Sinergia Alimentar na Síntese de Proteínas Musculares (POTATO)

1. Testes Preliminares

   1.1 Preparações: Os participantes comparecerão à sessão de testes preliminares após um jejum noturno (~10 h sem consumir alimentos/bebidas calóricas) e tendo abstido de exercício físico nas 72 h anteriores. Antes de qualquer procedimento presencial, os participantes serão informados sobre os procedimentos e riscos associados à participação através da revisão do documento de consentimento informado. Os participantes serão encorajados a colocar questões e a obter respostas antes de serem questionados se desejam continuar. A confirmação será documentada através da assinatura de um formulário do processo de consentimento informado.

   1.2 Antropometria: Após a prestação de consentimento, a altura e o peso dos participantes serão medidos para confirmar que o índice de massa corporal (IMC) está dentro dos limites de elegibilidade (18,5 - 30 kg/m²). Uma vez que os participantes já foram avaliados quanto a todos os outros critérios de inclusão e exclusão, um IMC elegível resultará na inclusão no estudo e na continuação da sessão de testes preliminares. Após a confirmação da elegibilidade para o estudo, a pressão arterial será medida por um membro treinado da equipa de investigação. Subsequentemente, a composição corporal será determinada através de absorciometria de raios-X de dupla energia (DEXA) de acordo com as recomendações do fabricante. Resumidamente, será pedido aos participantes que removam todos os objetos metálicos antes de serem posicionados por um técnico treinado para uma medição precisa da massa magra e da massa gorda. A varredura dura aproximadamente 6-10 minutos, durante os quais o participante será instruído a permanecer imóvel.

   1.3 Registo de Dieta Habitual: Os hábitos alimentares atuais serão avaliados através de um sistema de registo dietético online automatizado e auto-administrado (ASA24). Os participantes receberão o seu nome de utilizador e palavra-passe individuais durante esta sessão e será-lhes pedido que registem durante 3 dias consecutivos (2 dias de semana e 1 dia de fim de semana) antes de cada ensaio. Como é online, os participantes podem completá-lo fora do local, ao seu ritmo.

   1.4 Taxa Metabólica de Repouso: A taxa metabólica de repouso (TMR) será avaliada através de calorimetria indireta. Este é um teste sem esforço em que a TMR é medida utilizando um sistema automatizado de análise de gases. Este dispositivo mede o consumo de oxigénio e a produção de dióxido de carbono como a diferença entre as concentrações de gás inspirado e expirado. Antes do início do teste, os participantes deitar-se-ão em decúbito dorsal numa mesa e uma capota de plástico rígido transparente e uma cortina de plástico macio transparente serão colocadas sobre o pescoço, cabeça e ombros dos participantes para capturar os gases expirados. Os participantes permanecerão então imóveis sem adormecer enquanto as concentrações de gases respiratórios são capturadas. O teste terminará quando a TMR estiver estável durante pelo menos 20 min (tipicamente ~30 min desde o início).

   1.5 Teste de Dez Repetições Máximas (10RM): Após o teste da taxa metabólica de repouso, os participantes terão o seu 10RM testado para a extensão de pernas e o leg press. Para começar, os participantes pedalarão a um ritmo auto-selecionado num cicloergómetro padrão durante ~5 minutos. Os participantes completarão então uma série de 8-10 repetições a ~50% do seu 10RM previsto, seguida de 1-2 minutos de descanso. A carga será então definida em ~90% do seu 10RM previsto. A carga será aumentada em 2,5-5,0% após cada tentativa bem-sucedida até à falha (tipicamente dentro de 5 tentativas). Serão atribuídos dois minutos de descanso entre tentativas máximas e 5 minutos entre exercícios. A extensão de pernas será testada primeiro, seguida do leg press. Antes de sair do laboratório, os participantes poderão colocar quaisquer questões que tenham antes de concluir a sessão.

   1.6 Acelerómetros: Antes de sair do laboratório, será dado aos participantes um acelerómetro (Actigraph) para avaliar os níveis de atividade física diária (ou seja, contagem de passos). O pessoal de investigação demonstrará o uso adequado e instruirá os participantes a usar o dispositivo durante toda a duração do estudo. Após a demonstração, os participantes serão lembrados de se abster de qualquer exercício extra e de usar o dispositivo durante dois dias antes dos ensaios.

