Kitabı oku: «Manual de pliometría»

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Manual de pliometría

Gilles Cometti


Título original: Manuel de pliometrie

© Charles Joseph Gilles Cometti

Traducción: Gemma Perramón

Diseño cubierta: David Carretero

© 2007, G. Cometti

Editorial Paidotribo

http://www.paidotribo.com

E-mail: paidotribo@paidotribo.com

Primera edición:

ISBN: 978-84-8019-974-2

ISBN EPUB: 978-84-9910-886-5

Fotocomposición: Editor Service, S.L.

Diagonal, 299 – 08013 Barcelona

¡Gracias maestro!

Esta obra no habría sido posibles

Alain Piron no se hubiera cruzado en mi vida.

Él nos enseñó rigor, competencia profesional

y modestia. Todos aprendemos lecciones

de nuestros “maestros”, y es para mí una muestra

del respeto que le profeso el nombrarlo así.

Una vez más, muchas gracias.

Índice

La fuerza como cualidad física básica

Dos referencias fundamentales

Historia del concepto de pliometría

El “stretch-shortening-cycle”

Las pruebas

Planificación de los ejercicios de pliometría

Pliometría y fatiga

Pliometría y fatiga, propuestas prácticas

La pliometría y la musculación con cargas

Pliometría para los brazos

El papel de los brazos en los impulsos

Entrenamiento del salto en los jóvenes

Pliometría y electroestimulación

Pliometría y entrenamiento con vibraciones


La fuerza como cualidad física básica

A) Clasificaciones

Siempre existen numerosas clasificaciones de las cualidades físicas cuyo principio básico consiste siempre en oponer categorías diferentes: en la de Letzelter se oponen las cualidades de la condición a la coordinación. También se distinguen la fuerza, la velocidad, la flexibilidad y la resistencia a la fatiga (fig. 1).


Figura 1: Clasificación de Letzelter.

Los límites de este tipo de representación se muestran en la clara separación existente entre las diferentes cualidades. Se los percibe como algo inconciliable.

Ésta es la razón por la que preferimos el esquema de Gundlach (fig. 2). Se trata de destacar las relaciones existentes entre los diferentes parámetros y ver cómo evolucionan. Distinguimos tres ejes: la velocidad, la fuerza y el tiempo. El esquema permite situar las diversas disciplinas deportivas en función de sus exigencias en relación con los tres ejes.


Figura 2: Las cualidades físicas de Gundlach.

B) Nueva propuesta

Inspirándonos en la idea de Gundlach, proprondremos una nueva representación más “funcional” de las cualidades físicas.

Para hacerlo partiremos de una afirmación actualmente banal en el ámbito de la ciencia (tanto humana como biológica): el individuo implica una estructura que se activa gracias a la movilización de la energía. Energía y estructura forman el eje central alrededor del cual se equilibran las diferentes cualidades (fig. 3).


Figura 3: Relación entre energía y estructura.

1) ¿Qué es la estructura?

Está formada por el cuerpo humano, es decir, por palancas, articulaciones y músculos (fig. 4).


Figura 4: Elementos de la estructura.

En esta estructura los músculos representan el único elemento sobre el cual el entrenamiento puede actuar directamente.

2) El músculo es por lo tanto el elemento central de la estructura

Cuando el músculo funciona produce fuerza, podemos decir entonces que la fuerza es el elemento central de nuestra acción sobre las cualidades físicas (fig. 5).


Figura 5: El músculo como elemento central de la estructura.

También diferenciaremos 3 ejes:

— el tiempo de funcionamiento del músculo,

— la amplitud a la que solicitamos el músculo,

— el nivel de análisis del fenómeno muscular.

3) Relación energía-estructura o el eje del tiempo

El eje temporal es el que determina las relaciones entre el músculo y la energía (fig. 6). En efecto, la fuente de energía depende, como ya sabemos, de la duración del esfuerzo; la figura 6 ilustra esta interrelación.


Figura 6: Relación entre energía y estructura.

4) La amplitud

La fuerza producida por el músculo depende del alargamiento de éste. Ello se debe tener en cuenta para explicar el fenómeno muscular, y por este motivo introducimos este parámetro en un eje vertical.

5) Niveles de análisis

Se trata de introducir la coordinación. Si consideramos un músculo, podemos situarnos a nivel intramuscular o a nivel intermuscular.

Ejemplos:

— El nivel más pequeño parece ser el sarcómero. Sabemos que el funcionamiento de la sarcómera depende de la coordinación de los puentes de actina-miosina.

— Igualmente, el buen funcionamiento del músculo depende de la sincronización de las unidades motrices, y por lo tanto también de su coordinación.


Figura 7: Esquema general de las cualidades físicas.

— Y finalmente, un movimiento requiere siempre la participación de diversos músculos que se deben coordinar.

Por lo tanto, la coordinación está en la base del funcionamiento muscular.

No es concebible oponer la fuerza y la coordinación, puesto que la coordinación solamente es la descripción del funcionamiento de la estructura (fig. 7).

