Introducción:

En los últimos años, el estudio e investigación en torno a la programación de la fuerza ha ganado protagonismo tanto en el ámbito de la rehabilitación como el entrenamiento, por sus beneficios extendidos en la mejora de la salud, calidad de vida y rendimiento a nivel deportivo, desde edades tempranas hasta adultos mayores.
La evidencia y por ende los programas de rehabilitación y entrenamiento en general, se centraron en priorizar los regímenes de contracción concéntricos frente a los excéntricos; sin embargo, actualmente se ha extendido, en múltiples poblaciones el entrenamiento de fuerza basado en la sobrecarga excéntrica, y particularmente de tipo inercial.

Por tanto, en este blog, intentaremos profundizar acerca de los mecanismos de acción del entrenamiento a predominio excéntrico, centrando la atención en la utilización de dispositivos inerciales, cuyo origen y pruebas que validan su eficacia datan de la década del 90.

EJERCICIOS CON PREDOMINIO EXCÉNTRICO

La contracción muscular excéntrica sucede generalmente cuando la fuerza a vencer, supera momentáneamente la capacidad del músculo, lo que deriva en la producción de fuerza caracterizado por el alargamiento de la unidad músculo-tendinosa.

Este tipo de contracciones presentan características distintivas , frente a las contracciones isométricas / concéntricas o isotónicas tradicionales, que dan lugar a interesantes adaptaciones a considerar en el entrenamiento y la rehabilitación.

A pesar de las investigaciones realizadas acerca de la contracción muscular excéntrica, aún persisten matices en la comprensión de todos los mecanismos que subyacen las adaptaciones, de las cuales nos valemos para justificar su utilización.

No obstante, existen ciertos razonamientos fisiológicos que debemos conocer antes de su inclusión en nuestra práctica profesional.

¿Porque podríamos incluir ejercicios a predominio excéntrico?

Dado que las contracciones musculares excéntricas son parte integral de nuestra
motricidad, resulta central considerar su inclusión en nuestras propuestas de terapia física; Su rol no solo es protagónico en actividades de la vida cotidiana, sino también y fundamentalmente actividades atléticas-deportivas, donde la participación y la efectividad del ciclo de estiramiento-acortamiento resulta crucial. El músculo esquelético se vale de la contracción excéntrica para almacenar energía de naturaleza elástica, a fines de optimizar la contracción concéntrica / aceleración posterior.
Las acciones musculares excéntricas poseen características y adaptaciones neuromusculares singulares, a considerar; Desde el punto de vista mecánico, la capacidad del ser humano de generar fuerza durante la fase excéntrica es 1.5 a 1.9 veces mayor que en acciones isométricas e inclusive concéntricas 
En lo neural, acciones excéntricas precisan de una menor activación de unidades motoras, frente a contracciones isométricas o concéntricas. Es decir que, frente a una misma carga, se necesitan menos fibras musculares, para lograr la misma o incluso mejor capacidad de generar tensión, produciendo un menor gasto desde lo metabólico, que es aproximadamente  veces menor que en concéntrico.

Esta combinación, de generar una alta tensión con un menor reclutamiento de unidades motoras, provoca un alto estrés mecánico en las estructuras implicadas, y se considera que puede ser el factor que cause un mayor daño desde el punto de vista muscular y particularmente en fibras tipo II, de contracción rápida.

Esto último, sugiere la posible inversión del principio de tamaño, existiendo un reclutamiento preferencial de fibras de contracción rápida por parte del ejercicio excéntrico. No obstante, la evidencia es dispar en soportar esta idea, y se necesitan estudios futuros. Por estas características, principalmente, es que el ejercicio con predominio excéntrico tuvo un creciente y amplio interés, no solo en el ámbito del entrenamiento sino también y principalmente en la rehabilitación de distintas poblaciones, más allá de la deportiva. Sin embargo, no sólo existen beneficios de su aplicación, sino también potenciales riesgos.

