Fuerza y tamaño. ¿Son compatibles?

La cuestión de si la hipertrofia muscular inducida por el entrenamiento, e incluso la que va acompañada de administración de hormonas exógenas, se acompaña de un aumento proporcional de la fuerza muscular lleva siendo motivo de debate durante años.

Está claro que incluso de manera intuitiva sí existe una relación general positiva entre las dos variables, algo que también se ha demostrado en numerosas investigaciones. Sin embargo, varios estudios muestran una clara disociación entre el aumento del tamaño muscular y la fuerza, habiéndose observado relaciones nulas e incluso negativas entre ellas. Vamos a ver los mecanismos que las relacionan de alguna u otra forma y exponer algunos consejos a la hora de manejar las variables para los diferentes objetivos de entrenamiento.

1. Introducción.

La inmensa mayoría de deportes requieren de un entrenamiento específico, dirigido a incrementar el rendimiento muscular en términos de fuerza y ​​potencia explosiva y basado en ejercicios contra resistencia, es decir, contracciones musculares repetidas contra una resistencia o un peso, y este tipo de entrenamiento produce hipertrofia muscular en mayor o menor grado. A primera vista, se adoptan protocolos de entrenamiento similares en un mundo paralelo e independiente, que está representado por el culturismo.

Quienes entrenan para el culturismo desarrollan músculos altamente hipertróficos con protocolos especializados de entrenamiento de pesas. Si comparamos a simple vista un culturista y un deportista de fuerza (ej. powerlifter, haltera, lanzador de martillo, etc.) podemos detectar diferencias y similitudes en su estructura corporal (Figura 1).

En ambos casos, los deportistas realizarán series repetidas de contracciones contra resistencia, en su mayoría dadas por pesas o bandas elásticas, pero la distribución de volumen (número de sesiones por semana, series en cada sesión o repeticiones en cada serie), intensidad (carga o resistencia), el tiempo (intervalos entre series o entre sesiones de ejercicio) se adaptará al objetivo final y lo mismo se aplicará al soporte nutricional. Esto implica que deben seguirse diferentes vías de entrenamiento si el objetivo es maximizar la hipertrofia o maximizar el rendimiento de fuerza. La misma pregunta, es decir, la relación entre aumentar la masa muscular y mejorar el rendimiento de esa masa muscular, se ha planteado en el mundo de la biología muscular y fisiología durante muchos años.

Un avance clave en este tema fue la identificación de dos fases en el entrenamiento de resistencia; una primera fase en la que el aumento de la fuerza fue de origen neural, y una segunda fase en la que la hipertrofia muscular se convierte en el factor dominante en la ganancia de fuerza [1,2]. Más recientemente, sin embargo, varios autores han revisado críticamente la relación entre la hipertrofia y el aumento de la fuerza contráctil, habiéndose convertido en un tema bastante debatido: ¿es la hipertrofia necesaria para aumentar el rendimiento?, y una pregunta aún más general: ¿el aumento de la masa muscular siempre está asociado con un aumento del rendimiento contráctil?

Las posibles respuestas a esta última pregunta se resumen en la Figura 2, donde se describen tres situaciones alternativas al entrenamiento de resistencia, acompañado de administración de hormonas, o no, así como a la sola administración exógena de hormonas anabólicas sin necesidad de entrenar:

1. La fuerza aumenta en proporción al tamaño del músculo (A),
2. La fuerza aumenta más que el tamaño (B) y
3. La fuerza no aumenta o aumenta menos que el tamaño del músculo (C).

El objetivo de este artículo es conocer la relación real entre ambas variables y, si la hubiera, cual sería más necesaria para la otra: hipertrofia para fuerza o fuerza para hipertrofia.

2. Entrenamiento para aumentar masa muscular y ganar fuerza.

Vamos a ponernos en la piel de un principiante que empieza a entrenar hoy. En un hombre no entrenado, aproximadamente el 40% de su masa corporal es músculo esquelético, lo que significa que antes del entrenamiento, la persona promedio comienza con alrededor de 32 kg de masa muscular, suponiendo un peso total inicial de 80 kg.

