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Palabras clave: ENTRENAMIENTO DE FUERZA/HIPERTROFIA/ BIOMECÁNICA/ PICO DE TORQUE/ TORQUE MÁXIMO.

Título: Indice de tensión específica de los flexores del codo en practicantes de entrenamiento de fuerza

Título Original: Specific tension index on elbow flexors in resistance trained recreational weightlifters.

Autores: Fernandes de Oliveira, Liliam¹; Griffo de Lacerda, Rafael¹; de Sousa Alves, Daniel ¹; Torres da Matta, Thiago ¹; Simão, Roberto¹

¹Escuela de Educación Física y Deportes (Laboratorio de biomecánica) -UFRJ

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Traductor: Marialina Pérez Alvarez

Fuente: Fitness and Performance Journal, Rio de Janeiro, jul-ago 2007; 6 (4): 237-240, ref. 16, Colégio Brasileiro de Actividade Física, Saúde e Esporte (COBRASE).

Resumen: Varios estudios han demostrado una reducción en la tensión específica de los músculos  hipertrofiados; parcialmente como resultado de los cambios en la reestructuración de la arquitectura muscular causada por el entrenamiento de fuerza. El índice de tensión específica de los flexores de codo, definido como la proporción entre el torque y el volumen muscular, se calculó tomando como referencia un grupo de practicantes de altas cargas de entrenamiento de fuerza. La ecografía se utilizó para calcular el volumen muscular. El torque máximo y el volumen muscular fueron muy superiores a los valores obtenidos en los no practicantes y se corresponden con los resultados de un grupo similar. El índice de tensión específica no presentó reducción en comparación con otros grupos, como atletas de diferentes modalidades y no practicantes. Esto sugiere la conservación de la eficiencia muscular con el entrenamiento de fuerza.

 

Introducción

La tensión específica (SV) de un músculo se define como la máxima energía producida por unidad de área de su sección transversal¹. El área de sección transversal (AST) es el modelo de parámetro utilizado para determinar la SV de la fibra muscular aislada en los ensayos de contractilidad in vitro². Para la medición de SV de los músculos del cuerpo humano debemos conocer la energía producida por cada músculo más allá de su AST. Como no es posible medir directamente la fuerza de los músculos activos de un individuo, se utilizan modelos matemáticos para determinar este parámetro a partir del torque producido^3,4. Para establecer el AST, antes derivadas de datos de cadáveres, se emplean actualmente métodos de imagenología como la resonancia magnética, la tomografía computarizada y el ultrasonido, llamada modo B^3,6. En los estudios aplicados, el área de sección transversal fisiológica (ASTF) es la medida de normalización indicada, sobre todo para los músculos penados, por lo que refleja la suma de las áreas en los planos de corte a través de todas las fibras⁵.

Con respecto a las dificultades metodológicas para calcular la SV de los músculos por separado, se han sugerido otros enfoques para describir este parámetro a partir de un torque máximo producido por un grupo muscular. Fukunaga et al.⁷, prepararon un índice de tensión específica (ISV) basado en la relación del torque con el volumen muscular, previamente descrito por Lynch et al.⁸. En teoría, esta relación es posible porque el torque es una medida de la fuerza, y la distancia y el volumen están representados por el ASTF y la longitud de la fibra muscular. En esta propuesta, los autores se valieron de una resonancia magnética y una ecografía para determinar la ecuación de regresión para calcular el volumen a partir de las medidas de espesor del músculo y las características antropométricas.

La capacidad de producción de la fuerza está linealmente relacionada con el aumento del volumen muscular debido a que la fuerza producida por la fibra está estrechamente vinculada con su AST⁹. Por lo tanto, la SV determinada por el ASTF tiende a ser constante entre los individuos, independientemente del tipo de fibra¹⁰. Sin embargo, para el volumen de la fuerza muscular esto es cuestionable porque los estudios en animales y seres humanos han demostrado que la SV puede ser cambiada por el entrenamiento de fuerza⁹. En los cambios neurales y bioquímicos, los músculos hipertrofiados presentan una reestructuración de su arquitectura interna, como un mayor ángulo de las fibras^11,13 que puede afectar a la linealidad de la proporción fuerza/ASTF⁹. Varios autores^12,14 han reportado los valores de reducción de la tensión específica de los tríceps en individuos con hipertrofia en esta región. Fukunaga et al.⁷, utilizaron diferentes métodos de evaluación de ISV en flexores y extensores del codo de los atletas y no encontraron ninguna reducción en este cálculo, aunque los individuos no se analizaron por separado. Sin embargo, no existe un consenso en la literatura sobre los efectos del entrenamiento de fuerza sobre la SV muscular⁹.

