Resumen
En las sociedades desarrolladas modernas, las exigencias físicas intensas están disminuyendo y siendo reemplazadas por períodos más prolongados de actividades estáticas y de bajo esfuerzo, como sentarse o estar de pie. Para contrarrestar esta falta de actividad física, cada vez más personas practican actividad física mediante el ejercicio y el entrenamiento. Modalidades de entrenamiento prácticamente opuestas son la resistencia y la fuerza. Preguntamos si la capacidad de resistencia de los músculos de la espalda está influenciada por el modo de entrenamiento. Se investigaron 38 sujetos masculinos sanos (rango de edad de 19 a 31 años, edad media de 22,6 años): participantes sedentarios (Control, n = 12), participantes entrenados en resistencia (ET, n = 13) y entrenados en fuerza (ST, n = 13). . Se sometieron a una tarea de extensión isométrica de diez minutos con el 50% de su peso superior del cuerpo. La EMG de superficie se midió en la región lumbar utilizando montajes de electrodos monopolares cuadráticos de 4 x 4 por lado. Se analizaron los cambios de amplitud relativa y frecuencia media con respecto a la posición y el grupo de los electrodos durante la tarea de resistencia. Ocho sujetos ST no lograron completar la tarea de resistencia. Los cambios relativos de amplitud y frecuencia fueron mayores en el grupo ST, seguido de los grupos Control y ET (amplitud: F 6,389, p 0,004, frecuencia: F 11,741, p<0,001). Además, independientemente del grupo, se observó el mayor aumento de amplitud para los electrodos ubicados más arriba y lateralmente. Los cambios de frecuencia media no mostraron un patrón de distribución espacial sistemático. Aunque, a la luz del envejecimiento de la población, el entrenamiento de fuerza tiene sus méritos, nuestros resultados cuestionan la idoneidad funcional del entrenamiento de fuerza frecuente y aislado de alto impacto para las necesidades de resistencia cotidianas, como lavar los platos. Las elevaciones de amplitud relacionadas con la fatiga se distribuyen sistemáticamente en la región posterior, mostrando menos signos de fatiga en la región más caudal y medial, es decir, la región paravertebral lumbar.
1 Introducción
Cualquier actividad física repetida causa fatiga muscular si excede la duración y/o intensidad crítica (1, 2). La fatiga muscular es un proceso complejo y reversible que resulta en «cualquier reducción inducida por el ejercicio en la capacidad de un músculo para generar fuerza o potencia» (2). Tiene diferentes causas que pueden atribuirse principalmente a «una reducción progresiva de la activación voluntaria del músculo durante el ejercicio», es decir, fatiga central y «fatiga producida por cambios en la unión neuromuscular o distal a ella», es decir, fatiga periférica (2). Esta capacidad de fuerza reducida conduce a un aumento relativo de los niveles de carga de trabajo submáximos acercándose a este nivel de fuerza máxima temporalmente reducido o, en otras palabras, reduce la reserva fisiológica durante las tareas submáximas. Teniendo en cuenta el papel esencial de los músculos abdominales y de la espalda humanos para garantizar la estabilidad de la columna, la fatiga de los músculos del tronco, por cualquier motivo, conlleva el riesgo de inestabilidad y, por tanto, tensión en los ligamentos y la propia columna (3, 4). Si en situaciones tan vulnerables actúan cargas sobre el tronco, es de esperar que se produzcan al menos lesiones por rotura (5), posiblemente provocando dolor de espalda sin signos morfológicos detectables (5). Debido a que la fatiga inducida por el ejercicio afecta temporalmente la función adecuada de los músculos centrales, los niveles reducidos de ejercicio podrían tener efectos similares pero permanentes en los músculos centrales.
