Simulação de Habitat Planetário: Estudos de Nutrição (PlanHab)

Uma perda de peso corporal foi documentada em indivíduos que vivem em terras baixas quando expostos a ambientes hipóxicos, como em grandes altitudes ou em condições de laboratório. Essa perda de peso foi atribuída tanto a uma redução do apetite (e subsequente queda na ingestão de energia dietética) quanto a um aumento no gasto energético de repouso. Curiosamente, uma redução no apetite e na ingestão de energia também foi relatada durante o voo espacial, embora o mecanismo para isso não tenha sido explicado. Como é provável que o gás dentro de habitats planetários futuros tenha uma pressão parcial de oxigênio menor do que no ar atmosférico da Terra, a redução do apetite induzida por hipóxia pode representar um desafio para os indivíduos nesses ambientes. Por exemplo, a subalimentação persistente pode comprometer a saúde a longo prazo devido à ingestão inadequada de micronutrientes essenciais, especialmente na presença de metabolismo alterado de nutrientes e necessidades observadas durante o voo espacial. Além disso, a ingestão inadequada de macronutrientes pode exacerbar a perda de tecido corporal magro que ocorre em situações (como microgravidade, inatividade e repouso no leito) em que os músculos são descarregados. De fato, uma ingestão proteica maior que o normal pode ser necessária em situações de inatividade muscular, para alcançar o mesmo efeito anabólico pós-prandial dos aminoácidos observado em indivíduos ambulatoriais.

O mecanismo para a redução do apetite observada na hipóxia não está bem estabelecido. Vários hormônios incretinas e adipocinas têm sido implicados no controle do apetite e podem ser candidatos a induzir essa alteração do apetite observada na hipóxia. No entanto, relatos na literatura apresentam achados contraditórios, talvez devido ao uso de diferentes paradigmas experimentais (hipóxia hipobárica e normobárica, sujeitos ativos e em repouso, variabilidade no grau e duração da hipóxia).

O protocolo do presente estudo padroniza atividade física, temperatura ambiente, estímulo hipóxico e composição nutricional da dieta, e visa ampliar nosso conhecimento sobre os efeitos da hipóxia e repouso no leito sobre o apetite e seu controle hormonal.

A fim de discernir os efeitos separados e combinados de microgravidade e hipóxia, quatorze homens normais ou acima do peso, que são saudáveis, serão recrutados após triagem médica e psicológica. Eles serão convidados a comparecer ao Olympic Sport Centre, Planica, Eslovênia em 3 ocasiões, com cada visita durando 31 dias e separadas por 5 meses. Cada visita de 31 dias ('campanha') inclui um período de registro de linha de base (5 dias), 21 dias de intervenção e um período de recuperação (5 dias), com as 3 intervenções alocadas em um design randomizado e cruzado: i) Normobárica normóxica repouso no leito (NBR; FiO2=21%), ii) confinamento ambulatorial hipóxico normobárico (HAMB; FiO2=14%; ~4000 m de altitude simulada) e iii) repouso no leito hipóxico normobárico (HBR; FiO2=14%). Um menu dietético padronizado e repetitivo de 14 dias, composto de alimentos comumente consumidos na dieta eslovena, será aplicado durante todas as campanhas, as ingestões de energia alvo sendo calculadas individualmente usando uma fórmula modificada de Benedict-Harris com multiplicadores de fator de atividade física de 1,2 para as campanhas HBR e NBR e 1.4 para a campanha HAMB. A comida será fornecida em porções pesadas e os indivíduos serão encorajados a comer todos os alimentos fornecidos. No entanto, qualquer alimento não consumido será pesado e a quantidade real consumida registrada em um programa de análise de dieta. A massa corporal será avaliada diariamente durante as campanhas usando uma maca incorporando células de carga, e a composição corporal total será determinada antes e imediatamente após cada intervenção usando absorciometria de raios-X de dupla emissão de feixe de ventilador.

Os participantes serão submetidos a um teste de tolerância a refeições mistas antes e no dia 17 de cada período de intervenção, pela manhã, após jejum de 12 horas, com o tempo de avaliação replicado em cada dia de estudo em cada campanha. Na chegada, os participantes ficarão em decúbito dorsal em uma cama de hospital e colocarão suas mãos em uma unidade de aquecimento de mãos aquecida (temperatura do ar 50-55oC). Uma cânula intravenosa será então inserida retrógrada em uma veia dorsal da mão para amostragem de sangue venoso arterializado. Após 15 minutos de descanso, uma amostra de sangue basal em jejum será coletada para determinação de insulina sérica, colesterol total, colesterol de lipoproteína de alta densidade (HDL), colesterol de lipoproteína de baixa densidade (LDL), adiponectina e leptina, glicose e lactato no sangue total e plasma catecolaminas, grelina, PeptideYY (PYY), peptídeo-1 semelhante ao glucagon (GLP-1), triglicerídeos e concentração de ácidos graxos não esterificados. Uma amostra de respiração expirada será coletada em tubos evacuados para determinação de 13 dióxido de carbono marcado (13CO2), e uma medição basal de 20 minutos do gasto energético em repouso (GER) e taxa de troca respiratória (RER) será então feita usando calorimetria indireta, com indivíduos vestindo uma máscara, e tanto o ar inspirado quanto o expirado sendo medidos a cada respiração. A avaliação do apetite será feita pedindo aos participantes que classifiquem sua fome, desejo de comer, saciedade e sua perspectiva de ingestão de alimentos, colocando uma marca vertical em uma escala linear de 0-100 mm. Esta escala analógica visual será medida da esquerda para a direita, com 0 indicando nenhuma experiência da variável (por exemplo, não está com fome, não consegue comer nada) e 100 indicando o máximo de cada variável que eles podem imaginar vivenciar (ex. desejo intenso de comer, ou completamente cheio). Os valores dessas 4 variáveis ​​serão combinados para calcular uma pontuação combinada de apetite (CAS). Uma vez concluídas as medições da linha de base, os indivíduos consumirão um milk-shake de nutrientes mistos (Ensure Plus, Abbott Nutrition) a 5 ml/kg de peso corporal, que será suplementado (com 1% do teor de carboidratos) com glicose marcada com 13 carbonos (13C). Posteriormente, amostras de sangue venoso arterial serão coletadas a cada 10 minutos para avaliação de glicose e lactato e a cada 20 minutos para avaliação de insulina sérica e hormônios incretina. Uma medição de REE e RER será realizada nos últimos 15 minutos de cada período de 30 minutos pelas 2 horas seguintes para avaliar a oxidação do combustível e a taxa metabólica, e uma amostra de ar expirado será coletada em tubos evacuados para determinação de 13CO2 em uma data posterior. O apetite subjetivo será avaliado a cada 15 minutos usando escalas analógicas visuais, conforme descrito acima, e no final do período pós-prandial de 2 horas, os indivíduos receberão uma refeição de teste ad libitum à base de macarrão e serão instruídos a comer até se sentirem confortavelmente cheios. Esta refeição será composta por massa branca seca cozida, molho de tomate comercialmente disponível, azeite e queijo duro ralado, com uma composição de 37% da energia total derivada de gordura, 48% de carboidrato e 16% de proteína. A quantidade ingerida será registrada e relacionada a avaliações subjetivas de apetite.