No es nada raro escuchar hablar sobre el tiempo bajo tensión y su importancia para la hipertrofia muscular. De hecho, un comentario que se suele repetir mucho es el de “tienes que bajar la barra en tres segundos para que el ejercicio sea efectivo”.
Esto nos suele llevar a la confusión y a pensar que debemos llevar a cámara lenta cada repetición que hacemos en nuestros entrenamientos. Algo que está directamente relacionado con la sensación de quemazón que experimentamos cuando hacemos un ejercicio con una cadencia lenta. Es decir, bajando y subiendo la barra en más tiempo de lo normal. Pero ¿quiere esto decir que el movimiento está siendo más efectivo?
contracción concéntrica, isométrica y excéntrica
Y sí, es cierto que la fase excéntrica tiene un gran potencial de crecimiento para la hipertrofia muscular. Pero muchas veces, cometemos el error de pensar que utilizar una herramienta que nos haga sentir más el músculo que buscamos estimular, será superior para conseguir hipertrofia muscular. Sin embargo, aunque la conexión mente-músculo es algo a tener en cuenta, no podemos basar nuestros entrenamientos en ello. Por eso hay cosas más importantes de las que preocuparnos.
Cuando contraemos un músculo, las fibras musculares generan fuerza haciendo que los sarcómeros se acorten. Por otro lado, cuando resistimos una fuerza que desciende a favor de la gravedad, las fibras musculares se contraen mientras los sarcómeros se elongan . Este ciclo de acortamiento estiramiento hace que las unidades motoras se recluten y posteriormente se fatiguen, generando así una tensión mecánica elevada. Lo que a su vez genera un estímulo suficiente como para que se activen ciertas vías que desembocan en el crecimiento muscular.
Unido a esto, muchas veces se recomiendan las contracciones isométricas por ejemplo para el entrenamiento de nuestros abdominales. Pero ¿realmente son efectivas este tipo de contracciones si nuestro objetivo es la hipertrofia muscular? Y de no ser así, ¿cuál sería la manera óptima de sacarle el máximo partido a cada fase de cada ejercicio?
Contenido por Alejandro Barrio (a.barrio_hb)
Durante el entrenamiento de fuerza convencional, digamos que levantamos y frenamos cargas de manera repetida. A veces, como en el ejercicio de sentadilla, comenzamos con la fase de descenso y luego realizamos la fase de levantamiento para volver al inicio. Otras veces, como en el ejercicio de curl de bíceps, comenzamos con la fase de elevación. Y luego realizamos la fase de frenado para volver al principio.
Cuando levantamos una carga, la unidad contráctil del músculo, el sarcómero, disminuye su tamaño. Dicho de una forma más simple, las fibras musculares dentro del músculo se acortan. Es a esto a lo que nos referimos cuando hablamos de una acción muscular concéntrica. Por otra parte, cuando bajamos una carga, las fibras musculares se alargan. A esto nos referimos con una acción muscular excéntrica.
Ocasionalmente, atletas de fuerza como powerlifters, utilizan métodos de entrenamiento de fuerza que involucran solo la fase de levantamiento (como en algunos ejercicios balísticos). O solo la fase de descenso (como en el curl nórdico), con diversos objetivos específicos. En el mundo del bodybuilding es común ver cómo los atletas más experimentados enfatizan la fase excéntrica de los ejercicios, llegando incluso a trabajar más allá del fallo realizando repeticiones asistidas por un compañero de manera que se resista únicamente la bajada de la carga.
En la literatura científica que ha comparado los efectos del entrenamiento de fuerza concéntrico y excéntrico de manera independiente, se ha encontrado que producen diferentes efectos sobre la hipertrofia muscular. Con respecto a los aumentos en la longitud de la fibra muscular frente al diámetro de ésta. Con respecto a la hipertrofia regional, y con respecto al incremento del tamaño de las fibras musculares de alto umbral frente a las de bajo umbral.
Durante mucho tiempo se ha defendido que para optimizar el crecimiento muscular, la fase excéntrica debe ser controlada o que incluso se debe aguantar durante varios segundos (3-5”), ya que ésta será la principal inductora de hipertrofia.
Ahora bien, la pregunta que probablemente se nos haya ocurrido a todos, ¿realmente es el estímulo producido por la fase excéntrica de un movimiento el principal desencadenante para el crecimiento muscular?
