Activación de los músculos isquiotibiales, cuádriceps y glúteos durante 4 ejercicios de fuerza de tren inferior

Los músculos isquiotibiales, cuádriceps y glúteos son importantes en el rendimiento deportivo y en la prevención de lesiones de tren inferior. El grupo del cuádriceps surge así como el que controla el descenso del centro de la masa corporal durante los movimientos atléticos, como correr y saltar (Neumann, 2010). Sin embargo, algunos datos indican que mucha fuerza del cuádriceps puede causar el traslado anterior de la tibia y aumentar el riesgo de lesión del ligamento cruzado anterior (LCA) (Baratta y cols., 1988). El entrenamiento de los isquiotibiales puede reducir la inhibición de los propios isquiotibiales, el desequilibrio isquiotibial-cuádriceps, y las lesiones del LCA (Baratta y cols., 1988).

Entrenar el grupo muscular del cuádriceps desproporcionadamente respecto a los isquiotibiales puede inhibir la co-activación de los isquiotibiales, reducir la estabilidad articular, aumentar la traslación anterior de la tibia en respuesta a las altas fuerzas del cuádricepses (Hewett y cols., 2001), y potencialmente puede aumentar la incidencia de distensiones de los isquiotibiales (Yamamoto, 1993). Así, comprender las proporciones de activación de los isquiotibiales respecto al cuádriceps es muy importantes para el rendimiento y la prevención de lesiones durante una variedad de movimientos atléticos como las caídas en el salto, el apoyo en una pierna, y maniobras de frenado y giro veloz (Yamamoto, 1993). Tales movimientos atléticos también ponen una gran demanda sobre la musculatura de la cadera.

El glúteo medio y mayor tienen las inserciones en el fémur y la pelvis, y por lo tanto, no sólo contribuyen a los movimientos de la extremidad inferior, sino también a la estabilización pélvica y del tronco. Una insuficiente fuerza o reclutamiento de estos músculos pueden contribuir a una pobre estabilidad del tronco, así como a un mal alineamiento de la extremidad inferior. El entrenamiento de los músculos de la cadera aumenta el alineamiento de la extremidad inferior, mejora la técnica de la caída, y disminuye el riesgo de lesión del LCA reduciendo la fuerza valga en la rodilla (‘rodillas hacia adentro’) (Myer y cols., 2008).

Pocos estudios han evaluado la activación de los músculos del tren inferior durante una variedad de ejercicios de entrenamiento de la fuerza del tren inferior. Los estudios han evaluado la sentadilla a una pierna sin carga, las estocadas y la subida a una tarima de 20.32 cm (Bourdreau y cols., 2009) y la activación de los isquiotibiales y el cuádriceps durante una variedad de ejercicios de fuerza con carga de tren inferior (Ebben, 2009; Ebben y cols., 2009). Sin embargo, en el 28º International Conference on Biomechanics in Sports (en Marquette, Michigan, EEUU, en Julio de 2010, William P. Ebben y su grupo de investigadores de la Universidad de Marquette, realizaron un trabajo de investigación acerca de esta problemática. Hasta ese enonces, ningún estudio había evaluado la activación de los grupos de músculos de la cadera y la rodilla durante varios ejercicios de entrenamiento de la fuerza del tren inferior que incorporen la extensión de cadera y rodillas. Por lo tanto, el propósito de ese estudio fue cuantificar la activación muscular de los músculos isquiotibiales, cuádriceps y glúteos durante la sentadilla con barra atrás, peso muerto, subida a la tarima, y estocada.

Para tal fin, utilizaron sujetos que incluyeron a 16 mujeres (media ± SD; edad = 21.19 ± 2.17 años; altura = 169.39 ± 7.54 cm; masa corporal = 66.08 ± 9.91 kg) quienes participaban en un club o en la División I de la NCAA o deportes dentro de la universidad y entrenamiento de la fuerza del tren inferior. Todos los sujetos proveyeron el consentimiento informado y la junta de revisión interna de la universidad aceptó el estudio.

