LA REPETICIÓN MÁXIMA PARA PRESCRIBIR ENTRENAMIENNTO DE FUERZA. ¿CIENCIA O SÓLO PRÁCTICA?

INTRODUCCIÓN

                El entrenamiento de la fuerza en personas sedentarias o con enfermedades ha pasado de ser “proscrito” a estar “hasta en la sopa”. La figura 1 muestra los registros que aporta pubmed introduciendo los términos genéricos “maximun OR maximal repetition AND strength training”. Su análisis determina:

  1. Que a partir de 1976 el interés aumenta, pero no de forma muy acusada si se compara con el incremento desproporcionado a partir de 2003
  2. Hay años “discordantes” (1986-1990 aproximadamente y 2005 y 2009, igualmente de forma aproximada) que no tienen explicación.
  3. La pregunta es obvia: ¿a qué obedece el interés tan desproporcionado por estudiar la fuerza a partir del 2003? La sociedad en general se había vuelto “muy flojita” y había que acentuar el entrenamiento de fuerza o acaso se produjo un estado de adoración por esta cualidad, reflejada en la Impactolatría, es decir, en publicar por publicar lo que está de moda

La verdad es que resulta un tanto aburrido y, sobre todo, desmesurado. No hay sesión de tribunal en la que he “asistido” como presidente/figurante que no se presente un trabajo relacionado con la fuerza. La labor del tribunal es lamentable, ya que se limita a ver la presentación sin ninguna objeción que hacer al contenido. La realidad es que viene juzgado el trabajo por el tutor del alumno. Así que, ¡a mirar, hacer el gilipollas y perder el tiempo! Que la fuerza es importante, es una obviedad. Pero que se está sobre-valorando también lo es. No hace mucho tiempo el empleo de la fuerza era casi natural a cualquier actividad laboral, de manera que, sin estar dando el rollo, se trabajaba la fuerza. Ahora hay que hacer hincapié porque estamos todo el día “aporreando” el teclado y hasta el agricultor, que se lo permite, cosecha sentado.

                Pero lo que más me sorprende, intelectualmente hablando, es el criterio para prescribir cualquier programa de entrenamiento de la fuerza, incluso en personas entrenadas. El criterio es la REPETICIÓN MÁXIMA, cuyo acrónimo (1!RM) me suena a “músicas celestiales”. ¡Que empacho de 1RM! Para definirla y comprender su significado literal no hay que ir a Salamanca. La 1RM se define como el peso máximo que se puede levantar una sola vez. Ciertamente, Kraemer” (1) añade, siempre que se realice con una buena técnica: de cajón, si levanta una carga temblando hasta las pestañas no es una 1RM. Ahora bien,  comprender fisiológicamente la 1RM no es que sea complicado, sino muy complicado o como dicen la mayor parte de la gente “súper-complicado”, suprimiendo la riqueza del español. Yo me harto de decir que el “músculo no está sólo”, que es necesario comprender el significado de la unidad motora. Pero insistiré en ello en un apartado.

                Pero yo siempre pregunto a los expertos: ¿“cómo se obtiene la 1RM”? ¿Hay alguna ecuación para predecir la 1RM, sin necesidad de medirla?, “si, por ejemplo, voy al gimnasio (bastante improbable), ¿a qué carga inicio el programa? Pienso que son preguntas obvias para alguien que tiene una inquietud por conocer. Pero las contestaciones que me ha dado los expertos me llaman más aún la atención: “yo no necesito medir la 1RM para prescribir el ejercicio”, “se cual es aproximadamente tu 1RM en pectorales”. Perdón, soy muy antiguo, se dice “press de banca”, que para eso estamos inundados de “jerga yanqui”. La denominación de este ejercicio como “pectorales” parece incorrecta, pues no es la musculatura principal que interviene. La denominación yanqui parece más adecuada si atendemos a lo que señala el The freedictionary (Thefreedictionary.com): To exert steady weight or force against o To move by applying pressure:

Las respuestas no se basan en la ciencia. Inmediatamente, indico: cuando se prescribe ejercicio de resistencia se utiliza el criterio de consumo máximo de oxígeno o cómo dicen los cursis, consumo pico de oxígeno, naturalmente, contagiados por la jerga yaqui. Como si fuera gilipollas y no supiera una palabra de ergespirometría. Y continuo indicando: hay cientos de ecuaciones de predicción del consumo máximo de oxígeno, ¿no hay ecuaciones de predicción con cierto criterio científico para la 1RM?. No, responden, es muy difícil o bien no se ha hecho. Resultado de todo este párrafo: me he dedicado a ver si alguien ha propuesto ecuaciones de predicción aunque sea por “movimientos localizados o ejercicios en salas de pesas”. Adelanto la conclusión, después de haberme leído 22 artículos, algunos infumables, la cual encabeza el título de este documento: la 1RM no se estima porque no se ha querido, sólo se pone en práctica.

COMO SE MIDE LA 1RM. EJEMPLO EN EL EJERCICIO DE PECTORALES

                De la definición es fácil deducir el procedimiento de medición de la 1RM. Sin que se enfaden los expertos, por ejemplo, en el ejercicio de pectorales se van poniendo pesos de forma sucesiva a la barra hasta que la persona no sea capaz de levantar la barra o lo haga “temblando”. Anda, Javier, anímate y dale un poco de ciencia a este ejercicio. “El ejercicio de pectorales es uno de los ejercicios básicos utilizados para desarrollar la fuerza de empuje de la parte superior del cuerpo. Se realiza habitualmente en decúbito supino sobre un banco, con una barra sobre el pecho con los brazos extendidos. A continuación, la barra se baja hasta el pecho justo por encima de la apófisis xifoides y luego se extienden los brazos hacia arriba hasta que los codos están extendidos” (2). Las variantes de este ejercicio son conocidas y se pueden encontrar en el trabajo de Lochie et al (3)

Obviamente, esta metodología de determinación de la 1RM es directa y tiene su forma de proceder (protocolo). Pero, claro, no está exenta de problemas (riesgo  de lesionarse, inexperiencia, forma incorrecta de ejecución, se tarda mucho tiempo en determinarla, exige una gran motivación, poco practica etc), de manera que los “investigadores” se han dedicado a proponer métodos indirectos. Uno de estos es utilizar la relación inversa  fuerza/velocidad, utilizado entre otros por nuestro sabio español  de la fuerza, González-Badillo (4). El procedimiento es muy fácil de entender. La figura 2 muestra de forma esquemática el procedimiento para medir de forma indirecta la 1RM mediante la función fuerza/velocidad. Con los instrumentos de medida de la velocidad existentes es relativamente fácil medir esta cualidad física con dos medidas solamente a carga bajas y extrapolar a fuerza máxima y velocidad cero, es decir, cerca de la 1RM

Sea de la manera que sea, directa o indirectamente, cuando yo expresaba mis dudas no me refería al hecho de medir y estimar. Y quería conocer, sin la necesidad de medir por cualquier procedimiento, si había alguna forma de estimar la 1RM, de forma similar a como se hace para el consumo máximo de oxígeno. Para predecir y valorar a una persona su capacidad para esfuerzos de resistencia se utilizan diversas ecuaciones, como, por ejemplo, la de Hansen (figura 3) que he utilizado para casos prácticos en fisiología (5)

De esta manera, sin medir nada, según la edad, el peso y la talla puedo estimar el consumo máximo de oxígeno y a partir del valor dado yo puedo establecer la carga de trabajo a un determinado porcentaje. Nótese como, cuando el peso real sea igual que el medido, el consumo máximo de oxígeno depende exclusivamente de la talla y edad. Así, para mi edad (69, 170 cm y 72 Kg), mi consumo máximo de oxígeno estimado sería de 1846 ml/min o 25 ml/kg/min