Riesgos vs Beneficios en su inclusión. ¿Qué debemos considerar?

Se conoce que el ejercicio con características excéntricas, promueve mayor daño a nivel muscular, con consecuencias funcionales negativas frente a otro tipo de ejercicios. Esto se evidencia con diversas pruebas histológicas realizadas, las cuales describen una mayor disrupción a nivel miofibrilar, en conjunto a desorganización sarcomérica, en combinación con daño de la matriz extracelular y el sarcolema que promueve una mayor permeabilidad, y por tanto acumulación de proteínas y productos de desecho intracelular.

Estos hallazgos, aparecen inmediatamente tras el ejercicio y tienden a exacerbar a los 2- días posteriores a la aplicación de ejercicios excéntricos. Este daño inducido por el ejercicio (EIMD por sus siglas en inglés) se manifiesta con una serie de síntomas tales como el clásico dolor muscular de aparición tardía (DOMS por sus siglas en inglés), rigidez, inflamación intracelular y déficits funcionales asociados a pérdida de la capacidad de producir fuerza, como así también de la función propioceptiva

Estas consecuencias negativas que pueden suceder tras la aplicación de excéntricos, deben ser consideradas, puesto que como tal, implican un enlentecimiento en la rehabilitación o el programa de entrenamiento, además de incrementar el riesgo lesional (lesiones musculares o ligamentarias) ante actividades intensas.

Sin embargo, es importante mencionar que múltiples factores incurren en mayor o menor medida para que este EIMD se manifieste. La edad, género, historia motriz, arquitectura y tipología muscular inciden en la respuesta post ejercicio, pero principalmente, el grado de adaptación que tenga la persona a la realización de este tipo de propuestas es clave.

Muchos fueron los esfuerzos en emplear diversas estrategias para paliar los efectos negativos de la aplicación de propuestas con características excéntricas, con resultados diversos y dispares, sin un claro consenso respecto a la eficacia de tales herramientas.

Por el contrario, existe paridad en sugerir la repetición de propuestas o diseños de entrenamiento con ejercicios a predominio excéntrico submaximales y cuya intensidad aumente progresivamente, como estrategia para atenuar los síntomas que del mismo derivan.

 Para esto, es importante una adecuada planificación, para entender cuándo
emplear excéntricos y sobretodo, qué dosis utilizar.

RBE. La adaptación deseada

El “Efecto del ejercicio repetido” (RBE por sus siglas en inglés) es una adaptación neuromuscular caracterizada por la atenuación de DOMS, disminución de marcadores sanguíneos en sangre, menor inflamación intracelular y una recuperación más rápida tras la aplicación sistemática de los mismos estimulos excéntricos. Se trata de un proceso, y como tal, se construye y produce luego de sucesivas sesiones y no luego de una simple sesión.
Así, sesiones repetidas con contracciones excéntricas submaximales, bajo el principio de sobrecarga progresiva, resultan la estrategia más eficiente para prevenir DOMS y el deterioro en la performance funcional. Además, resulta interesante saber que este efecto protectivo, perdura varias semanas hasta inclusive 6 meses posterior a la aplicación de propuestas excéntricas, 19 por lo que es un factor a considerar en nuestras propuestas preventivas.

Los mecanismos sobre los que subyace esta adaptación, no están del todo claro, pero parece que resulta de una interacción conjunta entre adaptaciones celulares, neurales y mecánicas.

ENTRENAMIENTO EXCÉNTRICO CON DISPOSITIVOS INERCIALES

En los años 80, los astronautas que regresaban del espacio, debían enfrentar pérdidas de su capacidad funcional producto de un deterioro en su masa muscular y densidad ósea como consecuencia de la falta de gravedad.

Por esto, la investigación aeroespacial se centró en desarrollar dispositivos capaces de generar sobrecargas en situaciones de ingravidez, derivando en la tecnología inercial con el objetivo de mitigar las disfunciones neuromusculares y músculo esqueléticas.

