A fisiologia do endurance entra, nesta última década, em um novo território epistemológico: o domínio intracelular e molecular, onde o exercício deixa de ser apenas um fenômeno biomecânico e cardiorrespiratório para revelar-se como um poderoso modulador do proteoma humano. O proteoma — o conjunto dinâmico de todas as proteínas expressas em uma célula, tecido ou organismo em um determinado momento — traduz a interface viva entre estímulos fisiológicos e adaptações biológicas. As proteínas, diferentemente do genoma estático, sofrem flutuações rápidas em síntese, degradação, localização subcelular e modificações pós-traducionais, tornando-se o nível mais funcional e responsivo para compreender como o exercício modela a performance e a saúde. Assim, a biologia molecular do treinamento de endurance abraça a noção de que cada sessão de exercício desencadeia pulsos proteicos e epigenéticos que, cumulativamente, constroem adaptações persistentes de resistência, economia energética e capacidade oxidativa.
Entre as fontes mais robustas dessa compreensão está a extensa revisão de Egan e Sharples, que demonstra como cada sessão aguda de exercício induz ativações transitórias de vias neuronais, mecânicas, metabólicas e hormonais, desencadeando uma cascata de sinalizações que se dissipam horas após o exercício, mas cuja repetição crônica sustenta remodelações profundas da estrutura e função muscular. No cerne dessas respostas residem mecanismos como a fosforilação de sensores energéticos (AMPK), a liberação de cálcio e ativação de fatores transcricionais (como MEF2 e PGC-1α), a modulação epigenética por hipometilação induzida pelo exercício e oscilações rápidas no transcriptoma, que antecedem a síntese proteica e remodelações mitocondriais prolongadas. A plasticidade muscular, nessa perspectiva, é um produto acumulado de picos moleculares breves porém reiterados, traduzindo o princípio da cronicidade fisiológica em um idioma molecular.
A AMPK (AMP-activated protein kinase) é o principal sensor metabólico celular, ativada quando há queda da relação ATP/AMP; seu papel é restaurar o equilíbrio energético estimulando a oxidação de substratos e inibindo processos anabólicos de alto custo energético. O MEF-2 (Myocyte Enhancer Factor-2) é um fator de transcrição dependente de cálcio que atua na regulação de genes estruturais e metabólicos do músculo esquelético, funcionando como um integrador entre estímulos mecânicos/neuronais e expressão gênica. Já o PGC-1α (Peroxisome Proliferator-Activated Receptor Gamma Coactivator-1 alpha) é o maestro molecular da biogênese mitocondrial, coordenando a expressão de genes envolvidos em oxidação, angiogênese e regulação do metabolismo aeróbio. Esses sistemas operam em sinergia com mecanismos epigenéticos — especialmente hipometilação de promotores gênicos induzida pelo exercício — que tornam certos genes mais “acessíveis” à maquinaria transcricional. A hipometilação, nesse contexto, reduz a compactação da cromatina, facilitando a ligação de fatores como MEF-2 e coativadores como PGC-1α, amplificando o potencial adaptativo desencadeado por cada sessão de esforço. Em estudos proteômicos, metodologias como a 2D-DIGE (Two-Dimensional Differential Gel Electrophoresis) permitem detectar com alta sensibilidade alterações diferenciais na abundância de proteínas, comparando amostras marcadas com fluoróforos distintos no mesmo gel, técnica que revolucionou a capacidade de mapear adaptações induzidas pelo treinamento.
Estudos centrados no proteoma muscular, como os conduzidos pelo próprio Egan em análises 2D-DIGE, demonstram que 14 dias consecutivos de treino de endurance são suficientes para remodelações mensuráveis no proteoma mitocondrial, com adaptações progressivas e dependentes do tempo, reforçando a noção de que a mitocôndria não apenas cresce em número, mas refina qualitativamente seus componentes proteicos para maximizar a eficiência oxidativa . Essa visão é fortalecida também por análises multi-ômicas recentes, que identificaram centenas de proteínas alteradas após treinamento, associadas a angiogênese, remodelação da matriz extracelular e maior eficiência de captação de oxigênio, conectando o nível molecular ao desempenho cardiorrespiratório.
