O trato gastrointestinal humano abriga diversos microrganismos que impactam o hospedeiro 1,2,3. Essas bactérias intestinais podem secretar metabólitos derivados do intestino durante a utilização de componentes dietéticos consumidos pelo hospedeiro 4,5. Curiosamente, os metabólitos intestinais não metabolizados na periferia podem ser transportados para outros órgãos via circulação6. Vale ressaltar que esses metabólitos secretados podem servir como mediadores para o eixo intestino-cérebro, definido como a comunicação bidirecional entre o sistema nervoso central e o intestino7. Estudos prévios mostraram que metabólitos derivados do intestino podem modular o comportamento complexo e a emoção em animais 8,9,10,11.
Os ácidos graxos de cadeia curta (AGCC) são os principais metabólitos produzidos pela microbiota intestinal durante a fermentação de fibras alimentares e carboidratos indigestos6. Acetato, propionato e butirato são os AGCCs mais abundantes no intestino12. Os AGCCs servem como fonte de energia para as células do trato gastrointestinal. AGCCs não metabolizados no intestino podem ser transportados para o cérebro através da veia porta, modulando assim o cérebro e o comportamento 6,12. Estudos prévios sugeriram que os AGCCs podem desempenhar um papel crítico nos transtornos neuropsiquiátricos 6,12. Por exemplo, a injeção intraperitoneal de butirato em camundongos BTBR T+ Itpr3tf/J (BTBR), um modelo animal de transtorno do espectro autista (TEA), resgatou seus déficits sociais13. Ratos tratados com antibióticos que receberam microbiota de indivíduos depressivos mostraram um aumento nos comportamentos semelhantes à ansiedade e nos AGCCs fecais14. Clinicamente, alterações nos níveis de AGCCs fecais foram observadas em pessoas com TEA em comparação com controles com desenvolvimento típico15,16. Pessoas com depressão apresentam níveis mais baixos de AGCCs fecais do que indivíduos saudáveis17,18. Esses estudos sugeriram que os AGCCs podem alterar o comportamento em animais e humanos através de várias rotas.
Os metabólitos microbianos exercem diversos efeitos em múltiplos locais do corpo, impactando a fisiologia e os comportamentos do hospedeiro 4,19, incluindo o trato gastrointestinal, o nervo vago e o nervo simpático. É difícil identificar o papel preciso dos metabólitos derivados do intestino no cérebro ao administrar os metabólitos por vias periféricas. Este trabalho apresenta um protocolo baseado em vídeo para investigar os efeitos de metabólitos derivados do intestino no cérebro de um rato em movimento livre (Figura 1). Mostramos que os AGCCs poderiam ser administrados agudamente através da cânula-guia durante os testes comportamentais. O tipo, o volume e a taxa de infusão de metabólitos podem ser modificados dependendo da finalidade. O local da canulização pode ser ajustado para explorar o impacto dos metabólitos intestinais em uma região específica do cérebro. Nosso objetivo é fornecer aos cientistas um método para explorar o impacto potencial dos metabólitos microbianos derivados do intestino no cérebro e no comportamento.