Introducción
La fuerza y la potencia muscular constituyen pilares fundamentales para la salud y el rendimiento deportivo. Por ello, durante décadas muchos autores han estudiado diferentes medios y métodos para aumentar la eficacia, así como la eficiencia de los procesos de entrenamiento y rehabilitación1-4.
Los efectos del entrenamiento de fuerza y potencia dependen fundamentalmente de la forma con que se programe y controle las variables que afectan a este5. Estas variables son herramientas clave que todo profesional debe conocer y manipular adecuadamente. Los efectos serán los deseados siempre que se aplique de forma adecuada y considerando las necesidades y objetivos particulares de cada persona4,6.
Actualmente, el estímulo vibratorio está considerándose una herramienta atractiva dentro del ámbito del entrenamiento y la rehabilitación. Por ello, cada vez son más los estudios publicados sobre el estímulo vibratorio. Este gran número de estudios ha sido realizado con componentes de carga y poblaciones diferentes, lo que repercute en resultados dispares. Todo ello dificulta en gran medida la selección adecuada de ejercicios, así como la intensidad, volumen, densidad, frecuencia y duración de cada sesión de entrenamiento. Por tanto, el objetivo de esta revisión es definir y sintetizar los componentes de la carga de entrenamiento con vibraciones atendiendo a la evidencia científica actual.
Concepto de vibración
Una vibración es un movimiento oscilatorio de pequeña amplitud. Todos los cuerpos poseen una señal de vibración en la cual plasman cada una de sus características. La vibración que normalmente se utiliza para el entrenamiento es la senoidal7. Este tipo de vibración es el más simple y representa oscilaciones puras. Únicamente hemos encontrado una publicación en donde se ha utilizado la vibración aleatorizada estacionaria en un entrenamiento8 (fig. 1).
Fig. 1. Representación de diferentes tipos de vibración, empezado por arriba: senoidal, multi-senoidal, transitoria, shock, aleatorizada estacionaria y aleatorizada no estacionaria. Adaptado de Jordan et al7.
Sistemas para aplicar el estímulo vibratorio
Los sistemas con los que podemos aplicar un estímulo vibratorio al organismo son variados, tanto en las características técnicas, como en los efectos que desarrollan (figs. 2 y 3). No obstante, actualmente las plataformas son los sistemas más utilizados dentro de las áreas de investigación y entrenamiento; existen principalmente dos tipos: las que generan el movimiento principalmente vertical y las de movimiento oscilatorio. Ambos sistemas están constituidos por una superficie en la que se generan las vibraciones, una columna con un manillar para facilitar las ejecuciones y un cuadro de control por el cual son introducidos los parámetros de tiempo, frecuencia y amplitud (esta última, únicamente en el sistema vertical). Prestando atención a la regulación de la frecuencia de vibración, las plataformas oscilatorias permiten generar frecuencias desde 5 Hz hasta 30 Hz; en cambio, las plataformas de movimiento predominantemente vertical pueden generar frecuencias desde 30 hasta 50-60 Hz.
Fig. 2. Representación de los diversos sistemas generadores de vibraciones.
Fig. 3. Novedoso modelo de plataforma (PowerPlate Pro 6, Power Plate International Ltd, UK) provista de un sistema para transmitir las vibraciones al tren superior, en acciones anisométricas.
Por otra parte, la gran diferencia que hay entre la plataforma oscilante y la plataforma vertical es el movimiento que transfieren al cuerpo. El primer sistema genera de manera alternativa la flexión y extensión de los miembros que están en contacto con la plataforma. El segundo desarrolla un movimiento simultáneo de flexo-extensión de los miembros apoyados en la máquina,.
Por último, los efectos del estímulo vibratorio están condicionados por la plataforma utilizada 9,10. Los estudios que fueron desarrollados mediante plataformas de movimiento vertical describieron mayores ganancias de fuerza y potencia muscular 9,10. Los tamaños de efecto (TE) para adaptaciones crónicas, con plataforma vertical, fueron para fuerza de 1,24 y para potencia muscular de 0,99. En cambio, los TE para adaptaciones crónicas con plataforma oscilante fueron para fuerza -0,13 y para potencia muscular 0,36,Parámetros de la vibración
Amplitud
La amplitud es la distancia entre los extremos alcanzados por el movimiento (valor pico-pico), o también el recorrido comprendido desde el punto central hasta la desviación máxima, (valor pico, o descrito únicamente como amplitud) (fig. 4 y tabla 1). Por consiguiente, para evitar confusiones metodológicas deberíamos tener presente si nos estamos refiriendo a valores de amplitud pico o pico-pico (fig. 4). En este sentido Lorenzen et al11 describen la falta de rigor en la descripción de los parámetros de la vibración de los estudios desarrollados con plataformas de vibraciones, sobre todo en lo referido a la amplitud.
Fig. 4. Describe la frecuencia, amplitud y amplitud pico a pico de una onda senoidal generada por una plataforma de vibraciones.
Atendiendo al estudio realizado por Hazell et al12, se registró mayor actividad EMGrms, tanto para la musculatura del tren superior como inferior con 4 mm frente a 2 mm (pico a pico). Similares resultados fueron registrados por Marín et al13, tras analizar la actividad EMG del cuádriceps y gastrocnemio, con diferentes amplitudes de vibración, con y sin calzado. Por tanto, con mayores amplitudes de vibraciones se obtiene una mayor estimulación, con y sin calzado deportivo. En la misma línea, Rittweger et al14 analizaron el consumo de oxígeno con diferentes amplitudes desde 2,5 a 7,5 mm: registraron mayores consumos de oxígeno con amplitudes cercanas a 7,5 mm. Por tanto, podríamos pensar que existe una relación directa entre amplitud y efectos.
Frecuencia
Frecuencia es el término empleado para indicar el número de veces que se repite en un segundo cualquier fenómeno periódico. La frecuencia de las vibraciones se expresa en ciclos por segundo (hercios. Hz) (fig. 4). El estímulo vibratorio ha sido estudiado con diferentes rangos de frecuencia: con altas frecuencias (40-200 Hz)15 y bajas frecuencias (< 50 Hz)16. La mayor evocación del reflejo tónico vibratorio (RTV) se registra con frecuencias por debajo de 150 Hz. En la misma línea, en el estudio realizado por De Gail et al16 fue aplicada la vibración de modo creciente. Se registró disminución de la evocación del RTV cuando la frecuencia estaba próxima a 50 Hz. En el ámbito del entrenamiento deportivo y la investigación aplicada las frecuencias de vibración más utilizadas han sido las de 30 y 40 Hz con plataforma vertical, así como las de 26 Hz con plataforma oscilatoria9,10 (tablas 2 y 3).
En el estudio realizado por Hazell et al12 fue analizada la actividad electromiográfica (EMGrms) en 10 estudiantes universitarios, físicamente activos, en los músculos: vasto lateral (VL), bíceps femoral (BF), bíceps (B) y tríceps (T) braquial, en los ejercicios de semi-squat y el curl de bíceps, en contracción isométrica y anisométrica, a diferentes frecuencias (25, 30, 35, 40 y 45 Hz) y amplitudes (2 y 4 mm). Se manifestó un incremento mayor de la actividad EMGrms para el VL en dinámico 3,7 a 8,7%, respecto a la máxima contracción voluntaria (MCV). Para el BF, el mayor incremento de la EMGrms fue en isométrico 0,8 a 1,2% de la MCV. Por último, para el T y B, la mayor actividad EMGrms fue en dinámico 0,2-1% y 0,6-0,8%, respec tivamente. Atendiendo a los parámetros de regulación, la mayor respuesta neuromuscular se obtuvo en todos los músculos analizados cuando se aplicaron frecuencias altas (35, 40 y 45 Hz) con 4 mm de amplitud12.
En esta misma línea de trabajo, recientemente, se ha estudiado la actividad EMGrms del vasto lateral (VL), bíceps femoral (BF), gastrocnemio (G) y tibial anterior (TA) a diferentes frecuencias de vibración (25, 35 y 45Hz) y 4 mm de amplitud, en squat dinámico, comparando el efecto de añadir sobrecarga (30% del peso corporal). La actividad EMGrms, a todas las frecuencias, fue mayor con sobrecarga para el VL. BF y G (fig. 5).
Fig. 5. El aumento de la actividad del gastrocnemio durante squat dinámico sin y con vibraciones a diferentes frecuencias (25, 35 y 45 Hz). Los valores respecto al porcentaje del incremento de la máxima contracción voluntaria (MCV), expresados en media y error típico. La condición de sobrecarga fue significativamente mayor (p = 0,038); a) significativamente mayor que sin vibración (p < 0,05); b) significativamente mayor que la condición de 25 Hz (p < 0,05). Adaptado de Hazell et al45.
Por otra parte, atendiendo a la metodología de progresión, la literatura describe métodos poco homogéneos; por ejemplo, hay estudios que incrementan la frecuencia durante las sesiones del proceso de entrenamiento17-22, y otros que, contrariamente, mantienen constante la frecuencia en todas las sesiones de la intervención14,23-25. No obstante, en los metaanálisis desarrollados por Marín et al9,10, se observó que en los estudios en los que se modifica la frecuencia a lo largo del proceso de entrenamiento se alcanzan mayores beneficios respecto de aquellos en los que se mantiene una frecuencia constante.
Magnitud
Viene expresada en unidades de aceleración (m·s-2 o g; g= 9,81 m·s-2), y se obtiene de forma directa mediante acelerómetros (fig. 6), o de manera indirecta a partir de la frecuencia (en ciclos por segundo. Hz) y la amplitud (en mm) (tabla 1).
Fig. 6. Magnitud de vibración de una plataforma de movimiento principalmente vertical (Power Plate North America, Northbrook, Illinois) a diferentes frecuencias (30, 40 y 50 Hz) y amplitudes pico a pico (low: 1,15 mm; High: 2,51 mm). Análisis realizado mediante un acelerómetro (Vibration meter, VT-6360, Hong Kong, China) y una persona de 80 kg sobre la plataforma.
Dirección
Las vibraciones pueden producirse en tres direcciones lineales y tres rotacionales. Los ejes lineales se designan como× (longitudinal), y (lateral) y z (vertical) (fig. 7). Las rotaciones alrededor de los ejes x, y, z se designan como rx (balanceo), ry (cabeceo) y rz (deriva), respectivamente26. Generalmente, el eje predominante en las plataformas vibratorias de uso profesional es el z.
Fig. 7. Magnitud de vibración generada en dos plataformas diferentes, atendiendo a los ejes lineales. En el análisis de la plataforma de uso doméstico (izquierda) la magnitud de vibración es predominante el eje X, mientras que en la plataforma de uso profesional (derecha) la magnitud de vibración es predominante en el eje Z. Análisis realizado por medio de la aplicación informática Vibration (Diffraction Limited Design LLC. USA).
Duración
La respuesta humana a las vibraciones depende en gran medida de la duración total de la exposición a las mismas9,10. El volumen (segundos de estímulo) más utilizado por la comunidad científica para aumentar los niveles de fuerza son 690 s/sesión (plataformas verticales) y 480 s/sesión (plataformas oscilatorias)10. Por otra parte, para el entrenamiento orientado hacia la potencia muscular, los volúmenes más utilizados son 300 s/ sesión (plataformas verticales) y 77 s/sesión (plataformas oscilatorias)9.
Implicaciones neurofisiológicas
La aplicación de una vibración mecánica sobre una estructura musculotendinosa produce un reflejo de contracción muscular, denominado reflejo tónico vibratorio (RTV)27-29. Dicha contracción muscular puede involucrar, a su vez, el reflejo de inhibición recíproca de la musculatura antagonista30. Además, el efecto de la vibración no se limita a los husos musculares del músculo vibrado, sino que también afecta a los músculos próximos al mismo31. En este sentido, se ha reportado un aumento significativo de los potenciales evocados cuando una vibración de 80 Hz se aplica puntualmente a los músculos extensores del carpo radial, lo que sugiere que las vibraciones aumentan la excitabilidad de la corteza motora32. Mileva et al33 describen estas modificaciones de los procesos intracorticales cuando se utiliza también una plataforma de vibraciones a 30 Hz y 1,5 mm. En esta línea, un reciente estudio analizó cómo repercute el estímulo vibratorio a nivel de los pies sobre el tren superior, atendiendo a la magnitud de vibración. Los resultados indican un aumento del número de repeticiones realizadas hasta el fallo muscular, así como de la velocidad, cuando la magnitud de vibración fue grande (~10 g)34 (fig. 8).
Fig. 8. Representación de un ejercicio de extensiones de tríceps sobre una plataforma de vibraciones. Izquierda sin vibraciones y derecha con vibraciones de baja magnitud (arriba) y alta magnitud (abajo)34.
Otros factores que podrían estar vinculados con los efectos del estímulo vibratorio son las modificaciones tixotrópicas de los husos musculares35 y del comportamiento de transmisión de fuerzas de las capas miofaciales epimuscular myofascial force transmission36,37.
Dosis y respuesta del entrenamiento de potencia y fuerza muscular
Siendo más precisos con la prescripción del estímulo vibratorio, e intentando aproximarnos a la dosis y la respuesta de la estimulación vibratoria mediante plataformas de movimiento vertical, dos recientes metaanálisis, extraídos del análisis de 31 artículos para el estudio de la fuerza muscular10 y otros 30 artículos para el estudio de la potencia muscular9, establecen las ganancias de fuerza (fig. 9) y potencia muscular (fig. 10), en relación con los parámetros de la vibración: frecuencia, amplitud y tiempo del estímulo vibratorio.
