Este estudo começou inicialmente em Junho de 2011(IND 122211). O objetivo original Aim 1 foi concluído e mostrou que os grupos magro e obeso não diferiram na dilatação endotelial dependente (EDD) e nas respostas de dilatação do exercício. O Objectivo 2 original estava dependente da existência de uma diferença entre os grupos lean e obesos no Objectivo 1 e, portanto, não foi prosseguido.

Os investigadores agora planeiam continuar este estudo avaliando 2 objectivos adicionais que são consistentes com o objectivo original do estudo e são discutidos abaixo:

A crescente população de adultos obesos está prevista para criar uma grande carga de saúde pública nas próximas décadas. Os humanos obesos também apresentam capacidade reduzida de exercício físico e menor fluxo sanguíneo muscular. O objetivo geral deste programa de pesquisa é investigar as mudanças relacionadas à obesidade na função microvascular, contribuindo para a diminuição do fluxo sanguíneo muscular. Esta proposta procura testar diretamente o controle vascular em artérias de resistência muscular esqueléticas humanas no exercício de seres humanos. Os investigadores propõem-se a estudar adultos obesos mais jovens, sem confundir os efeitos da idade, síndrome metabólica ou diabetes – antes que os efeitos negativos da obesidade possam exercer o seu pleno impacto negativo. A hipótese geral é que a dilatação dependente do endotélio (EDD) e a vasodilatação funcional (exercício) são prejudicadas pelo afastamento da biodisponibilidade do óxido nítrico e por uma mudança para uma maior dependência da vasodilatação mediada por potássio (K+).

Objectivo primário Determinar se o papel da vasodilatação K+ mediada difere entre adultos magros e obesos.

Objectivo 1: Testar a hipótese de que a obesidade induz uma mudança fenotípica endotelial que cria um ambiente para a disfunção tanto do EDD como do exercício físico. Os investigadores propõem que a obesidade altera as enzimas endoteliais, o que ajuda a explicar as mudanças mecanicistas na vasodilatação.

Aim 2: Testar a hipótese de que a obesidade provoca alteração da função endotelial dependente (EDD) e vasodilatação funcional devido à alteração da sinalização funcional do canal de potássio. Os investigadores propõem que a função do canal de potássio (K+) é responsável por diferenças inexplicáveis no EDD e vasodilatação funcional. Mais especificamente, os investigadores fazem a hipótese de que a inibição da hiperpolarização mediada por K+ (Inward Rectifying K+ channels-KIR) irá identificar mecanismos vasodilatadores diferenciais entre adultos magros e obesos.

Study Design and Overview of Procedures Este estudo foi concebido para testar o controlo cardiovascular em humanos clinicamente saudáveis. Haverá 2 ensaios experimentais separados e cientificamente distintos que serão realizados em indivíduos magros e obesos: 1) EDD ou 2) Vasodilatador Rápido (ROV), que estuda o aumento imediato do fluxo sanguíneo no início do exercício.

Procedimentos comuns entre protocolos: Após a triagem para determinar a elegibilidade, os sujeitos visitam o laboratório para o estudo do EDD ou do Vasodilatador Rápido de Onset (ROV). Todos os procedimentos de pré-triagem e pré-visita serão idênticos. Um médico irá colocar um cateter arterial braquial no braço não dominante para infusão de drogas locais. As alterações no fluxo sanguíneo serão quantificadas por ultra-som Doppler na artéria braquial. A monitorização da hemodinâmica do sujeito (freqüência cardíaca, pressão arterial, oxigênio no sangue) é idêntica.

