Mejoras inmediatas de la fuerza isométrica máxima tras estimulación eléctrica neuromuscular unilateral del cuádriceps femoral
Immediate improvements of maximum isometric force after unilateral neuromuscular electrical stimulation of femoral quadriceps
JE Gallach Lazcorreta a, F Querol Fuentes b, LM González Moreno a
a Facultad de Ciencias de la Actividad Física y el Deporte. Universidad de Valencia.
b Escuela Universitaria de Fisioterapia. Universidad de Valencia.
a Facultad de Ciencias de la Actividad Física y el Deporte. Universidad de Valencia.
b Escuela Universitaria de Fisioterapia. Universidad de Valencia.
Palabras Clave
estimulación eléctrica neuromuscular, fuerza, cuádriceps, entrenamiento cruzado, arco reflejo.Keywords
neuromuscular electrical stimulation, force, quadriceps, cross training, reflex arch.Resumen
Introducción. El entrenamiento cruzado explica la mejora producida en un miembro del cuerpo que permanece inactivo como consecuencia del entrenamiento de un miembro remoto. Este fenómeno, probado en múltiples ocasiones, no tiene hasta el momento una explicación satisfactoria. Al parecer el reflejo de extensión cruzado pudiera ser el responsable de las mejoras, siendo el objetivo del presente estudio cuantificar el posible efecto de este reflejo sobre la fuerza muscular, tras estimulación eléctrica neuromuscular (EENM). Material y métodos. Veinte hombres adultos fueron asignados de forma aleatoria al grupo experimental (E, n = 10) o al grupo control (C, n = 10). En el grupo E se midió la fuerza isométrica máxima (FIM) de la extremidad izquierda antes y después de realizar un programa de 1 minuto de EENM en la extremidad derecha. En el grupo C se midió la fuerza en dos ocasiones sin mediar ningún tipo de intervención. Resultados. El análisis de diferencias de medias realizado muestra un incremento de un 7,54 % (p < 0,05) de la fuerza del cuádriceps izquierdo en el grupo E. En el grupo C ninguna diferencia significativa fue hallada. Asimismo se observó que la intensidad soportada por los sujetos durante la EENM correlacionaba positivamente con la fuerza que ejercían tanto en el pretest (r = 0,81, p < 0,005) como en el postest (r = 0,73, p < 0,05). Discusión. Las ganancias producidas como consecuencia de la EENM remota mejoraron la fuerza del miembro no estimulado, planteando la utilización de los mecanismos reflejos del sistema nervioso periférico como coadyuvantes en la rehabilitación de lesiones unilaterales.Abstract
Introduction. Cross training explains the improvement produced in a body limb that remains inactive as a result of training of a remote limb. This phenomenon, verified many times, has not had a satisfactory explanation up to now. Seemingly, the crossed extension reflect could be responsible for the improvements, the objective of this study being to quantify the possible effect of this reflect on muscular force, after neuromuscular electrical stimulation (NMEE). Material and methods. Twenty adult men were randomly assigned to the experimental group (E, n = 10) or to the control group (C, n = 10). Maximum isometric force (MIF) of the left limb was measured in the E group before and after conducting a 1 minute program of NMEE in the right limb. Force was measured twice in the C group without mediating any type of intervention. Results. The analysis of differences of means made shows an increase of 7.54 % (p < 0.05) of the force of left quadriceps in group E. No significant difference was found in group C. Furthermore, it was observed that the intensity supported by the subjects during the NMEE positively correlated with the force the subjects exerted both in the pretest (r = 0.81, p < 0.005) and post-test (r = 0.73, p < 0.05). Discussion. The gains produced as a consequence of the remote NMEE improved the force of the unstimulated limb, proposing the use of the reflex mechanisms of the peripheral nervous system as coadjuvants in the rehabilitation of unilateral lesions.Artículo
INTRODUCCIONEl entrenamiento cruzado ha sido utilizado en la práctica por numerosos rehabilitadores en su quehacer cotidiano, y ha sido motivo de diversas investigaciones en los últimos años 1,2. El concepto"cross-education" fue inicialmente descrito por Scripture et al 3 (1894) en seres humanos, y explica el efecto crónico de entrenamiento exhibido por un miembro inactivo del cuerpo, en respuesta a un régimen de entrenamiento realizado por el miembro contralateral.
