Efectos del Entrenamiento de Resistencia Excéntrica Isocinética Corta sobre las Adaptaciones Inducidas Neuromusculares

1.1 Introducción

Los cambios neuromusculares y funcionales inducidos por el ejercicio son específicos del modo. Las adaptaciones musculares inducidas por el ejercicio pueden estar influenciadas por la tensión mecánica, el daño subcelular y el estrés metabólico. La contracción excéntrica (ECC) ocurre cuando la fuerza externa ejercida sobre el músculo excede la fuerza momentánea generada por el músculo. Como resultado, la fuerza del músculo es suficiente para superar la carga o resistencia que hace que el músculo se alargue. En comparación con las contracciones concéntricas (CON) o isométricas (ISO), el entrenamiento ECC provoca una mayor tensión mecánica y microlesiones en los músculos, lo que puede conducir a adaptaciones musculares más pronunciadas. El ejercicio ECC se realiza tradicionalmente contra una carga externa constante o a una velocidad constante (isocinética). Dependiendo del tipo de entrenamiento, esto produce demandas mecánicas variables, lo que resulta en mecanismos de adaptación neuromuscular y músculo-tendón distintos. En contraste con las contracciones musculares ISO o CON, el sistema nervioso central emplea una estrategia neural distinta para gobernar la contracción del músculo esquelético. Diferentes niveles de activación entre músculos sinergistas durante las contracciones ECC en comparación con las contracciones CON, y el reclutamiento preferencial de unidades motoras de contracción rápida, son dos ejemplos de cómo se demuestra esto.

1.2 Planteamiento del problema y justificación del estudio

Los datos emergentes sugieren que la adiposidad está asociada con debilidad muscular y reducción de la calidad muscular. Se ha demostrado que el entrenamiento de resistencia (RT) regular mejora la capacidad regenerativa máxima de un músculo. Se cree que los mecanismos neurales contribuyen principalmente a las ganancias iniciales (<2-4 semanas) en la producción de fuerza muscular durante el entrenamiento de resistencia, seguidas de adaptaciones en la morfología muscular (>5-8 semanas). Sin embargo, esta evidencia se basa en combinar ejercicios de contracción tanto ECC como CON. Los estudios han demostrado que la contracción ECC provoca una mayor adaptación neuromuscular que la contracción CON. Por lo tanto, el RT ECC es un enfoque prometedor para individuos con debilidad muscular, como los obesos. Por lo tanto, se postula que un entrenamiento de resistencia isocinético excéntrico progresivo corto (ECCISO RT) aumentará las adaptaciones neuromusculares en mujeres obesas no entrenadas en comparación con el entrenamiento de resistencia isocinético concéntrico (CONISO RT).

2.0 Revisión de la Literatura

2.1 Introducción

La mayor prevalencia de dolor musculoesquelético, carga mecánica, mala condición física muscular y otros problemas musculoesqueléticos está vinculada a la obesidad. Los flexores y extensores de los miembros inferiores son responsables del equilibrio, la movilidad y la capacidad para realizar tareas diarias. La fuerza y la resistencia de los músculos esqueléticos están alteradas por el exceso de masa grasa (FM). La cantidad de músculo en el muslo medio es aproximadamente 2.5 veces la de la masa grasa; sin embargo, las personas obesas tienen más grasa intra e intermuscular, grasa entre las células musculares, lo que tiene un efecto perjudicial en la producción de fuerza y la independencia funcional. La capacidad de producción de fuerza de un músculo esquelético puede usarse para evaluar la capacidad funcional del músculo. La capacidad para aplicar fuerza, la fuerza absoluta de uno, es necesaria para llevar a cabo tareas diarias. Se ha demostrado que las personas obesas tienen mayores pares de contracción voluntaria máxima (MVC) absolutos que las personas de peso normal. No obstante, también tienen menor fuerza muscular relativa al peso corporal y a la masa libre de grasa (FFM).

