BIOMARCADORES SANGUÍNEOS: ESENCIALES PARA OPTIMIZAR EL RENDIMIENTO EN EL DEPORTE
Autor Chimalli Digital
Los biomarcadores (indicadores de procesos biológicos normales, procesos patógenos o respuestas a una exposición) sanguíneos han experimentado un repunte en lo que se conoce como medicina personalizada, es decir, procedimientos adaptados individualmente a los pacientes.
Tienen un gran potencial para ser un complemento objetivo de otros métodos de cribado en el diagnóstico y pronóstico de enfermedades, decisiones terapéuticas, así como en la evaluación del éxito terapéutico.
Como caso concreto, los científicos han demostrado que las concentraciones de biomarcadores predicen la mortalidad o diagnostican la gravedad de la enfermedad en determinadas condiciones.
Los recientes avances están pasando de la medición de un único biomarcador a enfoques de marcadores múltiples para determinar un amplio espectro de medidas biológicas.
Adicionalmente, los científicos contemplan la posibilidad de hacer uso de la Inteligencia Artificial (IA) para analizar los datos respecto a los biomarcadores sanguíneos con el fin de ayudar a los médicos a tomar decisiones informadas sobre las opciones de tratamiento.
Transportando dicha perspectiva al campo de los deportes de élite, las “opciones de tratamiento” podrían interpretarse como la prescripción de una carga de entrenamiento y recuperación personalizadas.
Los biomarcadores sanguíneos, que en principio son capaces de reflejar objetivamente la carga de entrenamiento, la fatiga y las necesidades de recuperación, ya están siendo aplicados por los profesionales para facilitar la toma de decisiones y garantizar una gestión de la carga individualizada (es decir, prescripción, seguimiento y ajuste de la carga de trabajo) destinado a optimizar el rendimiento y evitar lesiones.
No obstante, los biomarcadores establecidos como la creatina quinasa (CK) o el lactato, sí bien son sensibles a la carga de entrenamiento y son convenientes y rápidos de medir con dispositivos de punto de atención (POC), capturan principalmente un dominio fisiológico especifico cuando se miden únicamente en ausencia de otros marcadores.
Esto significa que los practicantes de entornos deportivos profesionales necesitan capturar múltiples marcadores para evaluar de manera integral la respuesta al entrenamiento y, en consecuencia, gestionar las cargas de trabajo de los atletas.
Las cargas de entrenamiento crónicas elevadas, la composición corporal y los picos retrasados en las concentraciones pueden dar lugar a interpretaciones erróneas.
En la búsqueda de otras alternativas confiables, una variedad de nuevos biomarcadores (como muestra, CD163, proteínas de choque térmico [HSP], ADN libre de células [cfDNA], proporciones de células sanguíneas) han evidenciado aumentos marcados después de entornos de ejercicio estandarizados, proporcionando un valor añadido potencial para la gestión de carga.
A día de hoy, el costo y el esfuerzo que implica medir parámetros innovadores, como el cfDNA, HSP o citoquinas, de forma regular siguen siendo elevados, lo cual los hace incomodos para fines de seguimiento.
Dada la evolución de la tecnología, dichos biomarcadores pronto podrían volverse relevantes para los profesionales de la medicina deportiva mediante dispositivos POC.
Diversos estudios científicos en dicha área también tienen como objetivo determinar un perfil generalizable de resiliencia o capacidad de entrenamiento de un atleta que pueda ser relevante a lo largo de su carrera, por ejemplo, marcadores genéticos de lesión de ligamentos.
Detrás de todos estos enfoques en los deportes existe una lógica similar a la del entorno clínico, que es la evaluación de biomarcadores para individualizar el tratamiento.
BIOMARCADORES SANGUÍNEOS: LA HERRAMIENTA SECRETA PARA UN ENTRENAMIENTO MÁS EFECTIVO
Una gran cantidad de diversos investigadores han incrementado sus esfuerzos para identificar nuevos biomarcadores sustitutos sólidos para ayudar en la gestión de la carga de entrenamiento.
El objetivo es identificar biomarcadores que representen respuestas apropiadas y confiables al volumen de entrenamiento, reflejen ciclos de recuperación y procesos de regeneración y, por lo tanto, los científicos esperan que hagan una contribución importante al campo de la gestión de carga en entornos deportivos profesionales.
Un punto de partida habitualmente utilizado en los últimos años ha sido el sistema inmunológico.
La actividad física induce una respuesta inmune sistémica que se manifiesta por leucocitosis, un cambio en la proporción de subpoblaciones de leucocitos y la liberación de numerosas citoquinas pro y antiinflamatorias.
Algunas de estas moléculas tienen una estrecha relación con los cambios metabólicos durante el ejercicio físico o pertenecen a la clase de mioquinas, que actúan a nivel inmunológico además de las vías de señalización metabólica.
Dichos marcadores inmunológicos son muy sensibles al ejercicio agudo, dependiendo, entre otros factores, de la duración y la intensidad de la carga, observándose también una regulación parcial de acuerdo al tipo de ejercicio físico.