Los sujetos asistieron a una sesión de habituación de pre-test y a una sesión de evaluación. Antes de cada una de estas sesiones, los sujetos participaron en un precalentamiento dinámico general y estandarizado. Durante la sesión de habituación de pre-test, los sujetos fueron familiarizados y realizaron sus 6 máximas repeticiones (6 MR) para la sentadilla con barra atrás, peso muerto, subida a la tarima de frente, y estocada hacia adelante. Todos los ejercicios se realizaron previamente según métodos antes descriptos (Earle y Baechle, 2000) con la excepción de que la subida a la tarima empezaba sobre el tope del cajón, de tal manera que todos los ejercicios empezaban con la fase excéntrica y terminaban con la fase concéntrica.

Después de la evaluación de la 6 MR, los sujetos fueron familiarizados con tests de 4 contracciones voluntarias isométricas máximas (CVIM) para los isquiotibiales, cuádriceps, glúteo medio, y glúteo mayor. Aproximadamente 1 semana después de la sesión de habituación de pre-test, los sujetos volvieron para la sesión de evaluación. Durante esta sesión, los sujetos realizaron las CVIMs para los isquiotibiales, cuádriceps, el glúteo medio, y el glúteo mayor con contracciones sostenidas durante 6 segundos cada una. Los sujetos luego fueron evaluados realizando 2 repeticiones de rango completo de movimiento con cargas de sus 6 MR previamente determinadas, para cada uno de los ejercicios de test. Un orden aleatorio de los ejercicios, repeticiones limitadas, y 5 minutos de recuperación fueron dados entre las CVIMs así como entre cada ejercicio del test.

La electromiografía de superficie (EMG) fue usada para cuantificar la activación muscular utilizando un sistema de EMG telemétrico (Myomonitor IV, DelSys Inc. Boston, MA, USA). Se registraron los datos a una tasa de muestra de 1024 Hz usando electrodos de superficie bipolares con conductores de 99.9% Ag de 1 x 10 mm, y una distancia entre los electrodos de 10 mm. Los electrodos se pusieron en el eje longitudinal de los isquiotibiales medios y laterales (IM y IL, respectivamente), recto femoral (RF), vasto externo (lateral) y medial (interno) (VE y VM, respectivamente), y glúteo medio y mayor (GM y GMY, respectivamente). Un electrodo de referencia común se puso en el maléolo lateral. La colocación del electrodo fue escogida para evaluar los músculos extensores y flexores de la rodilla uni-articulares y biarticulares, así como los abductores y los extensores de la cadera. Adicionalmente, un goniómetro eléctrico se puso sobre el lado lateral de la rodilla derecha para distinguir entre las fases excéntricas y concéntricas de los ejercicios de test. La preparación de la piel incluyó afeitado, abrasión y limpieza con alcohol. Una cinta elástica fue aplicada para asegurar la colocación del electrodo y dar menor tensión de los cables del electrodo. Se conectaron los electrodos de superficie a un amplificador y se vertieron continuamente a través de un conversor análogo digital (DelSys Inc. Boston, MA, USA) a una PC tipo notebook compatible con IBM.

Todos los datos se filtraron con un filtro de paso de banda de 10-450Hz, guardados, y analizados con el uso de un software (EMGworks 3.1, DelSys Inc., Boston, MA, USA). La impedancia de entrada era de 1015 Ohms y el factor de rechazo al modo común era >80 dB. Los datos brutos fueron adquiridos y procesados usando la raíz promedio de los cuadrados (RMS) de EMG con una ventana móvil de 125 ms. Los datos electromiográficos se analizaron durante 2-3 segundos de las CVIMs, y durante las fases excéntricas y concéntricas para cada uno de los 4 ejercicios del test, usando el promedio de ambas repeticiones de la prueba. Todos los valores de la RMS de EMG para cada músculo se normalizaron a la RMS promedio de EMG de las 2 pruebas de la CVIM.

Se evaluaron los datos con un ANOVA de medidas repetidas para testear los efectos principales de la RMS de EMG para cada músculo evaluado. Un análisis ajustado post hoc de Bonferroni se usó para evaluar las diferencias específicas en la activación muscular entre los ejercicios de entrenamiento de la fuerza. El nivel del alfa a priori estuvo fijo en P ≤ 0.05 y todos los datos se expresan como promedios ± SD.

