Download Índice de tensión específica de los flexores de codo en practicantes

doi:10.3900/fpj.6.4.237.s
EISSN 1676-5133
Índice de tensión específica de los
flexores de codo en practicantes del
entrenamiento de fuerza
Artículo Original
1
Liliam Fernandes de Oliveira1
liliam@ufrj.br
Escola de Educação Física e Desportos (Laboratório de Biomecânica) –UFRJ
Rafael Griffo de Lacerda1
griffo@gmail.com
Daniel de Sousa Alves1
daniel.de.sousa@ig.com.br
Thiago Torres da Matta1
tt.matta@ig.com.br
Roberto Simão1
robertosimao@ig.com.br
Oliveira LF, Lacerda RG, Alves DS, Matta TT, Simão R. Índice de tensión específica de los flexores de codo en practicantes del entrenamiento de fuerza. Fit Perf J. 2007;6(4):237-40.
RESUMEN: Estudios están demostrando una reducción en la tensión específica de músculos hipertrofiados, decurrente, en parte,
de la reestructuración de la arquitectura muscular con el entrenamiento de fuerza. El índice de tensión específica de los flexores de
codo, definido como la razón del torque por el volumen muscular fue calculado en un grupo de practicantes de entrenamiento de
fuerza con alta carga. La ecografía fue utilizada para estimativa del volumen muscular. El torque máximo y el volumen muscular
fueron superiores a los valores relatados para no practicantes y ratifican estudios con grupo similar. El índice de tensión específica
no presentó reducción en comparación a los descritos para otros grupos, como atletas de diversas modalidades y no practicantes.
Eso sugiere la manutención de la eficiencia muscular con el entrenamiento de fuerza.
Palabras clave: entrenamiento de fuerza, hipertrofia, biomecánica, pico de torque, torque máximo.
Dirección para correspondencia:
Escola de Educação Física e Desportos - UFRJ - Departamento de Biomecânica - Av. Carlos Chagas Filho, 540 - Ilha do Fundão - 21941-590 - Rio de Janeiro - RJ
Fecha de Recibimiento: diciembre / 2006
Fecha de Aprobación: febrero / 2007
Copyright© 2008 por Colégio Brasileiro de Atividade Física, Saúde e Esporte
Fit Perf J
Rio de Janeiro
6
4
237-240
jul/aug 2007
237
RESUMO
ABSTRACT
Índice de tensão específica dos flexores de cotovelo em praticantes do treinamento de força
Specific tension index on elbow flexors in resistance trained
recreational weightlifter
Estudos têm demonstrado uma redução na tensão específica de músculos
hipertrofiados, decorrente, em parte, da reestruturação da arquitetura muscular
causada pelo treinamento de força. O índice de tensão específica dos flexores
de cotovelo, definido como a razão do torque pelo volume muscular, foi calculado em um grupo de praticantes de treinamento de força com alta carga.
A ultra-sonografia foi utilizada para estimativa do volume muscular. O torque
máximo e o volume muscular foram superiores aos valores relatados para nãopraticantes e ratificam estudos com grupo similar. O índice de tensão específica
não apresentou redução em comparação aos descritos para outros grupos, como
atletas de diversas modalidades e não-praticantes. Isso sugere a manutenção da
eficiência muscular com o treinamento de força.
Studies have demonstrated a reduction of the specific tension of hypertrophied
muscles, partially resulted from changes of the internal architecture after resistance
training. The elbow flexors specific tension index, defined as the ratio of torque
and muscle volume, was calculated from a group of heavy resistance trained.
Ultrasonography was applied to estimate muscle volume. The maximal torque and
muscle volume values were greater than the ones described for non-practioners
and are in accordance with the ones described for bodybuilders. The specific
tension index, however, presented no reduction in comparison with other groups
such as athletes from different modalities and controls, suggesting maintenance
of the mechanical efficiency during the resistance training.
Palavras–chave: treinamento de força, hipertrofia, biomecânica, pico de
torque, torque máximo.
Keywords: strength training, hypertrophy, biomechanics, peak torque, maximal
torque.
