ÍNDICE
Para analizar el mecanismo de inducción de las fibras musculares y por consecuencia de la hipertrofia requerimos comprender ciertos principios.
Un estudio de los años 80 sobre esto de las fibras musculares y la hipertrofia, que fue concluyente hasta la actualidad; el mismo sugiere que la hipertrofia muscular inducida por el entrenamiento con pesas (o resistencia) puede estar regulada por diferentes mecanismos dependiendo del volumen y la intensidad del ejercicio.
Además se señala que esto depende de la distribución de trabajo sobre las fibras musculares: las de contracción rápida, las de contracción lenta y diferentes incidencias en ciertas áreas de las fibras (1).
Fibras musculares: Tipos
En general, en todo el mundo se acepta que existen dos tipos diferentes de fibras musculares: fibra muscular de contracción lenta (Tipo I) y de contracción rápida (Tipo II). A partir de ahí, se puede subclasificar la fibra muscular de contracción rápida en las de Tipo IIa y Tipo IIb.
La fibra muscular tipo I
- Las fibras musculares de tipo I tienen la velocidad contráctil más lenta, el área de sección transversal más pequeña, la capacidad oxidativa (aeróbica) más alta y la capacidad glicolítica (anaeróbica) más baja.
- Se contraen lentamente y son capaces de mantener una contracción de ritmo constante durante largos períodos sin fatiga.
- Estas fibras de tipo I se utilizan predominantemente en actividades de resistencia: los corredores de larga distancia, nadadores y ciclistas.
La fibra muscular tipo II
- Las fibras musculares de tipo IIb tienen la velocidad contráctil más rápida, el área de sección transversal más grande, la capacidad oxidativa más baja y la capacidad glucolítica más alta.
- Son ideales para ráfagas cortas y rápidas y se utilizan en actividades como carreras de velocidad, powerliting y culturismo (en ciertos ejercicios).
- Las de tipo tipo IIa son intermedias y sus propiedades se encuentran entre las de tipo I y tipo IIb.
Fibras Musculares: Diferencias tipo I y tipo II
Las fibras musculares de tipo I son diferentes a las de tipo IIb por muchas razones; idealmente, puedes pensar en ellas como opuestas. Las de tipo I son para actividades de larga duración, mientras que las de tipo IIb son para ráfagas cortas y rápidas.
- Las fibras de tipo I son altamente oxidativas y no es probable que se hipertrofien tanto; se conocen como fibras rojas debido a su abundante suministro de sangre.
- Las fibras de tipo IIb son muy glucolíticas y tienden a hipertrofiar más que las de tipo I; tienen poca sangre, lo que las hace de apariencia clara y por ello llamadas fibras blancas.
Fibras Musculares: Reclutamiento
¿Cómo tu cuerpo recluta fibras musculares?; bueno, incluso los pequeños grupos de músculos de tu cuerpo tienen más de 100.000 fibras musculares.
Una neurona motora es la que estimula la contracción de tus músculos: transporta impulsos (mensajes) de tu cerebro y médula espinal a tus músculos. Una neurona motora controla entre 2 y 2000 fibras musculares.
La neurona motora y las fibras que se estimulan se denominan unidad motora y cada unidad motora contiene principalmente músculos de su especie. Además, la unidad motora dispara con una frecuencia que favorece las fibras que estimula.
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En pocas palabras,
- Una neurona motora de contracción lenta hará que los músculos se contraigan lentamente,
- Una unidad de contracción rápida se activará rápidamente.
Cuanto más rápido se dispara, más energía produce; entonces, si la actividad es ligera, se estimularán principalmente las fibras musculares tipo I, pero cuando se vuelve demasiado intensa, se recurrirá a las fibras musculares de tipo IIa. Finalmente, para los movimientos de mayor intensidad, se reclutarán las fibras de tipo IIb.
Esta es la razón por la que las fibras de tipo I se denominan de umbral bajo y las fibras de tipo IIb rápidas se denominan de umbral alto. Para echar un vistazo a estas fibras, puedes verlas bajo el microscopio.