Es por esto que el objetivo de este estudio fue determinar la ITV del flexor del codo, el entrenamiento de jóvenes practicantes de fuerza a través de la técnica del ultrasonido modo B.

 

Materiales y Métodos 

Muestra
Participaron en el estudio 10 individuos del sexo masculino, practicantes de entrenamiento de fuerza con regularidad por, al menos, dos años y un mínimo de frecuencia de tres veces por semana (23 ± 3.12 años; 182 ± 4.69cm, el 86,9 ± 80.65 kg). Todos ellos eran miembros del proyecto Curso de educación física para la composición corporal, de la Universidad Federal de Río de Janeiro. Los sujetos tenían características de hipertrofia de brazo sobre la base de la circunferencia del segmento (37,9 ± 2,51 cm) y sin limitaciones funcionales para la aplicación de la prueba de carga máxima. Todos aceptaron participar y firmaron los límites del acuerdo según la Resolución 196/96 del Consejo Nacional de Salud de Australia. El trabajo se aprobó por el Comité de Ética de la Investigación de la Universidad Federal de Río de Janeiro.

 

Instrumentos
Los instrumentos consistían en una unidad de ultrasonido (EE.UU.) modelo EUB-405 (Hitachi, Japón) y una matriz del transductor lineal de 512 elementos, con frecuencia de excitación de 7.5 MHz. Para adquirir las señales de dinamometría se utilizó un sistema MIOTEC –Equipamientos Biomédicos Ltda, una célula de carga de 200 kg (instrumentos Alpha) y un ordenador (Pentium - 200 MHz).

 

Protocolo para calcular el volumen muscular

Con los pies y brazos relajados y extendidos verticalmente se midió la circunferencia del brazo derecho, el 60% de la longitud, definido como la distancia entre el proceso del acromion de la escápula y el epicóndilo lateral del húmero (L). En este mismo lugar, se midió el grosor del flexor primario del brazo, según la metodología de Lynch et al.⁸. El transductor se colocó a través del segmento y el espesor del músculo se consideró como la distancia entre las interfaces del tejido muscular al tejido óseo y al adiposo (figura 1), con los recursos estimados de la unidad en función de la elección de la imagen con una visibilidad óptima. La medición del grosor muscular se realizó dos veces consecutivas. Se utilizó 0.91 y la media de los dos.

El estimado del volumen muscular (VM) a partir de TM y L se realizó de acuerdo con la ecuación planteada por Fukunaga et al.⁷, quienes se basaron en el análisis de regresión lineal para calcular el volumen, siguiendo la fórmula:

VMF = 2.586 (H) - 1,259 (P) + 7.057 (CIR) + 0.524 (IVM) -447.46, donde H es la altura (cm), P el peso corporal (kg), CIR la circunferencia del brazo (cm) y GIV (cm³) un índice del volumen muscular obtenido a partir de la aproximación a los músculos con el cilindro IVM= L. (EM)². 

 

Protocolo para calcular el torque en el músculo

Para calcular el torque de flexión del codo se llevó a cabo un test de máxima contracción voluntaria isométrica (MVC). El protocolo consistió en una prueba de carga máxima con los individuos sentados, manteniendo el codo derecho flexionado en un ángulo de 90^o, el antebrazo supinado, apoyado en una superficie ajustable y la muñeca fija a un cable inextensible, perpendicular, sujeto a la célula de carga en el suelo. El codo izquierdo semiflexionado permaneció con la palma de la mano apoyada en el muslo. Después de la orden, el individuo realizó una MVC isométrica durante 8s. La carga máxima (ML) se consideró el valor máximo obtenido en la prueba, la fuerza se midió en kilogramos y, posteriormente, se convirtió en Newtons (valor máximo utilizado).

El torque se calculó multiplicando la carga máxima por la longitud del antebrazo (equivalente al brazo de resistencia - AR), descrito como la distancia  entre el epicóndilo lateral del húmero y el estiloides radial de la muñeca:

TQ = ML.AR^-1, donde TQ es el torque (Nm), ML la carga máxima (N) y AR el brazo de resistencia (m).

