Hacia un enfoque de entrenamiento de fuerza con acciones musculares excéntricas acentuadas para la mejora de la velocidad de cambio de dirección

Introducción

La capacidad de cambiar rápidamente de dirección durante la carrera, también conocida como maniobra de corte o velocidad de cambio de dirección (CoD), es un determinante importante del rendimiento en muchos deportes de equipo (p. ej., hockey [sobre hielo], fútbol, balonmano, baloncesto, etc.) [1]. La velocidad de CoD caracteriza predominantemente la capacidad de los atletas durante la carrera para desacelerar en el menor tiempo posible y volver a acelerar rápidamente en una nueva dirección [2, 3]. En este contexto, la velocidad de CoD representa la cualidad física de la agilidad, mientras que los factores de percepción y de toma de decisiones constituyen los componentes cognitivos subyacentes de la agilidad [4]. Estudios previos han examinado si la velocidad de CoD está relacionada con otros componentes de la aptitud física, como la velocidad, la fuerza muscular y la potencia muscular [4, 5]. En este contexto, los hallazgos de la investigación son inconsistentes con algunos estudios que muestran correlaciones bajas y no significativas entre la velocidad de CoD y las medidas de sprint lineal y la fuerza y potencia de los músculos de las extremidades inferiores, y otros que muestran asociaciones significativas y altas entre estas cualidades físicas (Paul et al. [1], Sheppard & Young [4] y Brughelli et al. [5]). En otras palabras, los principales determinantes físicos de la velocidad de CoD no están resueltos, por lo que se necesita más investigación.

En cuanto al papel de la fuerza y potencia muscular con la velocidad de CoD, la heterogeneidad en los hallazgos podría deberse al hecho de que los estudios no diferenciaron explícitamente entre las respectivas acciones musculares necesarias para realizar con éxito las tareas de CoD. Durante las tareas de CoD, se requieren dos formas distintas de acciones musculares, para desacelerar rápidamente (acción excéntrica), y para acelerar (acción concéntrica) el cuerpo durante el movimiento. Más específicamente, la fuerza muscular excéntrica puede influir en gran medida en el rendimiento de la velocidad de CoD porque permite a los atletas desacelerar rápidamente el cuerpo durante altas velocidades de movimiento, lo cual es un requisito previo importante para la fase de aceleración posterior del cuerpo y el rendimiento general de las tareas de CoD [2] [6-9]. Por lo tanto, si el objetivo es mejorar específicamente el rendimiento de velocidad de CoD, los investigadores, los entrenadores de fuerza y acondicionamiento, y los profesionales que trabajan con atletas se deberían esforzar por identificar regímenes de entrenamiento con un impacto prácticamente relevante en el rendimiento de velocidad de CoD. Con referencia a los hallazgos de estudios publicados previamente [6, 7], el entrenamiento de fuerza excéntrico puede constituir un enfoque prometedor.

Esta hipótesis se relaciona con los hallazgos de estudios de entrenamiento de fuerza excéntrico que dilucidaron adaptaciones musculares, neuromusculares, tendinosas y metabólicas específicas, que podrían ser beneficiosas para los rendimientos de velocidad de CoD [10, 11]. Sin embargo, el conocimiento de estos estudios no se tradujo en profesionales e investigadores de fuerza y acondicionamiento. Esto podría deberse al hecho de que el entrenamiento de fuerza excéntrico de modo único es difícil de implementar en las rutinas de entrenamiento diarias porque se necesitan máquinas y/o equipos de entrenamiento específicos. En consecuencia, no hay estudios disponibles que examinen los efectos del entrenamiento de fuerza excéntrico de modo único en el rendimiento de velocidad de CoD [12-14].

