A interação entre o intestino e o cérebro tem início no útero materno, pois o sistema nervoso central (SNC) e o sistema nervoso entérico (SNE) são derivados de tecidos embrionários irmãos.
Ao longo da vida, há uma comunicação bidirecional entre intestino e cérebro, mediada por sinais que partem do sistema nervoso autônomo (pelo nervo vago), pela sinalização neuroendócrina (eixo hipotálamo-hipófise-adrenal) e pela regulação de neurotransmissores (especialmente serotonina).
Após o nascimento, vários fatores afetam esta comunicação, como dieta e exercício. A dieta afeta a composição e as flutuações da microbiota intestinal em prazos curtos e longos. Além de nutrientes bem estudados, como fibras , os efeitos de alimentos específicos (por exemplo, nozes, abacates) e padrões alimentares (por exemplo, padrão de dieta mediterrânea) também são reconhecidos.
Revisões recentes detalharam como o exercício também influencia a microbiota intestinal, dependendo do tipo, intensidade e duração do exercício. De fato, as evidências sugerem que o exercício aumenta a diversidade α e os metabólitos microbianos, como os ácidos graxos de cadeia curta (AGCC). Os efeitos do exercício em táxons individuais são variáveis, mas normalmente revelam aumentos em táxons comensais, como Bifidobacterium, Lactobacilli e Akkermansia, que podem resultar em melhorias em sintomas do intestino irritável. Contudo, alguns estudos mostram que exercício intenso é promotor da permeabilidade intestinal, de danos gastrointestinais e de endotoxemia leve.
De forma interessante, a atividade física moderada e a dieta antiinflamatória não só beneficia o intestino, mas também melhora a cognição e sintomas de transtornos de humor e mentais.
A microbiota intestinal também pode influenciar o desempenho do exercício, produzindo metabólitos como os AGCC, que são utilizados como combustível pelos colonócitos ou absorvidos na circulação sistêmica (acetato, 36%; propionato, 9%; butirato 2%). No músculo esquelético, os AGCC podem ser oxidados, incorporados à glicose via gliconeogênese ou aumentar a biodisponibilidade de glicose, glicogênio e ácidos graxos durante o exercício.
Os AGCC também contribuem para o aumento do fluxo sanguíneo, sensibilidade à insulina, preservação da massa muscular esquelética e um fenótipo oxidativo. Os múltiplos mecanismos pelos quais os AGCC influenciam o desempenho atlético através da modulação da função do músculo esquelético é uma área de pesquisa crescente.
O exercício interfere na microbiota intestinal e promove alterações de neurotransmissores, AGCC e outras substâncias que influenciam o SNC. Os AGCC resultam em elevação da interleucina 10 e do HSP70, promovendo redução da inflamação. Ocorre também modulação da produção de mucina e melhora da integridade celular intestinal. Os AGCC também favorecem a secreção do peptídio YY e do peptídio semelhante ao glucagon do tipo 1 (GLP-1), importantes reguladores das respostas vagais e da saciedade.
O exercício regular promove adaptações para manter o fluxo sanguíneo intestinal e reduzir a inflamação, embora a recuperação também deva ser adequada.
Alterações promovidas pelo treinamento resultam em mudança nas concentrações de citocinas pró-inflamatórias, como interferon, interleucina 1-beta e fator de necrose tumoral. Em pequenas quantidades isto é bom, gerando ativação imune, reparo tecidual, proteção contra patógenos. Outro efeito do exercício é a elevação das concentrações de ácidos biliares primários, o que resulta em maior ação antimicrobiana. A associação de todos estes efeitos promove melhoria da microbiota intestinal.
Indico a leitura do livro Eixo intetino-cérebro (Zanetti, Tadei, & Mayer, 2024)
Enquanto o exercício de baixa a moderada intensidade promove a motilidade gastrintestinal e o tempo de trânsito, o exercício intenso [> 60% do consumo máximo de oxigênio (V˙O2max)] ou prolongado (≥2 h) pode ter o efeito oposto, bem como criar distúrbios gastrointestinais.
