Mapeando Marcadores Moleculares da Aptidão Física

O Futuro da Avaliação de Aptidão Física

Pesquisadores do MIT, GE HealthCare e da Academia Militar dos EUA em West Point descobriram que padrões de atividade molecular no sangue podem não apenas indicar o nível de aptidão de uma pessoa, mas também os processos biológicos que impulsionam o desempenho físico. Este avanço abre portas para um novo paradigma em avaliação de aptidão física, unindo a biologia molecular à prática esportiva.

Para desenvolver seu modelo, os pesquisadores analisaram mais de 50.000 biomarcadores em 86 cadetes da Academia Militar dos EUA, que estavam se preparando para uma competição militar. Através desses dados, foram capazes de identificar vias moleculares que parecem contribuir para níveis mais altos de aptidão física.

"Tínhamos 50.000 medições e queríamos reduzi-las a cerca de 100, onde há alguma probabilidade de que os marcadores que estamos medindo estejam mecanicamente ligados à aptidão física", diz Ernest Fraenkel, Professor Grover M. Hermann em Ciências da Saúde e Tecnologia no Departamento de Engenharia Biológica do MIT.

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Estes biomarcadores podem ser medidos através da análise de amostras de sangue, o que oferece uma maneira simples de fornecer a um atleta, por exemplo, ou a alguém com uma doença crônica ou uma lesão de longo prazo, informações adicionais sobre áreas potenciais para focar seus esforços e reduzir o risco de lesão, acelerar a recuperação ou melhorar o seu desempenho além do que as medidas convencionais mostram.

Azar Alizadeh, cientista principal do GE HealthCare, é o autor principal do estudo, que foi publicado na revista Communications Biology.

Identificando Fatores de Performance

O estudo se destaca pela complexidade dos fatores que influenciam a aptidão física. Enquanto características simples, como altura, podem ser estudadas através de associações genômicas em larga escala (GWAS), a aptidão física é determinada pela interação de múltiplos fatores genéticos, fisiológicos e ambientais.

Os pesquisadores buscaram identificar esses fatores trabalhando com 86 voluntários que estavam em treinamento para a Competição de Competências Militares Sandhurst. Durante o período de estudo de três meses, os voluntários participavam de até cinco sessões, e amostras de sangue eram coletadas antes e após exercícios intensos.

Construindo uma Rede de Conexões Moleculares

O estudo também desenvolveu um modelo de rede que representa as interações entre marcadores, baseado em bancos de dados existentes que catalogam essas interações. "Você pode pensar na nossa rede como um mapa da cidade. Queremos encontrar os lugares nesse mapa que estão se acendendo — não apenas uma luz, mas um monte de casas ou postes de luz na mesma vizinhança", explica Fraenkel.

Após alimentar as medições dos participantes no modelo preditivo chamado PhenoMol, os pesquisadores identificaram mais de 100 biomarcadores ligados ao desempenho no Teste de Aptidão Física do Exército (ACFT). As previsões de aptidão baseadas nesses biomarcadores foram muito mais precisas do que aquelas de um modelo que apenas correlacionava biomarcadores com desempenho, sem levar em conta as conexões da rede.

Rumo a um Novo Paradigma em Treinamento e Recuperação

Os biomarcadores identificados estavam agrupados em diversas vias celulares, incluindo aquelas envolvidas na coagulação do sangue e na cascata do complemento, que está envolvida na recuperação de lesões. Outra via proeminente observada envolveu moléculas relacionadas ao ciclo da ureia, que é responsável por eliminar o amônio resultante da quebra de proteínas.

Fraenkel agora espera aprofundar-se em quais marcadores mostram a aptidão atual de alguém e quais podem revelar seus níveis potenciais de aptidão, o que poderia ajudar a definir forças que podem não aparecer em testes de aptidão tradicionais.

A previsão de potencial de aptidão pode ser útil não só para o treinamento atlético, mas também para indivíduos que estão se recuperando de lesões ou doenças, contribuindo para a definição de um novo futuro na preparação física.