Son de umbral bajo porque son las primeras fibras musculares que se reclutan y son de umbral alto porque solo se reclutan en las circunstancias más intensas… tu cuerpo siempre activa sus fibras musculares de esta manera…
Para tener más claro cómo funcionan las cosas disponemos de un vídeo hecho por nuestro entrenador profesional Rober Castellano en un seminario hecho en Cádiz
Fibras Musculares: ¿cómo aumentan?
La pregunta más relevante aquí es, ¿qué determina si una fibra muscular aumenta de longitud o de diámetro?… analicemos las cosas…
Después del entrenamiento de fuerza, los músculos en su integridad aumentan de volumen y, por lo tanto, también de masa. En los seres humanos, esto ocurre en gran parte debido a un aumento en el volumen de las fibras musculares individuales , más que por un aumento en el número de fibras.
Las fibras individuales pueden aumentar de volumen aumentando su longitud o aumentando su diámetro.
- Los aumentos de longitud se producen mediante la adición de nuevos sarcómeros en serie, que probablemente se agregan al final de las fibras existentes.
- Los aumentos de diámetro se producen mediante la adición de miofibrillas en paralelo.
Los cambios en la forma y estructura del músculo se adaptan a estos aumentos de tamaño, pero… ¿qué estimula a una fibra muscular a aumentar de diámetro o de longitud?…
Hipertrofia por tensión mecánica
Además de los mecanismos de daño muscular y estrés metabólico, la hipertrofia también se da por tensión mecánica, la cual debe ser generada por las propias fibras musculares.
A continuación una sección del sarcómero, que te hará entender los elementos que se relacionan a la tensión mecánica.
Cuando la tensión mecánica que experimenta una fibra muscular es producida más por los elementos pasivos (partes estructurales de la fibra, incluida la molécula gigante llamada titina), la fibra parece aumentar de volumen principalmente al aumentar de longitud, agregándose sarcómeros en serie.
Este efecto puede ser estimulado por la titina, detectando el estiramiento que se le impone, ya que la fibra se deforma longitudinalmente.
Por el contrario, cuando la tensión mecánica que experimenta la fibra muscular es producida más por los elementos activos (los puentes cruzados actina-miosina), la fibra parece aumentar de volumen principalmente al aumentar de diámetro, añadiendo miofibrillas en paralelo.
Este efecto podría ser estimulado por el abultamiento hacia afuera de las fibras musculares que ocurre cuando se forman puentes cruzados de actina-miosina, que deforma la fibra muscular en una dirección transversal.
En el siguiente gráfico se nota la relación de la tensión activa y la pasiva de una sección muscular, pues los músculos agonistas/antagonistas son los que van trabajando en un cierto momento, tanto para contraerse como para alargarse.
La contribución de la fuerza pasiva y activa a la tensión mecánica general, está determinada por la longitud del músculo, el modo de contracción y la velocidad de alargamiento.
La longitud del músculo
El entrenamiento de fuerza mediante ejercicios que involucran rangos de movimiento más grandes (ROM), aumenta la proporción de tensión mecánica que proviene de los elementos pasivos, porque los elementos estructurales se estiran después de que las fibras alcanzan una cierta longitud.
Contrariamente a la creencia popular, el entrenamiento de fuerza solo concéntrico de ROM completo y de ROM parcial causa una hipertrofia similar si se realiza la misma cantidad de trabajo en ambos programas de entrenamiento (2).
Sin embargo, el tipo de hipertrofia es ligeramente diferente después de cada tipo de entrenamiento de fuerza:
- El entrenamiento de ROM completo causa principalmente hipertrofia al aumentar la longitud del fascículo.
- El entrenamiento de ROM parcial causa predominantemente aumentos en el área transversal de las fibras musculares.
El modo de contracción
El entrenamiento de fuerza con contracciones de alargamiento (excéntricas), aumenta la proporción de tensión mecánica que proviene de los elementos pasivos, porque la titina se activa una vez que la fibra comienza a alargarse y automáticamente comienza a contribuir a la producción de fuerza.
La titina contiene dos elementos en serie entre sí (dominios de Ig y un segmento de PEVK), que están separados por un pequeño segmento de N2A.