CONCLUSIÓN

Considerado desde este punto de vista, nos damos cuenta del lugar central que ocupa la fuerza. A continuación estudiaremos cómo se expresa esta cualidad en el curso de la acción pliométrica.


Dos referencias fundamentales

Para comprender cómo se puede obtener una eficacia muscular máxima, nos basaremos en las dos curvas fundamentales del funcionamiento muscular de Lieber (2002) (figs. 8 y 9).


Figura 8: Curva fuerza-velocidad (de Lieber 2002).

1) La curva “fuerza-velocidad”

Es una de las referencias más importantes de la fisiología de la fuerza. A nivel de la fibra, si miramos la producción de fuerza en función de la velocidad, podremos constatar que la fuerza disminuye con la velocidad. Cuanto más rápido es el movimiento, más dificultades tiene la fibra para producir una fuerza importante. Lieber (2002) explica la disminución de la fuerza en función de la velocidad por el principio de la creación del número de puentes de actina-miosina. La fuerza depende esencialmente del número de puentes. Se requiere cierto tiempo para crear los puentes; cuando la velocidad es importante, el número de puentes creados es inferior. Según Lieber, esta explicación es una de las justificaciones fundamentales para la utilización de la fuerza máximal en el entrenamiento. Si solamente se trabaja a velocidad rápida, no se desarrolla la aptitud del músculo para crear muchos puentes. Lieber destaca incluso que, por la misma razón, es importante trabajar la fuerza máxima en reeducación. El trabajo rápido solo no puede ofrecernos esta posibilidad.


Figura 9: Curva fuerza-velocidad y aumento del número de puentes actinamiosina.

Aplicación al entrenamiento
Primer nivel

Si utilizamos esta curva para el entrenamiento, corremos el riesgo de perder lo esencial si afirmamos que las actividades deportivas se dividen en 3 categorías que se corresponden con las tres zonas de la curva (fig. 10): 1) disciplinas de fuerza, 2) disciplinas de potencia y 3) disciplinas de velocidad.


Figura 10: Análisis superficial de la curva de velocidad, 1) disciplinas de fuerza, 2) disciplinas de potencia y 3) disciplinas de velocidad.

Segundo nivel

De hecho, el análisis precedente es falso, puesto que la mayoría de deportes solicitan la parte “excéntrica” de la curva. La zona de las velocidades de acortamiento no es frecuentemente otra cosa que la consecuencia de la solicitación de alargamiento. Si tenemos en cuenta que la mayoría de disciplinas estan basadas en el ciclo estiramiento-acortamiento, construir una clasificación de los deportes basándose en la contracción concéntrica no tiene sentido.


Figura 11: Curva completa de fuerza-velocidad con la parte “negativa” (de Lieber 2002).

En la figura 11 se puede ver que en las velocidades negativas (es decir, cuando el músculo se elonga), la fuerza puede alcanzar el 150% de la tensión máxima isométrica. Evidentemente, es en esta zona donde se producirá la solicitación de los músculos en las acciones pliométricas.

2) La curva “fuerza-longitud” de la sarcómera:

Gordon et al. (1966) nos dieron a conocer la evolución de la fuerza producida por una sarcómera en función de su longitud. Si los filamentos se cavalcan demasiado (la sarcómera ve entonces reducida su longitud), la fuerza producida en condiciones isométricas es débil. Nos encontramos entonces en la fase “ascendente” de la curva (fig. 12).


Figura 12: Curva fuerza-longitud de la sarcómera (Lieber 2002).

Cuando los filamentos de actina y de miosina se aproximan a la posición intermedia, el número de puentes es máximo y se alcanza el punto máximo de la curva de fuerza con una meseta. Si alargamos la sarcómera, la zona de contacto entre los filamentos disminuye y la fuerza sigue, pasando entonces a la parte “descendente” de la curva. Para alcanzar una buena eficiencia muscular, es necesario que el funcionamiento muscular durante el transcurso de la acción pliométrica se sitúe en lo alto de la curva, hecho que demuestran Fukanaga et al. (2002) en la figura 13.


Figura 13: Zona en la que los ejercicios de salto se sitúan sobre la curva de fuerza-longitud de la sarcómera (Fukunaga et al. 2002).

3) Síntesis de las dos curvas

Para obtener una eficacia muscular máxima debemos encontrarnos en el punto máximo de las dos curvas: esta combinación solamente podrá comprenderse con una representación tridimensional (figs. 14 y 15, también de Lieber 2002).


Figura 14: Ilustración de la combinación de los dos principios fundamentales de la contracción muscular (modificado de Lieber 2002).


Figura 15: Zona de funcionamiento de la contracción pliométrica.

Bibliografía

Fukunaga T, Kawakami Y, Kubo K, Kanehisa H. “Muscle and tendon interaction during human movements”. Exerc Sport Sci Rev. 2002 jul; 30(3):106-10. Review.