2.2 El impacto de la obesidad en la composición y fuerza del músculo esquelético

Aunque la masa muscular total es mayor en individuos con sobrepeso y obesidad, la fuerza muscular relativa de las personas con sobrepeso y obesidad es significativamente menor que la de las personas sanas, lo que puede conducir a una disminución de la función física. La obesidad puede aumentar la fuerza absoluta y la potencia de los músculos de soporte de peso en las extremidades inferiores debido a una mayor demanda (Marte Johannson, 2021). Sin embargo, cuando la producción de fuerza y la potencia se normalizan a la masa corporal total, se observa una disminución con un IMC más alto, lo que resulta en una reducción de la calidad muscular y la resistencia a la fatiga. Además, el impacto negativo de las adaptaciones metabólicas dependientes del tejido adiposo, como el estrés oxidativo, la inflamación y la resistencia a la insulina, perjudica el metabolismo de la masa muscular.

La proporción de fibras musculares difiere en individuos obesos. Existe una asociación positiva entre la grasa corporal y la proporción de fibras musculares tipo II, con un mayor contenido de fibras tipo IIX reportado en individuos con sobrepeso. Las fibras musculares tipo II a menudo tienen menor número de mitocondrias, mioglobina y capilares que las fibras de contracción lenta, haciéndolas más susceptibles al cansancio. Las fibras tipo IIX (también conocidas como Tipo IIB) generan la fuerza máxima; sin embargo, son altamente ineficientes debido a su alta actividad de ATPasa de miosina, baja capacidad oxidativa y dependencia del metabolismo anaeróbico. Las fibras tipo IIA, comúnmente llamadas fibras musculares intermedias, combinan fibras tipo I y IIX con tensión equivalente. Estas fibras, que pueden usar fuentes de energía tanto aeróbicas como anaeróbicas, tienen mayor capacidad oxidativa y se fatigan más lentamente que las fibras tipo IIX. Una mayor proporción de músculo tipo II está asociada con un aumento de (a) resistencia a la insulina, (b) riesgo de hiperinsulinemia, (c) disminución de la resistencia a la fatiga/tolerancia al ejercicio, (d) resistencia, y (e) movilidad.

Tanto estudios en humanos como en animales han encontrado que las fibras musculares Tipo II (particularmente IIx) son más susceptibles a lesiones tras la actividad ECC -un mayor número de fibras tipo IIx y el sedentarismo están asociados con un mayor daño muscular entre individuos con sobrepeso con entrenamiento ECC. Una sola sesión de ejercicio ECC de alta fuerza aumenta el contenido de células satélite (SCs) de las fibras musculares y el estado de activación en el Tipo II. Las SCs son esenciales en el crecimiento, reparación y regeneración del tejido muscular esquelético. Por lo tanto, el entrenamiento ECC es una técnica de ejercicio prometedora para individuos con limitaciones de función física, incluyendo individuos con sobrepeso y obesidad.

2.3 Efectos del entrenamiento de resistencia excéntrico en la adaptación neuromuscular

En comparación con el ejercicio tradicional (CON), el entrenamiento con ejercicio ECC aumenta significativamente la fuerza muscular. Las ganancias de fuerza muscular en el entrenamiento ECC probablemente se deben a una combinación de factores neurológicos, morfológicos y anatómicos. Los estudios han demostrado que la contracción ECC provoca una mayor adaptación neuromuscular que la contracción CON. Aunque un metaanálisis reciente no encontró diferencias estadísticamente significativas en las ganancias de fuerza entre el entrenamiento ECC y CON, el entrenamiento con ejercicio ECC también mostró una tendencia hacia mayores mejoras en la fuerza CON que el ejercicio CON. Esto demuestra la especificidad del modo de las adaptaciones neuromusculares y funcionales causadas por el ejercicio ECC. El entrenamiento ECC ha aumentado la actividad electromiográfica de superficie (EMG) durante las contracciones pero no durante las contracciones CON. Sin embargo, se han reportado resultados contradictorios. Se piensa que la estimulación eléctrica del músculo está representada por el EMG máximo (es decir, valores pico de raíz cuadrática media [RMS] y voltaje integrado del EMG [iEMG]) después del entrenamiento (Douglas et al., 2017). Esto está influenciado por la cantidad y tamaño (es decir, fibras tipo I vs tipo II) de las unidades motoras reclutadas, la tasa de descarga de la unidad motora y la sincronía de la unidad motora.

