Efecto del Entrenamiento Inestable sobre la Propiocepción de la Articulación de la Rodilla y la Fuerza Central (Core)

Variables Dependientes 

Las variables dependientes incluyeron una Reproducción Pasiva de Protocolo de Posicionamiento Pasivo (PRPP) que se realizó con un dinamómetro isocinético Biodex (Biodex Medical Systems, Inc. Shirley, NY). Se solicitó a los pacientes que se sentaran con la articulación de la rodilla alineada al eje de rotación. El muslo fue fijado con una correa para aislar el movimiento de la articulación de la rodilla. Se solicitó a los participantes que llevaran shorts para minimizar los estímulos sensoriales de la ropa sobre la piel durante la prueba. Los ojos de los participantes fueron vendados. 

En cada prueba la pierna del participante se colocó con un ángulo inicial de flexión de la rodilla de 90°. Luego la pierna del participante fue movida por el evaluador de manera pasiva al ángulo de prueba de 45° de flexión de la rodilla con una velocidad angular de 4°/seg. Esta posición (flexión de rodilla a 45°) se mantuvo durante 3 segundos. A continuación, la pierna de los participantes regresó pasivamente a la posición de arranque. Este procedimiento de familiarización fue realizado dos veces. Luego de un período de descanso de cinco segundos el dinamómetro movió pasivamente la pierna del participante a 45° de flexión de la rodilla a una velocidad angular de 2°/s. Los participantes debían presionar un botón de la parada cuando ellos pensaban que el ángulo prescrito había sido alcanzado. Se registró la cantidad de error, en la capacidad del participante de reconocer el ángulo de referencia. Para los análisis estadísticos se utilizó el promedio de dos valores. El PRPP fue evaluado pre y post entrenamiento y se realizó un seguimiento posterior a los 9 meses. La prueba de seguimiento luego de 9 meses solo fue realizada en el grupo que realizó el entrenamiento.

Se evaluó la fuerza del extensor\flexor del tronco en el dinamómetro isocinético Biodex III System (Biodex Medical Systems, Inc. Shirley, NY) concéntricamente a una velocidad angular de 90° s^-1 (10 repeticiones)(Karatas et., 2002). Cada participante se colocó en el dinamómetro, sentado con la espalda y el cuello sujetados a las almohadillas ajustables por seguridad. Sus muslos, pelvis y pecho estaban sujetos por almohadillas rígidas para prevenir la rotación pelviana y facilitar el aislamiento del tronco para evaluar solamente la flexión/extensión (Sekendiz et al., 2007). La posición de bloque de la rodilla fue ajustada individualmente. Se solicitó a los participantes que mantuvieran sus cabezas y brazos en una posición fija a lo largo de la prueba. Antes de efectuar las mediciones, se solicitó a los participantes que realizaran una prueba de familiarización de dos repeticiones con 10s de recuperación. Las mediciones incluyeron torque máximo y trabajo total (durante las 10 repeticiones). El torque máximo fue normalizado dividiendo el torque máximo por el peso corporal del participante. 

Programa de Entrenamiento 

El entrenamiento con balón suizo fue realizado 3 días (Lunes-Miércoles-Viernes) por semana durante 10 semanas. Cada participante recibió un balón cuyo tamaño dependía de su talla. El tamaño del balón debía permitir alcanzar un ángulo >90° tanto en la cadera como en la rodilla. Los balones de estabilidad tenían una altura de 55 o 65 centímetros. El volumen de ejercicio se mantuvo constante en cada individuo. El programa de ejercicios progresó en dificultad aumentando las series y repeticiones (desde la semana 1con 2 series de 6 repeticiones hasta 3 series de 14 repeticiones en la semana 10) o la duración (semana 1: 2 series de 30seg a la semana 10: 2 series de 60 seg). El programa de ejercicios progresó en dificultad aumentando las repeticiones. Antes de cada entrenamiento, los participantes realizaron una entrada en calor con una carrera de 6-8 minutos a aproximadamente 8 km/hr. Luego de la carrera realizaron estiramiento activo dinámico del cuello, hombros, tronco, caderas, cuadriceps, isquiotibiales, músculos abductores y aductores. Se ha establecido que el estirando dinámico o facilita, o no tiene efectos adversos sobre el rendimiento posterior (Behm y Chaouachi, 2011). Los ejercicios  de estiramiento también se realizaron durante la sesión y al finalizar cada sesión. Los intervalos de descanso fueron de aproximadamente 30 segundos. Todas las sesiones fueron manejadas y dirigidas por el mismo entrenador. Todos los ejercicios fueron realizados con balones suizos e incluyeron abdominales, extensiones de espalda, curl de isquiotibiales en posición supina, sentadillas (el balón suizo soportando la espalda) hasta una posición dónde los muslos quedaran paralelos al suelo, y de pie y arrodillados en el balón suizo. Estos ejercicios fueron descriptos por Sekendiz et al. (2010). Se solicitó a los integrantes del grupo control que no participaran en ningún ejercicio organizado o estructurado y que continuaran con sus actividades diarias. 

