El rendimiento del ejercicio es una característica crítica para evaluar el valor económico y de cría de los caballos de trabajo y atléticos, siendo la estructura y función cardíaca determinantes fisiológicos esenciales de la capacidad atlética. Este estudio tuvo como objetivo investigar los mecanismos de respuesta multi-ómica asociados con diferentes grados de remodelación cardíaca bajo una intensidad de ejercicio idéntica. Se seleccionaron veinte caballos Yili de 2 años y se categorizaron en función de parámetros ecocardiográficos en un grupo de alta remodelación cardíaca (BH; EDV > 500 mL, SV > 350 mL, EF > 66%) y un grupo de baja remodelación cardíaca (BL; EDV < 450 mL, SV < 330 mL, EF < 64%). Se recolectaron muestras de sangre antes y después de la prueba de velocidad constante de 1000 m (grupo de alta remodelación cardíaca pre-prueba (BH, n = 10), grupo de alta remodelación cardíaca post-prueba (AH, n = 10), grupo de baja remodelación cardíaca pre-prueba (BL, n = 10), grupo de baja remodelación cardíaca post-prueba (AL, n = 10)), y se realizaron perfiles metabolómicos, transcriptómicos y de miARN para caracterizar sistemáticamente las respuestas moleculares al estrés inducido por el ejercicio. El análisis metabolómico identificó un total de 1936 metabolitos lipídicos, con el grupo BH exhibiendo una movilización lipídica post-ejercicio más fuerte y un enriquecimiento significativo de las vías de señalización de esfingolípidos. Los análisis transcriptómicos y de miARN revelaron además que los miARN clave en el grupo BH, incluyendo miR-186, miR-23a/b y la familia let-7, junto con sus genes objetivo (por ejemplo, GNB4, RGS5, ALAS2), estaban involucrados en la regulación fina de la electrofisiología cardíaca, el estrés oxidativo y el metabolismo energético. El análisis integrado indicó que la comparación AH vs. BH enriqueció de manera única las vías relacionadas con el metabolismo de glicina-serina-treonina y la biosíntesis de anclajes de glicosilfosfatidilinositol (GPI), mientras que la comparación AL vs. BL mostró un enriquecimiento único de las vías de metabolismo del ácido alfa-linolénico y del ácido araquidónico. En última instancia, la integración multi-ómica identificó que en el grupo BH, eca-let-7d, eca-let-7e, eca-miR-196b, eca-miR-2483 y eca-miR-98 regulan ALAS2 y, junto con GCSH, influyen en el enriquecimiento de lípidos como PS(17:0_16:1), PS(18:0_18:1) y PS(20:0_18:1). Estos lípidos participan en el metabolismo de glicina, serina y treonina a través de vías complejas, modulando colectivamente el suministro de energía, las respuestas inflamatorias y la función muscular durante el ejercicio. Este estudio revela los mecanismos moleculares por los cuales los caballos con alta remodelación cardíaca mantienen la homeostasis energética y la protección miocárdica durante el ejercicio.