Aunque hay un montón de variabilidad, digamos que la persona promedio puede aumentar su masa muscular en un 50% después de una década de duro entrenamiento, para una ganancia de 16 kg. Tal vez sume 7-8 kg en el primer año, 2-3 kg durante un par de años más, y luego van teniendo ganancias marginales durante el resto de la década, un curso de tiempo bastante típico para el crecimiento muscular.

Sin embargo, aunque aumenta su masa muscular en un 50%, probablemente su fuerza no aumenta paralelamente a ella y consigue entre 2 y 4 veces más fuerza. En general, el aumento relativo de la fuerza será un poco menor para los levantamientos de aislamiento y un poco mayor para los levantamientos compuestos, más técnicos. Tal vez, nuestro principiante podría hacer curl de bíceps estricto con mancuernas de 8 a 12 kg el primer día en el gimnasio, y tras años de entrenamiento puede hacer es el mismo ejercicio con 20 o 25 kg. O tal vez podría hacer sentadillas con 50 kg el primer día en el gimnasio y, finalmente, llegar a 200 kg. Los números exactos no son importantes y es posible que no coincidan con la experiencia particular de cada persona, pero estaremos de acuerdo en que estos números se encuentran cómodamente dentro del ámbito de lo «normal».

En el caso del curl de bíceps, la fuerza aumentó 2 veces, y en el caso de las sentadillas, la fuerza aumentó aproximadamente 4 veces, mientras que su masa muscular solo aumentó en un 50%. En otras palabras, ganaron 4-8 veces más fuerza que músculo. Desde luego que el aumento de masa muscular, por tanto, jugó un cierto papel en los progresos, pero no puede explicar todo el aumento de fuerza, ni incluso la mayor parte.

A nivel individual, ganamos mucha más fuerza que masa muscular a lo largo de una carrera de entrenamiento porque la fuerza generalmente aumenta más rápido que la masa muscular. Si los músculos son los que producen la fuerza necesaria para levantar objetos pesados, ¿por qué las ganancias de fuerza superan las ganancias en masa muscular de 4 a 8 veces?

Una de las razones de la variabilidad individual de estos resultados es el tipo de entrenamiento principal que se ha desarrollado durante esos 10 años. Principalmente, podemos diferenciar dos modelos de entrenamiento con pesas o contra resistencias. El primer modelo se basa en protocolos de entrenamiento destinados a aumentar la fuerza máxima y la rapidez con que se ejerce esa fuerza, mientras que el segundo se basa en protocolos de entrenamiento destinados solo a aumentar la masa muscular, el llamado bodybuilding.

A medida que las fibras musculares se hacen más grandes (hipertrofia), generalmente producen más fuerza que las fibras musculares más pequeñas, lo que no debería ser una gran sorpresa (Figura 3) [3].

Sin embargo, mientras que la fuerza absoluta de las fibras musculares tiende a aumentar con el tamaño de la fibra, la fuerza relativa de cada una de ellas – es decir, su tensión especifica – tiende a disminuir. Hacemos referencia a este último término (tensión específica) porque, de esta manera, podemos analizar la relación entre el crecimiento hipertrófico y el aumento de fuerza a nivel de cada fibra muscular de manera individual eliminando cualquier posible interferencia del control neural y de la rigidez del tendón (Figura 4).

Un claro ejemplo de esto, del resultado diferencial en términos de hipertrofia, fuerza y ​​fuerza normalizada al tamaño del músculo (tensión específica) se refleja en la Figura 4, que muestra cómo dos protocolos de entrenamiento distintos, uno tipo culturista y otro tipo halterofilia, conducen a un aumento del tamaño muscular y de la fuerza de maneras diferentes [4].

Precisamente por resultados como estos sigue existiendo un vivo debate sobre el impacto de las modalidades de entrenamiento de resistencia en el tamaño y la fuerza de los músculos. Como lo demostraron Schoenfeld y colaboradores [5] en una de las revisiones más importantes sobre el volumen de entrenamiento, un alto volumen de entrenamiento, es decir, un gran número de repeticiones de un ejercicio determinado, es fundamental en el aumento de la masa muscular, pero no en la fuerza muscular. El aumento de la fuerza es similar independientemente del volumen del ejercicio, ya que un entrenamiento de una serie puede ser igualmente eficaz para aumentar la fuerza muscular como tres o cinco series por ejercicio, pero es muy sensible a la intensidad [6,7].