 

Tabla 1 - Valores promedio de los parámetros

 

 

Figura 1 – Medición del espesor del músculo (TM) a partir de las interfases del hueso y el músculo.

 

 

La tensión específica (TE) se calculó: TE = TQ. VM ^-1, donde TS es la tensión específica (Nm. cm^-3), TQ el torque (N) y VM el volumen muscular (cm³).

 

Análisis estadístico

Para el análisis estadístico se aplicó la prueba no paramétrica Wilcoxon entre las dos mediciones consecutivas del grosor del músculo. También se aplicó la prueba de correlación de Pearson entre las variables. El nivel de significación fue de p<0,05.

 

Resultados
Los valores medios de espesor del músculo y la carga máxima en las dos mediciones consecutivas no mostraron diferencias significativas y fueron de 3,90 ± 0,41 cm y 39,60 ± 0,44 kg, respectivamente. La tablas 1 y 2 muestran los resultados promedio y los coeficientes de correlación obtenidos.

 

Discusión
Los valores de grosor muscular obtenidos en el grupo con hipertrofia del flexor del codo ratifican los estudios de Ichinose  et al.¹², quienes encontraron cifras de 4,12 cm para los halterófilos y 4,38 cm para yudocas. Fukunaga et al.⁷ descubrieron para un grupo de atletas un promedio de grosor muscular de 3,44 ± 0,37 cm, y para los no practicantes de actividad física los valores medios fueron de 3,00 ± 0,33 cm, aproximadamente un 23% menor que los obtenidos en nuestro estudio. La alta correlación entre el espesor del músculo y el volumen se encuentra plasmada en la literatura consultada¹⁵.

 

Tabla 2 - Correlación entre las variables

 

El valor promedio para la MVC, 39,60 ± 0,44 kgf, es coherente con la literatura, al igual que el valor de 42 Kgf, citado por Ebersole et al.¹⁶ en sujetos entrenados para el protocolo de la prueba de fuerza es similar al utilizado en este estudio.

En cuanto al volumen muscular, para los individuos no entrenados, Myatani et al.¹⁵ revelan un valor promedio de 273,6 ± 15,4 cm³, similar al de Fukunaga et al.⁷ (255 ± 47cm³), a pesar de utilizar diferentes metodologías para el cálculo de este parámetro. Aunque estos últimos siguieron una metodología similar a la de nuestro estudio y reportaron un volumen muscular de 377 ± 58 cm³ para los atletas. Esta cifra es todavía aproximadamente un 22% inferior a los valores obtenidos en este estudio, lo que puede explicarse porque los atletas examinados son de diferentes modalidades: voleibol, balonmano, baloncesto y atletismo. Sólo un pequeño grupo estaba practicando para el levantamiento de pesas, cuyos resultados no se informaron por separado.

Ichinose et al.¹² presentan valores actuales de tensión específica para tríceps, calculados con la contracción isocinética, entre niveles de ejecución de 0.197±0.13 Nm.cm^-2  y 0,266±0,16 Nm.cm^-2. Los luchadores y yudocas mostraron una reducción de TE (0,182±0,14 Nm.cm^-2 y 0,145±0,10 Nm.cm^-2, respectivamente). Para el índice de tensión específica (ITV) del flexor del codo, Fukunaga et al.⁷ informaron una cifra de 0.211±0.028 Nm.cm^-3 para los atletas y 0.207±0.038 Mm.cm^-3 para el grupo de control, corroborados por los valores obtenidos en este estudio (0,209 ± 0.031 Nm.cm^-3). Esto muestra un aumento proporcional en el volumen y la fuerza muscular como resultado del entrenamiento. No se confirmó la posibilidad de reducir la tensión particular.

Los informes de reducción de la tensión específica en el levantamiento de pesas están relacionados con el músculo tríceps^9,12,13, lo que proporciona una reestructuración de la arquitectura muscular y por lo tanto más probabilidades de reducir el número de fibras por unidad de área de sección transversal debido al aumento en el ángulo de los tejidos^9,11. Los músculos bíceps del brazo, que por imagen de ultrasonido ocupan gran parte de las medidas de espesor, presentan una arquitectura fusiforme menos afectada por esta reestructuración interna; lo que confirma la ausencia de reducción del ITV en la muestra estudiada.

