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.

Earle, R.W.
& Baechle, T.R. (2008). Essentials of
Strength Training and Conditioning (3^rd ed., pp. 325-359).
Champaign, IL: Human Kinetics.

Ebben, W.P.
(2009). Hamstring activation during lower body resistance training exercises. International Journal of Sports Physiology
and Performance, 4(1), 84-87.

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.

Yamamoto, T.
(1993). Relationship between hamstring strains and leg muscle strength. A
follow-up study of collegiate track and field athletes. Journal of Sports Medicine and Physical Fitness, 33, 194-199.