Introdução: A carnosina (beta-Alanil-L-Histidina) é um dipeptídeo encontrado em altas concentrações em diversos tecidos excitáveis, tais como o coração, cérebro e músculo. Embora o número de evidencias sobre os efeitos benéficos da carnosina esteja aumentando, muitos desses estudos apresentam uma importante limitação: a falta de mensuração da carnosina intramuscular. O principal motivo é a necessidade de realização de biópsias musculares. Nesse sentido, um novo método não invasivo baseado na ressonância magnética de hidrogênio (1H RNM) foi apresentado como alternativa. Objetivos: Determinar a reprodutibilidade, acurácia e sensibilidade do 1H MRN na determinação do conteúdo de carnosina muscular em seres humanos contra a referência \"padrão-ouro\" de quantificação de carnosina, cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) em extratos musculares obtidas por biópsia muscular. Métodos: O estudo foi dividido em duas sub-investigações, sendo a primeira delas uma investigação in vitro que testou a linearidade do sinal da carnosina na 1H RMN. Para a segunda investigação dezesseis homens fisicamente ativos (18 - 35 anos) sem doença crônico-degenerativa ou qualquer disfunção no aparelho locomotor se voluntariaram. Os participantes foram submetidos a duas sessões no total. Na sessão inicial, características antropométricas e de composição corporal foram mensuradas, cada indivíduo teve sua concentração de carnosina muscular do gastrocnêmio avaliada através da análise 1H MRN (um teste-reteste foi realizado com uma sub amostra para verificar a reprodutibilidade do método), em seguida uma biópsia muscular do gastrocnêmio foi realizada. Os voluntários então se submeteram a um período de quatro semanas de suplementação de 6,4 g. de beta-alanina por dia, estimulo que comprovadamente aumenta a carnosina muscular, durante esse período também foi realizada uma avaliação nutricional para determinar a quantidade carnosina ingerida em suas dietas. Na segunda sessão os indivíduos mais uma vez tiveram suas composições corporais avaliadas e realizaram o teste de 1H RMN e biópsia muscular para acessar suas concentrações de carnosina muscular. Resultados: In vitro: A linearidade de sinal de 1H RMN para as concentrações de carnosina testadas apresentou valores de R2 de 0,9771. In vivo: O teste-reteste da 1H RMN apresentou coeficiente de variação médio de 9,9 ± 10,34% e coeficiente de correlação interclasse de = 0,775 (95% C.I.: 0,324-0,939). Comparando-se os dois métodos: As concentrações de carnosina (em mmol/kg musculo seco) não foram estatisticamente diferentes tanto no pré (1H RMN -20,8±6,2; HPLC -23,3±10,5; p=0,45; 95% CI= -4,5 -9,6) quanto no pós-suplementação (1H RMN - 35,2±13,2; HPLC-27,8±11,7; p=0,15; 95% CI= -3,5 - 17,8) (n=13). Os valores de delta da concentração de carnosina muscular (em %) também não foram estatisticamente diferentes (1H RMN - 69,7±66,7; HPLC -38,2±58,2 p=0,16; 95% CI= -14,5 -77,5; ES=0,90). Ao observar os dados individuais, nota-se também baixa correlação dos dados individuais entre os métodos (R2 = 0,0448; r =0,212; p= 0,229). Conclusão: A 1H RMN apresentou baixa reprodutibilidade e acurácia quando comparada ao padrão ouro (HPLC), não sendo possível sua utilização para mensuração de carnosina muscular / Introduction: Carnosine (beta-Alanyl-L-Histidine) is a dipeptide found in high-concentrations in human tissue, such as heart, brain and muscle tissue. Although the body of evidence relating beneficial effects of carnosine is increasing, most of these studies have an important limitation: the lack of intramuscular carnosine measurement. The main reason for the absence of this measurement is the method of analysis; a muscle sample must be obtained via a muscle biopsy. In this regard, a new method non-invasive based on hydrogen magnetic resonance (1H NMR) has been used as an alternative. Objectives: The present study aims to determine the reproducibility, accuracy, and sensitivity of H-MRS in the determination of muscle carnosine content in humans; comparative data analysis will be performed against the \"standard\" reference of HPLC carnosine quantification in muscle extracts obtained by muscle biopsy. Methods: The study was divided into two sub-investigations. The first of which was an in vitro investigation that tested the linearity of the carnosine signal at 1 H NMR. For the second investigation, sixteen physically active men (18-35 years) without chronic-degenerative disease or any dysfunction in the locomotor apparatus volunteered. The participants were submitted to 2 sessions in total; Upon arrival to the initial session, anthropometric and body composition characteristics were collected before each individual underwent a muscle carnosine measurement of the gastrocnemius via H-MRS analysis (a test-retest was performed with a sub-sample to verify the reproducibility of the method) followed by a gastrocnemius muscle biopsy. Thereafter volunteers were submitted to a 4-week supplementation period of 6.4 g. of beta-alanine per day, a stimulus proven to increase muscle carnosine, during this period, volunteers had their carnosine dietary ingestion evaluated as well. Following the supplementation period, individuals were subjected to another body composition evaluation, 1H RMN and muscle biopsy. Results: In vitro: The linearity of 1 H NMR signal for carnosine concentrations tested showed R2 values of 0.9771. In vivo: 1 H NMR test-retest showed a mean coefficient of variation of 9.9 ± 10.34% and ICC= 0.775 (95% C.I.: 0.324-0.939).Comparing the methods: Carnosine concentrations (in mmol / kg dry muscle) were not significant difference either the in pre (1 H NMR -20.8 ± 6.2, HPLC -23.3 ± 10, 5, p = 0.45, 95% CI = -4.5 -9.6) and post-supplementation (1 H NMR - 35.2 ± 13.2, HPLC-27.8 ± 11.7, p = 0.15, 95% CI = -3.5-17.8) . The delta values of muscle carnosine concentration (in %) were not statistically different (1 H NMR - 69.7 ± 66.7; HPLC -38.2 ± 58.2 p = 0.16; 95 % CI = -14.5 -77.5; ES = 0.90). Comparing the individual data, there was a low correlation between the methods (R2 = 0.0448, r = 0.212, p = 0.229). Conclusion: 1H NMR showed low reproducibility and accuracy when compared to the gold standard (HPLC), not being possible its use for carnosine quantification
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-27102017-090103 |
| Date | 01 August 2017 |
| Creators | Vinícius da Eira Silva |
| Contributors | Guilherme Giannini Artioli, Eduardo Maffud Cilli, Bruno Gualano |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Ciências Médicas, USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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