Aplicarea algoritmilor clasici și de inteligență artificială pentru personalizarea refacerii musculare în sportul de performanță de echipă

ANEXA 1.

CEREREA DE FINANŢARE – FORMULAR DE APLICAŢIE

Titlul proiectului: „Aplicarea algoritmilor clasici și de inteligență artificială pentru personalizarea refacerii musculare în sportul de performanță de echipă

Director de proiect: Virgolici Bogdana

Grad profesional /didactic/ specialitate Conf. Univ. Dr/ medic specialist medicină generală (de familie)

E mail și tel. director de proiect: bogdana.virgolici@umfcd.ro/ 0748677802

CONTEXT ȘTIINȚIFIC

            Analiza efectuată de specialiști în medicina sportivă evidențiază că intervalele dintre etapele competițiilor în cadrul diverselor evenimente sportive majore nu oferă un timp adecvat pentru recuperare, pentru mai  multe tipuri de sporturi de echipă, ceea ce ar putea crește riscul de accidentare și ar afecta performanța și sănătatea jucătorilor. Modificarea intervalelor dintre meciuri poate fi dificilă, întrucât implică modificarea calendarului competițional și a bugetului. S-a constatat că recuperarea musculară necesită timp mai lung în fotbal și rugby decât în alte sporturi. Totuși, un interval adecvat între meciuri trebuie luat în considerare pentru fiecare sport în parte, din perspectiva jucătorului și a antrenorului, iar implementarea unor metode îmbunătățite de recuperare musculară este esențială [Nosaka K and Chen TC].

In medicina sportivă, sunt propuse multiple tehnici pentru refacerea musculară după efort fizic intens. Într-un review recent, concluziile asupra metodelor de recuperare musculară la sportivii de performanță subliniază rezultate variate și evidențiază necesitatea identificării unor soluții cât mai bune. Recuperarea este esențială pentru adaptările fiziologice, precum refacerea glicogenului muscular și hepatic. Crioterapia și hainele compresive au demonstrat beneficii mixte, cu unele studii indicând efecte pozitive, iar altele evidențiind efecte negative sau nesemnificative. Masajul nu a avut un impact semnificativ asupra recuperării, iar suplimentele nutritive, precum laptele, carbohidrații, proteinele și curcumina, au avut rezultate variabile în ceea ce privește recuperarea și performanța sportivă, unele suplimente chiar crescând valoarea acidului lactic. Recuperarea activă prin exerciții ușoare și foam rolling a avut efecte benefice, în special în reducerea rigidității musculare și durerilor post-antrenament, iar recuperarea pasivă prin odihnă completă a permis refacerea naturală a organismului. De asemenea, somnul a fost asociat pozitiv cu recuperarea și performanța în sporturile de echipă [Li S].

In sportul de performanță, măsura în care homeostazia redox musculară este perturbată depinde de factori precum durata și intensitatea efortului, nivelul antioxidanților, precum și de starea nutrițională și fiziologică a individului. În plus, pot exista diferențe între sexe în ceea ce privește această perturbare [Moir HJ].

Sportul de performanță crește stresul oxidativ atât local muscular, cât și sistemic, iar apărarea antioxidantă poate fi realizată enzimatic prin intermediul Superoxid dismutazei (SOD). Această enzimă convertește anionul superoxid în peroxid de hidrogen, un compus mult mai puțin agresiv. Izoformele principale ale SOD sunt MnSOD și Cu/ZnSOD. La mamifere, inclusiv la om, există trei izoforme: SOD1, cunoscută ca Cu/ZnSOD, cu localizare predominant citosolică, SOD2, cunoscută ca MnSOD, mitocondrială, și SOD3, care este Cu/ZnSOD extracelular. SOD1 este crucială în citoplasmă, peroxizomi și mitocondrii, unde reglează producția de radicali liberi ai oxigenului. De asemenea, SOD1 poate acționa ca factor de transcripție în nucleu, iar palmitoilarea și fosforilarea sunt implicate în transportul și stabilitatea sa. Pe lângă rolul său antioxidant, SOD1 activează transcripția genelor în condiții de stres oxidativ, reglează metabolismul ARN și influențează căile de metabolizare a glucozei [Eleutherio E].

În prezent, au fost dezvoltate SOD conjugate și mimetice pentru a crește eficiența terapeutică a acestora [Younus H]. SOD NATURAL este un supliment alimentar 100% natural pe bază de suc de orz verde, cu puternică acțiune antioxidantă,produs patentat de Institutul Cantacuzino. Produsul conține vitamine, minerale, oligoelemente și aminoacizi esențiali, fără conservanți sau aditivi. Datorită activității sale de neutralizare a radicalilor liberi de oxigen, contribuie la fortificarea organismului în perioade de stres, efort fizic și mental intens.