Y, precisamente, entre las posibles explicaciones a esta falta de relación entre el aumento de masa y la ganancia de fuerza, que por otro lado podría parecer más evidente, se encuentra la contribución de las adaptaciones neuronales. El entrenamiento de fuerza implica el aprendizaje del reclutamiento de unidades motoras agonistas, mejorar la frecuencia de disparo y la desactivación simultánea de los músculos antagonistas [1,6].

Algunos protocolos de entrenamiento de resistencia pueden no ser adecuados para desarrollar suficientemente el control neural de los músculos, mientras que algunos otros protocolos pueden ser suficientes para mejorar el control motor neural pero no para estimular el crecimiento hipertrófico. Las diferencias interindividuales y las adaptaciones en la rigidez del tendón al entrenamiento podrían disociar aún más la capacidad de ejercer fuerza máxima por los músculos hipertrofiados.

Un claro ejemplo de esta variedad de respuesta individual puede verse en la Figura 5, en la que se representan los resultados tras 6 meses de entrenamiento de resistencia en sujetos sanos, con experiencia de todos los tipos, desde principiantes hasta avanzados, observándose un aumento promedio en la fuerza de un 21%, con un aumento promedio en el tamaño muscular de un 7% [8].

Varios individuos (respondedores bajos) pudieron mejorar la fuerza de sus miembros inferiores sin ningún aumento en la masa muscular (cuadrante inferior derecho), mientras que muy pocos aumentaron su tamaño muscular sin una mejora funcional (cuadrante superior izquierdo). Estos resultados recientes son consistentes con la débil correlación entre la fuerza y ​​el tamaño reportada en el estudio pionero de Maughan y colaboradores [9], lo que sugiere que la relación entre fuerza y ​​CSA no es necesariamente lineal.

Hipertrofia sarcoplasmática vs miofibrilar.

Aunque para la mayoría de la gente, la disociación entre fuerza y masa muscular es una falsa dicotomía porque, generalmente, un aumento en tamaño conlleva un aumento de la fuerza en mayor o menor grado, algunos estudios relevantes sobre fibras hipertróficas aisladas de culturistas, han demostrado que en culturistas profesionales bien entrenados el aumento de tamaño y la fuerza se disocian, resultando en una menor tensión específica para todos los tipos de fibras, siendo más reseñable para las fibras tipo I [4,10,11].

Los resultados hallados sobre la tensión específica nos hacen preguntarnos cuánto contribuyen las miofibrillas, las proteínas y los orgánulos sarcoplásmicos al crecimiento hipertrófico o, en otros términos, cuál es el equilibrio entre la hipertrofia miofibrilar y sarcoplasmática.

Los estudios destinados a cuantificar estos dos componentes, miofibrilar o sarcoplasmático, han demostrado que el volumen fraccional ocupado por las miofibrillas se reduce con un aumento correspondiente en el espacio ocupado por los componentes sarcoplásmicos en muchos culturistas entrenados (Figura 6) [12-14].

Tomando como modelo el vasto lateral humano, las fibras individuales de tamaño similar desarrollan una fuerza diferente en relación con su tipo (lento frente a rápido). La menor tensión desarrollada por las fibras lentas encuentra su explicación en una menor densidad de miofibrillas relacionada con un mayor volumen ocupado por mitocondrias y núcleos, y una menor fuerza generada por motores de miosina individuales [14,15].

Así, los protocolos adoptados por los culturistas podrían alterar la proporción entre la fracción miofibrilar y la sarcoplásmica, incluidos los orgánulos, especialmente en las fibras tipo I. Esto, a su vez, podría conducir a un menor desarrollo de tensión específica [14,15].

En conjunto, estas observaciones apoyan la idea de que las fibras musculares de los culturistas podrían tener menos capacidad para desarrollar fuerza y ​​potencia debido a una acumulación limitada de proteínas miofibrilares.

De cualquier forma, debemos recordar que tampoco podemos responsabilizar únicamente estos resultados variables de tensión específica al tipo de entrenamiento. Puede ser tentador suponer que la tensión específica aumenta con el entrenamiento pesado y/o explosivo y disminuye con el entrenamiento estilo culturista de mayor volumen, menos peso y más fatiga, pero lo mejor que tenemos para respaldar esta noción son las sugerencias de la investigación transversal, en lugar de la evidencia directa de investigación longitudinal.

