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RFD-Multiload tracking

Written by Vitruve Team

19 marzo, 2021

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19 marzo, 2021

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19 marzo, 2021

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El tiempo para el desarrollo de la fuerza o rate of force development (RFD) es conocido como el tiempo en el que el atleta es capaz de alcanzar la máxima producción de fuerza y es determinante en el rendimiento deportivo. Un atleta con un buen RFD será capaz de producir grandes cantidades de fuerza en muy poco tiempo. Sin embargo, la mayoría de acciones deportivas se realizan entre 50 y 200 ms mientras que la fuerza máxima se alcanza en torno a los 300 ms.

El RFD va a depender principalmente de la frecuencia de descarga , siendo esta, el factor más importante sobre todo durante los primeros momentos de producción de fuerza, aunque también lo será el reclutamiento motor y el tipo de unidades motoras reclutadas en momentos más avanzados.

          La frecuencia de descarga se da de más a menos, ya que al principio es máxima o casi máxima y va decreciendo en función del tiempo.

          La activación de unidades motoras se da de menos a más por la ley del tamaño, reclutando primero unidades motoras de bajo umbral y posteriormente las de alto umbral

La frecuencia de descarga puede llegar a alcanzar los 200 Hz durante el inicio de una contracción voluntaria máxima y frecuencias mucho más bajas en el pico de fuerza. Por lo tanto, en los primeros momentos de la producción de fuerza (25-75 ms), va a tomar más protagonismo la frecuencia de descarga mientras que en los momentos posteriores (75-150 ms) el lo hará el reclutamiento motor (1)

 

La frecuencia de estimulación tiene una gran importancia en las primeras fases del desarrollo de la fuerza, mientras que las propiedades contráctiles del músculo (reclutamiento motor, número de puentes cruzados establecidos, número y tamaño de motoneuronas de tipo 2) cobran mayor importancia en las fases más tardías del RFD (2)

Contribución neural

  1. La frecuencia de descarga está relacionada con el tipo de unidad motora. Las motoneuronas de alto umbral tienen una velocidad de conducción axonal grande y bajos tiempos de contracción.
  2. La excitabilidad motora no aumenta solamente a nivel supra medular, si no que también a nivel medular, ya que reflejos como el de Hoffman y las ondas V aumentan. El reflejo de Hoffman es un signo de afectación medular que identifica la excitabilidad de las unidades motoras de tipo α y la eficiencia en la transmisión de impulso en sinapsis aferentes (inhibición pre-sináptica). Las Ondas V no son más que la primera onda voluntaria, vendrían siendo la variante del reflejo de Hoffman y reflejan la magnitud de la salida del impulso de las motoneuronas α debido a la activación de las vías centrales descendentes (21). Curiosamente, ambos están influenciados por la inhibición recíproca e inhibiciones de Renshaw. Además, en las motoneuronas α se produce un aumento de la frecuencia de descarga y aumento del pico del twitch (22).
  3. La activación de motoneuronas de alto umbral. A mayor número de motoneuronas de alto umbral mayor capacidad de producir fuerza máxima. Esto tiene mayor influencia en el pico de fuerza que se produce en las fases más tardías del RFD.
  4. Serotonina y norepinefrina: 2 neurotransmisores principales juegan un papel importante en la frecuencia de descarga (serotonina (5-HT) y norepinefrina) amplificando el input sináptico excitatorio, y, por tanto, incrementando la velocidad de descarga de las unidades motoras. Su acción es instantánea y responsable de la descarga autosostenida de potenciales de acción y la alta tasa inicial y descargas dobles al inicio de una contracción balística.  
  5. Frecuencia de descarga: Varias semanas de entrenamiento con cargas ligeras (30-40%) de la contracción voluntaria máxima mediante contracciones rápidas incrementó tanto el RFD como la frecuencia de descarga media. Además, entrenar mediante contracciones rápidas aumentó el número de motoneuronas que mostraron una doble descarga con una frecuencia de descarga mayor a 220 pps al inicio de la contracción. Debido al tiempo hasta el pico de fuerza fue similar tanto en el pre como en el post, el aumento marcado en el RFD podría ser atribuido al aumento en la frecuencia de descarga (5) La misma fuerza absoluta muscular se puede generar con menor actividad de unidades motoras durante contracciones excéntricas que durante contracciones concéntricas y con menor frecuencia de descarga durante contracciones excéntricas. Mientras que durante la fase excéntrica la frecuencia de descarga se mantiene relativamente constante, aumenta de manera progresiva desde el principio hasta el final de la fase concéntrica. Probablemente se produzca por la necesidad de aumentar la producción de fuerza debido al descenso de la capacidad de producción de fuerza cuando el sarcómero se encuentra acortado (6).
  6. Existe una gran variabilidad interindividual en la magnitud de la activación muscular durante contracciones rápidas. La variabilidad es mayor durante la primera fase de la contracción (40-50 ms), siendo estos factores neurales los que contribuyen a ella (5)