Varios estudios han encontrado que el RT ECC mejora la potencia muscular, medida principalmente por variantes de salto del cuerpo inferior. Hombres sanos entrenados (N=24) fueron asignados aleatoriamente a grupos: RT ECC (n=12) y RT CON (n=12). La contracción voluntaria máxima isométrica (MVCISO) del cuádriceps, el salto vertical y las señales EMG de superficie multicanal se midieron antes y después del RT. Se utilizaron señales EMG en bruto para calcular la velocidad de conducción de la fibra muscular (MFCV) y la raíz cuadrática media (RMS). Tras el RT ECC, hubo un aumento estadísticamente significativo en los porcentajes de salto vertical y MVCISO en comparación con el RT CON. De manera similar, el RT ECC aumentó la MFCV y RMS del EMG más que el ejercicio concéntrico.

Veinte sujetos masculinos sanos se sometieron a 12 semanas de RT ECCISO en un dinamómetro isocinético, y se realizaron evaluaciones neuromusculares de los extensores de la rodilla cada 4 semanas. El RT ECCISO comprendió 3 series de 10 repeticiones durante las semanas 1-4, 4 series en las semanas 5-8 y 5 series en las semanas 9-12. Se respetó un período de descanso de 1 minuto entre series. Se observaron mejoras significativas en la fuerza muscular [PTECC (29 %), PTISO (24 %) y PTCON (15 %)], actividad electromiográfica [ΣEMGECC (33 %), EMGISO (29 %)] y masa muscular [Espesor muscular del extensor de la rodilla (ΣMT 10 %) y área de sección transversal anatómica del recto femoral (ACSA rf 19 %)] post-entrenamiento. La activación ECC e ISO aumentó a las 4 y 8 semanas de entrenamiento, respectivamente, mientras que la activación CON no cambió. Estos hallazgos implican que el aumento proporcional en la activación neuronal y la masa muscular explica las ganancias de fuerza ECC e ISO hasta las 8 semanas de entrenamiento, mientras que otros procesos parecen estar involucrados en los incrementos en las últimas 4 semanas de entrenamiento. Mientras tanto, el aumento relativo en PTCON fue insignificante y no relacionado con la adaptación neural tras el RT ECCISO.

Los músculos sinergistas exhiben adaptaciones morfológicas y neurofisiológicas distintas en respuesta al RT ECCISO. Se evaluó la adaptación neural y muscular en el vasto medial (VM) y vasto lateral (VL) en hombres sanos (N=20) tras un RT ECCISO progresivo durante 12 semanas. Las adaptaciones morfológicas y neurales se evaluaron usando mediciones de ultrasonido del espesor muscular de VL y VM en reposo y mediciones electromiográficas durante MVCISO. Post-entrenamiento, el espesor de ambos músculos aumentó significativamente (VL: 6.9%; VM: 15.8%). Sin embargo, hubo aumentos significativos en la actividad muscular en VM (47.8%; p =.003) pero no en VL (19.8%).

2.4 Conclusión

Los efectos adversos tempranos del ejercicio excéntrico incluyen lesión muscular subcelular, molestias, disminución de la excitabilidad de la fibra y debilitamiento muscular inicial. Un estímulo efectivo para provocar respuestas de entrenamiento fisiológicas y neuronales es el estiramiento y la sobrecarga, como en las contracciones excéntricas. La mejora en la función muscular resulta de adaptaciones inducidas por el ejercicio excéntrico, incluyendo crecimiento muscular, aumento de la actividad cortical y modificaciones en el comportamiento de la unidad motora.