Fisiología de la contracción muscular durante el ejercicio. Parte III

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9. FACTORES DETERMINANTES DE LA FUERZA  MUSCULAR

La fuerza muscular está condicionada por los siguientes factores: la edad; el sexo; la masa muscular; el tipo de fibra muscular, disposición y reclutamiento; las palancas; las condiciones psicotemperamentales; la ingestión de esteroides (perjudicial); la elongación muscular; la coordinación de los procesos neuromusculares; el entrenamiento y la capacidad de recuperación; la fatiga; los depósitos energéticos; y otros de menor incidencia como ser el tejido adiposo; la temperatura; el entrenamiento; la composición corporal; el número de articulaciones involucradas; dirección en que se aplica la fuerza y la longitud del músculo. Si se quiere desarrollar la fuerza, no solo se deben conocer estos factores sino también como se asocian o relacionan con el entrenamiento de la fuerza muscular.

a. El sexo y la edad

- En ambos sexos, el desarrollo de la fuerza se mantiene paralelo hasta los 11 años con ligera ventaja para la mujer. La fuerza rápida se comienza aproximadamente a los 10 años de edad y la Fuerza Resistencia a los 11 años. Primero se da en la mujer por su desarrollo prematuro.

- Entre los 7 y 9 años hay apreciable aumento de la fuerza en función del desarrollo. Hasta los 9 - 10 años se aconsejan actividades de fuerza básica (Formación Física Básica: trepar, lanzar, empujar, nadar, correr, etc), con elementos ligeros y el propio peso. El objetivo será el desarrollo armónico de la musculatura y el logro de un buen nivel técnico en las ejercitaciones básicas (fuerza resistencia y fuerza rápida).  

- La fuerza aumenta rápidamente en los varones entre los 11/12 y 17/18 años y se estabiliza entre los 18/20 años, aumentando más lentamente hasta los 30 años. En las mujeres aumenta regularmente entre los 10 y los 19 años y con más lentitud hasta los 30 años.

- De no mediar entrenamiento, la fuerza tanto en el hombre como en la mujer, empieza a declinar aproximadamente a los 30 años. A los 65/70 años la fuerza de los hombres como de las mujeres ya declinó aproximadamente el 75% de la que poseyeron entre los 25/30 años (según Nocker el hombre mantiene el 67% y la mujer solo un 33%). Estas diferencias parecen estar dadas por el tamaño de la musculatura, la maduración del sistema nervioso y el papel cultural de los sexos.

- Según A. Gonzalez, entre los 17 y 25 años aproximadamente, se dan las condiciones favorables para el desarrollo de la fuerza máxima. Antes de esta edad, un entrenamiento de fuerza máxima en forma excesiva, podría atentar contra el crecimiento en largo del hueso. La fuerza máxima comienza a entrenarse sistemáticamente a partir de los 17/18 años en los varones y a partir de los 15/16 años en las niñas; es decir, cuando el crecimiento óseo en largo ha disminuido o terminado y la musculatura presenta un mayor contenido de proteínas, grasas y sales (Fritsche). Según Nocker, el hombre alcanza su máxima fuerza entre los 26 y 28 años y la mujer entre los 23 y 25 años.

- Cuando el hombre llega a su apogeo en el desarrollo de la fuerza muscular, dispone de aprox. 35 kg de musculatura, mientras que la mujer solo de 23 kg. Según diversas investigaciones, el rendimiento de fuerza por cm2 en la mujer es entre el 20 y el 25 % inferior al del hombre.

También la capacidad para el entrenamiento del músculo femenino es inferior a la del hombre.

Estas diferencias de sexo y edad entre el hombre y la mujer, son mayores en los músculos de los brazos, hombros y tronco y menores en los de las piernas.

b. La masa muscular

- Uno de los principales factores que determinan la fuerza muscular en al masa muscular, la sección transversal, el grado de hipertrofia muscular (aumento del grosor, volumen y tamaño de las fibras musculares).

- La fuerza tiene un alto coeficiente de correlación con la masa muscular (la fuerza muscular es proporcional a su diámetro fisiológico). Cuando se desea medir o comparar la fuerza muscular de personas que poseen distintas masas corporales, se utiliza el principio de "fuerza relativa"  (cantidad de peso que es capaz de desplazar la persona por kilo de peso corporal). Para los pesistas y lanzadores atléticos la fuerza absoluta es fundamental, en cambio para los gimnastas lo es la fuerza relativa. Para aumentar la masa muscular se deben realizar ejercicios durante un tiempo prolongado, lentos, de intensidad media, "hasta el rechazo", en donde se reclutan la mayor cantidad de fibras musculares y se llega hasta el agotamiento.