Contribución musculotendinosa

  1. Puentes cruzados: El aumento de puentes cruzados entre actina-miosina ya que cuanto mayor sea el número de puentes cruzados mayor capacidad de ejercer fuerza. El acoplamiento entre los dos miofilamentos no se produce de manera instantánea si no que requiere de cierto tiempo, tomando más importancia en la fase más tardía del RFD. Se producen cambios en el patrón de liberación del calcio y en los componentes de la excitación contracción. Dentro de este último, sabemos que la fatiga afecta tanto a la capacidad de liberación de calcio, como a la sensibilidad al mismo por parte de las proteínas miofibrilares (4). Esto reduce la capacidad de generar tensión.
  2. Tipo de fibra: El tiempo para el desarrollo de la tensión es menor en las fibras de tipo 2 que en las fibras de tipo 1. Esto puede deberse a una mayor liberación de Ca2+ en cada potencial de acción, constantes de tiempo más rápidas de las corrientes de Ca2+, isoformas más rápidas de miosina, tropomiosina y troponina y por tanto, formación más rápida de puentes cruzados (5)
  3. Retículos sarcoplasmáticos: 5 semanas de entrenamiento de sprints en humanos incrementó el número de retículos sarcoplasmáticos en el músculo esquelético, lo que puede permitir mayor difusión de los potenciales excitadores y un mayor número total de receptores de dihidropiridina y rianodina de liberación de Ca2+. Por lo tanto, la frecuencia y magnitud de la liberación del Ca2+ aumenta (5)
  4. Rigidez tendinosa: La velocidad en la transmisión de la fuerza a través de un material dependerá de su rigidez. La rigidez de un tejido es inversamente proporcional a su longitud, siendo más lenta la transmisión de fuerza en los tejidos con mayor longitud (la longitud del tendón patelar es menor que la del tendón de aquiles, y por tanto, más rápida su transmisión de fuerza). De hecho, la rigidez tendinosa se ve positivamente correlacionada con el RFD obtenido (5) Este puede ser uno de los factores por los que el rendimiento aumenta cuando se produce la eliminación de los ejercicios de fuerza pesados, debido a que las contracciones pesadas y lentas generan un descenso de la rigidez del tendón. 

 

RFD-Multiload tracking

 

¿Cómo afecta el entrenamiento en estos factores?

 Tanto el entrenamiento con cargas pesadas como el entrenamiento con cargas ligeras han demostrado mejorar el tiempo para el desarrollo de la fuerza.

  • Las cargas más pesadas inducen adaptaciones en la mejora del reclutamiento motor y aumentan el pico de fuerza del RFD.
  • Las cargas más ligeras inducen adaptaciones como mejora de la coordinación intermuscular y aumento de la frecuencia de descarga ya que los levantamientos a grandes velocidades generan de manera instantánea frecuencias de descarga máximas.

En muchos estudios, la utilización tanto de cargas ligeras como de cargas pesadas inducen mejoras en el RFD, aunque a través de diferentes mecanismos. Por lo que la inclusión de diferentes tipos de carga en el programa de entrenamiento para mejorar el rendimiento es NECESARIO. Tras un bloque de entrenamiento de fuerza máxima, el RFD se ve negativamente afectado durante sus primeros momentos, produciéndose una depresión en sus valores. Mientras que tras un bloque de entrenamiento de potencia los valores del RFD en sus momentos iniciales se vieron aumentados (14)

¿Qué adaptaciones fisiológicas se producen con cada tipo de carga?

Cargas ligeras vs cargas pesadas

En mi opinión los ejercicios balísticos nos muestran el ejemplo más representativo de las adaptaciones que se producen con cargas ligeras. La característica de estas cargas es que permiten desarrollar unas grandes velocidades. Producen un aumento de la fuerza máxima, acortamiento del tiempo para la contracción pico de unidades motoras sin cambios en el reclutamiento motor. Aunque, se plantea la hipótesis de que sería la propia velocidad del ejercicio la que induciría estas adaptaciones y no el ejercicio balístico en sí. Pero, eliminar la fase decelerativa del movimiento (factor que caracteriza a los movimientos balísticos), permite el desarrollo de grandes velocidades que no podrían darse en ejercicios que si presentan esta fase decelerativa.

En conclusión, son estas altas velocidades las que permiten que la contracción se complete en un periodo de tiempo muy pequeño. La producción de fuerza en estos periodos cortos de tiempo podría asemejarse más a las primeras etapas del RFD por lo que, tiene sentido para mi todas esas adaptaciones anteriormente nombradas.

