Rodrigo Minoru Manda
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JN THE JOURNAL OF NUTRITION A Publication of American Society for Nutrition ● www.nutrition.org The Journal of Nutrition: 140: 745–751, 2010. ACUTE ENERGY DEPRIVATION AFFECTS SKELETAL MUSCLE PROTEIN SYNTHESIS AND ASSOCIATED INTRACELLULAR SIGNALING PROTEINS IN PHYSICALLY ACTIVE ADULTS Stefan M. Pasiakos,Lisa M. Vislocky,John W. Carbone,Nicholas Altieri, Karen Konopelski, Hedley C. Freake,Jeffrey M. Anderson,Arny A. Ferrando, Robert R. Wolfe,and Nancy R. Rodriguez Department of Nutritional Sciences and Department of Kinesiology, University of Connecticut, Storrs, CT and Center for Translational Research in Aging and Longevity, Donald W. Reynolds Institute on Aging and University of Arkansas for Medical Sciences,Little Rock, AR RODRIGO MINORU MANDA BIOMÉDICO [email protected] INTRODUÇÃO Turnover miofibrilar Síntese protéica Restrição energética Catabolismo BALANÇO ENERGÉTICO Grau de restrição energética Perda de peso (massa muscular) Alteração do metabolismo protéico Alteração do gasto energético Processos metabólicos Restrição energética aguda: Alteração do metabolismo protéico / degradação da massa muscular INTRODUÇÃO Restrição energética Principal componente para manutenção do gasto energético, fornecendo substrato em privação alimentar Millward DJ et al. 2008 Muitos estudos trazem a ingestão de proteína (0.8 g × kg-1 × d-1) oferecem vantagens metabólicas (composição corporal e balanço nitrogenado para avaliar o turnover miofibrilar) Layman DK et al. 2003 Noakes M et al. 2005 Biópsia muscular, Isótopos estáveis Dieta altamente controlada MÚSCULO ESQUELÉTICO ~40% massa corporal 30-50% metabolismo protéico corporal Esse estudos não refletem o metabolismo específico muscular, e sim uma visão generalizada OBJETIVO Caracterizar a síntese protéica miofibrilar e as vias de sinalização protéica associadas em resposta a restrição energética aguda de moderada intensidade, em indivíduos adultos fisicamente ativos. HIPÓTESE Privação energética ↓ Síntese protéica miofibrilar e os processos anabólicos METODOLOGIA Indivíduos: 8 homens e 4 mulheres Fisicamente ativos, selecionados de 2006-2007 Mulheres: VO2pico: 40 mL × kg-1 × min-1. Homens: VO2pico: 45 mL × kg-1 × min-1. Histórico médico detalhado, Registro alimentar de 3 dias, Praticantes de 7 dias de atividade física semanal CRITÉRIOS DE EXCLUSÃO: Doenças cardiovasculares e/ou metabólicas; Alterações gastrointestinais; Alergia a alimentos; Uso de suplementos e/ou esteróides anabolizantes; Tabagistas e etilistas crônicos. Todos os indivíduos assinaram TCLE Institutional Review Board at the University of Connecticut METODOLOGIA Delineamento do estudo O estudo foi constituído de duas fases sequenciais: WD e ED WD: weight maintenance ED: energy deficient (80% da recomendação energética) 0 9 10 19 Taxa de síntese muscular fracional Taxa de síntese muscular fracional Proteínas de sinalização intracelular Proteínas de sinalização intracelular WD: weight maintenance ED: energy deficient 20 METODOLOGIA Avaliações Antropometria: Peso: aferido semanalmente para acompanhar a manutenção/perda de peso Altura: estadiômetro estacionário Composição corporal: DXA (dual energy X-ray absorptiometry) Intervenção dietética: Registro de 3 dias (software Nutritionist Pro Software) (Axxya Systems, version 3.1.0) Proteína em elevados níveis na dieta (RDA) 1.5 g proteina × kg-1 × d-1 Gasto energético de repouso: sistema circulatório de circuito aberto (MedGraphics CPX/D, Medical Graphics) Aptidão cardiorrespiratória/fisíca: VO2pico: teste em esteira com sistema respiratório de circuito aberto (MedGraphics