Efeitos da atividade física excessiva
Embora o exercício normalmente atue como um estresse benéfico ou “hormético”, ele pode se tornar prejudicial se a duração e a intensidade aumentadas não forem apoiadas por treinamento adequado, descanso, nutrição e status antioxidante. O exercício ativa o sistema nervoso autônomo, aumentando as concentrações circulantes de cortisol e catecolaminas, epinefrina e norepinefrina, nos tecidos periféricos e no trato gastrointestinal. Isso resulta em fluxo sanguíneo reduzido para o trato gastrointestinal, causando hipóxia, depleção de ATP e estresse oxidativo.
Esses efeitos podem danificar a barreira intestinal, aumentando a permeabilidade intestinal, endotoxemia, depleção de nutrientes e inflamação. O trato gastrointestinal responde à ativação do estresse liberando neurotransmissores como ácido γ-aminobutírico (GABA), neuropeptídeo Y e dopamina, que estão associados a distúrbios gastrointestinais. Esses efeitos fisiológicos são proporcionais à intensidade, duração e frequência do exercício.
Problemas gastrointestinais são comuns, particularmente entre atletas de resistência, com 30 a 50% dos atletas apresentando sintomas de desconforto gastrointestinal. Esses sintomas podem ser causados por fatores fisiológicos, mecânicos, psicológicos e nutricionais, incluindo redução do fluxo sanguíneo, aumento da permeabilidade intestinal, aumento da produção de hormônios do estresse e citocinas inflamatórias e esvaziamento gástrico inadequado.
Nutrição-exercício-cérebro
O epitélio intestinal tem uma alta taxa de renovação (3-5 dias) e requer grandes quantidades de energia e nutrientes. Atletas que treinam em alta intensidade por longos períodos sem alimentação adequada correm o risco de distúrbios na integridade e função intestinal e sintomas gastrointestinais. Em particular, a ingestão habitual inadequada de carboidratos aumenta a resposta ao estresse pró-inflamatório ao exercício extenuante contínuo e prolongado.
O aumento do estresse oxidativo e distúrbios na função da barreira intestinal que causam sintomas gastrointestinais também influenciam a microbiota intestinal. A translocação de lipopolissacarídeos (LPS), componentes de bactérias gram-negativas resultantes do aumento da permeabilidade intestinal, causa endotoxemia e desencadeia a secreção de citocinas pró-inflamatórias no trato gastrointestinal que pode influenciar a microbiota intestinal e exacerbar ainda mais a condição.
Por outro lado, os metabólitos microbianos butirato e propionato (2 AGCC) servem como fontes de energia para os colonócitos, reduzindo a degradação da mucosa, a permeabilidade gastrointestinal e as citocinas inflamatórias. Como alterações na composição e diversidade microbiana têm sido associadas à prevalência de desconforto gastrointestinal em atletas, a composição da microbiota intestinal pode ser usada como biomarcador para estresse metabólico e sistêmico após o exercício.
Estratégias dietéticas para o esporte e o intestino
A dieta é uma ferramenta disponível para otimizar sua aptidão, desempenho e recuperação de atletas e desportistas. Estratégias alimentares para o esporte buscam otimizar o treinamento, desempenho e recuperação por meio de suplementação de nutrientes específicos (por exemplo, proteína, aminoácidos, carboidratos, ferro e outros micronutrientes), assim como hidratação adequada. Pesquisas crescentes indicam que estratégias dietéticas para melhorar a saúde gastrointestinal (por exemplo, probióticos, prebióticos e simbióticos, dieta low fodmap) representam oportunidades promissoras para otimizar a interação entre o intestino e o esporte, com potencial para melhorar a saúde e o desempenho dos atletas.
Nutrientes específicos
Proteínas
A proteína é o principal componente do músculo esquelético. No entanto, aminoácidos específicos diferem em sua captação e catabolismo pelo fígado e músculo esquelético e sua capacidade de regular a resposta sintética da proteína muscular. Aminoácidos essenciais, particularmente aminoácidos de cadeia ramificada (BCAAs), são cruciais para a síntese de proteínas musculares e resultam em uma maior resposta sintética de proteínas musculares do que aminoácidos não essenciais.
