Avaliação da Exposição a Metais Tóxicos Provenientes de Dietas Vegetarianas/Veganas, Omnívoras e com Baixo Teor de Hidratos de Carbono em Israel.

Descrição Detalhada do Estudo Amostragem, Critérios de Elegibilidade e Tamanho da Amostra

O recrutamento de participantes será iniciado através de campanhas nas redes sociais direcionadas a estudantes da Universidade Ariel e de instituições académicas próximas. Os participantes elegíveis serão adultos saudáveis com idades entre 20-45 anos que tenham aderido durante pelo menos um ano a um de três padrões alimentares autoidentificados:

Dieta baseada em plantas (vegetariana ou vegana; objetivo 20% veganos),

Dieta omnívora (dieta mista "regular"), ou

Dieta baixa em hidratos de carbono (padrões alimentares baseados em animais como paleo ou cetogénica).

O padrão alimentar será verificado usando um Questionário de Frequência Alimentar (QFA) validado desenvolvido pelo Ministério da Saúde de Israel, Departamento de Nutrição (adaptado de Berman et al., 2023).

Os critérios de exclusão incluem obesidade (IMC ≥ 30 kg/m²), baixo peso (IMC ≤ 18,5 kg/m²) ou qualquer doença crónica, verificados através de autorrelato e confirmados por um resumo médico do médico.

Após consentimento informado, os participantes preencherão o QFA através do software de análise dietética NutRatio® para confirmar o padrão alimentar. Uma breve entrevista telefónica e um vídeo instrucional orientarão os participantes sobre os procedimentos do estudo e os requisitos de elegibilidade.

Pretendemos recrutar 250 participantes no total, distribuídos uniformemente pelos três grupos dietéticos. Os participantes serão emparelhados por frequência por idade (± 5 anos), IMC (± 3 kg/m²) e estado de tabagismo, dada a associação estabelecida do tabagismo com a exposição a metais. O tamanho da amostra baseia-se em ANOVA (f de Cohen = 0,25, tamanho de efeito médio).

Protocolo do Dia de Medição

Os participantes elegíveis serão agendados para uma sessão de avaliação padronizada (~2 horas) no MetaboLab, Departamento de Ciências da Nutrição, Universidade Ariel.

Ingestão dietética de curto prazo: Os participantes preencherão um registo alimentar de 3 dias (dois dias de semana + um dia de fim de semana) usando o software NutRatio dentro de duas semanas antes da sua visita. A ferramenta integra bases de dados da USDA (SR-28), do Ministério da Saúde de Israel (2017) e bases de dados atualizadas de rótulos alimentares (2024). Os participantes fotografarão cada refeição antes e depois de comer, carregarão as fotos para a equipa de investigação e registarão os alimentos imediatamente após o consumo. A equipa reverá as entradas diariamente, garantindo completude e precisão lógica; dados em falta ou pouco claros serão esclarecidos por telefone no dia seguinte.

O NutRatio quantificará energia, macronutrientes (incluindo perfis de ácidos gordos e aminoácidos), fibra dietética, vitaminas selecionadas (ex.: folato, B-12) e minerais (ex.: cálcio, ferro, zinco). A exposição dietética a metais será estimada a partir dos alimentos reportados usando tanto o NutRatio como bases de dados de referência adicionais. Estes valores serão posteriormente comparados com limites toxicológicos internacionais (ex.: U.S. CDC, Agência Ambiental Alemã).

Amostragem de Alimentos para Avaliação de Metais Tóxicos

Com base nas correlações entre a ingestão reportada e os níveis medidos de metais no sangue ou urina, serão identificados os grupos alimentares mais associados a cada metal. Itens representativos serão então amostrados para análise laboratorial.

Por exemplo, se os níveis de mercúrio correlacionarem fortemente com a ingestão de peixe, aproximadamente seis espécies ou marcas de peixe mais consumidas pelos participantes com alta exposição serão compradas e analisadas. O tipo e marca do alimento serão confirmados através de acompanhamento do participante quando necessário.

Cada item alimentar será submetido a digestão química e quantificação de metais (cádmio, chumbo, crómio, arsénico, mercúrio). As concentrações medidas serão comparadas com conjuntos de dados internacionais incluindo EFSA, Codex Alimentarius, U.S. NCEH e o Ministério da Saúde de Israel (Serviços de Controlo Alimentar, 2016).

