Los Métodos Combinados de Entrenamiento con Sobrecarga incrementan la Fuerza y la Potencia de Hombres Jóvenes y Ancianos

Keijo Häkkinen2, William J Kraemer5, Robert U Newton1, Jeff S Volek4, Matthew McCormick4 y Arja Häkkinen3

1Human Perfomance Laboratory, Ball State University, Muncie, Indiana, U.S.A.
2Neuromuscular Research Center and Department of Biology of Physical Activity, University of Jyväskylä, SF-40700 Jyväskylä, Finland.
3Department of Physical Medicine and Rehabilitation, Central Hospital, Jyväskylä, Finlandia.
4Center for Sports Medicine/Noll Physiological Research Center, Pennsylvania State University, University Park, Pennsylvania 16802.
5Neag School of Education, University of Connecticut, Storrs, CT.

Artículo publicado en el journal PubliCE, Volumen 0undefined del año .

Resumen

Este estudio examinó los efectos del entrenamiento con sobrecarga combinado sobre hombres jóvenes y ancianos para determinar si eran alcanzados incrementos similares en la potencia muscular. Los efectos de 10 semanas de un programa de entrenamiento de la fuerza periodizado, diseñado para incrementar el tamaño muscular, la fuerza, la potencia máxima en la sentadilla isométrica y la producción de potencia durante saltos desde sentadilla, fueron comparados en hombres jóvenes (YM, 30±5 años, n=8) y hombres ancianos (OM, 61±4 años, n=10). La fuerza isométrica en sentadilla fue más alta en YM en comparación con OM en todas las evaluaciones y esta variable se incremento en un 23±15% y un 40±42% para YM y OM, respectivamente. La fase inicial de la curva fuerza-tiempo fue desplazada hacia arriba en ambos grupos a través del curso del entrenamiento. Durante los saltos desde sentadilla, el grupo YM produjo mayor fuerza y mayor potencia en todas las evaluaciones y en todas las cargas evaluadas en comparación con el OM. El grupo YM incrementó la producción de potencia en un 15±14%, 33±16%, y 26±12% y en el grupo OM en un 7±5%, 36±23% y 25±16% para las cargas de 17 kg, y las cargas del 30 y 60% de 1 RM, respectivamente. Aunque los resultados de este estudio confirman las reducciones relacionadas a la edad en la fuerza y potencia muscular, los ancianos demostraron una capacidad similar que los hombres jóvenes para los incrementos en estas variables a través de un programa de entrenamiento de la fuerza periodizado y apropiado que incluya ejercicios rápidos, y de potencia de alta intensidad.

Palabras clave: envejecimiento, tasa de desarrollo de la fuerza, electromiografía

INTRODUCCIÓN

Ha sido reportado que las disminuciones relacionadas a la edad en la producción de potencia máxima ocurren en un mayor grado que en la fuerza muscular máxima (11, 17). Por ejemplo, Metter et al. (26) reportaron que la potencia muscular declina a una tasa un 10% mayor que la fuerza en el transcurso del envejecimiento de un hombre. Skelton et al. (31) han demostrado que la fuerza isométrica declina un 1-2% por año, pero la potencia muscular declina aproximadamente 3,5% por año en hombres de más de 65 años de edad. Con el envejecimiento, la atrofia muscular resulta de un proceso gradual de denervación de las fibras con perdida de algunas fibras y atrofia de otras (7, 24). Las fibras rápidas presentan una mayor denegación y atrofia que las fibras lentas (7), y esta atrofia, particularmente de las fibras de contracción rápida, es más probablemente debido a una combinación de efectos de envejecimiento y niveles de actividad física, los cuales han declinado a una intensidad crónicamente baja (6). Faulkner et al. (8) han demostrado que la producción pico de potencia de las fibras Tipo II es cuatro veces la de las fibras Tipo I. De este modo, es esperado que una reducción selectiva en el porcentaje y el área de las fibras Tipo II vayan a resultar en una considerable pérdida de producción de potencia con el envejecimiento. Ha sido demostrado que una pérdida de potencia muscular tiene profundos efectos sobre las actividades funcionales, como la velocidad para subir escaleras, levantarse de una silla, y la velocidad del paso (1). Dado que recuperar el equilibrio después de un paso o un resbalón requiere la aplicación de una gran cantidad de fuerza en un período corto de tiempo, la potencia muscular debería ser un factor significativo en el riesgo de caída (6). Esta hipótesis esta apoyada por investigaciones previas que demostraron una clara relación entre la potencia muscular máxima y una evaluación de equilibrio estático (1, 17).

Esta claro que el entrenamiento de fuerza de alta intensidad tiene profundos efectos sobre el tamaño muscular, y la fuerza en gente anciana (10, 33) y que la potencia puede también ser incrementada usando entrenamiento de la fuerza tradicional (19). Sin embargo, varios estudios en adultos jóvenes han demostrado diferentes efectos del entrenamiento explosivo vs. el entrenamiento de alta intensidad, con respecto al desarrollo de la potencia muscular y la habilidad para generar fuerza rápidamente (14, 30). Por ejemplo, en un estudio que involucro atletas, se encontró que el entrenamiento de la potencia máxima que implicaba movimientos balísticos era más efectivo que el entrenamiento de fuerza tradicional para incrementar el rendimiento de potencia (30). La pregunta continúa con respecto a si las personas ancianas toleran los ejercicios que implican una alta producción de potencia y si ellos exhiben adaptaciones de entrenamiento similares hacía un rendimiento más rápido y potente (5). Además, ya que el incremento de la fuerza y el tamaño muscular son también objetivos importantes de los programas de entrenamiento de la fuerza diseñados para los ancianos, pueden estos tres componentes ser desarrollados simultáneamente, y como son mediados estos cambios en términos de adaptaciones neurales y de las fibras musculares?.