¿Qué ocurre cuando las fibras musculares se acortan?
Cuando las fibras musculares se acortan, producen fuerza debido a las acciones de los elementos activos en su interior. Los elementos activos son aquellas estructuras que ejercen fuerza usando energía para producir movimiento en respuesta a la señal eléctrica enviada desde el sistema nervioso central.
Cada fibra muscular contiene cadenas largas y delgadas de estructuras llamadas sarcómeros, que están formadas por muchos miofilamentos de moléculas. Para la producción de fuerza activa, los miofilamentos clave dentro de cada sarcómero son aquellos hechos de moléculas de actina y miosina. Cuando la señal eléctrica del sistema nervioso central llega a la fibra muscular, hace que los iones de calcio se liberen en el área alrededor de los miofilamentos de actina y miosina.
Las proteínas reguladoras ubicadas en la cadena de actina responden a la presencia de estos iones de calcio. La liberación de iones de calcio en el área alrededor de las cadenas de moléculas de actina y miosina altera las posiciones de estas proteínas reguladoras. Y esto permite que la miosina se una a la actina. Este proceso de unión, que implica la formación de los famosos puentes cruzados, hace que la actina se deslice más allá de la miosina en cada sarcómero a lo largo de la fibra muscular. Haciendo que se deforme toda la fibra y, posteriormente, todo el músculo.
Es importante destacar que los miofilamentos de actina y miosina no cambian su longitud cuando se forman los puentes cruzados. Más bien, aumenta la cantidad de solapamientos entre los miofilamentos de actina y miosina dentro de cada sarcómero. Dado que las fibras musculares no cambian su volumen cuando se deforman al disminuir su longitud, este aumento del solapamiento en varios puntos a lo largo de la fibra hace que sobresalga hacia afuera en el centro de cada sarcómero. Esta deformación hacia el exterior en el plano transversal de la fibra muscular puede ser detectada por mecanorreceptores y, por lo tanto, estimular el crecimiento muscular.
El proceso mediante el cual la miosina se une a la actina para producir puentes cruzados es impulsado por la energía química proporcionada en forma de adenosin trifosfato (ATP). Durante el entrenamiento de fuerza, a medida que se usa este ATP, se repone con los sistemas de energía oxidativa, sistema glucolítico y sistema de los fosfatos. Cuando se emplean repeticiones moderadas o altas, el sistema glucolítico predomina, y esto conduce a la formación de subproductos metabólicos como el lactato, los iones de hidrógeno, el fosfato y el difosfato de adenosina (ADP); lo que se ha denominado estrés metabólico, y que está estrechamente relacionado con el proceso de fatiga que provoca un mayor reclutamiento de unidades motoras y, en consecuencia, una reducción en la velocidad de acortamiento muscular.
¿Qué ocurre cuando las fibras musculares se elongan?
Cuando las fibras musculares se alargan, producen fuerza debido a las acciones de los elementos activos y pasivos dentro de ellas. Los elementos pasivos son estructuras elásticas que ejercen fuerza al resistir la deformación, en lugar de usar energía para producir movimiento.
Como las fibras musculares usan elementos activos y pasivos para producir fuerza mientras se están alargando (pero solo pueden usar elementos activos para producir fuerza mientras se acortan), pueden necesariamente ejercer mayor cantidad de fuerza en movimientos de descenso (excéntricos) que en la propia fase de levantamiento (movimientos concéntricos).
Las fibras musculares individuales pueden producir aproximadamente un 50% más de fuerza mientras se están alargando, que cuando se están acortando, y generalmente somos un 25-30% más fuertes cuando frenamos una carga, que cuando la levantamos en el mismo ejercicio. Las fibras musculares individuales, cuando se alargan, son probablemente más fuertes que el propio músculo en su totalidad debido a que son testadas durante estimulación eléctrica involuntaria (impulsos eléctricos), en lugar de estimulación producida por movimientos voluntarios, en los que el sistema nervioso central probablemente limita la fuerza que ejercemos, como mecanismo de seguridad (Aagaard, 2018).
Hay tres elementos de las fibras musculares que se deforman durante el alargamiento:
o Endomisio: La matriz extracelular que cubre la membrana celular.
o Citoesqueleto: La estructura interna de la fibra muscular.
o Titina: La cual desempeña un papel particularmente importante cuando la fibra muscular está activa.