Fig. 9. Relación de las ganancias de fuerza muscular (tamaño del efecto) dependiendo de la frecuencia, la amplitud y el volumen total utilizado por sesión. Adaptado de Marín et al10.
Fig. 10. Relación de las ganancias de potencia muscular (tamaño del efecto) dependiendo de la frecuencia, la amplitud y el volumen total utilizado por sesión. Adaptado de Marín et al9.
Las mayores ganancias de fuerza muscular se han registrado con frecuencias comprendidas entre 40 y 50 Hz, con la máxima amplitud posible y una duración total del estímulo por sesión de entre 720 y 1.020 s (12-17 series de 30 a 60 s), a razón de 3 sesiones por semana10.
Por otra parte, las mayores ganancias de potencia muscular se han registrado con frecuencias comprendidas entre 35 y 40 Hz, con la máxima amplitud posible y una duración total del estímulo por sesión de entre 360 y 720 s (6-12 series de 30 a 60 s), a razón de 3 sesiones por semana9.
Respecto a la recuperación entre series, el tiempo más utilizado para el entrenamiento de fuerza y potencia muscular ha sido 60 s (tablas 1 y 2). En esta línea, Da Silva-Grigoletto et al38 registraron mayores ganancias de fuerza y potencia muscular con recuperaciones de 60 s frente a recuperaciones de 120 s, en sujetos físicamente activos, tras 4 semanas de entrenamiento.
En cuanto a la selección de los ejercicios, los estudios que mayores ganancias obtuvieron fueron los que utilizaban la combinación de diferentes ejercicios y posiciones (isométricas en combinación con anisométricas)9,10. Los ejercicios más utilizados en la literatura científica son el semi-squat y el lunge9,10.
Contraindicaciones
Un estudio ha descrito ligeros eritemas, edemas y prurito, de carácter transitorio, de la zona próxima al foco vibratorio39. Recientemente, se ha publicado un caso clínico de agudización de nefrolitiasis tras una sesión con plataforma vibratoria40. Por otra parte, también se ha descrito en la literatura un caso de hemorragia vítrea41.
Una importante consideración para aumentar el grado de confort y seguridad del estímulo vibratorio es mantener activas las estructuras músculo-tendinosas próximas al foco vibratorio. Como puede verse en la figura 11, se reducen notablemente la aceleración a nivel de la cabeza cuando se introduce flexión en el tren inferior (cadera, rodillas y tobillos). Abercromby et al42 registraron que la aceleración transmitida a la cabeza fue de un 71 a un 189% mayor en una plataforma de movimiento vertical que en una de movimiento oscilante. Este efecto posiblemente sucede por la basculación pélvica desarrollada en la plataforma oscilante. Respecto a la flexión de las rodillas, entre 26 y 30° son los grados articulares que mayores energías absorbieron, en ambas plataformas.
Fig. 11. Análisis de la aceleración a nivel de la cabeza, atendiendo al grado de flexión de la articulación de la rodilla, en una plataforma vertical a 40 Hz y 1,41 mmp-p. Análisis realizado por medio del acelerómetro X6-2 USB (Gulf Coast Data Concepts, Waveland, USA).
En esta línea, Berschin et al43, tras el análisis de la transmisión de vibraciones por el cuerpo en diferentes posiciones, describen riesgo de sobrecarga al permanecer encima de una plataforma en sedestación (por ejemplo, ejercicio de abdominales con contacto de la zona sacra directamente sobre la plataforma) y decúbito prono.
A su vez, con el fin de aumentar la seguridad, deberíamos seguir las normas de utilización del fabricante.
Conclusiones
La vibración per se no posee matices positivos o negativos. Esta puede generar efectos completamente opuestos, atendiendo a las características y las dosis de la misma. Por tanto, cuando hablamos sobre un estímulo vibratorio, es importante describir con precisión sus características: sistema y modo de aplicación, frecuencia, amplitud pico a pico, tiempo de exposición y descanso entre series.
Aplicar un estímulo vibratorio mediante una plataforma de vibraciones genera efectos no solamente en las extremidades que están próximas al foco vibratorio, sino también en las que están alejadas.
Las mayores respuestas y adaptaciones del sistema neuromuscular, para generar fuerza, se consiguen con altas magnitudes de vibraciones.
Por último, el estímulo vibratorio debe basarse en los principios básicos de entrenamiento, especialmente el de la sobrecarga progresiva.
Correspondencia:
Pedro J. Marín.
Lab. de Fisiología.
Universidad Europea Miguel de Cervantes.
Correo electrónico:pedrojm80@hotmail.com
Historia del artículo:
Recibido el 22 de septiembre de 2010
Aceptado el 14 de octubre de 2010
