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Introducción

    Estimar de una forma indirecta el porcentaje de fibras rápidas y lentas, ha llamado la atención de disímiles científicos en los últimos tiempos, no pocos han estado tentados a correlacionar el porcentaje de fibras rápidas con las más variadas pruebas de capacidad funcional. Entre las que han recibido mayor atención se encuentran las que muestran la tasa de descenso de potencia muscular desarrollada durante esfuerzos prolongados máximos sobre ergómetros isocinéticos Thortenson (1976), Tesche y col (1978), y el test de Wingate Bar-Or (1980), en estos test, como la tasa de descenso muscular puede ser determinada en parte por el metabolismo (Kastch y Herman, 1979), la validez de la tasa de descenso de la potencia muscular empleado como criterio de estimación indirecta del porcentaje de fibras rápidas presenta numerosas incertezas y variables incontrolables (Vandewalle y col , 1979).

    También el porcentaje de fibras rápidas ha sido determinado mediante la ejecución de una serie de saltos continuos durante 60 segundos (Bosco y Col, 1983) este test posee el inconveniente de usar ecuaciones de regresión para correlacionar las variables que determinan el porcentaje de fibras, pero en este test puede que exista alguna variable fisiológica que influya en los resultados y no se tenga en consideración con la aplicación de este método estadístico. Por tal motivo nos proponemos, establecer una metodología para estimar el porcentaje de fibras rápidas y lentas a través de ecuaciones biomecánicas considerando las características antropométricas individuales.

Desarrollo

    Para lograr el objetivo propuesto nos apoyamos en la medición como método empírico, y métodos teóricos tales como análisis -síntesis y la modelación entre otros para poder arribar a juicios y valoraciones que permitieran arribar a una nueva metodología para la estimación del porcentaje de fibras rápidas y lentas teniendo en cuenta las particularidades biológicas de los atletas.

    Partiendo de la características de los músculos, de la mecánica de los cuerpos deformables y de la electrodinámica clásica arribamos a nuestro modelo biomecánico para la contracción muscular, bajo las siguientes consideraciones.

    Los músculos están compuestos por gran cantidad de fibras musculares nombradas miofibrillas, estas tienen forma cilíndrica, un diámetro de 1- 2 µm, a menudo se extienden a todo lo largo de la fibra muscular, y están formadas por sarcómeros dispuestos en serie, el sarcómero representa la unidad contráctil, está compuesto esencialmente por filamentos finos y por filamentos gruesos, dispuestos entre las denominadas líneas. Así, las proteínas que forman el sarcómero son muy diversas entre sí, pero prácticamente todas presentan las que se definen "formas isoméricas" (isómeros) o bien distintas "versiones" de las mismas proteínas: éstas desempeñan la misma función fundamental, pero se diferencian ligeramente en su estructura. Por ejemplo, las diferencias entre las formas isoméricas provocan velocidades diversas de contracción y un vínculo más intenso con otras proteínas, las formas isoméricas de la miosina se hallan en la base de la diferenciación entre los tipos de fibras musculares (Howald, 1982).

    La diferenciación principal que se establece es entre fibras de tipo I (lentas, de contracción lenta, rojas) y fibras de tipo II (rápidas, de contracción rápida, blancas).Por ejemplo, en los seres humanos, las fibras de tipo I muestran una velocidad de contracción que es de tres a cinco veces menor respecto a las fibras de tipo II. Las miofibrillas de las fibras de tipo I y II están dotadas de distintas formas isoméricas de miosina. La "miosina" "rápida" de las fibras de tipo II escinde la ATP más rápidamente que las "lentas" e tipo I.

    Existen pruebas de que en un ciclo contráctil, una cabeza de la miosina "lenta" sigue ligada por un poco más de tiempo a la actina de las cabeza de la miosina "rápida, y esta sería una de las causas de la menor velocidad de contracción de las fibras de tipo I, en un trabajo tónico (trabajo estático)  como en todos los movimientos que efectuamos habitualmente, las fibras del tipo I utilizan menos ATP que las fibras del II tipo, en los movimientos lentos, las cabezas de la miosina de las fibras de tipo II (si son utilizadas) intervienen más rápidamente en el ciclo utilizando un ATP.