El propósito de este estudio fue examinar los efectos de un programa de entrenamiento de la fuerza periodizado, de 10 semanas, cuyas variables de entrenamiento fueron manipuladas para entrenar simultáneamente tres dimensiones de las características musculares: hipertrofia, máxima producción de fuerza, y máxima producción de potencia. Fue hipotetizado que tal programa conduciría a incrementos en la fuerza máxima y la producción de potencia tanto en hombres jóvenes como ancianos.

MÉTODOS

Diseño Experimental y Propuesta al Problema

Para determinar si un programa de entrenamiento de la fuerza periodizado y combinado podría mejorar la fuerza y la potencia a través de un período de entrenamiento corto en hombres jóvenes y ancianos, fue usado un diseño pre-post de dos grupos. Además, los antecedentes de entrenamiento y los niveles de actividad fueron emparejados para permitir comparaciones más equitativas. La duración total del estudio fue de 13 semanas. Los sujetos fueron evaluados en seis ocasiones diferentes usando protocolos idénticos. Las primeras 3 semanas fueron usadas como un período de control durante el cual no fue llevado a cabo ningún entrenamiento de la fuerza, ni ningún otro cambio de los patrones de trabajo normales de los sujetos y de las actividades físicas recreacionales. Luego, los sujetos comenzaron una intervención de entrenamiento de la fuerza supervisada por un período de 10 semanas. Las mediciones fueron tomadas durante los períodos de entrenamiento de control y experimental en las semanas -3, 0, 3, 6 y 10.

Sujetos

18 hombres sanos, tomados de dos grupos de edad, hombres jóvenes (YM) (30±5, n=8) (edad promedio±DS en años) y hombres ancianos (OM) (61±4, n=10), se ofrecieron como sujetos para el estudio. Este estudio fue parte de un estudio de entrenamiento más largo, en el cual un manuscrito previamente publicado (16) ya había reportado hipertrofia de los músculos entrenados. Los sujetos fueron cuidadosamente informados acerca del diseño del estudio con información específica sobre posibles riesgos y molestias que podrían resultar del mismo. Luego, los sujetos firmaron un formulario de consentimiento por escrito antes de la participación en el proyecto. El estudio fue aprobado por el Comité de Revisión Institucional de la Universidad Estatal de Pennsylvania para el uso de Humanos como sujetos. El control médico y la cuantificación de la actividad física (por medio de un cuestionario) revelaron que todos los sujetos eran sanos y físicamente activos. Pare mantenerse en forma, ellos habían participado en varias actividades físicas recreacionales, como caminata, trote, aerobics, o ciclismo, pero ninguno de los sujetos tenía ningún antecedente en entrenamiento de la fuerza regular o en deportes competitivos de ninguna clase. Ninguno de los sujetos tomaba medicamentos que hubieran afectado el rendimiento. Ninguno de los sujetos sufrió lesión alguna, ya sea, en las evaluaciones como en los protocolos de entrenamiento. En este reporte están incluidos solo aquellos sujetos con 100% de adherencia al programa de entrenamiento (i.e., todas las sesiones completadas). Las características físicas de los sujetos de los dos grupos, antes y después del período de entrenamiento son presentadas en la Tabla 1.

Protocolos de Evaluación

Antropometría

Todas las mediciones antropométricas fueron obtenidas por el mismo investigador en el lado derecho del cuerpo de los sujetos. El grosor de los pliegues cutáneos fue obtenido con un calibre para pliegues cutáneos Harpenden (H. E. Morse Co., Londres, Reino Unido, presión constante de 10 g.mm־¹) en los siguientes sitios: pecho, axilar medio, abdomen, suprailíaco, subescapular, tricipital, y muslo. Fueron realizados intentos repetidos hasta que fueran obtenidas dos mediciones dentro de 1 mm, la media de las dos mediciones fue utilizada para los cálculos posteriores. Fue usada la ecuación de siete sitios de Jackson y Pollock (18) para estimar la densidad corporal, y el porcentaje de grasa corporal fue subsecuentemente calculado.

Sentadilla Isométrica

La fuerza isométrica máxima y las mediciones de las características de fuerza-tiempo fueron medidas mientras los sujetos intentaban empujar hacia arriba en contra de una barra fija posicionada en los hombros. La barra de un Plyometric Power System (PPS) (Norsearch, Lismore, Australia) descrita por Newton et al. (30) fue usada y posicionada a una altura tal que los ángulos de la rodilla y la cadera del sujeto fueran de 90 y 110º, respectivamente. La barra fue posicionada a la altura apropiada usando cadenas de longitud ajustable aseguradas en cada extremo de la barra, y traductores de fuerza (Entran, NJ) fueron colocados en serie con cada cadena para registrar la fuerza de tensión que era generada. Los sujetos fueron instruidos para empujar hacia arriba contra la barra con su máxima fuerza tan rápido como fuera posible durante un período de 2.5-5.0 s. Fueron completados de 3 a 4 intentos máximos para cada sujeto hasta que no fueran producidos incrementos posteriores en la fuerza pico. La fuerza pico máxima fue definida como el mayor valor de fuerza (N) registrado durante el movimiento de empuje. Los análisis de fuerza-tiempo incluyeron el cálculo de la fuerza absoluta producida a los 0-100, 100-500, 500-1500, y 1500-2000 ms a partir del comienzo de la fuerza. El tiempo para alcanzar niveles de fuerza relativos de 30, 60, 90 y 100% también fue calculado.


Tabla 1. Las características físicas de los dos grupos de sujetos antes y después del período de entrenamiento.
A Diferencias significativas entre los grupos jóvenes y ancianos; ninguna otra diferencia significativa entre los grupos o pre- a post-entrenamiento.

