Efeito de prebióticos e probióticos na microbiotaintestinal 2015

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ARTIGO DE REVISÃONutrire. 2015 Aug;40(2):173-187
http://dx.doi.org/10.4322/2316-7874.55314
ABSTRACT
Currently, the growing prevalence of obesity and its comorbidities is a major public 
health problem. The intestine is a complex organ that has been increasingly studied in 
obesity because of its ability to signal pathways involved in the pathophysiology of this 
disease. Objectives: This review aimed to clarify the main effects of probiotics and 
prebiotics on the intestinal microbiota and metabolic abnormalities of obese subjects. 
Data source: The survey of articles was conducted at PubMed database using the 
following keywords: ‘obesity’, ‘gut microbiota’, ‘probiotic’ and ‘prebiotic’ involving 
scientific works published between 2009 and 2014. Data synthesis: We found that 
the intestinal microbiota can be modulated by diet, and it acts on the control of food 
intake by interacting with receptors and enzymes that interfere in the metabolic changes 
arising from obesity and in the modulation of the inflammatory response. Animal 
research has shown positive results with the use of prebiotics and probiotics as adjuncts 
in the treatment of obesity; however, results with humans still present controversial 
data. Conclusions: Evidence of the relationship between diet, microbiota and immune 
system shows that a better understanding of the role of microbiota in obesity leads to 
new perspectives in the development of therapies for this disease. 
Keywords: Obesity. Microbiota. Probiotics. Prebiotics.
RESUMO
A crescente prevalência da obesidade e suas comorbidades tem sido um dos principais 
problemas de saúde pública atualmente. O intestino é um órgão complexo, cada vez mais 
estudado na obesidade pela sua capacidade de sinalizar vias metabólicas envolvidas na 
fisiopatologia dessa doença. Objetivo: Esclarecer os principais efeitos de probióticos e 
prebióticos nas alterações metabólicas e da microbiota intestinal de indivíduos obesos. 
Fonte de dados: O levantamento dos artigos foi realizado na base de dados Pubmed, 
utilizando os descritores: obesity, gut microbiota, probiotic e prebiotic envolvendo publicações 
no período de 2009 a 2014. Síntese dos dados: Constatou-se que a microbiota intestinal 
pode ser modulada pela dieta e atuar no controle da ingestão alimentar interagindo 
com receptores e enzimas que interferem nas alterações metabólicas decorrentes da 
obesidade e na modulação da resposta inflamatória. Pesquisas com animais mostraram 
resultados positivos do uso de prebióticos e probióticos como coadjuvantes no 
tratamento da obesidade, contudo, os resultados com humanos ainda apresentam 
dados controversos. Conclusões: Evidências da relação entre dieta, microbiota e 
sistema imune demonstram que a melhor compreensão do papel da microbiota na 
obesidade leva a novas perspectivas no desenvolvimento de terapias para a obesidade. 
Palavras-chave: Obesidade. Microbiota. Probióticos. Prebióticos.
Karoline de Macêdo Gonçalves 
Frota1*, Nina Rosa Mello Soares1, 
Vivianne Ramos da Cunha Muniz1, 
Larissa Cristina Fontenelle1, 
Cecília Maria Resende Gonçalves 
de Carvalho1
1Departamento de Nutrição, 
Universidade Federal do Piauí - 
UFPI, Teresina-PI, Brasil
*Dados para correspondência: 
Karoline de Macêdo Gonçalves 
Frota 
Departamento de Nutrição, 
Universidade Federal do Piauí - 
UFPI - Campos Ministro Petrônio 
Portela, SG-13, Ininga, CEP 64049-
550, Teresina-PI, Brasil 
E-mail: karolfrota@ufpi.edu.br
Efeito de prebióticos e probióticos na microbiota 
intestinal e nas alterações metabólicas de indivíduos 
obesos
Effect of prebiotics and probiotics on the gut microbiota 
and metabolic changes in obese individuals
Frota KMG, Soares NRM, Muniz VRC, Fontenelle LC, Carvalho CMRG
174 Nutrire. 2015 Aug;40(2):173-187
INTRODUÇÃO
A obesidade é uma doença crônica não 
transmissível estreitamente relacionada a comorbidades, 
como síndrome metabólica, diabetes e doenças 
cardiovasculares.1 Além disso, a sua crescente 
prevalência em todo o mundo evidencia que é 
um dos principais problemas de saúde pública 
atualmente.2
O estado obeso é resultado de um efeito 
prolongado do desequilíbrio entre ingestão e gasto 
de energia, o que acarreta em acúmulo excessivo de 
gordura corporal. A regulação do apetite e do peso 
corporal é realizada por hormônios e peptídeos 
sintetizados nas células da mucosa intestinal, nos 
órgãos gastrointestinais, nos tecidos periféricos 
e no sistema nervoso central. Em curto prazo, 
o controle da ingestão de alimentos é realizado 
por vias de sinalização que emanam do trato 
gastrointestinal, através de peptídeos orexígenos 
como a grelina, que provocam sinais de fome, e 
peptídeos anorexígenos como a colecistocinina, 
o glucagon like peptide 1 (GLP-1) e o peptídeo 
tirosina tirosina (PYY), que geram os sinais de 
saciedade. Enquanto no controle da ingestão 
em longo prazo os sinais que emanam do tecido 
adiposo e do pâncreas, através de hormônios como 
a leptina e a insulina, parecem atuar ativamente na 
deposição de gordura corporal.3
A obesidade é também considerada uma condição 
inflamatória crônica subclínica, caracterizada pela 
produção de citocinas pró-inflamatórias e adipocinas 
que contribuem para as alterações metabólicas 
que ocorrem nos indivíduos obesos.4 Estudos 
recentes têm associado a microbiota intestinal 
ao estado inflamatório que ocorre na obesidade, 
sugerindo que alterações na sua composição e na 
sua diversidade em obesos podem desempenhar 
papel importante no desenvolvimento de desordens 
metabólicas. Dessa forma, a evidência de que a 
composição da microbiota pode ser diferente entre 
indivíduos magros e obesos reforçou a hipótese 
da sua influência na fisiopatologia da obesidade.5
OBJETIVO
O presente estudo teve como objetivo revisar 
a literatura referente aos efeitos de probióticos 
e prebióticos nas alterações metabólicas e da 
microbiota intestinal de indivíduos obesos.
