Assinaturas metabolômicas no Alzheimer

As assinaturas metabólicas ampliam de forma decisiva a compreensão da doença de Alzheimer, superando o modelo clássico centrado exclusivamente no acúmulo de beta-amiloide. Evidências atuais demonstram que o Alzheimer é predominantemente uma doença metabólica e energética do cérebro.

Estudos metabolômicos em sangue e líquor revelam que a assinatura metabolômica da doença de Alzheimer corresponde a um conjunto consistente de alterações bioquímicas associadas à disfunção mitocondrial, resistência à insulina, neuroinflamação e perda da homeostase energética. A metabolômica permite identificar biomarcadores precoces, diferenciar subtipos clínicos, estratificar risco e monitorar respostas terapêuticas de forma individualizada.

Um estudo recente publicado na Frontiers in Aging Neuroscience demonstrou que pacientes com declínio cognitivo apresentam profundas alterações metabólicas sistêmicas. Os dados indicam que o cérebro em sofrimento perde a capacidade de metabolizar glicose de forma eficiente e passa a utilizar corpos cetônicos e aminoácidos como fontes energéticas alternativas, caracterizando uma crise energética cerebral.

Marcadores como o 2-hidroxibutirato reforçam a associação entre resistência à insulina, disfunção metabólica e perda de memória, sustentando o conceito de Alzheimer como uma forma de diabetes tipo 3. Essas alterações antecedem a neurodegeneração estrutural, abrindo uma janela terapêutica no comprometimento cognitivo leve.

A metabolômica também evidencia assinaturas metabólicas dependentes do sexo biológico. Homens apresentam alterações predominantes na via do poliol, associadas ao estresse osmótico e oxidativo, enquanto mulheres demonstram elevação de creatina sérica, refletindo adaptações distintas no metabolismo energético cerebral. Essas diferenças têm implicações diretas na conduta clínica e na personalização terapêutica.

Estudos adicionais mostram que redes metabólicas específicas por sexo e genótipo APOE, especialmente em portadores do alelo APOE ɛ4, exibem alterações marcantes no metabolismo de fosfatidilcolinas, lipídios estruturais essenciais para integridade sináptica e função cognitiva. Essas assinaturas são preditoras do desempenho cognitivo e do estágio da doença.

Alterações metabólicas também foram identificadas no sangue, no cérebro post-mortem e na urina, envolvendo redução de intermediários do ciclo do ácido tricarboxílico, diminuição de corpos cetônicos, disfunção do metabolismo lipídico, desequilíbrio entre glutamato e GABA, redução de metabólitos do triptofano, aumento de homocisteína, ativação da via da quinurenina e comprometimento do sistema antioxidante da glutationa. Metabólitos derivados da microbiota intestinal reforçam a participação do eixo intestino cérebro na fisiopatologia da doença.

Do ponto de vista clínico, limitar a avaliação a exames laboratoriais convencionais significa perder a oportunidade de intervir precocemente no comprometimento cognitivo leve. A metabolômica associada à genética permite identificar o colapso metabólico antes da instalação irreversível da neurodegeneração.

Não é suficiente diagnosticar Alzheimer. É necessário compreender a rota metabólica que conduziu o paciente até a doença. Essa abordagem define qual estratégia nutricional é mais eficaz, quais suplementos são realmente necessários e como preservar a reserva cognitiva com base no perfil metabólico e nos polimorfismos genéticos individuais.

A interpretação de assinaturas metabolômicas e genéticas diferencia a prática generalista da medicina de precisão. O futuro do manejo do declínio cognitivo não é apenas clínico, é molecular.

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Dra. Andreia Torres é Nutricionista, especialista em nutrição clínica, esportiva e funcional, com mestrado em nutrição humana, doutorado em psicologia clínica e cultura/ensino na saúde, pós-doutorado em saúde coletiva. Também possui formações no Brasil e nos Estados Unidos em práticas integrativas em saúde. Para contratar envie uma mensagem: http://andreiatorres.com/consultoria/

Avaliação dos níveis urinários de indican (indoxil sulfato)

O Indican é talvez um dos biomarcadores mais famosos de putrefação intestinal e disbiose. Os níveis urinários de indican são um marcador amplamente utilizado e de fácil avaliação intestinal, refletindo alterações na composição e no metabolismo da microbiota intestinal [1] [2] [3] [4].