INTRODUCCIÓN
La tensión específica (TE) de un músculo es definida como la
fuerza máxima producida por unidad de área de suya sección
transversa1. El área de sección transversa (AST) es el parámetro
de normalización utilizado para determinación de la TE de fibras
aisladas en ensayos de contractilidad in vitro2. Para la medición
de la TE de músculos en el cuerpo humano, sería necesario
conocer la fuerza máxima producida por cada músculo además
de suya AST. Como no es posible medir directamente la fuerza
de uno dado músculo actuando en el cuerpo humano, modelos
matemáticos son aplicados para estimar este parámetro a partir
del torque producido3,4. Para la determinación de la AST, antes
derivada de cadáveres, actualmente son empleadas técnicas de
imagen como la resonancia magnética, tomografía computadorizada y la ecografía por imagen, llamada Modo B3,6. En estudios
aplicados, el área de sección transversa fisiológica (ASTF) es el
parámetro de normalización indicado, sobre todo para músculos
penados, pues refleja el sumatoria de las áreas en los planos que
cortan todas las fibras transversalmente5.
Delante de las dificultades metodológicas para cálculo de la TE de
músculos por separado, otros abordajes están siendo sugeridas
para describir este parámetro a partir de uno torque máximo
producido por un agrupamiento muscular. Fukunaga et al.7,
elaboró un índice de tensión específica (ITE) basado en la relación del torque con el volumen muscular, anteriormente descrita
por Lynch et al.8. Teóricamente, esta relación es posible ya que
el torque tiene la dimensión de fuerza y distancia y el volumen
es representado por la ASTF y la longitud de la fibra muscular.
En esta propuesta, los autores habían utilizado la resonancia
magnética y la ecografía para determinación de una ecuación
de regresión para estimativa del volumen a partir de medidas de
espesor muscular y características antropométricas.
La capacidad de producción de fuerza se relaciona linealmente
con el aumento del volumen muscular una vez que la fuerza
producida por la fibra es íntimamente relacionada con suya
AST9. Por ese motivo, la TE cuando adoptada la ASTF, tiende a
ser bastante constante entre los individuos, independiente del
tipo de fibra10. Sin embargo, prever la fuerza muscular a partir
238
de su volumen es cuestionable, pues estudios están demostrando
en animales y en humanos que la TE puede ser alterada por el
entrenamiento de fuerza9. La parte de las alteraciones neurales y
bioquímicas, músculos hipertrofiados presentan reestructuración
de su arquitectura interna, como un mayor ángulo de penación
de las fibras11,13, pudiendo afectar la linealidad de la relación
fuerza/ASTF9. Valores reducidos de tensión específica del tríceps
braquial en individuos con hipertrofia de esta región habían sido
reportados por diversos autores12,14. Fukunaga et al.7, que evaluó
en el ITE de los flexores y extensores de codo de atletas de diferentes modalidades, no encontró reducción de este valor, aunque
los individuos no hayan sido analizados por separado. Todavía
no hay consenso en la literatura sobre el efecto de entrenamiento
de fuerza en la TE muscular9.
Siendo así, el objetivo de este trabajo fue a determinar el ITE de
los flexores de codo de jóvenes practicantes de entrenamiento de
fuerza utilizando la técnica de ecografía Modo B.
MATERIALES Y MÉTODOS
Muestra
Participaron del estudio 10 individuos del sexo masculino, practicantes de entrenamiento de fuerza hay al menos dos años de
forma continua y con frecuencia mínima de tres veces semanales
(23 ± 3,12 años; 182 ± 4,69 cm; 86,9 ± 8,65 kg). Todos eran
integrantes del proyecto de Musculación del curso de Educación
Física de la Universidade Federal do Rio de Janeiro. Los individuos presentaron características de hipertrofia de brazo con
base en la circunferencia del segmento (37,9 ± 2,51 cm) y sin
cualesquiera limitaciones funcionales para la ejecución del test
de carga máxima. Todos concordaron en participar del estudio y
firmaron un término de consentimiento post-informado, conforme
la resolución 196/96 del Consejo Nacional de Salud de Brasil.
El trabajo fue aprobado en el Comité de Ética en Investigación
de la Universidade Federal do Rio de Janeiro.
