Alimentação e tempo circadiano (FACT)

A sincronização do tempo dos processos e comportamentos biológicos com o ciclo claro-escuro de 24 horas é fundamental para quase todos os processos fisiológicos, funções cognitivas e saúde geral. Como o período circadiano médio em humanos é aproximadamente 9 minutos a mais do que o dia de 24 horas, e a iluminação artificial permite um atraso adicional no relógio, o arrastamento circadiano deve ocorrer todos os dias. Isso torna o processo de integração circadiana do relógio interno com o ambiente externo um processo comumente negligenciado, mas que tem sérias ramificações se prejudicado.

Em modelos de roedores, dietas ricas em gordura demonstraram desorganizar o sistema de tempo circadiano. Houve um exame limitado, no entanto, de como a composição da dieta atua no sistema de tempo circadiano em humanos. A capacidade de entrar em um novo esquema de luz foi brevemente examinada após uma dieta rica em gordura em modelos de roedores. Após 3 semanas, eles experimentaram uma taxa 20% mais lenta de reencaminhamento para o novo ciclo de luz em comparação com camundongos alimentados com uma dieta com baixo teor de gordura. Além disso, esses camundongos tiveram uma resposta atenuada a um pulso de luz de avanço de fase. Além disso, simplesmente fornecer uma dieta rica em gordura para camundongos resulta em um período circadiano prolongado e uma mudança nos padrões alimentares ad libitum para a fase de descanso típica.

Os objetivos deste estudo são descobrir a influência da dieta no sistema de cronometragem circadiano humano. O protocolo é um estudo cruzado randomizado de 46 dias (28 dias de ambulatório, 18 dias de internação em duas visitas de 9 dias) projetado para elucidar a velocidade de arrastamento em resposta a uma dieta rica em gordura. Os participantes receberão 3 semanas de uma dieta rica em gordura (2 semanas ambulatorial, 1 semana internada) de 50% de calorias provenientes de gordura. O protocolo inclui dois tipos de coleta de dados; monitoramento ambulatorial em horários rígidos de sono-vigília com refeições com alto teor de gordura ou com baixo teor de gordura fornecidas pela equipe do estudo e medições precisas em laboratório do tempo circadiano, arrastamento e outros marcadores fisiológicos do sono e da saúde cardiometabólica.

1. Monitoramento Ambulatorial: Os participantes manterão um cronograma consistente de 14 dias em casa, 8 horas de sono nos horários habituais antes de ambas as visitas ao laboratório para garantir 1) os indivíduos não tenham restrição de sono e 2) que eles estejam obtendo o mesmo horário claro-escuro antes de cada visita ao laboratório para arrasto estável; verificado por actigrafia, registros de sono e chamadas para um gravador com registro de data e hora. Drogas, medicamentos, cafeína, álcool e nicotina serão proibidos durante esse período e a análise toxicológica será realizada na admissão no laboratório.
2. Dieta ambulatorial: Durante 2 semanas antes de cada protocolo, os participantes consumirão uma dieta isocalórica ambulatorial projetada para atender às necessidades diárias individuais de energia; dieta projetada e preparada por pesquisadores. As dietas serão elaboradas para serem ricas em calorias provenientes de gordura (50% de gordura, 35% de carboidratos e 15% de proteína; 33% de cada gordura mono, poli e saturada) ou com baixo teor de gordura (30% de gordura, 55% de carboidratos e 15 % de proteína) (desenho cruzado aleatório). A dieta consistirá em café da manhã, almoço, jantar e lanche e os participantes virão ao laboratório por aproximadamente 3 dias ou a equipe entregará as refeições. Os participantes serão instruídos a consumir apenas os alimentos fornecidos durante esses 14 dias. A adesão à dieta será capturada por meio do rastreamento de refeições usando um aplicativo móvel de rastreamento de alimentos (MealLogger AppTM (Wellness Foundry, Nova York)).
3. Protocolos de internação: Os participantes serão admitidos em uma sala individual livre de sinais externos de tempo (por exemplo, relógios, rádios, computadores, visitantes e luz solar). A temperatura ambiente é mantida entre 21 e 22,2 °C e a intensidade da luz é definida em ≤ 5 lux durante os procedimentos programados de postura constante, luz ambiente (400 lux) durante a vigília e 0 lux (escuridão) durante as oportunidades programadas para dormir. Os participantes serão instrumentados para polissonografia completa (PSG), eletrocardiograma e um termistor retal para medição contínua da temperatura corporal central. Um cateter IV de calibre 18 também será inserido no antebraço e conectado a um coletor triplo por meio de um loop IV com um cabo de extensão de 12 pés de pequeno lúmen através do qual a amostragem de sangue pode continuar na sala ao lado sem perturbar o sono.

Após a instrumentação, os participantes terão a oportunidade de dormir e serão acordados com pouca iluminação e mantendo um protocolo de postura constante para avaliação precisa da fase circadiana, taxa metabólica de repouso e outros resultados fisiológicos. Após o protocolo de postura constante, o ciclo claro-escuro dos participantes será alterado por 6 dias idênticos, seguido de um segundo protocolo de postura constante para reavaliação da fase circadiana. Este protocolo será repetido enquanto os participantes recebem a outra refeição cruzada. Investigadores/enfermeiros estarão presentes no laboratório ou em uma sala de controle central 24 horas por dia para monitorar a saúde do sujeito, aquisição de dados, fornecer refeições, coletar espécimes biológicos, realizar testes e registrar o sono. Um médico está sempre de plantão quando um participante está no laboratório. Uma extensa série de protocolos e listas de verificação e práticas de equipe são usadas para garantir a uniformidade na execução de procedimentos padrão.

O conteúdo energético das dietas será projetado para atender às necessidades energéticas diárias individuais. Os nutricionistas prepararão refeições isocalóricas contendo teores de macronutrientes de dieta com alto ou baixo teor de gordura e sem cafeína. A ingestão calórica será a mesma composição calórica e de macronutrientes para cada dia de estudo de laboratório e será fornecida como lanches em miniatura frequentemente durante cada protocolo de postura constante (por exemplo, ¼ de sanduíche de peru e queijo, suco e água).