                Entonces, ¿por qué no se puede estimar la 1RM por una ecuación similar. Parecía coherente pensar que la 1RM se podría relacionar con la composición corporal y la antropometría, de manera que cabría suponer que la fuerza aumentara con la masa libre de grasa. Se ha demostrado que el área o bien el diámetro de un determinado segmento corporal contribuye de forma significativa al desarrollo de fuerza de ese segmento (6), aunque las correlaciones entre fuerza y, por ejemplo, volumen de muslos y brazos sea baja. Pero eso no es que lo  tenga que decir Mayhew, es una obviedad y, además, lo que se indica en este documento es si se puede estimar. También las estimaciones del consumo máximo de oxígeno no son excelentes.

                Aunque el objetivo no era buscar una ecuación de predicción Massini y col (7) demostraron que el  peso libre de grasa podía aplicarse para valorar la fuerza muscular en diferentes tipos de ejercicio en miembros superiores e inferiores. A continuación se muestran los resultados del trabajo de Massini y col (7) para el ejercicio de pectorales. El lector que lo desee que consulte el artículo. Básicamente señalan lo siguiente:

  • En deportistas entrenados hay una relación estrecha entre las características antropométricas y el peso levantado en 1RM. La relación es más manifiesta cuantas menos articulaciones y músculos  se empleen y por consiguiente más exacta es la predicción
  • En la figura 4 se muestra la relación entre la fuerza medida en una 1RM y la estimada según el modelo estudiado que consideraba determinadas características antropométricas para el ejercicio de pectorales

En otro estudio (9), también se demostró relación entre la máxima contracción voluntaria medida con dinamometría de mano y el grosor muscular y la circunferencia del muslo en personas mayores (70,4±4,2) y que se podía estimar con precisión la 1RM con los parámetros señalados y propuso una serie de ecuaciones para estimar el SMI (Skeletal Muscle Index = skeletal muscle mass/heigh2). Una de las ecuaciones es la siguiente

En resumen, hay forma de estimar la 1RM, que parten de una premisa intuitiva: la masa muscular se relaciona estrechamente con la fuerza desarrollada, aunque sea necesario descontar de la medida perimetral de un determinado músculo o grupo muscular la parte correspondiente a la grasa corporal. Este hecho debería ser fundamental a la hora de prescribir el entrenamiento de fuerza con cargas en personas sedentarias o con pesas. El entrenamiento de fuerza es una parte necesaria en la actualidad para cualquier enfermo con una determinada patología. En cualquier norma de prescripción del ejercicio para personas enfermas, indican una serie de ejercicios con cargas a un determinado porcentaje de la 1RM. Dadas las dificultades obvias de determinar este parámetro, parece relevante tener ecuaciones de predicción, más allá que, a través de la práctica, los entrenadores sean capaces de determinar,  con un solo ejercicio cual es la 1RM. Concretamente, desde la práctica, los entrenadores indican ser capaces de estimar la 1RM en el ejercicio de pectorales, por ejemplo. Pero, dado que este ejercicio se desarrolla principalmente con la musculatura del tríceps, se podría proponer una ecuación de predicción, similar a la de Yasuda (figura 4). O bien, medir la masa muscular por cualquier técnica (ultrasonidos etc.), de manera que la ecuación sería parecida, pero, en lugar de perímetro del brazo se pondría la masa muscular.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA BASE FISOLÓGICA DE LA 1RM

                Desde el punto de vista de la comprensión anatómica y fisiológica, la 1RM es compleja de asimilar, pero no más que el consumo máximo de oxígeno. Este parámetro integra las funciones cardiovascular, respiratoria, sanguínea y metabólica. Pero es que  la ¡1RM integra el funcionamiento del sistema nervioso! Ciertamente, para el consumo máximo de oxígeno se disponen de variables relacionadas con el bombeo-distribución (sistema cardiovascular), captación (aparato respiratorio) y transporte (sangre), tales como la frecuencia cardiaca, la ventilación, y la concentración de hemoglobina. Como consecuencia, y a través  de estas variables podemos inferir la variable dependiente: el consumo máximo de oxígeno. Desgraciadamente, por los menos por ahora, no disponemos de variables sencillas que permiten analizar el resultado: la 1RM. Por consiguiente, el análisis elemental que se realiza a continuación es más en un plano teórico, pero necesario para comprender en toda su dimensión este parámetro tan importante para la prescripción del entrenamiento de fuerza.

