Midiendo la Fuerza Muscular en Jóvenes: Uso del Salto Horizontal como un Índice General de la Aptitud Muscular
Assessing Muscular Strength in Youth: Usefulness of Standing Long Jump as a General Index of Muscular Fitness
José Castro-Piñero1,2, Francisco B. Ortega2,3, Enrique G. Artero3, Maria J. Girela-Rejón4, Jesús Mora1, Michael Sjöström2 y Jonatan R. Ruiz2
1Departamento de Educación Física, Escuela de Educación, Universidad de Cádiz, Puerto Real, España
2Unidad de Nutrición Preventiva, Departamento de Biociencias y Nutrición de NOVUM, Instituto Karolinska, Huddinge, Suiza
3Departamento de Fisiología, Universidad de Granada, España
4Departamento de Educación Física, Escuela de Actividad física y Ciencias del Deporte, Universidad de Granada, Granada, España
Artículo publicado en el journal Revista de Educación Física 2, Volumen 1, Número 165 del año 2022.
Publicado 23 de abril de 2018
Resumen
Palabras clave: escolares, jóvenes, fuerza muscular, salto horizontal, salto vertical
Abstract
Keywords: schoolchildren, youth, muscle strength, horizontal jump, vertical jump
INTRODUCCIÓN
El rol de la fuerza muscular como un marcador de salud en adultos (40) y en jóvenes es bien conocido (4,15,39). Estudios longitudinales revelaron que la disminución en la fuerza muscular desde la niñez a la adolescencia está negativamente asociada con cambios en la adiposidad general (23, 47) y que los niveles de la fuerza muscular durante la adolescencia parecen seguir a la adultez (24,29). Tomándolos juntos, estos hallazgos resaltan la importancia de medir la fuerza muscular desde edades tempranas (37).
Varias dimensiones de la fuerza muscular (máxima fuerza isométrica, resistencia muscular, y fuerza explosiva) están incluidas en las baterías de tests de aptitud física más importantes para los jóvenes (3,7,10- 12,41,46). Muchas pruebas fueron desarrolladas para medir estas dimensiones, pero la información provista por cada test es específica sobre una parte del cuerpo o un tipo de fuerza (p.ej la prueba de lagartijas -push ups- mide la resistencia muscular del tren superior, y el test de salto vertical mide la fuerza muscular explosiva del tren inferior). Aún queda para dilucidar si las pruebas de campo que miden la fuerza muscular del tren superior están asociadas con aquellas que miden la fuerza muscular del tren inferior en jóvenes. Recientemente hemos realizado una revisión sistemática sobre la validez de la relación a criterio de los tests de aptitud física de campo en niños y adolescentes (8) y encontramos solo 2 estudios que examinan la asociación entre la fuerza muscular del tren inferior y el tren superior en jóvenes (22,30).
Las pruebas de laboratorio, como la plataforma de fuerza o métodos de video, son herramientas válidas y de mayor precisión para medir la fuerza muscular explosiva del tren inferior. Estas pruebas, sin embargo, tienen varias limitaciones como la necesidad de instrumentos sofisticados y costosos, calificación técnica, movimientos artificiales de poca aplicabilidad, y su uso está limitado a estudios basados en poblaciones, especialmente en el ámbito escolar.
Las pruebas de campo de salto horizontal (SLJ) y test de Sargent (llamado de salto vertical, VJ) son comúnmente usados para medir la fuerza muscular explosiva del tren inferior en jóvenes (7,10,12,41). A pesar del uso generalizado y el asumir que estos tests miden la fuerza muscular explosiva del tren inferior (6,21,27,33), su validez no está clara (14,30). Ha sido argumentado que el test SLJ es muy técnico y depende de factores antropométricos, mecánicos y coordinativos (1,34). La asociación entre el SLJ y el VJ ha sido examinada en adultos jóvenes (1,16,28) y niños y adolescentes (30,36), con resultados contradictorios. Dos test de salto vertical, el test de squat jump (SJ), y el de salto con contramovimiento (CMJ), evaluados por un sistema basado en la medición del tiempo de vuelo, fueron propuestos para evaluaciones de campo de la fuerza muscular explosiva del tren inferior en lugar del test SLJ y el VJ. Ambas pruebas, el SJ y el CMJ tiene validez reportada (17,26,28). Sin embargo, estos tests no parecen ser tan factibles como el SLJ y el VJ, especialmente cuando son usados en ambientes escolares y en estudios poblacionales.