La literatura científica a lo largo de los últimos años ha ido apuntando distintas explicaciones al fenómeno del entrenamiento cruzado, entre ellas son mayoría las de los autores que señalan al sistema nervioso como el principal responsable de las mejoras producidas como consecuencia del entrenamiento unilateral sobre el miembro inactivo 4.
Según Hortobágyi et al 5 el entrenamiento cruzado es consecuencia de la actividad del arco reflejo en el sistema nervioso periférico, pudiendo ser el responsable el reflejo de extensión cruzado, sobre todo en situaciones de electroestimulación o de alargamiento muscular trabajos excéntricos.
Estas hipótesis toman fuerza si tenemos en cuenta las investigaciones llevadas a cabo por Mills y Quintana 6, quienes encontraron mejoras de los miembros afectados en pacientes con accidente cerebrovascular tras un entrenamiento sobre el miembro contrario, que consistió en la activación de los receptores cutáneos del miembro no afectado. Todo ello indica la importante influencia de los mecanismos periféricos y reflejos en los resultados hallados.
Esta línea de trabajo ha sido desarrollada también por otros autores, los cuales comprobaron en sujetos sanos que los mecanismos sensoriales, al ser estimulados de forma cutánea, producían un incremento de la excitabilidad de las motoneuronas de su músculo homólogo contralateral 7,8. A estas afirmaciones se suman aquéllas en las cuales el entrenamiento produce cierto grado de dolor, ya sea por la dureza intrínseca del ejercicio o, en el caso de la estimulación eléctrica neuromuscular (EENM) por la intensidad del estímulo eléctrico producido, el cual causa alteraciones en los receptores del dolor, aumentando los inputs aferentes, con la consiguiente activación de los reflejos espinales 9.
Por tanto, a tenor de lo anterior, parece ser que el entrenamiento de fuerza de forma ipsilateral puede producir una difusión de los impulsos motores desde el miembro entrenado hacia el miembro contralateral no entrenado 10.
Se puede observar tras la revisión de la literatura existente el hecho de que son pocas las investigaciones que se han realizado con fines clínicos de rehabilitación, y ninguna acerca de la rehabilitación deportiva. A pesar de esto, el fenómeno del entrenamiento cruzado está más que demostrado, y su posible aplicación en nuestro campo de trabajo como rehabilitadores debe ser contemplado en forma de entrenamientos alternativos ante la incapacidad temporal de un miembro, ya sea debida a una lesión o por otros motivos. Es importante resaltar la importancia que podría derivarse del hecho de investigar en mayor profundidad las aplicaciones prácticas del entrenamiento cruzado. La principal propuesta de este estudio es averiguar la importancia del reflejo de extensión cruzado sobre la producción de fuerza isométrica del miembro no estimulado, pudiéndose de esta manera pautar tratamientos de fuerza a través de electroestimulación que podrían ser aplicados en diferentes patologías de tipo unilateral.
PACIENTES Y MÉTODOS
Para la presente investigación se ha realizado un estudio aleatorio casos-control sobre una muestra de 20 sujetos sanos, con edades comprendidas entre los 18 y 55 años. Todos firmaron por escrito de forma voluntaria su consentimiento para tomar parte en el presente estudio. Las principales características físicas expresadas en media ± ES (error estándar de la media) fueron: edad 31,00 ± 4,34 años; peso, 67,25 ± 4,27 kg; altura 169,90 ± 1,85 cm. Asimismo se empleó un grupo de control con las siguientes características: 23,00 ± 1,16 años; peso, 70,18 ± 3,43 kg; altura 171,20 ± 1,23 cm. Se excluyeron todos aquellos sujetos que tuvieran experiencias previas en EENM, o antecedentes de entrenamiento de musculación.