Níveis elevados de indican têm sido observados em diversas condições associadas à disbiose intestinal, incluindo doença de Parkinson, enxaqueca pediátrica e síndrome do intestino irritável (SII), frequentemente correlacionando-se com a gravidade da doença ou períodos específicos de sintomas [1] [2] [5] [6] [7].

Embora o indican seja um indicador valioso, seus níveis podem ser influenciados por fatores como dieta, medicamentos e estados fisiológicos específicos, e podem não estar alterados em todas as condições que envolvem disfunção intestinal, como em mulheres na pré-menopausa com SOP [1] [3] [8]. Por isso, a avaliação da clínica e de outros compostos urinários é importante.

Indican como marcador de disbiose intestinal

O indican urinário (indoxil sulfato) é um biomarcador chave que reflete a atividade metabólica da microbiota intestinal, particularmente na degradação do triptofano [1] [2] [7]. O aumento das concentrações urinárias de indican é comumente associado à disbiose intestinal, indicando um desequilíbrio na microbiota intestinal [1] [2] [3] [4]. Por exemplo, um estudo caso-controle envolvendo 68 pacientes com doença de Parkinson (DP) e 34 pacientes com DP recém-diagnosticada encontrou níveis significativamente mais elevados de indican em comparação com 50 controles saudáveis ​​(P < 0,001 e P < 0,01, respectivamente), sugerindo disbiose intestinal mesmo nos estágios iniciais da doença, independentemente da constipação [1]. Da mesma forma, um estudo com 98 pacientes pediátricos com enxaqueca mostrou níveis urinários elevados de indican, confirmando disbiose metabólica juntamente com perfis alterados da microbiota intestinal em comparação com 98 indivíduos saudáveis ​​[2].

Indican em Condições Gastrointestinais e Metabólicas

Os níveis de indican têm sido investigados em vários distúrbios gastrointestinais e metabólicos. Na síndrome do intestino irritável (SII), particularmente no tipo misto (SII-M), estudos têm demonstrado alterações periódicas nos níveis urinários de indican correlacionadas com os sintomas. Por exemplo, em 36 pacientes com SII-M, os níveis de indican foram significativamente maiores durante o período diarreico (93,7 ± 25,1 mg/g/Cr) em comparação com o período de constipação (80,2 ± 17,4 mg/g/Cr, p < 0,001) [6]. Outro estudo com 30 mulheres com SII-M também observou diferenças nos metabólitos urinários, incluindo o indican, durante os períodos diarreicos [5]. Em mulheres pós-menopáusicas com constipação funcional, 40 pacientes apresentaram níveis urinários de indican mais elevados em comparação com os controles, com a gravidade dos sintomas correlacionando-se positivamente com os níveis de indican [7]. No entanto, um estudo caso-controle com 104 mulheres pré-menopáusicas com SOP e 203 controles pareados por IMC encontrou níveis urinários de indican comparáveis ​​entre os grupos (9,5 ± 5,5 vs 8,4 ± 4,2 mg/dL, p = 0,07), sugerindo que fatores metabólicos, e não a própria SOP, podem ser os responsáveis ​​pela disbiose nessa população [3].

Fatores que influenciam os níveis de indican e perspectivas futuras

Além de estados patológicos, outros fatores podem influenciar os níveis de indican. Um estudo em ratos mostrou que uma dieta contendo 7,5% de sacarina (adoçante artificial) causou um aumento de três a quatro vezes na excreção diária de indican, indicando alterações no metabolismo de aminoácidos pela microbiota intestinal [8]. Enquanto um programa de caminhada de 12 semanas em 57 pacientes com SII leve (estratificados por IMC) levou à diminuição dos níveis urinários de indican em participantes obesos, sugerindo melhora na saúde da barreira intestinal [4], um estudo piloto com 24 pacientes obesos submetidos a uma dieta cetogênica de muito baixa caloria (VLCKD) de 8 semanas observou um aumento significativo nos marcadores de disbiose urinária, incluindo indican, potencialmente indicando um impacto negativo na função da barreira intestinal [9]. O indican, como um metabólito bacteriano, também é discutido no contexto do transtorno do espectro autista (TEA) como um potencial biomarcador para permeabilidade intestinal aumentada [10].