Embora as recomendações variem, os atletas podem precisar de duas vezes mais proteína do que a população em geral (1,2–1,7g/Kg vs. 0,8-1,0) para manter a síntese proteica, produção de energia, função imunológica e integridade intestinal como um resultado do estresse induzido pelo exercício.
No que diz respeito ao metabolismo da microbiota intestinal, os aminoácidos podem ser classificados por seus metabólitos de fermentação: aminoácidos contendo enxofre, aminoácidos aromáticos e triptofano. Esses metabólitos incluem ácidos graxos de cadeia ramificada e AGCC, amônia, sulfetos, compostos indólicos e fenólicos.
Enquanto alguns desses metabólitos (por exemplo, AGCC e indol) podem ter efeitos benéficos, como melhorar a integridade intestinal, outros metabólitos (por exemplo, amônia e p-cresol) diminuem a integridade do epitélio intestinal. Assim, a ingestão excessiva de proteínas pode levar a níveis de produção de metabólitos proteolíticos que superam a capacidade dos hospedeiros de assimilar, transformar ou desintoxicar metabólitos nocivos, contribuindo para efeitos adversos na função da barreira intestinal, inflamação e saúde do cólon.
Suplementos de proteína, incluindo BCAAs e taurina adicionados a bebidas energéticas, são comumente usados por atletas para aumentar os efeitos anabólicos e adaptativos do exercício no músculo esquelético e melhorar a recuperação. O excesso de taurina leva a concentrações elevadas de ácido taurocólico (TCA), ácido desoxicólico (DCA) e sulfeto de hidrogênio, que estão associados ao aumento do risco de câncer colorretal. No entanto, os efeitos desses suplementos na microbiota do intestino atlético não são claros.
Evidências sugerem que a microbiota intestinal contribui para a absorção e utilização de proteínas, bem como o anabolismo e a funcionalidade do músculo esquelético (eixo intestino-músculo) por meio da disponibilidade e armazenamento de combustível e modulação da inflamação. Por exemplo, a suplementação de probióticos (Lactobacillus paracasei) aumentou a biodisponibilidade de proteínas vegetais, elevando as concentrações de aminoácidos essenciais e BCAA a concentrações comparáveis de proteínas animais. Além disso, quando coadministrado com proteína, o probiótico Bacillus coagulans (GBI-30,6086) diminuiu a inflamação das células epiteliais, melhorou a absorção de nutrientes e produziu proteases que aumentam a absorção de aminoácidos em humanos. Esses efeitos podem reduzir o dano muscular e aumentar a recuperação muscular, melhorando assim a adaptação e o desempenho.
Carboidratos e fibras
Carboidratos altamente digeríveis e prontamente absorvidos são de grande interesse para o esporte. No entanto, carboidratos não digeríveis (ou seja, fibras e amidos resistentes) são de maior interesse quando se considera a microbiota intestinal.
Os carboidratos digeríveis funcionam como uma das principais fontes de combustível durante o exercício. As recomendações dietéticas para atletas sugerem alta ingestão de carboidratos simples para manter a homeostase da glicose e baixa ingestão de fibras antes do exercício para reduzir o desconforto gastrointestinal, acrescentando também que dietas ricas em fibras à base de plantas podem reduzir a disponibilidade de energia.
A ingestão de carboidratos simples (por exemplo, glicose, frutose, sacarose, dextrose) antes e durante o exercício pode reduzir a fadiga, melhorar o desempenho e promover a reabsorção de água e manutenção da hidratação . No entanto, a carga de glicose e frutose e a relação frutose-glicose afetam a fermentação microbiana intestinal e o desconforto gastrointestinal. A ingestão de frutose e glicose em quantidades iguais otimiza a absorção de frutose e reduz a fermentação microbiana, potencialmente reduzindo os sintomas de desconforto gastrointestinal.
