Sistema Neuromuscular y Tipos de Fibras de Contracción

Redacción Fit Generation
Redacción Fit Generation

En este artículo voy a hablar de las bases más básicas para poder entender los mecanismos por los que se produce la hipertrofia. Para ello, voy a intentar enseñaros cómo funciona el sistema neuromuscular, y conocer el rol que tienen las diferentes fibras musculares, y cómo podemos modular el entrenamiento dependiendo de las características de estas. De esta manera, y controlando estos conceptos, se podrá entender muchísimo mejor lo que daremos en siguientes clases.

Es interesante echar un vistazo a las imágenes y los gráficos que se van a facilitar durante esta exposición. Sin liarme demasiado con esta pequeña introducción, voy a dar paso al artículo.

Sistema neuromuscular

Cuando hablamos del sistema neuromuscular, nos estamos refiriendo a los músculos, los nervios, las neuronas, y todo lo que engloba el sistema de contracción muscular. No podemos hablar de músculos, sin tener en cuenta todo el proceso que empieza desde nuestra cabeza.

El primer punto de todos es conocer la parte periférica, el músculo como tal:

  • El músculo está cubierto de diferentes capas. La capa más superficial se llama EPIMISIO.
  • Cada músculo está formado por grupos de fibras, que se llaman FASCÍCULOS. La cantidad de fascículos por músculos varía, pero hay una gran cantidad de ellos.
  • Dentro de cada fascículo, tenemos MIOFIBRILLAS, que están compuestas por muchos sarcómeros unidos entre ellos.

Las sarcómeras son las unidades contráctiles del músculo – La parte en la que se da la contracción muscular. Entonces, cuando hablemos de la contracción, cuando movemos nuestro cuerpo, se dan una serie de eventos químicos, empezando desde la parte más profunda del músculo.

En el sarcómero tenemos varias proteínas que son pilares fundamentales en la contracción muscular:

  • Actina (Filamento fino)
  • Miosina (filamento grueso)

Hay otras proteínas que se encuentran en esta zona para ayudar a mantener la integridad de esta unidad contráctil:

  • Titina
  • Nebulina
  • Miotilina
Sistema Neuromuscular
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Unidad motora y contracción muscular

Como se ha comentado al principio, el sistema neuromuscular está relacionado con el propio músculo, y el sistema nervioso. El sistema nervioso está compuesto por células que se encargan de transmitir las señales eléctricas. Entre estas células especializadas, las más comunes son las neuronas. Entre las neuronas, aquellas que se encargan de mandar impulsos eléctricos al músculo, se llaman motoneuronas.

La motoneurona se compone de las siguientes partes:

  • Cuerpo celular – Es donde empieza el impulso nervioso.
  • Axón – Conducto por el cual viaja el impulso nervioso.
  • Dendritas – Parte exterior de la neurona motora, donde se encuentran los terminales sinápticos.

“Cuando hablamos de sinapsis, nos estamos refiriendo al proceso de interacción entre neuronas, o neuronas y receptores de otras células”. En este caso se puede dar una interacción entre la neurona y la célula muscular.

Por lo tanto, la unidad motora estará compuesta de la motoneurona, y las fibras musculares que están inervadas. Así pues, cuando la motoneurona envía un impulso nervioso, TODAS las fibras que están inervadas, se contraen a la vez.

Esta contracción de las fibras musculares se da siguiendo este proceso:

  • Un potencial de acción viaja sobre el axón hasta el receptor de la célula muscular.
  • Se libera acetilcolina (que será el principal neurotransmisor), hasta que se une con el plasmolema de la fibra muscular.
  • Se despolariza la fibra muscular (relacionado con las bombas sodio/potasio).
  • Este cambio en la polarización hace que se libere calcio desde el retículo sarcoplasmático, y los iones de calcio salen al sarcoplasma.
  • El calcio se une a la troponina, dejando un espacio libre para que la miosina se una a la actina (suponiendo que hay energía suficiente ATP).
  • Esta unión continua de la miosina con la actina, termina en un acortamiento del sarcómero. Lo que se conoce como el ciclo de puentes cruzados.
Unidad Motora y Contracción Muscular
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Esto sería un resumen muy resumido de la contracción muscular. Ya que en cada paso que se menciona hay mil eventos químicos y moleculares que se podrían analizar. Pero creo que explicado de esta manera es más que suficiente para que se entienda la contracción muscular.