En términos simples, estos dispositivos consisten en una masa o volante de inercia conectado a través de una banda o correa, a un eje de rotación, con un funcionamiento similar al juguete “yoyo”. De allí que también se lo conoce como “sistema yoyo”.

Durante la fase concéntrica del movimiento y con la banda enrollada en el eje de rotación, se transfiere energía cinética al volante de inercia, el cual comienza a girar mientras la correa se desenrolla. Cuando esta desenrolla por completo, el volante continúa girando sobre su eje, seguido de un rebobinado de la banda , iniciando la fase negativa, en donde el individuo debe realizar una acción muscular excéntrica para frenar la inercia del movimiento, e iniciar la fase positiva o concéntrica.

La tecnología inercial, desde un punto de vista físico, responden a la primera ley de la
termodinámica (principio de conservación de energía), y a la 2da ley de Newton donde un objeto permanece en movimiento a la misma velocidad y dirección, a menos que actúe una fuerza que lo desequilibre. Por esto, difiere del entrenamiento isotónico tradicional, puesto que la velocidad de la fase excéntrica es dependiente de la velocidad de fase concéntrica. Por tanto, la sobrecarga ECC impartida, es dependiente de la masa, por el radio y la aceleración angular propuesta por el individuo.

De esto, deriva el concepto de “Resistencia Acomodada” donde el estímulo y la sobrecarga durante la fase excéntrica del movimiento, es independiente y propio de cada sujeto y la velocidad que aplique durante la fase concéntrica. Esto propone, otra característica diferencial y en un aspecto interesante a considerar, que resulta de la alta variabilidad intra e interseries, en donde no hay dos repeticiones iguales en cuanto a la velocidad-potencia generada, lo que se traduce a su vez en una mayor correspondencia dinámica con lo que sucede a nivel deportivo, en donde no existen acciones motrices idénticamente similares.

Con este principio de funcionamiento, sujetos relativamente fuertes en relación a su peso corporal, pueden requerir mayores velocidades en la fase concéntrica, o deberían utilizar cargas inerciales altas para poder proveer una sobrecarga excéntrica que sea significativa. Mientras que, personas más débiles o con baja experiencia, pueden obtener beneficios en su fuerza excéntrica, con inercias y velocidades bajas, dada su limitada capacidad.

Comparado con programas de tipo tradicional, dependientes de la gravedad o con pesos libres, la carga externa es constante y la máxima producción de fuerza se genera en ángulos específicos o críticos, en donde las articulaciones se encuentran en desventaja mecánica, 42 en general al inicio de la fase concéntrica, y al superar este ángulo, la producción de fuerza tiende a disminuir.
Mientras que, la utilización de inerciales permite la máxima resistencia en cada repetición, durante todo el rango de movimiento. No solo, durante la fase concéntrica del movimiento sino sobre todo, en la fase de frenado, donde consigue una mayor activación y de allí que se conoce como sobrecarga excéntrica.

¿Qué respuestas podemos esperar?

La utilización de dispositivos inerciales, así como la utilización de pesos libres, máquinas
isocinéticas, isotónicas u otras modalidades, tiene sus ventajas/ desventajas de las cuales  valernos para justificar su elección, y provoca adaptaciones que pueden ser divididas en “agudas” o “crónicas”.

Potenciación Post Activación (PAP)

Este fenómeno se refiere a una mejoría aguda del rendimiento, tras la aplicación de
ejercicios, generalmente de fuerza buscando una mayor activación neuromuscular.

Desde un punto de vista fisiológico, se cree que este aumento de la fuerza contráctil y por ende de la producción de fuerza por unidad de tiempo (RFD), es debido a un aumento en la fosforilación de la miosina  y a una amplificación en la activación de puentes cruzados producto del aumento en la concentración de calcio en el tejido muscular. 