MÉTODO
O levantamento bibliográfico foi realizado na 
base de dados Pubmed incluindo artigos publicados 
no período de 2009 a 2014 nos idiomas inglês, 
português e espanhol, considerando-se originalidade 
e relevância além de rigor e adequação do desenho 
experimental. Foram utilizados na busca os seguintes 
descritores: obesity, gut microbiota, probiotic e prebiotic.
Inicialmente obtiveram-se 207 artigos e após a 
análise dos critérios de inclusão (ensaios clínicos 
controlados e randomizados, ensaios biológicos e 
estudo de caso-controle, artigos com texto completo, 
estudo com humanos e animais) foram incluídos 
36 artigos originais e 12 revisões atuais. Além disso, 
utilizaram-se 10 artigos anteriores ao ano de 2009 
para complementar as discussões sobre o assunto. 
O levantamento bibliográfico abrangeu 13 ensaios 
clínicos controlados e randomizados, 19 ensaios 
biológicos, 3 estudos de caso-controle, 1 estudo 
de coorte e 12 revisões atuais.
REVISÃO
AlterAções nA microbiotA intestinAl de obesos 
e suAs repercussões metAbólicAs
Composição da miCrobiota e desenvolvimento da 
obesidade
O intestino humano aloja trilhões de bactérias, 
muitas das quais desempenham papel-chave na 
digestão dos alimentos ao torná-los assimiláveis 
pelo organismo.6,7 De acordo com Pistelli e Costa 
(2010)8, o desenvolvimento da obesidade nos seres 
humanos pode ser influenciado pelas proporções 
relativas de dois filos principais de bactérias da 
microbiota intestinal, os bacteroidetes e as firmicutes, 
sugerindo que a atividade metabólica delas pode 
facilitar a extração e estocagem das calorias ingeridas. 
Os bacteroidetes e as firmicutes constituem 90% 
das bactérias existentes no intestino do homem, tal 
como no do rato, e a proporção de bacteroidetes 
é menor em obesos do que em magros.6,7
A pesquisa de Jumpertz et al. (2011)9 mostrou que 
a disponibilidade de diferentes nutrientes provoca 
mudanças na composição da microbiota, além disso 
evidenciou o papel da microbiota na absorção de 
nutrientes. Nesse sentido, a microbiota tanto de 
humanos comode animais pode ser modificada 
através da dieta, de modo que a ingestão de calorias 
em excesso promove a proliferação de bactérias 
Prebióticos e probióticos na obesidade
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do filo firmicutes, as quais permitem a extração 
de nutrientes com maior eficiência. Outro estudo 
mostrou que uma dieta rica em gorduras e pobre 
em fibras, indutora da obesidade, está associada a 
relevantes alterações na microbiota do intestino 
distal de camundongos, sugerindo que a atividade 
metabólica dos micro-organismos intestinais pode 
gerar derivados lipopolissacarídeos que atuariam 
como um gatilho no desencadeamento da resposta 
inflamatória, contudo essas alterações metabólicas 
podem ser reversíveis.10
miCrobiota e regulação de interações entre 
áCidos graxos de Cadeia Curta e reCeptores 
ligados à proteína-g
As fibras solúveis consumidas na dieta são 
digeridas em ácidos graxos de cadeia curta (AGCC) 
– como o acetato, o butirato e o propionato – por 
reações de hidrólise e fermentação, catalisadas 
por enzimas derivadas da microbiota intestinal.11 
Nesse sentido, Lin et al. (2012)12 demonstraram 
que os AGCC estimulam na microbiota a produção 
de hormônios capazes de influenciar o controle 
da ingestão, sugerindo que a microbiota intestinal 
modula o metabolismo energético de acordo com 
a qualidade da ingestão alimentar.
Isso ocorre porque após a clivagem das fibras 
alimentares em AGCC, esses são absorvidos por 
difusão passiva e atuam como sinalizadores para 
a sua ligação a receptores acoplados à proteína-G, 
como o Gpr41 (G-protein coupled receptor 41) e 
o Gpr43 (G-protein coupled receptor 43).13 Esses 
receptores estão expressos em muitas células, 
inclusive células epiteliais do intestino, adipócitos 
e células imunes.14
A ativação do receptor Gpr43 nos enterócitos, 
pela sua ligação com AGCC, promove a secreção 
do hormônio anorexígeno GLP-1, que melhora 
a sensibilidade à insulina. Além disso, essa mesma 
interação nos adipócitos sinaliza a supressão de 
insulina, prevenindo o acúmulo de gordura.15 
A Figura 1 ilustra esses mecanismos.
Nesse sentido, Dewulf et al. (2011)16 demonstraram 
que a administração de prebióticos em camundongos 
alimentados com dieta hiperlipídica foi capaz de 
modular a expressão de Gpr43 e, dessa forma, 
controlar a adiposidade.
Os AGCC podem ainda interagir com o 
receptor Gpr41 nas células enteroendócrinas 
(Figura 1). Essa ligação induz a liberação de PYY, 
homônio que inibe a motilidade intestinal, aumenta 
o trânsito intestinal e reduz a extração de energia 
dos componentes da dieta.17
Dessa forma, baixas concentrações de PYY 
circulante estão associadas ao desenvolvimento e 
manutenção da obesidade. Estudo em camundongos 
que não expressavam PYY mostrou que eles 
tornaram-se hiperfágicos e obesos. No entanto, 
a administração crônica de PYY nesses animais 
reduziu a adipogênese. Quando os camundongos 
foram geneticamente modificados para apresentarem 
altos níveis de PYY circulante, o resultado foi 
maior resistência à obesidade induzida pela dieta, 
comprovando que a capacidade da microbiota de 
alterar a produção e atividade do PYY configura-se 
Figura 1. Interação entre AGCC e receptores Gpr43 e 
Gpr41. (1) Bactérias intestinais interagem com carboidratos 
complexos da dieta produzindo AGCC por hidrólises e 
fermentações; (2) A ligação entre o AGCC e o receptor 
Gpr43, nos enterócitos, promove a liberação de GLP-1, 
aumentando a sensibilidade à insulina; (3) A ativação do 
Gpr43 pela interação do AGCC com ele, no adipócito, 
suprime a liberação de insulina, inibindo o estoque de 
gordura no tecido adiposo; (4) A ligação entre AGCC e o 
receptor Gpr41 aumenta a liberação de PYY, reduzindo 
o desenvolvimento da obesidade.
Frota KMG, Soares NRM, Muniz VRC, Fontenelle LC, Carvalho CMRG
176 Nutrire. 2015 Aug;40(2):173-187
boa estratégia para auxiliar no tratamento da 
obesidade.18
Outros estudos também ressaltam a importância 
dos hormônios GLP-1 e PYY no intestino, mostrando 
que o aumento na sua secreção favoreceu a redução 
da resistência à insulina e o funcionamento das 
células beta pancreáticas19 e a modulação desses 
hormônios pelos prebióticos reduziu o apetite e 
a resposta glicídica pós prandial.20-23
miCrobiota e regulação da lipogênese
O fator adipocitário induzido pelo jejum (Fiaf) 
é um derivado das células do epitélio intestinal 
que inibe a atividade da lipoproteína lipase (LPL). 
Contudo, o Fiaf pode ter sua expressão suprimida 
pela presença de micro-organismos seletivos na 
microbiota, permitindo o aumento da atividade da 
LPL e assim o estoque de tecido adiposo (Figura 2).
Estudo de Bäckhed et al. (2007)24 mostrou que 
o excesso alimentar suprime a expressão de Fiaf 
pela microbiota intestinal, elevando a atividade 
da LPL e o estoque de gordura nos adipócitos.
Em paralelo, a microbiota mostrou-se capaz de 
interagir também com a enzima adenosina proteína 
quinase ativada (AMPK), que atua quando há 
necessidade de produzir energia devido ao jejum, 
portanto, estimula a oxidação lipídica, a ingestão 
de glicose e a secreção de insulina, enquanto 
inibe a síntese de colesterol e triglicerídeos e a 
lipogênese.25
Outro estudo verificou que camundongos 
germ-free demonstraram expressão reduzida de 
AMPK quando comparados com grupo controle. 
Contudo, quando ambos foram alimentados com 
dieta ocidental, apesar da elevada ingestão de 
lipídios e glicídios, os animais germ-free apresentaram 
aumento da oxidação lipídica, o que pode ser 
atribuído ao seu genótipo magro. Os pesquisadores 
concluíram que os micro-organismos intestinais 
podem suprimir a atividade da AMPK e facilitar a 
ação da LPL, elevando a predisposição à obesidade 
e a resistência à insulina.24
miCrobiota, obesidade e modulação da resposta 
imune inflamatória
O desenvolvimento da síndrome metabólica 
está relacionado com diversos fatores genéticos 
e ambientais que incluem complexas e ainda 
pouco elucidadas interações entre a microbiota e 
o sistema imune.26
Recentes estudos têm demonstrado a participação 
de receptores de interleucina 1/TLR, como o 
receptor TLR5, na inflamação.27 O TLR5 é uma 
proteína que atua na resposta imunológica através 
do reconhecimento de patógenos associados a 
bactérias. A interação entre microbiota e TLR5 é 
fundamental para a homeostase intestinal, pois a 
maioria dos micro-organismos do intestino tem alta 
afinidade com o TLR5 e essa reação emite sinais 
que regulam o funcionamento intestinal, portanto 
deficiências nesse receptor levam ao início da 
cascata inflamatória, com transcrição de citocinas 
e mediadores inflamatórios como o NFkB.
28
Estudo com camundongos deficientes em 
TLR5 mostraram que eles são mais propensos a 
desenvolver alterações características da síndrome 
metabólica como resistência à insulina, hipertensão 
e hiperlipidemia. Isso por que receptores TLR5 se 
ligam à porção flagelina das bactérias intestinais, 
emitindo sinais importantes para manter a homeostase 
intestinal. Dessa forma, alterações na microbiota 
podem induzir respostas inflamatórias que resultam 
na síndrome metabólica.29
O Quadro 1 resume outros estudos recentes 
que ressaltam a participação dos micro-organismos 
intestinais nas alterações metabólicas e inflamatórias 
da obesidade, evidenciando que a microbiota 
desempenha papel fundamental no metabolismo 
energético e no desenvolvimento e progressão 
da obesidade.
Figura 2. Interação entre microbiota intestinal com Fiaf e 
com AMPK. (1) Fiaf inibe a LPL, evitando a lipogênese; (2) 
Microbiota intestinal suprime a expressão de Fiaf, deixando 
LPL ativa, o que resulta em maior estoque de tecido adiposo; 
(3) Microbiota intestinal aumenta a atividade da AMPK, 
induzindo a oxidação lipídica e inibindo a lipogênese.
Prebióticos e probióticos na obesidade
177Nutrire. 2015 Aug;40(2):173-187
efeitos dos probióticos nA obesidAde
Os probióticos são definidos como 
micro-organismos vivos que, quando ingeridos 
em quantidades adequadas, exercem efeitosbenéficos ao organismo. Os gêneros Lactobacillus e 
Bifidobacterium são os mais utilizados na elaboração 
de probióticos. Eles são indicados para o tratamento 
de diversas doenças, como inflamações, desordens 
alérgicas e diarréia.34
Diante das alterações metabólicas e das 
modificações na microbiota intestinal que ocorrem 
em indivíduos obesos, a utilização de probióticos na 
modulação dessas condições surge como estratégia 
coadjuvante na prevenção e tratamento dessa 
condição clínica35. Estudos que avaliam a ação desses 
compostos na obesidade são fundamentais para 
verificar os efeitos e/ou mecanismos de ação nas 
alterações metabólicas e na microbiota intestinal.
Nesse contexto, Aguilar, Esparza e Fragoso 
(2014)36 encontraram redução nos níveis de 
coliformes totais e aumento nos níveis de lactobacilos 
no trato gastrointestinal de ratos Zucker obesos 
após suplementação com o probiótico BIO-L6, 
que continha 10 cepas do gênero Lactobacillus, 
durante nove semanas, mostrando a capacidade 
de modulação benéfica da microbiota intestinal. 