    En cambio, el vínculo más prolongado de las cabezas de la miosina "lenta" con La actina no requiere un ATP adicional, por lo que las fibras de tipo I trabajan de modo más eficaz que las de tipo II, pero no alcanzan la misma velocidad de contracción. El rango de velocidad de las fibras del tipo I es más elevado de lo que se supone comúnmente.

    Con todas estas consideraciones de la contracción muscular estamos en condiciones de representarnos un modelo físico matemático que recoja todas las características fisiológicas del músculo, pero para ello primeramente preestablecemos las siguientes condicionantes físicas.

• Considerar el movimiento solo en el plano x-y.

• El movimiento de todo el cuerpo se pueda analizar como el movimiento del centro de masa (CG).

• Los músculos que intervienen en los movimientos cumplan con las leyes de la dinámica de los cuerpos deformables.

• Que la velocidad de contracción sea función directa de la velocidad del CG

• La interacción entre la actina y la miosina cumplan con las leyes de la electrodinámica clásica.

• Los desplazamientos de los sarcómeros son hasta las posiciones más estables, es decir las de mínima energía.

    Después de estas consideraciones podemos trabajar como a continuación se explica con las ecuaciones matemáticas.

    Mediante la segunda ley de Newton obtenemos.

    La diferencia de posiciones que experimenta el centro de masas (CM) durante la fase donde se encuentra sobre la alfombrilla de contacto viene dada por la siguiente ecuación.

    Si derivamos la ecuación 2 respecto al tiempo encontramos la ecuación que relaciona la velocidad en la vertical con la velocidad angular de la rodilla.

    Mediante la alfombrilla lo que podemos obtener solo es tiempo de vuelo (Tv) y tiempo de reacción (Tr), entonces todas las magnitudes vienen dada en función de estos parámetros.

    Para la fase de impulso se obtiene que.

    Simultaneando las ecuaciones (1) y (4) obtenemos la expresión de la fuerza muscular en función del tiempo de vuelo.

    Para el caso del Squat Jump (SJ) se conocen las posiciones angulares iniciales y finales del movimiento.

    La potencia de los saltos viene dada por la siguiente ecuación.

    Donde F, F₀, b, a son la fuerza isométrica máxima, la fuerza en cualquier punto de la grafica, constante con dimensiones de velocidad, constante con dimensiones de fuerza.

    Vc Velocidad de contracción del músculo que actúa en cuestión.

    Con todas estas herramientas establecemos la propuesta de la metodología para la que se siguen los siguientes pasos.

1. Calcular el valor de la velocidad reportada por el Squat Jump y de esta forma por la ecuación 1 a la 5 obtener la fuerza muscular en este caso debido a las características antes descriptas esta se corresponde a las fibras rápidas.

2. Calcular el valor de la velocidad reportada en los SJc, para diferentes cargas y de esta forma determinar los parámetros de la ecuación de Hill, de esta forma se obtiene la fuerza isométrica máxima, que es la suma de la fuerza de las fibras rápidas y las lentas, de esta forma si se divide el valor de la fuerza muscular del SJ y el valor de la fuerza isométrica máxima se obtiene el porcentaje de fibras rápidas en el músculo en cuestión.

    Todo este andamiaje teórico lo llevamos a la practica para comprobar los resultados obtenidos en nuestra propuesta con los reflejados por Bosco [2].

    Para ello aplicamos el método de medición.

    Esta medición se realizo utilizando una alfombrilla de contacto construida en la fábrica de Componentes Electrónicos, como parte de un proyecto de la facultad de Cultura Física de Pinar del Río. También se obtuvieron mediciones utilizando el software HUMAN para procesar los videos de los saltos realizados.

    Como saltos se realizaron:

1. Squat Jump.

2. Squat Jump con carga usando como peso adicional discos de 20 kg, 30 kg, 40 kg.

    Como muestra tomamos la reserva del equipo de béisbol perteneciente a la academia de Béisbol de Pinar del Rio.

    Los resultados obtenidos en las mediciones de los saltos ejecutados se muestran en la siguiente tabla.

    Así a partir de los resultados anteriores, se determina el por ciento de fibras rápidas, los que se exponen en la siguiente tabla.