CPX/D, Medical Graphics) (Quinton MedTrack ST55) METODOLOGIA Avaliações Balanço nitrogenado: Nitrogênio urinário urina de 24 horas micro-Kjeldahl apparatus (Tecator Kjeltec System) Balanço nitrogenado = ingestão de nitrogênio – excreção de nitrogênio Amino acidos plasmáticos: HPLC: troca catiônica com derivatização pós coluna. (Pickering Laboratories PCX5200; Pickering Laboratories) Hormônios plasmáticos: Concentrações de insulina e cortisol : ELISA (DSL - Diagnostic Systems Laboratories) METODOLOGIA Avaliações Determinação da taxa de síntese protéica fracional Cinética do metabolismo protéico: isótopos estáveis ring-[2H5]-phenylalanine (2 mmol × kg-1 / 0.05 mmol × kg-1 × min-1) 0 100 120 Inserção de cateter Inserção de cateter no braço Infusão do isótopo estável contralateral Garantir a atividade do isótopo 300 Biópsia muscular (100-150 mg) Vasto lateral Determinação da taxa de síntese protéica fracional Cálculo: fração de isótopo ligada ao fluido muscular intracelular a partir da biópsia 300 min – 120 min Cinética do metabolismo protéico METODOLOGIA Avaliações Sinalização protéica muscular: Western blotting Akt, AMPK, 4E-BP1 Bradford assay (Bio-Rad Laboratories). Análise estatística Análise descritiva ANOVA: diferença do momento basal e entre os sexos Análise de post hoc utilizando teste t pareado: caso diferença significativa P < 0,05 SPSS 11.0 RESULTADOS RESULTADOS ↓ ~2 MJ/d Sem alteração na ingestão de aa essenciais e BCAA RESULTADOS Balanço nitrogenado: Balanço positivo (0,6 ± 2 g/24 h) porém sem alteração entre os momentos Restrição energética não afetou os níveis de aa essenciais, não essenciais e BCAA Redução em relação ao basal DISCUSSÃO Balanço nitrogenado: Balanço positivo (0,6 ± 2 g/24 h) porém sem alteração entre os momentos Balanço nitrogenado = ingestão de nitrogênio – excreção de nitrogênio Provavelmente devido a dieta hiperprotéica ↑ retenção de nitrogênio Restrição energética não afetou os níveis de aa essenciais, não essenciais RESULTADOS Hormônios plasmáticos: - Déficit energético afetou os níveis de insulina - WD: 49.3 ± 5 pmol/L X ED: 40.3 ± 2 pmol/L * - Cortisol: sem alteração entre os tratamentos Determinação da taxa de síntese protéica fracional Cinética do metabolismo protéico: isótopos estáveis ring-[2H5]-phenylalanine (2 mmol × kg-1 / 0.05 mmol × kg-1 × min-1) Taxa de síntese: WM (0.074 ± 0.01%/h) X ED (0.06 ± 0.01%/h)* Déficit energético= ↓ 19% RESULTADOS Taxa de síntese: WM (0.074 ± 0.01%/h) X ED (0.06 ± 0.01%/h)* Poucos estudos trazem os efeitos da restrição energética aguda sobre a massa muscular É bem estabelecido que a redução energética diminui a taxa de síntese protéica A dieta hiperprotéica é importante na manutenção do aporte e como fonte de energia na privação alimentar No presente estudo, possivelmente a taxa de síntese não foi menor devido a dieta hiperprotéica. DISCUSSÃO Hormônios plasmáticos: - Déficit energético afetou os níveis de insulina - WD: 49.3 ± 5 pmol/L X ED: 40.3 ± 2 pmol/L * Manda, RM, Maesta N Burini RC.Rev Bras Fisiol Exerc 2010;9:52-8. Western Blotting RESULTADOS Western Blotting DISCUSSÃO P P P Manda, RM, Maesta N Burini RC.Rev Bras Fisiol Exerc 2010;9:52-8. DISCUSSÃO Western Blotting Restrição energética não afetou os níveis de AMPK ↓ Energia ↓ ATP ↑ AMPK ↓ AMPK ??? Manda, RM, Maesta N Burini RC.Rev Bras Fisiol Exerc 2010;9:52-8. CONCLUSÃO Modesta redução energética (20%) por 10 dias é suficiente para alterar o metabolismo do músculo esquelético (redução da taxa de síntese protéica e via de sinalização) Estratégias de intervenção dietética: precaução na restrição energética para evitar a perda exagerada de massa muscular.