experimentos Doppler: Os agonistas de EDD são drogas que causam vasodilatação para aumentar temporariamente o fluxo sanguíneo. Os investigadores irão usar 4 agonistas diferentes para testar a função EDD a partir de várias perspectivas. Após infusões de agonistas de EDD de controle, os sujeitos irão repetir agonistas de EDD sob condições de inibição dos canais K+, e novamente sob os canais K+ mais a inibição do óxido nítrico e prostaglandina. Esta última fase do estudo tem como objetivo testar mecanismos vasodilatadores agudos compensatórios/redundantes. Estes ensaios envolverão a infusão de agonistas endoteliais, com e sem inibição de mecanismos vasodilatadores específicos. Os agonistas incluem: ATP, Bradykinin (BK), Isoproterenol (ISO), e Acetilcolina (Ach), serão infundidos 3 vezes cada um (ordem aleatória). Os agonistas serão infundidos sob as seguintes condições: 1) Sozinhos (controle) 2) em combinação com Cloreto de Bário (BaCl2) 3) em combinação com BaCl2, L-N-monometil acetato de Arginina (L-NMMA), e Ketorolac. Os agonistas EDD causam, cada um deles, um aumento temporário do fluxo sanguíneo no antebraço, que retorna à linha de base minutos após a infusão ter parado. Os antagonistas (BaCl2, L-NMMA e cetorolac) provavelmente reduzirão as respostas do EDD aos agonistas, e podem também reduzir o fluxo sanguíneo do antebraço em repouso ou aumentar a pressão arterial (por exemplo, o L-NMMA pode diminuir o fluxo sanguíneo do antebraço em 30-50% um aumento da PA de 5-10 mmHg). A visita completa do estudo EDD será de ~5 horas (1 hora de preparação e 4 horas de procedimentos experimentais). O protocolo EDD é descrito mais detalhadamente aqui:

Drogas (aprovação do IND) são usadas para testar a função vascular básica da ciência & mecanismos associados em voluntários saudáveis. Drogas não utilizadas para melhorar uma condição de saúde.

Drogas: acetilcolina, isoproterenol, bradicinina, adenosina trifosfato, cloreto de bário, acetato de L-N-monometil arginina, cetorolac.

  1. 5 minutos de infusão salina juntamente com 2 minutos de infusão de ATP,
  2. 10 minutos de washout,
  3. 5 minutos de solução salina juntamente com 2 minutos de infusão de BK,
  4. 10 minutos de washout,
  5. 5 minutos de solução salina juntamente com 2 minutos de infusão de ISO,
  6. 10 minutos de washout,
  7. 5 minutos de infusão salina juntamente com 2 minutos de infusão ACh,
  8. 10 minutos de washout,
  9. 5 minutos de infusão BaCl2 e 2 minutos de infusão ATP,
  10. 10 minutos de washout,
  11. 5 minutos de infusão BaCl2 juntamente com 2 minutos de infusão ACh,
  12. 10 minutos de washout,
  13. 5 minutos de infusão de BaCl2 juntamente com 2 minutos de infusão ISO,
  14. 10 minutos de washout,
  15. 5 minutos de infusão de BaCl2 juntamente com 2 minutos de infusão de BK,
  16. 10 minutos de washout,
  17. 10 minutos de infusão de L-NMMA e ketorolac (infusão contínua durante o resto do protocolo) juntamente com 5 minutos de infusão de BaCl2, e 2 minutos de infusão ACh,
  18. 10 minutos de washout,
  19. 5 minutos de infusão BaCl2 juntamente com 2 minutos de infusão ISO,
  20. 10 minutos de washout,
  21. 5 minutos de infusão BaCl2 juntamente com 2 minutos de infusão ATP,
  22. 10 minutos de washout,
  23. 5 minutos de infusão BaCl2 juntamente com 2 minutos de infusão BK.