Saltos desde Sentadilla

El rendimiento en los saltos desde sentadilla fue evaluado usando el PPS bajo cargas con el peso de la barra (17 kg), y el 30 y 60% de 1 RM de los sujetos, previamente determinada. Los datos de 1 RM fueron previamente presentados (22). Los sujetos se colocaron en una posición con una flexión de rodilla de 90º con los talones directamente bajo la barra del PPS. Se instruyó a los sujetos para empujar hacia arriba mientras intentaban saltar a una altura máxima. El desplazamiento y la carga de la barra fueron registrados con cálculos subsecuentes de la velocidad y aceleración de la barra. El rendimiento en el salto desde sentadilla fue cuantificado para dos variables, potencia y fuerza. La potencia fue calculada como la mayor producción de potencia instantánea durante el salto, y la fuerza fue calculada como la mayor producción de fuerza durante el salto. Las investigaciones previas habían demostrado que estas dos variables son altamente indicativas del rendimiento en una actividad balística, como los saltos (30).

Electromiografía

La actividad electromiográfica (EMG) durante la evaluación de sentadilla isométrica fue registrada a partir del vasto lateral (VL) y el vasto medial (VM) de las piernas derecha e izquierda. Dos electrodos de EMG superficiales, descartables, activos de plata/cloruro de plata (3 M) separados por 2 cm fueron adheridos al vientre de cada músculo aproximadamente en la posición del área del punto motor determinada usando puntos de referencia anatómicos, y un tercer electrodo a tierra fue adherido al maleolo lateral. Los electrodos activos fueron alienados en paralelo a la dirección de tracción del músculo bajo investigación, determinada como una línea recta entre el origen y la inserción. Antes de la aplicación del electrodo, cada sitio era rasurado, limpiado con alcohol, y ligeramente desgastado. Una lapicera con tinta fue usada para marcar las posiciones de los electrodos. Estas marcas fueron chequeadas en cada sesión de entrenamiento o evaluación subsiguiente, y si era necesario, la tinta era reaplicada para asegurar que la misma permaneciera visible a través de todo el período experimental de 13 semanas. Estas marcas se realizaron para asegurar el mismo posicionamiento de los electrodos en cada evaluación. Las señales de la EMG fueron amplificadas usando un amplificador de EMG Noraxon (Noraxon, Phoexiz, AZ), y las señales bioeléctricas amplificadas y las señales del transductor de fuerza fueron recolectadas a 500 Hz por canal usando un software Windows 3.11 80486DX y una carta análoga a digital DT21-EZ (Data Translation, Marlboro, MA). Los datos de la EMG digitalizados fueron almacenados juntos con los de fuerza en un disco de computadora para los análisis posteriores. La EMG promedio fue calculada por medio de una rectificación de onda completa seguida por la integración (iEMG) a través de la fase de fuerza pico (500-1500 ms) de la acción de fuerza isométrica máxima (para calcular la iEMG máxima) para cada músculo de manera separada y luego fue promediada para los análisis posteriores.

Análisis de las Fibras Musculares

Los datos de las fibras musculares fueron obtenidos a partir de nuestro manuscrito previamente publicado (16), y nosotros incluimos estos datos para proveer nuevas ideas sobre las relaciones con la fuerza y la potencia en este reporte. Las biopsias musculares fueron obtenidas antes del inicio del entrenamiento y cerca de 72 h después de la última sesión de entrenamiento. Las muestras fueron obtenidas a partir de una porción superficial del músculo vasto lateral de la pierna dominante. Los tipos de fibras musculares fueron divididos en cuatro grupos (Tipo I, IIa, IIab, y IIb), y los porcentajes de tipos de fibras fueron calculados a partir del número de fibras, así como de las áreas de las fibras en las secciones de tejido muscular. En nuestro reporte previo pueden ser encontrados mayores detalles sobre estos métodos (16).

Programa de Entrenamiento

Los sujetos participaron de un programa de entrenamiento de la fuerza no lineal, que consistía de tres sesiones por semana por un período de 10 semanas. Cada sesión de entrenamiento incluyó los ejercicios de sentadilla, extensión de rodilla, y flexión de rodilla en máquinas; los ejercicios de extensión y flexión del tronco usando pesos libres; y/o los ejercicios de press de banca y elevación de talones en máquina. Durante cada semana, los protocolos de entrenamiento diario (modelo combinado) fueron separados en un “día de hipertrofia”, un “día de fuerza”, y un “día de potencia”. Para la sesión de hipertrofia de la semana, los sujetos realizaban series de 8-10 RM con períodos de descanso de 1 min. Ha sido demostrado que este formato de entrenamiento de la fuerza provoca una gran respuesta del sistema endocrino y es hipotetizado que provee un gran estímulo para incrementar el tamaño muscular (23). La sesión de fuerza se concentraba en un entrenamiento de la fuerza de alta intensidad usando series de 3-5 RM. Ha sido demostrado que realizar series de bajo número de repeticiones y usando una carga cerca de la 1 RM del sujeto produce ganancias en la fuerza máxima (13). La tercera sesión de entrenamiento de la semana fue diseñada para incrementar específicamente la producción de potencia máxima. Para esta sesión, los sujetos realizaron los ejercicios de sentadilla y extensión de rodillas con cargas más bajas, pero para estos ejercicios los sujetos fueron instruidos a completar la fase concéntrica del movimiento “tan rápido y potente como fuera posible” para 6-8 repeticiones por serie. Todos los ejercicios fueron realizados usando acciones musculares concéntricas seguidas por acciones excéntricas realizadas en una manera controlada durante la fase de “descenso” del movimiento. En cada sesión los sujetos realizaban 3-6 series de cada ejercicio. El volumen de entrenamiento se incremento progresivamente a través de todas las 10 semanas de entrenamiento, del programa periodizado no lineal (9).

Durante el período de 10 semanas, los sujetos continuaron realizando actividades físicas, como caminar, correr, andar en bicicleta, de una a dos veces a la semana en una manera similar a la que estaban acostumbrados antes del experimento.

Análisis Estadísticos

Fueron usados métodos estadísticos estándar para los cálculos de las medias, desvíos estándar (DS) y coeficientes de correlación momento-producto de Pearson. Los datos fueron luego analizados utilizando análisis de varianza (ANOVA) con mediciones repetidas. Cuando fue requerido fueron usados tests ANOVA univariados para las comparaciones, para examinar los efectos o interacciones principales. Fue usado un nivel alfa de una p≤0.05 como criterio para establecer la significancia estadística.