A lactose também pode servir como uma boa fonte de combustível antes, durante e após o exercício para aumentar o desempenho e a recuperação, além de promover efeitos benéficos na microbiota intestinal, como aumento de bifidobactérias e lactobacilos. Porém, nem todo mundo se dá bem com lactose, que pode aumentar gases e risco em diarreia em muitos adultos.
A carga de carboidratos também é uma estratégia comum usada por atletas de resistência para maximizar as concentrações de glicogênio antes de uma competição. O objetivo da carga de carboidratos é maximizar a absorção de carboidratos e o armazenamento de glicogênio. Assim, carboidratos que não serão digeridos e absorvidos no intestino delgado, como fibras e amido resistente, geralmente são evitado. Curiosamente, a ingestão de batatas durante o ciclismo é tão eficaz quanto géis de carboidratos para apoiar o desempenho, apesar de ter um teor de fibra muito maior (11,2 vs. 2,3 g). No entanto, os sintomas gastrointestinais (dor abdominal, inchaço e desconforto) foram maiores no grupo batata, limitando o uso de tais práticas entre os atletas.
Atletas focados em maximizar o armazenamento de glicogênio acabam ingerindo grandes quantidades de carboidratos, mas evitam carboidratos não digeríveis, ricos em fibras. O problema é que este padrão pobre em fibras tem efeitos prejudiciais na saúde intestinal e na microbiota, incluindo tempos de trânsito intestinal alterados, perda de diversidade bacteriana e produção reduzida de AGCC. Existe uma associação positiva entre a fibra alimentar total por quilocaloria de energia e a abundância de Bifidobacterium. Além disso, a ingestão adequada de carboidratos não digeríveis também pode anular os efeitos potencialmente adversos da fermentação proteolítica microbiana e seus metabólitos, pois os carboidratos não digeríveis são preferencialmente metabolizados pela microbiota gastrointestinal.
Por isso, os atletas devem se esforçar para obter uma ingestão adequada de fibras (14 g/1.000 kcal) para promover a saúde gastrointestinal e o desempenho atlético, embora a evasão diretamente antes ou após o exercício possa ser justificada devido ao potencial de desconforto gastrointestinal.
Com maior consumo de fibras há maior produção de AGCC, que estão ligados à função muscular e ao acúmulo de glicogênio no músculo esquelético. AGCC reduzidos devido a uma dieta pobre em fibras podem afetar a capacidade e o desempenho do exercício. A ingestão de fibras e maior síntese de AGCC também podem diminuir a permeabilidade gastrointestinal e influenciar a resposta imune e a inflamação por meio da interação com o tecido linfoide associado ao intestino (GALT).
Prebióticos
Um prebiótico é “um substrato que é utilizado seletivamente por microrganismos hospedeiros conferindo um benefício à saúde”. Embora muitas fibras tenham efeitos prebióticos e sejam consideradas prebióticas candidatas (por exemplo, amido resistente; polidextrose; β-glucanas; pectina; soja-, xilo-, arabinoxilo- e malto-oligossacarídeos), apenas fruto-oligossacarídeos. presentes em alcachofras, aspargos, bananas, raiz de chicória, alho, cebola, alho-poró, trigo) e galacto-oligossacarídeos (derivados da lactose) são prontamente aceitos como prebióticos.
Os benefícios para a saúde dos prebióticos incluem saúde gastrointestinal (por exemplo, inibição de patógenos), saúde mental (por exemplo, energia e cognição) e saúde óssea (por exemplo, absorção de minerais), todos os quais desempenham papéis importantes na saúde e desempenho dos atletas.
Aprodução microbiana de AGCCs a partir da fermentação prebiótica pode melhorar o armazenamento e o metabolismo de glicogênio. Para os atletas com dificuldade de ingestão de alimentos ricos em fibras, suplementos contendo fibras prebióticas podem ser testados em horários distantes das sessões de exercício. Algumas marcas disponíveis no mercado brasileiro:
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