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Experiências de RV: Após controlar as contracções musculares do antebraço, os sujeitos vão repetir as contracções sob condições de inibição do canal K+, e novamente sob o canal K+ mais a inibição do óxido nítrico e prostaglandina. Esta última fase do estudo destina-se a testar mecanismos vasodilatadores compensatórios/redundantes agudos. Este ensaio consiste em três conjuntos de 6 contracções musculares singulares (três a 30%, três a 60% do esforço máximo), cada contracção durando menos de 3 segundos com ~90s de repouso no meio. Estas contracções únicas evocam um aumento robusto (100-600% de aumento) e rápido (3-6 batimentos cardíacos após a contracção) no fluxo sanguíneo que regressa ao normal normalmente em cerca de 30 segundos. Esta resposta rápida e robusta é a razão pela qual estas contracções musculares únicas são denominadas “Vasodilatação Rápida”. 3 minutos de repouso antes de cada ensaio permitirá medidas de base e carregamento de inibidores de vasodilatação mediada por K+. Durante esses 3 minutos, os sujeitos farão uma única contração aos 15, 30 e 45s do período de carga/descanso de 3 minutos para facilitar a entrega do medicamento aos tecidos ativos (isto acrescenta 18 contrações adicionais. O primeiro conjunto experimental de contrações únicas será completado sem drogas (controle de soro fisiológico). Em seguida, uma infusão de ATP (sem exercício) também será usada para testar a eficácia farmacológica do inibidor subseqüente (BaCl2). A primeira infusão de ATP será realizada sem outros fármacos. Em seguida, um segundo conjunto de contrações individuais será realizado com infusão de BaCl2. Em seguida, uma segunda infusão de ATP para determinar a eficácia do BaCl2. O conjunto final de contrações únicas será iniciado e realizado com infusão simultânea dos três inibidores (BaCl2, L-NMMA, e Ketorolac). Esta última fase do estudo tem como objetivo testar mecanismos vasodilatadores agudos compensatórios/redundantes. Os estudos de ROV (exercício) serão de ~4 horas (1 hora de instalação e 3 horas de procedimentos experimentais). O protocolo de ROV é descrito mais detalhadamente aqui:

Drogas: adenosina trifosfato, cloreto de bário, acetato de L-N-monometil arginina, ketorolac

  1. 3 contracções musculares durante 3 minutos de infusão salina seguida de 3 contracções musculares adicionais,
  2. Repetir 3 contracções musculares durante 3 minutos de infusão salina seguida de 3 contracções musculares adicionais ,
  3. 10 minutos de washout,
  4. Dois minutos de infusão de ATP,
  5. 10 minutos de washout,
  6. 3 contracções musculares durante 3 minutos de infusão de BaCl2 seguido de 3 contracções musculares adicionais,
  7. 3 contracções musculares durante 3 minutos de infusão de BaCl2 seguido de 3 contracções musculares adicionais,
  8. 10 minutos de washout,
  9. Infusão de BaCl2 (3 minutos) e ATP (2 minutos),
  10. 10 minutos de washout,
  11. 3 contracções musculares durante a infusão de BaCl2 (3 minutos) e L-NMMA e infusão de cetorolac (5 minutos) seguida de 3 contracções musculares adicionais,
  12. L-NMMA e cetorolac serão infundidos durante o restante do protocolo numa dosagem mais baixa
  13. 3 contracções musculares durante a infusão de BaCl2 (3 minutos) e L-NMMA e cetorolac (5 minutos) seguido de 3 contracções musculares adicionais.

Ambito 3: Testar a hipótese de que a obesidade induz uma mudança fenotípica endotelial que cria um ambiente tanto para EDD quanto para disfunção do exercício. Propomos que a obesidade altera as enzimas endoteliais que ajudam a explicar as mudanças mecanicistas na vasodilatação.

Aim 4: Testar a hipótese de que a obesidade provoca alteração do EDD e vasodilatação funcional devido à alteração da sinalização do canal de potássio funcional. Propomos que a função canal K+ é responsável por diferenças inexplicáveis no EDD e na vasodilatação funcional. Mais especificamente, colocamos a hipótese de que a inibição da hiperpolarização mediada por K+ (via canais K+ retificadores internos (KIR)) irá identificar mecanismos vasodilatadores diferenciais entre adultos magros e obesos.