Medidas Antropométricas e Demográficas

Os participantes comparecerão à visita de estudo após jejum noturno (apenas água). As medições incluirão:

Peso e altura (protocolos padronizados),

Composição corporal usando InBody 570 (Biospace, Coreia), um analisador de impedância bioelétrica validado que fornece dados de gordura corporal, massa muscular e compartimentos de água (Miller et al., 2016; Sirirat et al., 2020).

Questionários recolherão informações demográficas, historial de saúde, tabagismo, exposições ocupacionais (incluindo serviço militar) e fatores de estilo de vida relacionados com exposição a poluentes ambientais. Estas ferramentas são adaptadas do inquérito nacional israelita sobre metais pesados (Berman et al., 2023) e da iniciativa europeia PARC (https://www.eu-parc.eu

).

Recolha de Amostras Biológicas e Análise Química

Amostras de sangue (total e soro) e urina serão recolhidas usando tubos sem BPA e armazenadas a -20 °C até análise para prevenir degradação química. O soro será separado por descongelação controlada (2-8 °C durante a noite), mistura suave, coagulação (30 min), centrifugação (15 min, 2000 rpm) e aspiração com pipeta. As amostras de sangue total serão homogeneizadas por vortex.

Amostras (sangue, soro, urina e alimentos) serão digeridas usando ácido nítrico de grau analítico e peróxido de hidrogénio num sistema de digestão por micro-ondas seguindo protocolos EPA 3052 (Bocca et al., 2003). Amostras em branco acompanharão cada lote para determinar limites de deteção e quantificação. O controlo de qualidade incluirá materiais de referência certificados e validação interlaboratorial usando amostras divididas.

As análises primárias serão conduzidas no Laboratório de Metais Traço da Universidade Ariel (Co-PI: Dr. Daniel Palchan). Análises adicionais ou confirmatórias podem ocorrer no laboratório do Ministério da Saúde (Dr. Tamar Berman), Universidade Hebraica, Instituto Weizmann, ou Levantamento Geológico de Israel, dependendo da disponibilidade do instrumento.

A quantificação de elementos traço será realizada usando Espectrometria de Massa com Plasma Indutivamente Acoplado (ICP-MS) de acordo com métodos validados (Laur et al., 2020). Os protocolos analíticos estarão alinhados com CDC DLS 3040.1-01. As concentrações de metais no sangue e urina serão comparadas com valores de referência de inquéritos nacionais (Berman et al., 2023) e internacionais (CDC 2018; EFSA 2010; Agência Ambiental Alemã 2023).

Os resultados serão avaliados face aos limites de Biomonitorização Humana (HBM-I, HBM-II) (Agência Ambiental Alemã 2023). A creatinina será medida para normalização urinária.

Integração de Dados e Análise Estatística

Todas as fontes de dados - QFA, registo alimentar de 3 dias, medidas antropométricas, amostras biológicas e análises químicas - serão integradas numa base de dados unificada. As análises estatísticas examinarão as relações entre o padrão alimentar e as concentrações de biomarcadores usando ANOVA, regressão multivariável e análises de correlação. As estimativas dietéticas de exposição a metais serão comparadas tanto com os níveis biológicos medidos como com as concentrações encontradas em amostras alimentares representativas.

Potenciais fatores de confusão (idade, IMC, tabagismo e exposição ocupacional) serão ajustados em modelos multivariados. Análises de sensibilidade explorarão diferenças por sexo e por subgrupos veganos versus vegetarianos dentro do grupo baseado em plantas.

Estudo Piloto

Uma fase piloto envolvendo 10 voluntários precederá a recolha completa de dados. O piloto testará o recrutamento, comunicação de consentimento informado, preenchimento do QFA, avaliação antropométrica, recolha de biospécimes e logística de entrada de dados. Também será usado para otimizar protocolos de preparação de amostras no Laboratório de Metais Traço.

Se os fluxos de trabalho analíticos completos ainda não puderem ser implementados, dados simulados para níveis de metais serão gerados para validar a estrutura da base de dados e pipelines estatísticos preliminares. As amostras biológicas do piloto serão armazenadas congeladas para análise posterior assim que os procedimentos completos de ICP-MS estiverem operacionais.