A discussão sobre o tempo de recuperação e supercompensação assume centralidade quando integrada ao modelo molecular proposto por Egan. Muitos dos principais sinais induzidos por uma sessão de treinamento — como a ativação de AMPK, mTOR, S6K1, ou a hipometilação de promotores gênicos — retornam ao basal após menos de três horas, como destaca o próprio autor, sugerindo que a recuperação não é apenas a restauração da homeostase, mas uma janela crítica para a expressão gênica e a síntese proteica que definem o destino adaptativo do músculo. A supercompensação, portanto, não é meramente energética, mas proteômica: é na recomposição do proteoma muscular que se consolida a amplificação funcional observada dias ou semanas depois. O entendimento refinado desses tempos moleculares abre portas para intervenções de precisão, como a temporização adequada de estímulos, nutrição e recuperação para maximizar o pulso proteico e evitar interferências entre vias anabólicas e oxidativas.
A via mTOR (mechanistic Target of Rapamycin) constitui o principal eixo anabólico celular, regulando síntese proteica, crescimento muscular e reorganização estrutural. Sua ativação aciona efetores como a S6K1 (ribosomal protein S6 kinase beta-1), que amplifica a tradução de proteínas estruturais e enzimáticas necessárias à remodelação muscular. Em paralelo, a p38MAPK (p38 mitogen-activated protein kinase) é uma quinase sensível ao estresse mecânico e metabólico, atuando como eixo regulador de biogênese mitocondrial, diferenciação muscular e respostas inflamatórias adaptativas. O conjunto dessas vias interage diretamente com promotores gênicos — regiões regulatórias do DNA que determinam quando, quanto e por quanto tempo um gene será ativado. A dinâmica de metilação, acetilação e acessibilidade desses promotores é decisiva para o destino adaptativo do músculo treinado, modulando a expressão coordenada de proteínas estruturais, enzimáticas e mitocondriais.
Essa dimensão celular e molecular do endurance dialoga diretamente com os avanços em análises integradas como enduromics, conceito emergente que busca mapear de forma holística as vias de adaptação ao exercício aeróbio por meio da integração entre transcriptoma, metaboloma e proteoma. Como descrevem Khoramipour e colaboradores, a enduromics revela assinaturas relacionadas a biogênese mitocondrial, metabolismo lipídico e eficiência cardiorrespiratória, identificando biomarcadores úteis para ajustar a prescrição individualizada do treinamento. Em paralelo, análises metabolômicas mostram que exercícios prolongados elevam de forma sustentada metabólitos associados à oxidação lipídica, evidenciando sinergias entre substratos energéticos e vias moleculares regulatórias, como observado por Morville e colegas ao comparar perfis metabólicos de sessões de endurance e resistência .
As manifestações externas desse universo molecular podem, hoje, ser monitoradas em tempo real por tecnologias de desempenho, como analisadores de consumo de oxigênio (VO₂), sensores de oximetria muscular (que refletem a cinética do fornecimento e utilização de O₂ no microambiente muscular) e índices de estresse térmico. Esses parâmetros macroscópicos são manifestações diretas dos processos moleculares: por exemplo, aumentos sustentados do VO₂peak estão associados a assinaturas proteômicas relacionadas a angiogênese e remodelação da matriz extracelular, como demonstrado por Robbins et al. em análises longitudinais de treinamento. A capacidade de interpretar essas respostas como reflexos de processos celulares — tais como regulação da oxidação mitocondrial, disponibilidade de substratos, ou resposta inflamatória — aproxima o biomecânico do molecular, oferecendo uma nova ecologia do desempenho.