Além disso, encontraram redução de marcadores 
inflamatórios como fator de necrose tumoral α 
(TNF-α) e interleucinas 4, 10 e 11. Esse mecanismo 
pode configurar-se efeito benéfico ao combater o 
estado de inflamação associado à obesidade.
Chen, Wang e Wang (2011)37 também 
encontraram efeitos benéficos com a administração 
de Bifidobacterium longum em ratos com peso 
adequado induzidos à síndrome metabólica com 
dietas ricas em lipídios. Os autores constataram 
que houve redução no ganho de peso corporal, na 
deposição de gordura, nos níveis de triglicerídeos 
e de glicose plasmáticos. Resultado semelhante 
foi encontrado em estudo com suplementação 
do probiótico denominado VSL#3, constituído 
por mistura de uma cepa de Streptococcus 
thermophilus, quatro de Lactobacillus spp. e três 
cepas de Bifidobacterium spp., por 13 semanas, 
em camundongos que receberam dietas ricas em 
Quadro 1. Estudos sobre o papel da microbiota na obesidade.
Caracterização do estudo Resultados Referência
Ratos germ-free
Ratos com microbiota intestinal
Dieta: Igual nos grupos, porém não especificada
Ratos com microbiota intestinal:
Desenvolveram obesidade e resistência à insulina
> firmicutes
30
Ratos germ-free
Ratos com micro-organismos
Dieta: Não especificada
Ratos germ-free:
< gordura corporal (40%)
31
Ratos com baixa expressão do receptor Gpr43 no 
tecido adiposo
Ratos com elevada expressão do receptor Gpr43 no 
tecido adiposo
Dieta: Normal
Ratos com baixa expressão do receptor tornaram-se 
obesos, mesmo consumindo uma dieta normal
Ratos com elevada expressão do receptor 
permaneceram magros, independente do consumo 
de calorias
14
Indivíduos com a microbiota intestinal composta 
por micro-organismos mais diferenciados entre si 
(HGC – high gene count)
Indivíduos com espécies de micro-organismos 
menos heterogêneos (LGC – low gene count)
Grupo LGC:
> prevalência de obesidade e resistência à insulina
> ganho de peso
↑ de proteína C reativa
32
Ratos germ-free receberam a microbiota de 
mulheres obesas
Ratos germ-free receberam a microbiota de 
indivíduos magros
Dieta: Pobre em gordura e rica em fibra
A microbiota de magros se desenvolveu, mesmo 
naqueles colonizados com a microbiota de obesos
33
Frota KMG, Soares NRM, Muniz VRC, Fontenelle LC, Carvalho CMRG
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lipídios38. Os autores atribuíram esses benefícios 
ao fato de o probiótico aumentar a produção de 
um ácido graxo de cadeia curta, o butirato, que 
estimula a liberação do hormônio GLP-1 pelas 
células intestinais, o qual age no hipotálamo 
promovendo a sensação de saciedade, além de 
favorecer a liberação da insulina e maior captação 
da glicose.37,38
Estudo utilizando suplementação com prebióticos 
e probióticos, produto conhecido como simbiótico, 
em indivíduos com síndrome metabólica com duração 
de 28 semanas mostrou melhora do perfil lipídico 
e de marcadores inflamatórios, além de redução da 
resistência à insulina e dos níveis de glicose circulante. 
Os autores atribuíram tais resultados ao fato de 
esses compostos modularem a microbiota intestinal 
e assim interferirem positivamente na absorção de 
carboidratos. Além disso, demonstraram que os 
probióticos modulam a microbiota intestinal ao 
reduzirem o número de bactérias patogênicas e 
suas toxinas e, consequentemente, a produção de 
citocinas pró-inflamatórias.39
Por outro lado, em estudo de suplementação 
com Lactobacillus casei Shirota em indivíduos 
com síndrome metabólica durante 12 semanas 
identificou-se alteração significativa apenas nos 
níveis plasmáticos da molécula de adesão celular 
vascular solúvel-1 (sVCAM-1). O uso do probiótico 
não afetou de maneira significativa os parâmetros 
LDL-oxidada, TNF-α, interleucina 6 e função 
endotelial, além de não melhorar a resistência à 
insulina.40
De maneira similar, estudo de intervenção em 
adolescentes obesos utilizando probióticos contendo 
a cepa Lactobacillus salivarius não mostrou efeito 
significativo em marcadores inflamatórios e para 
síndrome metabólica nessa população.41 Essa mesma 
cepa foi utilizada em outro estudo com mulheres 
obesas grávidas, as quais receberam suplementação 
com o probiótico entre a 24ª e a 28ª semana de 
gestação, não havendo diferença no perfil lipídico, 
na glicemia de jejum e no desfecho da gestação 
quando comparados aos do grupo controle.42
Sanchez et al. (2014)43 também não observaram 
mudanças significativas nos parâmetros inflamatórios 
e metabólicos em indivíduos obesos de ambos 
os gêneros suplementados com Lactobacillus 
rhamnosus por 24 semanas. Porém constataram 
que as mulheres que receberam dieta com restrição 
energética associada ao probiótico conseguiram 
perder mais peso e mantê-lo mesmo depois de 
cessada essa condição. Tais autores sugerem mais 
estudos para verificar os benefícios dos probióticos 
no balanço energético.
O Quadro 2 sintetiza os estudos que evidenciam 
a participação dos probióticos na modulação da 
microbiota intestinal e no controle de alterações 
metabólicas e inflamatórias na obesidade.