Análisis Estadísticos

Para evaluar las diferencias en los valores pre-test al inicio del estudio entre el grupo que realizó entrenamiento y el grupo control se utilizó el Anova Multivariado (MANOVA). Los efectos de 10 semanas de ejercicios con balón suizo en la fuerza de extensión de tronco fueron evaluados mediante un diseño mixto con un MANOVA de mediciones repetidas 2 x 2 (Grupo: ejercicio/control x: tiempo pre/post-test). Un ANOVA univariado se aplicó para interpretar el efecto(s) principal y/o efectos de interacción. El nivel de alfa se estableció en 0.05. Para analizar los cambios independientes en las mediciones pre vs post para los grupos entrenamiento y control se realizaron Test t de muestras apareadas.
Los datos de propiocepción fueron analizados utilizando la diferencia en el grado de ángulo con respecto al ángulo de referencia. Se utilizó un ANOVA univariado con mediciones repetidas de tres vías (2x2x2) en el componente de tiempo. Los 3 factores considerados fueron grupo (entrenamiento y control), tiempo (pre y post entrenamiento) y lado (rodilla derecha versus rodilla izquierda). Las interacciones significativas fueron identificadas mediante un test post hoc de Tukey. Todos los análisis estadísticos fueron realizados con el software SPSS Versión 19. 

RESULTADOS

En la Tabla 2 se presentan los valores de la fuerza de extensión del tronco. El MANOVA reveló que no existían efectos multivariados significativos entre los grupos al inicio del programa de entrenamiento (Lambda de Wilks = 0.96, F (3, 56) =0.77, p> 0.05. η 2= 0.04). Estos resultados indicaron que no había ninguna diferencia significativa inicial entre el grupo que realizó el entrenamiento y el grupo control para los valores de torque máximo /peso corporal, trabajo total y del índice agonista-antagonista. 

Los resultados de extensión de tronco indicaron un efecto significativo en el análisis multivariado para el tiempo (Lambda de Wilks =0.76, F (3, 56) =5.77, p <0.02. η2= 0.24) y una interacción grupo x tiempo (Lambda de Wilks =0.54, F (3, 56) =15.97, p <0.01. η2= 0.46). Sin embargo, no se observó ningún efecto significativo para el grupo (Lambda de Wilks = 0.92, F (3, 56) = 1.69, p> 0.05. η2= 0.08).

Luego, para identificar los efectos significativos del tiempo y de la interacción grupo x tiempo de los análisis multivariados se realizaron ANOVA univariados para las medidas de extensión de tronco. Los resultados de los ANOVA de seguimiento revelaron efectos significativos del tiempo para los valores de torque máximo/peso corporal (F (1, 58) = 13.64, p, <0.05, η2 = 0.19) y de trabajo total (F (1, 58) = 6.80, p <0.05, η2 = 0.11), pero no se observó ningún efecto significativo del tiempo, en los valores del indice agonista-antagonista (F (1, 58) = 0.65, p> 0.05, η2 = 0.01). Globalmente (ambos grupos combinados), el torque máximo/peso corporal y el trabajo total aumentaron 8.2% y 6.4% pre vs post entrenamiento respectivamente. De manera similar, la interacción tiempo x grupo arrojó resultados significativos para los valores de torque máximo /peso corporal (F (1, 58) = 46.91, p, <0.05, η2 = 0.45) y de trabajo total (F (1, 58) = 29.44, p <0.05, η2 = 0.34) pero no para los valores de la relación torque máximo agonista antagonista (F (1, 58) = 3.01, p> 0.05, η2 = 0.05). El grupo que realizó el entrenamiento aumentó el torque máximo de extensión de tronco /peso corporal en 23.6% mientras que el grupo control disminuyó 6.8%. El grupo que realizó entrenamiento también aumentó 20.1% su rendimiento de trabajo total, pre vs post entrenamiento, mientras que el grupo control disminuyó 6.7%. 