Gordon, A. M., Huxley, A. F. y Julian, F. J. “The variation in isometric tension with sarcomere length in vertebrate muscle fibres”. Journal of Physiology 184:170-192, 1966.

Lieber R. Skeletal Muscle Structure, Function, & Plasticity: The Physiological Basis of Rehabilitation, 2ª Edición. Baltimore, MD: Lippincott Williams & Wilkins, 2002.


Historia del concepto de pliometrÍa

En 1966, Zatsiorki utiliza el trabajo de Margaria de 1960 para justificar el entrenamiento con la utilización del reflejo de estiramiento, e introduce el término “pliométrico” que extrae de sus conocimientos de griego (pliometría deriva del griego “plio”, que significa “más” (grande, largo) y “métrico”, que significa medir (evaluar, comparar) sustancialmente “aumento medible” (vamos a ser prudentes sobre el valor de estas explicaciones).

También en 1966, Verkhoshansky, entrenador y fisiólogo soviético, insistía sobre la importancia de este método. Entrenando a atletas de triple salto descubrió la gran capacidad de sus atletas para efectuar impulsos con un tiempo de contacto corto y con grandes tensiones musculares. Descubrió la importancia de la fase excéntrica del impulso (fase de amortiguación). Los músculos deben ser fuertes en excéntrico para poder aumentar la tensión en la fase de amortiguación. El entrenamiento de los saltadores debe basarse en este parámetro (Verkhoshansky 1966).

Verkhoshansky propone tres etapas en la preparación de los saltadores:

— Una etapa de desarrollo general de la fuerza y de saltos.

— Seguida de una etapa de trabajo en pliometría con aumento de la musculación con cargas a fin de preparar a los atletas para el aumento de las tensiones musculares.

— Y finalmente una tercera etapa de aumento de la capacidad de “reacción” neuromuscular de los atletas que consiste en una serie de ejercicios pliométricos más intensos (saltos hacia abajo).

En 1967, Verkhoshansky introduce los saltos hacia abajo en los programas de entrenamiento. Propone alturas de caída del salto de 0,75 a 1,15 metros.

En 1975 Fred Wilt, un famoso entrenador de atletismo americano, introduce la pliometría en los Estados Unidos.

En Europa es Carmelo Bosco quien, durante la década de 1980, actualiza y completa los tests de Asmussen y propone un sistema simple para medir los saltos: el ergojump está formado por una colchoneta de contacto que mide el tiempo de suspensión y el tiempo de apoyo. De este modo, los entrenadores disponen de una herramienta accesible para controlar mejor las cualidades de impulso de los atletas.

En Francia, Alain Piron, profesor de la UFRSTAPS (Unidad de Formación y de Investigación en Ciencias y Técnicas de las Actividades Físicas y Deportivas) de Dijon, imparte desde 1970 un tipo de enseñanza de atletismo que nos ha permitido descubrir todas las facetas de la pliometría (concepto teórico y variedad de ejercicios de salto).

Observemos que “plio” puede escribirse con “i” o con “y”; la cultura americana elige la ortografía “plyometric”, mientras que la escuela italiana propone ”pliométrico”. Nosotros hemos elegido la segunda posibilidad dada la riqueza de los estudios realizados por Carmelo Bosco, que ha dado sus cartas de nobleza a este método.

Bibliografía

Verkhoshansky, V. “Are depth jumps useful?”. Track and Field, 12(9), págs. 75-78, 1967.

Verkhoshansky, V. Perspectives in the improvement of speed-strength preparation of jumpers. Review of Soviet Physical Education and Sports. 4(2), págs. 28-29, 1966.

Verkhoshansky, V. y Tatyan, V. “Speed-strength preparation of future champions”. Soviet Sports Review. 18(4), págs. 166-170, 1983.


El ciclo de estiramiento-acortamiento

Datos fisiológicos

Ésta es la terminología utilizada en fisiología para designar el fenómeno particular que caracteriza la solicitación muscular específica de las contracciones pliométricas. De hecho, el funcionamiento pliométrico no se resume en la yuxtaposición de una acción excéntrica seguida de una acción concéntrica, sino que se basa en mecanismos que le son propios.

La intervención de “ciclo de estiramiento-acortamiento” (CEA) o “stretch-shortening-cycle” requiere 3 condiciones (Komi y Gollhofer, 1997):

— tener una buena “preactivación” de los músculos antes de la fase excéntrica,

— una fase excéntrica corta y rápida,

— una transmisión inmediata (corto plazo) entre la fase de estiramiento (excéntrica) y la de acortamiento (concéntrica).

Constatación de la eficacia del “ciclo de estiramiento-acortamiento”

En 1966 Zatsiorski ya había subrayado la eficacia especial de las condiciones pliométricas. Un atleta que realiza un test máximo isométrico en medio-squat, (con barra guiada, como por ej. en la fig. 16) podrá ejercer una fuerza superior en el transcurso de un salto hacia abajo del orden del 150 a 200% de la fuerza máxima isométrica.