Dentro de este espectro de cargas, encontramos también ejercicios de pliometría. La adición de cargas genera cambios en el RFD. En los primeros 0-30 ms el RFD fue mayor en el grupo que solamente añadió 10% de carga con respecto al peso corporal. Los grupos más pesados 20-30% de carga con respecto al peso corporal tuvieron un RFD mayor de 0-50 ms que los menos pesados (15)

En definitiva, el entrenamiento de fuerza máxima va a generar depresiones en los niveles de frecuencia de descarga (disminuyendo el pico del tirón y aumentando el tiempo entre picos), mientras que aumentará las mejoras más relacionadas con el factor muscular (reclutamiento motor y aumento del número de puentes cruzados debido al aumento del tamaño de las fibras de tipo 2)

Los ejercicios a máxima velocidad generarán depresiones en las adaptaciones que se producen con el entrenamiento de fuerza máxima, pero aumentarán las adaptaciones neurales (aumentos del pico del tirón y disminución del tiempo entre intervalos) De hecho, cuando se realiza ejercicio balístico se observa un descenso del 22% en el tiempo entre picos y un descenso del 16% en pico de fuerza del RFD (13)

 

¿Cómo podemos utilizar el entrenamiento basado en velocidad para conocer cómo puede evolucionar el RFD?

Las adaptaciones que obtengas en las diferentes regiones de la curva fuerza-velocidad pueden generar cambios en el RFD:

 

Fuente: Science for Sport – scienceforsport.com

  • Mayores aumentos en la fuerza máxima como en el pico de potencia que ocurren con cargas relativamente altas (70-90%) (16)
  • Mayores aumentos en la velocidad pico y potencia con cargas moderadas (50-30%) (16)

Generar perfiles de fuerza-velocidad pueden darte una idea de cómo está yendo todo. Sin embargo, realizar un perfil fuerza-velocidad puede llevar mucho tiempo y esto es algo que no todos los entrenadores pueden permitirse. En su lugar, puedes realizar un seguimiento multinivel. De esta manera podrás conocer de manera mucho más frecuente cómo está respondiendo tu deportista. 

El seguimiento multinivel consiste en el registro de las velocidades asociadas a cargas determinadas y pertenecientes a diferentes zonas del espectro de Fuerza-Velocidad.

¿Cómo realizarlo?

Para poder realizarlo, seleccionarás 2 o 3 cargas que pertenezcan a un espectro de fuerza velocidad determinado. Por ejemplo, una combinación que suelo utilizar bastante consiste en seleccionar una carga que pueda moverse a 0,89-0,56 m/s (Absolute Strength) y otra carga que pueda moverse a 1,13-0,9 m/s (Speed-Strength).

Una vez seleccionadas, realizarás 1 serie relativamente alejada del fallo con cada carga teniendo en cuenta ciertas consideraciones:

Primeramente debes evitar el efecto de potenciación post-activación (PAP). Vas a escoger la mayor velocidad de la serie que realices por lo que si tu deportista aún no está potenciado, es probable que esa velocidad media propulsiva no sea lo alta que debería ser. Esta potenciación podría estar relacionada con cambios metabólicos dentro del músculo (fosforilación de la cadena ligera de miosina), una alteración en la excitabilidad de la motoneurona alfa y cambios en el reflejo H. Sin embargo, otros estudios contradicen esta potenciación neural debido a la disminución de la contracción voluntaria máxima (MVC) tras esfuerzos máximos. Los aferentes intrafusales tipo 1a pueden contribuir en la excitabilidad motora un 30%, pero si esta contracción se mantiene más de 1-2 segundos con desarrollo de fatiga, la frecuencia de descarga disminuye. También puede deberse a la estimulación de los aferentes nerviosos tipo 3 y 4 mediante la acumulación de metabolitos. Por todo esto, la potenciación podría estar mucho más relacionada con la fosforilación de la miosina de cadena ligera. Para evitar efectos adversos a la hora de recoger tus datos, utiliza esquemas de repeticiones bajos y realiza los descansos adecuados para asegurar que los depósitos energéticos se recuperan adecuadamente.

 

Ten en cuenta que levantar cargas cerca del fallo puede generar fatiga y, esto, no solo puede afectar a tu recogida de datos, si no al posterior entrenamiento. A continuación te dejo una tabla de la estimación de las repeticiones máximas en función del % del 1 RM escogido (ten en cuenta que existe gran variabilidad en cuanto a las repeticiones máximas asociadas a un porcentaje del 1 RM) (23)

Puedes utilizar overcoming isometrics para generar esta potenciación ya que generarán menor fatiga que una contracción dinámica máxima. Eso sí, evita realizarlo con deportistas que tengan poca experiencia ya que en estos casos podría generarse gran cantidad de fatiga. Una vez realizadas las series cogerás la velocidad media propulsiva más alta de cada una. Podrás ir observando los cambios en las velocidades asociadas a esa carga y como la curva Fuerza-Velocidad se va desplazando en función de los bloques de entrenamiento.

