STIFFNESS, ¿ENEMIGA O ALIADA? EJEMPLOS PRÁCTICOS

Mario MuñozPor Creado: 8/09/2017 0 Comentarios Artículos relacionados : , , , ,

STIFFNESS, ¿ENEMIGA O ALIADA? EJEMPLOS PRÁCTICOS

Por lo general, cuando se escucha el término stiffness o rigidez en el entrenamiento de fuerza evocan asociaciones negativas, por ejemplo, músculos tensos, mala postura y movimiento restringido.

En el mundo de la biomecánica de sprint y salto, la rigidez se refiere a la cantidad de deformación de un objeto (en nuestro caso, músculos, tendones, fascia, etc.) en relación con la cantidad de fuerza que actúa sobre el objeto. Los materiales rígidos son difíciles de deformar mientras que los materiales flexibles son fáciles de deformar. Un atleta puede ser flexible y capaz de demostrar una considerable rigidez. Un balón desinflado es flexible porque se deforma considerablemente al caer al suelo, mientras que una pelota de golf es rígida porque no se deforma mucho al aterrizar.

A su vez, podremos hablar de dos tipos de rigidez: pasiva o activa.

Stiffness pasiva hace referencia a la rigidez que presenta alguna de nuestras estructuras de por sí, sin ser alterada voluntariamente (nuestro tendón de Aquiles, por ejemplo). Esta puede ser entendida como un muelle: nuestros músculos y tendones, tras deformarse debido a una fuerza externa, tienen la capacidad para volver a su estado inicial. Cuanto mayor sea su rigidez, mayor será la rapidez con la que vuelvan a su estado de reposo, al igual que ese muelle.

STIFFNESS hooke

Stiffness activa, por otro lado, es la rigidez que nosotros aplicamos de forma voluntaria. Si aplicamos fuerza tensando la pierna, la rigidez será mayor que si la dejamos relajada o semi-relajada.

Los niveles más altos de rigidez del tendón conducen a una mayor fuerza máxima y una mayor tasa de producción de fuerza (RFD), porque el músculo puede operar más cerca del final de la curva de la relación fuerza-velocidad [1]. En otras palabras, mayor stiffness significa que el tendón permite soportar una mayor fuerza generada por el músculo en un menor intervalo de tiempo al ser más rígido.

Cuando un músculo comienza a contraerse, las unidades de músculo-tendón más rígidas comienzan antes a aplicar fuerza a una articulación que las unidades de músculo-tendón menos rígidas.

STIFFNESS union

Figura 1: Unión músculo-tendinosa.

Como vemos en la figura 1, las unidades músculo-tendinosas tienen músculos y tendones en serie (uno tras otro). Así, mientras que podemos mirar a la rigidez general de toda la unidad músculo-tendón, también podemos evaluar la rigidez individual del músculo y el tendón, por separado. El entrenamiento de la fuerza conduce a un aumento de la rigidez del tendón, y aunque los efectos se ven afectados por la carga (cargas más altas son mejores), no difieren entre el entrenamiento excéntrico y concéntrico [2].

En contraste, mientras que la rigidez muscular probablemente aumenta ligeramente después del entrenamiento concéntrico, lo más probable es que debido a aumentos en el contenido de matriz extracelular y titina [3] disminuye después del entrenamiento excéntrico [4], lo que puede explicar por qué, en parte, este tipo de entrenamiento produce mejoras menores en la RFD en comparación con el entrenamiento puramente concéntrico [5].

Esto parece extraño ¿no? En todo caso, podríamos esperar que el aumento de la rigidez muscular sea superior después del entrenamiento excéntrico. De hecho, las investigaciones más antiguas en animales que realizan entrenamiento excéntrico acentuado, como correr en pendiente, han reportado resultados contrarios [6]. Una posible explicación de esta discrepancia podría ser el gran aumento en la longitud del fascículo muscular que se produce por el entrenamiento únicamente excéntrico.

STIFFNESS carga

Figura 2: Curva carga-elongación o tensión-deformación.

La stiffness o rigidez es el gradiente de la curva tensión-deformación, que puede calcularse como tensión (carga o fuerza por unidad de superficie) dividida por la deformación (elongación o cambio relativo de longitud).

Aplicar un estrés a una fibra muscular larga dará como resultado un cambio de longitud relativo mayor que el mismo esfuerzo aplicado a una fibra muscular más corta, siendo iguales el resto de posibles variables.

Lo que esto significa es que mientras la rigidez del conjunto músculo-tendón a menudo aumenta con el entrenamiento de fuerza normal o con ejercicio concéntrico, no necesariamente aumenta después del ejercicio excéntrico [4]. El aumento de la rigidez del conjunto músculo-tendón probablemente se traduce en una mayor rigidez articular, lo que podría ser deseable o no, dependiendo de los objetivos de los deportistas.

¿A QUIÉNES LES PUEDE INTERESAR MEJORAR SU STIFFNESS?

Verdaderamente a todo deportista o persona que quiera mejorar su condición física. Se ha demostrado que los deportistas de élite de diferentes deportes muestran más rigidez que los principiantes puesto que sus articulaciones tienden a moverse menos (son más estables), especialmente cuando entran en contacto con el suelo al saltar y al correr [7-11].

Por tanto, el aumento de la rigidez suele ser una buena idea, sobre todo para quienes practican deportes en los que se realizan sucesivos cambios de dirección, saltos y recepciones o acciones cíclicas de impacto (correr, golpear, etc.).