Este proceso sucede en el músculo esquelético, pero la velocidad de la contracción (el tiempo de contracción), la producción de fuerza, la resistencia a la fatiga… va a depender principalmente del TIPO DE FIBRAS MUSCULARES. Este tema lo veremos en los siguientes puntos:

Tipos de fibras musculares

El músculo esquelético es un tejido capaz de hacer frente a un amplio rango de demandas funcionales:

  • Movimientos de gran precisión
  • Contracciones máximas
  • Mantenimiento de la postura del cuerpo

Esta versatilidad del músculo esquelético se debe, en parte, a la existencia de varios tipos de células o fibras musculares, que poseen características funcionales, metabólicas y moleculares distintas.

Los diferentes tipos de fibras se encuentran en diferentes proporciones en cada individuo, así como en cada músculo.

No tenemos únicamente 2 ó 3 tipos de fibras musculares como nos han enseñado siempre, sino que, hay otros tipos de fibras híbridas. Pero para que la clasificación sea más sencilla, se suelen hacer dos divisiones principales:

  • Fibras tipo I (fibras lentas) – Fibras resistentes a la fatiga, que suelen estar involucradas en actividades de resistencia. El pico de tensión se suele conseguir cerca de los 110ms, limitando así su actividad para producir fuerza rápidamente. Estas fibras también se llaman fibras rojas por su apariencia gracias al alto contenido en mioglobina.
  • Fibras tipo II (fibras rápidas) – Este tipo de fibras pueden alcanzar su pico de tensión en algo más de la mitad de tiempo que las fibras lentas – 50ms. Siendo así muy interesantes en actividades de fuerza-potencia. Estas fibras también se conocen como fibras blancas, por su bajo contenido en mioglobina.
Sistema Neuromuscular 3
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La distinción de este tipo de fibras se suele dar por el tipo (isoformas) de la cadena pesada de la miosina (MHC) – Hemos dicho que la miosina es una de las proteínas fundamentales en la contracción muscular. Así, la isoforma de la miosina va a marcar el tipo de fibra muscular:

  • Tipo I, Tipo IIa, Tipo IIx
  • Ic, IIc, IIac, IIax
  • Las isoformas de tipo C son muy pocas, con lo que no se suelen tener en cuenta en la clasificación de estas fibras musculares.

De media, el ser humano contiene la misma proporción de fibras lentas y rápidas; pero hay una gran variedad entre individuos y músculos. Es más, hay ciertos grupos musculares con un predominio claro de un tipo de fibras respecto a otras. Por ejemplo, el Sóleo, es un músculo que tiene una media del 80% de las fibras de tipo I.

En la siguiente imagen veremos unos datos medios del porcentaje del tipo de fibras en diferentes músculos:

porcentaje de fibras en diferentes músculos
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Como podemos ver en la imagen, quitando el recto femoral y el vasto intermedio, el resto de grupos musculares grandes del tren inferior se componen de un mayor % de fibras de lenta contracción, siendo el sóleo, el músculo con mayor proporción de fibras lentas.

Es lógico pensar que esto puede ser así porque la musculatura del tren inferior la solicitamos principalmente en la locomoción, así como en la estabilización; acciones que se realizan de forma constante.

porcentaje de fibras en músculos
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Por otro lado, en el tren superior tenemos al tríceps braquial como uno de los grupos musculares con una mayor proporción de fibras rápidas, siendo el deltoides el grupo muscular con más fibras lentas.

Estos datos pueden ser interesantes a la hora de planificar un tipo de entrenamiento u otro; no por el entrenamiento basado en el tipo de fibras, sino por el volumen de entrenamiento que cada grupo muscular puede tolerar, así como la recuperación de estos grupos musculares.

Los puntos principales a tener en cuenta cuando hablamos de volumen de entrenamiento, son los siguientes:

  • Las fibras rápidas necesitan más tiempo para recuperarse.
  • Las fibras rápidas tienen un mayor potencial de crecimiento que las fibras lentas.
  • Las fibras lentas toleran mayor volumen de entrenamiento.
  • En consecuencia, los grupos musculares con mayor proporción de fibras lentas pueden entrenarse con mayor frecuencia de entrenamiento.