Tabla 2. Parámetros de la fuerza isocinética de extensión y flexión del tronco. Los datos se presentan en forma de Media (±SD). Relación/Índice= Valores de la relación torque de flexión o extensión del tronco/peso corporal. *= Se observan diferencias significativas (p<0.05) entre los grupos en las mediciones pre-entrenamiento vs post-entrenamiento.

Por otra parte los ANOVA univariados para el “efecto de grupo” del análisis multivariado, arrojaron diferencias no significativas entre el grupo entrenamiento y el grupo control para el torque máximo /peso corporal (F(1,58) = 2.23, p> 0.05, η2 = 0.04) y  trabajo total (F(1,58) = 0.68, p> 0.05, η2 = 0.01). 
En la Tabla 2 se proporcionan las características descriptivas de los valores de fuerza de flexión de tronco. Los resultados del MANOVA para los valores obtenidos antes del test (pre- test) arrojaron diferencias no significativas (Lambda de Wilks = 0.97, F(2,57) = 0.93, p> 0.05. η2 = 0.03) entre el grupo que realizó el entrenamiento y el grupo control en lo que se refiere a los valores de torque máximo/peso corporal y trabajo total, lo que indica que ambos grupos tenían valores pre-test similares. 

Los resultados del MANOVA de la flexión del tronco demostraron un efecto multivariado significativo del tiempo (Lambda de Wilks = 0.81, F (2, 57) = 6.36, p <0.05. η2 = 0.18) y la interacción tiempo x grupo (Lambda de Wilks = 0.84, F (2, 57) = 5.43, p <0.05. η2 = 0.16). Sin embargo, no se observó ningún efecto significativo multivariado para el grupo (Lambda de Wilks = 0.97, F (2, 57) = 0.80, p> 0.05. η2= 0.03). 

Los resultados del ANOVA de seguimiento revelaron efectos significativos del tiempo en el torque máximo/peso corporal (F (1, 58) = 9.30, p <0.05, η2= 0.14) y en los valores de trabajo total (F (1, 58) = 9.80, p <0.05, η2 = 0.14). La relación torque máximo/peso corporal y el trabajo total global aumentaron 8.7% y 7.6% respectivamente. De manera similar, la interacción grupo x tiempo sólo arrojó resultados significativos para torque máximo/peso corporal (F (1, 58) = 10.26, p <0.05, η2= 0.15) pero no para los valores de trabajo total (F (1, 58) = 0.54, p> 0.05, η2= 0.09). El grupo que realizó ejercicios aumentó sus índices torque máximo/peso corporal con el entrenamiento en 18.1% mientras que el grupo control disminuyó 0.4% después de 10 semanas. 

En la propiocepción (el sentido de posición de la rodilla) se observó un efecto significativo en el grupo (F (1, 58) = 5.22, p = 0.02), tiempo (F (1, 58) = 13.03, p = 0.0006) y en la interacción grupo x tiempo (F (1, 58) = 9.30, p = 0.0006). El efecto principal para los grupos mostró que el grupo que realizó el entrenamiento (4.6° ± 2.9) logró una desviación 26.3% más pequeña del ángulo de referencia que el grupo control (5.8° ± 4.7). Un efecto principal del tiempo demostró una mejora de 22.5% pre (5.8° ± 4.3) vs post entrenamiento (4.50±3.3). La interacción grupo x tiempo reveló una mejora de 44.7% en el reposicionamiento de la rodilla donde el grupo que entrenó presentó una mejora (5.9° ± 3.4) luego del entrenamiento (3.3° ± 2.5) qué se mantuvo (21.5%) en las determinaciones de seguimiento (4.6° ± 3.3). Además se observó una interacción del lado ya que en el test de seguimiento, el sentido de posición de la rodilla derecha presentó una desviación de 32.1% significativamente menor (p = 0.03) del ángulo de referencia que la rodilla derecha en las determinaciones pre test (Figura 1). La razón por la cual no se realizó la valoración de seguimiento en el grupo control, fue que era difícil volver a reunir a los mismos sujetos 9 meses mas tarde. Dado que los valores pre vs post-test en los sujetos del grupo control no presentaron diferencias significativas Era improbable que los controles experimentaran mejoras en un período de 9 meses sin realizar entrenamiento. 

