DOI: https://doi.org/10.15366/rimcafd2018.69.004
ORIGINAL
CONCURRENCIA DE FATIGA Y POTENCIACIÓN TRAS UNA CONTRACCIÓN
VOLUNTARIA MÁXIMA SOSTENIDA
CONCURRENCE OF FATIGUE AND POTENTIATION AFTER A SUSTAINED MAXIMAL
VOLUNTARY CONTRACTION
Vera-Ibáñez, A.1;
Romero-Arenas, S.2; Marín-Pagán, C.1 y Márquez, G.2
1 Doctorando. Departamento de Ciencias de la Actividad Física y del Deporte.
Facultad de Ciencias de la Actividad Física y del Deporte. UCAM, Universidad
Católica San Antonio de Murcia (España) avera001@alu.ucam.edu, cmarin@ucam.edu
2 Profesorado
Contratado Doctor. Departamento de Ciencias de la Actividad Física y del
Deporte. Facultad de Ciencias de la Actividad Física y del Deporte. UCAM,
Universidad Católica San Antonio de Murcia (España) sromero@ucam.edu, gmarquez@ucam.edu
Código UNESCO / UNESCO code: 241010 Fisiología humana / Human Physiology.
Clasificación Consejo de Europa /
Council of Europe Clasification: 6. Fisiología
del ejercicio / Exercise Physiology.
Recibido 25 de diciembre de
2015 Received December 25, 2015
Aceptado 7 de abril de
2016 Accepted April 7, 2016
RESUMEN
El objetivo del presente estudio fue analizar la concurrencia e
interacción existente entre diferentes factores que afectan al rendimiento,
tales como son la fatiga central, la
fatiga periférica y la potenciación post-activación (PPA) tras la realización
de una contracción máxima voluntaria (CMV) sostenida hasta la pérdida del 50%
en los valores de fuerza iniciales. Con el
objetivo de valorar los efectos de la fatiga central, fatiga periférica y la
PPA se utilizó la técnica de interpolación de descargas. Los resultados han
revelado pérdidas en los valores de durante aproximadamente 3´30´´ y que
la fatiga dependió tanto de factores centrales como periféricos. También se
produjo una inhibición de la PPA tras la realización de la CMV sostenida,
durante un breve periodo de tiempo (entre 30´´ y 1´30´´). Además, se observó la
coexistencia de los distintos fenómenos estudiados, que sin embargo,
demostraron tener una curva de recuperación temporal diferente.
PALABRAS
CLAVE:
Fatiga central, fatiga periférica, potenciación post-activación, técnica de
interpolación de descargas.
ABSTRACT
The aim of the present
study was to analyze the concurrence and interaction between different factors
affecting the performance, such as central fatigue, peripheral fatigue and
post-activation potentiation (PAP) after the performance of a maximal voluntary
contraction (MVC) sustained until the loss of the 50% of the initial torque
value. In order to assess the effects of central fatigue, peripheral fatigue
and the PAP on the performance of the MVC, the twitch interpolation technique
was used. Our findings revealed a loss of the
force capability during at least 3'30'' and that the recorded fatigue
had central and peripheral contributions. Moreover, it has been observed an
inhibition of the PAP after the completion of the sustained MVC during a brief
interval (between 30´´ and 1´30´´). Furthermore, it has been observed the
coexistence of the different studied phenomena, however, they showed different
time course of the recovery.
KEY WORDS: Central fatigue,
peripheral fatigue, post-activation potentiation, maximal twitch interpolation
technique.
INTRODUCCIÓN
La fatiga muscular es uno de los
fenómenos más influyentes en el rendimiento deportivo. Se define como un aumento en la percepción
del esfuerzo acompañado de un descenso en la capacidad muscular para generar fuerza
contráctil (Enoka & Stuart, 1992; Gandevia, 1992). Su influencia en el
rendimiento deportivo hace que este fenómeno haya sido objeto de estudio a lo
largo de muchos años, a través de diversas aproximaciones y técnicas (celular,
neuromuscular, mecánica, etc…). Actualmente se considera que existen causas de
diferente naturaleza relacionadas con dicho fenómeno, y son principalmente de
origen central y periférico (Taylor & Gandevia, 2008).