El análisis de la actividad eléctrica confirma la diferencia de solicitación muscular entre la acción isométrica y el salto hacia abajo (fig. 17).

¿Por qué esta fuerza es superior?


Figura 16: Zatsiorski fue uno de los primeros en constatar que un atleta producía más fuerza en un salto hacia abajo que durante una contracción isométrica (150 a 200% de la fuerza isométrica).


Figura 17: Actividad muscular (EMG) de los dos vastos del cuádriceps durante un squat isométrico (derecha) y durante la realización de un drop jump (izquierda). La actividad muscular es claramente superior para la acción pliométrica.

Explicaciones fisiológicas

Las causas de la eficacia de esta modalidad de funcionamiento muscular descansan sobre tres elementos:

— La intervención particular de los factores nerviosos.

— La elasticidad del sistema “musculotendinoso”.

— La intervención del reflejo de estiramiento.

1) Los factores nerviosos

Diferenciamos tres tipos de factores nerviosos que van a intervenir en los esfuerzos dinámicos o explosivos (figs. 18 y 19):


Figura 18: Ilustración de los tres mecanismos nerviosos, reclutamiento de las unidades motrices, frecuencia de los impulsos y sincronización (modificado de Kamen, 2005).

— El reclutamiento (espacial) de las unidades motrices (UM).

— La frecuencia de los impulsos (o reclutamiento temporal de las UM).

— La sicronización de las unidades motrices.


Fig. 19: Factores nerviosos que intervienen para mejorar la eficacia de los movimientos rápidos.

1.1) Reclutamiento de las unidades motrices (espacial) y activación más rápida de las motoneuronas

El reclutamiento de las fibras musculares se explica normalmente en base a la ley de Henneman o “size principle”, que demuestra cómo se reclutan las fibras lentas antes que las fibras rápidas, sea cual sea el tipo de movimiento efectuado. Por lo tanto, vemos que existe un paso obligado por las fibras lentas que no nos interesa para los movimientos explosivos. La representación de Costill (1980) es interesante al respecto (fig. 20). Una carga ligera conlleva el reclutamiento de las fibras lentas (I). Una carga media conlleva el reclutamiento de las fibras lentas y las fibras intermedias (IIa). Una carga pesada conlleva el reclutamiento de las fibras lentas, de las fibras IIa y de las IIx (fibras rápidas).

Sale (2003) demuestra (fig. 21) el aumento de la fuerza gracias al reclutamiento de nuevas unidades motrices.


Figura 20: Aumento del reclutamiento de las unidades motrices según la ley de Henneman (Costill 1980).


Figura 21: El aumento del reclutamiento de las unidades motrices (Sale 2003) conlleva un aumento de la producción de fuerza.

En el caso de los esfuerzos explosivos, las unidades motrices (UM) pueden ser reclutadas en un tiempo más corto. Duchateau y Hainaut (2003) evocan una activación más rápida de las motoneuronas. El entrenamiento dinámico disminuye el tiempo para que las UM alcancen su fuerza máxima de 9%; hablamos de disminución del “tiempo en el pico de fuerza” (Milner-Brown et al.,1973): las unidades motrices serán capaces de alcanzar más rápidamente su fuerza máxima (fig. 22).


Figura 22: Representación de la distribución de las unidades motrices en función del tiempo del aumento de fuerza antes y después del entrenamiento dinámico. Podemos constatar un desplazamiento de la distribución hacia tiempos de aumento de fuerza más cortos (Milner-Brown et al., 1973).

En el entrenamiento de 12 semanas de duración del tibial anterior con movimientos balísticos y entrenamiento dinámico con cargas del 30 al 40%, Van Custem et al. (1998) constatan un ascenso en el nivel del aumento de fuerza y de la activación muscular (EMG). El aumento es el 82% de la tasa de desarrollo de la fuerza durante las contracciones balísticas. Obtienen una reducción del “tiempo en el pico de fuerza” del 15,9% y un aumento de la activación muscular (EMG) del 42,7%. Este aumento de la EMG se sitúa sobre todo en la primera mitad, con una reducción del tiempo para alcanzar la mitad de la EMG del 15,6%. Según Duchateau et Hainaut (2003), el entrenamiento dinámico aumenta de forma significativa la actividad de la ATPasa y los movimientos de calcio en comparación con lo que ocurre al efectuar ejercicios isométricos.

1.2) Aumento de la frecuencia de descarga de las motoneuronas

Dentro de los efectos del entrenamiento con movimientos rápidos, Duchateau et Hainaut (2003) distinguen tres mecanismos importantes, que son el aumento de la frecuencia máxima de descarga de las motoneuronas, el aumento de la frecuencia en el inicio del movimiento y la aparición de “dobletes extras”.

a) Frecuencia máxima de descarga

Sale (2003) constata que el entrenamiento puede hacer aumentar la frecuencia máxima de descarga de las unidades motrices, permitiendo así una producción de fuerza superior (fig. 23).