Procedimientos
Tras la familiarización con el protocolo de fuerza isométrica máxima (FIM), los sujetos realizaron un calentamiento estándar, para posteriormente pasar a realizar las siguientes mediciones y protocolos por el orden que sigue:
1. Se tomaron las medidas de FIM, de la pierna izquierda de los sujetos (pretest).
2. Se aplicó 1 minuto de trabajo de EENM.
3. Se tomó de nuevo la FIM de la pierna izquierda (postest).
4. Los sujetos indicaron la percepción subjetiva de la intensidad del dolor que les había producido la EENM.
Los sujetos del grupo control realizaron el mismo protocolo pero sin el tratamiento de EENM.
Medida de la fuerza isométrica máxima
Una célula de carga y software de análisis fue utilizada para registrar la FIM, la cual fue medida en la pierna no estimulada (izquierda). La célula de carga fue colocada perpendicularmente a la pierna, anclando ésta a la pared por uno de sus extremos y en el extremo contrario se fijó el tobillo de los sujetos.
La FIM fue medida en la pierna no estimulada (pierna izquierda). La pierna estimulada fue la pierna derecha.
Tras un calentamiento estándar que consistió en 6 repeticiones de fuerza isométrica con intensidad progresiva, los sujetos realizaron primero tres intentos de FIM sin EENM (pretest), a continuación los sujetos se sometieron al programa de EENM. Inmediatamente después de la EENM los sujetos realizaron otros tres nuevos intentos de FIM (postest).
Cada uno de los intentos tuvo una duración de 3 segundos, para conseguir la medida de la FIM voluntaria de la extensión de la pierna, con 2 minutos de descanso entre cada una de las medidas. Los sujetos permanecieron sentados con los brazos relajados y la cintura y el tronco fijados al respaldo por unas tiras de velcro. Se midió la fuerza isométrica colocando la pierna en una posición de flexión de 1,57 rad tomando la posición anatómica como 0 rad.
El mejor de los tres intentos, tanto en la serie de intentos sin EENM como con EENM, fue tomado como el pico de fuerza máximo utilizado en los posteriores análisis estadísticos. El máximo pico es definido como el valor más alto de fuerza (N) recogido durante la extensión isométrica de la pierna.
La señal de fuerza fue grabada en un ordenador con una frecuencia de muestreo de 1.000 Hz y tratada digitalmente para su posterior análisis con un software especializado.
Protocolo de estimulación eléctrica neuromuscular
La EENM se realizó en la pierna derecha, inmediatamente después de los tres primeros intentos (pretest). Se empleó un aparato de electroestimulación cuyas principales características eran: anchura de impulso 20-350 mseg, frecuencia 1-200 Hz e intensidad máxima 90 mA.
Se empleó EENM con una duración de 1 minuto, con contracciones en forma rectangular bifásica, doble bipolar con intensidad creciente hasta el máximo alcanzado en función de la tolerancia de los sujetos. Con un ancho de impulso de 100 μ seg y una frecuencia de 150 Hz.
Sobre el cuádriceps femoral se emplearon dos electrodos adhesivos: uno de 10 x 5 cm que se situó 10 cm por debajo de cada espina ilíaca anterosuperior 11; y otro que se situó entre medias de la parte más prominente del vasto interno y del vasto externo cuando éstos se encontraban en tensión, coincidiendo aproximadamente esta última colocación con los puntos motores de ambos músculos. La EENM se realizó de modo isométrico manteniendo la rodilla en un ángulo de 1,57 rad en cada sesión, tomando la posición anatómica como 0 rad.
Registros de dolor percibido
La valoración de la intensidad dolorosa fue registrada inmediatamente después de acabar los intentos de FMI, a través de la escala visual analógica (EVA) utilizando una regla de 0 a 10.
Análisis de datos
Se utilizó la hoja de cálculo Microsoft® Excel 2000, para el registro de los datos y su tratamiento gráfico, y el programa SPSS-11.5 para Windows, para el tratamiento estadístico.
Se ha realizado un análisis descriptivo de las variables, hallando la media, el error estándar de la media y número de casos.