Los pocos estudios disponibles siguieron un enfoque que aplicaba entrenamiento de fuerza con acciones musculares excéntricas acentuadas. En otras palabras, este tipo de entrenamiento contiene acciones musculares tanto concéntricas como excéntricas con un enfoque específico en las acciones excéntricas. Esto se puede lograr sobrecargando el músculo durante la fase excéntrica de un ejercicio utilizando un aparato específico de sobrecarga excéntrica (p. ej., un dispositivo de volante isoinercial) [12, 14]. Por lo tanto, se propone que el entrenamiento de fuerza con acciones musculares excéntricas acentuadas debe implementarse en programas de fuerza y acondicionamiento de poblaciones atléticas para desarrollar sistemáticamente el rendimiento de velocidad de la velocidad de CoD.

Efectos del entrenamiento de fuerza excéntrica sobre tejido muscular y tendinoso

Está bien documentado que el entrenamiento de fuerza excéntrico induce una mayor potencia muscular concéntrica, un mejor rendimiento del ciclo de estiramiento-acortamiento [15-17] y mayores ganancias en la masa muscular en comparación con el entrenamiento de fuerza concéntrico o el entrenamiento de fuerza concéntrico y excéntrico combinado [10]. Cabe destacar que estos hallazgos son independientes de los antecedentes de capacitación de los participantes. Más específicamente, se ha demostrado que el entrenamiento de fuerza excéntrico estimula la adición de sarcómeros en serie, lo que da como resultado una mayor longitud del fascículo muscular [18, 19]. Además, después del entrenamiento de fuerza excéntrico, se han informado aumentos selectivos en el tamaño de las fibras musculares de contracción rápida [20]. Más importante aún, los estudios incluso revelaron daño selectivo de las fibras musculares de contracción rápida luego de acciones musculares excéntricas repetitivas [21–23]. Esto puede activar las células madre musculares, es decir, las células satélites que se requieren para la reparación, regeneración y crecimiento hipertrófico de los músculos [24]. Un aumento inducido por el entrenamiento en el área transversal de las fibras musculares de contracción rápida puede mejorar las propiedades mecánicas del músculo para realizar tareas rápidas de CoD [25-27]. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que un estudio reciente [28] cuestionó el papel del daño muscular y la activación de las células satélite en la hipertrofia muscular después del entrenamiento de fuerza. Por lo tanto, se necesita más investigación en este punto con respecto a las adaptaciones inducidas por el entrenamiento en la unidad músculo-tendón.

Se ha demostrado previamente que el entrenamiento de la fuerza excéntrico único frente al concéntrico único, induce una mayor rigidez del tendón en estudiantes de educación física sanos [29]. Cabe destacar que las adaptaciones del tendón inducidas por el entrenamiento son importantes desde una perspectiva relacionada con el rendimiento y la salud. En términos de rendimiento, los tendones juegan un papel fundamental en la transmisión de las fuerzas producidas por los músculos al sistema esquelético [30]. Waugh et al. [31] informaron correlaciones negativas de gran tamaño de la rigidez del tendón con el retraso electromecánico, y correlaciones positivas de tamaño pequeño a grande de la rigidez del tendón con la tasa de desarrollo de la fuerza durante las contracciones isométricas máximas de los flexores plantares tanto en jóvenes como en adultos. Por lo tanto, una mayor rigidez del tendón después del entrenamiento de fuerza excéntrico [27, 30] puede inducir una mejor transferencia de fuerzas desde el músculo a través del tendón al sistema esquelético [30]. Se ha demostrado que esto es relevante cuando se realizan movimientos complejos como las tareas de CoD [29]. De hecho, 12 semanas de entrenamiento de fuerza excéntrico en comparación con concéntrico dieron como resultado aumentos significativos en el área de la sección transversal del tendón en hombres sanos entrenados recreativamente [30]. Estas adaptaciones inducidas por el entrenamiento en el tendón mejoran el almacenamiento y el retorno de la energía de tensión elástica durante la ejecución del movimiento del ciclo de estiramiento-acortamiento [10]. En términos de salud, estudios previos demostraron adaptaciones músculo-tendinosas desequilibradas debido a la carga mecánica (deportes con altas demandas pliométricas) y/o maduración (es decir, crecimiento acelerado) en atletas adolescentes [28, 31, 32]. Dichos desequilibrios pueden aumentar el riesgo de sufrir lesiones por uso excesivo de los tendones (es decir, tendinopatías) [31]. Como tal, el entrenamiento de fuerza excéntrico ha demostrado ser un medio eficaz para la prevención de lesiones de la unidad músculo-tendinosa, particularmente en atletas adolescentes [27, 30].