Por un lado, la fatiga central
abarca los procesos más proximales a la unión neuromuscular y se puede definir
como un fallo progresivo en la activación voluntaria muscular inducida por el
ejercicio físico (Taylor & Gandevia, 2001; 2008). Este tipo de fatiga puede
deberse a alteraciones en la excitabilidad cortical (Gandevia, Allen, Butler
& Taylor, 1996), cambios en la tasa de disparo de la neuronas motoras
(Bigland-Ritchie, Johansson, Lippold, Smith & Woods, 1983; Garland &
McComas, 1990), y/o un descenso en la descarga espinal (Macefield, Hagbarth,
Gorman, Gandevia & Burke, 1991).
Por otro lado, la
fatiga periférica incluye aquellos procesos más distales a la unión
neuromuscular, que inducen un descenso en la producción de fuerza (Gandevia,
2001). Este tipo de fatiga se debe a alteraciones en la homeostasis muscular,
como puede ser la acumulación de metabolitos (Baker, Kostov, Miller &
Weiner, 1993; Cady, Jones, Lynn & Newham, 1989), aumento del pH
intracelular (Kent-Braun, 1999) o variaciones en los procesos de acoplamiento
excitación-contracción (Baker et al., 1993; Cady et al., 1989; DeGroot et al.,
1993).
Conviviendo con los procesos de fatiga, se ha demostrado que existe un
fenómeno denominado potenciación post-activación, que por el contrario, afecta
de forma positiva a los valores de fuerza (Robbins, 2005). La PPA se define
como un incremento en el rendimiento muscular tras realizar una contracción o
actividad condicionante (Belanger,
McComas & Elder, 1983; Vandevoort, Quinlan & McComas, 1983; Xenofondos
et al., 2010). En la actualidad, tras años de investigación existen dos teorías
que explican la PPA. La primera implica un aumento de la fosforilación de las
cadenas ligeras de miosina durante una contracción máxima voluntaria (CMV), lo
que implica un aumento en la sensibilidad por parte de la actina-miosina al Ca2+
(Grange, Vandenboom & Houston,
1993; Palmer & Moore, 1989). La segunda teoría está relacionada con
el reflejo de Hoffmann (reflejo-H). Se teoriza que la existencia de PPA aumenta
el reflejo H, incrementando de esta forma la eficiencia y velocidad en la
transmisión de los impulsos nerviosos que llegan al músculo (Hodgson, Docherty
& Robbins, 2005).
Aunque parezca
contradictorio, se ha demostrado que ambos fenómenos, fatiga y potenciación,
coexisten temporalmente e interfieren en el rendimiento dependiendo de la
intensidad y duración del estímulo condicionante (Chiu et al., 2003; Hamada,
Sale, MacDougall & Tarnopolsky, 2000). Este hecho hace realmente complicado
el estudio, de dichos fenómenos de forma aislada (Garner, Hicks & McComas,
1989), ya que ambos fenómenos, tanto fatiga como PPA se inician cuando comienza
la actividad contráctil y conviven durante la misma y cierto tiempo después
(Krarup, 1981). De esta forma el predominio de la fatiga o la PAP dependerá del
tipo, intensidad y duración del ejercicio además de la duración de la
recuperación (Masiulis et al., 2007). Por lo tanto, se puede concluir que el
rendimiento óptimo se producirá cuando predomine el efecto de la potenciación
sobre el de la fatiga (Hodgson et al., 2005).
A lo largo de los años se han ido
desarrollando diversas técnicas con las que registrar la procedencia de la
fatiga la potenciación post-activación. Entre las más importantes, destaca la
“Twitch Interpolation Technique”, introducida por Merton en 1954, la cual está considerada como el
método gold standard (Gandevia,
McNeil, Carroll & Taylor, 2013).
Dicha
técnica consiste en la interpolación de un estímulo eléctrico sobre el nervio
motor de la musculatura a estudiar, durante una contracción máxima voluntaria.
Gracias a su aplicación es posible conocer la Activación Voluntaria (AV)
(Allen, Gandevia & McKenzie, 1995), la cual nos aporta información sobre el
nivel de conducción voluntaria por parte del Sistema Nervioso Central durante
un esfuerzo de naturaleza máxima (Gandevia, 2001). Son numerosos los estudios
que utilizando esta técnica han demostrado la existencia de ambos tipos de
fatiga, central y periférica, durante por ejemplo, contracciones voluntarias
máximas y sub-máximas realizadas de manera sostenida (Löscher, Cresswell &
Thorstensson, 1996; McKenzie, Bigland-Ritchie, Gorman & Gandevia, 1992;
Stackhouse, Dean, Lee & Binder-MacLeod, 2000), o bien tras la realización
de esfuerzos supramáximos de corta duración (Fernández del Olmo et al., 2013;
Girard, Bishop & Racinais, 2013).