Duchateau et Hainaut (2003) obtienen un aumento de la frecuencia máxima de descarga de las unidades motrices (fig. 24) después del entrenamiento dinámico.


Figura 23: Efecto del aumento de la frecuencia de los impulsos sobre la producción de fuerza (Sale 2003). La fuerza producida es superior.


Figura 24: Esquema de la distribución de la frecuencia media de descarga registrada durante los tres primeros impulsos en el transcurso de contracciones balísticas para el conjunto de las unidades motrices, antes y después del entrenamiento dinámico. Las dos distribuciones son significativamente diferentes (de Duchateau y Hainaut 2003).

b) Aumento de la frecuencia de los impulsos al inicio de la contracción

Van Custem et al. (1998) practican un entrenamiento dinámico de 12 semanas de duración y una carga del 30 al 40% sobre el músculo tibial anterior (fig. 25).


Figura 25: Representación de la frecuencia de los impulsos antes y después del entrenamiento dinámico (Van Custem y col., 1998). a) Antes del entrenamiento b) Tras 12 semanas de entrenamiento. A) Curva de fuerza C) Registro de los impulsos. Aparece claramente un aumento significativo de la densidad de los impulsos.

Sale (2003) ilustra el efecto del aumento de la frecuencia de los impulsos sobre la producción de fuerza (fig. 26), la curva del aumento de fuerza (factor importante de la explosividad) ha mejorado. Las personas son capaces de llegar más rapidamente a su fuerza máxima.


Figura 26: Efecto del aumento de la frecuencia de los impulsos al inicio del movimiento (Sale 2003); la curva del aumento de fuerza está modificada. El resultado obtenido es muy importante para los esfuerzos explosivos. El sujeto alcanza más rápidamente su fuerza máxima.

c) Aparición de los “dobletes adicionales” al nivel de los impulsos (fig. 27)

Se ha descubierto recientemente que el aumento de la frecuencia de los impulsos durante la realización de los ejercicios dinámicos podía acompañarse de impulsos muy próximos (por 2) que se han denominado “dobletes adicionales” (Van Custem et al., 1998). Antes del entrenamiento dinámico se encuentran 5,2 % de dobletes en las UM detectadas; después del entrenamiento se encuentra un 32,7%. A veces se puede ver incluso repeticiones de los dobletes. Algunas UM no presentan dobletes al inicio de la contracción, sino más tarde. Según Duchateau et Hainaut (2003), estos dobletes contribuyen al aumento del nivel del ascenso de la fuerza.


Figura 27: Aparición de dobletes durante la realización de contracciones rápidas. Doblete en 2 UM (2,4 y 4,8), 2 de 4,2 (Van Custem et al., 1998). A) Curva de la fuerza desarrollada, B) Representación de los impulsos C) Representación de los impulsos ampliada. Este mecanismo se suma al del aumento de la frecuencia para mejorar la eficacia de los movimientos rápidos.

1.3) Mejor sincronización de las unidades motrices

Para Duchateau et Haineau (2003), la sincronización es actualmente un fenómeno indudable para explicar la eficacia de los movimientos rápidos (Enoka 1997). Los estudios de Milner-Brown et al., (1973) que demostraron que la sicronización de las unidades motrices en los músculos de la mano era mayor en los practicantes de halterofilia que en las personas sedentarias, han sido cuestionados de nuevo por la técnica de EMG de superficie utilizada. Los estudios realizados con deportistas son raros; solamente Stemmler y Nordstrom (1998) han comparado el nivel de sincronización de los músculos de los dedos en sujetos no entrenados, músicos y practicantes de la halterofilia, obteniendo una sincronización superior en los practicantes de halterofilia en relación con los músicos y los sujetos sedentarios. Compararon además la mano dominante y la mano no dominante (fig. 28). Es interesante hacer notar que los músicos, cuyas manos deben efectuar movimientos de precisión, presentan una sincronización inferior a la de las personas no entrenadas. La mano no dominante de las personas sedentarias está más sincronizada que la mano dominante, a pesar de que esta última es más utilizada y por lo tanto más precisa.


Figura 28: Nivel de sincronización de las unidades motrices para la mano dominante (D) y para la mano no dominante (ND) en tres grupos de población diferentes: músicos, halterófilos y sujetos no entrenados.

Para Stemmler (2002) la conclusión sacada es que la mejora de la sincronización de las UM influye en el aumento de la fuerza (fig. 29) y no queda excluido que pueda aumentar también la fuerza máxima, aunque estos datos están por demostrar.

Conclusiones sobre los factores nerviosos

Estos 3 mecanismos (activación más rápida, aumento de la frecuencia y sincronización) permiten aumentar la velocidad de contracción voluntaria después del entrenamiento con esfuerzos dinámicos. No son específicos de la pliometría, sino que son comunes a todos los movimientos rápidos. Consideraremos ahora los mecanismos específicos del CEA (SSC = stretch-shortening-cycle).