En relación con este tema, ¿Es verdad la creencia de que las fibras rápidas y lentas deben entrenarse con diferentes intensidades?

¿Funciona el entrenamiento por fibras musculares?

Esta pregunta nos puede generar bastante confusión, y podemos intentar programar el tipo de entrenamiento con diferentes intensidades/volúmenes de entrenamiento con el objetivo de entrenar los diferentes tipos de fibras musculares. Pero tenemos que tener algunos puntos en consideración:

  • La mayoría de los músculos tienen una proporción similar de fibras rápidas y lentas.
  • Es muy complicado saber la proporción de fibras musculares de una persona (tendríamos que hacernos biopsias de todos los músculos) – Y ni es una técnica común, ni es agradable.
  • Todavía no hay trabajos claros que digan que estas fibras responden más a un tipo de entrenamiento o a otro.

Hace unos años se hizo viral la creencia de que, a una misma intensidad relativa, aquella persona que pudiera sacar más repeticiones era porque tenía una mayor proporción de fibras lentas – Ejemplo:

  • En sentadilla, al 80% una persona con fibras lentas puede sacar 12 repes.
  • Una persona con fibras rápidas saca 6 repes.

Como en las características de las fibras hemos visto que las lentas son más resistentes a la fatiga, no es una locura pensar que esto puede ser así. Pero… la realidad es bastante diferente.

  • Las repeticiones a una misma intensidad relativa pueden depender de la propia técnica.
  • La técnica hará que seas más o menos eficiente, pudiendo sacar más o menos repeticiones. La familiarización con el propio ejercicio también es otro punto importante.
  • El tipo de entrenamiento que has llevado. Un culturista que trabaja a repeticiones más altas, está más adaptado – a nivel de tolerancia de fatiga, substratos energéticos… Lo que hará que pueda realizar más repeticiones que un powerlifter.

Por consiguiente, utilizar un test de este tipo para intentar adivinar el % de fibras de un tipo o de otro no tiene mucho sentido.

Ahora vamos a ponernos en el supuesto caso de que sabemos el porcentaje de fibras de un grupo muscular en concreto. ¿Tendría sentido diseñar un entrenamiento orientado a esas características?

Hasta ahora, la ciencia no ha aclarado esta pregunta. De hecho, hay algunos trabajos que muestran respuestas similares en el crecimiento de las fibras de contracción independientemente de la intensidad utilizada:

clásico trabajo de Morton y cols
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Esta imagen la he sacado del clásico trabajo de Morton y cols. (2016), que comenta que ni la carga (expresada en intensidad), ni la respuesta aguda hormonal determina el crecimiento muscular. Este último punto de la respuesta aguda hormonal lo veremos en otras clases.

Por otro lado, y muy recientemente, se ha publicado un trabajo que hace una hipótesis sobre el entrenamiento con cargas bajas y el crecimiento de las fibras de tipo I.

Hipótesis sobre el entrenamiento
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En este artículo, se ve que, aunque las fibras lentas tengan una mayor capacidad de sintetizar proteínas que las fibras rápidas, también se dan más eventos de degradación proteica. Lo que termina en un mayor turnover proteico. Lo que muestra también una mayor adaptabilidad de este tejido.

Por otro lado, lo que sugieren los autores es que un mayor tiempo bajo carga (TUL), puede generar un mayor estímulo en las fibras de lenta contracción. Esto se traduce en utilizar intensidades relativas bajas y altas repeticiones.

Este tema todavía está por investigar y los resultados que tenemos no son concluyentes, con lo cual, podemos sacar los siguientes puntos:

  • El entrenamiento por intensidades relativas para atacar diferentes fibras musculares no tiene un respaldo científico fuerte.
  • En el caso de conocer el % de fibras, sería interesante relacionarlo con el volumen de entrenamiento y la recuperación.
  • Utilizar variedad en el rango de repeticiones (un punto que tocaremos en otra clase)

Una vez visto esto, vamos a abordar otra pregunta bastante común. ¿Es verdad que las fibras musculares pueden cambiar de tipo?