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Referências

1) E Cassani et al. Increased urinary indoxyl sulfate (indican): new insights into gut dysbiosis in Parkinson's disease. Parkinsonism & related disorders (2015). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25707302/

2) L Papetti et al. Pediatric migraine is characterized by traits of ecological and metabolic dysbiosis and inflammation. The journal of headache and pain (2024). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39379796/

3) S Lingaiah et al. Markers of gastrointestinal permeability and dysbiosis in premenopausal women with PCOS: a case-control study. BMJ open (2021). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34226215/

4) A Bianco et al. Beyond Nutritional Treatment: Effects of Fitwalking on Physical Capacity and Intestinal Barrier Integrity in BMI-Stratified IBS Patients. Nutrients (2024). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39683574/

5) A Kaczka et al. Periodic Changes in the Gut Microbiome in Women with the Mixed Type of Irritable Bowel Syndrome. Biomedicines (2025). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40149628/

6) J Chojnacki et al. The Variability of Tryptophan Metabolism in Patients with Mixed Type of Irritable Bowel Syndrome. International journal of molecular sciences (2024). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38473797/

7) A Blonska et al. Tryptophan Metabolism in Postmenopausal Women with Functional Constipation. International journal of molecular sciences (2024). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38203444/

8) CA Lawrie et al. The urinary excretion of bacterial amino-acid metabolites by rats fed saccharin in the diet. Food and chemical toxicology : an international journal published for the British Industrial Biological Research Association (1985). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/3924804/

9) M Linsalata et al. The Effects of a Very-Low-Calorie Ketogenic Diet on the Intestinal Barrier Integrity and Function in Patients with Obesity: A Pilot Study. Nutrients (2023). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37299524/

10) L Al-Ayadhi et al. The use of biomarkers associated with leaky gut as a diagnostic tool for early intervention in autism spectrum disorder: a systematic review. Gut pathogens (2021). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34517895/

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Neurometabolômica

A neurometabolômica é a aplicação da metabolômica ao sistema nervoso, com foco no estudo de metabólitos e suas alterações no cérebro e em fluidos relacionados, como o líquido cefalorraquidiano e o plasma [1] [2].

Ela auxilia na elucidação de características e alterações metabólicas em condições neurológicas, contribuindo para a descoberta de biomarcadores, a compreensão dos mecanismos das doenças e, potencialmente, para a melhoria do diagnóstico e tratamento de doenças neurodegenerativas e infecções [1] [3] [4].

Técnicas avançadas, particularmente abordagens baseadas em espectrometria de massas, permitem a caracterização de metabólitos em nível de célula única, oferecendo insights sobre diversos tipos celulares e suas alterações em estados saudáveis ​​e patológicos [2] [5].

Entendendo a Neurometabolômica

A neurometabolômica envolve o estudo abrangente de metabólitos, que são intermediários de baixo peso molecular, no sistema nervoso central (SNC) e em biofluidos associados [1]. Este campo visa compreender como o metaboloma varia com estados fisiológicos, de desenvolvimento ou patológicos, oferecendo insights sobre o envelhecimento e doenças neurodegenerativas como a doença de Alzheimer, a doença de Parkinson e a esclerose lateral amiotrófica [1] [6] [7].

É particularmente útil para o estudo de fisiopatologias complexas, identificando impressões digitais metabólicas específicas da doença e compreendendo os mecanismos de lesão cerebral [6] [3]. A metabolômica, em geral, fornece uma leitura das atividades bioquímicas influenciadas por fatores como doenças, ambiente, medicamentos, dieta e genética, tornando-a valiosa para o diagnóstico, prognóstico e monitoramento da eficácia do tratamento [8] [9].

Aplicações e Metodologias

Avanços tecnológicos recentes, particularmente em abordagens baseadas em espectrometria de massa, têm contribuído significativamente para o avanço da metabolômica de célula única, permitindo a caracterização de moléculas importantes dentro de células individuais [2] [5]. Isso é crucial no cérebro, onde vários tipos de células estão co-localizados e apenas um subconjunto pode sofrer alterações em doenças [2]. Esses estudos podem diferenciar entre populações celulares semelhantes (por exemplo, oligodendrócitos) e diferentes tipos celulares (por exemplo, neurônios e astrócitos) e são úteis para medir alterações decorrentes de comportamento, dieta, medicamentos, atividade neuronal e doenças [2].