Este mecanismo se ha utilizado e investigado ampliamente con ejercicios isotónicos de tipo tradicional, y actualmente, por las conocidas respuestas neuromusculares y mecánicas de la contracción muscular excéntrica, se ha extendido hacia dispositivos inerciales  aún con evidencia limitada. Los primeros hallazgos sugieren que se trata de una alternativa eficaz susceptible de utilizar para la mejora de la performance en acciones deportivas (sprint-saltos-cambios de dirección), y para la mejora del impulso de salida inicial en nadadores. No obstante, se necesitan mayores investigaciones para sugerir tales ventajas o la superioridad respecto a modelos tradicionales en mejorar la performance atlética.

Adaptaciones crónicas y efectos a largo plazo

La utilización de esta modalidad de aplicación de sobrecarga excéntrica, no está exenta de los potenciales riesgos previamente descriptos. Se sabe que pueden inducir un aumento transitorio de marcadores químicos de inflamación a nivel sanguíneo y muscular tras la primera sesión de aplicación, y resulta importante de considerar puesto que remarca la necesidad de una familiarización y sobrecarga progresiva a fines de mitigar el impacto negativo y buscar las adaptaciones deseadas(RBE).

La combinación de contracciones concéntricas, seguida de la sobrecarga excéntrica propuesta por los dispositivos inerciales, tiene importante repercusión en adaptaciones crónicas o de largo plazo, en múltiples poblaciones. Se trata de una modalidad válida en la búsqueda de provocar cambios morfológicos en la estructura y arquitectura muscular, con efectos sobre la hipertrofia (CSA) y la fuerza tras 5 a 8 semanas de entrenamiento.

Respecto a las mejoras de la estructura muscular, produce similares ganancias en relacióna protocolos tradicionales utilizados para la búsqueda de hipertrofia, pero para esto requiere un 22% menos de repeticiones (menor volumen), por lo que trata de una alternativa eficaz. Asimismo, en base a la evidencia actual, utilizando protocolos que igualan la cantidad de repeticiones, los dispositivos inerciales resultaron en mejores adaptaciones respecto a programas tradicionales.

Además, puede resultar en una herramienta efectiva en el plano deportivo, para la mejora de la performance, en acciones que involucran saltos, cambios de dirección, o sprint6 lineal, tanto en atletas no entrenados como muy bien entrenado, lo que resulta interesante dado lo dificultoso que suele resultar provocar adaptaciones positivas en estas poblaciones.

Tales acciones, y particularmente, en los cambios de dirección que abundan en el marco del deporte colectivo, se necesita fuerza excéntrica de naturaleza explosiva para poder desacelerar el movimiento e inmediatamente desarrollar fuerza concéntrica para acelerar en la nueva dirección.

Bajo este concepto, la inclusión de programas que integren ejercicios con dispositivos inerciales, resulta en mejoras del rendimiento.

En este sentido, un beneficio adicional es la versatilidad que proponen algunos dispositivos, como la polea cónica, que incluye la habilidad de generar sobrecarga excéntrica en diferentes planos y ejes de movimiento con mayor correspondencia a lo que sucede en el deporte, a través de propuestas que escapan de lo monoarticular y del plano sagital que abunda en el marco del entrenamiento de la fuerza. Así, programas que compararon los efectos de la realización de ejercicios a predominio unilateral en el plano frontal (estocada lateral) versus ejercicios bilaterales simétricos (media sentadilla), encontraron similares ganancias en la performance funcional, sugiriendo la utilización de ejercicios a predominio unilateral para la mejora de habilidades como el cambio de dirección.

No sólo podemos valernos de su aplicación en búsqueda del rendimiento, sino también en torno a la prevención y rehabilitación de lesiones. Una frecuencia baja, de uno o dos estimulos semanales, durante diez semanas de entrenamiento con tecnología inercial, ha demostrado ser eficaz en reducir la incidencia y la gravedad (días de ausencia en el deporte) de lesiones musculares a nivel de isquiotibiales en futbolistas jóvenes.