Dessa maneira, os resultados são controversos 
com relação aos efeitos dos probióticos nas 
alterações metabólicas e da microbiota intestinal na 
obesidade. Interessante observar que os estudos que 
não encontraram resultados positivos no uso dos 
probióticos são aqueles realizados com humanos, 
não se comprovando os benefícios verificados nos 
estudos em animais. Tal fato pode estar associado 
à dificuldade de se controlar a ingestão adequada 
do probiótico utilizado pelos participantes, de se 
obedecer às condições de armazenamento, para 
evitar perda das cepas e comprometimento do seu 
efeito biológico, a diferenças metabólicas entre os 
estágios da vida e os gêneros, a particularidades 
nos hábitos alimentares e estilo de vida, além de 
ao período de duração do estudo.
efeitos dos prebióticos nA obesidAde
Os prebióticos são ingredientes fermentados 
seletivamente que promovem alterações específicas 
na composição e/ou na atividade da microbiota 
gastrointestinal e assim são capazes de conferir 
benefícios à saúde do indivíduo.44 Ademais, têm sido 
investigados os efeitos da ingestão de prebióticos na 
homeostase energética e na regulação da saciedade 
relacionadas à redução do risco de obesidade e 
desordens metabólicas associadas.45
Estudos realizados em modelos animais de 
obesidade genética ou induzida pela dieta mostram 
que os prebióticos podem reduzir o ganho de peso 
e a massa gorda, melhorar a tolerância à glicose, a 
função da barreira intestinal, modular o metabolismo 
lipídico, diminuir o estado inflamatório e regular a 
produção de peptídeos intestinais pelo efeito trófico 
que promovem à mucosa (Quadro 3).16,20,22,46-51
Os mecanismos pelos quais os prebióticos 
podem promover esses benefícios à saúde na 
obesidade ainda não estão totalmente elucidados. 
Prebióticos e probióticos na obesidade
179Nutrire. 2015 Aug;40(2):173-187
Uma das possíveis hipóteses seriaa redução da 
ingestão energética (decorrente da diminuição 
da densidade energética das refeições promovida 
pela adição de prebióticos), que levaria à perda de 
peso com consequente melhora nos parâmetros 
metabólicos e inflamatórios. No entanto, alguns 
estudos mostraram redução do ganho de peso 
e de massa gorda mesmo quando não houve 
diferenças na ingestão energética entre o grupo 
suplementado com prebiótico e o grupo controle.16,46,50 
A suplementação de arabinoxilana (carboidratos 
não digeríveis presentes no trigo) a camundongos 
obesos reduziu em 40% o ganho de peso.46 De modo 
semelhante, Dewulf et al. (2011)16 observaram que 
a suplementação de frutano tipo inulina (ITF) foi 
capaz de neutralizar o efeito do aumento de massa 
gorda induzido pela dieta. Em modelo de obesidade 
endócrina, ratas ovariectomizadas suplementadas 
com amido resistente tipo 2 apresentaram menor 
ganho de peso e menor quantidade de gordura 
abdominal quando comparadas aquelas que foram 
submetidas a mesma cirurgia, mas que não tiveram 
a alimentação enriquecida com o prebiótico.50
Diante desses achados, foi proposto que os 
prebióticos poderiam exercer seus efeitos antiobesidade 
pela modulação da adipogênese. Dewulf et al. 
(2011)16 observaram que a suplementação a dieta 
de camundongos obesos com ITF aumentou a 
lipólise no tecido adiposo subcutâneo, reduziu 
os níveis de RNAm de Gpr43 e modulou a 
ativação do receptor ativado por proliferadores 
de peroxissoma gama (PPARγ), com consequente 
Quadro 2. Estudos sobre os efeitos da suplementação com probióticos na obesidade.
Caracterização do estudo Efeitos Referência
Ratos Zucker obesos
Suplementação: Probiótico BIO-L6
Duração: 9 meses
Modulação benéfica da microbiota
↓TNF-α, IL-4, IL-10, IL-11
36
Ratos com peso adequado induzidos à síndrome 
metabólica com dieta hiperlipídica
Suplementação: Probiótico B. longum
Duração: 12 semanas
↓ ganho de peso e deposição de gorduras, 
triglicerídios e glicose
37
Camundongos com peso adequado com dieta 
hiperlipídica
Suplementação: Probiótico VSL#3
Duração: 13 semanas
↑ GLP-1 38
Indivíduos com síndrome metabólica
Suplementação: Simbiótico
Duração: 28 semanas
↓ marcadores inflamatórios
Melhora do perfil lipídico
39
Indivíduos com síndrome metabólica
Suplementação: Lactobacilos casei shirota
Duração: 12 semanas
↓ VCAM-1 40
Adolescentes obesos
Suplementação: Lactobacilus salivarius
Duração: 12 semanas
Sem efeitos significativos 41
Gestantes obesas
Suplementação: Lactobacilus salivarius
Duração: 4 semanas
Sem efeitos significativos 42
Indivíduos obesos
Suplementação: Lactobacilos rhamnosus
Duração: 24 semanas
Sem efeitos significativos 43
Frota KMG, Soares NRM, Muniz VRC, Fontenelle LC, Carvalho CMRG
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Quadro 3. Estudos em animais sobre os efeitos da suplementação com prebióticos na obesidade.
Caracterização do estudo Efeitos Referências
Camundongos C57bl6/J Obesidade 
genética (ob/ob)
Suplementação: Oligofrutose
Duração: Não especificada
↑ Lactobacillus spp., Bifidobacterium spp. e C. coccoides – E. 
rectale
↓ Massa gorda/massa muscular
↓ PP
↓ LPS, TNFα, MCP-1, MIP-1α, INFγ, IL 10, IL-15 e IL-18 
(plasmático);
↓ RNAm de PAI-1, CD68, NADPHox e iNOS (hepático)
↑ ZO-1 e ocludina
↑ GLP-1, GLP-2 portal e RNAm do proglucagon
20
Camundongos C57bl6/J Obesidade 
induzida por dieta HF
Suplementação: ITF (0,2 g/dia)
Duração: 4 semanas
↓ C. coccoides – E. rectal e Roseburia spp.
↑ Bifidobacterium spp.
↓ Ganho de peso e massa gorda
↓ Resistência à insulina
↓ RNAm TLR4 e F4/80 (TAS)
↑ Conteúdo cecal
Modulação da lipogênese
16
Camundongos C57bl6/J Obesidade 
genética (ob/ob)
Suplementação: Mix de prebióticos
Duração: 5 semanas
↑ Bifidobacterium spp. e C. coccoides – E. rectale
↓ Roseburia spp.e Firmicutes
↓ Massa gorda/massa muscular
↓ Glicemia de jejum
↓ LPS
↓ TG plasmático, lipídio muscular
↓ Peróxido lipídico (TA)
↑ Peso e comprimento (cólon)
↑ Células L
↑ ZO-1 e ocludina
↑ RNAm do proglucagon, GLP-1 portal
↑ Tolerância à glicose
22
Camundongos C57bl6/J Obesidade 
genética (ob/ob) + dieta HF
Suplementação: Oligofrutose 
(0,3 g/dia)
Duração: 8 semanas
↓ Peso corporal e razão massa gorda/massa muscular
↑ Tolerância à glicose e sensibilidade à leptina
↑ GLP-1 portal e RNAm do proglucagon
22
Camundongos C57bl6/J Obesidade 
induzida por dieta HF
Suplementação: Arabinoxilana 
(10%)
Duração: 4 semanas
↑ Roseburia spp., Bifidobacterium spp. e Bacteroides/Prevotella 
spp.