Fit Perf J, Rio de Janeiro, 6, 4, 238, jul/aug 2007
Figura 1 – Medida del espesor muscular (EN) a partir de las
interfaces ósea y muscular.
Instrumentación
La instrumentación constó de un aparato de ecografía (US) modelo EUB-405 (Hitachi, Japón), con transductor lineal y matriz
de 512 elementos, con frecuencia de excitación de 7,5 MHZ.
Para adquisición de las señales de dinamometría fue utilizado un
sistema MIOTEC – Equipamientos Biomédicos Ltda, una célula
de carga de 200 Kg (Alfa Instrumentos) y un ordenador (Pentium
- 200 MHZ).
Protocolo para Estimativa del Volumen Muscular
Con los individuos de pie y brazos relajados a lo largo del cuerpo,
fue medida la circunferencia del brazo derecho, la 60% de la
longitud, definido como la distancia entre el proceso del acromio
de la escápula y el epicondilo lateral del húmero (L). En este
mismo local, fue medida el espesor de los flexores primarios del
brazo, de acuerdo con metodología descrita por Lynch et al.8.
El transductor fue posicionado transversalmente al segmento y
el espesor muscular fue considerado como la distancia entre las
interfaces del tejido muscular con el tejido óseo y adiposo (Figura
1), calculado con recursos del aparato, condicionada la elección
de la imagen con la mejor visualización. La medida de espesor
muscular fue hecha dos veces consecutivamente, y fue utilizada
la mediana de las dos.
El torque fue calculado por la multiplicación de la carga máxima
por la longitud del antebrazo (equivalente al brazo de resistencia
- BR), descrito como la distancia entre el epicondilo lateral del
húmero hasta el proceso estilóide lateral del puño:
TQ = CM.BR-1
La estimativa del volumen muscular (VM) a partir de (EM) y L fue
conducida de acuerdo con la ecuación descrita por Fukunaga et
al.7, que se basaron en la regresión lineal para estimar el volumen,
de acuerdo con la siguiente expresión:
Donde TQ es el torque (Nm), CM la carga máxima (N) y el BR
el brazo de resistencia (m).
VMf = 2,586 (H) – 1,259 (P) + 7,057 (CIR) + 0,524 (IVM) –
447,46
TE= TQ. VM-1
Donde H es la estatura (cm), P es el peso corporal (kg), CIR la
circunferencia del brazo (cm) y IVM (cm3) es un índice del volumen
muscular obtenido a partir de la aproximación del músculo por
un cilindro: IVM = L. (EN)2
Protocolo para Estimativa del Torque Muscular
Para la estimativa del torque de flexión de codo fue conducido
un test de contracción voluntaria isométrica máxima (CVM). El
protocolo consistió de un test de carga máxima, con los individuos
sentados, codo derecho en flexión de 90el, antebrazo en supinación y apoyado en una superficie ajustable y puño fijo a un tendido
inextensible, perpendicular, preso a la célula de carga en el suelo.
El codo izquierdo permanecía semiflexionado con palma de la
mano apoyada sobre el muslo. Tras comando verbal, el individuo
realizaba CVM isométrica por un periodo de ocho segundos. La
carga máxima (CM) considerada fue el valor máximo obtenido en
el test, medido en kilogramos- fuerza y posteriormente convertido
para Newton (valor máximo utilizado).
Media
491,61
102,7
0,2086
Donde TE es la tensión específica (Nm.cm-3), TQ el torque (N) y
VM el volumen muscular (cm3).
Análisis Estadística
Para análisis estadística fue aplicado el test no paramétrico de
Wilcoxon entre las dos medidas consecutivas de espesor muscular.
Fue aplicado el test de correlación de Pearson entre las variables.
El nivel de acepción adoptado fue de p<0,05.
RESULTADOS
Los valores medianos de espesor muscular y carga máxima
en las dos medidas consecutivas no presentaron diferencias
significativas y fueron 3,90 ± 0,41 cm y de 39,60 ± 0,44 kgf,
respectivamente.
Las tablas 1 y 2 presentan los resultados medianos y los coeficientes de correlación obtenidos.