Asimismo, los beneficios positivos de la aplicación de inercias, han sido demostrados en deportes con predominios de fuerza tanto en el vector horizontal, como en el plano vertical.

Una sola sesión semanal de sentadillas en un dispositivo inercial, con un volumen de solo 32 repeticiones durante 24 semanas, no solo resultó en mejoras de fuerza y el salto vertical en 81 jugadores de voley y básquet, sino que también colaboró en prevenir el desarrollo de tendinopatías rotulianas en estos atletas de riesgo.

En el ámbito de la rehabilitación de lesiones, 6 semanas de entrenamiento en un dispositivo inercial de cadena cinemática cerrada (Leg Press) demostró mejoras en la fuerza excéntrica, pruebas funcionales, en conjunto con reducción significativa del dolor en deportistas con tendinopatía rotuliana de larga data.

Por otro lado, en el último tiempo, el entrenamiento de la fuerza ha ganado protagonismo en base a la evidencia actual, por sus innumerables beneficios, en múltiples poblaciones y rangos etarios, siendo particularmente protagonista en el tratamiento de la atrofia y deterioro muscular producto del envejecimiento.
Asumiendo que la fuerza y potencia muscular son elementos claves en la capacidad e independencia funcional, se acepta que debemos basarnos en programas de fuerza para lamejora de la calidad de vida en la población añosa.

Para esto, en general podríamos basarnos en entrenamientos de tipo tradicional con máquinas o pesos libres con la limitación de la carga a emplear, o que la persona pueda movilizar durante la fase concéntrica, y que pueda controlar en la fase excéntrica. En esto, los dispositivos inerciales, superan esta limitación por el mencionado principio de resistencia acomodada y por ofrecer una resistencia variable en ambas fases del movimiento, consiguiendo interesantes adaptaciones en la prevención del detrimento de la salud músculo-esquelética.

De esta manera, la utilización de sobrecarga excéntrica, no debe reservarse sólo en el ámbito del deporte o la población joven activa, sino que también podemos utilizar sus beneficios en adultos mayores, siendo efectiva en mejorar la producción de fuerza tras doce semanas de entrenamiento.

Por tanto se sugiere como una herramienta válida y apropiada para incrementar la capacidad funcional relativa al equilibrio, movilidad y fuerza en esta población.

No obstante, aún la evidencia es limitada en cuanto al estudio de las adaptaciones específicas tras la utilización esta tecnología, y se necesita mayor desarrollo científico para
afirmar su superioridad frente a programas de tipo tradicional. En tanto que, en el área de la rehabilitación neurológica, existe un claro interés por la recuperación funcional de pacientes con secuelas de accidentes cerebrovasculares.

La utilización de una prensa inercial, durante 8 semanas, reportó beneficios en torno a la producción de potencia, fuerza muscular, acompañado de mejoras significativas en el equilibrio y la marcha, 62 y la masa muscular (CSA) del cuádriceps tras 12 semanas del mismo programa.

GUIA GENERAL PARA UTILIZAR SOBRECARGA EXCÉNTRICA INERCIAL

El programa típico utilizado en la mayoría de los trabajos publicados, emplea un volumen y una densidad baja en general. Específicamente 4 series de 7-8 repeticiones con pausas de 90 a 180 segundos entre series, dos veces por semana con una recuperación entre estimulos de al menos 48 horas, con una duración de 5 a 15 semanas.
Esto sugiere que modelos de alta frecuencia pueden no ser necesarios en vistas de obtener beneficios con esta herramienta, aunque son necesarias nuevas investigaciones para asegurar esto.
En búsqueda de adaptaciones agudas, fundamentalmente para producir el efecto de potenciación post activación que mejore el rendimiento atlético posterior, se sugiere
implementar un amplio rango de inercias, con volumen de 2 a 3 series y 3 a 6 repeticiones, con pausas que no superen los 3 minutos, entendiendo que el fenómeno de PAP perdura  hasta 9 minutos, tendiendo a decaer luego.
Para potenciar el efecto, es importante realizar gestos o tareas que guarden similitud en la estructura coordinativa interna, y por supuesto, que el deportista tenga al menos 2 a 3 sesiones de familiarización.

