Cognição, Flavonóides, Exercício, Microbioma Intestinal

Este ensaio clínico randomizado (RCT) foi projetado para investigar o efeito da ingestão de mirtilo por 12 semanas (52 g de pó liofilizado por dia, equivalente a 2 xícaras de mirtilos frescos por dia) com ou sem caminhada rápida (cinco sessões supervisionadas de 45 minutos por dia). semana) sobre a função cognitiva em participantes idosos saudáveis. Um objetivo importante é determinar se este benefício potencial é mediado por mudanças no perfil do microbioma intestinal e um aumento nos fenólicos derivados do intestino. Participantes adultos mais velhos (n = 240, com meta de 200 completando todos os procedimentos) serão randomizados para um de quatro grupos: caminhada com mirtilo, alongamento com mirtilo, caminhada com placebo e alongamento com placebo. Os suplementos de mirtilo e placebo em pó serão ingeridos por meio de procedimentos duplo-cegos. Amostras de sangue, urina e fezes serão coletadas antes do estudo e novamente após 6 e 12 semanas. A função cognitiva e a aptidão cardiorrespiratória serão medidas nos mesmos momentos. Os participantes serão avaliados quanto à velocidade de processamento, memória episódica, memória de trabalho e atenção sustentada usando a Bateria de Avaliação de Testes Neuropsicológicos Cambridge (CANTAB, Cambridge Cognition, Ltd) (laboratório da Dra. Carol Cheatham, UNC Chapel Hill). Amostras de urina serão analisadas para metabólitos fenólicos derivados do intestino por meio de cromatografia líquida em tandem MS/MS (laboratório da Dra. Mary Ann Lila, NCSU). Serão adquiridos perfis taxonômicos e funcionais do sequenciamento metagenômico das amostras de fezes (UNC Chapel Hill).

Recrutamento. Participantes idosos saudáveis ​​(240 para começar, 200 para terminar) serão recrutados na área metropolitana de Charlotte, NC. Serão selecionados participantes saudáveis, não fumantes, fisicamente inativos do sexo masculino e feminino (alvo 65-85 anos de idade, IMC inferior a 35) com alterações cognitivas que atendam aos critérios de inclusão e exclusão.

Projeto. Este estudo empregará um desenho de pesquisa de grupo paralelo randomizado, duplo-cego, controlado por placebo, com participantes (60) atribuídos a um dos 4 braços durante o período experimental de 12 semanas: mirtilo e caminhada; mirtilo e alongamento; placebo e caminhada; placebo e alongamento.

Agende a VISITA DE TESTE DE LABORATÓRIO Nº 1: Orientação e Consentimento/Teste Cognitivo de Linha de Base (aproximadamente 2 horas).

A. ORIENTAÇÃO E CONSENTIMENTO (15 min): Os potenciais participantes do estudo que responderem às mensagens de recrutamento irão ao AppState Human Performance Lab em um horário designado. Os procedimentos do estudo serão explicados minuciosamente pelo Gerente de Pesquisa (Dr. Camila Olson, Human Performance Lab, HPL) durante o processo de consentimento. Os sujeitos assinarão voluntariamente o termo de consentimento.

B. MoCA (5 min): Os participantes se apresentarão ao laboratório do Dr. Cheatham (UNC Chapel Hill, Nutrition Research Institute, NCRC), onde serão submetidos a testes cognitivos usando o MoCA. Os participantes serão testados quanto ao declínio cognitivo usando a Avaliação Cognitiva de Montreal (MoCA). O MoCA consiste em oito seções para testar memória de recordação, função executiva, atenção, orientação, abstração, habilidades visuoespaciais e nomeação. O declínio cognitivo leve será definido como uma pontuação de 1 - 1,5 SD abaixo da norma no MoCA. Este critério foi empregado em trabalhos anteriores no NCRC com grande sucesso (PMID: 36066009). Aqueles que obtiverem pontuação abaixo do ponto de corte de 1,5 DP serão encaminhados aos seus médicos de família. Sujeitos com pontuação dentro de 1 SD da norma não poderão entrar no estudo e serão dispensados ​​de participação posterior. C. CANTAB (30 min): Os indivíduos que se qualificam para o estudo usando os critérios MoCA serão testados posteriormente no laboratório de Cheatham para função cognitiva usando a Bateria de Avaliação de Testes Neuropsicológicos Cambridge (CANTAB, Cambridge Cognition, Ltd). O CANTAB é um instrumento padronizado e informatizado com captura automatizada de dados. Os participantes serão avaliados quanto à velocidade de processamento, memória episódica, memória de trabalho e atenção sustentada. O CANTAB foi validado para avaliação do declínio cognitivo e será usado para validar os resultados das outras avaliações. A coleção de subtestes CANTAB escolhida (veja abaixo) foi projetada em Cambridge para avaliar o declínio cognitivo e demonstrou ser sensível à deterioração das habilidades cognitivas, mesmo no curto prazo. A conclusão dos 5 subtestes requer cerca de 30 minutos. As tarefas são concluídas em um computador com tela sensível ao toque. Subtestes do CANTAB a serem incluídos na bateria: Tarefa de Controle Motor - familiarizar o participante com a tela sensível ao toque; Processamento Rápido de Informação Visual – teste de atenção visual sustentada; Paired Associate Learning – teste de memória e aprendizagem; Tempo de reação - teste de tempo de reação simples e de escolha; Memória de Trabalho Espacial -teste de retenção de informação espacial.