Pese a los años de investigación y
la diversidad de trabajos acerca de estos fenómenos, todavía son pocos los
estudios que han tratado de dilucidar los procesos de recuperación tras la
realización de un esfuerzo máximo sostenido y las interferencias existentes
entre la fatiga y la PPA. Por ello, el presente estudio pretende conocer la
curva temporal de la fatiga periférica, fatiga central y la PPA y cómo
interactúan entre sí tras la realización de una contracción máxima voluntaria
sostenida en los músculos extensores de la rodilla. Como hipótesis planteamos
que tras la realización de una contracción máxima voluntaria sostenida existirá
una coexistencia entre fatiga central, fatiga periférica y potenciación post-activación,
experimentando diferentes tiempos de recuperación.
MATERIAL Y
MÉTODOS
Participantes
Los sujetos reclutados para el estudio fueron 9
varones sanos (edad= 21±4 años, altura= 178±5 cms de altura; masa corporal= 70,2±7,3
kg), estudiantes de Ciencias de la Actividad Física y del Deporte de la
Universidad Católica San Antonio de Murcia. Dichos sujetos eran personas
físicamente activas, las cuales practicaban una media de 3,5±0,8 horas
semanales de actividad física vigorosa, además no tenían ningún tipo de
patología que contraindicase la participación en el estudio. Los sujetos fueron
informados de las particularidades del estudio, técnicas que se iban a utilizar
y de los objetivos, contraindicaciones y beneficios del mismo. Una vez
informados, todo aquel que estuviera de acuerdo pasaba a cumplimentar el
consentimiento informado facilitado por los investigadores antes de comenzar el
estudio. Los procedimientos experimentales se ajustaron a la última revisión de
la Declaración de Helsinki y fueron aprobados por el comité de ética de la
Universidad.
Procedimiento
e instrumentos
En primer lugar se procedió a
determinar el lugar de estimulación, buscando la ubicación óptima en el
triángulo femoral, para incidir sobre el nervio femoral, ya que es el encargado
de inervar la musculatura extensora de la rodilla. Este proceso es de gran
importancia, ya que una pequeña desviación podría provocar que se contrajese
musculatura no deseada (Millet,
Martin, Martin & Vergès, 2011). Una vez
encontrada la mejor zona de estimulación, se procedía a fijar los electrodos.
El cátodo se situó sobre el triángulo femoral y el ánodo se posicionó entre el
trocánter mayor y la cresta iliaca (Fernández del Olmo et al., 2013). Ambos
electrodos (5x5 cm) estaban hechos de plástico carbonizado y cubiertos con un
gel electro-conductivo. Se utilizó un estimulador eléctrico de corriente
constante (Digitimer DS7AH, Welwyn Garden City, Reino Unido) configurado para
emitir estímulos rectangulares de 1 ms de duración. La intensidad de
estimulación se determinó siguiendo el protocolo propuesto por Todd et al.
(2003). Mientras el sujeto permanecía en reposo, se aplicaban descargas
eléctricas de intensidad creciente mientras se monitorizaba la fuerza generada
por los extensores de la rodilla. Cuando los incrementos en la intensidad de
estimulación no producían niveles mayores de fuerza, se tomaba el 120% de este
valor para asegurar que la estimulación a lo largo de todo el experimento fuera
supramáxima.
Figura 1. “Set up” de experimento.
La fuerza generada por el sujeto fue evaluada
mediante un dinamómetro Biodex System 3 Pro (Biodex Medical Systems, Nueva
York, EEUU) con una frecuencia de registro de 100Hz. Para medir la fuerza
isométrica producida por la musculatura extensora de la rodilla, el sujeto se
sentaba en el dinamómetro, y se le aseguraba con el cinturón del que está
provisto el dispositivo, para aislar en la medida de lo posible el movimiento
del miembro inferior. Además se le aseguraba la pierna al brazo del
dinamómetro, de forma que su rodilla estuviera flexionada a 90º (Ver figura 1).