Por cuestiones prácticas, sería de interés conocer mejor cuál/es test(s) es mejor indicador de la fuerza muscular del tren superior, inferior (o ambos). Este test(s) debería ser bajo en costos y en requerimientos de equipos, y debería ser fácilmente administrado a un gran número de personas simultáneamente.
Basado en los hallazgos de 2 revisiones sistemáticas de validez predictiva y relacionada a criterio de pruebas de aptitud física de campo en niños y adolescentes (8, 37), nosotros hipotetizamos que el SLJ es un test válido para evaluar la fuerza muscular del tren inferior y del tren superior en jóvenes. Por lo tanto, el propósito del presente estudio fue examinar la asociación entre el test SLJ y otras pruebas que evalúan la fuerza muscular del tren inferior (es decir el VJ, SJ, y CMJ) y del tren superior (lanzamiento de basquetball, lagartijas -push ups-, y fuerza isométrica) en chicos de edades entre 6 y 17 años. También examinamos la asociación entre los otros tests de fuerza muscular.
MÉTODOS
Aproximación experimental al problema
No está claro si el SLJ es el test de aptitud física de campo más apropiado para evaluar la fuerza muscular del tren inferior en jóvenes. Igualmente, la asociación entre la fuerza muscular del tren inferior y del tren superior en jóvenes, es contradictoria y requiere investigación adicional. Por lo tanto, con el propósito de estudiar si el SLJ está asociado a la fuerza muscular de ambas regiones de cuerpo (miembros inferiores y superiores), condujimos un estudio de corte transversal en niños de 6 a 17 años para determinar (a) la asociación entre el SLJ y otros tests que evalúan la fuerza muscular en miembros inferiores (CMJ, SJ, VJ) y en miembros superiores ( lanzamiento de basquetball, push-ups y fuerza isométrica) en chicos de edades entre 6 y 17 años, y (b) la asociación entre la mediciones de la fuerza muscular en miembros inferiores y superiores.
Sujetos
Participaron en este estudio un total de 94 chicos (45 mujeres y 49 varones) sanos voluntarios entre 6 y 17 años (edades del grupo [N]: 6-7 años [15]; 8-9 años [18]; 10-11 años [17]; 12-13 años [16]; 14-15 años [13]: 16-17 años [15]). Todos los chicos eran de descendencia caucásica por al menos 3 generaciones. Todos los participantes eran físicamente activos y estaban involucrados en entrenamientos regulares 3-5 veces semanales en natación, basquetbol o equipos de fútbol. Se dio a los chicos, sus padres y maestros, una descripción verbal completa de la naturaleza y propósito del estudio, y de los riesgos experimentales. Esta información fue también enviada por mail a los padres o supervisores de los niños, y se solicitaron y obtuvieron previo a la investigación, consentimientos escritos de los padres y chicos. Todos los participantes que hubieran sido sometidos a una cirugía de miembros inferiores en los últimos 6 meses o que tuviera actualmente una lesión en miembros inferiores, fueron excluidos de este estudio (n=1). Dos participantes que no realizaron todos los tests, fueron excluidos del análisis. El estudio fue aprobado por la Junta de Revisión para la Investigación de Temas Humanos de la Universidad de Cádiz, España.