Figura 1. Cambios en la propiocepción de la rodilla (reposicionamiento) inducidos por el entrenamiento. El eje Y indica la desviación o cambio con respecto al ángulo de referencia (45°).

DISCUSION

Los resultados más importantes de este estudio fueron que un programa de entrenamiento en inestabilidad IT de 10 semanas usando el peso corporal como resistencia mejoró significativamente la propiocepción de la rodilla y la fuerza de extensión y flexión del tronco en una población previamente sedentaria. Además, la mejora en la propiocepción de la articulación de la rodilla persistió durante 9 meses luego del entrenamiento.

El concepto de especificidad del entrenamiento sugeriría que las mejoras en la propiocepción de la rodilla serían más eficaces con un programa de entrenamiento que involucrara la misma postura, velocidad y movimiento (Behm y Sale, 1993). Aunque dos de los seis ejercicios en el programa de entrenamiento incluían movimientos de flexión y extensión de la rodilla (sentadillas y curl de isquiotibiales en posición supina), los mismos no se realizaron en la posición estable con los sujetos sentados que se utilizó en las evaluaciones. De esta manera, un programa de entrenamiento IT general utilizando sólo balones suizos fue eficaz para mejorar el sentido de propriocepción de la rodilla. Dado que un sentido de posición de las articulaciones alterado (propiocepción) puede ser un factor de riesgo para las lesiones recurrentes (Baltaci y Kohl, 2003) los resultados presentes tienen implicaciones importantes en el entrenamiento y en las prehabilitaciones. 

Los balones suizos proporcionan condiciones inestables que pueden estimular a los propioceptores a emitir una retroalimentación (feedback) para mantener el equilibrio y para la detección de la posición del cuerpo (Cooke, 1980,; Soderman et al., 2000; Verhagen et al., 2005). La inestabilidad induce cambios agudos en la longitud y en la tensión de la unidad músculo-tendón, y en la actividad neuromuscular que desafían la capacidad de descubrir (propiocepción) y responder (actividad eferente) a los cambios en el equilibrio (Anderson y Behm, 2005; Heitkamp et al., 2001;Magnusson et al., 1996). El uso de ejercicios de la cadena cinética cerrada tales como sentadillas, ponerse de pie y arrodillarse en balones suizos y abdominales involucra movimientos de múltiples articulaciones y en múltiples planos, que facilitan la integración de los porpioceptores que son los responsables de la dirección y ubicación de la articulación (Rogol et al., 1998). Los entrenamientos de equilibrio pueden aumentar la sensibilidad de la vía de retroalimentación, acortar los tiempos de inicio y mejorar sensibilidad del sentido de la posición. 

Entrenamiento y Propiocepción con Balón Suizo

La actividad co-contráctil puede aumentar al entrenar en superficies de apoyo inestables (Behm et al., 2010a; Anderson y Behm, 2004). Behm et al. (2002) informaron que las acciones con resistencia de los músculos de flexión plantar y extensión de piernas realizadas en condiciones inestables experimentaron  un aumento de 30.7% y 40.2% en la actividad del antagonista que cuando las condiciones son estables, respectivamente. Según  se ha informado la mayor actividad co-contráctil puede mejorar el control motor y el equilibrio (Engelhorn, 1983) ayudando a controlar la posición de las extremidades cuando producen fuerza (Behm et al., 2010a). Así, este programa IT de 10 semanas fue capaz de imponer los desafíos generales suficientes al sistema de propiocepción y control motor para inducir adaptaciones específicas en el sentido de la posición de la rodilla, en una población previamente sedentaria. 

Las adaptaciones positivas en el sentido de posición de la rodilla producidas por el entrenamiento todavía podían ser observadas 9 meses post-entrenamiento. Aunque estadísticamente se observó una mejora global en la propiocepción de la rodilla, fue la rodilla derecha la que demostró una desviación significativamente menor del ángulo de referencia, mientras que la rodilla izquierda, aunque mejoró numéricamente con respecto a la medición pre-test, no evidenció una mejora significativa. Dado que la pierna derecha era el miembro dominante en la mayoría de los participantes, puede haber un efecto de entrenamiento más persistente en el lado dominante. Durante el entrenamiento y post entrenamiento, podría haber habido una mayor confianza en el miembro dominante lo que habría permitido una mayor perseverancia de entrenamiento. 