Para el registro electromiográfico
se utilizó un electromiógrafo KinePro (Reykjavik, Iceland) con
una frecuencia de muestreo de 1600 Hz, band pass filter 16 -500 Hz, common
mode rejection ratio 110 dB. Para el registro se utilizaron electrodos de
superficie, los cuales se situaron sobre el vasto lateral (VL) con una
separación inter-electrodo de 20 mm tras el consiguiente rasurado, abrasión y
limpieza de la piel con alcohol, tal y como recomienda Hermens, Freriks,
Disselhorst-Klug & Rau (2000).
Finalizado el proceso de preparación del
sujeto, se procedía con un calentamiento estandarizado. A continuación, se
procedió a analizar las propiedades contráctiles del músculo en reposo, así
como el nivel de activación voluntaria en fresco (sin fatiga). Para ello, se
aplicaron tres estímulos supramáximos sobre el nervio femoral con el músculo
relajado con una separación entre estos de 3 segundos (Qtw). A
continuación, se le solicitaba al sujeto que realizase una CMV de ±5 segundos,
en la cual se aplicaba una descarga eléctrica supramáxima durante la fase de
meseta de la producción fuerza. Para garantizar que el estímulo fuera máximo y
que el sujeto tuviera una referencia clara de su ejecución, en todo momento se
le aportaba feedback visual para que mantuviese niveles de fuerza constantes. A
continuación, una vez que el sujeto relajaba la musculatura, se aplicaban
nuevamente tres estímulos supramáximos con una separación entre estos de 3
segundos para medir la descarga en reposo potenciada (Qtw_pot).
Tras la realización del bloque
inicial de valoración (línea base), al sujeto se le pedía que realizase una CMV
sostenida hasta que la fuerza se reducía aproximadamente un 50% con respecto a
los valores iniciales registrados. Dicho estímulo (denominado “bloque de
fatiga”) está especialmente diseñado para inducir grandes niveles de fatiga,
tanto periférica como central (Bigland-Ritchie,
Jones, Hosking & Edwards, 1978; Todd et al., 2003). Tras el cese de
dicha actividad, se realizaba una evaluación idéntica a la descrita
anteriormente, a diferentes intervalos temporales: 0´30´´, 1´30´´,
2´30´´,3´30´´ y 5´.
Variables de estudio y análisis de los datos
Las variables de
estudio se describen a continuación y se representan de forma visual en la
figura 2. La contracción máxima
voluntaria (CMV) representa el valor máximo de fuerza registrado antes
de aplicar el estímulo eléctrico superpuesto. La amplitud del twitch en reposo sin
potenciar (Qtw) representa el valor
máximo de fuerza conseguido gracias a la aplicación de un estímulo eléctrico
cuando el músculo está relajado antes de realizar la CMV. La amplitud del twitch en reposo potenciado
(Qtw_pot) representa el valor máximo de fuerza conseguido
gracias a la aplicación de un estímulo eléctrico cuando el músculo está
relajado tras la realización de la CMV. Los valores de esta variable se
utilizan para establecer los cambios en los niveles de fatiga periférica
(Belanger & McComas, 1989). El
porcentaje de activación voluntaria (AV) se obtuvo mediante la
siguiente ecuación: AV (%)= (1 – Twitch superpuesto/ Qtw_pot) x 100.
Esta ecuación establece una relación entre el estímulo superpuesto (Qsuperp)
y la descarga en reposo potenciada, indicándonos el porcentaje de activación
voluntaria que tiene el sujeto con respecto a sus capacidades máximas (Merton,
1954; Shield & Zhou, 2004) La
potenciación post-activación se expresó como el incremento (%) de
la fuerza evocada en reposo tras realizar la CMV en cada uno de los bloques de
evaluación. Se obtiene mediante la siguiente ecuación: [Qtw_pot /
Qtw]*100.
En cuanto
a las variables electromiográficas, se analizó la Onda Mmax del VL
que representa la máxima descarga del pool de motoneuronas (Aagaad, Simonsen, Andersen, Magnusson & Dyhre-Poulsen,
2002) que inervan el músculo VL. Se presenta como el promedio de la
amplitud (pico a pico) de la señal EMG registrada en el VL desencadenada por
los 3 estímulos supramáximos evocados con el músculo en reposo tras la
finalización de cada una de las CMVs realizadas. También se analizó la rmsEMG
del VL que se expresa como la raíz media cuadrática (rms) de la señal
electromiográfica (EMG) durante un intervalo de un segundo de duración justo
antes de la aplicación del estímulo superpuesto sobre la contracción máxima
voluntaria.
