Efecto agudo del entrenamiento muscular excéntrico sobre la estabilidad del miembro inferior durante el aterrizaje después de caida desde diferentes alturas en jóvenes futbolistas de élite

EFECTO AGUDO DEL ENTRENAMIENTO MUSCULAR EXCÉNTRICO SOBRE LA ESTABILIDAD DEL MIEMBRO INFERIOR DURANTE EL ATERRIZAJE DESPUÉS DE CAÍDA DESDE DIFERENTES ALUTRAS EN JÓVENES FÚTBOLISTAS DE ÉLITE Alumno: Jesús Mateo Cortés Título: Grado en Ciencias de la Actividad Física y el Deporte Curso: Cuarto Curso. 2012 - 2013 Tutor: Dr. Moisés de Hoyo Lora 2 ÍNDICE DE CONTENIDOS RESUMEN………………………………………………………………. 3 1.- INTRODUCCIÓN. MARCO TEÓRICO………………………….. 4 2.- OBJETIVOS…………………………………………………………. 7 3.- METODOLOGÍA…………………………………………………… 8 3.1. Diseño del Estudio y Procedimiento. 3.2. Muestra. 3.3. Ejercicios y dispositivos de entrenamiento. 3.4. Test de potencia máxima. 3.5. Aterrizajes. 3.6. Análisis estadístico. 4.- DESARROLLO DEL TRABAJO…………………………………. 13 4.1 Resultados. 4.2 Discusión. 5.- CONCLUSIONES………………………………………………….. 18 6.- REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS…………………………….. 19 3 RESUMEN El objetivo principal de la presente investigación fue analizar el efecto agudo de una sesión de entrenamiento de fuerza con sobrecarga excéntrica sobre la estabilidad del miembro inferior tras aterrizaje después de caída desde altura de 30 cm y 50 cm. La muestra estuvo constituida por un total de dieciocho jugadores de fútbol (edad = 17 ± 1.2 años; altura = 178 ± 2,34 cm; peso = 71 ± 4.56 kg; IMC = 19.12 ± 2.45) pertenecientes a la cantera de un equipo profesional de fútbol de la liga española participaron en el estudio. Previamente al inicio del estudio se procedió con dos sesiones de familiarización con los dispositivos utilizados y se llevó a cabo un test de potencia máxima (Pmax) para el ejercicio de ½ squat y de leg curl con dispositivo YoYoTM. Los sujetos participantes fueron aleatorizados para la realización de tres sesiones de entrenamiento: situación control (CON), entrenamiento con ejercicio de ½ squat (EXP-Q) y entrenamiento con ejercicio de leg curl (EXP-ISQ). Todas las sesiones fueron precedidas de un calentamiento estandarizado en el que se realizaron 5 min en cicloergómetro a 80 rpm y 80 W. En el caso de las situaciones experimentales en ambos casos se llevó a cabo 4 series de 6 repeticiones separadas por un descanso de 90 s. Inmediatamente después de cada sesión los sujetos realizaron 3 aterrizajes desde altura de 30 cm y otros tanto desde altura de 50 cm sobre una plataforma de fuerza separados por un intervalo de 15 s. Los resultados arrojaron incremento del pico de fuerza en todos los ejes del movimiento analizados al comparar las situaciones experimentales con la control, si bien, tales diferencias sólo fueron estadísticamente significativas para las componentes positivas del eje “y” y del eje “x” desde ambas alturas (p<0.05). En base a estos resultados, podemos concluir que una sesión de entrenamiento con carga de Pmax y con sobrecarga excéntrica mejora la estabilidad medio-lateral de la rodilla reduciendo el valgo de la misma. Sin embargo, el incremento del pico de fuerza en el eje “y” positivo puede relacionarse con un incremento de la traslación anterior del peso del cuerpo y, por tanto, de la tibia, con el consiguiente aumento del riesgo de lesión del ligamento cruzado anterior. Palabras Clave: entrenamiento excéntrico; aterrizaje; lesión; fuerza. 4 1. JUSTIFICACIÓN. MARCO TEÓRICO. La fuerza es considerada dentro del ámbito deportivo como una de las principales cualidades que determinan el rendimiento del deportista (Hicks, et al. 2011). De esta forma, en deportes de equipo, como es el caso del fútbol, son diversos los estudios que han relacionado determinadas variables importantes para el rendimiento, tales como aceleraciones, cambios de dirección, saltos…, con mejoras experimentadas en la fuerza, además de en el sistema neuro-muscular (Wiemann y Tidow, 1995). Por otro lado, mejoras en la fuerza también han sido relacionadas con una reducción en el número de lesiones que se producen en la práctica deportiva, fundamentalmente, tras la aplicación de programas de entrenamiento que