En los países actuales, altamente desarrollados, debido a un estilo de vida más inactivo y sedentario, la mayoría de las personas tienen un rendimiento físico reducido (6). Esta tendencia se ve agravada negativamente por un estilo de vida sedentario en combinación con una ingesta de alimentos ricos en calorías (7), colocando a las personas en un círculo vicioso de demandas energéticas reducidas, degeneración de los tejidos activos (es decir, músculos), suministro metabólico elevado, sobrepeso y, por lo tanto, una actividad física aún más reducida. Por otro lado, las actividades deportivas recreativas están ganando cada vez más atención. Las personas deciden deliberadamente aumentar su actividad física porque reconocen los efectos positivos generales del entrenamiento físico sobre la salud (8) y mental (9) salud. Además, como listado incompleto, la actividad física tiene efectos positivos en el desarrollo de enfermedades metabólicas como la diabetes tipo II (10), disminuye la susceptibilidad a las fracturas (11), y también da como resultado una imagen corporal positiva (12). Además, en el contexto de una población cada vez más envejecida, cualquier esfuerzo para posponer la involución relacionada con la edad con sus efectos sobre la movilidad también juega un papel esencial, por ejemplo para la prevención de caídas (13) y participación social (14, 15).
Como ya se ha dicho, un estilo de vida sedentario también conduce a una pérdida de condición de los músculos del tronco, lo que se considera una de las posibles causas del desarrollo de dolor de espalda agudo y crónico (16, 17) porque la estabilización segmentaria espinal necesaria está corrupta (18, 19). Si se analizan programas de rehabilitación o entrenamiento, el entrenamiento de los músculos del tronco a menudo se realiza mediante el uso de dispositivos de entrenamiento específicos que aplican fuerzas isométricas (20–22), o en el caso de ejercicios dinámicos, limite el rango y la dirección del movimiento para garantizar un entrenamiento seguro en términos de prevención de posibles lesiones (23). Sin embargo, todos estos dispositivos aplican un entrenamiento artificial que puede no ser funcionalmente adecuado para las necesidades diarias. Enfoques de entrenamiento de los músculos del tronco más orientados funcionalmente, como la escuela de espalda (24) y el entrenamiento estabilizador de la columna (25–27) tienen como objetivo involucrar una estabilidad y movilidad adecuadas del tronco para proteger de manera más efectiva la columna vertebral de lesiones. Sin embargo, los músculos del tronco participan en casi todas las actividades físicas. Por lo tanto, ejercicios más generales que específicos para el tronco también deberían tener un impacto en el tronco y especialmente en los músculos de la espalda.
Como las exigencias físicas actuales disminuyen en general pero implican más resistencia que los componentes de alta carga (28, 29) preguntamos si las diferentes modalidades de entrenamiento, es decir, el entrenamiento específico de resistencia y de fuerza, tienen impacto en la capacidad de resistencia de los músculos de la espalda. Los sujetos entrenados en resistencia deberían demostrar una capacidad de resistencia superior y una menor fatiga muscular en comparación con sujetos sanos no entrenados. En los sujetos entrenados en fuerza, esperábamos un rendimiento de resistencia reducido en comparación con los sujetos entrenados en resistencia, pero también en los sujetos no entrenados.
2 métodos
2.1 Participantes
Para este estudio, se reclutó a 38 participantes varones sanos mediante anuncio y contacto directo con los respectivos grupos de entrenamiento. La población investigada consistió en un grupo de sujetos sanos con actividad física entre leve y normal que sirvió como grupo de control (CON, n = 12) y dos grupos de personas físicamente activas. Estos dos grupos activos competían y practicaban resistencia (ET, ciclismo y triatlón, n = 13) o entrenamiento de fuerza (ST, levantamiento de pesas, n = 13) a nivel de competición (al menos cuatro sesiones de entrenamiento por semana, duración del entrenamiento de cuatro a 15 años). Ambos regímenes de entrenamiento no se centraron particularmente en el entrenamiento de los músculos de la espalda. El número comparativamente bajo de participantes se debió a un difícil reclutamiento de los dos grupos activos. Por razones de igualdad de tamaño de grupo, el grupo CON también se limitó al mismo número de participantes. Todos los participantes fueron informados sobre el procedimiento y objetivo del estudio y firmaron un consentimiento informado para participar voluntariamente en esta investigación. Para tener en cuenta las posibles diferencias relacionadas con el género, solo se investigaron sujetos masculinos (30). El estudio fue aprobado por el comité de ética de la Universidad Friedrich-Schiller de Jena (2020-1844-BO). Los criterios de inclusión fueron no practicar ningún deporte (grupo CON, nivel de actividad 0 a 2, para más detalles ver Texto S1), o entrenamiento regular de resistencia física o fuerza al menos cuatro veces por semana (grupos ET y ST, nivel de actividad mínima 4, para más detalles ver Texto S1). El rango de edad de los participantes del estudio se limitó a 18 a 35 años (rango de edad de la cohorte estudiada: 19 a 31 años) para incluir solo a participantes adultos sin ninguna regresión muscular aparente relacionada con la edad (31). Para excluir trastornos ortopédicos y neurológicos relevantes, los participantes fueron investigados clínicamente y se les preguntó más sobre su historial médico. Además de los problemas de salud generales que posiblemente interfirieran con la participación ilimitada en el estudio, los criterios de exclusión específicos fueron cualquier cirugía de espalda y dolor de espalda pasado o real. Los detalles sobre los participantes del estudio se proporcionan en Tabla 1.
