"Todo el mundo sabe que el ejercicio es bueno para la salud, pero realmente no sabemos qué impulsa eso a nivel molecular -explica Michael Snyder, profesor y director de Genética-. Nuestro objetivo desde el principio fue realizar un análisis muy completo de lo que sucede en el cuerpo justo después de hacer ejercicio".

El equipo rastreó marcadores moleculares de una amplia gama de procesos biológicos, como el metabolismo, la inmunidad, el estrés oxidativo y la función cardiovascular. Cientos de miles de mediciones de 36 participantes en el estudio proporcionaron una ventana al mar de fluctuaciones químicas que el cuerpo experimenta durante el ejercicio intenso.

Según apuntan los científicos, nunca se han realizado mediciones tan exhaustivas de las fluctuaciones moleculares posteriores al ejercicio. Además, el equipo vio que los participantes que estaban más en forma física compartían firmas moleculares similares en sus muestras de sangre en reposo capturadas antes del ejercicio.

"Nos dio la idea de que podríamos desarrollar una prueba para predecir el nivel de condición física de alguien -recuerda Kévin Contrepois, director de Metabolómica y Lipidómica en el Departamento de Genética-. La aptitud aeróbica es una de las mejores medidas de longevidad, por lo que un simple análisis de sangre que puede proporcionar esa información sería valioso para el monitoreo de la salud personal".

Con los datos preliminares, el equipo ha creado una prueba de prueba de principio, para la cual han presentado una solicitud de patente. La prueba no está disponible actualmente para el público.

El equipo de Snyder se propuso entender mejor los cambios moleculares que subyacen a los cambios en la aptitud física. El estándar de oro de las evaluaciones médicas de la aptitud física es una prueba de VO2 máximo, que mide el consumo máximo de oxígeno de una persona durante el ejercicio intenso y utiliza la puntuación como un sustituto de la aptitud aeróbica. Pero Snyder y su equipo querían más detalles, específicamente sobre las formas en que el ejercicio inicia el cambio a nivel molecular.

Realizaron pruebas de VO2 para 36 individuos, incluido Snyder, en una cinta de correr. Los participantes, tanto hombres como mujeres, tenían un índice de masa corporal promedio de 29 kilogramos / metro cuadrado, y su rango de edad era de 40 a 75 años.

Antes de la prueba de la cinta de correr, los investigadores extrajeron una muestra de sangre de referencia. Luego, los participantes se pusieron una máscara para medir el oxígeno y corrieron con una ligera inclinación hasta alcanzar el consumo máximo de oxígeno, momento en el que se detuvieron y salieron de la cinta. Los investigadores tomaron muestras de sangre de los participantes 2 minutos, 15 minutos, 30 minutos y 60 minutos después de haber alcanzado sus picos.

"Todas estas mediciones nos permiten describir una coreografía de eventos moleculares que ocurren después del ejercicio físico -asegura Snyder-. Sabemos que el ejercicio causa una serie de respuestas fisiológicas, como inflamación, metabolismo y fluctuación hormonal, pero estas mediciones nos permitieron caracterizar esos cambios con detalles sin precedentes".

Resulta que en los primeros dos minutos después del ejercicio, el cuerpo experimenta una intensa actividad molecular. En la mayoría de los participantes, los marcadores moleculares de inflamación, cicatrización de tejidos y estrés oxidativo, un subproducto natural del metabolismo, aumentaron bruscamente poco después de saltar de la cinta de correr, cuando sus cuerpos comenzaron a recuperarse.

Los marcadores moleculares del metabolismo variaron, explica Snyder. A los 2 minutos, las muestras de sangre revelaron evidencia de que el cuerpo estaba metabolizando ciertos aminoácidos para obtener energía, pero cambió a metabolizar la glucosa, un tipo de azúcar, alrededor de 15 minutos. "El cuerpo descompone el glucógeno como parte de su respuesta de recuperación de ejercicio, por eso vemos ese aumento un poco más tarde", relata. El glucógeno es una forma de glucosa almacenada.

Como parte del estudio, Snyder también comparó la respuesta molecular en individuos que eran resistentes a la insulina, lo que significa que no pueden procesar la glucosa adecuadamente, con la respuesta en individuos que podrían procesar la glucosa normalmente. "La principal diferencia que vemos es que las personas resistentes a la insulina tienen una respuesta inmune amortiguada después del ejercicio", apunta.

Aunque no fue la intención original del equipo, notaron algunas consistencias en las mediciones iniciales de los participantes que obtuvieron mejores resultados en la prueba de VO2 pico. En estos individuos, los investigadores vieron una fuerte correlación entre un conjunto de moléculas y el nivel de aptitud aeróbica de un individuo.

Descubrieron una colección de miles de moléculas, incluidos marcadores de inmunidad, metabolismo y actividad muscular, que se correlacionan con la aptitud aeróbica de una persona. "En este punto, no entendemos completamente la conexión entre algunos de estos marcadores y cómo están relacionados con una mejor forma física", alade Snyder. Los investigadores esperan desentrañar esas conexiones en una futura investigación.

Snyder señala que debido a que el perfil molecular realizado en el estudio fue tan exhaustivo, no sería práctico para los médicos usarlo en sus clínicas; sería costoso y proporcionaría más información de la necesaria.

Pero su equipo está trabajando para reducir los biomarcadores a aquellos que son más representativos del nivel de condición física de una persona en un esfuerzo por hacer que la prueba sea práctica para un uso más amplio.

El equipo ya está desarrollando un algoritmo para seleccionar un subconjunto de estas moléculas que son altamente correlativas a los resultados máximos de VO2, avanza Contrepois. A medida que los investigadores continúan optimizando la prueba de aptitud, esperan que algún día pueda ser una forma más rápida, más barata y más conveniente para que las personas midan objetivamente la aptitud aeróbica.