Fuerzas musculares durante la sentadilla, sentadilla split y step-up a través de un rango de cargas externas en hombres en edad universitaria

Publicado 28 de septiembre de 2022, 1:05

Fuerzas musculares durante la sentadilla, sentadilla split y step-up a través de un rango de cargas externas en hombres en edad universitaria

El entrenamiento de la fuerza juega un papel importante en el rendimiento deportivo, la prevención de lesiones y los programas de rehabilitación porque la aplicación adecuada del entrenamiento de la fuerza provoca adaptaciones neuromusculares favorables, como aumentos en la fuerza y el tamaño muscular (Flanagan 2008, McCurdy 2010). Lo más importante para la aplicación adecuada es la selección de ejercicios de entrenamiento de la fuerza y cargas externas apropiadas porque cualquier adaptación neuromuscular derivada de los programas de entrenamiento de la fuerza depende críticamente de las demandas neuromusculares impuestas por estas 2 variables de programación.

Para facilitar la comprensión de las demandas neuromusculares impuestas por los ejercicios de entrenamiento de la fuerza multiarticulares, muchos estudios examinan la cinemática y la cinética a nivel articular. La mayoría de estos estudios utilizan un enfoque de dinámica inversa para calcular los momentos articulares internos netos (NJM) porque los NJM brindan información útil sobre las demandas mecánicas exhibidas por grupos musculares particulares que actúan a través de la articulación respectiva para la cual se calculan los NJM. Algunos estudios también han investigado los efectos de la carga externa sobre los NJM en las articulaciones de interés (por ejemplo, la articulación de la rodilla o la cadera) para estudiar los cambios dependientes de la carga en las demandas mecánicas impuestas por los respectivos ejercicios de entrenamiento de la fuerza (Bryabton 2012, Flanagan 2008, Moir 2013, Paoli 2017). Por ejemplo, Choe y cols. investigaron las diferencias en la biomecánica de las articulaciones de la rodilla y la cadera entre los ejercicios de peso muerto y sentadilla. Estos autores encontraron que el peso muerto exhibió mayor NJM de cadera, mientras que la sentadilla exhibió mayor NJM en la rodilla. Además, Flanagan y cols. (2008) investigaron el efecto de aumentar la carga externa en el NJM durante el ejercicio de sentadilla trasera. Estos autores encontraron que aumentar la carga resultó en aumentos relativamente mayores en el NJM en la cadera y el tobillo que en la rodilla (Flanagan 2008). Debido a que este hallazgo ilustra que no todos los grupos musculares se ven afectados en la misma medida en que una persona selecciona y levanta cargas más pesadas durante las sesiones de entrenamiento de la fuerza, dicha información proporciona información práctica valiosa que podría ayudar con la selección adecuada de ejercicios y cargas para apuntar de manera óptima a ciertos grupos de músculos.

Aunque la información sobre los cambios en NJM específicos del ejercicio o dependientes de la carga proporcionan información valiosa, una limitación asociada con el cálculo de los NJM a través de la dinámica inversa es que estos datos no tienen en cuenta la coactivación de los músculos antagonistas. Posteriormente, el cálculo de los NJM probablemente subestima las fuerzas producidas por el agonista, no proporciona información sobre las demandas mecánicas de los antagonistas y no ofrece información sobre la función de los músculos individuales. Por el contrario, el uso de modelos musculoesqueléticos y computacionales proporciona información detallada sobre la función de los músculos individuales durante diversas acciones y, por lo tanto, puede proporcionar nuevos conocimientos sobre importantes problemas clínicos y aplicados en muchos campos. Sin embargo, a pesar de los grandes conocimientos derivados de los modelos computacionales, sólo unos pocos estudios han aplicado este enfoque al estudio de los ejercicios de entrenamiento de fuerza (Schellenberg 2016 y 2017). Por ejemplo, Schellenberg y cols. (2016) calcularon las fuerzas producidas por los músculos cuádriceps, isquiotibiales y glúteo mayor durante 3 ejercicios multiarticulares de entrenamiento de la fuerza. Las percepciones de estos datos sugirieron que los ejercicios de peso muerto y sentadilla split exhibieron mayores fuerzas musculares del glúteo mayor que el ejercicio de ‘buenos días’, particularmente con mayores cargas de peso muerto y en longitudes de paso de sentadilla split más largas (Schellenberg 2016). Además, Schellenberg y cols. también encontraron que el ejercicio de ‘buenos días’ provoca mayores fuerzas musculares en los isquiotibiales y menores fuerzas musculares en los cuádriceps (Schellenberg 2016 y 2017). Una vez más, la información novedosa de un estudio de modelado de este tipo puede proporcionar información relevante para deportes y entornos de entrenamiento donde aumentar la fuerza del glúteo mayor y/o de los isquiotibiales es una parte importante de los programas de entrenamiento de la fuerza para el rendimiento deportivo (pr ej., entrenamiento de la velocidad) o prevención de lesiones (por ej., programas de prevención de lesiones del ligamento cruzado anterior).