Quizás tener fibras musculares con una tensión específica más alta te predisponga al éxito en los deportes de potencia, y tener fibras musculares con una tensión específica más baja te predisponga al éxito en el culturismo porque tener fibras musculares que son relativamente más débiles te permite tolerar un entrenamiento con más alto volumen con menor riesgo de lesión al ser cada contracción relativamente menos contundente.

Aunque las observaciones apoyan la idea de que las fibras musculares de los culturistas podrían tener menos capacidad para desarrollar fuerza y ​​potencia debido a una acumulación limitada de proteínas miofibrilares debido al tipo de entrenamiento de mayor volumen y fatiga, debemos ser cautelosos al responsabilizar únicamente los resultados variables de tensión específica al tipo de entrenamiento. Se necesita más evidencia directa de investigación longitudinal.

Aspectos neurales y estructurales relacionados con la fuerza.

Sabemos que en el desarrollo de la fuerza entran en juego muchos factores, más allá de la hipertrofia miofibrilar, que es cierto que tiene un impacto causal en las ganancias de fuerza. Uno de los más importantes es la capacidad de activación de los filamentos de las miofibrillas. En particular, se ha demostrado que las señales de calcio intracelular, es decir, la liberación de calcio desde el retículo sarcoplasmático tras la despolarización del sarcolema, pueden modificarse.

La liberación de calcio desde el retículo sarcoplasmático es provocada por el potencial de acción generado en la unión neuromuscular y detectado por el receptor de dihidropiridina. Esto nos lleva a la cadena de eventos que forman la base del control neuromotor (Tabla 1 y Figura 7) y que, ahora sí, se ve profundamente afectada por todo tipo de entrenamiento.

Las neuronas motoras corticales y las neuronas motoras espinales, e incluso la unión neuromuscular y su eficiencia, responden al entrenamiento [6,16,17]. Las adaptaciones neuronales son esencialmente cambios en la coordinación y el aprendizaje de cómo mejorar el reclutamiento y las tasas de activación de los músculos involucrados en una tarea de fuerza específica.

De hecho, es plausible que un músculo ahora más grande requiera tiempo para aprender a ser usado (lo que se denomina efecto de entrenamiento retardado). Por tanto, podemos anticipar ya que la fuerza puede aumentar sin aumentos en el tamaño del músculo (no es necesario), pero más hipertrofia contribuiría a un mayor potencial de ejercer fuerza.

Un músculo ahora más grande requiere tiempo para aprender a ser usado. Por tanto, las ganancias de fuerza que puedan ocurrir durante ese periodo de aprendizaje dictaminan que la fuerza puede aumentar sin aumentos en el tamaño del músculo (no es necesario), pero más hipertrofia contribuiría a un mayor potencial de ejercer fuerza.

No menos importante son otros cambios como las modificaciones en la arquitectura muscular y, en particular, el aumento del ángulo de disposición de las fibras musculares derivado de la hipertrofia, que pueden alterar la relación entre el tamaño del músculo y el rendimiento contráctil [4,10]. El cambio en las propiedades del tendón que también tiene lugar con un entrenamiento orientado a la mejora de la fuerza muscular con más especificidad de intensidades altas (<85% 1RM) puede modificar el acortamiento interno durante la contracción isométrica y posiblemente alterar el segmento de la curva longitud-tensión donde operan los sarcómeros [16,17].

En términos numéricos, la correlación entre el área de sección transversal y la fuerza muscular es tal que el tamaño del músculo solo explica aproximadamente el 50% de la variabilidad en la producción de fuerza. Otros factores arquitectónicos, como la longitud del fascículo y el ángulo de disposición de las fibras musculares derivado de la hipertrofia, no se correlacionan tan fuertemente y sólo explican aproximadamente el 10-20% de la variación [18].

En términos numéricos, la correlación entre el área de sección transversal y la fuerza muscular es tal que el tamaño del músculo solo explica aproximadamente el 50% de la variabilidad en la producción de fuerza. Otros factores arquitectónicos, como la longitud del fascículo y el ángulo de disposición de las fibras musculares derivado de la hipertrofia, no se correlacionan tan fuertemente y sólo explican aproximadamente el 10-20% de la variación.