En los resultados, se encontraron efectos principales significativos que representan las diferencias en la activación muscular entre los ejercicios de entrenamiento de la fuerza para todos los grupos musculares (P ≤ 0.05) salvo el RF, durante la fase concéntrica (P = 0.22). Las Tablas 1-7 muestran las diferencias en la activación muscular entre los ejercicios. Las 1MRs promedio de la sentadilla, peso muerto, estocada y subida a la tarima de los sujetos fue de 88.98 kg, 83.66 kg, 67.38 kg y 38.48 kg, respectivamente.

Tabla 1. Los datos de la RMS de EMG para los isquiotibiales laterales (IL) durante las fases excéntrica (EXC) y concéntrica (CON) de los 4 ejercicios del estudio (N=14)

a = significativamente diferente que todos los otros ejercicios (p ≤ 0.05); b = significativamente diferente que Peso Muerto (p ≤ 0.05).

Tabla 2. Los datos de la RMS de EMG para los isquiotibiales medios (IM) durante las fases excéntrica (EXC) y concéntrica (CON) de los 4 ejercicios del estudio (N=14)

a = a = significativamente diferente que Sentadilla y Subida a la Tarima (p ≤ 0.05); b = significativamente diferente que Peso Muerto y Estocada (p ≤ 0.05); c = significativamente diferente que todos los otros ejercicios (p ≤ 0.01); d = significativamente diferente que Peso Muerto (p ≤ 0.05)

Tabla 3. Los datos de la RMS de EMG para el Recto Femoral (RF) durante las fases excéntrica (EXC) y concéntrica (CON) de los 4 ejercicios del estudio (N=14)

a = significativamente diferente que Peso Muerto (p ≤ 0.05); b = significativamente diferente que Peso Muerto y Sentadilla (p ≤ 0.01); c = significativamente diferente que Peso Muerto y Subida a la Tarima (p ≤ 0.01); d = significativamente diferente que Sentadilla, Estocada y Subida la Tarima (p ≤ 0.01)

Tabla 4. Los datos de la RMS de EMG para el Vasto Lateral (VL) durante las fases excéntrica (EXC) y concéntrica (CON) de los 4 ejercicios del estudio (N=14)

a = significativamente diferente que Peso Muerto (p ≤ 0.05); b = significativamente diferente que todos los otros ejercicios (p ≤ 0.05)

Tabla 5. Los datos de la RMS de EMG para el Vasto Medial (VM) durante las fases excéntrica (EXC) y concéntrica (CON) de los 4 ejercicios del estudio (N=14)

a = significativamente diferente que Peso Muerto (p ≤ 0.001); b = significativamente diferente que todos los otros ejercicios (p ≤ 0.01); c = significativamente diferente que Estocada y Subida a la Tarima (p ≤ 0.01)

Tabla 6. Los datos de la RMS de EMG para el Glúteo Medio (GM) durante las fases excéntrica (EXC) y concéntrica (CON) de los 4 ejercicios del estudio (N=14)

a = significativamente diferente que Peso Muerto y Sentadilla (p ≤ 0.001); b = significativamente diferente que todos Subida a la Tarima y estocada (p ≤ 0.001)

Tabla 7. Los datos de la RMS de EMG para el Glúteo Mayor (GMY) durante las fases excéntrica (EXC) y concéntrica (CON) de los 4 ejercicios del estudio (N=14)

a = significativamente diferente que Peso Muerto y Sentadilla (p ≤ 0.05); b = significativamente diferente que Estocada (p ≤ 0.05); c = significativamente diferente que todos los otros ejercicios (p ≤ 0.05).