   1.7 Planeamento: Antes de sair do laboratório, os participantes e a equipa de investigação identificarão uma data para o primeiro ensaio de infusão (pelo menos 7 dias após os testes preliminares). Além disso, a equipa de investigação fornecerá aos participantes uma refeição padronizada para consumir na noite anterior à primeira infusão e instruções para se abster de exercício extenuante e consumo de álcool durante 72 e 24 horas antes do primeiro ensaio. Aos participantes será também oferecido um lanche antes de sair do laboratório.

2. Ensaios de Infusão

2.1 Preparações: Pelo menos 7 dias após os testes preliminares ou a infusão anterior, será pedido aos participantes que regressem ao laboratório para um ensaio de infusão. Na manhã de cada infusão, os participantes chegarão ao laboratório de manhã após um jejum noturno (~10 h sem consumir alimentos/bebidas calóricas) e tendo abstido de exercício extenuante e consumo de álcool durante 72 e 24 horas, respetivamente. Durante os 3 dias anteriores a cada ensaio, será pedido aos participantes que registem as suas ingestões alimentares através de um sistema de registo dietético online automatizado e auto-administrado (24 horas) (ASA24).

2.2 Infusão de Isótopos Estáveis: Após a chegada ao laboratório, os participantes deitar-se-ão em decúbito dorsal numa cama de estilo clínico antes de ter um cateter intravenoso colocado numa veia dorsal da mão ou do braço. Não serão feitas mais de quatro tentativas para colocar o cateter. Após a colheita de sangue basal, uma dose de ativação de L-[1-13C] leucina e L-[anel 2H5] fenilalanina será administrada antes do início de uma infusão constante utilizando uma bomba de infusão calibrada. Os marcadores de aminoácidos com isótopos estáveis aplicados neste experimento não são radioativos e são completamente seguros. Estes isótopos estáveis enriquecerão a piscina de aminoácidos no corpo, permitindo-nos identificar a taxa de incorporação de aminoácidos nos tecidos. A preparação dos marcadores para administração intravenosa ocorrerá num ambiente estéril sob uma capa de fluxo laminar dedicada à preparação de marcadores e de acordo com as diretrizes das Boas Práticas de Fabrico.

2.3 Colheita de Sangue: Após os investigadores iniciarem a infusão, um segundo cateter será colocado numa veia da mão ou do braço do outro lado para que os investigadores possam colher sangue durante o ensaio. Durante o ensaio, o sangue será colhido periodicamente do cateter. Antes da colheita de algumas amostras, uma manta aquecida (60°C) será colocada no local do cateter (braço ou mão) para "arterializar" (imitar o sangue dentro das artérias) as amostras de sangue. Um total de 17 amostras de sangue (~174 mL) serão colhidas durante o primeiro ensaio, enquanto no segundo ensaio, 15 amostras de sangue (~149 mL) serão colhidas. A colheita regular de sangue permite a determinação do enriquecimento isotópico, das concentrações de aminoácidos e das concentrações de ácidos gordos livres no sangue. Entre as colheitas, o cateter será mantido permeável utilizando um gotejamento de salina a 0,9% a uma taxa baixa.

2.4 VCO2: A produção de dióxido de carbono (VCO2) será determinada a partir do ar expirado amostrado por uma peça bucal de circuito aberto ligada a uma mangueira. Imediatamente após a realização da análise de VCO2 (10 minutos), será pedido aos participantes que exalem para uma peça bucal separada ligada a um saco de plástico. Esta amostra de ar expirado é armazenada num vacutainer estéril para análise futura do enriquecimento do marcador de isótopo estável no ar expirado.