O papel da periodização em bloco emerge como um elemento crítico para potencializar essas adaptações moleculares. Programas de blocos concentrados de estímulos promovem ambientes celulares mais robustos para amplificação das respostas de sinalização devido à repetição acentuada de cargas específicas em janelas curtas. Quando consideradas à luz das descobertas de Egan, blocos de treinamento otimizam a somatória de pulsos de sinalização, ampliando a síntese proteica específica e promovendo adaptações mais pronunciadas nos sistemas oxidativos, estruturais e angiogênicos. Essa lógica encontra respaldo na observação de que vias moleculares não respondem linearmente à frequência dos estímulos: sessões muito espaçadas podem não gerar sobreposição necessária de ativações, enquanto blocos adequadamente organizados acentuam a resposta ao gene e ao proteoma.
A integração dessa abordagem com modelos contemporâneos de distribuição de intensidade, como o treinamento polarizado, é igualmente pertinente. Estudos noruegueses recentes mostram que atletas de elite executam intervalos de alta intensidade de forma mais controlada e menos exaustiva do que as recomendações clássicas sugerem, o que implica um refinamento molecular desses estímulos: intensidades rápidas o suficiente para ativar vias como AMPK e p38MAPK, mas não tão longas a ponto de induzir catabolismo excessivo ou inflamar o proteoma de forma deletéria. Esses modelos, que combinam grande volume de trabalho em baixa intensidade com poucos estímulos de alta qualidade, favorecem um cenário celular propício para ampliar a biogênese mitocondrial, preservar o balanço redox e otimizar a capacidade de recuperação — pilares moleculares da performance de endurance.
Por fim, o avanço das tecnologias multi-ômicas e de análises de célula única, como destacado por Khoramipour e colaboradores, promete elevar ainda mais essa compreensão refinada do treino de endurance, permitindo mapear adaptações heterogêneas entre distintos tipos celulares do músculo esquelético e compreender com precisão inédita como cada sessão, cada intensidade e cada recuperação remodelam o atleta desde o núcleo até o desempenho externo.
Assim, compreender o endurance sob a ótica do proteoma e da biologia molecular não apenas redefine a maneira como interpretamos a adaptação, mas inaugura um novo paradigma: treinar é programar a biologia, e cada sessão é uma narrativa de sinalização e síntese cujos capítulos, acumulados, escrevem a história da performance humana.
Nesse mesmo horizonte de investigação proteômica, vale mencionar que, ainda em 2008, conduzindo meu doutorado na Fundação Oswaldo Cruz, investiguei de forma pioneira os efeitos do treinamento de endurance sobre a microcirculação renal empregando ferramentas avançadas de proteômica. Os achados demonstraram que o treinamento físico exerce efeitos adaptativos em leitos vasculares distintos do músculo esquelético e cardíaco, promovendo aumento da expressão de enzimas antioxidantes e de proteínas-chave do ciclo de Krebs e da fosforilação oxidativa. Esses resultados sugeriram, à época, que o exercício regular poderia melhorar a viabilidade e a função do tecido renal — uma perspectiva que antecipa, em outro órgão, os princípios de plasticidade bioenergética e remodelação moleculares discutidos ao longo deste texto. A menção a esse trabalho não se coloca como destaque pessoal, mas como parte do esforço coletivo da comunidade científica em compreender como diferentes tecidos respondem ao exercício em múltiplas escalas ômicas.
Referências
Egan B, Sharples AP. Molecular responses to acute exercise and their relevance for adaptations in skeletal muscle to exercise training. Physiol Rev. 2023.
Egan B et al. 2-D DIGE analysis of the mitochondrial proteome from human skeletal muscle reveals time course-dependent remodelling in response to endurance training. Proteomics. 2011.
Furrer R et al. The Molecular Athlete: From Molecules to Medals. Physiol Rev. 2023.
Khoramipour K et al. From Multi-omics to Personalized Training: The Rise of Enduromics and Resistomics. Sports Med Open. 2025.
Morville T et al. Plasma metabolome profiling of resistance and endurance exercise in
Robbins JM et al. Plasma proteomic changes in response to exercise training are associated with cardiorespiratory fitness adaptations. J Am Heart Assoc. 2023.
Tønnessen E et al. Training Session Models in Endurance Sports: A Norwegian Perspective on Best Practice Recommendations. Sports Med. 2024.