↓ Ganho de peso e massa gorda
↓ Resistência à insulina
↓ Colesterol e RNAm FAS
↓ MCP-1, IL-6 e adiponectina
(tecido adiposo)
↓ Permeabilidade intestinal
46
HF: Dieta hiperlipídica; ITF: Frutano tipo inulina; FOS: Frutoligossacarídeos; TAS: Tecido adiposo subcutâneo; TA: Tecido adiposo; TAV: 
Tecido adiposo visceral; PP: Polipeptídeo pancreático; LPS: Lipopolissacarídeo; TNFα: Fator de necrose tumoral α; MCP-1: Proteína 
quimiotática de monócitos-1; MIP-1α: Proteína inflamatória do macrófago 1α; INFγ: Interferon γ; IL: Interleucina; PAI-1: Inibidor do 
ativador do plasminogênio tipo 1; NADPHox: NADPH oxidase; iNOS: Óxido nítrico sintase induzível; GLP: Peptídeo semelhante ao 
glucagon; ZO-1: Proteína da zônula de oclusão 1; TLR4: Receptor toll like 4; TG: Triglicerídeos; FAS: Ácido graxo sintase; FIAF: Fator 
adipocitário induzido pelo jejum; PYY: Peptídeo YY. *Modelo de obesidade endócrina: ratas ovariectomizadas. **Camundongos estéreis 
com posterior inoculação de microbiota fecal humana.
Prebióticos e probióticos na obesidade
181Nutrire. 2015 Aug;40(2):173-187
redução da expressão da proteína ligadora de ácidos 
graxos (FABP/ap2), da LPL, e da proteína alfa de 
ligação à sequência CCAAT (C/EBPα), de modo 
que os níveis de RNAm de Gpr43, FABP, LPL 
e C/EBPα se igualaram aos valores observados 
no grupo controle (camundongos não obesos). 
Essas proteínas estão envolvidas nos processos de 
captação e diferenciação dos adipócitos e, portanto, 
apresentaram correlação positiva com o tamanho 
deles, com exceção da LPL. Neyrinck et al. (2011)46 
também verificaram menor síntese e captação de 
ácidos graxos pela diminuição da atividade da ácido 
graxo sintase (FAS) e da LPL, respectivamente, 
além de redução na expressão de vários genes 
Caracterização do estudo Efeitos Referências
Camundongos C57bl6/J Obesidade 
induzida por dieta HF
Suplementação: Quitina e β-glucano 
(10%)
Duração: 4 semanas
↑ Roseburia spp. e C. coccoides – E. rectale
↓ Lactobacillus spp.
↓ Ganho de peso e massa gorda
↓ Glicemia de jejum, colesterol plasmático e TG hepático
↑ Peso cecal
↑ Tolerância à glicose
47
Camundongos C57bl6/J Obesidade 
induzida por dieta HF
Suplementação: Oligossacarídeos de 
arabinoxilana (7,5%)
Duração: 8 semanas
↑ Bifidobacterium spp.
↓ Lactobacillus spp.
↓ Ganho de peso e massa gorda
↓ RNAm FIAF
↓ Resistência à insulina e insulinemia
↓ LPS, IL-6 (plasmática) e RNAm F4/80 (TAV)
↑ Peso cecal e do cólon
↑ PYY, GLP-1 portal
↑ RNAm ZO-1 e gene claudin 3
48
Ratos JCR:La-cp
Obesidade genética (cp/cp)
Suplementação: Insulina e 
oligofrutose
(10% e 20%)
Duração: 10 semanas
↑ Bifidobacterium spp., Bacteroides/Prevotella spp., Lactobacillus 
spp., Clostridium leptum e Enterobacteriaceae
↑ Peso e comprimento do ceco/cólon
↑ PYY e RNAm do proglucagon
21
Ratas Sprague Dawley Obesidade 
endócrina*
Suplementação: Amido resistente 
tipo 2 (29,7%)
Duração: 12 semanas
↑ Lactobacillus spp., Bifidobacterium spp.
e Clostrídios
↓Ganho de peso e massa gorda abdominal
50
Camundongos C57bl6/J Obesidade 
induzida por dieta HF**
Suplementação: FOS de cadeia curta 
(10%)
Duração: 7 semanas
↑ Bifidobacterium spp. e Clostridium coccoides
↓ Clostridium leptum
↓ Ganho de peso e massa gorda
↓ Leptina e adiponectina
↑ Peso cecal
51
HF: Dieta hiperlipídica; ITF: Frutano tipo inulina; FOS: Frutoligossacarídeos; TAS: Tecido adiposo subcutâneo; TA: Tecido adiposo; TAV: 
Tecido adiposo visceral; PP: Polipeptídeo pancreático; LPS: Lipopolissacarídeo; TNFα: Fator de necrose tumoral α; MCP-1: Proteína 
quimiotática demonócitos-1; MIP-1α: Proteína inflamatória do macrófago 1α; INFγ: Interferon γ; IL: Interleucina; PAI-1: Inibidor do 
ativador do plasminogênio tipo 1; NADPHox: NADPH oxidase; iNOS: Óxido nítrico sintase induzível; GLP: Peptídeo semelhante ao 
glucagon; ZO-1: Proteína da zônula de oclusão 1; TLR4: Receptor toll like 4; TG: Triglicerídeos; FAS: Ácido graxo sintase; FIAF: Fator 
adipocitário induzido pelo jejum; PYY: Peptídeo YY. *Modelo de obesidade endócrina: ratas ovariectomizadas. **Camundongos estéreis 
com posterior inoculação de microbiota fecal humana.