Cambio en el tipo de fibras

Si has estudiado fisiología en la universidad, y dependiendo del profesor que hayas tenido, seguramente te suenen estos puntos:

  • Puede haber un cambio de fibras rápidas a lentas, pero no de lentas a rápidas.
  • Las fibras muy rápidas (IIx), con el entrenamiento se vuelven más lentas (IIa).

Ahora bien, ¿Crees que esto es así?

Es complicado dar una respuesta, ya que la mayoría de estudios por no decir casi todos, se han hecho en roedores. Y extrapolar los resultados a humanos es un error bastante gordo.

Lo que sabemos hasta ahora de los pocos trabajos que hay en humanos, es que hay ciertas fibras musculares que son híbridas. Entonces, podríamos clasificarlas de la siguiente manera:

  • I – I/IIA – IIA – IIA/IIX – IIX – I/IIA/IIX
  • Las que están en rojo son las híbridas y las que están en negro son las puras.

Es interesante conocer que estas híbridas existen, ya que son las que mayor capacidad de conversión tienen, y son dependientes del entrenamiento:

Por ejemplo, con un entrenamiento de tipo aeróbico, las fibras híbridas I/IIA se convertirán en fibras de tipo I; por el contrario, con un entrenamiento anaeróbico o de cargas altas, estas fibras se convertirán en fibras de tipo IIA.

Así, en personas sedentarias el % de fibras híbridas es mayor que en personas entrenadas. Estas últimas tienen una mayor cantidad de fibras puras debido al entrenamiento y a la conversión de fibras comentada.

Por otro lado, hay una plasticidad extrema entre todos los tipos de fibras, siendo mucho menor en las puras de tipo I. Lo que quiere decir que hay un cambio constante en las fibras musculares.

La magnitud de este cambio depende principalmente de las siguientes variables:

  • Intensidad y tiempo.
  • Cuando hablamos de la intensidad, hablamos de la naturaleza del ejercicio que se realiza. Por ejemplo, en la carrera – Maratón o velocidad.
  • Cuando hablamos de tiempo, nos referimos a los años entrenando una modalidad deportiva específica. Si llevas 10 años entrenando para velocidad, es muy probable que haya ocurrido una adaptación fibrilar a las de tipo IIA.

¿Qué diferencia hay entre hombres y mujeres?

Principalmente que las mujeres tienen una mayor proporción de fibras lentas en comparación con los hombres; pero no podemos concluir de forma tajante, ya que falta mucho por investigar al respecto. Pero este hecho nos da algunas pistas sobre cómo entrenar con las mujeres:

  • Toleran mayor volumen de entrenamiento.
  • Se recuperan antes de cada entrenamiento.
  • Pueden entrenar con una mayor frecuencia cada grupo muscular.

Si has llegado hasta este punto de la clase te quiero decir una cosa. ¡Ya conoces bastante bien los diferentes tipos de fibras musculares! Ahora es importante que conozcas cómo se reclutan en la contracción muscular, y para ello vamos a hablar de la activación muscular.

Activación muscular

El incremento de la activación muscular se da siguiendo dos principios:

  • Reclutamiento de unidades motoras (UM).
  • Frecuencia de impulso (Frecuencia en la que se estimulan las UM).

Para entender cómo se reclutan estas UM, tenemos que ir al clásico principio de reclutamiento de Henneman:

Principio de reclutamiento de Henneman
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  • Inicialmente durante el movimiento se van reclutando las UM de bajo umbral (lo podemos entender como las fibras lentas).
  • Según se van fatigando estas, y/o las necesidades de fuerza aumentan, se van reclutando las de más alto umbral (las fibras rápidas).

Por consiguiente, cuando se utilizan cargas bajas, las primeras UMs en reclutarse son las de bajo umbral, y si se lleva el ejercicio hasta la extenuación, hay un reclutamiento de todo el espectro de UMs. Por el contrario, cuando se utilizan cargas altas, se recluta todo el espectro de UMs desde un principio para hacer frente a la carga y las necesidades de generar fuerza.

Este orden de reclutamiento no siempre se respeta. Cuando la intensidad relativa es baja (carga baja), e intentamos mover la carga rápido y fuerte (máxima producción de fuerza con esa carga), se reclutan casi todas las UMs también.

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📝 A fecha de: 28-03-2018

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