- La fuerza absoluta representa la fuerza producida independiente del peso del individuo. La fuerza relativa es la fuerza producida en relación al peso del sujeto.

- Aumentos en el tamaño del músculo esquelético es consecuencia del entrenamiento y una adaptación biológica a una mayor carga de trabajo. Este ajuste compensatorio  conduce  finalmente  a un  aumento de la capacidad del músculo para generar tensión. Sin embargo, debería tenerse en cuenta que un aumento en el tamaño del músculo no es necesariamente un prerequisito para mejorar la fuerza y la potencia. Esto probablemente se relaciona con los importantes factores neurológicos implicados en la expresión de la fuerza humana. De hecho, las mejoras rápidas y significativas en la fuerza observadas durante las etapas iniciales de un régimen de entrenamiento, no están acompañadas normalmente por la hipertrofia muscular que ocurre más tarde al progresar el entrenamiento. Tales resultados apoyan la posición de que las mejoras tempranas rápidas de la fuerza son el resultado de alteraciones en las vías neurales inhibitorias y facilitadoras.

- El  crecimiento  muscular  como  respuesta  al entrenamiento con sobrecarga ocurre principalmente por el crecimiento o hipertrofia de las fibras musculares individuales. El proceso de la hipertrofia está relacionado directamente con la síntesis del material celular, particularmente con la proteína que constituye los elementos contráctiles.

- El aumento en la proteína contráctil con el entrenamiento pesado, parece ocurrir sin un aumento paralelo en el volumen total de las mitocondrias dentro de la célula muscular. Por tal motivo, la relación entre el volumen mitocondrial y el volumen miofibrilar (proteína contráctil), se reduce en el músculo entrenado en fuerza. Si bien esta adaptación puede ser beneficiosa para los atletas de fuerza y potencia, puede ser perjudicial para el rendimiento aeróbico, ya que disminuye la potencia aeróbica de la fibra por unidad de masa muscular.

- La sobrecarga también puede estimular la proliferación del tejido conjuntivo y de las células satélites que rodean la fibra muscular. Esto espesa y fortalece el arnés de tejido conjuntivo del músculo.

- La sobrecarga muscular también mejora la integridad estructural y funcional tanto de los tendones como de los ligamentos. Estas adaptaciones proporcionan alguna protección contra las lesiones articulares y musculares; lo que apoya el uso del ejercicio con sobrecarga en los programas preventivos y rehabilitadores de fuerza para atletas.

c. El tipo, distribución y orientación de la fibra muscular (calidad del tejido muscular)

- Tipos de fibra muscular:

* Fibras tipo I:  Rojas - Oscuras - Aeróbicas - Contracción lenta (FCL) - Oxidativas - Tónicas

* Fibras tipo II: Blancas - Claras - Anaeróbicas - Contracción rápida (FCR) - Glucolíticas - Fásicas

- La fibra muscular "clara", "glucolítica" (blanca rápida), tendrá mayor injerencia en el desarrollo de la fuerza que la fibra muscular "oscura", "oxidativa" (roja, lenta). Las fibra claras se predominan en los velocistas, los levantadores de pesas y en los lanzadores atléticos.

- Con respecto a la distribución del tipo de fibra muscular (rápida y lenta), no existen cambios a causa del entrenamiento de fuerza. La distribución predominante del tipo de fibras está establecido muy temprano en la vida y es determinada en gran parte por factores genéticos.  La hipertrofia muscular implica generalmente cambios estructurales dentro del mecanismo contráctil de

las fibras individuales, especialmente el de las fibras de contracción rápida. Si de verdad se desarrollan fibras musculares nuevas, su contribución a la hipertrofia muscular es mínima. Los músculos cuyas fibras corren paralelas a su eje mayor no son tan potentes como aquellos en que están dispuestas en sentido oblicuo.

- Hasta el presente no se ha podido demostrar que el entrenamiento pueda cambiar la proporción de fibras musculares de un deportista, y sí que puede potenciar un determinado tipo.

d. Factores neuromusculares y reclutamiento de las fibras musculares

- Las fibras musculares se desarrollan con el entrenamiento de la fuerza. Sin embargo la fuerza también aumenta sin el incremento significativo de la masa muscular, lo que puede deberse a cambios que ocurren en el sistema nervioso. La velocidad de contracción también tiene una relación muy directa con la constitución del músculo y con la del sistema nervioso. Los aumentos de la fuerza conseguidos mediante un entrenamiento de sobrecarga se deben a una mejor capacidad de reclutamiento de las unidades motrices y a cambios en la eficiencia funcional del patrón de descarga de los nervios motores.

