Cafeína, ADN y cognición

Se empleará un diseño cruzado doble ciego controlado por placebo que incorpora períodos alternos de exposición y abstinencia a la cafeína a "largo plazo" para investigar los efectos interindividuales de la cafeína en el rendimiento cognitivo. El procedimiento que los participantes deben seguir en cada una de las cuatro semanas del estudio se describe en detalle a continuación.

1. Visita de línea de base: cuestionario de línea de base, antropometría, familiarización con los procedimientos y tareas del estudio. Los participantes recibirán suplementos de la semana 1 (n= 18 cápsulas) y viales de saliva (n= 6) para la recolección de muestras de saliva. Los participantes también recibirán café descafeinado, té y cacao, según sus preferencias.
2. Días 1-6: placebo o cápsulas de cafeína x 3 por día a las 09:00, 11:00 y 15:00. El cumplimiento con la suplementación con cafeína y placebo se evaluará mediante una muestra de saliva a las 17:00 todos los días para cada uno de los días de suplementación a largo plazo. Las concentraciones de cafeína en la sangre y la saliva se correlacionan mucho, y los niveles suelen aumentar progresivamente durante el día (debido al consumo intermitente de bebidas con cafeína). El mejor bioensayo de una sola muestra de la ingesta diaria de cafeína es proporcionado por muestras obtenidas al final de la tarde (James, 1994; James y Rogers, 2005).
3. Días 5 y 6: en preparación para los días de "desafío" y para controlar los factores ambientales que se ha demostrado que afectan la inducibilidad de la enzima CYP1A2, se les pedirá a los participantes que se abstengan de beber alcohol durante 48 horas y que eviten el ejercicio extenuante durante 24 horas antes de la prueba. ensayos y evitar el consumo de alimentos crucíferos (brócoli y coles de Bruselas) (Gunes & Dahl, 2008). Finalmente, los participantes recibirán diarios de dieta para registrar todos los alimentos y bebidas consumidos durante las 24 h antes de los cuatro ensayos experimentales.
4. Día 7 (Día experimental): Se les pedirá a los participantes que se presenten al laboratorio después de un ayuno nocturno y seguirán el procedimiento que se muestra a continuación:

09:00: muestra de saliva previa a la suplementación y tareas cognitivas

09:30: Suplementación con 3 mg/kg de masa corporal de cafeína o placebo

10:30: Primera muestra de saliva posterior a la suplementación y tareas cognitivas

12:30: Segunda muestra de saliva posterior a la suplementación y tareas cognitivas

13:00: Una comida que contiene jugo de frutas o refresco y un sándwich de queso.

15:30: Tercera muestra de saliva posterior a la suplementación y tareas cognitivas

Se tomarán muestras de saliva a la llegada y 1, 3 y 6 h después de la suplementación. La primera muestra se tomará para verificar el cumplimiento del requisito de no tomar su suplementación matutina, por lo tanto, estar en abstinencia de cafeína, independientemente del brazo de estudio. Se ha demostrado que 1 mg/kg de cafeína da como resultado niveles plasmáticos de cafeína de aproximadamente 1 μg/ml y se puede esperar que la concentración de cafeína en la saliva sea aproximadamente el 70% de los niveles plasmáticos (Walther et al., 1983). Los niveles medios de cafeína en la saliva por debajo de 1 μg/ml se informaron previamente para la abstinencia de cafeína durante la noche (Evans & Griffiths, 1999). Después del tratamiento con cafeína, los niveles de cafeína en la saliva ayudarán a determinar el metabolismo de la cafeína (Dodd et al., 2015).

La suplementación se tragará con agua proporcional al peso del participante (3 ml/kg de masa corporal). Durante los días experimentales, se pedirá a los participantes que consuman agua ad libitum en su primera prueba y un volumen igual en las pruebas posteriores. También se les pedirá que eviten hacer ejercicio entre las pruebas.

Las tareas cognitivas se realizarán en cuatro puntos de tiempo: antes y 1, 3 y 6 h después de la suplementación. Cuando se usa cafeína anhidra en cápsulas, la concentración máxima de cafeína generalmente ocurre alrededor de 1 hora después de la ingestión (Graham, 2001). Por lo tanto, medir los metabolitos de la cafeína durante 1 hora después de la ingestión de cafeína mediría principalmente la absorción de cafeína y no el metabolismo, que está determinado por la enzima CYP1A2. Por lo tanto, los estudios que investigan los efectos de los genotipos CYP1A2 sobre los efectos de la cafeína deben centrarse en el uso de protocolos que duren más de 1 h, ya que estos efectos pueden ser más evidentes en eventos que duran más de 1 h, donde el metabolismo de la cafeína puede tener un efecto más pronunciado. También se debe tener en cuenta que la vida media de la cafeína es en promedio de 4 a 6 h (Nehlig, 2018) en la mayoría de los adultos y aún no se sabe en qué medida se altera el metabolismo de la cafeína entre los metabolizadores rápidos y lentos. Por lo tanto, se desconoce en qué momento habría una diferencia lo suficientemente grande en los niveles circulantes de cafeína entre los metabolizadores rápidos y lentos para tener un impacto significativo en la ergogenicidad de la cafeína (Southward et al., 2018). Por esta razón, seleccionamos 3 puntos de tiempo diferentes después de la suplementación para completar las tareas cognitivas: se seleccionó 1 h después de la suplementación para permitir la comparación con varios estudios previos con cafeína, porque es el punto de tiempo más utilizado para evaluar el rendimiento cognitivo después de la suplementación. suplementación en la literatura (Carswell et al., 2020). También agregamos los puntos de tiempo de 3 h y 6 h posteriores a la suplementación, ya que están dentro del rango promedio de la vida media de la cafeína y para investigar las diferencias en el rendimiento entre los metabolizadores "rápidos" y "lentos". Nuestra hipótesis es que aquellos que metabolizan la cafeína más rápido no mantendrían altos niveles de cafeína en la saliva durante el evento de 6 h en comparación con aquellos con un metabolismo más lento de la cafeína.

Al final de cada día experimental, los participantes recibirán las cápsulas para la semana siguiente, así como los viales para la toma de muestras de cafeína en saliva.

Una vez proporcionadas, las muestras se mantendrán congeladas a -20 °C hasta su análisis. Los niveles de cafeína en saliva se medirán utilizando la técnica de inmunoensayo multiplicado por enzimas (EMIT) por método espectrofotométrico. El ensayo EMIT es un inmunoensayo enzimático homogéneo diseñado para usarse en la determinación de la cafeína como metabolito y se preferirá dado que es menos invasivo que el uso de cafeína sérica y ha demostrado ser confiable y reproducible (Tripathi et al., 2015). Los niveles de cafeína sérica superiores a 30 μg/ml requieren dilución cuando se analizan mediante el ensayo EMIT.