D. ERP (30 min): Os indivíduos também serão avaliados por meio de procedimentos eletrofisiológicos (ERP) no laboratório de Cheatham. Para coletar dados de ERP, o participante será equipado com uma Rede de Sensores Geodésicos (GSN; Electrical Geodesic, Inc.) que consiste em um conjunto de 128 sensores. O GSN é fácil de aplicar, confortável e relativamente não invasivo. O GSN é composto por sensores Ag/AgCl em uma estrutura de tensão geodésica com membrana elástica. A cabeça do participante é medida para garantir que a rede adequada seja usada e para marcar o couro cabeludo no vértice para a colocação adequada da rede. O GSN é embebido em solução de cloreto de potássio e água morna.

O excesso de solução é retirado da rede para que não escorra nos olhos do participante. A rede é cuidadosamente esticada sobre a cabeça do participante, combinando o eletrodo do vértice com a marca do vértice e os eletrodos da orelha com os pontos pré-auriculares. A tira de queixo e as tiras de tensão laterais são apertadas e todos os sensores são verificados para garantir que estejam perpendiculares e em contato com o couro cabeludo. A aplicação da rede requer apenas cerca de 5 minutos e é bem tolerada. Uma foto será tirada da colocação da rede e as impedâncias serão verificadas. Quaisquer sensores que não estejam lendo bem são ajustados e uma pequena quantidade de solução eletrolítica é aplicada na esponja do sensor com uma pipeta. Quando as impedâncias estiverem dentro dos limites aceitos, o participante ficará sentado em frente ao monitor na sala do participante (separada da sala de controle). Uma câmera, que está sincronizada com os dados adquiridos, registrará o participante durante a apresentação das fotos. Usando o sistema de rastreamento ocular Smart-Eye, coletaremos informações sobre a direção do olhar e o piscar dos olhos. Este sistema é o único no mercado que oferece EEG de matriz densa integrada e rastreamento remoto da cabeça e dos olhos para vincular atenção, tempo na tarefa, pupilometria e piscar de olhos ao EEG em andamento. Os dados serão registrados continuamente e gravados em janelas em torno da apresentação dos estímulos offline. Assim que a rede estiver instalada, o participante participará dos três testes cognitivos. Para a tarefa de memória de trabalho n-back, os participantes observarão uma série de letras aparecendo na tela do computador e pressionarão um botão quando o alvo for detectado. O alvo em uma tarefa de 2 costas é identificado como uma letra que corresponde à letra que apareceu penúltima letra (2 costas). Cartas que não correspondem à definição não requerem resposta. Foi demonstrado que o uso desta tarefa prevê aqueles em que o declínio cognitivo será rápido. Para avaliar o componente de negatividade de incompatibilidade visual do N200 (atenção), o participante será instruído a focar no centro da tela. Em uma proporção de 16:1:1 (padrões:alvos:desviantes), o computador percorrerá aleatoriamente a tarefa. Quando um alvo definido aparecer, o participante pressionará o botão. Todos os outros estímulos não requerem resposta. Esta tarefa requer um foco de atenção nítido e demonstrou ser sensível ao comprometimento cognitivo leve.

E. Questionários de estresse (15 min): Os participantes preencherão questionários que avaliam a ansiedade e eventos estressantes da vida.