În acest studiu, ne propunem ca pentru fiecare parametru analizat, datele colectate la cele două momente de timp denumite t1 (la inceputul studiului, în conditiile în care sportivul este proaspăt înrolat în studiu și nu a luat suplimentul SOD) și t2 (la finalul administrarii SOD, 2 fiole pe zi, timp de 6 luni). Cu ajutorul tehnicilor de Machine Learning, vor fi create modele care să estimeze refacerea musculară după efort fizic intens. Se va incerca personalizarea tratamentului fiecărui sportiv.

            Scopul studiului

            Studiul urmărește să furnizeze instrumente utile antrenorilor și medicilor de medicină sportivă pentru evaluarea refacerii musculare la sportivii de performanță. Aceste metode software permit aplicarea unor tratamente personalizate. Analiza parametrilor serici, precum enzimele musculare CK total, CK-MB și transaminazele, în dinamică, în condițiile suplimentării cu SOD naturală, oferă date care, prin utilizarea tehnicilor de inteligență artificială, ar permite stabilirea dozelor optime de suplimente, timpii ideali de administrare și combinațiile corespunzătoare. În plus, cu ajutorul tehnicilor de inteligență artificială, s-ar putea monitoriza evoluția stării fizice și a performanței sportivilor, ajustând tratamentele și suplimentele pe măsură ce se obțin noi date. Aceste tehnologii ar putea îmbunătăți eficiența și siguranța regimurilor de recuperare și susținere a performanței în sportul de performanță, asigurând o monitorizare echitabilă a tuturor membrilor echipei.

            ORGANIZAREA PROIECTULUI

Obiectivele specifice sunt structurate in 3 mari etape (9 luni) ce corespund lunilor de desfășurare a studiului, fiecare etapă având activități aferente:

Etapa I din data de 10 aprilie-septembrie 2025 (5 luni), cuprinde:

  • Analiza modificărilor metabolice și enzimatice la sportivii de performanță și modul în care acestea se reflectă în analizele de sânge. Utilizarea valorilor creatinkinazei (CK) și gamma-glutamil transferazei (GGT) pentru diferențierea originii musculare sau hepatice a creșterii transaminazelor.
  • Proiectarea bazei de date pentru colectarea și analiza parametrilor relevanți.
  • Monitorizarea dinamică a valorilor parametrilor la loturile de sportivi selectate și înregistrarea acestora înainte și după administrarea suplimentului SOD, fiecare sportiv servind drept propriul său control.
  • Dezvoltarea și optimizarea unor metode software adaptate contextului medical specific, pentru analiza și interpretarea datelor obținute.

Etapa II  (2 luni, lunile octombrie și noiembrie), cuprinde:

  • implementarea metodelor software pe baza de date;

 Etapa III  decembrie 2025 și ianuarie 2026 (2 luni), cuprinde:

  • elaborarea concluziilor
  • diseminarea rezultatelor obținute prin metode de popularizare la nivel național și internațional;

Materiale necesare: EKG, laborator analize medicale, oftalmoscop, otoscop, Doppler vascular liniar, spirometru, negatoscop, tensiometre, taliometre, cântar, aparat ultrasonografie și electroterapie, pulsometre cu funcție holter și soft analiză, cântar cu determinare masă activă și țesut adipos, taliometru, calculatoare.

            RESURSE UMANE  

            Directorul de proiect va coordona activitățile echipei și va asigura implementarea proiectului conform etapelor și responsabilităților stabilite.

            Farmacistul și medicul specialist vor obține consimțământul informat de la sportivii majori și de la părinții sportivilor minori. De asemenea, aceștia vor monitoriza săptămânal sportivii înrolați în studiu, menținând o comunicare constantă prin telefon și asigurându-se că suplimentul este administrat corect timp de 3 luni, perioada propusă în proiect. Orice observație raportată de sportiv sau de antrenorul acestuia va fi înregistrată.

            Informaticianul va colabora strâns cu toți membrii echipei și va implementa metodele software necesare pentru gestionarea și analiza bazei de date.

            VALORIFICAREA REZULTATELOR.  

            Planul de valorificare și diseminare include următoarele aspecte:

  • Directorul de proiect va fundamenta dezvoltarea complexă a acestei teme de cercetare, având ca obiectiv îmbunătățirea performanțelor sportive.
  • Drepturile de proprietate intelectuală asupra metodei și metodologiei rezultate din cercetare vor aparține directorului de proiect. Ceilalți parteneri vor putea utiliza metodologia doar cu aprobarea scrisă.
  • Rezultatele cercetării vor fi comunicate în cadrul congreselor naționale și internaționale și vor fi publicate în reviste de specialitate din țară și/sau din străinătate.