Uso exógeno de esteroides anabolizantes androgénicos.

Finalmente, el impacto de los estímulos no relacionados con el entrenamiento sobre la hipertrofia y la fuerza no puede pasarse por alto. Por citar uno de tantos ejemplos [20-23] que han investigado y expuesto los efectos del uso exógeno de esteroides anabolizantes androgénicos en la masa muscular y la fuerza, Bhasin y cols. [21] encontraron que las dosis suprafisiológicas de testosterona (600 mg / semana) causaron hipertrofia (aumento del 15,7% en el volumen del músculo del muslo) y ganancias de fuerza (aumento del 17,7% en la fuerza de la prensa de piernas) sin ningún estímulo de entrenamiento (Figura 8).

La falta de estímulo de entrenamiento y la similitud entre la hipertrofia y las ganancias de fuerza sugieren también que las ganancias de fuerza fueron impulsadas en su mayor parte la hipertrofia muscular. Teniendo en cuenta estos puntos, parece evidente que la hipertrofia desde luego que puede considerarse una causa importante que contribuye a la mejora de la fuerza.

Resumen y conclusiones.

Según la forma de razonamiento más simple y directa, la hipertrofia debe ir acompañada de un aumento proporcional de la fuerza contráctil activa. Si la hipertrofia implica la acumulación de más miofibrillas y más motores de miosina y si cada miosina genera la misma fuerza, la fuerza debería aumentar en proporción cercana al aumento de la masa muscular durante una activación máxima. Sin embargo, la breve revisión de la literatura disponible en humanos que hemos podido ver en este artículo muestra que la situación es mucho más compleja.

Tres casos alternativos se presentaban al inicio del mismo en la Figura 1, y solo uno de ellos suponía un aumento proporcional de fuerza y ​​masa (caso A). Dado que hay muchas condiciones que conducen al caso B, la fuerza aumenta más que la masa, e incluso más conducen al caso C (la fuerza aumenta menos que la masa), vale la pena entender cómo puede ocurrir la disociación entre la fuerza y ​​la masa muscular, a través de todos los apartados que hemos ido desarrollando.

Se puede concluir que las ganancias de fuerza pueden ocurrir sin la hipertrofia acompañante, y que una hipertrofia similar no garantiza ganancias de fuerza similares. Sin embargo, esa evidencia no es incompatible con el argumento de que la hipertrofia tiene un efecto causal contribuyente sobre las ganancias de fuerza. Tanto es así que en sujetos expertos en entrenamiento de fuerza (> 7 años) se ha observado que la hipertrofia puede explicar en torno al 65% de las ganancias de fuerza [24].

Estos hallazgos en individuos entrenados están respaldados por el trabajo de Appleby y colaboradores [25], quienes evaluaron a jugadores de rugby profesionales durante 2 años de entrenamiento y encontraron que los aumentos de la fuerza en press de banca y en sentadillas estaban fuertemente correlacionados con los cambios de masa magra, siendo más importante y determinante para las sentadillas – lo cual tiene sentido puesto que es un ejercicio donde se moviliza mayor cantidad de masa muscular que en el press de banca – (Figura 9).

Por su parte, especialmente al principio de un programa de entrenamiento, las ganancias de fuerza superan con creces las ganancias de masa muscular. De hecho, muchos estudios muestran poco o ningún aumento de la masa muscular dentro de las primeras 4-6 semanas de entrenamiento, mientras que las ganancias de fuerza comienzan desde el día 1 debido al resto de factores contribuyentes a ella como el aprendizaje motor o la mejor coordinación.

Tomados en conjunto, surge una tendencia clara de estos estudios: en poblaciones no entrenadas, la relación entre ganancias en músculo y ganancias en fuerza es muy débil y tenue, pero a medida que aumenta el estado de entrenamiento, la relación se fortalece (Figura 10).