Algunos de estos marcadores se clasifican como quimiocinas, como los ligandos de quimiocinas, mientras que otros se clasifican como enzimas, como la mieloperoxidasa.
El uso potencial de dichas proteínas como biomarcadores en entornos de ejercicio físico también sería de interés, ya que los marcadores inmunológicos indican alteraciones diferenciales en la homeostasis fisiológica o la integridad del tejido.
Como caso ilustrativo, algunos marcadores se regulan de acuerdo con el nivel de daño muscular, mientras que otros dependen, por ejemplo, de procesos neuroinmunológicos, déficit energético o producción de calor.
Los científicos saben que la sangre refleja sólo una pequeña fracción de los procesos inmunológicos, pero estos están bastante bien estudiados.
En consecuencia, los marcadores inmunológicos pueden proporcionar una estimación de la carga interna en diferentes niveles fisiológicos e indicar procesos de regeneración.
Los marcadores de estrés oxidativo muestran una estrecha conexión con la respuesta inmune. La actividad física induce un mayor nivel de especies reactivas de oxígeno (ROS).
De ahí que, se liberan más productos del estrés oxidativo, que también pueden detectarse directa o indirectamente en la sangre.
A día de hoy, los científicos están centrando su atención en algunos marcadores que reflejan el nivel de estrés oxidativo en el contexto del esfuerzo atlético y los ciclos de recuperación posteriores.
Los marcadores del proteoma del estrés, como la HSP, tienen relación tanto con los cambios inmunitarios como con el estrés oxidativo.
Como instancia, los niveles sanguíneos de HSP70/72 y HSP90 reaccionan de manera muy sensible a los estresores fisiológicos, como el ejercicio de resistencia, y también se regulan rápidamente una vez finalizado el ejercicio físico.
Interesantemente, los científicos lograron demostrar que los aumentos de HSP70 dependen de la intensidad y la duración, con evidencia de cambios en las concentraciones en reposo después de períodos de entrenamiento intensificados.
De acuerdo con dichos hallazgos, estudios científicos recientes han demostrado la importancia del [Ca2+]-proteínas de unión del grupo S100 como biomarcadores posiblemente útiles en el deporte.
Las proteínas S100 representan una clase de proteínas fijadoras de calcio que se liberan de manera sensible dependiendo de la carga de ejercicio físico, y muestran aumentos después del ejercicio de resistencia de larga duración, mientras que la proteína B fijadora de calcio S100 aumenta principalmente después de correr, pero no tras hacer ejercicio en bicicleta.
Adicionalmente, la irisina se libera en respuesta al ejercicio físico como resultado de la escisión proteolítica de la proteína FNDC5 presente en la membrana de los miocitos.
El mecanismo fisiológico exacto de la liberación aún no se comprende completamente; no obstante, el entrenamiento crónico puede conducir a una disminución de los niveles de irisina circulante.
Otra categoría importante representa el campo de los catabolitos del metabolismo del trifosfato de adenosina (ATP), como el amoniaco, la hipoxantina o la xantina.
En dicho sentido, los científicos demostraron que la medición combinada de lactato, amonio e hipoxantina refleja indirectamente cambios en el estado energético durante el ejercicio físico.
Sumado a ello, analizan la hipoxantina como un marcador prometedor del estado de entrenamiento y un predictor del rendimiento deportivo en los atletas.
Resulta notable enfatizar que existen muchos otros metabolitos que se están discutiendo como biomarcadores adecuados en los deportes.
La importante tensión sobre el metabolismo durante el ejercicio físico induce cambios significativos en la concentración sanguínea después del entrenamiento en la composición del metaboloma plasmático.
Por ejemplo, los lípidos y sustancias similares a los lípidos se movilizan hacia la sangre durante el ejercicio de resistencia de larga duración.
Los metabolitos también pueden proporcionar información sobre el estado del entrenamiento, ya que el metaboloma de los atletas entrenados cambia según la adaptación al ejercicio físico a nivel metabólico.
Así que, ya se han identificado algunos metabolitos asociados con la aptitud cardiopulmonar, como diversas especies de acil-aquil-fosfatidilcolina, mientras que otros son más frecuentes en atletas que desempeñan ejercicios de fuerza, como las fosfatidilcolinas.
Además de evaluar la carga de tratamiento, las respuestas de los biomarcadores pueden proporcionar información adicional, como una estimación del riesgo de enfermedad del atleta según lo indicado por varias respuestas de citoquinas después del ejercicio físico.
No obstante, se requieren instrumentos fáciles de usar, como dispositivos POC, que permitan a los profesionales medir dichos biomarcadores de manera oportuna y sencilla.
Más aún, es necesario considerar o superar los obstáculos específicos de los marcadores (por ejemplo, baja especificidad, necesidad de sangre venosa) antes de que puedan usarse regularmente para el monitoreo de la carga.
Siendo interesante enfatizar que existen otros dominios fisiológicos que los científicos han investigado a profundidad.
Por ejemplo, los enfoques proteómicos han identificado biomarcadores asociados al fitness o a la grasa corporal, como la leptina.
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