.
Algumas espécies de bactérias que habitam o intestino ativam os nervos no intestino para promover o desejo de se exercitar, de acordo com um estudo em camundongos liderado por pesquisadores da Escola de Medicina Perelman da Universidade da Pensilvânia. O estudo foi publicado hoje na Naturezae revela o caminho do intestino ao cérebro que explica por que algumas bactérias aumentam o desempenho do exercício.
No estudo, os pesquisadores descobriram que as diferenças no desempenho de corrida dentro de um grande grupo de ratos de laboratório eram em grande parte atribuíveis à presença de certas espécies de bactérias intestinais nos animais de alto desempenho. Os pesquisadores rastrearam esse efeito para pequenas moléculas chamadas metabólitos que as bactérias produzem – metabólitos que estimulam os nervos sensoriais no intestino para aumentar a atividade em uma região do cérebro que controla a motivação durante o exercício.
“Se pudermos confirmar a presença de um caminho semelhante em humanos, isso pode oferecer uma maneira eficaz de aumentar os níveis de exercício das pessoas para melhorar a saúde pública em geral”, disse o autor sênior do estudo, Christoph Thaiss, PhD, professor assistente de Microbiologia na Penn Medicine. .
Thaiss e seus colegas criaram o estudo para pesquisar amplamente os fatores que determinam o desempenho do exercício. Eles registraram as sequências do genoma, espécies bacterianas intestinais, metabólitos da corrente sanguínea e outros dados de camundongos geneticamente diversos. Eles então mediram a quantidade de corrida voluntária diária que os animais fizeram, bem como sua resistência.
Os pesquisadores analisaram esses dados usando aprendizado de máquina, buscando atributos dos camundongos que pudessem explicar melhor as consideráveis diferenças interindividuais dos animais no desempenho da corrida. Eles ficaram surpresos ao descobrir que a genética parecia ser responsável por apenas uma pequena parte dessas diferenças de desempenho – enquanto as diferenças nas populações de bactérias intestinais pareciam ser substancialmente mais importantes. Na verdade, eles observaram que dar aos camundongos antibióticos de amplo espectro para se livrar de suas bactérias intestinais reduzia o desempenho de corrida dos camundongos em cerca de metade.
Por fim, em um processo de anos de trabalho de detetive científico envolvendo mais de uma dúzia de laboratórios separados na Penn e em outros lugares, os pesquisadores descobriram que duas espécies bacterianas intimamente ligadas a um melhor desempenho, Eubacterium rectale e Coprococcus eutactus, produzem metabólitos conhecidos como amidas de ácidos graxos (FAAs). Estes últimos estimulam receptores chamados receptores endocanabinóides CB1 em nervos sensoriais embutidos no intestino, que se conectam ao cérebro através da coluna vertebral. A estimulação desses nervos cravejados de receptores CB1 causa um aumento nos níveis do neurotransmissor dopamina durante o exercício, em uma região do cérebro chamada estriado ventral.
O estriado é um nó crítico na rede de recompensa e motivação do cérebro. Os pesquisadores concluíram que a dopamina extra nessa região durante o exercício aumenta o desempenho, reforçando o desejo exercitar.
“Esse caminho de motivação do intestino ao cérebro pode ter evoluído para conectar a disponibilidade de nutrientes e o estado da população de bactérias intestinais à prontidão para se envolver em atividade física prolongada”, disse o coautor do estudo, J. Nicholas Betley, PhD, um associado professor de Biologia na Escola de Artes e Ciências da Universidade da Pensilvânia. “Esta linha de pesquisa pode se desenvolver em um novo ramo da fisiologia do exercício.”
As descobertas abrem muitos novos caminhos de investigação científica. Por exemplo, houve evidências dos experimentos de que os camundongos com melhor desempenho experimentaram um “alto do corredor” mais intenso – medido neste caso por uma redução na sensibilidade à dor – sugerindo que esse fenômeno bem conhecido também é pelo menos parcialmente controlado. por bactérias intestinais. A equipe agora planeja mais estudos para confirmar a existência dessa via do intestino ao cérebro em humanos.
Além de possivelmente oferecer maneiras baratas, seguras e baseadas em dieta de fazer as pessoas comuns correrem e otimizar o desempenho dos atletas de elite, ele acrescentou, a exploração desse caminho também pode render métodos mais fáceis para modificar a motivação e o humor em ambientes como vício e depressão.
O estudo foi liderado pela cientista da Penn Medicine, Lenka Dohnalová. Outros autores da Penn Medicine incluem: Patrick Lundgren, Jamie Carty, Nitsan Goldstein, Lev Litichevskiy, Hélène Descamps, Karthikeyani Chellappa, Ana Glassman, Susanne Kessler, Jihee Kim, Timothy Cox, Oxana Dmitrieva-Posocco, Andrea Wong, Erik Allman, Soumita Ghosh, Nitika Sharma, Kasturi Sengupta, Mark Sellmyer, Garret FitzGerald, Andrew Patterson, Joseph Baur, Amber Alhadeff e Maayan Levy.
O estudo foi financiado em parte pelos Institutos Nacionais de Saúde (S10-OD021750, DP2AG067492, R01-DK-129691, P01-DK119130 e R01-DK115578), Pew Charitable Trust, Edward Mallinckrodt, Jr. Foundation, Agilent Early Career Professor Award, o Global Probiotics Council, a IDSA Foundation, a Thyssen Foundation, o Human Frontier Science Program e a Penn Medicine, incluindo o Dean’s Innovation Fund.
.