La titina es, por lo tanto, fundamental para comprender las contracciones excéntricas y el entrenamiento de fuerza excéntrico.
A medida que las fibras musculares producen fuerza activa mientras se alargan, como se ha explicado, la superposición de los miofilamentos de actina y miosina es cada vez menor, y no sobresalen hacia afuera en medio de cada sarcómero tanto como lo hacen durante el acortamiento de la fibra. De hecho, como las fibras no cambian de volumen cuando se deforman, lo que ocurre es que deben reducir su diámetro a medida que aumentan en longitud. Sin embargo, es probable que la deformación longitudinal de la fibra muscular siga siendo detectada por los mecanorreceptores, y por lo tanto estimule el crecimiento muscular.
Cuando las fibras musculares producen fuerza activa mientras se alargan, requieren actividad metabólica para producir el ATP que potencia la unión de la miosina a la actina para producir puentes cruzados, al igual que lo hacen cuando producen fuerza mientras se acortan. Sin embargo, la cantidad de ATP requerida para producir fuerza mientras se alarga es mucho menor que la cantidad requerida para producir fuerza mientras las fibras musculares se acortan.
De hecho, las acciones musculares excéntricas son más del doble de eficientes energéticamente que las acciones musculares concéntricas (Ryschon et al., 1997). Por lo tanto, los procesos de fatiga que conducen al fallo muscular cuando las fibras musculares se están alargando no implicarán necesariamente una alta acumulación de metabolitos (Nielsen et al., 2005). Además, el proceso fatigante no producirá una reducción en la velocidad de ejecución del movimiento, sino que parece aumentar la carga proporcional en los elementos pasivos, a medida que se reduce la contribución de los elementos activos. Esto podría verse como una especie de balanza en la que participan los elementos activos y pasivos; a medida que la fatiga de los elementos activos va aumentando, la implicación de los elementos pasivos se eleva también (Mair et al., 1996).
Por lo tanto, las diferencias más notables entre las contracciones concéntricas y las contracciones excéntricas de un levantamiento serían las siguientes:
1. Cuando las fibras musculares se acortan, producen fuerza a través de las acciones de los elementos activos, y esto hace que la fibra muscular se deforme al reducir su longitud y produciendo un abultamiento en el centro de cada sarcómero.
Este proceso requiere un alto nivel de metabolismo energético, a través de un proceso bastante ineficiente, que causa una gran cantidad de acumulación de metabolitos a medida que la fibra se fatiga. Además, como la fibra se fatiga, esto conduce a una reducción en la velocidad del acortamiento muscular, y esto aumenta la carga mecánica en las fibras de las unidades motoras recién reclutadas, debido a la fuerza que ejercen de acuerdo con la relación fuerza-velocidad.
2. Cuando las fibras musculares se elongan, producen fuerza a través de las acciones de los elementos activos y pasivos, y esto lleva a que se desarrollen mayores fuerzas, lo que significa que la fibra muscular se deforma al aumentar su longitud y disminuir su diámetro.
Este proceso requiere un nivel mucho menor de metabolismo energético, a través de un proceso eficiente, y causa una acumulación mínima de metabolitos a medida que la fibra se fatiga. Dicha fatiga será lo que hará que aumente la carga en los elementos pasivos, en relación con los elementos activos.
Efectos a largo plazo del entrenamiento concéntrico y entrenamiento excéntrico
En general, parece que el entrenamiento de fuerza excéntrico y entrenamiento concéntrico podrían producir aumentos similares en el volumen muscular (Schoenfeld et al., 2017), aunque las primeras investigaciones tendieron a encontrar indicios de que el entrenamiento excéntrico podría generar mayores aumentos en el tamaño muscular.
Aunque el entrenamiento excéntrico podría producir un crecimiento muscular general ligeramente mayor, este hecho probablemente estaría relacionado con el efecto de una mayor carga mecánica (lo que generaría una tensión mecánica mayor) y una mayor fuerza específica de cada fibra muscular, y no tanto con características especiales del propio tipo de contracción (Ashida et al., 2017).
Además, investigaciones recientes han demostrado que el entrenamiento de fuerza excéntrico podría causar mayores ganancias en la longitud de la fibra muscular, mientras que el entrenamiento de fuerza concéntrico conduce a mayores aumentos en el diámetro de la fibra muscular, incluso cuando los aumentos generales en el volumen muscular son similares (Franchi et al., 2015).