Por otro lado, la necesidad específica de aumentar la fuerza para ganar masa muscular es mucho menor, como se puede deducir a partir de hechos como que la hipertrofia es semejante utilizando cargas altas o bajas o que se ha demostrado también que la mejora en la fuerza puede ocurrir por otros factores a expensas de aumentar masa muscular. Estos factores, que ocurren a ritmos diferentes y contribuyen en mayor o menor medida en diferentes momentos del proceso, incluyen:

• Los cambios en la coordinación son los más rápidos y probablemente representan la mayoría de las ganancias de fuerza en la primera o segunda semana.
• Los cambios en el reclutamiento de unidades motoras de alto umbral son más lentos y probablemente solo sean evidentes después de varias semanas o meses.
• Las modificaciones en la coactivación de antagonistas pueden tardar años en manifestarse, por lo que solo se notan en levantadores con varios años de experiencia en levantamientos.
• La velocidad a la que se produce cada adaptación local y periférica es menos clara, pero la rigidez del tendón parece aumentar y alcanzar una meseta más rápidamente que el tamaño del músculo y la transmisión de fuerza lateral.

Pese a ello, esto no significa que sean inútiles periodos algo más centrados en la fuerza para personas que tengan principal interés en la hipertrofia muscular. La necesidad de sobrecarga progresiva para el crecimiento muscular, por ejemplo a través de llegar a ser capaz de levantar pesos más pesados que puedan representar una misma intensidad relativa, agregaría tensión mecánica a las fibras individuales lo que favorecerá la hipertrofia muscular total en el largo plazo.

En poblaciones no entrenadas, la relación entre ganancias en músculo y ganancias en fuerza es muy débil y tenue – la hipertrofia puede explicar alrededor de un 5% de las ganancias de fuerza – , pero a medida que se coge experiencia en el entrenamiento, la relación se fortalece – la hipertrofia puede llegar a explicar alrededor de un 65% de las ganancias de fuerza en un experto –. Por tanto, si el objetivo principal de la carrera de entrenamiento es ganar fuerza máxima, la necesidad de periodos de hipertrofia es cada vez mayor.

Si, por otro lado, el objetivo principal de la carrera de entrenamiento es aumentar masa muscular, la necesidad específica de aumentar la fuerza para ganar masa muscular es mucho menor. No obstante, esto no significa que sean inútiles periodos algo más centrados en la fuerza, pues estos periodos específicos de entrenamiento de fuerza máxima también beneficiarán a medio y largo plazo la hipertrofia, aunque en menor grado que periodos específicos de hipertrofia para mejorar la fuerza.

Recomendaciones prácticas para planificar hipertrofia y/o fuerza.

Si el objetivo principal a largo plazo es la hipertrofia…

• Principiantes: No preocuparse por la fuerza durante el primer año.
• Intermedios: Opcional 1 mesociclo de 4-6 semanas cada 6 meses de entrenamiento de hipertrofia; preferiblemente antes de comenzar los bloques más específicos de volumen de hipertrofia.
• Avanzados: Recomendable 1 mesociclo de 6 semanas cada 5-6 meses de entrenamiento de hipertrofia; preferiblemente antes de comenzar los bloques más específicos de volumen de hipertrofia.
• Expertos: Recomendable 1 mesociclo de 4-6 semanas cada 4-5 meses de entrenamiento de hipertrofia; preferiblemente antes de comenzar los bloques más específicos de volumen de hipertrofia.

Si el objetivo principal a largo plazo es la fuerza máxima…

• Principiantes: No especializarse mucho en la fuerza durante el primer año. Alternar períodos más típicos de hipertrofia (2-3 meses) con periodos más típicos de fuerza (1-2 meses).
• Intermedios: Una vez que se haya ganado algo de masa muscular durante el primer año, podremos centrarnos un poco más en la fuerza. Por ello, sería recomendable 1 mesociclo de 6 semanas de hipertrofia cada 4-5 meses de entrenamiento de fuerza; preferiblemente lo más no lejos posible de una toma de marcas (1RM en diferentes ejercicios) o de una competición.
• Avanzados: Muy recomendado 1 mesociclo de 6-8 semanas de hipertrofia cada 4-5 meses de entrenamiento de fuerza; preferiblemente lo más no lejos posible de una toma de marcas (1RM en diferentes ejercicios) o de una competición.
• Expertos: Prácticamente necesario 1 mesociclo de 8 semanas de hipertrofia cada 4-6 meses de entrenamiento de fuerza; preferiblemente lo más no lejos posible de una toma de marcas (1RM en diferentes ejercicios) o de una competición.

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