2.5 Colheita de Músculo: Um total de cinco biópsias musculares serão colhidas (três como parte da 1ª infusão e duas durante a 2ª infusão). O procedimento de biópsia envolve a remoção de um pequeno pedaço de tecido muscular utilizando uma agulha oca estéril (agulha de Bergström) e será realizado pelo Dr. Nicholas Burd sob os auspícios do Dr. Jared Willard, MD. Os participantes repousarão numa cama e a área para a biópsia será rapada, se necessário. Subsequentemente, a área será esterilizada utilizando gluconato de clorexidina a 4% antes de 5 mL de anestésico local (Xilocaína a 2% com epinefrina 1:100.000) ser injetado subcutaneamente com especial cuidado para evitar infiltração no músculo. Uma vez que o anestésico esteja ativo (~10 min), o Dr. Burd fará uma pequena incisão (~4-5 mm) na pele para criar uma abertura através da qual colocar a agulha de biópsia para colheita de tecido. O Dr. Burd cortará rapidamente um pequeno pedaço de músculo (~50-100 mg; aproximadamente do tamanho de uma borracha de lápis padrão) e removerá a agulha da perna do sujeito. Durante a colheita da amostra (~30 seg), os sujeitos podem sentir uma sensação de pressão profunda na perna. Um pano descartável estéril será colocado sob a coxa do participante e luvas estéreis serão usadas para todos os procedimentos de biópsia.

Após a conclusão da biópsia, um membro treinado da equipa de investigação aplicará pressão com gaze estéril até a hemorragia parar (pelo menos 10 min). Subsequentemente, o local da incisão será fechado utilizando pontos borboleta (Steri-strips) seguidos da aplicação de um penso. Uma ligadura de pressão elástica será aplicada sobre o penso para minimizar a probabilidade de hematomas. Os participantes serão então instruídos a deixar os pontos borboleta e a ligadura de pressão na ferida durante 96 e 24 horas, respetivamente. Ao participante será fornecido um "kit de cuidados de biópsia" (descrito na secção 10.1/Kit de cuidados de biópsia) para cuidar adequadamente da incisão após sair do laboratório. Um membro da equipa de investigação contactará os participantes no dia seguinte ao ensaio para verificar o processo de cicatrização.

Exercício de Resistência e Ingestão de Refeição: Imediatamente após o fecho da segunda biópsia, os participantes começarão a aquecer para uma sessão aguda de exercício de resistência. Para começar, os participantes pedalarão a um ritmo auto-selecionado num cicloergómetro padrão durante 5 minutos. Subsequentemente, os participantes começarão o exercício de resistência. Os participantes completarão um conjunto de aquecimento a ~60% do seu dez repetições máximas (10RM) medido nos testes preliminares, seguido de 4 séries de 10-12 repetições a ~90% 10RM com 1-3 minutos de descanso entre séries para ambos a extensão de pernas e o leg press. Os participantes corresponderão à carga, séries e repetições do primeiro ensaio durante o seu segundo ensaio.

Imediatamente após a conclusão do exercício, os participantes regressarão à sala de infusão para consumir refeições. Durante o primeiro ensaio, os participantes serão randomizados e contra-balanceados para ingerir ou 1 batata russet média com casca e combinação de 2 porções equivalentes de carne de vaca picada magra (274 kcal, 19,3 g proteína, 5 g gordura, 37 g hidratos de carbono e 4 g fibra), 2 fatias de pão branco e combinação de carne de vaca (262 kcal, 19,8 g proteína, 6,8 g gordura, 28 g hidratos de carbono e 1,8 g fibra), ou 2 porções equivalentes de carne de vaca (93% carne magra/7% gordura; 110 kcal, 14,8 g proteína e 5 g gordura) durante as infusões constantes ativadas para a medição do metabolismo proteico. Durante o segundo ensaio, os participantes serão aleatoriamente designados para consumir uma das condições restantes.

A batata russet comercialmente disponível com casca será cortada em cubos de 1 polegada e cozida juntamente com um hambúrguer de carne picada a 200°C durante ~30 minutos, ou até a temperatura interna da carne atingir 75°C imediatamente antes do consumo no dia do ensaio. A refeição será cozinhada a uma temperatura interna de pelo menos 165°F de acordo com a temperatura interna mínima do USDA para prevenir doenças transmitidas por alimentos.