Principios del entrenamiento de la fuerza y del acondicionamiento físico NSCA (Color). G. Gregory Haff
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la fuerza que un musculo ejerce está más relacionada con el área transversal que con su volumen (11, 31). Por ejemplo, si dos atletas de similar porcentaje de grasa corporal pero distinta altura presentan un músculo bíceps de la misma circunferencia, el área transversal del músculo del brazo es casi la misma. Aunque los músculos más largos del atleta más alto (y, por tanto, más pesado) responden del mayor volumen muscular, la fuerza del bíceps de los dos atletas debería ser la misma. Con la misma fuerza pero más peso muscular, el atleta más alto tiene menos capacidad para elevar y acelerar su propio cuerpo, por ejemplo, cuando se practican ejercicios calisténicos (para el desarrollo de la agilidad y la fuerza) o gimnásticos. Por eso, la mayoría de los gimnastas de elite no son muy altos. Tal y como se describe en el capítulo 1, el entrenamiento resistido aumenta tanto la fuerza como el área transversal del músculo implicado en la actividad deseada.
Configuración de las fibras musculares
Se ha computado que la contracción máxima de los músculos es capaz de generar de 23 a 145 psi (16-100 N/cm2) de área transversal muscular (21). Este amplio margen puede responder parcialmente a la variación en la configuración y alineamiento de los sarcómeros en relación con el eje largo del músculo (figura 2.10) (21). Un músculo penniforme presenta fibras alineadas oblicuamente respecto al tendón, lo cual le da la apariencia de una pluma de ave. El ángulo de distribución penniforme se define como el ángulo formado por las fibras musculares y una línea imaginaria trazada entre el origen e inserción del músculo; así, 0° manifiesta la ausencia de distribución penniforme.
Muchos de los músculos del cuerpo humano son penniformes (20, 39), pero pocos presentan un ángulo de distribución penniforme mayor de 15°. En realidad, el ángulo de distribución penniforme no se mantiene constante, sino que aumenta cuando los músculos se acortan. Por tanto, cualquier factor que influya en el ángulo de distribución penniforme afectará la fuerza y velocidad de acortamiento siempre y cuando el área transversal se mantenga igual. Los músculos con mayor distribución penniforme presentan más sarcómeros en paralelo y menos sarcómeros en serie; por tanto, son más capaces de generar fuerza, pero su velocidad máxima de acortamiento es menor que la de los músculos no penniformes. En comparación, una menor distribución penniforme resulta ventajosa para producir grandes velocidades debido al mayor número de sarcómeros en serie, a expensas del número de sarcómeros en paralelo. No obstante, el grado de distribución penniforme influye en la capacidad de los músculos para generar fuerza excéntrica, isométrica o concéntrica a velocidad baja (40). Y lo más importante, aunque el ángulo de distribución penniforme tal vez varíe dependiendo de factores hereditarios, se puede modificar con el entrenamiento, lo que explica algunas de las diferencias en la fuerza y la velocidad apreciadas en personas que aparentemente tienen músculos del mismo tamaño.
Longitud del músculo
Cuando un músculo asume su longitud en reposo, los filamentos de actina y miosina están dispuestos uno junto a otro, de modo que solo hay disponible un número máximo de puntos potenciales para la formación de puentes cruzados (figura 2.11). Por tanto, el músculo puede generar su máxima fuerza con su longitud en reposo. Cuando el músculo se estira mucho más allá de su longitud en reposo, hay una proporción menor de filamentos de actina y miosina dispuestos uno junto a otro. Como hay menos puntos potenciales para la formación de puentes cruzados, el músculo no es capaz de generar tanta fuerza como con su longitud en reposo. Cuando el músculo se contrae muy por debajo de su longitud en reposo, los filamentos de actina se solapan y también se reduce el número de puntos para la formación de puentes cruzados, con lo cual se reduce la capacidad de generar fuerza.
FIGURA 2.10 Configuración de las fibras musculares y ejemplos de cada una.
Ángulo articular
Dado que todos los movimientos corporales, incluso los que siguen una línea recta, ocurren por la rotación sobre una o varias articulaciones, la fuerza que los músculos producen se debe manifestar como torque (recordemos que un torque de mayor valor manifiesta una mayor tendencia de la fuerza aplicada a hacer girar la extremidad o porción del cuerpo sobre una articulación); por consiguiente, respecto al ángulo articular, hablamos más de torque que de fuerza. La cantidad de torque aplicable sobre una articulación varía a lo largo de su arco de movilidad debido a la relación existente entre la fuerza y la longitud muscular, así como por la acción de palanca siempre cambiante lograda por la geometría dinámica de los músculos, tendones y estructuras articulares internas. Esto se aprecia en las figuras 2.2, 2.3 y 2.4. Factores adicionales que influyen son el tipo de ejercicio (isotónico, isométrico, etc.), la articulación en cuestión, los músculos usados en esa articulación y la velocidad de contracción (10).
Velocidad de contracción muscular
Los experimentos clásicos practicados por Hill (19) con músculo aislado de animales demostraron que la capacidad de fuerza del músculo declina a medida que aumenta la velocidad de contracción. La relación no es lineal; el declive de la fuerza es más acusado sobre el espectro menor de velocidades de movimiento (figura 2.12). La técnica de los movimientos del ser humano puede mejorar esta relación. Por ejemplo, cuando se inicia un salto vertical, los brazos se impulsan hacia arriba y ejercen una fuerza descendente sobre el cuerpo por los hombros, ralentizan el movimiento ascendente del cuerpo y fuerzan los músculos extensores de cadera y rodilla a contraerse más lentamente que de otro modo, lo que les permite generar fuerzas más elevadas durante más tiempo.
Velocidad angular articular
Hay tres tipos básicos de acciones musculares durante las cuales se generan fuerzas musculares que aproximan entre sí los extremos del músculo si no se impide con fuerzas externas. El término acción muscular es preferible al de contracción, porque el segundo significa «acortamiento», lo cual no describe con precisión dos de las tres acciones musculares.
FIGURA 2.11 Esquema de la interacción entre los filamentos de actina y miosina cuando el músculo asume su longitud en reposo y cuando está contraído o estirado. La capacidad de fuerza del músculo es máxima cuando el músculo está en su longitud en reposo debido a la mayor oportunidad de que se formen puentes cruzados de actina y miosina.
FIGURA 2.12 Curva de fuerza-velocidad para acciones concéntricas y excéntricas.
Fuente: Reproducido, con autorización, de Jorgensen, 1976 (23).
•En las acciones musculares concéntricas, el músculo se acorta porque la fuerza contráctil es mayor que la fuerza de resistencia. Las fuerzas generadas en el músculo y que actúan acortándolo son mayores que las fuerzas externas que actúan en sus tendones para estirarlo. Los movimientos de natación y ciclismo implican casi exclusivamente acciones musculares concéntricas.
•En las acciones musculares excéntricas, el músculo se elonga porque la fuerza contráctil es menor que la fuerza de resistencia. Las fuerzas generadas en el músculo y que actúan acortándolo son menores que las fuerzas externas que actúan en sus tendones para estirarlo (lo cual aumenta el riesgo de dolores y lesiones musculares). Esto ocurre durante la fase de descenso de cualquier ejercicio resistido. Durante el entrenamiento con ejercicios resistidos, la fuerza excéntrica ejercida por el músculo evita que el peso se acelere en su descenso por acción de la fuerza de la gravedad. Por tanto, el peso desciende de forma sostenida en vez de ganar velocidad y