El estudio de entrenamiento presente también fue eficaz para proporcionar una adaptación de entrenamiento positiva para la fuerza del tronco. Tanto la medición de la fuerza de flexión del tronco como la de la fuerza de extensión del tronco aumentaron significativamente con el entrenamiento. La mayor activación del tronco con ejercicios en superficies inestables en comparación con ejercicios similares en superficies estables está ampliamente documentada (Behm et al., 2010a). Sin embargo hay pocos estudios que hayan analizado las adaptaciones al entrenamiento de la fuerza del tronco (Carter et al., 2006; Sekendiz et al., 2010; Cowley et al., 2007). Otros estudios sobre entrenamiento IT observaron aumentos significativos en la fuerza de las extremidades y del rendimiento deportivo, pero no supervisaron los cambios en la fuerza del tronco (Behm y Kibele, 2009; Behm y Sparkes 2010). Es importante destacar que las mejoras en la fuerza del tronco en el estudio presente se alcanzaron sin el uso de resistencia externa. El uso de la masa corporal como resistencia bajo las condiciones inestables, fue eficaz para mejorar las mediciones de fuerza de flexión (18%) y extensión (24%) del tronco. 

Cuando se realizan ejercicios en una superficie inestable, el sistema de control motor inicia la coactivación de músculos globales y locales para estabilizar la columna con el fin de mantener el equilibrio (Carter et al., 2006). Los ejercicios estables tradicionales como los abdominales realizados sobre una estera, se han enfocado en la mejora del rendimiento de la musculatura global, y no del sistema local (Faries, 2007). Se ha reportado que mantener la estabilidad mientras se realiza un movimiento con balón suizo activa los músculos de estabilización locales (Cooke, 1980). La mayor integración y el mayor reclutamiento de músculos globales y locales con RT inestable pueden producir una fuerza de tronco significativa, mejorando el control motor y logrando un espectro mayor de activación muscular. 

El fortalecimiento de los músculos estabilizadores del tronco es una consideración importante para las actividades de la vida diaria como doblarse, darse vuelta o levantarse (Behm et al., 2010a). Se ha demostrado que una musculatura del tronco débil es un factor de riesgo importante para los problemas de LBP (Carpenter y Nelson, 1999). Los participantes con antecedentes de LBP tenían menor fuerza de los músculos del tronco en comparación con los participantes que no habían experimentado LBP (Lee et al., 1995). Faries (2007) explicó que el entrenamiento de la musculatura del core mejora la robustez del sistema de estabilización, proporcionando protección contra las lesiones espinales. Este estudio demuestra que el uso de IT con la masa corporal como resistencia, puede ser un régimen de entrenamiento eficaz para aumentar la fuerza del core en una población previamente inactiva. 

CONCLUSION

Un programa de IT general de 10 semanas utilizando balones suizos y la masa corporal como resistencia, fue efectivo para mejorar la propiocepción de la rodilla y la fuerza de flexión y extensión del tronco en individuos previamente inactivos. El estudio presente demuestra que el uso de peso corporal como resistencia en condiciones inestables puede producir mejoras significativas en la propiocepción de la rodilla (hasta por 9 meses después de haber realizado el entrenamiento) y en la fuerza del tronco de una población de sujetos desentrenados, que contribuirían con la salud y funcionalidad general. 

Puntos Clave 

• Aunque los ejercicios de la fuerza con pesos libres tradicionales han sido recomendados como los más beneficiosos para mejorar la fuerza y la potencia en atletas (Behm et al., 2010b), un programa de IT con balones suizos y peso corporal como resistencia puede significar un punto de partida alternativo para la población sedentaria desentrenada. 
• Dado que está ampliamente documentado que la fuerza o resistencia disminuye cuando se realizan entrenamientos en superficies desequilibradas (Behm et al., 2010b) y que el entrenamiento en condiciones balanceadas mejoran el equilibrio (Behm y Kean 2006), este tipo de programa de RT en inestabilidad puede proporcionar adaptaciones significativas para mejorar la fuerza del tronco especialmente en sujetos desentrenados. 

• *Este tipo de entrenamiento también debe ser incorporado a un nuevo programa porque las mejoras en la propiocepción de las articulaciones puede ayudar a evitar las lesiones de las articulaciones durante un período prolongado. 
• El hallazgo que la mejora en la propiocepción de las articulaciones persiste durante meses después del entrenamiento debe ser destacado para aquellos individuos cuyo entrenamiento se interrumpe regularmente o inconsistentemente.