Figura 29: Efecto de la sincronización de las UM sobre el aumento de fuerza. 1) Mejora el aumento de fuerza; 2) no se excluye que actúe también sobre la fuerza máxima.

2) Elasticidad del tendón y del músculo

El SSC provoca un aumento de la fuerza muscular, y por lo tanto hemos buscado los mecanismos que puedan explicar este aumento de fuerza. Estas explicaciones deben buscarse en el sistema tendón-músculo. La causa de este aumento se ha localizado historicamente en el tendón: el tendón jugaba en este caso el papel de una goma elástica que almacenaba y restituía la energía. Posteriormente nos interesábamos en el músculo, descubriéndole propiedades elásticas. Actualmente se considera que ambos elementos desempeñan su función.

2.1) El músculo

¿Cuáles son los mecanismos que explican un funcionamiento particular a nivel muscular?

Evocamos dos denómenos:

— los puentes de actina-miosina

— la titina

2.1.1) Los puentes de actina-miosina

Se consideran 2 explicaciones: el número de puentes y su calidad.

El número de puentes

La primera manera de aumentar la fuerza a nivel de la sarcómera reside en el aumento del número de puentes. Linari et al. (2000) constatan un aumento del número de puentes cuando se lleva a cabo una acción excéntrica. Durante la elongación (acción excéntrica), el nombre de puentes es 1,8 veces superior al de la contracción isométrica. Friden y Lieber (2001) consideran esta observación como una posible explicación de la fuerza superior producida en excéntrico.


Figura 30: Representación de los puentes de actina-miosina según la teoría de Huxley y Simmons de 1971. Entre A y B, la cabeza bascula para engancharse a un anclaje más fuerte. La parte elástica (muelle) está en condiciones de almacenar energía en circunstancias determinadas (de la publicación de Huxley 2000).

La cualidad de los puentes

Otra posible explicación consiste en decir que en excéntrico cada puente funcionará de forma más eficaz. Con la proposición de Huxley y Simmons (1971) de modelización de los puentes de actina-miosia (fig. 30) con una imagen de muelle y de cabeza con diversos puntos de anclaje, se ha pensado en la existencia de una elasticidad de los puentes. El muelle se tensa y restituye la energía.


Figura 31: Representación de Herzog para explicar el funcionamiento de los puentes durante el estiramiento (según Herzog,1998). En el trasncurso de una contracción isométrica, el muelle está relajado, cuando alargamos el músculo, el muelle se tensa.

Posteriormente, las teorías sobre la contracción muscular han evolucionado y, aunque no estén del todo estabilizadas, nos podemos referir a Herzog (1998) para formular una explicación posible (fig. 31).


Figura 32: Modelo para explicar el funcionamiento de los puentes durante una acción excéntrica (a) y durante una contracción isométrica (b) (según Herzog, 1998).

El muelle que representa la cola de la miosina ya no es el responsable del almacenamiento de energía, pero cuando se produce una elongación excéntrica (fig. 32a), el muelle se tensa, la cabeza podrá bascular y encontrar de nuevo un punto más sólido para actuar de forma más eficaz. De hecho, en la contracción isométrica la báscula (que por otra parte es más una acción de brazo de palanca) tensará el muelle (y perderá la tensión) y hará deslizar la actina (fig. 32b).

En excéntrico el muelle está tendido (fig. a) y la cabeza de miosina actuará directamente sobre la actina en la fase concéntrica que sigue.

Atención: las explicaciones sobre el modelo de los puentes de actina-miosina (“cross-bridge theory” = teoría de los puentes cruzados) evolucionan muy rápidamente y no se excluye la posibilidad de que en el momento de publicación de esta obra hayan llegado un poco más lejos, puesto que ya ha nacido un nuevo concepto denominado “Ratchet model” (Herzog 2003) que va a revolucionar completamente las explicaciones precedentes. Esperaremos a que este concepto esté más precisado para desarrollarlo.

2.1.2) La titina, elemento elástico de la sarcómera (fig. 33)

La explicación considerada más probable es la presencia de la titina. Se trata de una proteína muscular situada en el sarcómero. Está destinada a hacer que la sarcómera regrese a su posición de referencia después de su elongación. También sirve, por otro lado, para mantener la buena alineación de la miosina en relación con la actina. Numerosos autores le atribuyen actualmente el papel de reducción de fuerza en excéntrico y de contribución al CEA (Herzog, Komi, Schmidtbleicher, Reich, Lastayos). Wydra (1997), Wiemann y Klee (2000) demuestran además que este elemento elástico es especialmente solicitado durante los estiramientos.


Figura 33. Elementos elásticos de la sarcómera: se han representado los filamentos de titina entre la actina y la miosina. a) Posición “normal” de la sarcómera, los elementos de titina están relajados. b) Con una longitud más importante de la sarcómera (estiramiento), la titina está alargada (de Horowitz, R. Podolsky, R., 1987).

