la energía elástica almacenada
En un análisis superficial podría parecer que una contracción dinámica de los músculos de brazos y piernas, en actividades como el correr, contabilizaría una considerable cantidad del gasto energético. A la inversa, se ha descubierto que el coste energético de una actividad como el correr para animales con extremidades pesadas es parecido al de los animales con extremidades ligeras. Ello se produce debido a que mucha de la energía utilizada proviene del almacenamiento de energía elástica en los tendones (Goldspink, 1978). A lo largo de este proceso, se produce un cambio significativo en la longitud de los tendones, pero no en la del propio músculo.
Durante un movimiento activo, la energía mecánica almacenada en el CEP es mínima y contribuye poco en el total de energía utilizado para el ejercicio. Contrariamente, en el CES se produce un almacenamiento considerable de energía, ya que un músculo activamente contraído resiste el estiramiento con mayor fuerza, en particular si el estiramiento se realiza rápidamente. Los tendones desempeñan un papel fundamental en el almacenamiento de esta energía. Un entrenamiento con rebotes explosivos (pliométrico) tiene indudablemente un significativo efecto sobre el CES.
Mientras que el CES participa en la actividad cuando el músculo se contrae, el CEP ejerce una tensión pasiva al estirar el músculo no-estimulado. La contribución del CEP a la tensión total del músculo aumenta con la longitud de éste. Por consiguiente, con este descubrimiento se incide en la importancia de integrar el acondicionamiento de la flexibilidad en un programa completo de desarrollo de la fuerza.
El punto de vista tradicional que concibe los tendones únicamente como nexos de unión entre músculo y hueso presenta sólo una perspectiva parcial de las funciones del tendón. Los tendones, junto con otros componentes elásticos en serie, y en particular después de finalizar potentes contracciones isométricas o excéntricas, tienen un papel esencial en el almacenamiento de energía elástica en el movimiento locomotor y en los actos motrices, ahorrando energía e incrementando su eficacia muscular.
Por ejemplo, se ha descubierto que gran parte de la actividad muscular que conlleva el correr se asocia a la tensión de los tendones, almacenando, por tanto, energía para sucesivos ciclos de movimiento (Cavagna, 1977). Esta tensión o rebobinación de las fibras del tendón mediante grandes acciones musculares isométricas se consigue a través de un pequeño cambio de la longitud de las propias fibras musculares. Las fuerzas participantes derivan principalmente de acciones musculares isométricas, lo que significa una reducción del gasto energético debido a que una acción muscular isométrica termodinámica resulta considerablemente más barata que las acciones musculares dinámicas. Por estas razones, es importante que cualquier ejercicio de estiramiento no comprometa la fuerza o la capacidad de almacenamiento de energía elástica de los tendones en toda su amplitud del movimiento (ver cap. 3). Ello implica de nuevo que los ejercicios de estiramiento del tendón deberían ir acompañados por el acondicionamiento de fuerza contra una resistencia adecuada. De forma similar, los ligamentos no deberían ser sobreestirados hasta el punto de la reducción de la estabilidad articular.
La capacidad de la utilización de energía elástica almacenada depende de la velocidad y magnitud del estiramiento, y de la duración de la transición entre la finalización de la acción excéntrica y el inicio de las fases excéntricas del movimiento. Este retraso entre las dos fases debería ser mínimo; si no, la energía elástica almacenada se disipará rápidamente, ya que un retraso más prolongado permitirá que un menor número de puentes cruzados permanezcan unidos después del estiramiento (Edman et al., 1978). Por otra parte, cuanto mayor sea la velocidad del estiramiento durante la acción muscular excéntrica, mayor será el almacenamiento de energía elástica (Rack y Westbury, 1974).
Una mejora del trabajo asociado con rápidas acciones musculares excéntricas-concéntricas (o pliométricas) se atribuye normalmente al almacenamiento y a la utilización de energía elástica, pero parte de los resultados de esta mejora está probablemente provocada por una pre-carga (o pre-estiramiento) del complejo muscular. Ello se debe a que en la acción impulsiva excéntrica-concéntrica, la tensión en el inicio de la acción muscular concéntrica es mucho mayor que en una acción muscular que hubiera empezado desde el reposo.