- En cuanto al "reclutamiento de las fibras musculares", solo 2/3 del total de las fibras musculares que componen un músculo pueden ser inervadas mediante la voluntad. En personas entrenadas existe un mayor reclutamiento de fibras como también una mayor frecuencia de estímulos desde el sistema nervioso central. La frecuencia  e intensidad de los estímulos, determinan la excitación de un número mayor de fibras musculares.

- La participación de las fibras musculares puede ser sincrónica o asincrónica. En la primera, las fibras musculares entran en funcionamiento al mismo tiempo; en la asincrónica las fibras musculares entran en actividad con pequeños intervalos entre sí. Con el entrenamiento aumenta el sincronismo hasta el 80 %.

e. Los brazos de palanca

- Los brazos de palanca cortos se verán favorecidos para el desarrollo de la fuerza muscular (ver "géneros de palanca", "brazos de resistencia y de potencia", "resistencia o carga", "ejes": Hegedüs pág 362 y M. Miller pág 43, 44 y 49). Con el codo medio flexionado (el antebrazo en ángulo recto con el brazo), la palanca en esta posición es de máximo rendimiento mecánico.

f. Factores emocionales, psico-temperamentales (motivación), fuerza de voluntad.

- Las distintas influencias en la fuerza muscular que proporcionan la masa, las palancas, el sexo, la edad, el tipo de fibra muscular, etc., pueden sufrir alteraciones ante determinadas condiciones temperamentales. El estado psíquico del deportista y la concentración de su atención son los factores decisivos para desplegar fuerza a su máximo nivel. El entusiasmo y el aliento de espectadores, el conocer las características del rival, el ser observado (especialmente por el sexo opuesto), etc., da claros indicios de la importancia de la motivación como elemento indispensable para el incremento del rendimiento ya que se produce una descarga nerviosa y liberación de adrenalina, lo cual aumenta la fuerza muscular. También una alteración mental, casos de locura, un estado hipnótico o un estado pasajero de desesperación, pueden provocar una tremenda fuerza.

- La movilización del sistema nervioso superior, redunda en el mejoramiento de la sincronización de las unidades motoras (fase de superación de la fatiga como cuando se mantiene 10 kg con un brazo extendido). El entrenamiento provoca más rápidamente la movilización y sincronización durante dicha fase.

- La mayoría de las personas operan normalmente a un nivel de inhibición neural y les impide expresar su verdadera capacidad de fuerza.

- La inhibición neuromuscular podría ser el resultado de experiencias pasadas desagradables relacionadas con el ejercicio, un ambiente familiar demasiado protector, o el miedo a lesionarse.

Sea cual sea la razón, la persona normalmente es incapaz de expresar su capacidad máxima de fuerza. Durante la excitación de la competición intensa, o bajo la influencia de drogas desinhibidoras o la sugerencia hipnótica, sin embargo, se quita la inhibición, y se llega a un rendimiento aparentemente "máximo".

- Los atletas altamente entrenados en muchos deportes crean un estado casi autohipnótico mediante la concentración intensa o la "activación psicológica" previa a una competición. Los cambios en la facilitación neural probablemente también ocurren en las primeras etapas del entrenamiento de la fuerza y pueden explicar en gran parte la mejora rápida conseguida en la fase inicial de la etapa del entrenamiento.

- El límite final de la fuerza está determinado por los factores anatómicos y fisiológicos dentro del músculo.

g. Ingestión de esteroides

- La ingestión sistemática de anabólicos esteroides (preparados sintéticos con propiedades muy similares a las hormonas masculinas -testosterona-), tiene la capacidad de fijar los productos proteicos en la musculatura lo cual colabora para la hipertrofia muscular (con el consiguiente aumento de peso corporal), y el aumento de fuerza. Si bien en un principio los anabólicos posibilitan el incremento de la energía para el entrenamiento, aumento de la fuerza muscular,

aumento del apetito e incremento de la actividad sexual (al comienzo de su ingestión), se pudieron apreciar serios daños a nivel orgánico como también en los psicotemperamental. Además de los diferentes daños orgánicos, se sufre un proceso inverso, una disminución de todas aquellas ventajas anotadas anteriormente como virtudes debido a la ingestión de los anabólicos. En este sentido podemos nombrar las siguientes consecuencias debidas a la ingestión de anabólicos:

* Virilización (masculinización) en las mujeres, con la aparición de acné, vello, transformaciones en los órganos reproductores y la voz.