Estos datos se pueden completar con las figuras 34 y 35, que muestran las diferentes estructuras que participan en la contracción y el estiramiento musculares.


Figura 34: Representación de los elementos que constituyen el medio sarcómero. Observamos la titina de la estría Z a la miosina.

También se mencionan la desmina y la nebulina por acompañar a la titina en su función durante la elongación (Komi, 2003, Friden y Lieber 2001).


Figura 35: La sarcómera con tres proteínas fundamentales: miosina, actina y titina.

2.2) El tendón

Los estudios de Fukunaga y de Kawakami o la predominancia del tendón

Cuando aparecieron las teorías que introducían la elasticidad en el interior de la sarcómera, hubo una tendencia a negligir la acción del tendón. El CEA se debía principalmente a la elongación del músculo. Los trabajos del laboratorio de Fukunaga y de Kawakami realizados en los años 1990 a partir de la técnica de análisis en directo del músculo mediante ultrasonidos devolvieron al tendón en su puesto de protagonista. Efectivamente, cuando Bosco conoció estos resultados, afirmó que había cometido un error en sus escritos pensando que el músculo se alargaba en los ejercicios de pliometría. Fukunaga demostraba en el tríceps que el músculo no variaba su longitud, sino que era el tendón el que cargaba con toda la elongación. Los estudios de Kawakami

(siempre sobre el tríceps sural) muestran que en el transcurso de un drop jump el músculo (tríceps) trabaja en isométrico (fig. 36).

Según Fukunaga et al. (1996), durante la fase excéntrica de un drop jump el 66% del trabajo es realizado por el tendón y el 34% restante es el resultado de la contracción muscular. Durante la fase de reenvio, el 76% del trabajo es el resultado de la restitución de energía por parte de los tendones. Así pues, en el transcurso de un drop jump, la mayor parte de la potencia explosiva es el resultado del almacenamiento de fuerza que tiene lugar en las estructuras tendinosas con una contracción cuasi isométrica de las fibras.


Figura 36: Funcionamiento del sistema tendón-músculo para el tríceps en el curso de una acción pliométrica (drop jump). La elongación corre a cargo únicamente del tendón (muelle).

Por lo tanto se tiende a creer en la función exclusiva del tendón en el CEA.

Los trabajos de Komi o la diferencia entre los grupos musculares

Utilizando las mismas técnicas en el cuádriceps, Komi (2003) ha constatado que existe una elongación de las fibras (fig. 37) al efectuar drop jumps de intensidad variable (Ishikawa et al., 2004), y concluye que el comportamiento del sistema musculotendinoso varía en función de los músculos solicitados. Existe una diferencia de funcionamiento entre el cuádriceps y el tríceps durante los ejercicios de relajación. Así pues, no podemos dar una regla general de funcionamiento para todos los músculos, debemos tener en cuenta las particularidades de las articulaciones (fig. 38).


Figura 37: Comportamiento de las fibras del vasto externo al realizar un drop jump de intensidad débil y alta. Las fibras se elongan más cuando la solicitación es débil. Durante el estiramiento intenso éstas mantienen una rigidez más importante y se elongan menos (según Ishikawa y col. 2004).

La comparación de las modalidades de saltos también es muy reveladora. Komi (2003) observa que las solicitaciones del tendón rotuliano y del tendón de Aquiles son diferentes en el CMJ y en el drop jump (o los saltos sucesivos) (figs. 39 y 40). En el CMJ las tensiones observadas a nivel de la rodilla son superiores a las del tendón de Aquiles (fig. 39).


Figura 38: La respuesta del sistema tendón-músculo es diferente entre el cuádriceps y el tríceps durante el drop jump. Para el cuádriceps, las fibras y el tendón se elongan, mientras que el tríceps utiliza principalmente la elongación del tendón con un músculo que funciona casi en isométrico.


Figura 39: Solicitación de las articulaciones durante el CMJ, las tensiones en la rodilla son superiores a las del tobillo.


Figura 40: En el drop jump o en los saltos sucesivos, el tendón de Aquiles está más solicitado que el tendón rotuliano.

Conclusión: el CMJ solicita y evalúa principalmente la potencia de la rodilla (cuádriceps) y los saltos sucesivos (test de reactividad) y el drop jump, la potencia de la pantorrilla (fig. 41).


Figura 41: Los datos biomecánicos confirman que el CMJ es un salto que evalúa la potencia de la rodilla, y el test de reactividad, la potencia del tobillo.

Conclusión acerca de la solicitación del sistema tendónmúsculo

Los datos actuales muestran que el comportamiento de los músculos no es idéntico. El cuádriceps no reacciona al estiramiento como el tríceps. Así pues, debemos razonar de forma diferente para cada grupo muscular: el cuádriceps se alarga con su tendón, el tríceps trabaja en isométrico y el tendón se alarga solo.