Para hallar las diferencias pretest/postest se utilizó una prueba t de Student para muestras relacionadas. El análisis de las relaciones entre variables se llevó a cabo mediante un coeficiente de correlación de Pearson. Para ambas pruebas se han aceptado como significativas aquellas diferencias cuya probabilidad de ser debidas al azar fue inferior al 5 % (p < 0,05).
RESULTADOS
Los principales datos de FIM que se dieron en el pretest y en el postest quedan expresados en la tabla 1. El pico de FIM para el grupo E medido antes de aplicar EENM fue de 327,61 ± 86,14 N, hallándose en los intentos inmediatamente posteriores a la EENM un promedio en el pico máximo de 352,31 ± 85,75 N. La media de dolor que presentaron los sujetos del grupo E medido en una escala visual de 0 a 10 fue 2,30 ± 0,52 puntos.
En el grupo C no se encontraron diferencias significativas entre las dos medidas de FIM.
En cuanto a las relaciones entre variables se encontró una correlación positiva (r = 0,81, p < 0,005) entre la intensidad soportada por los sujetos durante la EENM y el pico de FIM medido antes de la EENM (fig. 1). Asimismo también se encontró correlación positiva (r = 0,73, p < 0,05) entre la intensidad soportada y el pico de FIM medido después de la electroestimulación.
Fig. 1.--Relación entre la intensidad soportada durante la estimulación eléctrica neuromuscular y el pico de fuerza isométrica máxima del pretest para el grupo E.
Ninguna otra correlación significativa fue hallada entre las distintas variables analizadas en el presente estudio.
DISCUSION
La utilidad de la EENM como método para la mejora de la fuerza está ampliamente documentada 12. Algunos autores incluso afirman que es más efectiva para fortalecer la musculatura que las contracciones voluntarias 13,14, aunque existe todavía hoy en día una gran controversia sobre su efectividad 15.
En el presente trabajo hemos hallado incrementos inmediatos de la fuerza de un 7,54 % con electroestimulación remota del cuádriceps femoral, dato muy similar al 7 % hallado por Hortobágyi et al 1 tras una sesión de entrenamiento ipsilateral.
El posible mecanismo que produce estas mejoras, en el miembro no estimulado, podría ser localizado a nivel periférico del sistema nervioso, coincidiendo con otros autores 9, 16 opinamos que el reflejo de extensión cruzado podría ser activado como consecuencia de estímulos molestos a nivel cutáneo. Al tratarse de un reflejo polisináptico que produce extensión del cuádriceps femoral de la pierna contralateral, puede haber coadyuvado a la mejora en el test posterior de FIM.
La intervención y cuantificación del reflejo de extensión cruzado sobre la FIM no habían sido relatadas en la bibliografía consultada, nuestros datos sugieren que el aprovechamiento inmediato del reflejo producido tras un minuto de electroestimulación intensa puede ser el responsable de las mejoras significativas en la fuerza.
Bajo nuestro punto de vista este reflejo que permanece activo durante los instantes posteriores a la estimulación, como consecuencia de los circuitos reverberantes, podría ser aprovechado en terapias rehabilitadoras, ya que no necesita mucho tiempo de exposición al estímulo y supone una ayuda extra en miembros debilitados tras períodos de inactividad.
El hecho de que en el presente trabajo no hayamos encontrado correlación positiva entre el dolor percibido (2,3 ± 0,5 puntos sobre una escala de 10) por los sujetos y la mejora de la fuerza puede ser debido al pequeño tamaño de la muestra, y sugerimos que sea cuantificado con mayor número de sujetos en futuras investigaciones.
Las variables que sí mostraron relación positiva fueron el pico de FIM y la intensidad soportada durante la electroestimulación. Estos datos corroboran experiencias previas recogidas por otros autores 17 en las que el uso de alta intensidad se correlaciona positivamente con la altura a la que saltan los sujetos. Este hecho probablemente sea debido a que los sujetos con más fuerza previa también son los que soportan intensidades más altas de electroestimulación, muy posiblemente porque poseen una musculatura más desarrollada.
No obstante, parece interesante profundizar en esta relación, que podría señalar a las intensidades soportadas por los sujetos como un predictor de la fuerza de éstos, idea ya expresada por algunos autores 18.