F. Questionários e kits do Laboratório de Desempenho Humano (15 min): Os participantes retornarão ao Laboratório de Desempenho Humano e preencherão uma pesquisa de atividade física (Questionário Internacional de Atividade Física, IPAQ) e o questionário de saúde médica (MHQ). Os participantes receberão (do Dr. Olson) um registro alimentar de 3 dias, kit de coleta de fezes e kit de coleta de urina de 24 horas, com instruções completas (ver documentos anexos). O registro alimentar 3-d será concluído no período de quinta, sexta e sábado antes da visita de laboratório nº 2. Amostras de urina e fezes serão coletadas um dia antes da visita de laboratório nº 2. Os participantes receberão datas/horários para visitas laboratoriais adicionais.

VISITA DE TESTE DE LABORATÓRIO Nº 2: Teste de condicionamento físico pré-estudo e coleta de amostras e início da suplementação de mirtilo/placebo (1,5 h).

A. AMOSTRAS DE SANGUE, URINA E FEZES: Aproximadamente uma semana após a visita de laboratório nº 2, os participantes se apresentarão ao HPL pela manhã em jejum noturno nos horários designados. Os participantes entregarão seus registros alimentares de 3 dias e amostras de fezes e urina de 24 horas. Amostras de sangue (máximo de 35 mL) serão coletadas de uma veia do braço por flebotomistas treinados enquanto os participantes estão sentados.

B. COMPOSIÇÃO CORPORAL: A altura e o peso serão medidos por meio de estadiômetro e balança de peso. O seca medical Body Composition Analyzer (mBCA) (Hanover, MD) será usado para medir a composição corporal por meio de BIA de 8 pontos enquanto os participantes ficam em pé com eletrodos descalços e seguram os eletrodos com ambas as mãos nas grades laterais. O seca mBCA fornece diversas medições de interesse, incluindo massa gorda, massa livre de gordura, massa muscular esquelética, gordura visceral, água corporal total e água extracelular.

C. TESTE DE EXERCÍCIO GRADADO: Os participantes serão testados quanto à capacidade aeróbica máxima (VO2max) durante um teste graduado em esteira com o carrinho metabólico Cosmed CPET. Os participantes farão primeiro um aquecimento na esteira para demonstrar que podem caminhar livremente na esteira. Os participantes caminharão contra uma carga de trabalho que aumenta gradualmente (protocolo Bruce) até que o esforço máximo seja alcançado e o participante pare voluntariamente de se exercitar. A principal medida de resultado é o VO2 máximo ou os mililitros de oxigênio que podem ser consumidos para cada quilograma de massa corporal no esforço máximo. O sistema metabólico Cosmed CPET (Roma, Itália) será anexado por meio de uma máscara facial ao participante para medição contínua de fatores metabólicos (consumo de oxigênio, taxa de ventilação, frequência respiratória, taxa de troca respiratória). Um monitor de frequência cardíaca torácica fornecerá frequência cardíaca em batimentos por minuto. A classificação da percepção subjetiva de esforço (PSE) será avaliada em uma escala de 6 a 20. Os dados serão registrados ao final de cada estágio de 3 minutos e no ponto de esforço máximo, e alterações submáximas/máximas pré e pós 12 semanas de treinamento serão usadas como critérios para avaliar mudanças na aptidão cardiorrespiratória. A prescrição de exercícios aeróbicos para o programa de treinamento de 12 semanas será baseada na frequência cardíaca máxima (FCM) e na frequência cardíaca de repouso (FCR) medidas durante o teste inicial. Os procedimentos de teste e segurança estarão sob orientação do IRB para participantes idosos saudáveis, e o médico do estudo fornecerá supervisão dos procedimentos de teste.

D. SUPLEMENTOS: Cada participante receberá um suprimento para 6 semanas de pacotes selados a vácuo de pó de mirtilo selvagem liofilizado codificado ou placebo (52 g por dia). O pó liofilizado de mirtilo selvagem lowbush será fornecido pela Wild Blueberry Association of North America, Old Town, ME e liofilizado pela FutureCeuticals (Momence, IL). O pó de mirtilo placebo compatível com fibras e carboidratos será desenvolvido pela NCSU usando uma fórmula de estudos anteriores: sabor e aroma de mirtilo (8,9%), corante (1,05% lago roxo, 0,75% lago vermelho, 0,45% lago azul 2, 0,03% corante vermelho, 0,008% de corante azul 2), glicose (32%), frutose (35,5%), ácido cítrico (0,77%), celulose (15%), fibrosol-2 (1,8%), goma xantana (1%), pectina (1,09%) e sílica (0,99%). Os pós de mirtilo e placebo serão embalados no NCRC NC Food Innovation Lab. Os participantes serão instruídos que os pós de mirtilo ou placebo devem ser armazenados em um freezer nos pacotes fornecidos até o uso. Serão fornecidas instruções para consumir os suplementos em doses fracionadas (metade no café da manhã e metade no almoço) misturados em bebidas, iogurte ou outros alimentos. Se um participante do estudo não tomar a dose do suplemento em um ou dois dias, ele será solicitado a adicionar 1 pacote extra por dia até que retorne ao cronograma. Os participantes do estudo entrarão em contato com o Gerente de Pesquisa (ASU-NCRC@appstate.edu) se deixarem de consumir o suplemento por 3 dias ou mais, e discutir se desejam ou não abandonar o estudo. A conformidade com o regime de suplementação será avaliada por meio de mensagens de e-mail regulares e uma contagem de pacotes devolvidos nos períodos de 6 e 12 semanas.