Procedimientos
Los participantes fueron asignados aleatoriamente en 6 grupos de 16 personas, y cada grupo fue testeado separadamente en 4 sesiones durante 2 semanas con al menos 2 días de intervalo de descanso. La primera sesión fue con propósitos de familiarización. Los participantes aprendieron y practicaron las técnicas propias de cada prueba de salto, y los investigadores respondieron cada pregunta planteada. La segunda sesión incluyó los tests de SJ y CMJ, medidos con la alfombra de contacto infrarrojo (Ergojump Plus, Biomedic, Barcelona, España) y el test de lanzamiento de basquetball. La tercer sesión incluyó las pruebas de push-ups y fuerza isométrica. La cuarta sesión incluyó los tests de VJ y de SLJ. Se pidió a los participantes que se abstuvieran de realizar ejercicios extenuantes durante la duración del estudio. Antes de testearlos, se pidió a los participantes que realizaran una entrada en calor de 15 minutas que consistía en correr, ejercicios calisténicos y 6 saltos submáximos. Al final de cada sesión los participantes realizaron 10 minutos de ejercicios estáticos de elongación.
Todas las mediciones se condujeron acorde a los protocolos estandarizados (9, 13) e incluyeron las siguientes 7 pruebas: el SLJ, VJ, SJ, y CMJ para evaluar la fuerza muscular explosiva en miembros inferiores; la prueba de lanzamiento de basquetball para evaluar la fuerza muscular explosiva en miembros superiores, el push-ups test para evaluar la fuerza muscular y resistencia muscular en miembros superiores y el test de fuerza isométrica en miembros superiores para evaluar la máxima fuerza isométrica.
Los participantes tuvieron al menos 5 minutos de descanso entre los saltos.
Test de Salto Horizontal. El participante se paró detrás de la línea de partida, con los pies juntos, y dio un salto adelante lo más lejos posible. La distancia se midió desde la línea de despegue hasta el punto más próximo donde la parte posterior del talón aterrizó en una colchoneta o piso no resbaladizo. El test se repitió dos veces, y se registró la mejor distancia (en cm) (9).
- Salto vertical. El participante saltó verticalmente lo más alto posible usando brazos y piernas para asistirse en la proyección del cuerpo hacia arriba. La altura del salto se determinó restando la altura alcanzada en posición de parado a la altura alcanzada durante el salto. El test se repitió dos veces y de registró la mejor altura (en cm) (9).
Squat Jump (SJ). El participante se paró con un ángulo de flexión de rodillas de aproximadamente 90°, las manos en la cadera y el torso erecto, y saltó verticalmente lo más alto posible, sin contramovimiento, manteniendo extensión de rodillas en un ángulo de 180° al aterrizar (13). El test se repitió tres veces y se registró la mejor marca.
- Salto con contramovimiento. El participante se paró derecho con las rodillas en un ángulo de 180° y las manos sobre la cadera, y realizó un contramovimiento (CMJ)hasta que las rodillas alcanzaron un ángulo de aproximadamente 90°, inmediatamente saltó verticalmente lo más alto posible, manteniendo extensión de rodillas en un ángulo de 180° al aterrizar (13). El test se repitió tres veces y se registró la mejor marca.
- Lanzamiento de basquetball. El participante se paró detrás de la línea de lanzamiento con los pies ligeramente separados, sosteniendo la pelota con sus manos y mirando hacia la dirección donde la pelota iba a ser lanzada. La pelota fue llevada detrás de la cabeza y luego lanzada vigorosamente lo más lejos posible. Se permitieron dos intentos y se registró la mejor marca. Se midió la distancia desde la posición inicial hasta donde aterrizó la pelota. La medición se registró en los 10 cm más cercanos.
Push-ups (lagartijas). El sujeto se levanta del piso con los brazos hasta que los codos se extienden mientras se mantienen extendidas piernas y espalda. La espalda debe mantenerse en una línea recta desde la cabeza hasta los pies durante el test. Luego el participante baja el cuerpo usando los brazos hasta que los codos se flexionan hasta un ángulo de 90° y los brazos está paralelos al suelo. Este movimiento se repite la cantidad de veces posible, finalizando cuando el sujeto se detiene, cuando el sujeto no ejecuta el push up completo, o cuando el sujeto no mantiene la posición correcta (9).
- Fuerza isométrica. El participante se paró derecho con la cabeza, la espalda y las caderas contra una pared. Se colocó una barra a la altura de los hombros del participante, a 15 cm de distancia. La barra fue inmovilizada, y el participante asumió la posición de ejecución con un agarre por sobre la barra con separación de ancho de hombros. El participante empujó la barra lo más fuertemente posible por 20 segundos. El pico de fuerza fue evaluado con una celda de carga (Globus Ergometer, Globus, Codogne, Italy). El test se repitió dos veces y se registró el mejor puntaje (en Kg).
Índice de masa corporal. Se midió la altura y peso con los sujetos descalzos y vistiendo remera y short. La altura fue evaluada con escala de 0,1 centímetro usando un estadiómetro (Holtain Ltd, Crymmych, Pembs, United Kingdom). El peso fue medido con una escala de O,1 kg usando Seca scale (Hamburg, Germany). Los instrumentos fueron calibrados para asegurar medidas exactas. El índice de masa corporal (BMI) fue calculado como peso/talla al cuadrado (kg/m2).
Análisis estadístico
Se presentan características de la muestra del estudio con medias y DS por edad y sexo. Las comparaciones entre sexos fueron realizadas por análisis de varianza de 1 vía. Después de un análisis de correlación bivariada, realizamos una regresión múltiple para examinar la asociación entre los tests de fuerza muscular. Los análisis siempre observaron edad e índice de masa corporal como variables de confusión y también al sexo cuando el análisis fue realizado para chicas y chicos en conjunto. Todos los análisis estadísticos fueron realizados usando el Paquete para Ciencias Sociales (SPSS, v. 16.0 para Windows; SPSS Inc, Chicago, IL, USA), y el nivel de significancia fue establecido en α<0,05.
RESULTADOS
La Tabla 1 muestra datos descriptivos de las características antropométricas y fuerza muscular de la muestra del estudio. Los varones fueron más fuertes que las mujeres, excepto en el SLJ y el test de fuerza isométrica.
Tabla 1. Características de la muestra de estudio.*†
La asociación entre los diferentes tests usados para evaluar la fuerza muscular explosiva en miembros inferiores está representada en la tabla 2. Observamos una fuerte asociación entre los tests estudiados después de controlar la edad, sexo y IMC.
Tabla 2. Coeficientes de correlación (r), coeficientes de regresión múltiple no estandarizados (β), error estándar (SE) y coeficientes de determinación (R2) que examinan la asociación entre SLJ, VJ, SJ y CMJ en niños de 6 a 17 años (n = 94 ).*
Los resultados no cambiaron sustancialmente cuando los análisis se hicieron por separado en chicas y varones (tabla 2), excepto que las asociaciones se volvieron más débiles en las chicas.
La tabla 3 muestra la asociación entre los tests de fuerza muscular explosiva de miembros inferiores y los tests de fuerza muscular explosiva en miembros superiores.
Tabla 3. Coeficientes de correlación (r), coeficientes de regresión múltiple no estandarizados (β), error estándar (SE) y coeficientes de determinación (R2) que examinan la asociación del salto en largo de pie, VJ, SJ y CMJ con la fuerza muscular de la parte superior del cuerpo en niños de 6 años -17 años (n = 94).*
Observamos una asociación moderada a alta entre los test de fuerza en miembros inferiores controlando la edad, sexo y IMC. Las asociaciones se volvieron más fuertes en varones cuando el análisis se realizó separadamente por sexo, mientras que la asociación entre miembros superiores e inferiores fue un poco más débil, pero significativa, en mujeres.
Sobre todo, observamos que ambos, el SLJ y el VJ estuvieron fuertemente asociados a los tests de fuerza muscular en miembro superiores, mientras que las asociaciones del SJ y el CMJ con la fuerza muscular en miembro superiores fueron un poco más débiles.
DISCUSIÓN
El principal objetivo del presente estudio fue determinar si el SLJ es un test válido para evaluar la fuerza muscular en miembros inferiores y superiores en jóvenes. Para este propósito, examinamos la asociación entre el SLJ y otros tests de fuerza muscular, y las asociaciones entre los tests de fuerza de miembros inferiores con los de miembros superiores. Los resultados indican que los tests estudiados de fuerza muscular explosiva de miembros inferiores se asociaron fuertemente entre ellos y que hubo una asociación significativa entre los tests de fuerza explosiva en miembros inferiores y los tests de fuerza de miembros superiores. Entre todos los tests estudiados, el SLJ mostró la asociación más fuerte con los otros tests de fuerza muscular de miembros inferiores (R2 = 0,829-0,864), y con los tests de fuerza muscular de miembros superiores (R2 = 0.694-0,851).