RESULTADOS

Antropometría

La masa corporal y el porcentaje de grasa corporal permanecieron estadísticamente inalterados durante el período experimental en ambos grupos de sujetos (Tabla 1). Fue medida una reducción en la masa corporal magra de 0.44 kg para el grupo OM; sin embargo, debe ser destacado que esto esta dentro del error de estimación de la composición corporal por la técnica de pliegues cutáneos y no representa necesariamente una pérdida real de tejido magro.

Sentadilla Isométrica

La fuerza pico durante la sentadilla isométrica registrada en la semana -3 fue significativamente mayor para el grupo YM en comparación con el grupo OM (Figura 1). La fuerza pico se mantuvo sin cambios durante el período de 3 semanas de control para ambos grupos YM y OM (Figura 1); sin embargo, a través de las 10 semanas de entrenamiento de la fuerza, hubo un incremento significativo en ambos grupos YM (23%) y OM (40%) (Tabla 2). No fueron encontradas diferencias significativas en los grupos YM y OM en el cambio porcentual pre a post.

En términos del desarrollo de la fuerza a través de la fase inicial de la sentadilla isométrica, no hubo diferencias pre-entrenamiento entre los grupos YM y OM, sin embargo, en la condición post-entrenamiento el grupo YM pudo producir más fuerza en todos los puntos de tiempo. Ambos grupos YM y OM incrementaron su capacidad absoluta de fuerza a los 100-500, 500-1500 y 1500-2500 ms en la evaluación de sentadilla isométrica a través del transcurso del entrenamiento, pero los cambios porcentuales no fueron significativamente diferentes entre los dos grupos (Figura 2). No hubo efectos o interacciones principales significativas para el tiempo para alcanzar el 30, 60, 90 y 100% de la fuerza pico.

Cuando los dos grupos fueron unidos hubo un incremento significativo en la iEMG del cuadriceps a través del período de entrenamiento de 10 semanas. El grupo YM incremento la iEMG en un 40%, lo cual fue significativo con respecto a la condición inicial (p=0.063), y el grupo OM incremento un 43%, pero esto no fue significativo (p=0.107) (Tabla 2).
Saltos desde Sentadilla

La producción de potencia durante los saltos desde sentadilla registrada en la semana -3 fue significativamente más alta para el grupo YM en comparación con el grupo OM en las tres cargas evaluadas (Figura 3). La potencia permaneció sin cambios durante el período de 3 semanas de control para los dos grupos YM y OM; sin embargo, a través de las 10 semanas de entrenamiento de la fuerza, hubo incrementos significativos (Figura 3), y los cambios porcentuales pre (semana 0) a post (semana 10) son presentados en la Tabla 3. El grupo YM produjo una potencia significativamente más alta en comparación con el grupo OM en todas las cargas evaluadas en las dos ocasiones de evaluación, pre- y post-entrenamiento (Tabla 3). No hubo diferencias significativas entre los grupos YM y OM en el cambio porcentual, pre- y post-entrenamiento para ninguna de las cargas evaluadas (Tabla 3).


Figura 1. Producción de fuerza pico durante la sentadilla isométrica evaluada durante un período de control de 3 semanas y durante las 10 semanas de entrenamiento de la fuerza en hombres jóvenes (◊) y ancianos (□). a Diferencia significativa entre los grupos de hombres jóvenes y ancianos; b cambio significativo pre- a post-entrenamiento para los hombre jóvenes; c cambio significativo pre- a post-entrenamiento para los hombres ancianos.

La producción de fuerza durante los saltos desde sentadilla registrada en la semana -3 fue significativamente mayor en el grupo YM en comparación con el grupo OM en todas las cargas evaluadas (Figura 4). La fuerza permaneció sin cambios durante el período de control de 3 semanas para los grupos YM y OM (Figura 4); sin embargo, a través de las 10 semanas de entrenamiento con sobrecarga, hubo incrementos significativos (Figura 4) y los cambios porcentuales pre (semana 0) a post (semana 10) son presentados en la Tabla 3. El grupo YM produjo significativamente más fuerza en comparación con el grupo OM en todas las cargas evaluadas en ambas ocasiones de evaluación, pre- y post-entrenamiento (Tabla 3). No hubo diferencias significativas entre el grupo YM y OM en el cambio porcentual pre a post para ninguna de las cargas evaluadas (Tabla 3).

Análisis de Correlación

Un número de correlaciones significativas fueron observadas entre la edad de los sujetos, fuerza máxima, potencia máxima, y las características de las fibras musculares. Los datos de las fibras musculares fueron obtenidos a partir de nuestro manuscrito previamente publicado (16), y nosotros incluimos estos datos para proveer nuevas ideas acerca de las relaciones con la fuerza y la potencia en este reporte. La fuerza isométrica pico y la edad estuvieron significativamente correlacionadas en las evaluaciones pre (r=-0.747, p≤0.01) y post-entrenamiento (r=-0.748, p≤0.01); sin embargo, no hubo ninguna correlación entre la edad y el cambio en la fuerza isométrica con el entrenamiento. La fuerza isométrica pico pre-entrenamiento estuvo negativamente correlacionada (r=-0.599, p≤0.05) con el cambio porcentual en la fuerza isométrica pico como resultado del entrenamiento.

En las evaluaciones de saltos desde sentadilla, la producción de fuerza y potencia en las tres cargas estuvieron significativamente correlacionadas (r=-0.741 a -0.866, p≤0.01) con la edad. No hubo correlaciones significativas entre la edad y el cambio porcentual pre- a post-entrenamiento para ninguna de las mediciones de fuerza o potencia. La fuerza pico medida durante la sentadilla isométrica estuvo positivamente correlacionada (r=0.711 a 0.854, p≤0.01) con todas las mediciones de rendimiento de saltos desde sentadilla. El cambio porcentual a través del período de entrenamiento en la potencia producida durante los saltos desde sentadilla con la carga del 60% de 1 RM estuvo negativamente correlacionado con la producción de potencia pre-entrenamiento para las cargas del 30% de 1 RM (r=-0.524, p≤0.05) y del 60% de 1 RM (r=-0.566, p≤0.05).

La distribución del tipo de fibras estuvo correlacionada con la edad y un número de mediciones de rendimiento. El porcentaje de fibras Tipo IIb estuvo inversamente correlacionado con la edad pre- (r=-0.574, p≤0.05) y post-entrenamiento (-0.574, p≤0.05). Ningún otro porcentaje de tipos de fibras estuvo correlacionado con la edad de los sujetos. Después del período de entrenamiento, el porcentaje de fibras Tipo I estuvo negativamente correlacionado con las mediciones de potencia post-entrenamiento en las cargas de 17 kg (r=-0.574, p≤0.05), 30% de 1 RM (r=-0.607, p≤0.05), y 60% de 1 RM (r=-0.603, p≤0.05). El porcentaje pre-entrenamiento de las fibras Tipo IIa estuvo negativamente correlacionado con el cambio porcentual en las fibras Tipo IIa, pre a post-entrenamiento (r=-0.574, p≤0.05). El porcentaje pre-entrenamiento de las fibras Tipo IIb estuvo positivamente correlacionado con la fuerza isométrica pico en las condiciones de pre- (r=0.607, p≤0.05) y post-entrenamiento (r=0.553, p≤0.05), así como la potencia medida post-entrenamiento en todas las cargas (r=0.528 a 0.618, p≤0.05). El porcentaje post-entrenamiento de las fibras Tipo IIb estuvo positivamente correlacionado con la fuerza isométrica pico pre- (r=0.568, p≤0.05) y post-entrenamiento (r=0.677, p≤0.01) y con la potencia producida en las cargas del 30% de 1 RM (r=0.535, p≤0.05) y 60% (r=0.529, p≤0.05) de 1 RM en las evaluaciones post-entrenamiento.


Tabla 2. Fuerza pico e iEMG producidas por los hombres jóvenes y ancianos durante la evaluación de sentadilla isométrica realizada antes y después de las 10 semanas de entrenamiento de la fuerza. a Diferencias significativas en la fuerza pico entre los hombres jóvenes y ancianos en las evaluaciones pre- y post-entrenamiento. b Cambios significativos pre a post-entrenamiento. c Cambios significativos desde la condición inicial pre a post-entrenamiento (p=0.063 y p=0.107 para los grupos YM y OM, respectivamente). d Cambios significativos pre a post-entrenamiento para los grupos unidos.

El área de las fibras estuvo también correlacionada con la edad y un número de mediciones de rendimiento. El área promedio de las fibras Tipo IIa estuvo inversamente correlacionada (r=-0.539, p≤0.05) a la edad en la evaluación pre-entrenamiento. El área pre-entrenamiento de las fibras Tipo I estuvo inversamente correlacionada (r=-0.699, p≤0.01) con el cambio pre a post-entrenamiento en el área de las fibras Tipo I y directamente correlacionada (r=0.556, p≤0.05) con el cambio pre a post-entrenamiento en el área de las fibras Tipo IIa. Antes del entrenamiento, el área de las fibras Tipo IIa estuvo positivamente correlacionada con la potencia medida durante los saltos desde sentadilla en las cargas del 30% (r=0.632, p≤0.05) y 60% (r=0.616, p≤0.05) de 1 RM. Después del período de entrenamiento, el área de las fibras Tipo IIa no estuvo correlacionada con ninguna variable de rendimiento. El área pre-entrenamiento de las fibras Tipo IIb estuvo negativamente correlacionada (r=-0.768, p≤0.01) con el cambio porcentual a través del período de entrenamiento en el área de las fibras Tipo IIb. Además, el área de las fibras Tipo IIb estuvo positivamente correlacionada con el cambio porcentual en la potencia con la carga del 30% (r=0.600, p≤0.05) de 1 RM pre a post-entrenamiento.

DISCUSIÓN

El programa de entrenamiento de la fuerza periodizado usado en este estudio estuvo compuesto de una combinación de ejercicios para el desarrollo de la hipertrofia muscular, la fuerza máxima y la máxima producción de potencia. Previamente se ha citado este tipo de protocolo de entrenamiento como un modelo de método combinado (29). Hubo incrementos significativos en la fuerza isométrica máxima en ambos grupos, hombres jóvenes y ancianos, así como se incremento la fuerza durante la fase inicial de la sentadilla isométrica. Las ganancias en la fuerza isométrica máxima estuvieron acompañadas por incrementos significativos en la activación neural voluntaria de los músculos cuadriceps.


Figura 2. Desarrollo de la fuerza durante la sentadilla isométrica para los hombre jóvenes (pre ; post ◊) y hombres ancianos (pre ■; post □). No hubo diferencias significativas entre los grupos en ningún punto de tiempo pre-entrenamiento. a Diferencias significativa post-entrenamiento entre los grupos de hombres jóvenes y ancianos; b Cambios significativos pre a post-entrenamiento para los hombres jóvenes; c cambios significativos pre a post-entrenamiento para los ancianos.

El principal objetivo de este aspecto del estudio fue examinar el desarrollo de la potencia muscular máxima en hombres jóvenes y ancianos. La producción de fuerza y potencia durante los saltos desde sentadilla fue significativamente más alta en los hombres jóvenes en todas las cargas evaluadas, y esto permaneció así después del período de entrenamiento. Tanto los hombres jóvenes como los ancianos se adaptaron a la intervención de entrenamiento con incrementos relativamente grandes y significativos en la producción de fuerza y potencia. Sin embargo, los cambios porcentuales no fueron significativamente diferentes entre los grupos de sujetos jóvenes y ancianos.


Figura 3. Producción de potencia de los saltos desde sentadilla realizados con cargas de A) 17 kg; B) 30% de 1 RM, y C) 60% de 1 RM, durante el período de control de 3 semanas y durante las 10 semanas de entrenamiento de la fuerza, en los hombres jóvenes (◊) y ancianos (□). a Diferencias significativas entre los grupos de jóvenes y ancianos; b Cambios significativos pre a post-entrenamiento para los hombres jóvenes; c Cambios significativos pre a post-entrenamiento en los ancianos.

Es bien sabido que la fuerza y la potencia muscular disminuyen con el incremento de la edad (4, 17, 32). Esto esta apoyado por el presente estudio en el cual los ancianos produjeron solo el 64% de la fuerza en la sentadilla isométrica con respecto a la fuerza de los hombres jóvenes antes del entrenamiento de fuerza (Tabla 2). La diferencia entre los hombres jóvenes y ancianos no fue alterada por el entrenamiento, ya que el grupo OM pudo producir solo el 62% de la fuerza isométrica del grupo YM en las evaluaciones post-entrenamiento (Tabla 2). Ambos grupos produjeron relativamente grandes incrementos en la fuerza isométrica a través de las 10 semanas de entrenamiento de la fuerza, y esto es consistente con las investigaciones previas que involucraron tanto a hombres jóvenes como ancianos como sujetos (12, 15, 33). Sin embargo, no hubo una diferencia significativa en el cambio porcentual exhibido por el grupo YM versus el grupo OM. El cambio porcentual promedio del grupo IM fue de 40% (Tabla 2), el cual es mayor que el cambio de 23% (Tabla 2) del grupo YM, pero hubo una variabilidad considerable para el grupo OM con un desvío estándar del cambio porcentual de 42% (Tabla 2), con un coeficiente de varianza resultante de 105%. Esto sugiere que los ancianos exhibieron una mayor variabilidad en sus adaptaciones de fuerza al programa de entrenamiento con sobrecarga, quizás esto constituye un factor del grado de atrofia muscular o pérdida de fibras Tipo II, relacionado a la edad, específico de cada sujeto. Es interesante, sin embargo, que esta variabilidad en la adaptación no fue evidente en ninguna de las mediciones de potencia y puede ser más un reflejo de que los sujetos ancianos tienen dificultades para realizar la evaluación de sentadilla isométrica y/o que hay una mayor contribución de los factores neurales al rendimiento de potencia que para la evaluación de sentadilla isométrica. Lo que esta claro es que el programa de entrenamiento de la fuerza usado en este estudio resulto en incrementos significativos en la fuerza isométrica de los extensores de la cadera y las rodillas de tanto, hombres jóvenes como ancianos.


Tabla 3. Cambios pre a post-entrenamiento y diferencias relativas entre los hombres jóvenes y ancianos en la potencia y fuerza producidas durante los saltos desde sentadilla realizados con 17 kg, 30% y 60% de 1 RM. a Diferencias significativas entre los hombres jóvenes y ancianos en las evaluaciones pre o post-entrenamiento. b Cambio porcentual pre a post-entrenamiento.


Figura 4. Producción de fuerza durante los saltos desde sentadilla realizados con cargas de A) 17 kg, B) 30% de 1 RM, y C) 60% de 1 RM durante el período de control de 3 semanas y 10 semanas de entrenamiento de la fuerza en hombres jóvenes (◊) y ancianos (□). a Diferencias significativas entre los grupos de hombres jóvenes y ancianos; b Cambios significativos pre a post-entrenamiento para los hombres jóvenes; c Cambios porcentuales pre a post-entrenamiento para los ancianos.

Hubo un incremento significativo en la iEMG pre a post-entrenamiento cuando los dos grupos de sujetos, ancianos y adultos, fueron unidos (Tabla 2). Esto es consistente con otros estudios reportados en la literatura (12, 15, 28). Cuando se examinaron los cambios en la activación neural a través del transcurso del entrenamiento para los grupos YM y OM, hubo incrementos considerables de 40 y 43%, respectivamente; sin embargo, los cambios fueron solo significativos con respecto a la condición inicial (Tabla 2). Los incrementos en la fuerza observados durante el entrenamiento de la fuerza en los grupos de sujetos jóvenes y ancianos pueden ser atribuidos en gran parte al incremento de la activación de las unidades motoras de los músculos agonistas entrenados. Aunque la naturaleza actual de las adaptaciones en el sistema nervioso son difíciles de determinar, el entrenamiento de fuerza progresivo puede conducir no solo a un incremento en la activación de los músculos agonistas, sino a efectos de aprendizaje inducidos por el entrenamiento, en términos de una reducción de la activación de los antagonistas, que también puede jugar un rol de contribución tanto en sujetos jóvenes como ancianos (3, 12). La variabilidad en las mediciones de iEMG fue considerable (Tabla 2), y cada grupo tuvo un tamaño de n bajo, resultando en una potencia estadística baja (0.42 YM; 0.39 OM) para detectar un cambio estadísticamente significativo. Nosotros habíamos reportado previamente un incremento significativo en el tamaño de las fibras musculares Tipo I y IIa tanto en el grupo YM y OM, y esto hubiera contado para una proporción del incremento en la fuerza isométrica (16).

En términos de fuerza absoluta producida durante la fase inicial de la sentadilla isométrica, el grupo YM tuvo valores significativamente más altos que el grupo OM, y esto sugiere que el grupo YM tuvo una mejor habilidad para incrementar rápidamente la fuerza. Ambos grupos incrementaron también la fuerza en los 100-500, 500-1500, y 1500-2500 ms en la sentadilla isométrica como resultado del entrenamiento, pero no para la fase inicial (0-100 ms). El hecho de que no hubo diferencias entre los grupos en el tiempo para alcanzar el 30, 60, 90 y 100% de la fuerza isométrica pico indica que la habilidad para alcanzar niveles de fuerza relativos no fue diferente entre los grupos de edades y el programa de entrenamiento usado en este estudio no alteró esta habilidad. Esto fue de alguna manera no esperado dados los resultados de investigaciones previas, las cuales demostraron incrementos en la tasa de desarrollo de la fuerza (14), después de entrenamiento de la fuerza explosiva. Sin embargo, en el presente estudio, parece que el incremento en la capacidad de fuerza fue más predominante que la velocidad de inicio de esa fuerza. Puede ser que solo una sesión de ejercicios de tipo explosivo por semana fue insuficiente para producir incrementos en la fuerza explosiva o que las sesiones de hipertrofia y fuerza máxima interfirieron con el desarrollo de la fuerza explosiva.

La evaluación de fuerza isométrica tenía el propósito de indicar diferencias en la fuerza isométrica y en el tiempo de transcurso del desarrollo de la fuerza; sin embargo, los saltos desde sentadilla constituyen una evaluación más específica de la producción de potencia máxima y aún más específica para las actividades funcionales diarias, En términos de producción máxima de potencia, los hombres ancianos fueron capaces de desarrollar cerca del 55-77% del rendimiento de los hombres jóvenes en los saltos desde sentadilla (Tabla 3), y las diferencias entre los grupos YM y OM fueron todavía observables después del entrenamiento. La producción de potencia y fuerza se incremento como resultado del entrenamiento en ambos grupos YM y OM, y a todas las cargas evaluadas, pero el cambio porcentual pre a post-entrenamiento fue igual, sin tener en cuenta la edad del grupo. De este modo, el programa periodizado diseñado para incrementar el tamaño muscular, fuerza, y potencia máxima fue efectivo para incrementar el rendimiento en los saltos desde sentadilla, resultando en incrementos considerables en la producción de potencia en ambos grupos, de hombres jóvenes y ancianos. Este hallazgo es consistente con reportes de incrementos en el rendimiento en los saltos desde sentadilla de hombres y mujeres de mediana edad y ancianos después de un entrenamiento combinado de fuerza de alta intensidad y de fuerza explosiva (12). Tal resultado es importante debido a que ha sido demostrado que la fuerza y la potencia muscular están relacionados a rendimientos funcionales de las actividades de la vida diaria, como caminar, subir escaleras, y levantarse de una silla (1). De este modo, el programa de entrenamiento de la fuerza usado en el presente estudio puede ser efectivo para incrementar y/o mantener la capacidad funcional de la gente anciana. Podría ser hipotetizado que la implementación de un programa del entrenamiento de la fuerza similar al usado en el presente estudio podría ser efectivo en la prevención de caídas por la vejez; sin embargo, esto requiere investigación en futuras investigaciones clínicas. Claramente, los programas de entrenamiento de la fuerza deberían ser diseñados para incrementar no solo la fuerza muscular sino también la potencia; debido a que este factor tiene un mayor impacto sobre el rendimiento de actividades de la vida diaria, así como para evitar las caídas (5, 15, 19).

Puede ser concluido a partir de estos resultados que los hombres ancianos tienen capacidad similar para incrementar el rendimiento en las actividades de potencia máxima que los hombres jóvenes si un programa de entrenamiento de la fuerza de apropiada intensidad y duración es completado y son incluidos ejercicios explosivos. Aunque fueron observados cambios similares entre los grupos YM y OM, hubo diferentes cambios a través de las cargas evaluadas. Aunque las cargas más pesadas del 30 y 60% de 1 RM produjeron incrementos porcentuales similares de 19-36%, ambos incrementos en la producción de fuerza y potencia fueron de solo 4-15% para la carga más liviana de solo el peso de la barra (17 kg). Esto es más probablemente un reflejo de las cargas usadas durante el entrenamiento, las cuales fueron del 60% de 1 RM o más altas, y así fue observada una adaptación al entrenamiento específica para la carga, con solo incrementos pequeños, pero significativos en el rendimiento con la carga más baja como resultado del entrenamiento. Este resultado esta de acuerdo con investigaciones previas que reportaron adaptaciones específicas para la carga (21, 25) y la velocidad (20, 27) al entrenamiento de la fuerza.

El trabajo de Bobbert y Van Soest (2) tiene una relevancia particular con los hallazgos del presente estudio. Por medio del uso de modelos computarizados, fue determinado que el incremento solo de la fuerza muscular no incrementa el rendimiento del salto vertical sin modificaciones del control neural del movimiento (2). Presumiblemente, tal modificación ocurriría en el humano como el resultado de la práctica de la habilidad de salto. El programa de entrenamiento usado en el presente estudio combinó ejercicios diseñados para incrementar la fuerza muscular y la potencia máxima. El resultado fue que tanto la fuerza, como fue indicado por la evaluación de sentadilla isométrica, así como la producción de potencia, como fue medida por los saltos desde sentadilla, mejoraron considerablemente en ambos grupos de sujetos. Así, puede ser importante que los programas de entrenamiento de la fuerza para personas de edad avanzada incluyan ejercicios rápidos, y de alta potencia para permitir transferir las ganancias de fuerza del entrenamiento de fuerza tradicional a la fuerza y potencia más funcionales. Las investigaciones futuras deberían establecer la eficacia relativa del entrenamiento solo de fuerza y luego alterar el programa para entrenar solo la potencia máxima versus el entrenamiento de fuerza y potencia simultáneo, usado en el presente estudio.

Con el incremento de la edad, hubo una disminución en todas las variables de rendimiento medidas. Sin embargo, no hubo correlaciones significativas entre la edad y el cambio porcentual en estas variables pre a post-entrenamiento. De este modo, puede ser concluido que dentro de los parámetros de entrenamiento de intensidad, frecuencia y duración usados en el presente estudio el grupo OM se adaptó a una tasa similar a la que lo hizo el grupo YM. Todavía permanece por ser determinado si estos hallazgos afirman la verdad, particularmente durante períodos de entrenamiento más largos. En vez de ser la edad un factor determinante en la respuesta al entrenamiento, fue encontrado que los niveles iniciales de fuerza son el principal determinante de la extensión de la adaptación del entrenamiento en la fuerza isométrica y en la producción de potencia. Claramente el principio de cambio disminuido se aplica de manera tal que la gente con niveles iniciales de fuerza y potencia más altos tienen una disminución de la ventana de adaptación al entrenamiento (29, 30).

Antes de discutir los resultados de los análisis de correlación debería ser destacado que hay algunas limitaciones debido al pequeño tamaño del n, así como con la distribución de las edades en dos grupos. Sin embargo, hay algunos puntos pertinentes en los resultados de las correlaciones, pero debería ser tenida precaución en la interpretación de la fuerza de las correlaciones. Hubo correlaciones significativas entre la edad y el porcentaje de fibras Tipo IIb, así como con el área de las fibras Tipo IIa. Estas fueron correlaciones negativas que indicaron que con el incremento de la edad hubo una menor proporción y área de estos respectivos subtipos de fibras de contracción rápida. Estos resultados apoyan hallazgos de Lexell et al. (24), acerca de que el envejecimiento resulta en una disminución en el tamaño de las fibras musculares, particularmente las Tipo II y posiblemente en una pérdida del número de fibras Tipo II. No se sabe si este fenómeno es debido exclusivamente al proceso de envejecimiento, pero es más probable que la declinación en los niveles de actividad física, particularmente en la intensidad, contribuyan substancialmente a esta declinación. Los resultados del presente estudio, aunque no son concluyentes, sugieren que este efecto, que es comúnmente atribuido al “envejecimiento” puede ser reducido con entrenamiento de la fuerza apropiado. Debe ser destacado que todos los sujetos en el presente estudio eran sanos y habitualmente activos, y sin embargo demostraron algún grado de atrofia muscular. Parece que las actividades físicas de baja intensidad no son estímulos suficientes, particularmente para las fibras musculares Tipo II, para mantener la masa muscular a medida que envejecemos.

En términos de correlaciones entre el tipo de fibras y la fuerza y la potencia medidas, fueron observados un número de patrones. A medida que mayor era el porcentaje de fibras Tipo I medido pre-entrenamiento, menor era la producción de potencia del sujeto en las evaluaciones post-entrenamiento. Esto sugiere que los sujetos con una alta proporción de fibras de contracción lenta tienen una habilidad reducida para incrementar la producción de potencia máxima. Además, los sujetos con más fibras Tipo I exhibieron menores cambios en las fibras Tipo IIa como resultado del entrenamiento. Aunque el número relativamente bajo de sujetos redujo el poder de correlación del análisis, los resultados sugieren que una alta proporción y tamaño de las fibras Tipo I se traduce a una reducción en el incremento de las fibras Tipo II y en una reducción de las mejoras en la producción de potencia máxima como resultado del entrenamiento de fuerza. La proporción de fibras Tipo IIb estuvo positivamente correlacionada con las mediciones de fuerza y potencia y el área de las fibras Tipo IIb estuvo positivamente correlacionada con el cambio en la potencia con el entrenamiento. De este modo, mayores características Tipo IIb parecen favorecer el desarrollo de la fuerza y la potencia. Interesantemente, en un estudio previo nosotros reportamos que el incremento en el área de sección cruzada de los músculos esqueléticos durante el entrenamiento de la fuerza era menor en aquellos sujetos que poseían una menor proporción de fibras Tipo II en sus músculos (16). Podría ser especulado que los incrementos en el índice de las fibras musculares Tipo II a Tipo I, tanto en el área como en el número, compromete la capacidad de incrementar la fuerza y la potencia a través del entrenamiento de fuerza. El entrenamiento de la fuerza a través de todo el transcurso de la vida parecería ser importante para evitar las disminuciones relacionadas a la edad en el índice de fibras Tipo II, debido a que es posible que una vez perdidas, la recuperación de la fuerza, potencia y función sea más difícil.

En conclusión, puede ser observado a partir de los resultados de este estudio que un programa de entrenamiento de la fuerza periodizado compuesto de una combinación de ejercicios para el incremento del tamaño muscular, fuerza máxima, y potencia máxima produce incrementos significativos en la fuerza isométrica máxima, en la fase inicial de la producción de fuerza isométrica y en la iEMG tanto en hombres jóvenes como ancianos. La producción de potencia máxima se incremento considerablemente en los saltos desde sentadilla con todas las cargas evaluadas, y este incremento no pareció ser afectado por la edad de los sujetos. Finalmente, fueron observados mayores niveles post-entrenamiento de fuerza y potencia y mayores incrementos en la fuerza y potencia muscular en aquellos sujetos con mayores proporciones de fibras Tipo II y menores proporciones de fibras Tipo I, sugiriendo que los perfiles de fibras pre-entrenamiento pueden influir el potencial de entrenamiento de desarrollo de la fuerza y la potencia. El principal hallazgo fue que los hombres ancianos tienen una habilidad similar que los hombres jóvenes para incrementar, al menos dentro del presente período de entrenamiento de 10 semanas, la potencia muscular en una actividad funcional como los saltos desde sentadilla en respuesta a un programa de entrenamiento de la fuerza periodizado que incluyó ejercicios explosivos.

Dirección para Correspondencia

Robert U. Newton, Human Perfomance Laboratory, Ball State, Muncie IN, 47306; correo electrónico: rnewton@bsu.edu

Referencias

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Cita Original

Robert U. Newton, Keijo Häkkinen, Arja Häkkinen, Matt McCormick, Jeff Volek, and William J. Kraemer. Mixed-Methods resistance training increases power and strength of young and older men. Med Sci Sports Exerc; Vol. 34, No. 8, pp. 1357-1375, 2002.

Cita en PubliCE

Keijo Häkkinen, William J Kraemer, Robert U Newton, Jeff S Volek, Matthew McCormick y Arja Häkkinen (2002). Los Métodos Combinados de Entrenamiento con Sobrecarga incrementan la Fuerza y la Potencia de Hombres Jóvenes y Ancianos. PubliCE. 0
https://g-se.com/los-metodos-combinados-de-entrenamiento-con-sobrecarga-incrementan-la-fuerza-y-la-potencia-de-hombres-jovenes-y-ancianos-243-sa-J57cfb2711ced9

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