                En la figura 5 se muestra una representación simplificada de la “organización” morfológica y funcional del sistema nervioso para la ejecución de 1RM para el ejercicio de pectorales, centrada en el músculo tríceps, lo cual no es real, pues en este ejercicio se debe de controlar el hombro, el codo y la muñeca, de manera que más de un grupo muscular es activado. Es decir, se activaría el “plexo braquial” (C5-T1), pues es el plexo desde el cual parten todos los nervios de la extremidad superior (a excepción de trapecio, esternocleidomastoideo y omohioideo), aunque en la figura se centre la acción sobre el nervio radial, que inerva el tríceps.  Lógicamente, todos los nervios que parten del plexo braquial tendrían su papel en el control del movimiento.

La activación de las unidades motoras del tríceps se realiza mediante las vías descendentes motoras, preferentemente las cortico-espinales (también piramidales) de ambos hemisferios cerebrales. De la misma importancia funcional es la información aferente a médula espinal y encéfalo. Por tanto, de forma resumida, la compresión de la realización de una 1RM es muy compleja y aquí sólo se resume. Algo más de información se puede encontrar en el poco prestigio de mi libro (10). El desarrollo de 1RM, en forma de cuestiones, viene determinado por:

  1. ¿Cómo las vías descendentes “activan” las unidades motoras? ¿De forma directa o a través de inter-neuronas?
  2. ¿Cómo “se establece el orden” de activación de las unidades motoras? Este orden ha quedado demostrado que se realiza en función del principio del tamaño o principio de Henneman: ST→FST→FT. Asegura el desarrollo de fuerza de forma progresiva y evita la fatiga innecesaria
  3. ¿Cómo se informa al SNC (médula espinal y encéfalo) de las condiciones mecánicas del tríceps? Fundamentalmente, se requiere que el SNC reciba información del grado de tensión (fuerza) desarrollado por el tríceps que va aumentando de forma progresiva en una prueba de 1RM

Así, me parece normal que no se pueda medir con rigor científico la 1RM y se acuda a la experiencia práctica del entrenador que sólo de un “vistazo” es capaz de “conocer cuál es el peso que puede levantar una persona en un ejercicio, por ejemplo, de pectoral. Pero, entonces, vuelvo a la pregunta que encabeza esta entrada al blog: LA REPETICIÓN MÁXIMA: ¿CIENCIA O SÓLO PRÁCTICA? Es evidente, de todo lo expuesto anteriormente, que debo de acabar cómo he empecé (véase introducción): SÓLO PRÁCTICA.

No obstante, LOS ESTUDIOSOS DE LA FUERZA PODRÍAN DEDICARSE A PREDECIR LA 1RM EN FUNCIÓN DE PARÁMETROS ANTROPOMÉTRICOS, pues es muy importante para la prescripción del ejercicio no en deportistas, sino en personas enfermas. Como he señalado en la introducción, “hasta en la sopa” nos recomiendan que la programación en personas enfermas se debe de hacer a un determinado % de la 1RM. Parece ser que sólo tenemos que confiar en la experiencia del entrenador. Se dirá, con cierta razón, que habría que hacer una ecuación de estimación para cada ejercicio. Pues muy bien, que se haga para los más relevantes para mejorar la condición física de los enfermos.

REFERENCIAS   

 (1) Kraemer, W. J., Fry, A. C., Ratamess, N., & French, D. (1995). Strength testing: development and evaluation of methodology. Physiological assessment of human fitness2, 119-150.

(2) Gomo, O., & Van Den Tillaar, R. (2016). The effects of grip width on sticking region in bench press. Journal of sports sciences34(3), 232-238.

(3) Lockie, R. G., Callaghan, S. J., Moreno, M. R., Risso, F. G., Liu, T. M., Stage, A. A., … & Orjalo, A. J. (2017). An investigation of the mechanics and sticking region of a one-repetition maximum close-grip bench press versus the traditional bench press. Sports5(3), 46.

(4) González-Badillo, J. J., & Sánchez-Medina, L. (2010). Movement velocity as a measure of loading intensity in resistance training. International journal of sports medicine31(05), 347-352.

(5) Wasserman, K., J. E. Hansen, D. Y. Sue, W. W. Stringer and B. J. Whipp (2011). Principles of Exercise Testing and Interpretation. Including pathophysiology and clinical applications. Philadelphia, USA., Lippincott Williams & Wilkins.

(6) Mayhew, J. L., Piper, F. C., & Ware, J. S. (1993). Anthropometric correlates with strength performance among resistance trained athletes. The Journal of sports medicine and physical fitness33(2), 159-165.

(7) Massini, D. A., Macedo, A. G., Almeida, T. A., Espada, M. C., Santos, F. J., Castro, E. A., … & Pessôa Filho, D. M. (2022). Single-and Multi-Joint Maximum Weight Lifting Relationship to Free-Fat Mass in Different Exercises for Upper-and Lower-Limbs in Well-Trained Male Young Adults. International Journal of Environmental Research and Public Health19(7), 4020.

(8) Nakamura, M., Kiyono, R., Sato, S., Yahata, K., & Morishita, S. (2020). One-repetition maximum can be estimated with a handheld dynamometer and circumference in community-dwelling older adults. Journal of Physical Therapy Science32(10), 669-673.

(9) Yasuda, T. (2020). Simplified morphological evaluation of skeletal muscle mass and maximum muscle strength in healthy young women: comparison between thigh and calf. Women’s Health16, 1745506520962009.

(10) Montero, F. J. C. (2012). Fisiología humana: aplicación a la actividad física. Editorial Médica Panamericana.

Fisiología y matemáticas

Parece improcedente indicar la utilidad de las matemáticas para comprender la fisiología. Mi interés por la aplicación de las matemáticas al estudio de la fisiología es desde hace mucho tiempo. Cualquier variable fisiológica se puede analizar desde una perspectiva matemática, pero siempre no perdiendo de vista el orden del título que encabeza esta entrada. Es decir, las matemáticas sirven para intentar explicar los mecanismos fisiológicos. Pero la inquietud por las matemáticas se agudizó cuando tuve ocasión de ver un libro en el biblioteca: “Biomechanics and exercise physiology: quantitative modeling” (Johnson). Cuando se tiene el atrevimiento de sólo ojear el libro para un «no matemático», la «diarrea menta» que entra es considerable. No obstante, he querido compartir con los lectores del blog esta inquietud por la relación fisiología/matemáticas. Como el libro aborda complejas funciones y modelos matemáticos del sistema cardiovascular, aparato respiratorio, metabolismo y termorregulación, tuve la necesidad de concretar mi interés por lo que parecía más fácil: estudiar los modelos matemáticos correspondientes al corazón y, concretamente a la frecuencia cardiaca.

Con mi demostrada habilidad para editar videos he publicado en YouTube 4 videos sobre la función intensidad/frecuencia cardiaca durante una prueba de esfuerzo de intensidad creciente. Los enlaces de los videos son los siguientes:

Además. como acostumbro, en la nube de google (google drive) he puesto los documentos correspondientes para su utilización por cualquiera que tenga los enlaces que, a continuación muestro

Enlace para una carpeta titulada Fisiología y matemáticas, en la que se encuentran los docuementos en texto y en presentación

Enlace para acceso a la carpeta: https://drive.google.com/drive/folders/1nTl81MH5AmyHWN6lIIMJBB7GZlkbLm8a?usp=share_link