2.2 Investigación
Los participantes fueron colocados en un dispositivo computarizado de prueba y entrenamiento para los músculos del tronco (CTT Centaur, BfMC, Alemania) en posición erguida. En este dispositivo, la parte inferior del cuerpo del participante está fija mientras que la parte superior del cuerpo mantiene una libertad de movimiento limitada (dependiendo de la antropometría torácica del sujeto, un máximo de unos 5 cm en dirección anteroposterior). El dispositivo está equipado con un arnés, colocado sobre el hombro de los sujetos, que contiene galgas extensométricas para medir la fuerza en direcciones frontal y sagital. Al inclinar el dispositivo hacia adelante hasta que quede horizontal, las fuerzas gravitacionales actúan sobre el tronco (Higo 1), permitiendo la aplicación de niveles de carga definidos hasta el 100% del peso de la parte superior del cuerpo (UBW) del sujeto si está inclinado 90° (es decir, en posición horizontal). Determinamos el UBW individual mientras los participantes estaban inclinados a una posición horizontal. En esta posición los participantes se apoyaban relajados en el arnés. Las contracciones residuales de los músculos de la espalda se determinaron mediante EMG de superficie (SEMG, ver más abajo) y se informaron a los participantes para su corrección. Esto se realizó tres veces y el valor más grande y confiable se utilizó además como UBW (el mayor de tres valores, sin desviarse más del 10%). Los valores de UBT se determinaron corrigiendo los valores de UBW por la distancia entre la apófisis espinosa L4 palpable y la proyección horizontal del extremo medial de la columna escapular en la columna. Para la tarea de resistencia, los participantes fueron expuestos a una carga de extensión del 50% del UBW con una inclinación hacia adelante de 30°. El requisito de la tarea del sujeto era simplemente mantener la posición erguida del cuerpo mientras estaba inclinado hacia adelante. La adherencia correcta a la posición erguida del cuerpo fue posible gracias a un pequeño monitor de biorretroalimentación, ubicado frente a los participantes (Higo 1). En el monitor de biorretroalimentación se muestra un punto objetivo en movimiento que se encuentra en el centro de una cruz si no actúa ninguna fuerza neta sobre el arnés, es decir, el sujeto mantiene una postura corporal erguida. Durante la tarea de resistencia se pidió a los participantes que mantuvieran los brazos cruzados sobre el pecho (ver Higo 1).
Tenga en cuenta la postura de los brazos (cruzados sobre el pecho) y el monitor de biorretroalimentación frente a la cabeza del sujeto.
Para esta prueba de resistencia se definió como tiempo objetivo una exposición de 600 s al 50% del UBW, ya que esta combinación, según las investigaciones previas, demostró ser un requisito de tarea adecuado para inducir una fatiga muscular relevante sin provocar agotamiento, es decir, provocar fallo muscular. Se pidió a los participantes que mantuvieran su posición erguida hasta alcanzar el tiempo objetivo o hasta el agotamiento.
2.3 Medición y análisis de EMG
SEMG se midió de forma monopolar desde la región posterior de ambos lados. En cada lado, los electrodos se colocaron en una disposición de electrodos cuadráticos de 4 x 4 que se ajustó a la antropometría de cada participante definiendo la longitud del borde de la rejilla de electrodos como la distancia entre las espinas palpables de L4 y L1 para cubrir toda la columna lumbar. Se decidió adaptar la grilla a la antropometría del participante, para cubrir completamente la región lumbar. Según la población investigada, esta distancia osciló entre siete y nueve centímetros. Para una colocación confiable de los electrodos, utilizamos plantillas de rejilla preparadas con la columna interna de electrodos siempre colocada 1,5 cm lateral a la línea media y las filas inferior y superior en L4…