La influencia del ejercicio en el tejido conectivo
De varios estudios con animales se han obtenido las siguientes conclusiones en relación con el efecto del ejercicio o de la inactividad en los tejidos conectivos o de colágeno:
• Sesiones de ejercicio aisladas y entrenamientos de esprint no producen incrementos significativos de la fuerza articular, aunque los esprints produzcan sensibles aumentos de la masa ligamentosa y de las relaciones (ratios) masa a unidad de longitud (Tipton et al., 1967; Tipton yotros, 1974). Por tanto, Tipton y sus colegas concluyen que los cambios de la fuerza articular están íntimamente relacionados con el tipo de régimen de ejercicio y no sólo con su duración.
• Un entrenamiento de resistencia regular puede aumentar significativamente las ratios fuerza a masa corporal para los ligamentos y tendones (Tipton et al., 1974; Tipton et al., 1975).
• Los programas de entrenamiento de resistencia a largo plazo pueden provocar aumentos en la fuerza articular de ligamentos recuperados de una lesión (Tipton et al., 1970). A este respecto, Tipton (1975) sugirió que un incremento de la capilarización del tejido asociado con un ejercicio crónico podría mejorar la disponibilidad de las hormonas endógenas y estimular el riego sanguíneo del tejido recuperado.
• Un entrenamiento a largo plazo aumenta significativamente el contenido de colágeno de los ligamentos (Tipton et al., 1970).
• Los ligamentos se hacen más fuertes y rígidos cuando están sujetos a un aumento de tensión, y más débiles y menos rígidos cuando la tensión disminuye (Tipton et al., 1970; Noyes, 1977).
• El envejecimiento revela cambios en los tejidos de colágeno similares a los provocados por la inmovilización, con una reducción de la fuerza y rigidez de los ligamentos en la edad avanzada. Estos cambios pueden deberse no sólo al proceso degenerativo, sino también a una reducida actividad física, estados de enfermedad sobreimpuestos y otros procesos indefinidos (Frankel y Nordin, 1980).
Algunos estudios sobre las propiedades mecánicas y biomecánicas del tendón muestran una estrecha relación entre la fuerza de tensión y el nivel de colágeno. De forma similar, la concentración total de colágeno es mayor en un músculo lento que en un músculo rápido. Esta diferencia también está presente a nivel de las fibras musculares individuales, siendo la concentración de colágeno en las fibras de contracción lenta el doble que en las fibras de contracción rápida (Kovanen et al., 1984).
Las propiedades tensiles de los tejidos de colágeno están determinadas por el tipo, la estructura y la cantidad de colágeno. Existen al menos diez tipos distintos de colágeno, cada uno con una composición de la cadena diferente y presentándose de varias formas en diferentes subsistemas corporales (Von der Mark, 1981). A nivel microscópico, la característica fuerza mecánica del colágeno depende en gran medida de las uniones cruzadas entre las moléculas de colágeno. Se ha demostrado que el tipo de ejercicio puede afectar las propiedades del músculo, hecho que se relaciona con estas uniones cruzadas de moléculas de colágeno, y no tanto meramente con el complejo actina-miosina. Por ejemplo, el entrenamiento de la resistencia muscular aumenta la fuerza de tensión de los músculos lentos y rápidos, así como la elasticidad de los primeros (Kovanen et al., 1984). Otros estudios han demostrado que una carrera prolongada también aumenta la concentración de colágeno en el tendón, así como la fuerza de tensión total de éste (Woo et al., 1981). Este hecho es importante para la programación limitada en el período transitorio o para el entrenamiento de preparación física general.
En contraste con este resultado, la concentración de colágeno en el músculo no se altera por el entrenamiento de la resistencia. Sin embargo, el aumento de la elasticidad y la fuerza de tensión de los músculos lentos, que contienen una mayor proporción de colágeno después del entrenamiento, sugiere que el colágeno podría experimentar ciertos cambios estructurales. A este respecto, es posible que estos cambios de las propiedades mecánicas de los músculos lentos estén relacionados