Figura 2. En esta figura se muestra un ejemplo del
bloque de evaluación utilizado durante todo el experimento, donde se utilizó la
técnica de interpolación de descargas, así como las diferentes variables
analizadas. A) se puede observar la fuerza generada por las tres descargas en
reposo (Qtw) antes de iniciar la CMV; a continuación se observa la
fuerza generada por la descarga superpuesta (Qsuperp) durante la
realización de la CMV; por último, la fuerza generada por las tres descargas en
reposo (Qtw_pot) tras finalizar la CMV. B) Obsérvese la actividad
EMG en el momento que se estimula el músculo en reposo (Mmax) y
durante la realización de la CMV.
Análisis estadístico
En primer lugar se realizó un
estudio descriptivo de cada una de las variables (media y desviación típica). A
continuación se evaluó la normalidad a través de la prueba de Shapiro-Wilk.
Para el análisis inferencial, se realizó una ANOVA de medidas repetidas
(ANOVA-MR) con un factor intrasujeto (tiempo) con seis niveles (Pre y Post:
30´´; 1´30´´; 2´30´´; 3´30´´ y 5´). Cuando el factor principal mostró
diferencias significativas, se utilizaron las comparaciones pareadas con la
corrección de Bonferroni con el objetivo de determinar las diferencias entre
cada una de las medidas realizadas tomando como referencia el PRE-TEST. El
nivel alfa de significación se situó en p≤0.05. El software utilizado
para el análisis estadístico fue el SPSS 18.00.
RESULTADOS
En primer lugar, es preciso mencionar que
durante la CMV sostenida (bloque de fatiga) el torque en los dos últimos
segundos de dicha contracción fue de un 55,4%
(±9.8) del torque pico inicial. Además, la duración media de la CMV
sostenida fue de 44.9 (±11.5) segundos. La realización de esta contracción
produjo una serie de cambios en las diferentes variables analizadas (CMV, %AV,
Qtw, Qtw_pot, PPA (%), Mmax del VL, rmsEMG del
VL), los cuales se muestran en la tabla 1.
Tabla 1. Valores promedio (±DE) de todas las variables analizadas en cada
uno de los momentos temporales medidos. El nivel de significación estadística
se muestra de la siguiente forma: * p < 0.05, ** p < 0.01, *** p < 0.001.
|
PRE |
POST_30´´ |
POST_1´30´´ |
POST_2´30´´ |
POST_3´30´´ |
POST_5´ |
|
|
CMV (N•m) |
235,77 (±69,55) |
190,24*** (±60,18) |
197,36*** (±66,39) |
207,43** (±60,83) |
211,2* (±54,28) |
220,46 (±61,23) |
|
AV (%) |
86,82 (±7,72) |
80,11* (±10,39) |
76,28* (±14,43) |
70,76* (±18,23) |
75,1* (±17,31) |
84,36 (±10,55) |
|
Qtw (N•m) |
43,28 (±7,50) |
33,22** (±9,78) |
37,16* (±8,64) |
44,87 (±8,95) |
47,67 (±7,89) |
45,98 (±8,48) |
|
Qtw_pot (N•m) |
57,27 (±11,57) |
35,65*** (±8,37) |
46,06** (±9,34) |
54,60 (±9,97) |
57,14 (±10,97) |
58,62 (±10,68) |
|
PPA (%) |
132,65 (±14,61) |
109,60** (±11,55) |
125,39 (±10,99) |
122,69 (±12,12) |
122,87 (±12,43) |
127,99 (±11,67) |
|
rmsEMGVL (mV) |
1,23 (±0,37) |
1,14 (±0,42) |
1,03 (±0,43) |
1,10 (±0,41) |
1,13 (±0,31) |
1,15 (±0,52) |
|
Onda M VL (mV) |
6,16 (±2,33) |
5,90 (±2,20) |
6,00 (±2,28) |
6,10 (±2,0248) |
5,96 (±2,24) |
6,30 (±2,05) |
En cuanto al análisis de la CMV la ANOVA-MR
mostró diferencias significativas en el factor tiempo (F=15,173, p≤0.001).