- Cuando se alargan de forma pasiva, los dominios Ig altamente elásticos aumentan de longitud, lo que proporciona solo una pequeña cantidad de resistencia al estiramiento.
- Cuando se alarga de forma activa, el N2A se une a los miofilamentos delgados y esto limita la cantidad de cambio en la longitud de la titina que se puede lograr alargando los dominios de Ig.
En consecuencia, el segmento de PEVK mucho más rígido debe alargarse en su lugar (y también puede enrollarse sobre) el miofilamento delgado, y esto proporciona una gran resistencia pasiva al estiramiento, pero solo en las contracciones de alargamiento activo (excéntricas).
Aunque alguna vez se creyó que el entrenamiento de fuerza solo excéntrico podría producir un mayor crecimiento muscular que el entrenamiento de fuerza solo concéntrico o convencional, ahora se acepta ampliamente que cuando los programas se ajustan al volumen o al trabajo, la cantidad de hipertrofia que ocurre después de cada excéntrico y el entrenamiento de fuerza solo concéntrico es muy similar.
Es importante destacar que las últimas investigaciones muestran que, si bien el entrenamiento de fuerza solo excéntrico y solo concéntrico producen aumentos similares en el volumen muscular (3):
- El entrenamiento solo excéntrico aumenta principalmente la longitud del fascículo.
- El entrenamiento solo concéntrico aumenta principalmente el área de sección transversal del músculo.
La velocidad de alargamiento
El entrenamiento de fuerza con contracciones excéntricas puede implicar diferentes velocidades de alargamiento, y dado que la relación fuerza-velocidad es mucho más plana en la fase excéntrica que en la fase concéntrica, estas velocidades de alargamiento no influyen sustancialmente en la cantidad de fuerza ejercida.
Sin embargo, la velocidad de alargamiento afecta la proporción de la fuerza que producen los elementos pasivos y activos, respectivamente.
Las velocidades más rápidas reducen la proporción de tensión mecánica que proviene de los elementos pasivos, porque la tasa de desprendimiento de los puentes cruzados de actina-miosina es más rápida, lo que reduce la cantidad de fuerza activa producida.
Por otro lado, aumentan la proporción de tensión mecánica que proviene de los elementos pasivos, debido a las propiedades viscoelásticas de la titina y los otros elementos estructurales de la fibra muscular que resisten el alargamiento.
En consecuencia según la conclusión científica (4):
- El entrenamiento de fuerza solo excéntrico y rápido, produce mayores aumentos en la longitud del fascículo que el entrenamiento de fuerza soloexcéntrico y lento.
- El entrenamiento de fuerza solo excéntrico y lento, causa mayores aumentos en el área de la sección transversal del músculo.
Conclusiones
Las fibras musculares aumentan de volumen al aumentar su longitud o al aumentar su diámetro:
- Los aumentos de longitud se producen mediante la adición de sarcómeros en serie.
- Los aumentos de diámetro se producen mediante la adición de miofibrillas en paralelo.
Durante el entrenamiento de fuerza, cuando la tensión mecánica que experimenta una fibra es producida más por los elementos pasivos, la fibra parece aumentar de volumen principalmente al aumentar su longitud.
En cambio, cuando la tensión mecánica experimentada por la fibra es producida en mayor proporción por los elementos activos, la fibra parece aumentar de volumen principalmente al aumentar de diámetro.
La contribución de la fuerza pasiva y activa a la tensión mecánica general produce mediante aumentos en la longitud o el diámetro de las fibras, la que está determinada por la longitud del músculo, el modo de contracción y la velocidad de alargamiento.
Referencias
- (1) European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology – 1982: Muscle hypertophy in bodybuilders
- (2) European Journal of Applied Physiology – 2018: Influence of full range of motion vs equalized partial range of motion training on muscle architecture and mechanical propierties.
- (3) Physiological Reports – 2015: Early structural remodeling and deuterium oxide-derived protein metabolic responses to eccentric and concentric loading in human skeletal muscle.
- (4) The Journal of Experimental Biology – 2014: Longitudinal adaptation of vastus lateralis muscle in response to eccentric exercise.