suponen una sobrecarga con acciones de tipo excéntrico (Askling et al., 2003; Potier, 2009). En este sentido, autores como Garret (1996) nos indican que la mayoría de las lesiones musculares que se producen en el deporte son a consecuencia de una acción de tipo excéntrico. Este tipo de acción muscular genera un pico de fuerza muscular superior al generado en la fase concéntrica, provocando, a su vez, que la capacidad de absorción de energía muscular sea menor que la generada en la propia contracción. La consecuencia suele ser la aparición de lesión muscular (Garrett, 1996). Así, por ejemplo, en el caso del fútbol, para la musculatura del recto anterior, los momentos de mayor riesgo de lesión, se encuentran en los golpeos y en la carrera, produciéndose aceleraciones y desaceleraciones de gran intensidad que pueden dar lugar a la aparición de lesión en este grupo muscular (Romero y Tous, 2010). En referencia a la musculatura isquiosural y adductora, en acciones asociadas a la carrera, como son los cambios de dirección, la desaceleración rápida, la parada brusca y los movimientos de rotación se han podido observar mayores picos de activación electromiográfica (Jonhagen, Ericson, Nemeth y Eriksson, 1996; Mann, 1981). En cuanto a la incidencia de lesiones en el fútbol, autores como Woods et al. (2002) analizaron las lesiones que se producían durante la temporada completa, encontrando que las más frecuentes se producían a nivel muscular. Así durante el periodo de pretemporada los músculos más afectados fueron el cuádriceps, en concreto, la musculatura del recto anterior en un 29 % de los casos, frente a un 12 % de la musculatura adductora y un 11 % el bíceps femoral. Esta incidencia lesiva se invertía 5 en el periodo competitivo, siendo el bíceps femoral la musculatura con el mayor índice de lesiones (32%), frente al 15% de los adductores y el 14 % del recto anterior. En base a estos datos, los autores reconocen la región anatómica del muslo como la más afectada por el fenómeno lesivo. De este modo, en los últimos tiempos, la ciencia ha ido arrojando datos sobre los beneficios del trabajo muscular excéntrico y se han podido crear protocolos de ejercicio relacionados con este tipo de trabajo, así como desarrollar maquinaria específica para el entrenamiento que provoque este tipo de sobrecarga a nivel muscular. Así, el trabajo muscular excéntrico se ha ido incorporando poco a poco en el entrenamiento de la fuerza en la mayoría de los deportistas de élite, debido a su remarcado beneficio tanto en parámetros de rendimiento como de prevención de lesiones (Gabett, 2000; Askling et al., 2003; Sheppard et al., 2008). Entre los medios de entrenamiento más utilizados para generar este tipo de contracción se utilizan los conocidos sistemas YoYo®, a través de los cuales, durante la fase concéntrica del ejercicio, el músculo se contrae con la máxima fuerza posible, tirando de una cinta, enganchada a un volante que se pone en rotación a alta velocidad. La longitud de la correa se ajusta de modo que se desenrolle totalmente al final del movimiento. En base a la inercia generada, el volante sigue girando y rebobina la cinta en la dirección opuesta, iniciando por tanto la fase excéntrica. Tras una resistencia inicial leve, el atleta comienza a frenar hasta una parada completa del volante. Al tirar de nuevo, se inicia la siguiente repetición, y así sucesivamente hasta lo que dure el ejercicio. Es posible cambiar la inercia del sistema a través del montaje de un número variable de pesas de inercia. La eficacia de esta tecnología inercial ha sido demostrada por varios estudios (Norrbrand, Pozzo y Tesch, 2010; Tous-Fajardo, Maldonado, Quintana, Pozzo y Tesch, 2006), obteniendo adaptaciones neuromusculares después de muy pocas sesiones de entrenamiento (Romero y Tous, 2010). Por tanto, en función de lo indicado, parece evidente la importancia de este tipo de entrenamiento de fuerza para la prevención de lesiones musculo-tendinosas (Askling, et al., 2003; Bahr, Fossan, Loken y Engebretsen, 2006; Mjolsnes, et al., 2004; Petersen, Thorborg, Nielsen, Budtz- Jorgensen y Holmich, 2011; Romero-Rodriguez, Gual y Tesch, 