Estos son algunos de los efectos de una mayor rigidez [12]:

1. Menor tiempo necesario para aplicar fuerza (más RFD).

2. Almacenar y usar mayor energía elástica de forma más eficiente (menos pérdida por calor).

3. Aumento de la economía de carrera, es decir, la capacidad de mantener la misma marcha con un esfuerzo y un gasto de energía menor (debido a un uso más eficiente de la fuerza aplicada, gracias a la energía elástica almacenada).

En biomecánica los dos tipos más comunes de rigidez medida son la rigidez de la pierna y la rigidez vertical. La rigidez de la pierna se puede calcular matemáticamente dividiendo la fuerza de reacción del suelo (GRF) por el cambio en el rango de movimiento de la pierna (ROM). La rigidez vertical se puede calcular dividiendo el GRF por el cambio en el movimiento vertical del centro de masas (COM).

La rigidez de las piernas y la rigidez vertical son iguales durante las pruebas de salto vertical (vectores axiales puros), pero no son iguales en acciones cíclicas como el sprint (componente de vector anteroposterior).

STIFFNESS hopping

STIFFNESS dibujo

Para mejorar la stiffness, por tanto, ejercicios con componentes pliométricos, de acciones concéntricas explosivas y acciones concéntricas puras (con menor componente excéntrico) serán las que de manera más rápida permitan mejorar la rigidez del conjunto músculo-tendón, pero no debemos olvidar las ventajas que ofrecen todos los métodos de entrenamiento en las diferentes manifestaciones de la rigidez de músculos y tendones.

STIFFNESS comparacion

RESUMEN Y CONCLUSIONES

En el mundo de la biomecánica de sprint y salto, la rigidez se refiere a la cantidad de deformación de un objeto (en nuestro caso, músculos, tendones, fascia, etc.) en relación con la cantidad de fuerza que actúa sobre el objeto. Se representa por el gradiente de la curva tensión-deformación, que puede calcularse como tensión (carga o fuerza por unidad de superficie) dividida por la deformación (elongación o cambio relativo de longitud).

Rigidez contiene componentes estructurales y contráctiles, lo que significa que los tendones pueden adaptarse a ser más rígidos (pasivamente) y los músculos pueden contraerse más rápido y es más difícil crear más rigidez.

Dado que los cambios en la rigidez total del tendón no parecen diferir entre el entrenamiento concéntrico y excéntrico, los cambios en la rigidez activa del tendón no son probablemente responsables de la especificidad de las ganancias de fuerza después del entrenamiento excéntrico, aunque sí los de la rigidez pasiva. Por su parte, los cambios en la rigidez muscular son menos claros, pero se deben a una mayor combinación de variables.

Bibliografía y referencias

1. Mayfield, D. L., Launikonis, B. S., Cresswell, A. G., & Lichtwark, G. A. (2016). Additional in-series compliance reduces muscle force summation and alters the time course of force relaxation during fixed-end contractions. Journal of Experimental Biology, 219(22), 3587-3596.

2. Bohm, S., Mersmann, F., & Arampatzis, A. (2015). Human tendon adaptation in response to mechanical loading: a systematic review and meta-analysis of exercise intervention studies on healthy adults. Sports Med Open, 1(1), 7.

3. Gillies, A. R., & Lieber, R. L. (2011). Structure and function of the skeletal muscle extracellular matrix. Muscle & Nerve, 44(3), 318-331.

4. Kay, A. D., Richmond, D., Talbot, C., Mina, M., Baross, A. W., & Blazevich, A. J. (2016). Stretching of Active Muscle Elicits Chronic Changes in Multiple Strain Risk Factors. Medicine & Science in Sports & Exercise.

5. Blazevich, A. J., Horne, S., Cannavan, D., Coleman, D. R., & Aagaard, P. (2008). Effect of contraction mode of slow‐speed resistance training on the maximum rate of force development in the human quadriceps. Muscle & Nerve, 38(3), 1133-1046.

6. Lindstedt, S. L., LaStayo, P. C., & Reich, T. E. (2001). When active muscles lengthen: properties and consequences of eccentric contractions. Physiology, 16(6), 256-261.

7. Brazier, J., Bishop, C., Simons, C., Antrobus, M., Read, P. J., & Turner, A. N. (2014). Lower extremity stiffness: Effects on performance and injury and implications for training. Strength & Conditioning Journal, 36(5), 103-112.

8. Lee, B., & McGill, S. (2016). The effect of short-term isometric training on core/torso stiffness. Journal of Sports Sciences, 1-10.

9. Lee, B., & McGill, S. (2017). The effect of core training on distal limb performance during ballistic strike manoeuvres. Journal of sports sciences, 35(18), 1768-1780.

10. Iacono, A. D., Martone, D., Milic, M., & Padulo, J. (2017). Vertical-vs. Horizontal-Oriented Drop Jump Training: Chronic Effects on Explosive Performances of Elite Handball Players. The Journal of Strength & Conditioning Research, 31(4), 921-931.

11. Mersmann, F., Charcharis, G., Bohm, S., & Arampatzis, A. (2017). Muscle and tendon adaptation in adolescence: Elite volleyball athletes compared to untrained boys and girls. Frontiers in Physiology, 8.

12. Contreras, B. (2010). Stiffness: What Is It? Disponible en https://bretcontreras.com/stiffness-what-is-it/. Visitado por úlitma vez a 14 de julio de 2017.

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