Tabla 2: Correlación entre las variables.
Tabla 1: Valores medios de los parámetros.
Parámetro
VM (cm3)
TQ (Nm)
ITE (Nm.cm-3)
La tensión específica (TE) fue entonces calculada:
Desvío Patrón
93,34
26,37
0,03142
Parámetro
VM
TQ
ITE
CIR
0,88*
0,91*
0,25
EM
0,97*
0,80*
0,01
* p<0,05 – Diferencia significativa entre los parámetros.
Fit Perf J, Rio de Janeiro, 6, 4, 239, jul/aug 2007
239
DISCUSIÓN
Los valores de espesor muscular obtenidos atestan el hecho del
grupo presentar hipertrofia de los flexores de codo ratificados por
estudios de Ichinose et al.12, que encontraron valores de 4,12 cm
para atletas de halterofilia y 4,38 cm para luchadores de yudo.
Fukunaga et al.7, encontraron para un grupo de atletas de diversas modalidades, un espesor muscular media de 3,44 ± 0,37
cm y para individuos no practicantes de actividad física, valores
medianos de 3,00 ± 0,33 cm, aproximadamente 23% inferior
al obtenido en nuestro estudio. La alta correlación entre espesor
y volumen muscular encontrado ratifica la literatura15.
El valor mediano para la CVM de 39,60 ± 0,44 kgf es compatible
con la literatura, como un valor de 42 Kgf, citado por Ebersole et
al.16, en individuos entrenados para el protocolo de test de fuerza
máxima semejante al usado en este estudio.
En relación al volumen muscular, para individuos no entrenados,
Myatani et al.15 presentan valor mediano de 273,6 ± 15,4 cm3,
similar al de Fukunaga et al.7 de 255 ± 47cm3, a pesar de utilicen metodologías diferentes para el cálculo de este parámetro.
Todavía Fukunaga et al.7, con metodología similar a nuestro
estudio, reportó, para atletas, un volumen muscular de 377 ± 58
cm3. Este valor es todavía aproximadamente 22% menor que los
obtenidos en este estudio, lo que puede ser explicado por el hecho
de los atletas comprobados por los autores, sean de diversas
modalidades como voleibol, balonmano, baloncesto y atletismo.
Solamente un menor grupo era practicante de halterofilia, cuyos
resultados no habían sido relatados por separado.
Ichinose et al.12 presentan valores de TE para el tríceps braquial,
calculados con contracción isocinética, entre 0,197 ± 0,13
Nm.cm-2 en corredores rasos la 0.266 ± 0,16 Nm.cm-2. Los
luchadores y atletas de judo presentaron TE reducida (0,182 ±
0,14 Nm.cm-2 y 0,145 ± 0,10 Nm.cm-2, respectivamente). Para
el índice tensión específica (ITE) de los flexores de codo, Fukunaga
et al.7 relatan 0,211 ± 0,028 Nm.cm-3 para atletas y 0,207 ±
0,038 Nm.cm-3 para un grupo control, ratificados por los valores
encontrados en el presente estudio (0,209 ± 0,031 Nm.cm-3).
Este hecho demuestra un aumento proporcional del volumen y de
la fuerza muscular en decurso del entrenamiento y que la hipótesis
de reducción de la tensión específica no fue confirmada.
Relatos de reducción de la tensión específica en alterofilistas son
relativos a la musculatura del tríceps braquial9,12,13, que presenta
arquitectura penada y, por lo tanto, más susceptible a la reducción
del número de fibras por unidad de área de sección transversa
debido al aumento del ángulo de penación de los fascículos9,11.
El músculo bíceps braquial, que en la imagen ecografía, ocupa
gran parte del espesor medida, presenta arquitectura fusiforme
siendo menos afectado por esta reestructuración interna. Este
hecho corrobora la ausencia de reducción de la ITE en la muestra
estudiada.
La TE es un importante indicativo de la función mecánica del
sistema músculo-esquelético, pero la dificultad en la cuantificación vuelve este parámetro poco explotado. Desvíos de este valor
relatados en individuos con hipertrofia muscular pueden sugerir
pérdida de eficiencia mecánica. La estimativa de este parámetro,
240
a través de un índice, como empleada en este estudio, puede
contribuir a análisis más aplicadas en el campo de la práctica
clínica y de la actividad física, para indicación de niveles no
adecuados de sobrecarga y de riesgo de lesión.