 

REFERENCIAS:

  1. Grange, R.W., Vandenboom, R. and Houston M.E. (1993) Physiological siginificance of myosin phosphorylation in skeletal muscle. Canadian Journal of Applied Physiology 18, 229-242.
  2. Misiaszek, J.E. (2003) The H-reflex as a tool in neurophysiology: its limitations and uses in understanding nervous system function. Muscle and Nerve 28, 144-160.  
  3. Zucker, R.S. and Regehr, W.G (2002) Short-term synaptic plasticity. Annual Review of Physiology 64, 355-405. 
  4. Behm, D. G ,. Buttom, D. C ,. Barbour , G ,. Butt, C ,. & Young W, B (2004). Conflicting effecs of fatigue and potentiation on voluntary force. The Journal of Strength & Conditioning Research, 18(2), 365-372.
  5. Gandevia, S.C. Neural control in human muscle fatigue: Changes in muscle afferents, moto neurones and moto cortical drive. Acta Physiol. Scand. 162:275–283. 1998.
  6. Gonzalez-Izal M, Malanda A, Navarro-Amezqueta I, Gorostiaga EM, Mallor F, Ibanez J, et al. EMG spectral indices and muscle power fatigue during dynamic contractions. J. Electyromyogr. Kinesiol. 2010;20:233–40.
  7. Smilios I, Häkkinen K, Tokmakidis SP. Power output and electromyographic activity during and after a moderate load muscular endurance session. J. Strength Con. Res. 2010;24:2122–31.
  8. Maffiuletti N, Et al. Rate of force development: physiological and methodological considerations. Eur J Appl Physiol. 2016; 116: 1091–1116.
  9. Andersen Louis, Aagard Per. Influence of maximal muscle strength and intrinsic muscle contractile properties on contractile rate of force development. February 2006. European Journal of Applied Physiology 96(1):46-52. DOI: 10.1007/s00421-005-0070-z
  10. Hernández-Davo José Luis, Sabido Rafael. Rate of force development: reliability, improvements and influence on performance. A review. European Journal of Human Movement, 2014: 33, 46-69
  11. Suarez G.D, Et al. Phase-Specific Changes in Rate of Force Development and Muscle Morphology Throughout a Block Periodized Training Cycle in Weightlifters. Sports (Basel). 2019 Jun; 7(6): 129.
  12. Kang S. Difference of neuromuscular responses by additional loads during plyometric jump. Journal of Exercise Rehabilitation 2018; 14(6): 960-967.
  13. Jones K, Et Al. The Effects of Varying Resistance-Training Loads on Intermediate– and High–Velocity-Specific Adaptations. Journal of Strength and Conditioning Research, 2001, 15(3), 349–356
  14. Taber, C.B., Vigotsky, A., Nuckols, G. et al. Exercise-Induced Myofibrillar Hypertrophy is a Contributory Cause of Gains in Muscle Strength. Sports Med 49, 993–997 (2019). https://doi.org/10.1007/s40279-019-01107-8
  15. Loenneke, J.P., Buckner, S.L., Dankel, S.J. et al. Exercise-Induced Changes in Muscle Size do not Contribute to Exercise-Induced Changes in Muscle Strength. Sports Med 49, 987–991 (2019). https://doi.org/10.1007/s40279-019-01106-9
  16. Sale GB, Et Al. Neural Adaptations to resistance training. Med Sci Sports Exerc. 1988 Oct;20(5 Suppl):S135-45.
  17. Griffin L, Et Al. Transcranial magnetic stimulation during resistance training of the tibialis anterior muscle. J Electromyogr Kinesiol. 2007 Aug;17(4):446-52. Epub 2006 Aug 7.
  18. Aagaard P, Et Al. Neural adaptation to resistance training: changes in evoked V-wave and H-reflex responses. J Appl Physiol 92: 2309–2318, 2002.
  19. Krutki P, Et Al. Adaptations of motoneuron properties after weight-lifting training in rats. J Appl Physiol 123: 664–673, 2017.
  20. Westerblad H, Et Al. Changes of myoplasmic calcium concentration during fatigue in single mouse muscle fibers. J. GEN. PHYSIO Volume 98 September 1991 615-635
  21. National Strength and Conditioning Association. Principios del entrenamiento de la fuerza y el acondicionamiento. 2ª edición: Panamericana; 2000

 

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