Quadro 3. Continuação...
Frota KMG, Soares NRM, Muniz VRC, Fontenelle LC, Carvalho CMRG
182 Nutrire. 2015 Aug;40(2):173-187
dependentes da ativação de PPAR envolvidos na 
lipogênese.
Outro mecanismo sugerido para atuação dos 
prebióticos na obesidade se refere ao efeito deles na 
síntese de peptídeos gastrointestinais relacionados 
à saciedade. Em animais, a suplementação com 
prebióticos resultou em aumento da secreção 
e/ou da expressão de GLP-1 e de seu precursor 
proglucagon20,21,48,49, do PYY47,48 e do polipeptídeo 
pancreático (PP)20 e em diminuição da expressão de 
grelina51 e dos níveis portais de amilina.21 O estímulo 
à síntese desses peptídeos anorexigênicos pode estar 
relacionado ao efeito trófico dos prebióticos na 
mucosa intestinal. Os prebióticos são capazes de 
aumentar o peso do ceco e do cólon (Quadro 3) e 
assim estimulam a diferenciação de células precursoras 
em células enteroendócrinas, denominadas de 
células L, produtoras desses peptídeos.20,22,49
Apesar dessas evidências, no estudo de 
Neyrinck et al. (2012)47 não foi verificada influência 
dos prebióticos quitina e β-glucano nos níveis 
portais de GLP-1 e na expressão de proglucagon 
em camundongos obesos, porém ainda assim houve 
redução do ganho de peso e da massa gorda, além 
de melhora do perfil metabólico.
Além desses mecanismos, a formação dos 
ácidos linoleicos conjugados (CLA) pelas bactérias 
intestinais Bifidobacterium spp. (ácido rumênico) 
e Roseburia spp. (ácido vacênico) também tem 
sido relacionada aos benefícios dos prebióticos na 
obesidade. Em camundongos obesos, a alimentação 
enriquecida com arabinoxilana modificou o perfil 
lipídico do tecido adiposo com aumento no 
conteúdo de CLA.46
Outras pesquisas investigam a ação dos 
prebióticos na inflamação crônica de baixo grau 
presente na obesidade (Quadro 3). Cani et al. 
(2009)20 propuseram que a maior produção endógena 
do peptídeo 2 semelhante ao glucagon (GLP-2) 
promovida pela oligofrutose seria a responsável 
pela melhora da função de barreira da mucosa 
intestinal, com consequente redução da endotoxemia 
metabólica (diminuição dos níveis plasmáticos de 
lipopolissacarídeo – LPS) e, portanto, redução do 
tônus inflamatório e do estresse oxidativo no plasma 
e no tecido hepático. Esse fato foi confirmado 
após a administração subcutânea do antagonista 
do receptor de GLP-2, o qual anulou os efeitos 
promovidos pela suplementação com o prebiótico. 
Em concordância com esses resultados, os estudos 
que verificaram melhora da função de barreira da 
mucosa intestinal pelo uso de prebióticos também 
encontraram redução dos níveis plasmáticos de 
LPS e de marcadores inflamatórios.22,46,48
Em alguns estudos desenvolvidos com 
animais empregou-se o modelo de obesidade 
genética ob/ob, no qual há deficiência de leptina. 
Com relação a isso, um fato curioso observado 
por Everard et al. (2011)22 foi a capacidade de a 
oligofrutose melhorar a ação da leptina, quando 
administrada a esses camundongos. Assim, houve 
maior perda de peso e menor ingestão alimentar 
no grupo suplementado com prebiótico quando 
comparado ao grupo controle.
Apesar dos resultados dos estudos com modelos 
animais mostrarem efeitos positivos dos prebióticos 
na obesidade e comorbidades associadas, ainda são 
poucos os estudos realizados com seres humanos 
e os resultados não são conclusivos.
A suplementação com ITF (16 g por 3 meses) a 
mulheres obesas promoveu alterações na microbiota 
intestinal porém não modificou significativamente 
os parâmetros antropométricos (IMC, massa 
gorda e relação circunferência cintura/quadril) 
e metabólicos (glicemia e insulinemia de jejum, 
insulinemia após teste oral de tolerância à glicose, 
HbA1c, resistência à insulina, adiponectinemia, 
perfil lipídico e proteína-C-reativa), com exceção da 
glicemia após teste oral de tolerância à glicose, a qual 
apresentou leve redução no grupo suplementado.52
Apesar desses resultados não significativos, 
observou-se correlação entre grupos de bactérias da 
microbiota intestinal e as variáveis analisadas. Entre 
os grupos que aumentaram com a suplementação 
de prebiótico, Firmicutes, Actinobacteria, 
Bifidobacterium e Faecalibacterium prausnitzii 
se correlacionaram negativamente com os níveis 
de LPS, enquanto o grupo Clostridium IV se 
correlacionou negativamente com parâmetros 
antropométricos, glicemia de jejum, insulinemia e 
índice de HOMA. Entre aqueles que diminuíram com 
a suplementação com prebiótico, Propionibacterium, 
Bacteroides intestinalis e Bacteroides vulgatus se 
correlacionaram positivamente com mudanças na 
composição corporal e homeostase da glicose.52
Prebióticos e probióticos na obesidade
183Nutrire. 2015 Aug;40(2):173-187
A suplementação com galacto-oligossacarídeos 
(GOS) (5,5 g/dia por 12 semanas) também não 
afetou os parâmetros antropométricos de indivíduos 
com síndrome metabólica e excesso de peso, no 
entanto alterou alguns marcadores relacionados 
a essa síndrome. A inclusão de GOS na dieta 
reduziu as concentrações plasmáticas de colesterol 
total, triglicerídeos, insulina e proteína-C-reativa,e 
melhorou a função imune intestinal avaliada pelo 
aumento da secreção de IgA e diminuição da 
calprotectina (marcador inflamatório intestinal) 
nas fezes.53
A suplementação com GOS aumentou ainda o 
número de Bifidobacterium nas fezes e reduziu as 
quantidades de Bacteroides spp. e C. hystolyticum, 
no entanto não foram estabelecidas correlações 
entre as alterações na microbiota intestinal e as 
variáveis analisadas.53
Tovar et al. (2012)54 também não relataram 
benefício adicional da suplementação de inulina 
(10 g/dia), combinada ou não com substituto 
parcial de refeição, na promoção da perda de peso 
em mulheres com excesso de peso submetidas a 
dieta de baixa caloria. Porém vale ressaltar que 
a ingestão de inulina, sem estar associada ao 
substituto de refeições, foi capaz de reduzir em 
20% as concentrações séricas de triglicerídeos.