3) El reflejo de estiramiento
Posibilidad de intervención del reflejo de estiramiento

Para conocer el papel que desempeña el reflejo de estiramiento debemos verificar antes que el desarrollo temporal del reflejo es compatible con la duración del impulso. La duración del arco reflejo es 40 ms, y por lo tanto el tiempo entre el estiramiento inicial y el aumento de la fuerza es 50-55 ms (40-45 para el arco y 12-14 para el retraso electromecánico, Komi 2003). Pero la duración del apoyo de carrera va desde los 250 ms para un maratón hasta los 90-100 ms para un esprín. La potenciación del reflejo llegará pues al final de la fase excéntrica (amortiguación al inicio de la fase de reenvío para las carreras rápidas). Estos cálculos muestran que el reflejo puede intervenir perfectamente durante el apoyo, la mayoría del tiempo durante la fase excéntrica.

Schmidtbleicher también ha demostrado la influencia de este reflejo en la eficacia de la contracción muscular. En la figura 42 se representan las estrategias de 2 atletas durante la realización de un salto hacia abajo de 1,10 m.


Figura 42: Participación del reflejo miotático (RM) de Schmidtbleicher (1985).

La línea vertical (punteada) representa el momento del contacto con el suelo. La abscisa representa el desarrollo temporal. El trazado representa la actividad eléctrica del tríceps. Observamos claramente las diferencias entre los dos deportistas. (CMV representa la actividad eléctrica durante una contracción máxima voluntaria). Podemos hacer las observaciones siguientes:

— El principiante desarrolla una fuerza superior a la CMV mientras todavía está en el aire.

— El reflejo de estiramiento aparece (primer pico de la curva) cuando la actividad eléctrica baja: por lo tanto no se sumará a la acción voluntaria del sujeto.

— El deportista entrenado prepara su músculo antes de entrar en contacto con el suelo (60% de la CMV aproximadamente) para actuar al máximo durante el contacto; el reflejo miotático se añade entonces a esta actividad.

El papel del reflejo de estiramiento durante los impulsos de tipo atlético está por lo tanto demostrado.

Schmidtbleicher (1986) diferencia dos tipos de impulsos (fig. 43) utilizando el CEA:

— un tipo de CEA lento caracterizado por un gran desplazamiento de las articulaciones (cadera, rodilla y tobillo) y una duración de activación de 300 a 500 ms.

— un tipo de CEA rápido con pequeños desplazamientos angulares y un tiempo de contacto de 100 a 200 ms.


Figura 43: Tenemos dos tipos de solicitaciones del ciclo estiramiento-acortamiento (CEA): una modalidad lenta como en el CMJ y en ciertas acciones presentes en el deporte (bloqueos, tiros,…) y una modalidad rápida ilustrada por los saltos “en reactividad” que se manifiesta con la carrera, los saltos sucesivos, etc.

En deporte existen muchos saltos del tipo CEA lentos, el test del salto vertical y de Abalakov y los impulsos del bloqueo en voleibol, o los saltos de baloncesto. Estos saltos tienen las características del CMJ. Encontramos saltos con CEA rápido en carreras, en saltos de longitud y en saltos de atura, así como en los ejercicios de salto de tipo rebote presentes en numerosos deportes colectivos. En los saltos con CEA lentos la activación EMG en la fase excéntrica no supera la de la fase concéntrica.


Figura 44: Actividad muscular de los gemelos durante el impulso de un salto de una serie de saltos sucesivos. La curva inferior de las presiones verticales delimita la fase de apoyo. Observamos la fase de preactivación antes del apoyo. Después la fase de impulso muestra la aparición del reflejo miotático (R).

En cambio, en los saltos de CEA rápido el EMG presenta un perfil completamente distinto con una “preactivación” de 100 a 150 ms (fig. 44), un valor de activación en fase excéntrica superior a los valores obtenidos durante las contracciones máximas voluntarias y una actividad eléctrica relativamente débil durante la fase concéntrica. La fase de preactivación desempeña un papel fundamental en todos los saltos de CEA rápido (fig. 45). Ésta depende de la intensidad del esfuerzo y está regulada de forma central por el control visual, aumenta la rigidez muscular antes de la toma de contacto con el suelo. Otra función de la preactivación es aumentar la sensibilidad de los haces neuromusculares.

Aproximadamente unos 20-30 ms (para los brazos) y unos 30-45 ms (para las piernas) después del inicio del contacto con el suelo, se puede ver un pico en el EMG que corresponde a la intervención del reflejo de estiramiento. Está destinado a mantener la rigidez muscular después de la primera fase de activación de los puentes de actina-miosina.


Figura 45: Características biomecánicas de los dos tipos de solicitación del CEA.

Conclusión de los datos fisiológicos del CEA

La figura 46 resume los 3 grupos de factores que explican el funcionamiento del CEA:


Figura 46: Mecanismos que intervienen en el ciclo de estiramiento-acortamiento.

— factores nerviosos caraterísticos de las acciones rápidas,

— la elasticidad del músculo y del tendón,

— el reflejo de estiramiento.

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