Entrenamiento de fuerza isoinercial en adultos mayores: una revisión sistemática

Cristian Andres Yánez

Erica Mabel Mancera

Carlos Suárez

Resumen

La conservación del músculo esquelético y su capacidad en la generación de mayores estímulos nerviosos se favorecen con el uso de equipos isoinerciales, ya que estos permiten un mayor desempeño tendinoso y neuromuscular junto con una mejor dinámica metabólica ante la pérdida de masa magra (sarcopenia) y de fuerza muscular (dinapenia) en los adultos mayores, debida a efectos multifactoriales tales como: incremento de citoquinas catabólicas que generan la degradación de proteínas, atrofia, desórdenes hormonales, incremento o disminución de masa grasa. El propósito del presente estudio fue establecer los efectos neuromusculares del entrenamiento de fuerza isoinercial en adultos mayores. Se presenta una revisión de la literatura científica mediante una búsqueda en bases de datos (PubMed/MEDLINE, ScienceDirect, ProQuest) sobre los efectos del entrenamiento isoinercial en el desempeño neuromuscular en adultos mayores. El mecanismo del entrenamiento isoinercial genera cambios positivos sobre el reclutamiento de unidades motoras, los niveles de fuerza y potencia, preservando la función neuromuscular y tendinosa en los adultos mayores.

Introducción

De acuerdo a los cambios relacionados con la edad y el rendimiento funcional en el adulto mayor, se han identificado modificaciones a nivel hormonal, neuronal y muscular (Algilani et al., 2014; Strasser et al., 2018; Ticinesi et al., 2019; Vandervoort, 2002). Dichas modificaciones generan una disminución de la fuerza y la potencia muscular (Latham et al., 2009; Vandervoort, 2002), y se asocian a variaciones en las neuronas motoras, la capacidad de síntesis proteica, y cambios en el cartílago, las articulaciones y los tendones (Fernández-Argüelles et al., 2015). De otro modo, se han reconocido repercusiones en el sistema neurológico que incluyen alteraciones en el tamaño y número de unidades motoras, ramificaciones dendríticas y debilidad de impulso en la conducción nerviosa de los movimientos (Foldvari et al., 2000). Así, el desempeño de la fuerza se afecta en la tercera década de la vida y continúa disminuyendo progresivamente (Granacher et al., 2008), dependiendo de múltiples factores como la edad, el sexo y la actividad física, entre otros (Russ et al., 2012; Vandervoort, 2002).

Según los datos científicos, se ha establecido una disminución significativa de la fuerza de 1 % a 1.5 % por cada año entre las edades de 50 a 70 años (Vandervoort, 2002), así como una alteración y degeneración del raquis que produciría disfunción en la estabilidad, postura, funcionalidad y dinamismo (Borde et al., 2015; Mitchell et al., 2012; Russ et al., 2012). Por consiguiente, el desempeño motriz del adulto mayor depende de la resistencia a través de programas de entrenamiento, los cuales buscan preservar las características en el mantenimiento de la fuerza muscular a través de la dinámica excéntrica, como base fundamental de la condición física adaptativa que procura conservar el número y el diámetro de miofibrillas, en especial de tipo II, consecuente a la producción de potencia (Maroto-Izquierdo et al., 2017; Wonders, 2019) como factor indispensable en la capacidad funcional humana.

Por tal motivo, el desempeño mecánico muscular a través de las contracciones negativas (excéntricas) dentro del entrenamiento con tensión justifica el uso de equipos de acción isoinercial. Estos equipos buscan aumentar la fuerza, mejorar la elongación musculotendinosa (Guilhem et al., 2010; Hedayatpour y Falla, 2015; Schoenfeld et al., 2017) e incrementar la producción de potencia con eficiencia metabólica, junto con una menor exigencia cardiovascular, generando estrategias que combatan la sarcopenia (Hedayatpour y Falla, 2015), debido a la pérdida de masa y fuerza muscular, disminución de masa ósea, fragilidad, depresión, alteraciones del sueño e incidencia de caídas (Granacher et al., 2013b; Petré et al., 2018; Sañudo et al., 2019).