VISITAS DE TESTE DE LABORATÓRIO nº 3, 4 e nº 5, 6 Esses mesmos procedimentos básicos serão repetidos após 6 e 12 semanas, exceto que as visitas nº 3 e nº 5 não envolverão sujeitos passando pelo processo de consentimento e preenchendo o questionário médico de saúde , e essa visita nº 6 não incluirá o fornecimento de pacotes de suplementos adicionais aos participantes.

ENSAIO CLÍNICO RANDOMIZADO DE 12 SEMANAS: 60 SESSÕES DE TREINAMENTO NO CAMPUS DE PESQUISA DA CAROLINA DO NORTE (NCRC, Kannapolis, NC)

• Os participantes participarão de sessões de atividade física supervisionadas (5 SESSÕES POR SEMANA, 45 MIN POR SESSÃO) e consumirão 52 gramas por dia de pó de mirtilo liofilizado ou placebo.
• Os participantes praticarão exercícios supervisionados de 45 minutos por dia (caminhada rápida com monitores de frequência cardíaca ou exercícios de alongamento não aeróbico no chão) durante 5 dias por semana durante um período de 12 semanas. As sessões de exercícios serão realizadas em pequenos grupos sob supervisão. Os supervisores de exercícios serão treinados em RCP e um dispositivo DEA estará localizado na porta do Laboratório de Desempenho Humano (no prédio adjacente ao oval ambulante).
• As sessões de caminhada serão realizadas ao ar livre sob supervisão na pista do NCRC. As frequências cardíacas de treinamento e a distância total percorrida serão registradas. Em dias de mau tempo, os participantes caminharão cobertos (garagem do NCRC) ou em esteiras no Laboratório de Desempenho Humano.
• A frequência cardíaca durante as sessões de atividade física será monitorada com um FitBit Inspire. Os caminhantes aumentarão gradualmente a intensidade com uma meta de 60% da frequência cardíaca de reserva (com base nos dados do teste de exercício graduado).
• O programa de alongamento será supervisionado e realizado no Laboratório de Performance Humana em tatames. A sessão começará com 5 a 10 minutos de aquecimento de atividades leves (por exemplo, caminhada fácil com ginástica leve). Após o aquecimento, os participantes realizarão de 8 a 10 exercícios de alongamento por sessão, sob a orientação de um supervisor de exercícios. Cada exercício de alongamento será realizado por 10 a 30 segundos no ponto de leve desconforto. O exercício de flexibilidade será repetido por duas a quatro repetições, com os participantes visando 60 segundos de tempo total de alongamento por exercício de flexibilidade (por exemplo, quatro alongamentos de 15 segundos). Os supervisores de exercícios fornecerão orientação completa sobre os exercícios de alongamento durante a primeira sessão.
• Duas coortes primárias (40 cada, grupos de caminhada e alongamento) serão agendadas a cada semestre durante um período de 3 meses (setembro a novembro e fevereiro a abril) durante um período de 3 anos. Dos 240 participantes inscritos no estudo a cada ano, espera-se que 200 concluam com êxito todas as fases. A retenção será maximizada pelo contato regular com os participantes durante sessões de exercícios supervisionados e por meio de mensagens regulares de e-mail. Serão oferecidos três horários de sessões de exercícios em cada dia da semana de trabalho (7h00, 9h00 e 16h00). Caso os participantes faltem a uma sessão de exercícios, haverá oportunidades semanais para participar de sessões de recuperação (sábados de manhã). Se um participante do estudo faltar a 3 ou mais dias de treinamento físico, o Gerente de Pesquisa entrará em contato com o participante e discutirá se deseja ou não desistir do estudo.