A neurometabolômica, especialmente quando combinada com a neurolipidômica, tem se mostrado promissora na compreensão de doenças neuroinfecciosas, identificando metabólitos e componentes lipídicos alterados no líquido cefalorraquidiano (LCR) [4]. Por exemplo, componentes lipídicos (fosfolipídios) e metabólitos como carnitina e triptofano são indicadores significativos em infecções bacterianas e virais do SNC [4]. O Consórcio de Metabolômica da Doença de Alzheimer (ADMC), em parceria com o ADNI, também está criando um banco de dados bioquímico abrangente para a doença de Alzheimer, utilizando plataformas de metabolômica e lipidômica direcionadas e não direcionadas para mapear falhas nas vias metabólicas [10].

METABOLÔMICA E DECLÍNIO COGNITIVO

Você ainda olha para o declínio cognitivo e o Alzheimer apenas como o acúmulo de proteínas beta-amiloide no cérebro? A ciência avançou, e se você é profissional de saúde, precisa acompanhar essa evolução.

Um estudo publicado na Frontiers in Aging Neuroscience utilizou a metabolômica para mapear o que acontece no sangue e no líquor de pacientes com declínio cognitivo. O resultado? O Alzheimer é uma verdadeira crise energética e metabólica [11].

O que o exame de metabolômica revela?

1) Disfunção Energética: O cérebro em sofrimento perde a capacidade de processar glicose e tenta desesperadamente usar corpos cetônicos e aminoácidos como combustível reserva.

2) "Diabetes Tipo 3": Marcadores como o 2-hidroxibutirato mostram que a resistência à insulina está diretamente ligada à perda de memória. Por isso, tantos pacientes beneficiam-se da dieta cetogênica.

3) Assinaturas de Sexo: Homens e mulheres degradam o metabolismo de formas diferentes! Homens mostram alterações na via do poliol, enquanto mulheres apresentam picos de creatina no soro.

Como isso muda a conduta clínica❓

Se você solicita apenas exames laboratoriais básicos, está perdendo a janela de oportunidade para intervir no Comprometimento Cognitivo Leve (CCL) e prevenir o Alzheimer. A metabolômica e a genética permitem que você enxergue o incêndio antes que a casa seja destruída.

Não basta diagnosticar a doença; é preciso entender a rota metabólica que levou o paciente até ali. Qual suplementação ele realmente precisa? Qual dieta vai poupar sua reserva cognitiva baseada no seu polimorfismo genético?

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Referências

1) M Jové et al. Metabolomics of human brain aging and age-related neurodegenerative diseases. Journal of neuropathology and experimental neurology (2014). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24918636/

2) M Qi et al. Single Cell Neurometabolomics. ACS chemical neuroscience (2017). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28982006/

3) À García-Cazorla et al. Cellular neurometabolism: a tentative to connect cell biology and metabolism in neurology. Journal of inherited metabolic disease (2018). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30014209/

4) ON Plaatjie et al. LC-MS metabolomics and lipidomics in cerebrospinal fluid from viral and bacterial CNS infections: a review. Frontiers in neurology (2024). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39161867/

5) XW Zhang et al. Mass spectrometry-based metabolomics in health and medical science: a systematic review. RSC advances (2020). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35497733/

6) J Troisi et al. Metabolomics in Parkinson's disease. Advances in clinical chemistry (2021). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34462054/

7) H Blasco et al. Metabolomics in amyotrophic lateral sclerosis: how far can it take us?. European journal of neurology (2016). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26822316/

8) J Troisi et al. Metabolomics in genetic testing. Advances in clinical chemistry (2020). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31952575/

9) DS Wishart et al. Emerging applications of metabolomics in drug discovery and precision medicine. Nature reviews. Drug discovery (2016). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26965202/

10) L St John-Williams et al. Targeted metabolomics and medication classification data from participants in the ADNI1 cohort. Scientific data (2017). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29039849/

11) G Berezhnoy et al. Metabolomic profiling of CSF and blood serum elucidates general and sex-specific patterns for mild cognitive impairment and Alzheimer's disease patients. Front Aging Neurosci. 2023 Aug 24;15:1219718. doi: 10.3389/fnagi.2023.1219718. PMID: 37693649; PMCID: PMC10483152.

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