Aunque el modelado musculoesquelético permite a los investigadores investigar las fuerzas de los músculos individuales durante el ejercicio de entrenamiento de la fuerza, rara vez es usado en la literatura. Sin embargo, dado que el modelado musculoesquelético puede dar cuenta de la coactivación antagonista y otras propiedades musculares (por ej., comportamiento de fuerza-velocidad) de sistemas multiarticulares complejos, su uso para estimar las demandas mecánicas durante los ejercicios de entrenamiento de la fuerza proporciona información importante para los profesionales y clínicos más allá de los NJM.
Recientemente, el Dr. Kristof Kipp, de la Marquette University (EEUU), llevó a cabo un estudio al respecto cuyo propósito fue investigar el efecto de la carga externa sobre las fuerzas musculares de las extremidades inferiores durante 3 ejercicios comunes de entrenamiento de la fuerza. Los ejercicios de interés fueron la sentadilla trasera (SQ), la sentadilla split (SS) y el step-up (SU) porque representan una gama de protocolos de rehabilitación y entrenamiento de la fuerza tradicionales que tienen como objetivo mejorar la función neuromuscular de la extremidad inferior. Además, Las fuerzas musculares se investigaron en 4 condiciones de carga externa diferentes debido a la respuesta dependiente de la carga bien establecida de los NJM durante los ejercicios de entrenamiento de la fuerza.

Nueve sujetos sanos realizaron 4 series de ejercicios de sentadilla (SQ), sentadilla split (SS) y step-up (SU), cada uno con 0, 25, 50 y 75% de la masa corporal como carga adicional. Los datos de la plataforma de fuerza y la captura de movimiento se utilizaron para estimar las fuerzas musculares individuales de 11 músculos de las extremidades inferiores a través de la optimización estática. Los resultados sugieren aumentos dependientes de la carga en las fuerzas musculares para el glúteo mayor, glúteo medio, vasto lateral, vasto medio, vasto intermedio, semitendinoso, semimembranoso, bíceps femoral porción larga, sóleo, gastrocnemio lateral, y gastrocnemius medial, durante la ejecución de los 3 ejercicios. Además, los aumentos de las fuerzas dependientes de la carga en glúteo mayor, vasto lateral, vasto medio, vasto intermedio, y cabeza larga del bíceps femoral, fueron a menudo más pronunciadas durante la SS y el SU que en la SQ en todo el rango de cargas utilizadas en este estudio.

Estos resultados sugieren que las demandas mecánicas impuestas por los ejercicios de entrenamiento de fuerza escalan con la carga externa y que la extensión de esa escala depende del ejercicio específico.

Aplicaciones prácticas

Los resultados de este estudio muestran que los músculos extensores y abductores de la cadera, extensores uniarticulares de la rodilla, isquiotibiales biarticulares y flexores plantares exhibieron aumentos dependientes de la carga en las fuerzas musculares durante los ejercicios SQ, SS y SU. Además, las fuerzas individuales de los músculos extensores de cadera, extensores de rodilla y porción larga del bíceps femoral demostraron aumentos pronunciados dependientes de la carga durante la SS y el SU, pero no en la SQ. La aplicación práctica de estos hallazgos para los profesionales de la fuerza y del acondicionamiento físico es que, si bien las demandas mecánicas impuestas por los ejercicios de entrenamiento de la fuerza escalan con la carga externa, el alcance de esa escala depende del ejercicio específico. Más específicamente, aunque los aumentos en la carga externa pueden usarse para aumentar sistemáticamente las demandas mecánicas impuestas a la mayoría de los músculos de las extremidades durante la ejecución de los 3 ejercicios, los aumentos en las cargas externas tienen un efecto proporcionalmente mayor en las fuerzas producidas por los músculos extensores de la cadera, rodilla y porción larga del bíceps femoral durante la ejecución del ejercicio SS y SU. Por lo tanto, la SS y el SU pueden presentar variaciones de ejercicio que se dirijan de manera más efectiva a los músculos extensores de la cadera, extensores de la rodilla y porción larga del bíceps femoral, lo que puede ser relevante para el diseño de programas de entrenamiento de la fuerza que apuntan específicamente a fortalecer estos músculos como parte del deporte, esfuerzos de trabajo o prevención de lesiones.