Las comparaciones pareadas reflejaron que los valores de fuerza en los intentos
realizados a 0´30´´; 1´30´´; 2´30´´ y 3´30´´ disminuyeron significativamente en
relación a la fuerza obtenida antes de realizar el bloque de fatiga (pre) (p≤0.005
para todas las comparaciones). Sin embargo, es preciso mencionar que no se han
encontrado diferencias entre la fuerza ejercida antes (pre) y tras 5´ de
recuperación, lo que refleja la recuperación completa de los valores iniciales.
La ANOVA-MR reveló diferencias significativas
en el factor tiempo (F=17,103, p≤0.001) en la variable Qtw. Las
comparaciones pareadas mostraron que los niveles de fuerza en los intentos
realizados a 30´´ y 1´30´´ disminuyeron significativamente en relación a la
fuerza registrada antes de la realización del bloque de fatiga (pre) (p≤0.05
para ambas comparaciones), recuperándose los valores iniciales a los 2´30´´.
Para el análisis del twitch potenciado (Qtw_pot)
la ANOVA-MR reveló diferencias significativas en el factor tiempo (F=47,161, p≤0.001).
Las comparaciones pareadas mostraron que los niveles de fuerza en los intentos
realizados a 30´´ y 1´30´´ disminuyeron significativamente en relación a la
fuerza registrada antes de la realización del bloque de fatiga (pre) (p≤0.05
para ambas comparaciones). Cabe destacar que no se encontraron diferencias
significativas en la fuerza evocada eléctricamente tras 2´30´´, 3´30´´ y 5´ de
recuperación con respecto a los valores iniciales. Esto refleja la ausencia de
fatiga periférica a partir de los 2´30”.
En el análisis de la Activación Voluntaria, la
ANOVA-MR evidenció la existencia de diferencias significativas en el factor tiempo
(F=4,914, p≤0.005). Las comparaciones pareadas revelaron que la AV en los
intentos realizados a 30´´; 1´30´´; 2´30´´ y 3´30´´ disminuyeron
significativamente en relación a la activación voluntaria registrada antes de
la realización del bloque de fatiga (pre) (p≤0.05 para todas las
comparaciones). Se ha de comentar que no se hallaron diferencias entre la AV
antes (pre) y tras 5´de recuperación, lo que revela la recuperación completa de
los niveles iniciales a partir de este periodo de tiempo.
En el análisis de la PPA, la ANOVA-MR mostró la
existencia de diferencias significativas para el factor tiempo (F=5,220 p≤0.005).
Las comparaciones pareadas mostraron que en la medición realizada
inmediatamente después del bloque de fatiga (post 0´30´´) la potenciación
disminuyó significativamente con respecto a los valores iniciales. Sin embargo,
el análisis post hoc no reveló diferencias significativas en los posteriores
momentos temporales (1´30´´, 2´30´´, 3´30´´ y 5´) cuando se comparan con la
línea base (pre). Por tanto, esto evidencia que a partir del 1´30´´ la PPA no
se ve afectada.
La ANOVA-MR realizada sobre la RMS del VL tampoco mostró diferencias significativas.
Además, la onda Mmax del VL tampoco mostró cambios estadísticamente
significativos.
DISCUSIÓN
El presente estudio ha estudiado la coexistencia e interacción de distintos factores que afectan de forma diferente al rendimiento tras un esfuerzo máximo prolongado en el tiempo, tales como la fatiga periférica, la fatiga central y la PPA. El resultado más relevante obtenido en el presente estudio es la coexistencia de los diferentes fenómenos estudiados, que han demostrado incidir sobre la recuperación en distintos momentos temporales. Mientras que la PPA se inhibe tan solo en los primeros momentos de la recuperación, la fatiga periférica actúa al menos hasta los 2´30´´, siendo la fatiga central la última en desaparecer. A pesar de ser éstos, fenómenos ampliamente analizados en diversos estudios (Kent-Braun, 1999; Nordlund, Thorstensson & Cresswell, 2004), son pocas las investigaciones que han tratado de dilucidar la interacción de los mismos tras esfuerzos de distinta índole (Masiulis et al., 2007; Rassier & Macintosh, 2000).
