Publicação: Análise de biomarcadores salivares por espectroscopia ATR-FTIR e expressão de microRNAs plasmáticos em indivíduos treinados frente a diferentes protocolos de exercício físico
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CNPQ::CIENCIAS DA SAUDE
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Introdução: A análise das alterações nos diferentes fluidos biológicos promovidas
pelo exercício pode levar à descoberta de novos biomarcadores, capazes de
melhorar a compreensão dos mecanismos relativos ao estado de treinamento e
desempenho de atletas. Nesse sentido, a técnica de Espectroscopia no
Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) tem sido amplamente aplicada
para a determinação de novos marcadores salivares, uma vez que este método
analítico permite a caracterização de diferentes moléculas com alta sensibilidade e
custo benefício. Além disso, estudos moleculares envolvendo a análise de
microRNAs (miRNAs) (pequenas moléculas de RNA não codificantes envolvidas
no processo de regulação pós-transcricional da expressão gênica), tem ganhado
destaque na medicina esportiva, uma vez que seus níveis plasmáticos podem
mudar em resposta ao exercício agudo e ao treinamento, de modo que essas
moléculas são classificadas como mediadoras de respostas adaptativas ao
exercício. No entanto, não está claro como os níveis destes marcadores variam de
acordo com o tipo, duração e intensidade do exercício. Objetivo: determinar
biomarcadores através da análise de alterações nos modos vibracionais de amostras
salivares e expressão de miRNAs plasmáticos em indivíduos treinados frente a
diferentes protocolos de exercício físico. Material e métodos: amostras de saliva e
sangue foram coletadas de indivíduos do sexo masculino nos momentos: pré-
exercício, pós-exercício e 3 horas pós-exercício. Os protocolos incluíram sessões
agudas de exercício contínuo (EC), exercício intervalado de alta intensidade (HIIE)
e exercício resistido (ER). As amostras salivares foram analisadas por ATR-FTIR e
a técnica de RT-qPCR foi usada para determinar a expressão de diferentes
miRNAs. Resultados: observou-se através da análise de ATR-FTIR, que os
componentes bioquímicos salivares foram alterados conforme o protocolo de
exercício realizado, sugerindo alguns picos espectrais específicos como
biomarcadores dos mesmos. O EC apresentou um padrão de espectro salivar semelhante ao HIIE, enquanto que o ER apresentou pequenas alterações. Também
foi desenvolvido um algoritmo capaz de determinar uma faixa de espectro
relacionada à determinação de intensidade do exercício. Em relação a expressão
dos diferentes miRNAs analisados, foi verificado um aumento nos níveis de miR-
23a com o EC. Conclusão: pelo nosso conhecimento, o presente trabalho é o
primeiro a avaliar a expressão de miR-23a em amostras plasmáticas após exercício
contínuo, contribuindo para uma melhor compreensão desta modalidade em
relação a miRNAs circulantes e possíveis efeitos sobre as vias mitocondriais, uma
vez que este miRNA tem como alvo o coativador 1-alfa do receptor gama ativado
por proliferador de peroxissomo (PGC-1α). Em relação aos resultados obtidos com
o FTIR, este é o primeiro estudo que comparou mudanças nos espectros salivares
após diferentes protocolos de exercício, sugerindo picos de espectro como
biomarcadores e o primeiro a desenvolver o referido algoritmo. Destacamos então,
a espectroscopia por infravermelho como uma ferramenta útil, rápida e eficiente
para avaliar as alterações metabólicas promovidas pelo exercício, permitindo o uso
da saliva como uma alternativa custo-efetiva para o estudo do estado de
treinamento e desempenho de atletas.
Abstract
Introduction: Analysis of the alterations in the different biological fluids induced
by exercise can lead to the discovery of new biomarkers, that can enhance our
understanding of the mechanisms related to the training status and performance of
athletes. In this way, the Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR)
technique has been widely applied for the determination of new salivary markers,
since this analytical method allows the characterization of different molecules with
high sensitivity and cost-effectiveness. In addition, molecular studies involving the
analysis of microRNAs (miRNAs) (small non-coding RNA molecules involved in
the process of post-transcriptional regulation of gene expression), have gained
prominence in sports medicine, since their plasmatic levels can change in response
to acute exercise and training, making these molecules classified as mediators of
adaptive exercise responses. However, it is not clear how the levels of these
markers change according to the type, duration and intensity of exercise.
Objective: To determine biomarkers through the analysis of alterations in the
vibrational modes of salivary samples and expression of plasmatic miRNAs in
trained individuals following different protocols of physical exercise. Material
and methods: Saliva and blood samples were collected from male individuals at
the moments: pre-exercise, post-exercise and 3 hours post-exercise. Protocols
included acute bouts of continuous exercise (CE), high-intensity interval exercise
(HIIE), and resistance exercise (RE). Salivary samples were analyzed by ATR-
FTIR and the RT-qPCR technique was used to determine the expression of
different miRNAs. Results: It was observed through the ATR-FTIR analysis that
the salivary biochemical components were altered according to the exercise
protocol performed, suggesting some specific spectral peaks as their biomarkers.
CE showed a salivary spectrum pattern similar to HIIE, while RE showed minor
changes. An algorithm capable of determining a spectrum range related to the determination of exercise intensity was also developed. Regarding the expression
of the different analyzed miRNAs, an increase in miR-23a levels was observed
following CE. Conclusion: to our knowledge, the present work is the first to
evaluate miR-23a expression in plasma samples after continuous exercise,
contributing to a better understanding of this modality in relation to circulating
miRNAs and possible effects on mitochondrial pathways, since this miRNA
targets peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1-alpha
(PGC-1α). Regarding the results obtained with FTIR, this is the first study that
compared changes in salivary spectra after different exercise protocols, suggesting
spectrum peaks as biomarkers and the first to develop the referred algorithm.
Therefore, we highlight infrared spectroscopy as a useful, fast and efficient tool to
evaluate the metabolic alterations promoted by exercise, allowing the use of saliva
as a cost-effective alternative for studying the state of training and performance of
athletes.
Palavras-chave
Biomarcador salivar, Salivary biomarker, FTIR, HIIT, Epigenética, Epigenetics, miRNAs circulantes, Circulating miRNAs, Ciências médicas, Medical Sciences
Citação
SOUZA, Adriele Vieira de. Análise de biomarcadores salivares por espectroscopia ATR-FTIR e expressão de microRNAs plasmáticos em indivíduos treinados frente a diferentes protocolos de exercício físico. 2025. 100 f. Tese (Doutorado em Ciências da Saúde) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2025. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2025.5062.
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