Relación entre el rendimiento de velocidad de CoD y fuerza excéntrica

Se ha demostrado previamente que se necesitan altos niveles de fuerza muscular excéntrica para desacelerar el cuerpo humano desde altas velocidades de movimiento para permitir movimientos rápidos de CoD [35]. Otros factores que influyen en el rendimiento de la velocidad de CoD son el equilibrio dinámico, la potencia muscular y la fuerza reactiva [33]. Si bien existen hallazgos contradictorios en la literatura sobre la relación entre las medidas de la velocidad de CoD, la capacidad de sprint lineal, la fuerza muscular y la potencia muscular [1, 4, 5], existe evidencia consistente de la relación entre las variables de la fuerza muscular excéntrica y el rendimiento en la velocidad de CoD [2, 6–8, 33]. Por ejemplo, Jones et al. [8] demostraron una correlación significativa y de gran tamaño (r = 0,63; p\0,01) entre la fuerza muscular excéntrica máxima de los flexores de la rodilla y el rendimiento de velocidad de CoD (en la prueba 505) en estudiantes de educación física de 21 años. En jugadoras de baloncesto de élite de 24 años, Spiteri et al. [7] estudiaron la relación entre las medidas de la fuerza muscular (una repetición máxima concéntrica [1RM] durante un ejercicio de sentadilla trasera, 1RM excéntrica durante un ejercicio de sentadilla trasera y la fuerza isométrica máxima de los cuádriceps), la potencia muscular (potencia relativa de salto con contramovimiento) y rendimiento de velocidad de CoD (prueba T y prueba 505) y encontraron correlaciones significativas y de gran tamaño entre la fuerza excéntrica máxima de los extensores de la pierna y el rendimiento en la prueba 505 (r = -0.89; p\0.001) y la prueba T (r = -0.88; p\0.001). Además, los resultados de las ecuaciones de regresión revelaron un alto potencial predictivo de la fuerza muscular excéntrica máxima de la pierna en los rendimientos de las pruebas 505 y T (prueba T: R2 = 79.5 %; prueba 505: R2 = 77.1 %) [7]. Con referencia a estos hallazgos, se puede concluir que la fuerza muscular excéntrica es necesaria para tolerar las cargas de frenado o la capacidad de frenado para optimizar el rendimiento de velocidad de CoD.

En otro estudio, Spiteri et al. [2] examinaron las diferencias en las fuerzas de reacción del suelo y los impulsos usando una placa de fuerza triaxial durante una prueba de velocidad de 45 grados de CoD en jugadores de deportes de equipo entrenados de nivel recreacional, con niveles altos de fuerza (hombres: 24 años, mujeres: 20 años) y sujetos de bajos niveles de fuerza muscular (hombres: 23 años, mujeres: 21 años). Los resultados de este estudio mostraron que los jugadores con altos niveles de fuerza pudieron producir una mayor fuerza muscular excéntrica durante la fase de frenado. Spiteri et al. [2] concluyó que la fuerza de los músculos excéntricos representa un determinante importante del rendimiento de la velocidad de CoD. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que los hallazgos de Spiteri et al. [2] debe interpretarse con cautela porque estos autores no aclararon si las diferencias notificadas entre los grupos (niveles de fuerza altos frente a niveles bajos) alcanzaron el nivel de significación. En otro estudio, Naylor y Greig [6] examinaron la relación entre la fuerza excéntrica máxima de los isquiotibiales utilizando un dinamómetro isocinético a varias velocidades angulares (es decir, 60 /s, 180 /s y 300 /s) y el rendimiento de la velocidad de CoD (prueba T y prueba de desaceleración) en jugadores masculinos de deportes de equipo de nivel universitario de 22 años. Estos autores encontraron asociaciones significativas de tamaño moderado a grande entre la fuerza excéntrica máxima de los isquiotibiales y el rendimiento de la velocidad de CoD (prueba T: r = 0.,56 ± 0.78, p=0.01; prueba de desaceleración: r = 0.45 ± 0.56, p=0.05). Más recientemente, Jones et al. [36] estudiaron la relación entre la fuerza muscular excéntrica máxima de los flexores y extensores de la rodilla a 60 /s y el rendimiento de la velocidad de CoD (prueba de velocidad de 180 grados de CoD) en jugadoras de fútbol de élite de 22 años. Estos autores observaron correlaciones significativas de gran tamaño de flexores excéntricos de rodilla (r = 0.60, p=0.05) y la fuerza extensora (r = 0.67, p=0.01), con el rendimiento de velocidad de CoD.