La tensión específica es un indicio importante de la función mecánica del sistema del músculo esquelético, pero la dificultad para cuantificar este parámetro limita las posibilidades de exploración. Las desviaciones de este valor en individuos con hipertrofia muscular pueden sugerir la pérdida de eficiencia mecánica. La estimación de este parámetro, a través de un índice como el utilizado en este estudio, puede contribuir a un análisis más profundo aplicado en el campo de la práctica clínica y la actividad física a niveles no adecuados con respecto a la carga y al riesgo de lesiones.

 

Conclusiones
El trabajo mostró que el índice de tensión particular del flexor del codo en un grupo de individuos que participan en el programa de entrenamiento de fuerza no presentó reducción en comparación con las cifras obtenidas en sujetos sanos, no practicantes de ejercicio físico. Esto sugiere el mantenimiento de la linealidad de la relación volumen-fuerza y, por consiguiente, la eficiencia de la mecánica muscular. La metodología utilizada en este estudio podría ser una herramienta útil para calcular la tensión específica del músculo en vivo.

 

Agradecimientos
A los coordinadores Rhodes y Mauro Sierra de Santa María del Proyecto Entrenamiento de Fuerza de EEFD/UFRJ, por el reclutamiento de los individuos y  el interés en el seguimiento del estudio.

 

Referencias bibliográficas

1. Lieber R. Skeletal Muscle Structure, Function & Plasticity. USA: Williams & Wilkins, 2002.

2. Palermo AT, LaBarge MA, Doyonnas R, Pomerantz J, Blau HM. Bone marrow contribution to skeletal muscle. Developmental Biol 2005; 279:336-344.

3. Kawakami Y, Nakazawa K, Fujimoto T, Nozaki D, Miyashita M, Fukunaga T. Specific tension of elbow flexor and extensor muscles based on magnetic resonance imaging. Eur J Appl Physiol 1994;68:139-147.

4. Maganaris CN. A predictive model of moment angle characteristics in human skeletal muscle: Application and validation in muscles across the ankle joint. J Theoretical Biol  2004;230:89-98.

5. Esformes JI, Narici MV, Maganaris CN. Measurements of human volume using ultrasonography. Eur J Appl Physiol 2002;87: 90-92.

6. Reeves ND, Maganaris CN, Narici VN. Ultrasonographic assessment of human skeletal muscle size. Eur J Appl Physiol 2004;91:116-118.

7. Fukunaga T, Miyatani M, Tachi M, Kouzaki M, Kawakami Y, Kanehisa H. Muscle volume is a major determinant of joint torque in humans. Acta Physiol Scand 2001;172: 249-255.

8. Lynch NA, Metter RS, Lindle RS, et al. Muscle quality 1-Age-associated differences between arm and leg muscle groups. J Apply Physiol 1999;86:188-194.

9. Kawakami Y. The effects of strength training on muscle architecture in humans. Int J Sport Health Sci 2005;3:208-217.

10. Nygaard E, Houston M, Suzuki Y, Jorgensen K, Saltin B. Morphology of the braquial biceps muscle and elbow fl  exion in men. Acta Physiol Scand 1983;117:287-292.

11. Kawakami Y, Abe T, Fukunaga T. Muscle-fi  ber pennation angles are greater in hypertrophied than in normal muscles. J Appl Physiol 1993;74:2740-2744.

12. Ichinose Y, Kanehisa H, Ito M, Kawakami Y, Fukunaga T. Relationship between muscle fiber pennation and force generation capability im Olympic Athletes. Int J Sports Med 1998;19:541-546.

13. Kawakami Y, Abe T, Kuno S, Fukunaga T. Training induced changes in muscle architecture and specifi  c tension. Eur J Appl Physiol 1995;72:37-43.

14. Sale DG, MacDougall JD, Alway SE, Sutton JR. Voluntary strength and muscle characteristics in untrained men and women and male bodybuilders. J Appl Physiol 1987;62:1786-1793.

15. Miyatani M, Kanehisa H, Ito M, Kawakami Y, Fukunaga T. The accuracy of volume estimates using ultrasound muscle thickness measurements in different muscle groups. Eur J Appl Physiol 2004;91:264-272.

16. Ebersole KT, Housh TJ, Johnson GO, Perry SR, Bull AJ, Cramer JT. Mechanomyographic and electromyographic responses to unilateral isometric training. J Strength Cond Res 2002;16:192-201.