Según Ebben W., este estudio fue el primero en evaluar la activación del GM y del GMY durante una variedad de ejercicios de entrenamiento de la fuerza del tren inferior, y además, investigó la activación de los músculos isquiotibiales y cuádriceps durante las fases excéntrica y concéntrica de una variedad de ejercicios. Los resultados indican que ejercicios como la subida a la tarima y la estocada son los mejores para la activación del GM y del GMY, posiblemente debido a la naturaleza unilateral de estos ejercicios. Como resultado, ejercicios como éstos deben ser incluidos en un programa de entrenamiento para deportes que requieren extensión y abducción de cadera para un rendimiento dinámico o de estabilización. La investigación previa a este estudio, había demostrado que la sentadilla en una pierna activaba más al GMY y al GM que las estocadas o que la subida a una tarima de 20.31 cm (Bourdreau y cols., 2009). Sin embargo, estos ejercicios se realizaron sin ninguna resistencia agregada (Bordreau y cols., 2009). De los ejercicios evaluados en el presente estudio de Ebben, el peso muerto parece ser el mejor activador del IH y del IL, produciendo el 55 % y 43 % de la CVIM, respectivamente, durante la fase excéntrica, y el 129 % y 90 % de la CVIM, respectivamente, durante la fase excéntrica. La investigación previa a este respecto había demostrado la activación del bíceps femoral de aproximadamente el 55 % de la CVIM durante el peso muerto (Ebben y cols., 2010). También, los resultados del presente estudio demuestran que la activación promedio del recto femoral y del vasto lateral fue de más alto a más bajo durante la sentadilla, estocada, subida a la tarima y peso muerto. Este hallazgo es idéntico a una investigación previa del propio autor (Ebben y cols., 2010). La activación del VM no se ha evaluado previamente durante una variedad de ejercicios de entrenamiento de la fuerza del tren inferior. Pero en el presente estudio, la activación del VM fue más alta durante la estocada y la subida a la tarima mientras que el peso muerto produjo niveles significativamente más bajos de activación del VM.

Por lo tanto, los resultados de este estudio demostraron que los ejercicios de subida a la tarima y de estocada son los mejores ejercicios para activar el Glúteo Medio, el Glúteo Mayor, y el Vasto Medial (interno). La sentadilla activa mejor al Recto Femoral, y la estocada, la sentadilla, y la subida a la tarima son igualmente eficaces en activar el Vasto Lateral (externo). El peso muerto es el mejor ejercicio para activar los Isquiotibiales Medio y Lateral. Deben prescribirse ejercicios de entrenamiento de la fuerza en base a cómo ellos entrenan mejor la musculatura deseada. Cabe aclarar, que en ese estudio de William Ebben no describe en forma detallada la técnica de la sentadilla (si es profunda, paralela o media), lo cual podría influir los resultados de las activaciones musculares de este ejercicio.

REFERENCIAS:

Baratta, R., Solomonow, M., Zhou, B.H., Letson, D., Chuinard, R., & D’Ambrosia, R. (1988). Muscular coactivation: the role of the antagonist musculature in maintaining knee stability. American Journal of Sports Medicine, 16, 113-122.

Bourdreau, S.N., Dwyer, M.K., Mattacola, C.G., Lattermann, C., Uhl, T.L., & McKoen, J.M. (2009). Hip muscle activation during the lunge, single leg squat, and step-up-and over exercises. Journal of Sport Rehabilitation. 18, 91-103.

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Ebben, W.P., Feldmann, C., Mitsche, D., Dayne, A., Knetzger, K., & Alexander, P. (2009). Quadriceps and hamstring activation and ratios of lower body resistance training exercises. International Journal of Sports Medicine, 30, 1-7.

L. Fauth, L.R. Garceau, B. Lutsch, A. Gray, C. Szalkowski, B. Wurm, W.P. Ebben. Hamstring, quadriceps, and muscle activation during resistance training exercises. 28º International Conference on Biomechanics in Sports (Marquette, Michigan, USA, July 19 – 23, 2010).

Hewett, T.E., Myer, G.D., & Ford, K.R. (2001). Prevention of anterior cruciate ligament injuries. Current Women Health Reports, 1, 218-224.

Meyer, G.D., Chu, D.A., Brent, J.L., & Hewett, T.E. (2008). Trunk and hip control neuromuscular training for prevention of knee injury. Clinics in Sports Medicine, 27, 425-448.

Neumann, D.A. (2010). Kinesiology of the musculoskeletal system: Foundations for rehabilitation. 2^nd ed., St. Louis, MO, Mosby, Inc.

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