Tomados en conjunto, estos hallazgos muestran claramente asociaciones entre las medidas de fuerza muscular excéntrica y el rendimiento de velocidad de CoD, razón por la cual el entrenamiento de fuerza con acciones musculares excéntricas acentuadas podría ser un medio adecuado para mejorar el rendimiento de velocidad de CoD [2, 7, 8]. Por lo tanto, se necesitan estudios longitudinales para determinar si estos hallazgos transversales con respecto a la fuerza excéntrica de los músculos y el rendimiento de la velocidad de CoD realmente reflejan relaciones deterministas/causales.

Efectos del Entrenamiento de Fuerza con acciones musculares excéntricas acentuadas sobre el rendimiento de la velocidad de CoD

Se encontraron tres estudios que examinaron los efectos del entrenamiento de fuerza con acciones musculares excéntricas acentuadas sobre el rendimiento de la velocidad de CoD en atletas [12–14]. Por ejemplo, Lockie et al. [13] aplicaron un programa de entrenamiento con elementos de entrenamiento de velocidad y agilidad que permitía específicamente acciones musculares excéntricas durante desaceleraciones rápidas en atletas de deportes de equipo masculinos (23 años) y femeninos (25 años) entrenados recreativamente. Estos autores demostraron mejoras significativas en el rendimiento de velocidad de CoD (prueba de cambio de dirección y aceleración [CoDAT] y prueba T) después de 6 semanas de entrenamiento (CoDAT: tamaño del efecto [ES] = 1.31; prueba T: ES = 0.96), que es comparable a los resultados encontrados para el entrenamiento tradicional de velocidad y agilidad (CoDAT: ES = 0.96; prueba T: ES = 0.51). Asimismo, de Hoyo et al. [12] estudiaron los efectos de un entrenamiento de fuerza de 10 semanas con acciones musculares excéntricas acentuadas usando un dispositivo de entrenamiento de volante isoinercial en parámetros cinéticos (por ejemplo, fuerza de reacción vertical del suelo, impulso excéntrico, impulso total) durante tareas de CoD (es decir, maniobras de CoD cruzado y lateral) en jugadores de fútbol jóvenes de 17 años. Los resultados de este estudio mostraron mejoras significativas en la cinética de velocidad de CoD después del entrenamiento (maniobra cruzada: ES = 0.46–1.34; maniobra de corte lateral: ES = 0.48–1.24) sin mejoras sustanciales en el grupo de control (maniobra cruzada: ES = 0.07-0.16; maniobra de corte lateral: ES = 0.03-0.32). Del mismo modo, Tous Fajardo et al. [14] estudiaron los efectos de un entrenamiento de fuerza de 11 semanas con acciones musculares excéntricas isoinerciales acentuadas y vibración adicional de todo el cuerpo en comparación con el entrenamiento combinado convencional que incluía ejercicios pliométricos, de velocidad lineal y con carga de peso, sobre el rendimiento de velocidad de CoD (es decir, prueba de corte en V) en futbolistas jóvenes de élite de 17 años. Los hallazgos de este estudio demostraron que el entrenamiento de fuerza con acciones musculares excéntricas acentuadas en combinación con estímulos de vibración mejoró el rendimiento de velocidad de CoD (ES = 1.22) más que el entrenamiento convencional (ES = 0.24). Tomados en conjunto, los pocos estudios que examinaron los efectos del entrenamiento de fuerza con acciones musculares excéntricas acentuadas sobre el rendimiento de la velocidad de CoD en atletas informaron consistentemente efectos de entrenamiento significativos y prácticamente relevantes en comparación con los grupos de control activos.