En conclusión, parece, a tenor de los datos, que la electroestimulación unilateral del cuádriceps femoral, con intensidades cercanas al límite de tolerancia de los sujetos, produce mejoras inmediatas de la fuerza en el cuádriceps no estimulado.
Las potenciales aplicaciones de este estudio indican una tendencia de trabajo en la rehabilitación de lesiones unilaterales, utilizando terapias con electroestimulación sobre el miembro sano, entrenamiento que podría ser aplicado incluso antes de la finalización de los períodos de reposo del miembro lesionado.
Los autores declaran que no existe conflicto de intereses
Bibliografía
1.Hortobágyi T, Scott K, Lambert J, Hamilton G, Tracy J. Cross-education is greater with stimulated than voluntary contractions. Motor Control. 1999;3:205-19.Medline
2.Shima N, Ishida K, Katayama K, Morotome Y, Sato Y, Miyamura M. Cross education of muscular strength during unilateral resistance training and detraining. Eur J Appl Physiol. 2002;86:287-94.
Medline
3.Scripture EW, Smith TL, Brown EM. On education of muscular control and power. Studies Yale Psychol Lab. 1894;2:114-9.
4.Gallach JE, González LM. El entrenamiento cruzado. Una posibilidad del mantenimiento de la forma ante lesiones unilaterales. Apunts Medicina de l'Esport. 2003;142: 9-19.
5.Hortobágyi T, Hill JP, Lambert N. Greater cross education following training with muscle lengthening than shortening. Med Sci Sports Exerc. 1997;29:107-12.
Medline
6.Mills VM, Quintana L. Electromiography results of exercise overflow in hemiplegics patients. Phys Ther. 1985;65: 1041-5.
Medline
7.Tyler AE, Hutton RS. Was Sherrington right about co-contractions? Brain Res. 1986;370:171-5.
8.Owings TM, Grabiner MD. Disparate ipsi and contralateral effects of concentrically vs. eccentrically induced fatigue. Med Sci Sports Exercise. 1996;28:141-7.
9.Howard JD, Enoka RM. Maximum bilateral contractions are modified by neurally mediated interlimb effects. J Appl Physiol. 1991;70:306-16.
Medline
10.Housh TJ, Housh DJ, Weir JP, Weir LL. Effects of unilateral concentric-only dynamic constant external resistance training. Int J Sports Med. 1996;17:338-43.
Medline
11.Koutedakis Y, Frischknecht R, Vrbová G, Craig Sharp NC, Bugdett R. Maximal voluntary quadriceps strength patterns in olimpic overtrained athletes. Med Sci Sport Exerc. 1995;27:566-72.
12.Hainaut K, Duchateau J. Neuromuscular electrical stimulation and voluntary exercise. Sports Med. 1992;14:100-13.
Medline
13.Cannon RJ, Cafarelli E. Neuromuscular adaptations to training. J Appl Physiol. 1987;63:2396-402.
Medline
14.Miller C, Thépaut-Mathieu C. Comparision d'entraînements effectues sous électrostimulation et par contraction volontaire: rendement et adaptations physiologiques. Sci Motricité. 1990;11:16-27.
15.Corasa A, Moros MT, Marco C, Comin M. Variación de parámetros de electroestimulación con corrientes bifásicas de baja frecuencia y fuerzas evocadas. Rehabilitación (Madr). 2001;35:287-94.
16.Lagassé PP. Muscle strength: Ipsilateral and contralateral effects of superimposed stretch. Arch Phys Rehabil. 1974;55:305-10.
17.Gallach JE, González LM, Pérez D, Pinsach J, Rodríguez S. Efecto de la potenciación postactivación mediante electroestimulación como complemento al calentamiento para pruebas de carácter explosivo. En: Campos J, Carratalá V, coordinadores. Actas del III Congreso de la Asociación Española de Ciencias del Deporte. Valencia: Universitat de València; 2004.
18.Miller Ch, Thepaut-Mathieu Ch. Facteurs conditionant l'efficacité de l'entrenament par l'électro-stimulation. Cinésiologie. 1990;29:147-55.
Nenhum comentário:
Postar um comentário