial changes in the microbiota, however, evaluating these interventions over a longer period may contribute to further clarification.