            PERIOADA DE IMPLEMENTARE A PROIECTULUI  este 10 aprilie 2025-10 ianuarie 2026.

            BUGETUL PROIECTULUI. Valoarea totală a proiectului este de 125000 lei.

Nr. crtDenumire capitol bugetValoare lei  
1.Cheltuieli de personal5000
2.Cheltuieli pentru Supliment54000
3.Mobilitati (participarea la stagii de documentare,-cercetare in tara si strainatate, participarea la minifestari stiintifice interne si internationale)9000
4.Cheltuieli de logistica pentru derularea proiectului (infrastructura de cercetare, cheltuieli material, diseminare etc.)10000
5.TOTAL78000

            Cheltuielile de la pct. 1-4 vor fi asigurate din sponsorizări, donații și contribuții ale membrilor proiectului, ONG-uri, alte surse. Analizele vor fi asigurate de Centrul Medical, EKG-ul este de 150 lei pentru fiecare subiect.

            Acest studiu este esențial pentru optimizarea performanțelor sportive și pentru reducerea incidenței accidentărilor, a supraantrenamentului, precum și a riscurilor asociate, care pot avea consecințe semnificative asupra sănătății și chiar asupra vieții sportivilor.

            Măsurile prevăzute pentru respectarea normelor deontologice ale cercetării

Drepturile de proprietate intelectuală revin directorului de proiect iar dreptul de diseminare a informaţiei va aparţine partenerilor. Cercetarea stiintifica pe durata desfasurarii proiectului va avea loc in conformitate cu O.G. nr.2/2016 si legea nr. 206 din 2004 privind buna conduita in cercetarea stiintifica, dezvoltarea tehnologica si inovare. Rezultatele proiectului apartin intregului colectiv si pot fi folosite de fiecare membru cu acordul celorlalti. Rezultatele muncii individuale pot fi utilizate si independent.

Drepturile de proprietate intelectuala rezultate din activitatea de cercetare apartin autorilor. Sportivii de performanta cuprinsi in lotul de studiu li se vor prezenta ipotezele si metodologia aplicata in antrenamentul sportiv la care vor fi supusi si abia dupa informarea corecta si completa a lor asupra potentialelor riscuri si beneficii si obtinerea consimtamintului scris al acestora vor fi integrati in lotul de studiu si vor participa la activitatea de cercetare.

            Bibliografie

  1. Nosaka, K., & Chen, T. C. (2024). Recovery from sport-induced muscle damage in relation to match intervals in major events. Frontiers in Sports Act. Living, 6, 1422986. https://doi.org/10.3389/fspor.2024.1422986
  2. Li, S., Kempe, M., Brink, M., et al. (2024). Effectiveness of recovery strategies after training and competition in endurance athletes: An umbrella review. Sports Medicine – Open, 10, 55. https://doi.org/10.1186/s40798-024-00724-6
  3. Moir, H. J., Maciejczyk, M., Maciejczyk, M., Aidar, F. J., & Arazi, H. (2023). Editorial: Exercise-induced oxidative stress and the role of antioxidants in sport and exercise. Frontiers in Sports Act. Living, 5, 1269826. https://doi.org/10.3389/fspor.2023.1269826
  4. Eleutherio, E. C. A., Magalhães, R. S. S., Brasil, A. A., Monteiro Neto, J. R., & Paranhos, L. H. (2021). SOD1, more than just an antioxidant. Archives of Biochemistry and Biophysics, 697, 108701. https://doi.org/10.1016/j.abb.2020.108701
  5. Younus, H. (2018). Therapeutic potentials of superoxide dismutase. International Journal of Health Sciences (Qassim), 12(3), 88-93. PMID: 29896077; PMCID: PMC5969776

Email si tel director de proiect: bogdana.virgolici@umfcd.ro

Nume prenume: Virgolici Bogdana

Funcţie: Director Grant

Semnătură:

Data:

ANEXA 4

COMPONENŢA ECHIPEI DE CERCETARE PROPUSĂ PENTRU REALIZAREA PROIECTULUI

Titlul proiectului: Aplicarea algoritmilor clasici și de inteligență artificială pentru personalizarea refacerii musculare în sportul de performanță de echipă

Director de proiect: Vîrgolici Bogdana

Nume-prenumeFuncţia în cadrul proiectuluiProfesie, grad profesionalSpecialitate
Vîrgolici BogdanaDirector proiectConf.univ.dr., medic specialistSpecialitatea medicină familie
Vîrgolici Horia MariusResponsabil de proiectLector univ.dr.ing.Inginerie electronică, informatician, matematician
Dobre Zinaida MariamembruAsistent univ.dr.Farmacist
Andreea-Consuela Timnea-Florescu membruDoctorandMedic rezident

Nume prenume:

Funcţie:

Semnătură:

Data: