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fatiga muscular

La fatiga muscular se produce cuando los músculos que inicialmente generaban una fuerza normal experimentan una disminución en su capacidad para generarla. Puede ser consecuenci...

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La fatiga muscular se produce cuando los músculos que inicialmente generaban una fuerza normal experimentan una disminución en su capacidad para generarla. Puede ser consecuencia del ejercicio intenso , pero la fatiga anormal también puede deberse a obstáculos o interferencias en las diferentes fases de la contracción muscular . Existen dos causas principales de fatiga muscular: la limitación de la capacidad de un nervio para generar una señal sostenida (fatiga neural) y la disminución de la capacidad de la fibra muscular para contraerse (fatiga metabólica).

La fatiga muscular no es lo mismo que la debilidad muscular, aunque la debilidad es un síntoma inicial. A pesar de que se genera una cantidad normal de fuerza al comienzo de la actividad, una vez que la fatiga muscular se ha instalado y empeora progresivamente, si el individuo persiste en el ejercicio eventualmente perderá el agarre de la mano, o se volverá incapaz de levantar o empujar con los brazos o las piernas, o se volverá incapaz de mantener una posición isométrica (como la plancha ). Otros síntomas pueden acompañar como mialgia (dolor muscular), dificultad para respirar, fasciculaciones (espasmos musculares), miocimia (temblor muscular) y calambres musculares durante el ejercicio; puede ocurrir dolor muscular después. [ 1 ] Se puede observar una respuesta de frecuencia cardíaca rápida inapropiada al ejercicio, como en la miopatía metabólica de la enfermedad de McArdle (GSD-V), donde el corazón intenta compensar el déficit de ATP en las células del músculo esquelético (fatiga metabólica) aumentando la frecuencia cardíaca para maximizar el suministro de oxígeno y combustibles transportados por la sangre a los músculos para la fosforilación oxidativa. [ 2 ] La combinación de una respuesta de frecuencia cardíaca rápida e inapropiada al ejercicio con respiración agitada o rápida se conoce como respuesta cardiorrespiratoria exagerada al ejercicio. [ 3 ]

Debido a la confusión entre fatiga muscular y debilidad muscular, se han dado casos en los que la fatiga muscular anormal se ha descrito como debilidad muscular inducida por el ejercicio. [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]

Contracción muscular

Las células musculares funcionan detectando un flujo de impulsos eléctricos provenientes del cerebro , que les indica que se contraigan mediante la liberación de calcio por el retículo sarcoplásmico . La fatiga (disminución de la capacidad para generar fuerza) puede deberse a un problema nervioso o a la propia acción de las células musculares.

Fatiga neuronal

Los nervios son responsables de controlar la contracción muscular, determinando el número, la secuencia y la fuerza de dicha contracción. La mayoría de los movimientos requieren una fuerza muy inferior a la que un músculo podría generar, por lo que la fatiga nerviosa rara vez representa un problema. Sin embargo, durante contracciones extremadamente potentes, cercanas al límite superior de la capacidad muscular para generar fuerza, la fatiga nerviosa (enervación) , en la que la señal nerviosa se debilita , puede ser un factor limitante en personas no entrenadas. [ 7 ]  

En los principiantes en entrenamiento de fuerza , la capacidad del músculo para generar fuerza se ve limitada principalmente por la capacidad del nervio para mantener una señal de alta frecuencia. Tras un período de máxima contracción, la frecuencia de la señal nerviosa disminuye y la fuerza generada por la contracción se reduce. No hay sensación de dolor ni molestia; el músculo parece simplemente "dejar de responder" y deja de contraerse gradualmente, a menudo retrocediendo . Con frecuencia, la tensión sobre los músculos y tendones es insuficiente para causar dolor muscular de aparición tardía después del entrenamiento. [ 8 ]

Parte del proceso de entrenamiento de fuerza consiste en aumentar la capacidad del nervio para generar señales sostenidas de alta frecuencia que permiten que un músculo se contraiga con su máxima fuerza. Este entrenamiento neural puede provocar varias semanas de rápido aumento de fuerza, que se estabilizan una vez que el nervio genera contracciones máximas y el músculo alcanza su límite fisiológico. A partir de este punto, los efectos del entrenamiento incrementan la fuerza muscular mediante hipertrofia miofibrilar o sarcoplásmica , y la fatiga metabólica se convierte en el factor que limita la fuerza contráctil. [ 9 ]

Fatiga metabólica

Aunque no se utiliza universalmente, "fatiga metabólica" es un término común para la reducción de la fuerza contráctil debido a los efectos directos o indirectos de dos factores principales:

  1. Escasez o incapacidad para metabolizar combustible ( sustratos ) dentro de la fibra muscular, lo que provoca una baja reserva de ATP.
  2. Acumulación de sustancias ( metabolitos ) dentro de la fibra muscular, que interfieren con la liberación de calcio (Ca 2+ ) o con la capacidad del calcio para estimular la contracción muscular.

Sustratos

Los sustratos dentro del músculo sirven para impulsar las contracciones musculares. Incluyen moléculas como el trifosfato de adenosina (ATP), el glucógeno y el fosfato de creatina . El ATP se une a la cabeza de miosina y provoca el "trinquete" que resulta en la contracción según el modelo de filamento deslizante . El fosfato de creatina almacena energía para que el ATP pueda regenerarse rápidamente dentro de las células musculares a partir del difosfato de adenosina (ADP) e iones de fosfato inorgánicos, lo que permite contracciones potentes y sostenidas que duran entre 5 y 7 segundos. El glucógeno es la forma de almacenamiento intramuscular de glucosa , que se utiliza para generar energía rápidamente cuando se agotan las reservas intramusculares de fosfocreatina, produciendo ácido láctico como subproducto metabólico.

La escasez de sustratos es una de las causas de la fatiga metabólica. Los sustratos se agotan durante el ejercicio o no pueden metabolizarse (por ejemplo, en las miopatías metabólicas ), lo que provoca una falta de fuentes de energía intracelular para impulsar las contracciones. En esencia, el músculo deja de contraerse porque carece de la energía necesaria para hacerlo. [ 10 ]

metabolitos

Los metabolitos son sustancias (generalmente productos de desecho) producidas como resultado de la contracción muscular. Incluyen cloruro , potasio , ácido láctico , ADP , magnesio (Mg²⁺ ) , especies reactivas de oxígeno y fosfato inorgánico . La acumulación de metabolitos puede producir, directa o indirectamente, fatiga metabólica en las fibras musculares al interferir con la liberación de calcio (Ca²⁺ ) del retículo sarcoplásmico o al reducir la sensibilidad de las moléculas contráctiles actina y miosina al calcio. [ 11 ]

Cloruro

El cloruro intracelular inhibe parcialmente la contracción muscular. Es decir, evita que los músculos se contraigan debido a "falsas alarmas", pequeños estímulos que pueden provocar su contracción (similar a la mioclonía ).

Potasio

Las altas concentraciones de potasio (K + ) también provocan una disminución de la eficiencia de las células musculares, causando calambres y fatiga. El potasio se acumula en el sistema de túbulos T y alrededor de la fibra muscular como resultado de los potenciales de acción . El cambio en la concentración de K + modifica el potencial de membrana alrededor de la fibra muscular. Este cambio en el potencial de membrana provoca una disminución en la liberación de calcio (Ca2 + ) del retículo sarcoplásmico . [ 12 ]

Ácido láctico

Antes se creía que la acumulación de ácido láctico era la causa de la fatiga muscular. [ 13 ] Se asumía que el ácido láctico tenía un efecto de "encurtido" en los músculos, inhibiendo su capacidad de contracción. Si bien el impacto del ácido láctico en el rendimiento es incierto actualmente, puede contribuir a la fatiga muscular, ya sea favoreciéndola o dificultándola.

El ácido láctico, producido como subproducto de la fermentación , puede aumentar la acidez intracelular de los músculos. Esto puede disminuir la sensibilidad del aparato contráctil al Ca²⁺ , pero también incrementa la concentración citoplasmática de Ca²⁺ mediante la inhibición de la bomba química que transporta activamente el calcio fuera de la célula. Esto contrarresta los efectos inhibidores del potasio sobre los potenciales de acción muscular. El ácido láctico también neutraliza los iones cloruro en los músculos, reduciendo su inhibición de la contracción y dejando a los iones potasio como la única influencia restrictiva sobre las contracciones musculares, aunque los efectos del potasio son mucho menores que si no hubiera ácido láctico para eliminar los iones cloruro. En definitiva, no está claro si el ácido láctico reduce la fatiga mediante el aumento del calcio intracelular o si la aumenta mediante la disminución de la sensibilidad de las proteínas contráctiles al Ca²⁺ . [ 14 ]

El ácido láctico se utiliza ahora como medida de la efectividad del entrenamiento de resistencia y del VO2 máx . [ 15 ]

Patología

La fatiga muscular puede deberse a problemas con la inervación , enfermedades neuromusculares (como la miastenia gravis ), errores congénitos del metabolismo (como las miopatías metabólicas ) o problemas con el propio músculo. Esta última categoría incluye la polimiositis y otros trastornos musculares .

Mecanismos moleculares

La fatiga muscular puede deberse a cambios moleculares precisos que ocurren in vivo con el ejercicio sostenido. Se ha descubierto que el receptor de rianodina presente en el músculo esquelético experimenta un cambio conformacional durante el ejercicio, lo que da lugar a canales con fugas que presentan una liberación deficiente de calcio . Estos canales con fugas pueden contribuir a la fatiga muscular y a la disminución de la capacidad de ejercicio. [ 16 ]

Efecto en el rendimiento

Se ha comprobado que la fatiga influye considerablemente en el rendimiento de prácticamente todos los individuos en todos los deportes. En estudios de investigación, se observó que los participantes presentaban una menor producción de fuerza voluntaria en los músculos fatigados (medida mediante contracciones concéntricas, excéntricas e isométricas), menor altura en el salto vertical, menor potencia en otras pruebas de la parte inferior del cuerpo, menor velocidad de lanzamiento, menor potencia y velocidad de patada, menor precisión en actividades de lanzamiento y tiro, menor capacidad de resistencia, menor capacidad anaeróbica, menor potencia anaeróbica, menor concentración mental y muchos otros parámetros de rendimiento al examinar las habilidades específicas de cada deporte. [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]

Electromiografía

La electromiografía es una técnica de investigación que permite a los investigadores observar el reclutamiento muscular en diversas condiciones, cuantificando las señales eléctricas enviadas a las fibras musculares a través de las neuronas motoras. En general, los protocolos de fatiga han mostrado aumentos en los datos de EMG a lo largo del protocolo fatigante, pero una reducción en el reclutamiento de fibras musculares en pruebas de potencia en individuos fatigados. En la mayoría de los estudios, este aumento en el reclutamiento durante el ejercicio se correlacionó con una disminución en el rendimiento (como cabría esperar en un individuo fatigado). [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ]

La frecuencia de potencia mediana se utiliza a menudo para monitorizar la fatiga mediante EMG. Utilizando la frecuencia de potencia mediana, los datos EMG brutos se filtran para reducir el ruido y, a continuación, se aplica la transformada de Fourier a las ventanas de tiempo relevantes. En el caso de fatiga en una contracción isométrica de 30 segundos, la primera ventana podría ser el primer segundo, la segunda el segundo 15 y la tercera el último segundo de la contracción (segundo 30). Cada ventana de datos se analiza y se determina la frecuencia de potencia mediana. Generalmente, la frecuencia de potencia mediana disminuye con el tiempo, lo que indica fatiga. Algunas razones por las que se observa fatiga son que los potenciales de acción de las unidades motoras tienen un patrón de repolarización similar, las unidades motoras rápidas se activan y desactivan rápidamente mientras que las unidades motoras más lentas permanecen activas, y las velocidades de conducción del sistema nervioso disminuyen con el tiempo. [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ]

Véase también

Referencias

  1. ↑ "Fatiga muscular" . Fisiopedia . Consultado el 19 de noviembre de 2023 .
  2. ↑ Lucía, Alejandro; Martinuzzi, Andrea; Nogales-Gadea, Gisela; Quinlivan, Ros; Razón, Stacey; Bali, Deeksha; Godofredo, Ricardo; Haller, Ronald; Kishnani, Priya; Laforêt, Pascal; Løkken, Nicoline; Musumeci, Olimpia; Santalla, Alfredo; Tarnopolsky, Mark; Toscano, Antonio (diciembre de 2021). "Guías de práctica clínica para la enfermedad por almacenamiento de glucógeno V y VII (enfermedad de McArdle y enfermedad de Tarui) de un grupo de estudio internacional" . Trastornos neuromusculares . 31 (12): 1296– 1310. doi : 10.1016/j.nmd.2021.10.006 . hdl : 11268/11047 . ISSN 0960-8966 . PMID 34848128 .  
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  5. ↑ "#300559 - ENFERMEDAD DE ALMACENAMIENTO DE GLUCÓGENO IXd; GSD9D" . www.omim.org . Consultado el 19 de noviembre de 2023 .
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