Fatiga periférica
Los resultados del presente estudio han
revelado una pérdida del 20% de la fuerza tras la realización de la CMV
sostenida, siendo la fatiga de origen periférico la principal causante, ya que
como muestran los resultados, la amplitud del Qtw_pot (indicador de
la existencia de fatiga periférica) disminuyó un 38%. Datos
similares fueron hallados en el estudio realizado por Kent-Braun (1999), donde
se produjo una reducción del 80% de la fuerza evocada en reposo tras la
realización de una CMV sostenida durante cuatro minutos. Dichos resultados
concuerdan, también, con los encontrados por Todd et al. (2003) en el bíceps
braquial. Estos autores encontraron que los sujetos, tras la realización de una
CMV sostenida hasta la pérdida del 60% de la fuerza inicial, experimentaban una
disminución del 57% en la amplitud del Qtw_pot con respecto a los valores registrados inicialmente. En
otros estudios como el de Schillings et al. (2003) se registraron pérdidas de
un 38,2% en los valores de fuerza iniciales tras la realización de una CMV
durante 2 minutos, atribuyéndose a factores periféricos un descenso del 89% del
total registrado. Por otro lado, Gandevia et al. (1996) encontraron una
disminución del 25,9% en los valores de fuerza y del 29,5% en la magnitud del Qtw_pot
tras una CMV de 3 minutos de duración. Esta reducción
tan abrumadora en los valores de la fuerza evocada en reposo pone en evidencia
la predominancia de los factores periféricos como causa principal de la pérdida
de rendimiento tras la realización de este tipo de tareas. Según Hunter,
Butler, Todd, Gandevia y Taylor (2006) en los esfuerzos intensos, como es el
caso de los realizados en el protocolo escogido para generar fatiga, la mayor
aportación a la fatiga total registrada es de carácter periférico. Dicha
afirmación se ve apoyada, también, por los resultados obtenidos por Schillings
et al. (2003), que demuestran que la fatiga producida en el primer minuto
(durante una CMV sostenida) se desencadena, principalmente, por un fallo en los
mecanismos periféricos.
Las posibles causas de la aparición de este
tipo de fatiga son varios, siendo los cambios en el metabolismo muscular, como
pueden ser la acumulación de lactato y H+ y la depleción de los depósitos de
fosfocreatina (PCr), los más comunes. En el estudio de Kent-Braun (1999) se
encontró una relación directa entre el pH intramuscular y los cambios en la
fuerza, de forma que a medida que transcurría la contracción, el pH disminuía
paralelamente con los valores de fuerza. Por otro lado y aunque no se
encontraron relaciones directas, el aumento del fosfato inorgánico (Pi), el
fosfato inorgánico diprotonado (H2PO4) y los protones de hidrógeno (H+) han
sido considerados como factores causantes de la fatiga periférica, especulando
que actúan inhibiendo el proceso contráctil, además de influir en la cinética
del calcio (Kent-Braun, 1999). A pesar de que la literatura que ha abordado
este tema hasta el momento pone de manifiesto la predominancia de los
mecanismos periféricos como causa principal de la pérdida de fuerza, se deben
considerar también los factores centrales como causantes de, al menos, una
pequeña disminución del rendimiento.
Fatiga central
Los
resultados de la presente investigación han dejado patente una disminución del
8% en la AV (principal indicador de fatiga central). Esto demuestra que, aunque
en menor grado que la fatiga periférica, la fatiga central también está
presente y se ha de tener en cuenta como factor limitante del rendimiento.
Schillings et al. (2003) y Tood et al. (2003) mostraron una disminución de la
activación voluntaria de un 12% y 10% respectivamente, tras la realización de
una CMV sostenida. Para Löscher et al. (1996) y Søgaard, Gandevia, Todd,
Petersen y Taylor (2006) la capacidad del sistema nervioso para sostener una
adecuada activación muscular está directamente relacionada con la duración y
características de la actividad precedente, es decir, de la duración (y tipo de
contracción utilizada durante el protocolo de fatiga. Al respecto Babault,
Desbrosses, Fabre, Michaut y Pousson (2006) demostraron que las contracciones
isométricas producen mayores niveles de fatiga central que las contracciones
dinámicas (repetidas). Este hecho podría explicar la rápida aparición de fatiga
central tras la realización de la CMV “isométrica” sostenida que se utilizó en
el presente estudio. Otro hecho destacable, que se puede extraer del análisis
de los resultados del presente trabajo, es la prolongada fase de recuperación
de los mecanismos centrales (entre 3´30´´ y 5´).