2011; Seynnes, de Boer y Narici, 2007; Tyler, Nicholas, Campbell, Donellan y McHugh, 2002). En este sentido, Askling et al. (2003) utilizando un dispositivo inercial específico para trabajo excéntrico (YoYoTM) para musculatura isquiotibial, pudieron demostrar una reducción significativa 6 del número de lesiones en la temporada de un equipo de fútbol profesional, así como una mejora en los niveles de fuerza. Como hemos podido observar el entrenamiento muscular excéntrico produce una reducción a largo plazo del número de lesiones, así como una mejora del rendimiento. También, se ha obtenido que el entrenamiento neuromuscular orientado a la prevención de la lesión del ligamento cruzado anterior (LCA) debe incluir no sólo una modificación de patrones de movimiento defectuosos, sino también a preparar a la articulación para el momento del aterrizaje (Chappell et al., 2007). Sin embargo, a nivel agudo, debemos seguir investigando acerca del efecto de este tipo de entrenamiento, ya que se antojan necesarios nuevos estudios que investiguen los efectos derivados de un entrenamiento excéntrico de la musculatura isquiotibial sobre la respuesta asociada a la estabilidad articular y la respuesta muscular en la rodilla, ya que estos parámetros van a guardar una relación directa con la prevención de lesiones frecuentes en fútbol, como son la rotura de la musculatura isquiotibial o del cuádriceps y del LCA. En base a lo expuesto, el problema de investigación que nos planteamos en la presente investigación es el siguiente: ¿puede un entrenamiento muscular con sobrecarga excéntrica alterar de forma aguda la estabilidad del miembro inferior durante un aterrizaje? 7 2. OBJETIVOS. De forma general, en el presente estudio se pretende conocer cómo afecta a nivel propioceptivo en el miembro inferior una sesión de entrenamiento típica con sobrecarga excéntrica utilizando maquinaria inercial YoYoTM, a través de dos ejercicios básicos como son el curl femoral y el ½ squat. Este objetivo general, a su vez, se puede concretar en otros más específicos: - Analizar el efecto de un entrenamiento muscular con sobrecarga excéntrica para los isquiotibiales (yo-yo leg curl) sobre los picos de fuerza desarrollados a nivel medio-lateral y antero-posterior durante un aterrizaje después de caída desde altura de 30 cm. - Analizar el efecto de un entrenamiento muscular con sobrecarga excéntrica para los isquiotibiales (yo-yo leg curl) sobre los picos de fuerza desarrollados a nivel medio-lateral y antero-posterior durante un aterrizaje después de caída desde altura de 50 cm. - Analizar el efecto de un entrenamiento muscular con sobrecarga excéntrica para el cuádriceps (yo-yo squat) sobre los picos de fuerza desarrollados a nivel mediolateral y antero-posterior durante un aterrizaje después de caída desde altura de 30 cm. - Analizar el efecto de un entrenamiento muscular con sobrecarga excéntrica para el cuádriceps (yo-yo squat) sobre los picos de fuerza desarrollados a nivel mediolateral y antero-posterior durante un aterrizaje después de caída desde altura de 50 cm. 8 3. METODOLOGÍA. 3.1. Diseño del Estudio y Procedimiento. Para la presente investigación se procedió mediante un estudio randomizado cruzado consistente en tres intervenciones. Los sujetos intervinientes en el estudio (n=18) participaron en tres sesiones de entrenamiento separadas cada una de ellas por una semana. De esta forma, realizaron un entrenamiento muscular con carga de pico de potencia máxima y sobrecarga excéntrica mediante un ejercicio de leg curl para isquiotibiales (EXP-ISQ), el mismo tipo de entrenamiento con ejercicio de ½ squat para cuádriceps (EXP-Q), o bien una situación control donde sólo se procedió ejecutando el calentamiento (CON). En ambas situaciones experimentales el protocolo supuso 4 series de 6 repeticiones con un descanso entre series de 90 segundos. La carga utilizada en ambos casos fue individualizada, de forma que una semana previa al inicio del estudio, durante la fase de familiarización, se realizó un test para el cálculo de la carga con la que se desarrollaba la máxima potencia en fase concéntrica, siendo ésta calculada