Efeito da modulação da microbiota na função muscular e cognição

A média de idade da população está aumentando em todo o mundo, resultando em uma maior prevalência de condições relacionadas à idade, como perda de peso muscular e declínio cognitivo. O exercício físico pode desacelerar essas doenças, no entanto, muitos idosos enfrentam dificuldades em adotar uma rotina de atividade física.

A perda de massa muscular esquelética é comum com o avanço da idade e pode evoluir para sarcopenia. A ingestão de proteínas é essencial para a saúde muscular, mas diversos fatores, como isolamento social, disfagia e esvaziamento gástrico mais lento, podem reduzir o seu consumo em idosos. Além disso, estudos indicaram que esse grupo apresenta resistência anabólica, uma resposta reduzida à síntese de proteínas musculares em comparação com adultos.

Pesquisas sugeriram que a microbiota intestinal pode ser importante tanto para a função cognitiva quanto para a função física em idosos. Com o envelhecimento, a sua resiliência é reduzida, tornando-se mais suscetível a doenças, medicamentos e mudanças no estilo de vida, o que leva a uma diminuição na diversidade de espécies e a uma maior variabilidade entre indivíduos. Estudos de transplante fecal em animais demonstraram que as mudanças na composição corporal do receptor refletem o fenótipo do doador, destacando a influência da microbiota nos fenótipos metabólicos. Vários mecanismos foram propostos para a resistência anabólica, e acredita-se que a microbiota intestinal desempenhe um papel em muitos deles, incluindo a digestão e absorção de proteínas, a função da barreira intestinal e a inflamação.

Os prebióticos são componentes alimentares utilizados seletivamente pela microbiota intestinal para melhorar a saúde. A administração desses demonstrou melhorar critérios de fragilidade, como força de preensão manual e exaustão, e o nível geral do índice de fragilidade em idosos. Evidências crescentes também apontaram para a influência do eixo intestino-cérebro, incluindo indícios preliminares de efeitos benéficos da suplementação prebiótica na cognição. Portanto, a microbiota intestinal pode representar um alvo terapêutico flexível para a prevenção e reversão da perda muscular e do declínio cognitivo associado ao envelhecimento.

Por isso, Lochlainn e colaboradores (2024) realizaram um estudo com o objetivo de avaliar se a modulação da microbiota intestinal com prebióticos melhoria a função muscular.

Para isso, os pesquisadores realizaram um ensaio clínico randomizado, controlado por placebo e duplo-cego com 36 pares de gêmeos (72 indivíduos) com idade ≥60 anos, cada par foi randomizado em blocos para receber placebo ou prebiótico diariamente por 12 semanas. Todos os participantes foram orientados a praticar exercícios de resistência e suplementação com aminoácidos de cadeia ramificada (BCAA). Os desfechos analisados foram função física e cognição. O estudo foi realizado de forma remota por meio de visitas por vídeo, questionários online, testes cognitivos e envio de equipamentos e amostras biológicas.

No geral, os pesquisadores observaram uma pequena redução na ingestão de energia entre o início e o final do estudo, aparentemente impulsionada pela redução no grupo do prebiótico (−132,4 kcal/dia). Essa pequena diferença calórica entre os grupos estava dentro dos limites de erro na medição da ingestão de energia. O efeito dessa pequena redução na ingestão de energia, se acumulada ao longo do tempo e potencialmente mediada pelo efeito da inulina no apetite, poderia contribuir para impactos na força muscular.

Não houve diferença entre o prebiótico e o placebo para o desfecho primário do tempo de elevação da cadeira (mudança média entre o início e o final do estudo de 0,88 s para o prebiótico e 1,12 spara o placebo; p = 0,631), nem para os desfechos secundários de desempenho físico (força de preensão) ou pontuação de apetite.

O grupo do prebiótico apresentou uma melhora significativa na pontuação do primeiro fator cognitivo em comparação com o placebo. Além disso, o teste cognitivo específico de aprendizagem de pares associados (um teste de memória) apresentou um número significativamente menor de erros no grupo do prebiótico em comparação com o placebo.

Houve um excesso de eventos adversos leves (como distensão abdominal) no grupo do prebiótico em comparação com o grupo placebo, mas não houve diferença na adesão, sugerindo que os suplementos foram, em geral, bem tolerados.

Além dos desfechos secundários de desempenho físico, a composição e a funcionalidade do microbioma intestinal foram analisadas a partir de amostras de fezes. A maioria dessas foi dominada pelas famílias Bacteroidaceae, Oscillospiraceae e Lachnospiraceae, com alguma variação entre indivíduos, como esperado.

A similaridade da composição do microbioma entre os pares de gêmeos do estudo foi investigada no início e no final do estudo, e uma análise de herdabilidade foi realizada. Embora houvesse evidências de diferenças intra-par, constatou-se que os microbiomas eram significativamente mais semelhantes em comparação com os de indivíduos não relacionados, tanto no início, quanto no final do estudo.

Não houve características do microbioma significativamente diferentes entre os grupos de prebiótico e placebo no início do estudo. No total, 11 diferenças relativas no microbioma dos participantes foram encontradas, grande parte dessas impulsionadas por Bifidobacterium. Isso inclui um aumento da abundância desde o nível de filo de Actinobacteria até o nível de gênero, pequenos aumentos nos filos Firmicutes e Bacteroidetes e uma redução na espécie Phocea massiliensis e seu gênero associado. Além dos efeitos principais de aumento de Bifidobacterium e redução de P. massiliensis observados na análise, o grupo de prebiótico apresentou menor abundância relativa de Anaeromassilibacillus e de taxonomias de nível superior, como Deltaproteobacteria, Lactobacillales e Eubacteriales.

Não houve diferença significativa entre os grupos de prebiótico e placebo em nenhuma das medidas de diversidade alfa. Também não houve diferenças significativas na diversidade beta entre os grupos no final do estudo.

Ao realizar comparações dentro do grupo entre o início e o final do estudo, foram encontradas 40 características significativamente diferentes nas amostras do grupo de prebiótico, enquanto apenas a abundância relativa de Actinomyces graevenitzii foi significativamente diferente nas amostras do grupo placebo.

Usando a abordagem para a análise da correlação entre a capacidade física (tempo de levantar da cadeira) e as características dos organismos, foram observadas oito características do microbioma que se correlacionaram significativamente com a capacidade cognitiva. Isso incluiu o filo Actinobacteria, que foi significativamente aumentado no grupo de prebiótico em comparação com o placebo no final do estudo. As correlações entre a melhoria na pontuação do fator de cognição também foram associadas a aumentos na abundância relativa de Veillonellaceae.

Em conclusão, os prebióticos melhoraram a cognição, mas não impactaram a força e função muscular em uma coorte de gêmeos idosos saudáveis. Os resultados demonstram que intervenções acessíveis e de baixo custo direcionadas à microbiota têm potencial para melhorar a fragilidade cognitiva na população envelhecida. Embora o ensaio não tenha demonstrado melhoria na força muscular esquelética, o estudo demonstrou que a modulação do microbioma intestinal por meio da suplementação com prebióticos no contexto de pesquisa sobre músculos em envelhecimento é viável e bem tolerada. Ensaios futuros, com maior número de participantes, podem investigar o uso de intervenções direcionadas ao microbioma intestinal para superar a resistência anabólica associada à idade.