CONCLUSIÓN
El trabajo demostró que el ITE de los flexores de codo de un grupo
de individuos enrollados en programa de entrenamiento de fuerza
no presentó reducción en comparación a los valores relatados en
individuos saludables, no practicantes, sugiriendo la manutención
de la linealidad de la relación fuerza-volumen y, consecuentemente, de la eficiencia de la mecánica muscular. La metodología
empleada en este estudio mostró ser una herramienta útil para la
estimativa de la tensión específica muscular in vivo.
Agradecimiento
A los coordinadores Rhodes Serra y Mauro de Santa Maria do Projeto Musculação de la EEFD/UFRJ, por el encaminamiento de los
individuos y por el interés en el acompañamiento del estudio.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. Lieber R. Skeletal Muscle Structure, Function & Plasticity. USA: Williams & Wilkins,
2002.
2. Palermo AT, LaBarge MA, Doyonnas R, Pomerantz J, Blau HM. Bone marrow contribution
to skeletal muscle. Developmental Biol 2005; 279:336-344.
3. Kawakami Y, Nakazawa K, Fujimoto T, Nozaki D, Miyashita M, Fukunaga T. Specific
tension os elbow flexor and extensor muscles based on magnetic resonance imaging. Eur
J Appl Physiol 1994;68:139-147.
4. Maganaris CN. A predictive model of moment angle characteristics in human skeletal
muscle: Application and validation in muscles across the ankle joint. J Theoretical Biol
2004;230:89-98.
5. Esformes JI, Narici MV, Maganaris CN. Measurements of human volume using ultrasonography. Eur J Appl Physiol 2002;87: 90-92.
6. Reeves ND, Maganaris CN, Narici VN. Ultrasonographic assessment of human skeletal
muscle size. Eur J Appl Physiol 2004;91:116-118.
7. Fukunaga T, Miyatani M, Tachi M, Kouzaki M, Kawakami Y, Kanehisa H. Muscle volume is a major determinant of joint torque in humans. Acta Physiol Scand 2001;172:
249-255.
8. Lynch NA, Metter RS, Lindle RS, et al. Muscle quality 1-Age-associated differences
between arm and leg muscle groups. J Apply Physiol 1999;86:188-94.
9. Kawakami Y. The effects of strength training on muscle architecture in humans. Int J
Sport Health Sci 2005;3:208-217.
10. Nygaard E, Houston M, Suzuki Y, Jorgensen K, Saltin B. Morphology of the braquial
biceps muscle and elbow flexion in men. Acta Physiol Scand 1983;117:287-292.
11. Kawakami Y, Abe T, Fukunaga T. Muscle-fiber pennation angles are greater in hypertrophied than in normal muscles. J Appl Physiol 1993;74:2740-2744.
12. Ichinose Y, Kanehisa H, Ito M, Kawakami Y, Fukunaga T. Relationship between muscle
fiber pennation and force generation capability im Olympic Athletes. Int J Sports Med
1998;19:541-546.
13. Kawakami Y, Abe T, Kuno S, Fukunaga T. Training induced changes in muscle architecture and specific tension. Eur J Appl Physiol 1995;72:37-43.
14. Sale DG, MacDougall JD, Alway SE, Sutton JR. Voluntary strength and muscle
characteristics in untrained men and women and male bodybuilders. J Appl Physiol
1987;62:1786-1793.
15. Miyatani M, Kanehisa H, Ito M, Kawakami Y, Fukunaga T. The accuracy of volume
estimates using ultrasound muscle thickness measurements in different muscle groups.
Eur J Appl Physiol 2004;91:264-272.
16. Ebersole KT, Housh TJ, Johnson GO, Perry SR, Bull AJ, Cramer JT. Mechanomyographic
and electromyographic responses to unilateral isometric training. J Strength Cond Res
2002;16:192-201.
Fit Perf J, Rio de Janeiro, 6, 4, 240, jul/aug 2007