* Alteraciones en la osificación del esqueleto en los niños.

* Deficiencia en la eliminación de productos de desecho (intoxicación).

* Irritación nerviosa, mal humor, insociabilidad.

* Trastornos a escala hepática.

* Trastornos artromusculares.

* Disminución en cuanto a la producción de hormonas en la hipófisis y como consecuencia de ello:

* Disminución en la formación de esperma en los hombres y atrofia de los testículos.

* Disturbios en la regulación de los ciclos menstruales en la mujer.

* Aceleración en la osificación del esqueleto en el caso de la ingestión en los niños.

* Deficiencia en cuanto al equilibrio de las sales en la célula, con retención de productos de deshecho que normalmente deben se eliminados, con la consecuente intoxicación del organismo y la formación de edemas.

* Irritación nerviosa, mal humor, insociabilidad.

- De acuerdo a numerosos estudios, se ha podido también determinar serios trastornos a nivel hepático, con disturbios en la digestión, cefaleas, vómitos, trastornos artromusculares, etc. Las masas musculares hipertrofiadas de modo artificial manejan cargas que sus articulaciones no pueden soportar.

h. El nivel de elongación muscular

- La fuerza de un músculo puede aumentar a cuenta de su elasticidad (un músculo extendido puede contraerse con más fuerza y velocidad). Para mejorar la elasticidad de los músculos, hacen falta ejercicios en los cuales tenga lugar la extensión del músculo tenso.

i. El tejido adiposo

- La fuerza de dos músculos de igual circunferencia difiere según la cantidad de tejido adiposo que contiene cada uno. La adiposidad no solo carece de poder contráctil sino que también actúa como un freno por fricción, limitando la frecuencia y amplitud del acortamiento de las fibras musculares.

j. La fatiga

- La fatiga disminuye la excitabilidad, la fuerza y la amplitud de la contracción de un músculo. La fatiga muscular hace que se eleven los humbrales de excitación de las fibras musculares, llegándose hasta la total inhibición del movimiento. La fatiga puede estar localizada en el SNC, en la unión neuromuscular y el sistema contractil.

k. La temperatura

- La contracción de un músculo es más rápida y potente cuando la temperatura de sus fibras excede ligeramente de la temperatura corporal normal. En tal condición de leve calentamiento, la viscosidad del músculo disminuye, las reacciones químicas de la contracción y la recuperación son más rápidas y la circulación aumenta. También con el aumento de la temperatura, los nervios

conducen impulsos con mayor rapidez y los tendones, tejidos conectivos y ligamentos se hacen más elásticos y permeables.

l. Los depósitos energéticos

- Si los depósitos de las sustancias energéticas (glucógeno y PC) disminuyen por inanición o por trabajo prolongado sin una adecuada nutrición, los elementos esenciales para la contracción se consumen en los procesos metabólicos y el tejido contráctil se atrofia. El estado de entrenamiento aumenta los depósitos de sustancias energéticas y también se produce una mayor capacidad de recuperación.

k. El entrenamiento

- En un músculo debilitado por la inactividad, la aplicación de un entrenamiento suele producir un incremento de fuerza del orden del 50 % en las primeras dos semanas. Esta capacidad de ganar fuerza va disminuyendo a medida que aumenta el rendimiento.

l. La capacidad de recuperación

- La capacidad de recuperación depende de la provisión de oxígeno, la proporción de CO2 eliminado,  la provisión de sustancias alimenticias energéticas y del reemplazo de minerales y otros elementos consumidos durante el trabajo. Para esto la circulación debe ser adecuada.

Resultan más eficientes para la recuperación las pausas breves. Por ejemplo, la recuperación luego de un ejercicio exhaustivo será: a los 30 seg. el 70 % y a los 42 min el 95 %.

m. Pre-tensión y nivel de elongación previa

- La pre-tensión del músculo se produce cuando hay un movimiento antagónico o excéntrico que pre-tensa el músculo antes de la contracción concéntrica. En esta pre-tensión es almacenada energía en la fibra y tejido conectivo que es inmediatamente liberada al inicio de la contracción concéntrica.

- Según la teoría de los filamentos deslizantes, debe haber una longitud óptima del músculo en la cual el mayor número de puentes cruzados pueden ser activados para generar fuerza. En otras palabras, parece ser que en muchos gestos deportivos la máxima tensión se produce cuando la musculatura en acción parte de una extensión ligeramente más allá de su longitud normal de reposo.

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