Los estudios muestran que un modelo bien establecido y ya publicado sobre los principales determinantes del rendimiento de la velocidad de CoD [4] necesita una revisión sutil. En su modelo, Sheppard y Young [4] consideraron varias "cualidades de los músculos de las piernas", a saber, la fuerza muscular reactiva, la fuerza muscular concéntrica, la potencia muscular y el desequilibrio de los músculos izquierdo-derecho como determinantes importantes de la velocidad de CoD. Aunque, en este documento de opinión, se han identificado importantes asociaciones entre variables de fuerza muscular excéntrica y rendimiento de velocidad de CoD. Además, se ha resumido la evidencia (aunque limitada) de los estudios de entrenamiento de fuerza que utilizan acciones musculares excéntricas acentuadas que muestran claramente el potencial de este tipo de entrenamiento para mejorar el rendimiento de la velocidad de CoD. Por lo tanto, se intenta incluir los hallazgos de estos estudios en el modelo existente de Sheppard y Young [4] (Fig. 1)

Figura 1. Modelo de determinantes de rendimiento de velocidad de cambio de dirección modificado de Sheppard y Young [4].

Hacia un enfoque de entrenamiento de fuerza con acciones excéntricas acentuadas

Para optimizar el rendimiento de la velocidad de CoD, la capacidad de acelerar y desacelerar rápidamente el cuerpo humano a través de acciones musculares concéntricas y excéntricas es fundamental. Si bien los efectos de los programas tradicionales de entrenamiento de fuerza (es decir, entrenamiento de fuerza con acciones musculares concéntricas y excéntricas combinadas), o el entrenamiento de fuerza isométrica en el rendimiento de velocidad de CoD se han estudiado ampliamente en el pasado, hay un vacío en la literatura sobre el papel de la fuerza excéntrica y el entrenamiento de fuerza con acciones musculares excéntricas acentuadas sobre el rendimiento de velocidad de CoD en atletas. Esto es algo sorprendente porque los hallazgos de la investigación básica demostraron la efectividad del entrenamiento de fuerza excéntrica y sus adaptaciones a nivel muscular, neuromuscular, tendinoso y metabólico. Sin embargo, estos hallazgos no se han traducido en investigación aplicada. Con referencia a la literatura disponible (aunque preliminar), parece razonable considerar el entrenamiento de fuerza con acciones musculares excéntricas acentuadas como un medio importante para mejorar la capacidad de los atletas para detenerse, cambiar de dirección (cortar) y avanzar. Desde el punto de vista profesional, el entrenamiento de fuerza con acciones musculares excéntricas acentuadas se puede realizar utilizando aparatos específicos de sobrecarga excéntrica, como dispositivos de volante isoinercial [12, 14] u otros. Sin embargo, el entrenamiento de fuerza con acciones musculares concéntricas no debe ignorarse, ya que es necesario para acelerar el cuerpo durante las tareas de CoD.

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Cita de publicación original: Chaabene, H., Prieske, O., Negra, Y., & Granacher, U. (2018). Change of direction speed: Toward a strength training approach with accentuated eccentric muscle actions. Sports Medicine, 48(8), 1773-1779.