Efeitos do whey protein adicionado de curcumina sobre a saúde intestinal de ratos submetidos a exercício físico exaustivo

Abstract

O exercício físico, quando praticado de forma moderada, é capaz de promover adaptações positivas no trato gastrointestinal e na microbiota. O exercício físico exaustivo, no entanto, pode interferir na manutenção da saúde intestinal, afetando a permeabilidade intestinal, a inflamação e a produção de ácidos graxos de cadeia curta (AGCC). Essas alterações podem ser moduladas por meio de modificações da dieta, incluindo componentes capazes de influenciar nessa mudança, como o whey protein concentrado (WPC) e a curcumina (CCM), visto que ambos possuem propriedades anti-inflamatórias e antioxidantes, além de atuarem na produção de AGCC. Objetivou-se, portanto, revisar os efeitos do exercício físico na saúde intestinal e avaliar o efeito do WPC+CCM na saúde intestinal de ratos submetidos a exercício físico exaustivo (EE). Buscas por artigos originais foram realizadas no PubMed/MEDLINE, Scopus, Web of Science e Embase, e um total de 18 estudos foram selecionados. A análise desses estudos revelou que diferentes intensidades e tipos de exercício, como corrida e natação, podem modificar significativamente a microbiota intestinal, afetando a diversidade, a abundância de certos microrganismos e a funcionalidade metabólica. Assim, os benefícios do exercício físico na saúde intestinal estão associados à intensidade do treinamento, com potencial impacto positivo na composição e função da microbiota. Para o estudo experimental, ratos Wistar com idade de 12 semanas foram distribuídos aleatoriamente em 6 grupos, a saber: G1: grupo controle, que recebeu dieta padrão (AIN-93M; n = 8); G2: grupo controle, que recebeu dieta padrão submetido ao EE (AIN-93M EE; n = 8); G3: grupo proteína concentrada do soro de leite adicionado de curcumina (WPC + CCM; n = 8); G4: grupo proteína concentrada do soro de leite adicionado de curcumina submetido ao EE (WPC + CCM EE; n = 8); G5: grupo curcumina (CCM); e G6: grupo curcumina submetido ao EE (CCM EE; n = 8). Após 4 semanas de dieta, os animais foram submetidos ao EE em natação e, após 24 horas, sofreram a eutanásia, sendo coletadas as fezes do ceco, para avaliação de AGCC, e o intestino (cólon), para avaliação de variáveis inflamatórias, antioxidantes e histológicas. O conteúdo de AGCC permaneceu estável nos grupos teste em comparação aos controles. Em relação aos produtos de peroxidação, ao analisar o efeito do exercício físico, os níveis de malondialdeído permaneceram constantes, no entanto, o grupo que recebeu WPC+CCM apresentou maiores concentrações de proteína carbonilada. Quanto ao óxido nítrico, observou-se uma redução nos grupos que receberam as intervenções. Em relação às enzimas antioxidantes, os grupos que receberam WPC+CCM e CCM apresentaram as maiores concentrações de superóxido dismutase e catalase, enquanto os níveis de glutationa foram reduzidos. A expressão dos marcadores NF-κB e IL-1β, bem como de Nrf2, se manteve estável após a realização do EE nos grupos que receberam WPC+CCM. A espessura da camada muscular longitudinal e a profundidade e espessura das criptas não diferiram entre os grupos. Sob estresse físico, o consumo de CCM, isoladamente ou combinado com WPC, resultou em espessura da mucosa, submucosa e camada muscular circular semelhante ao grupo controle. A administração de CCM, isoladamente ou combinada com WPC, foi eficaz na manutenção do número de células caliciformes após EE. Conclui-se, portanto, que a associação de WPC+CCM preveniu o aumento do estresse oxidativo e da inflamação e preservou a produção de AGCC, a atividade antioxidante e a integridade intestinal dos ratos. Isso pode ser benéfico para a recuperação, desempenho físico e prevenção de distúrbios gastrointestinais associados ao exercício exaustivo. Palavras-chaves: Natação, cúrcuma, integridade intestinal, proteína concentrada do soro de leite.Physical exercise, when practiced in moderation, is capable of promoting positive adaptations in the gastrointestinal tract and microbiota. However, exhaustive physical exercise can interfere with the maintenance of intestinal health, affecting intestinal permeability, inflammation and the production of short-chain fatty acids (SCFA). These changes can be modulated by dietary modifications, including components capable of influencing this change, such as whey protein concentrate (WPC) and curcumin (CCM), since both have anti-inflammatory and antioxidant properties, in addition to acting on the production of SCFA. Therefore, the aim of this study was to review the effects of physical exercise on intestinal health and to evaluate the effect of WPC+CCM on the intestinal health of rats submitted to exhaustive physical exercise (EE). Searches for original articles were performed in PubMed/MEDLINE, Scopus, Web of Science and Embase, and a total of 18 studies were selected. The analysis of these studies revealed that different intensities and types of exercise, such as running and swimming, can significantly modify the intestinal microbiota, affecting the diversity, abundance of certain microorganisms and metabolic functionality. Thus, the benefits of physical exercise on intestinal health are associated with the intensity of training, with a potential positive impact on the composition and function of the microbiota. For the experimental study, 12-week-old Wistar rats were randomly distributed into 6 groups, namely: G1: the control group that received a standard diet (AIN-93M; n = 8); G2: the control group that received a standard diet submitted to EE (AIN- 93M EE; n = 8); G3: the curcumin-added whey protein concentrate group (WPC + CCM; n = 8); G4: the curcumin-added whey protein concentrate group submitted to EE (WPC + CCM EE; n = 8); G5: the curcumin group (CCM); and G6: the curcumin group submitted to EE (CCM EE; n = 8). After 4 weeks of diet, the animals were submitted to EE in swimming and, after 24 hours, they were euthanized, and feces were collected from the cecum for evaluation of SCFA and the intestine (colon) for evaluation of inflammatory, antioxidant and histological variables. The SCFA content remained stable in the test groups compared to the controls. Regarding peroxidation products, when analyzing the effect of physical exercise, malondialdehyde levels remained constant, however, the group that received WPC + CCM presented higher concentrations of carbonyl protein. As for nitric oxide, a reduction was observed in the groups that received the interventions. Regarding antioxidant enzymes, the groups that received WPC+CCM and CCM presented the highest concentrations of superoxide dismutase and catalase, while glutathione levels were reduced. The expression of NF-κB and IL-1β markers, as well as Nrf2, remained stable after EE in the groups that received WPC+CCM. The thickness of the longitudinal muscle layer and the depth and thickness of the crypts did not differ between the groups. Under physical stress, CCM consumption, alone or combined with WPC, resulted in mucosal, submucosal and circular muscle layer thickness similar to the control group. The administration of CCM, alone or combined with WPC, was effective in maintaining the number of goblet cells after EE. Therefore, it is concluded that the association of WPC+CCM prevented the increase in oxidative stress and inflammation and preserved the production of SCFA, antioxidant activity and intestinal integrity of rats. This may be beneficial for recovery, physical performance, and prevention of gastrointestinal disorders associated with exhaustive exercise. Keywords: Swimming, turmeric, intestinal integrity, whey protein concentrate.