Los posibles desencadenantes de la aparición de este tipo de fatiga pueden estar relacionados con cambios en las propiedades de las neuronas, así como la circuitería de la corteza motora primaria, ya que diferentes estudios han encontrado cambios en la excitabilidad cortical tras la realización de actividades máximas (Gandevia et al., 1996) o supramáximas (Fernández del Olmo et al., 2013). Otra posible explicación es la disminución de la frecuencia de descarga de las unidades motoras (Bigland-Ritchie et al., 1983; Garland & McComas, 1990), así como cambios en la circuitería de la médula espinal –p.ej.: disminución de la amplitud del reflejo H- (Macefield et al., 1991). Sin embargo, con la presente metodología (twitch interpolation), no podemos determinar cuál de los anteriores mecanismos es el principal responsable de la aparición de este tipo de fatiga. Para ello, es preciso el registro de unidades motoras mediante electrodos intramusculares, además de la aplicación de estimulación magnética transcraneal.
Potenciación
Post-Activación
Como se puede apreciar en los
resultados, la PPA es otro factor determinante que puede alterar los valores
totales de fuerza registrados. Es evidente que dicho fenómeno desaparece o se
inhibe durante un periodo corto de tiempo (0´-1´30´´). Sin embargo, este es el
factor que menor tiempo necesita para recuperar los valores iniciales. A pesar
de que los valores más altos de PPA tras una CMV de no más de 10 segundos,
perduran durante un breve periodo de tiempo -en una ventana de 5 segundos a 5
minutos- (Baudry & Duchateau, 2004; Gossen & Sale, 2000; Vandervoort
& McComas, 1983), la influencia de la fatiga parece ser un factor
fundamental (Tillin y Bishop, 2009). Por ello, uno de los hechos más destacables
de este estudio, es la rápida recuperación de dicho fenómeno, y la convivencia
con los procesos de fatiga anteriormente discutidos. Aunque la PPA se entiende
comúnmente como un incremento de rendimiento tras la realización de una
actividad condicionante, el presente estudio ha demostrado, que el fenómeno
como tal, existe a pesar de estar enmascarado por los efectos de la fatiga. En
cuanto a la concurrencia de fatiga (central y periférica) y PPA, Tillin y
Bishop (2009) consideran que la fatiga domina en las etapas más tempranas de la
recuperación y por este motivo el rendimiento se ve afectado. De esta forma, estos
autores concluyen que tras una contracción condicionante se necesita un periodo
de recuperación para que disminuya la fatiga y se conserve la PPA. En este
sentido, la concurrencia de fatiga y PPA estará directamente relacionada con la
magnitud y características del estímulo como se ha ido indicando a lo largo de
la discusión, quedando patente en el estudio de Hamada, Sale, MacDougall y
Tarnopolsky (2003). En dicho estudio se hicieron una serie de CMVs (extensión
de rodilla) de 5 segundos (16 CMVs en total), y se pudo observar que en las 3
primeras existía predominio de la PPA (127% de los valores iniciales). A partir
de ese momento, los valores fueron decayendo progresivamente en torno al 32%
(en la contracción nº 16).
CONCLUSIONES
Como conclusión, podemos decir que tras la
realización de un CMV sostenida hasta la pérdida del 50% en los valores de
fuerza iniciales, se produce un descenso significativo en la capacidad de
producir fuerza durante al menos 3´30´´. Además la fatiga registrada tiene
componentes tanto centrales como periféricos.
Por último, la fatiga periférica, la PPA y fatiga central, coexisten
temporalmente tras la realización de una actividad condicionante (CMV
sostenida), conviviendo con curvas de recuperación temporalmente diferentes.
Por lo tanto, dependiendo del tiempo que haya transcurrido desde la realización
del estímulo condicionante (p.ej.: CMV sostenida), las pérdidas de fuerza
dependerán, en mayor o menor medida, de alguno de los factores anteriormente
citados. Por ello, debemos tener en cuenta los resultados obtenidos en el
presente estudio a la hora de prescribir y planificar el entrenamiento.
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