Según lo descrito por estudios recientes, la capacidad de aplicar la resistencia excéntrica en todo el rango de movimiento genera ganancias de fuerza satisfactorias en comparación con el entrenamiento tradicional (Bogdanis et al., 2018; Sánchez-Moreno et al., 2017; Yamada et al., 2012), lo que llevaría a ejecutar un trabajo con un menor gasto energético, ideal en procesos de readaptación clínica y deportiva (Aboodarda et al., 2016; Guilhem et al., 2010; Pareja-Blanco et al., 2014). Hablando más específicamente de la población de adultos mayores, existen investigaciones diseñadas con el fin de estudiar la mejor forma de lograr resultados satisfactorios en cuanto a la ganancia de fuerza.

De la misma forma, se ha planteado que los ejercicios isoinerciales pueden originar mejoras en términos de hipertrofia y adaptación funcional, los cuales se relacionan con la capacidad contráctil y la elongación muscular en población de adultos mayores (Maroto-Izquierdo et al., 2017). Igualmente, los estudios han revelado que los entrenamientos isoinerciales pueden mejorar aspectos de la función muscular, tales como: fuerza, potencia, activación neuromuscular y mejoría estructural (Bruseghini et al., 2019).

Por tal motivo, se destaca el propósito de la presente revisión al establecer los efectos neuromusculares del entrenamiento de fuerza isoinercial en adultos mayores.

Metodología

A través de un estudio descriptivo transversal de artículos publicados mediante una revisión narrativa, se realizó una búsqueda entre marzo y septiembre de 2020 en bases de datos como PubMed/MEDLINE, ScienceDirect y ProQuest. Asimismo, se excluyeron estudios publicados que no estuvieran en el idioma español o inglés.

Estrategia de búsqueda

Se realizó una búsqueda de publicaciones usando la herramienta MeSH, con palabras clave como aging, flywheel training, sarcopenia, strength training, eccentric overload, older adults. Posteriormente, se realizó una nueva búsqueda utilizando operadores booleanos (lógicos) como: “isoinertial” OR “isoinertial training” OR “training eccentric overload” AND “flywheel training”, “older adults” OR “senior training” AND “strength training”, “muscle” AND “neuromuscular function”, “skeletal muscle” AND “older adults” OR “training”, “muscle coactivation” AND “seniors” OR “older adults”, “sarcopenia” AND “aging” OR “older adults”

Proceso de selección

Se encontraron 300 artículos, de los cuales se eliminaron estudios duplicados y aquellos que no correspondían a los objetivos del estudio (criterios de exclusión), con un resultado final de 70 publicaciones.
De los artículos restantes que incluían ejercicios de fuerza, se eliminaron aquellos (n = 20) que realizaron un entrenamiento que no incluía sobrecargas inerciales. Finalmente, de 50 artículos que cumplieron los criterios de inclusión propuestos por los investigadores, 18 fueron los empleados para la presente revisión (Figura 1).

Figura 1

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Resultados

Se encontraron artículos sobre ensayos clínicos aleatorizados, revisiones de literatura, revisiones sistemáticas y metaanálisis referentes a la intervención del entrenamiento de fuerza isoinercial en adultos mayores entre los 60 y 75 años, así como, también, incluyendo esta población en procesos de rehabilitación y deportistas, resaltando características pertinentes sobre las adaptaciones neuromusculares, destacando el aporte científico de la intervención. Igualmente, se resalta la utilidad de los documentos relacionados con entrenamiento de fuerza y ejercicios isoinerciales que podrían ser útiles (Tabla 1).

Tabla 1

Resultados de los efectos neuromusculares del entrenamiento isoinercial.

Ver Tabla

Discusión

Sarcopenia y población adulta mayor

La presente revisión del entrenamiento isoinercial en población adulta mayor se establece de acuerdo con los efectos del deterioro muscular y en general del ser humano, ya que, para el año 2030, se estima un incremento de aproximadamente 71 millones de adultos de 65 años o más, en países como los EE. UU., quienes tendrán alteraciones funcionales debido al deterioro musculoesquelético (U.S. Census Bureau International Database, 2015). Por tal motivo, la disminución en la práctica de ejercicio físico tiene efectos sobre la composición muscular, la masa grasa y la reducción progresiva de la fuerza (Walston, 2012), siendo esta última una capacidad fisiológica que debe mantenerse saludable, ya que es pieza fundamental de la conservación de la locomoción y la movilidad funcional de las personas mayores. Por este motivo, la pérdida de masa magra y el deterioro de la fuerza muscular en personas adultas, junto con el aumento de la edad, generan una disminución en las capacidades de resistencia, que puede mejorarse por medio de estilos de vida activos y saludables (Aagaard et al., 2010; Papadopoulou, 2020; Shafiee et al., 2017).

De otro modo, la fuerza muscular máxima en los individuos presenta un declive constante desde la quinta década de vida y se incrementa desde la séptima década (Hughes et al., 2018; Kosek et al., 2006). Esta disminución de la fuerza muscular se relaciona con la reducción de la función motora, daño mitocondrial, incremento de la edad y alteración del equilibrio, los cuales se ven afectados junto con un mayor riesgo de caídas y lesiones óseas por fracturas (Campbell y Vallis, 2014; Gschwind et al., 2013; Lastayo et al., 2017). De igual manera, se asocia fuertemente con un mal estado de salud y mortalidad, según estudios realizados con medición de la fuerza prensil y fuerza de los músculos de las extremidades inferiores (Grgic et al., 2020; Newman et al., 2006; Zeng et al., 2016).

Entrenamiento de fuerza y envejecimiento

Existe evidencia del entrenamiento de la fuerza como alternativa y solución ante el deterioro fisiológico muscular esquelético (Papa et al., 2017). Es el caso del estudio que plantean Kosek et al. (2006), en el cual se demuestra que el entrenamiento muscular es el más prometedor para reducir o revertir los efectos de la sarcopenia, realizando un trabajo a una intensidad del 80 % de una repetición máxima, con el que se logran efectos satisfactorios de la fuerza entre los 3-4 meses en los adultos mayores, generando adaptaciones de las propiedades neuronales que juegan un papel destacado dentro del entrenamiento mencionado (Fragala et al., 2019; Onambélé et al., 2008; Unhjem et al., 2015). Por ello, dentro del entrenamiento de la fuerza, junto con el uso de elementos y máquinas, se destaca el método isoinercial, el cual figura como seguro, práctico y efectivo para aumentar la fuerza (tasa del desarrollo) excéntrica y la potencia (Maroto-Izquierdo et al., 2017; Núñez et al., 2018; Wonders, 2019) con sobrecarga, que permite atenuar los cambios relacionados con la edad y, asimismo, mejorar la calidad de vida de los individuos (Kowalchuk y Butcher, 2019; Lee y Park, 2013; Sañudo et al., 2019), manteniendo la masa muscular esquelética y la mejora de la estimulación neural a través del entrenamiento de la fuerza como factor esencial de salud y bienestar (Stewart et al., 2014; Voet et al., 2019).

De igual modo, al referir los parámetros de dosificación del entrenamiento, existen variables de tiempo, intensidad y velocidad de ejecución, los cuales generan beneficios en períodos a corto plazo (Burd et al., 2012; Cadore et al., 2014). Entre ellos, destaca el parámetro de intensidad, como un factor predisponente en las adaptaciones musculares hacia el mantenimiento de los impulsos nerviosos (Fragala et al., 2019; Granacher et al., 2008; Gschwind et al., 2013; Illera-Domínguez et al., 2018; Kowalchuk y Butcher, 2019), los cuales justifican la óptima ganancia de fuerza. Es por esto por lo que el entrenamiento con equipos isoinerciales favorece la acción excéntrica, la cual se caracteriza por el alargamiento de los músculos (estiramiento musculotendinoso) hacia la fuerza de ruptura bajo tensión, debido a la capacidad para aplicar resistencia constante e ilimitada a través de todas las fases de la contracción, lo que da como resultado una mayor producción de potencia. Por este motivo, la actividad mecánica de aceleración y desaceleración de tipo concéntrica y excéntrica a través de los equipos mencionados logra un incremento en la tensión (intensidad) sobre los músculos, durante las contracciones, según la velocidad de ejecución y la fuerza producidas (Suchomel et al., 2019).

Entrenamiento de fuerza excéntrica

Dentro de los beneficios del entrenamiento de fuerza y especificando el trabajo sobre la fase excéntrica, el entrenamiento isoinercial proporciona un estímulo adecuado partiendo de la resistencia negativa (Herzog et al., 2015) en la fase desaceleradora del movimiento y en los diferentes ejercicios de sentadilla, curl de bíceps o flexión de rodilla, los cuales logran mayores estímulos neuromusculares (Katz, 1939; Meylan et al., 2008; Núñez et al., 2018; Wonders, 2019). Por consiguiente, la intervención con dispositivos isoinerciales en adultos mayores sustenta la importancia de su práctica, adaptando el sistema musculoesquelético a mayores tasas de reclutamiento e impulsos hacia la unidad motora durante la elongación resistida (Beato et al., 2020; Kowalchuk y Butcher, 2019), aprovechando adaptaciones positivas que contrarrestan los efectos de la sarcopenia (Konopka y Harber, 2014; Liao et al., 2019), mejorando el ambiente muscular interno (aumento en la frecuencia de impulsos nerviosos) (Camera et al., 2016; Conceição et al., 2018; Gehlert et al., 2015; Remaud et al., 2010).

Entrenamiento isoinercial en adultos mayores

La fiabilidad y validez del entrenamiento de fuerza isoinercial en personas mayores es una estrategia que ha manifestado efectos relevantes a nivel neuromuscular (Solà-Serrabou et al., 2019). Por ello, la contracción muscular excéntrica en conjunto con la sobrecarga inercial genera a nivel molecular una regulación e inducción de células satélite que favorecen un mejor desempeño en la recuperación de la microlesión fibrilar producida por el entrenamiento (Cermak et al., 2013). Ayuda, además, al mantenimiento de la masa muscular junto con una mayor síntesis proteica, ocasionada por la actividad musculotendinosa, que conlleva a sustentar el incremento del área seccional transversa y el efecto hipertrófico (Hody et al., 2019). También conlleva un aumento de la velocidad de contracción, duración, tensión y amplitud de movimiento concéntrico, con desaceleración por parte del músculo de la energía (cinética) de manera ligera, previamente a la acción producida en la fase excéntrica (Tesch et al., 2017).

En relación con lo anterior, el músculo y el tendón presentan propiedades mecánicas que posibilitan una mayor producción de los niveles de fuerza y potencia, así como la generación de una máxima activación al final de la fase de alargamiento o elongación muscular en mayor proporción que sobre lo concéntrico, logrando que el efecto de cargas repetidas provoque el aumento del grado de rigidez tendinosa con un menor gasto de energía, con lo cual se genera una mayor eficiencia en el trabajo dirigido dentro de un programa de entrenamiento con la población adulta mayor (Bruseghini et al., 2019; Douglas et al., 2017).

Máquinas isoinerciales

Con el fin de prevenir la pérdida de masa muscular y ósea en los astronautas, secundaria a la falta de gravedad y a la imposibilidad para ejercitar los diferentes grupos musculares, se desarrolló la modalidad de ejercicio isoinercial (Aboodarda et al., 2016; Petré et al., 2018; Sañudo et al., 2019), que consiste en realizar movimientos concéntricos y excéntricos contra una resistencia constante (Fisher et al., 2020), generada por la acción de un volante, que produce mayores ganancias de fuerza en fase excéntrica que en la concéntrica (Petré et al., 2018; Tesch et al., 2017).

Así pues, anteriormente se habían desarrollado máquinas isoinerciales menos sofisticadas, pero que mantenían la misma capacidad de generar contracciones concéntricas y excéntricas con la misma inercia. Por tal motivo y gracias a la tecnología, esta metodología se ha desarrollado y aplicado en diversas poblaciones en general, no solo para el proceso de entrenamiento sino también como una importante ayuda en la ganancia muscular de las personas mayores, que, por la edad, cursan con un proceso de sarcopenia, así como también en el proceso deportivo, de rehabilitación física (Lienhard et al., 2013) y/o cardiopulmonar (Tesch et al., 2017).

De la misma forma, el principio fundamental de las máquinas isoinerciales es similar al mecanismo reversible conocido como Yo-Yo (Figura 2) (Bogdanis et al., 2018; Granacher et al., 2013a; Kowalchuk y Butcher, 2019; Lee y Park, 2013). Este consta de una cuerda anclada a un sistema pivotante para el movimiento de flexión y extensión de segmentos corporales, y se busca halar la cuerda desenrollándola del sistema de pivote y gracias a unos resortes. “El sistema gira en sentido contrario volviendo a enrollar la cuerda, a lo cual debe oponerse la persona que está realizando el ejercicio” (Fisher et al., 2020). Por consiguiente, la intensidad de la inercia va a depender entonces de la fuerza que se aplique durante el ejercicio y del diámetro de la circunferencia del pivote (Figuras 2 y 3) (Petré et al., 2018; Sañudo et al., 2019), el cual aumenta las demandas en la actividad excéntrica posterior a una acción concéntrica debido a las cargas inerciales. El trabajo realizado se registra a través de un encoder rotativo sobre las diversas variables, tales como potencia (vatios), rango de potencia (vatios) y velocidad (m/s).

Figura 2

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Figura 3

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Cabe destacar que la fuerza excéntrica depende de la fuerza concéntrica que se aplique y que, debido a que la actividad isoinercial es libre de pesos y de los efectos de la fuerza de la gravedad, la máquina garantiza que la energía utilizada durante ambos movimientos sea prácticamente idéntica; de ahí su denominación (Kowalchuk y Butcher, 2019).

Por otra parte, una de las ventajas de utilizar los ejercicios isoinerciales en adultos mayores o en personas que requieren procesos de rehabilitación es que, con este método de Yo-Yo (Petré et al., 2018), el gasto energético es bajo (en comparación con otros tipos de ejercicios para ganancia muscular), dado que la persona está trabajando tanto en la fase concéntrica como en la excéntrica, pero en esta última fase el gasto energético es una quina parte del requerido en la fase concéntrica (Illera-Domínguez et al., 2018; Tous-Fajardo et al., 2016).

Asimismo, acerca de la utilidad de los ejercicios isoinerciales, se ha publicado que en adultos mayores de 70 años se pueden obtener ganancias en potencia de hasta el 28 % (Bruseghini et al., 2019; Walker et al., 2016), logrando mejorar los niveles de estabilidad corporal y disminuyendo la progresión en la pérdida de densidad ósea (Bruseghini et al., 2019). Sin embargo, no se han encontrado datos que soporten mejorías en la capacidad cardiovascular de los adultos mayores (Tesch et al., 2017).

Conclusiones

El mecanismo del entrenamiento isoinercial genera cambios positivos sobre el reclutamiento de unidades motoras, los niveles de fuerza y potencia, preservando la composición del tejido magro, la función neuromuscular y tendinosa en los adultos mayores frente al proceso de envejecimiento, debido al mayor rendimiento de la contracción excéntrica y su tensión progresiva con un bajo gasto energético y a su vez siendo una alternativa efectiva en el campo terapéutico y funcional.

Futuras direcciones de investigación

Establecer los parámetros de entrenamiento isoinercial en el proceso metodológico justificando su aplicación en diversas poblaciones, así como la determinación de los grados de inercia y la fuerza de resistencia a la fricción.