Los coeficientes de correlación entre todos los tests de fuerza muscular explosiva de miembros inferiores variaron entre 0.81 y 0.93. Del mismo modo, los resultados del análisis de regresión múltiple indicaron que todos los tests estuvieron significativamente asociados entre ellos, después del ajuste de edad, sexo, e IMC, con una R2 en un rango de 0.829 a 0.864. Varios estudios encontraron una correlación significativa (r = 0.76-0.88) entre el SLJ y el test de VJ (16,28,35), mientras que otros no (1). Nuestros resultados coinciden con los reportados por Rosser y col. (36), mientras que Milliken y col. (30) reportaron una asociación débil entre los tests SLJ y VJ (0.70) en niños de edades entre 7 y 12 años. Ellos también mostraron que el SLJ predice la fuerza muscular de miembros inferiores (medida con 1 repetición máxima en prensa de piernas) mejor que el test de VJ.
El hallazgo que el test SJ está asociado ligeramente más fuerte al CMJ que a los otros tests de fuerza explosiva de miembros inferiores, podría ser porque el efecto del preestiramiento en el CMJ fue subestimado, y también, como una consecuencia de usar el mismo tipo de salto (sin usar los brazos) y el mismo equipamiento para para evaluar los saltos. La diferencia media entre el SJ y el CMJ fue de solo 1 cm, lo que sugiere que el efecto del preestiramiento no tomó ventaja, o que existe algún preestiramiento no detectado en el SJ. De hecho, esto puede apoyar la idea de que estos tests están basados en movimientos antinaturales y que no son fáciles de realizar en personas jóvenes.
Observamos también que el test SLJ se asoció más fuertemente con el VJ que con los otros 2 tests de fuerza explosiva de miembros inferiores. Ambos tests usan un balanceo natural de brazos con contramovimiento para mejorar la ejecución del salto. Diferentes estudios mostraron que en el test VJ, el balanceo de brazos contribuye de un 8 a un 14% en la altura del salto (19,43), y en el SLJ, contribuye un 21.2% en la distancia del salto (2).
El presente estudio también informó una asociación significativa entre las medidas de fuerza muscular de miembros inferiores y las de miembros superiores. Los tests de fuerza explosiva de miembros inferiores, especialmente el SLJ, mostraron una fuerte asociación con el test de lanzamiento de basquetball. Milliken y col. (30) informaron asociaciones significativas entre los tests de fuerza explosiva de miembros inferiores y el test de prensión manual, el de 1 repetición máxima en prensa de piernas, y press de pecho en chicos de 7 a 12 años. Se mostraron asociaciones similares entre la prueba de CMJ y la fuerza muscular explosiva de miembros superiores en adultos (22,44). En contraste, Gorostiaga y col. (18) no encontró ninguna asociación entre el test CMJ y el test de lanzamiento de handball, aun así, ellos mostraron que la velocidad de la pelota, y en consecuencia el puntaje del test (distancia), de un equipo de handball de clase mundial en un lanzamiento con carrera de 3 pasos, depende de las capacidades de rendimiento de la potencia en extremidades superiores e inferiores. Asimismo, Stockbrugger y Haennel (44) sugirieron que el bajo rendimiento durante los movimientos multidimensionales podría deberse a una cualitativa deficiencia en cómo es generada y transferida la fuerza muscular y la potencia de miembros inferiores durante los movimientos multidimensionales más complejos.
Son escasos los estudios que examinan la asociación entre las mediciones de fuerza muscular de miembros superiores e inferiores en jóvenes. En adultos, la relación entre la fuerza isométrica y la fuerza explosiva es contradictoria. Algunos estudios informan asociaciones (22,45,50) mientras que otros no (31,48,49). Son necesarios estudios adicionales para entender mejor estas asociaciones.