para los dos ejercicios de entrenamiento en dos sesiones separadas por 72 h. En las tres sesiones programadas se llevó a cabo un calentamiento estandarizado en cicloergómetro (80 W y 80 rpm) con una duración de 5 min. Todas las sesiones se llevaron a cabo con una separación de una semana y siempre desarrollándose al menos 72 h después del partido. Inmediatamente después de la realización de cada sesión programada se llevó a cabo la medición de la respuesta asociada a los aterrizajes unipodales tras caída desde altura de 30 y 50 cm. 3.2. Muestra. Un total de dieciocho jugadores de fútbol (edad = 17 ± 1.2 años; altura = 178 ± 2,34 cm; peso = 71 ± 4.56 kg; IMC = 19.12 ± 2.45) pertenecientes a la cantera de un equipo profesional de fútbol de la liga española participaron en el estudio. Se consideró como criterio de exclusión la presencia de algún tipo de lesión en el momento del inicio del estudio o con una antelación inferior a un mes. Esta intervención se llevó a cabo de acuerdo con la Declaración de Helsinki de la Asociación Médica Mundial y fue aprobado por el Comité Ético de la Universidad de Sevilla. 9 3.3. Ejercicios y dispositivos de entrenamiento. Los dos dispositivos utilizados para los entrenamientos planificados se caracterizan por permitir la sucesión de acciones concéntricas y excéntricas, siendo en ambos casos un ergómetro con volante de inercia YoYoTM (YoYo Technology AB, Estocolomo, Suecia). Estos dispositivos se basan en la realización de una acción concéntrica muscular que permite el movimiento de un volante de inercia, seguidamente el sujeto debe desacelerar este volante frenando el movimiento contrario gracias a una acción muscular de tipo excéntrico. El hecho de realizar la acción excéntrica sobre un desplazamiento angular menor y, por tanto, con un mayor torque que durante la acción concéntrica, hace que el ejercicio se lleve a cabo con sobrecarga excéntrica (Askling et al., 2003). En este sentido, en el caso del ejercicio de leg curl, los sujetos desarrollaron un flexión de rodilla bilateral en posición de decúbito prono (Figura 1) acelerando el volante por la acción concéntrica de los isquiotibiales y seguidamente desacelerado con una acción excéntrica de este mismo grupo muscular. La instrucción fue la de aplicar el máximo esfuerzo desde una posición de extensión de rodilla hasta una flexión de 130- 140°. A continuación, durante la fase de vuelta al inicio se comienza la fase de frenado al pasar la posición de 90°, continuando con la fase excéntrica hasta que las rodillas están en la posición de extensión. Respecto al ejercicio de ½ squat la fase excéntrica se produjo hasta una posición de 90° gracias a la acción bilateral de ambos cuádriceps fundamentalmente, para, seguidamente, mediante una acción a máxima velocidad proceder con la acción concéntrica hasta que ambas rodillas se encontraban en posición de máxima extensión (Figura 2). En ambos casos cuando el volante se detenía comenzaba el siguiente ciclo. Figura 1. Dispositivo YoYoTM para leg curl y ejercicio desarrollado en el estudio. 16 posición de la estructura articular de la rodilla en un aterrizaje tras salto. El análisis del aterrizaje tras ambas alturas mostró un incremento estadísticamente significativo de la fuerza desarrollada en el eje “x” en sentido positivo, lo cual puede ser interpretado como un aumento del varo de rodilla. Estudios como el de Jordan et al. (2005) sugirieron que el incremento de la coactivación muscular añadida a un aumento del varo pueden contribuir a la estabilización de la rodilla durante el aterrizaje. Para poder refrendar estos hallazgos, necesitaríamos obtener datos también de registro de actividad electromiográfica. Por tanto, solo podemos intuir que una sesión con carácter excéntrico con carga de Pmax en YoYoTM mejora la cinemática del miembro inferior durante el aterrizaje en lo que respecta a los momentos de varo-valgo. Finalmente, los resultados mostrados en el presente estudio para la componente positiva del eje “y” del movimiento suponen un aumento estadísticamente significativo del pico de fuerza desarrollado para esta componente con respecto a la situación