    A partir de estos resultados elaboramos un gráfico de la potencia contra el porcentaje de fibras rápidas para cada atleta, y se comparó con el reportado por Bosco [4], resultando en la izquierda los valores obtenidos por nuestra metodología y en la derecha la referencia reportado por Carmelo Bosco.

    Como se puede observar la dependencia que existe entre el porcentaje de fibras rápidas y la potencia, el gráfico 1 es el calculado por esta metodología y el gráfico 2 es la dependencia reportada por Carmelo Bosco [8]. En el gráfico 1 se puede ver la dependencia lineal que existe entre la potencia y el %FT, es decir al aumentar el porcentaje de fibras rápidas aumenta la potencia, esto nos da una medida de que los atletas que más porcentaje de fibras rápidas poseen, son capaces de desarrollar mayores niveles de potencia, debido también a que las fibras rápidas tienen mayores niveles de velocidad de contracción y desarrollan altos niveles de fuerza en cortos intervalos de tiempo, si observamos esta dependencia es muy similar a la reportada por Carmelo Bosco, lo cual nos da una veracidad de la metodología utilizada. Determinamos además la interrelación estadística entre ambos indicadores el coeficiente de correlación, obteniendo un valor de r= 0.9969, este valor nos permite demostrar la fuerte interrelación estadística que existe entre ambos indicadores, como había sido reportado por Bosco en 1989.

    Todos estos resultados también se valoraron utilizando la técnica de electromiografía como se muestra a continuación.

    En el siguiente gráfico se puede observar el comportamiento del porcentaje de fibras rápidas en miembros inferiores y los valores del pico de potencial, lo cual tiene un comportamiento cuasi-lineal, esto se puede reflejar cuando se calcula el coeficiente de correlación entre ambos indicadores lo cual arrojó un valor de 0.996, lo cual da una idea de la alta correlación que existe entre ambos indicadores, dicho comportamiento esta en correspondencia con lo reportado por Bosco y Komi , lo cual se explica debido a que los deportistas con valores altos de porcentaje de fibras rápidas, poseen más prestaciones para los gestos explosivos, lo cual está en correspondencia con el reclutamiento de unidades motoras rápidas, ya que estas responden antes de los doscientos milisegundos con alta sincronización y poseen mayor cantidad de fibras inervadas , por eso la correlación que existe entre el porcentaje de fibras rápidas y los valores máximo de pico de potencial, esto abre las puertas a tratar de encontrar una ecuación que relacione los valores de pico de potencial y la tensión desarrollada en el músculo durante un gesto de naturaleza explosiva.

    En el siguiente gráfico se puede observar el comportamiento del porcentaje de fibras rápidas y la cantidad de Turn, los Turn representa la cantidad de veces que la curva del patrón de interferencia corta en eje de las x, lo cual da una idea de la dispersión del reclutamiento de unidades motoras entiéndase esto como que existe falta de sincronización en tal reclutamiento, lo cual nos lleva a la idea de que los atletas que poseen menor porcentaje de fibras rápidas poseen deficiencias para el reclutamiento sincronizado de unidades motoras rápidas, y los que tienen mayor porcentaje de fibras rápidas poseen mejor sincronización de reclutamiento de unidades motoras, esto puede servir para diseñar programas de entrenamiento para monitorear como puede aumentar o disminuir este indicador para mejorar la fuerza explosiva, así como la potencia muscular cualidades muy importante en deportes donde la fuerza y la velocidad son características esenciales del rendimiento.

Conclusiones

    En el siguiente trabajo se obtuvo la correlación entre el porcentaje de fibras rápidas y dos indicadores del patrón de electromiografía, en un paso para determinar los indicadores que más se relacionan con la tensión muscular , así como con el porcentaje de fibras rápidas, en un intento de diseñar un método mediante en cual se puede estimar el porcentaje de fibras rápidas mediante una prueba de electromiografía de superficie técnica que no es invasiva, y nos informa directamente de la actividad muscular. También como un método para el control del entrenamiento deportivo.

Bibliografía

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EFDeportes.com, Revista Digital · Año 18 · N° 182 | Buenos Aires, Julio de 2013   © 1997-2013 Derechos reservados