El test de salto vertical es más usado que el SLJ para evaluar la fuerza muscular explosiva de miembros inferiores en entornos de laboratorio. En adición, el uso de las pruebas de SJ y CMJ en el campo se ha incrementado en los últimos años. Está argumentado que los altos nivel de técnica que requiere el SLJ, y la influencia de los factores antropométricos, como la altura y el peso, podría ser de mayor importancia para el resultado que la fuerza explosiva alcanzada por el participante (1,50). Sin embargo, el SLJ es un salto natural y está presente en muchos juegos y deportes, es fácil de ejecutar, es factible, y puede ser usado en estudios epidemiológicos y en ámbitos escolares (33,38).
La prueba de salto vertical (VJ) también presenta varios problemas técnicos. El VJ es una combinación compleja de potencia explosiva de piernas, coordinación brazos-piernas y la habilidad del participante para contactar la pared en el pico del salto (26,28). Además, el entrenamiento de los músculos flexores del hombro y de cadera mejoran el rendimiento en el VJ en ausencia de cambios en la función explosiva de las piernas de despegue (50).
El uso del tiempo de vuelo para evaluar la altura del salto de las pruebas de SJ y CMJ tiene un importante requerimiento: la configuración del cuerpo en el despegue y aterrizaje debe ser idéntica, unido a que el desplazamiento del centro de gravedad debe ser vertical (5). Por esto, es necesario un proceso de aprendizaje. En efecto, Kibele (25) encontró que evaluar la altura del salto con este método implica un cierto error (2 ± 0.3 cm) que fue atribuido a los ángulos diferentes de la rodilla y tobillo durante las fases de despegue y aterrizaje (20).
Estudios de confiabilidad han mostrado coeficientes de confiabilidad altos para los test SLJ (0.83-0.99) y VJ (0.93) (42). En personas de edad universitaria, los test de SJ y CMJ mostraron una alta confiabilidad, con coeficientes de correlación interclase que van desde 0.94 a 0.99 (19,28). Ortega y col. (32) presentó una confiabilidad aceptable en los tests de SLJ, SJ y CMJ, al usar las gráficas de Bland-Altman.
El tamaño de la muestra relativamente bajo, y la falta de información sobre el estado puberal, es una limitación de nuestro estudio. En el presente estudio observamos que los chicos tienen algunas dificultades para realizar correctamente tanto la prueba de SJ como la de CMJ. Algunas dificultades son inherentes a estas pruebas como el problema de mantener las rodillas extendidas en el momento del aterrizaje, saltar sin hacer contramovimiento, o saltar sin balanceo de brazos.
En conclusión, hubo una fuerte asociación entre todas las pruebas de fuerza muscular explosiva de miembros inferiores y entre las pruebas de fuerza explosiva del tren inferior y las pruebas de fuerza muscular del tren superior. De las pruebas evaluadas en el presente estudio, el SLJ mostró la asociación más fuerte con las otras pruebas para evaluar la fuerza muscular en tren inferior y superior. Estos hallazgos junto a los de estudios previos (30), y debido a que el test SLJ es práctico, eficiente en el tiempo, de bajo costo y requerimientos de equipo, muestra que el test de SLJ podría ser considerado como un índice general de la aptitud muscular en jóvenes.
APLICACIONES PRÁCTICAS
Los resultados de este estudio indican que el test de SLJ está fuertemente asociado con otras pruebas que evalúan la fuerza muscular tanto en el tren superior como en el tren inferior. Basado en estos resultados, y en el hecho de que la prueba de SLJ es práctica, eficiente en el tiempo, y de bajo costos y requerimientos de equipamiento, creemos que este test podría ser considerado como un índice general de la aptitud muscular tanto del tren superior como inferior en jóvenes.
Agradecimientos
El estudio fue financiado por el Centro Andaluz de Medicina del Deporte; El Consejo Sueco para la Vida Laboral e Investigación Social; La Fundación Sueca Corazón-Pulmón; El Ministerio de Educación de España; Unión Europea en el marco del Programa de Salud Pública.
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