En tanto que en vistas de conseguir adaptaciones duraderas, en las distintas poblaciones mencionadas, podemos utilizar un amplio rango de inercias que promuevan distintos niveles de intensidad, siempre bajo el concepto de sobrecarga progresiva y entendiendo que inercias bajas tienden a producir mayores picos de potencia concéntrica, mientras que inercias altas promueven mayor potencia y sobrecarga excéntrica.

En cuanto al volumen a utilizar, series múltiples entre 3 a 6 series (generalmente 4) de 6 a 8 repeticiones, se consideran para producir adaptaciones. Se sabe que las primeras repeticiones se utilizan fundamentalmente para aumentar la velocidad del dispositivo, siendo el rango comprendido entre 5 a 8 repeticiones, las de mayor potencia/velocidad y que luego tiende a disminuir.

Una frecuencia de 2 a 3 veces por semana, durante 5 a 10 semanas parecen ser suficientes para inducir adaptaciones duraderas. Aunque recientemente, se reportaron beneficios positivos tras la aplicación de una sola sesión semanal, empleada durante 8 semanas en temporada.

En el ámbito de la rehabilitación deportiva, la implementación de esta modalidad de sobrecarga excéntrica puede resultar particularmente útil, cuando se necesita recuperar habilidades deportivas ligadas a la absorción de energía, como la que sucede en la recepción de un salto, o en el mecanismo de un cambio de dirección.

De esta manera, estos dispositivos pueden ayudar al reaprendizaje motor de estas acciones, realizando una transición efectiva entre el componente excéntrico y el concéntrico. No resulta igual, desde el estress osteo-articular, una acción excéntrica como la que se produce tras la caída de un salto o una acción pliométrica, que la que se produce con una máquina inercial. En ambas se produce el ciclo de estiramiento-acortamiento, pero con una disminución de la carga.

CONCLUSIÓN Y PERSPECTIVAS FUTURAS

La utilización de ejercicios con predominio excéntrico promueven ganancias en fuerza, masa muscular y adaptaciones neurales junto a un aumento de la actividad de células satélites y vías de señalización anabólica, en relación a modalidades exclusivamente concéntricas e isométricas. Sin embargo, debemos considerar los potenciales riesgos antes de su implementación, para luego valernos de sus beneficios / adaptaciones ligadas al principio de sobrecarga progresiva, individualizada y repetida (RBE).

Existen distintas alternativas válidas a considerar en la implementación de programas excéntricos, y la utilización de dispositivos inerciales son solo una herramienta más, que ha demostrado ser segura, confiable y efectiva respecto a propuestas tradicionales, en la mejora de la performance, y la capacidad funcional en múltiples poblaciones y rangos etarios.

No obstante, su inclusión debiera considerarse en conjunto a otros métodos, con una perspectiva integral -no absolutista- en vistas de optimizar las adaptaciones, según sea nuestro objetivo como terapeutas. Asimismo, son necesarias futuras investigaciones en orden a conocer las adaptaciones agudas (PAP) en otros deportes o disciplinas, en conjunto a guías claras respecto a ejercicios a emplear, volumen, intensidad, frecuencia, y otras variables de la carga.

También, ensayos clínicos que comparen adaptaciones a largo plazo respecto a programas tradicionales, más allá de las 10 a 15 semanas y guías generales, que detallen con mayor especificidad la prescripción de la carga en cuanto a la inercia, velocidad de ejecución, percepción del esfuerzo, entre otras variables del entrenamiento.

Pese a estas limitaciones, podemos decir en base a la evidencia y la información actual, que la utilización de dispositivos inerciales parece constituir una herramienta útil para la mejora de la función neuromuscular en el marco del rendimiento deportivo, la prevención, rehabilitación de lesiones y la salud