Estos efectos pueden estar relacionados con las diferencias en el crecimiento muscular regional entre los dos tipos de entrenamiento, debido a que mientras el entrenamiento de fuerza excéntrico provoca mayores aumentos en el tamaño muscular en la región distal, el entrenamiento de fuerza concéntrico causa mayores aumentos en la región media del músculo.
Por último, parece que el entrenamiento excéntrico podría estimular una mayor hipertrofia de las fibras musculares rápidas (pero este es un tema que daría para otro artículo).
Conclusiones y aplicación práctica
1. El entrenamiento con cargas utilizando únicamente la fase de levantamiento o únicamente la fase de descenso, cuantitativamente, parece producir un aumento del tamaño de la fibra muscular muy similar.
2. Las principales diferencias en los efectos del entrenamiento con cargas concéntrico y entrenamiento con cargas excéntrico, parecen darse en la zona de la fibra muscular en la que se produce el mayor crecimiento.
3. El entrenamiento con cargas excéntrico produciría mayores ganancias en la longitud de la fibra muscular, así como mayores aumentos de tamaño en la región distal del músculo.
4. El entrenamiento con cargas concéntrico produciría mayores ganancias a nivel del diámetro de la fibra muscular, así como mayores aumentos de tamaño en la región media del músculo.
Ahora bien, la mayoría estaréis pensando que, durante el entrenamiento con cargas, a excepción de ejercicios muy específicos, no se suelen realizar solo contracciones concéntricas o solo contracciones excéntricas. Y es que, en el entrenamiento convencional, la mayoría de los ejercicios se componen de una fase concéntrica y una fase excéntrica.
Entonces, ¿todo lo anterior no ha valido para nada?
Obviamente, no. Sería un despropósito haber metido toda esta chapa para que no se le pudiera sacar aplicación práctica. Por lo tanto, aunque seguro que muchos os habréis dado cuenta y habréis encontrado la relación, todos los efectos asociados al entrenamiento concéntrico y entrenamiento excéntrico, se reflejan prácticamente de manera idéntica en la fase concéntrica y fase excéntrica de un ejercicio respectivamente.
Es por ello que, contrariamente a la creencia popular, el entrenamiento de fuerza en excéntrico no siempre produce mayores aumentos en el tamaño muscular que el entrenamiento concéntrico o convencional, y realmente los cambios más importantes estarán relacionados con la arquitectura muscular y la tensión producida en las propias fibras musculares.
Bibliografía
Aagaard, P. (2018). Spinal and supraspinal control of motor function during maximaleccentric muscle contraction: Effects of resistance training. Journal of Sport and Health Science.
Ashida, Y., Himori, K., Tatebayashi, D., Yamada, R., Ogasawara, R., & Yamada, T. (2017). Effects of contraction mode and stimulation frequency on electrical stimulation-induced skeletal muscle hypertrophy. Journal of Applied Physiology, 124(2), 341-348.
Franchi, M. V., Wilkinson, D. J., Quinlan, J. I., Mitchell, W. K., Lund, J. N., Williams, J. P., … & Narici, M. V. (2015). Early structural remodeling and deuterium oxide‐derived protein metabolic responses to eccentric and concentric loading in human skeletal muscle. Physiological reports, 3(11).
Mair, S. D., Seaber, A. V., Glisson, R. R., & Garrett JR, W. E. (1996). The role of fatigue in susceptibility to acute muscle strain injury. The American Journal of Sports Medicine, 24(2), 137-143.
Nielsen, J. S., Madsen, K., Jørgensen, L. V., & Sahlin, K. (2005). Effects of lengthening contraction on calcium kinetics and skeletal muscle contractility in humans. Acta Physiologica Scandinavica, 184(3), 203-214.
Ryschon, T. W., Fowler, M. D., Wysong, R. E., Anthony, A. R., & Balaban, R. S. (1997). Efficiency of human skeletal muscle in vivo: comparison of isometric, concentric, and eccentric muscle action. Journal of applied physiology, 83(3), 867-874.
Schoenfeld, B. J., Ogborn, D. I., Vigotsky, A. D., Franchi, M. V., & Krieger, J. W. (2017). Hypertrophic effects of concentric vs. eccentric muscle actions: a systematic review and meta-analysis. The Journal of Strength & Conditioning Research, 31(9), 2599-2608.