control. A nivel funcional, esto se traduce en una traslación anterior de la tibia (Markolf, O’Neil y Jackson, 2004). Autores como Romero y Tous (2010) relacionan un aumento de la traslación tibial con un mayor índice predictor lesivo en la rodilla. Además, dichos autores coinciden en relacionar como factor preventivo un incremento de la activación de la musculatura isquiosural. Una mayor activación de musculatura isquiosural ayudaría a frenar dicha anteriorización tibial, factor de riesgo de lesión de estructuras articulares de la rodilla (Solomonow y Krogsgaard, 2011). Para comprobar la correcta activación muscular isquiosural sería necesario obtener registro de activación electromiográfica justo en el momento de mayor anteriorización tibial en el aterrizaje tras salto, lo cual no se hizo en la presente investigación. Una de las limitaciones de nuestro estudio, por tanto, es la ausencia de registro de activación electromiográfica, lo que nos permitiría concretar si dicha anteriorización tibial es corregida por una mayor activación de la musculatura isquiosural. Una vez analizados los resultados obtenidos y comparados con los que la literatura específica ofrece al respecto, es conveniente plantear nuevas líneas de investigación. De esta forma, en próximos estudios se antoja necesaria la presencia del registro de activación electromiográfica, ya que dichos parámetros ofrecerán resultados más exactos para conocer el efecto de entrenamiento de los dispositivos inerciales YoYoTM con cargas excéntricas a nivel de prevención de lesiones musculares y articulares. 17 5. CONCLUSIONES. El objeto de estudio de la presente investigación ha sido comprobar el efecto agudo de una sesión de entrenamiento excéntrico sobre la respuesta propioceptiva. Los resultados obtenidos mostraron una variación de la componente positiva del eje “x”, lo que se traduce en un aumento del varo en el caso de la articulación de rodilla. La literatura sugiere que este aumento, sumado a un incremento de la coactivación y la rigidez muscular (stiffness) pueden beneficiar a la estabilidad de la articulación de la rodilla. En cuanto a la componente positiva del eje “y”, también se encontraron aumentos significativos de los niveles de fuerza, lo que se traduce en un aumento de la traslación anterior del peso del cuerpo y, por tanto, de la tibia. La literatura expone al respecto que una mayor anteriorización de la tibia durante el aterrizaje puede predisponer a lesión del LCA. En base a estos datos podemos presentar las siguientes conclusiones a esta investigación: - Un entrenamiento muscular con carga de Pmax y sobrecarga excéntrica tanto para la musculatura isquiotibial como para el cuádriceps provoca un incremento del varo a nivel de la articulación de rodilla, lo cual puede considerarse como un factor protector del riesgo de lesión tras aterrizaje. - Un entrenamiento muscular con carga de Pmax y sobrecarga excéntrica tanto para la musculatura isquiotibial como para el cuádriceps provoca un incremento de la fuerza anterior a nivel de la articulación de rodilla, lo cual puede considerarse como un factor predisponente del riesgo de lesión del LCA. Como se puede observar, las principales conclusiones de este estudio no nos permiten indicar un efecto negativo o positivo agudo del entrenamiento utilizado en la presente investigación, siendo necesarias nuevas investigaciones con la presencia de registro de activación electromiográfica para la musculatura periarticular, acelerometría para las estructuras articulares y goniometría para la posición articular. 18 6. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS. Abercromby, A. F., Amonette, W. E., Layne, C. S., McFarlin, B. K., Hinman, M. R., & Paloski, W. H. (2007). Variation in neuromuscular responses during acute whole-body vibration exercise. Med Sci Sports Exerc, 39(9), 1642-1650. Arnason, A., Andersen, T. E., Holme, I., Engebretsen, L., & Bahr, R. (2008). Prevention of hamstring strains in elite soccer: an intervention study. Scand J Med Sci Sports, 18(1), 40-48. Askling, C., Karlsson, J., & Thorstensson, A. (2003). 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