Da mesma forma, Luis et al. (201055; 201156) 
observaram apenas mudanças no perfil lipídico 
de pacientes obesos pelo consumo de biscoitos 
enriquecidos com prebióticos. No primeiro 
estudo, os pacientes foram orientados a consumir 
oito biscoitos enriquecidos com inulina por dia 
(3 g/dia) durante um mês. Após o período de 
intervenção, observou-se redução significativa de 
colesterol total e LDL-c no grupo suplementado, 
sem modificações nas outras variáveis bioquímicas 
e antropométricas avaliadas.55 No segundo estudo, 
os pacientes ingeriram dois biscoitos enriquecidos 
com inulina por dia (2 g/dia), frutoligossacarídeos 
(FOS) (3,1 g/dia) e ácido α-linoleico (3,2 g/dia), 
com redução significativa de colesterol total, LDL-c 
e proteína-C-reativa apenas entre os pacientes 
obesos do sexo masculino.56
Parnell e Reimer (2009)21 relataram efeitos 
benéficos da suplementação com oligofrutose 
(21 g por 3 meses) a indivíduos com excesso de 
peso ou obesos, independente de mudanças no 
estilo de vida. O grupo tratado apresentou perda 
de peso significativa caracterizada principalmente 
pela redução de gordura visceral, porém destaca-se 
que a ingestão energética também foi menor nesse 
grupo. A redução na ingestão energética pode 
dever-se às mudanças ocorridas nos hormônios 
relacionados à saciedade. No grupo da oligofrutose 
houve redução de 23% da área abaixo da curva 
(AUC) para grelina e aumento de 13% da AUC para 
PYY, sem mudanças significativas para o GLP-1, 
quandocomparados os momentos iniciais e finais. 
Apesar disso, não foram observadas mudanças na 
avaliação subjetiva do apetite. Com relação aos 
parâmetros metabólicos, o grupo suplementado 
apresentou menores valores de glicose e insulina 
pós-prandiais no teste de tolerância à refeição de 
6 horas quando comparado ao grupo controle. 
A oligofrutose não afetou as concentrações de 
lipídios séricos.
Outros resultados positivos da ingestão de 
prebióticos na obesidade em humanos foram relatados 
por Genta et al. (2009).57 Mulheres com excesso de 
peso e leve dislipidemia foram submetidas a um 
programa de perda de peso durante 120 dias (dieta 
hipocalórica + atividade física); aquelas que tiveram 
o xarope de yacon incluído em sua alimentação 
nesse período (quantidade suficiente para fornecer 
0,14 g de FOS/kg de peso/dia) tiveram maior 
redução de peso corporal, IMC e circunferência 
da cintura. Em relação às variáveis bioquímicas, 
esse grupo de mulheres apresentou redução nos 
valores de HOMA-IR, insulina de jejum e LDL-c. 
Os autores ressaltam que esses resultados não 
podem ser atribuídos exclusivamente aos FOS 
presentes no yacon. Outros componentes desse 
tubérculo, tais como os compostos antioxidantes, 
podem ter contribuído para esse desfecho.
Os prebióticos parecem ser ferramentas 
promissoras na estratégia nutricional para a redução 
do risco da obesidade e comorbidades associadas 
ou como coadjuvante no tratamento dessa condição 
clínica. No entanto, ainda não existem evidências 
suficientes para a recomendação desses compostos 
para fins de redução de peso, aumento da saciedade 
e melhora do metabolismo de lipídios e glicídios.58 
Existem vários tipos de ingredientes alimentares 
que são prebióticos em potencial e que devido a 
diferenças em sua estrutura química impactam de 
forma diferente a microbiota intestinal e, portanto, 
Frota KMG, Soares NRM, Muniz VRC, Fontenelle LC, Carvalho CMRG
184 Nutrire. 2015 Aug;40(2):173-187
também exercem efeitos metabólicos diferentes. 
São necessários mais estudos, principalmente em 
humanos, para investigar tais diferenças e elucidar 
os mecanismos pelos quais os prebióticos exercem 
seus benefícios.
COMENTÁRIOS
Estudos realizados com animais evidenciam 
efeitos favoráveis de prebióticos e probióticos na 
modulação da microbiota intestinal e nas alterações 
metabólicas na obesidade. Porém, os estudos realizados 
com humanos não são suficientes para comprovar 
tais benefícios. Esse fato pode estar relacionado à 
dificuldade de controlar a ingestão desses compostos, 
à duração dos estudos, a diferenças metabólicas 
entre os estágios de vida e entre os gêneros, além 
de a peculiaridades nos hábitos alimentares e no 
estilo de vida. Dessa maneira, diante do potencial 
benefício de prebióticos e probióticos na obesidade 
e da presença cada vez maior dessa doença crônica 
na população mundial, é necessária a realização de 
mais estudos sobre o tema.
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INFORMAÇÕES ADICIONAIS
Frota KMG: Profa. Doutora do Programa de Pós-graduação em Alimentos e Nutrição, UFPI. 
Soares NRM: Mestranda do Programa de Pós-graduação em Alimentos e Nutrição, UFPI.
Muniz VRC: Mestranda do Programa de Pós-graduação em Alimentos e Nutrição, UFPI.
Fontenelle LC: Mestranda do Programa de Pós-graduação em Alimentos e Nutrição, UFPI.
Carvalho CMRG: Profa. Doutora do Programa de Pós-graduação em Alimentos e Nutrição, UFPI.
Local de realização: Departamento de Nutrição, Universidade Federal do Piauí, Teresina, PI, Brasil.
Fonte de financiamento: este artigo foi desenvolvido a partir de financiamento próprio.
Declaração de conflito de interesse: Os autores declaram não haver conflito de interesse.
Recebido: Ago. 19, 2014 
Aprovado: Mar. 29, 2015
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