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EFECTOS AGUDOS DEL ENTRENAMIENTO CON RESTRICCIÓN DEL FLUJO SANGUÍNEO SOBRE EL TENDÓN, LA RESPUESTA CARDIOVASCULAR Y LA RESPUESTA MUSCULAR
Moisés Picón Martínez
DEPARTAMENTO DE DIDÁCTICA GENERAL Y DIDÁCTICAS ESPECÍFICAS
FACULTAD DE EDUCACIÓN
EFECTOS AGUDOS DEL ENTRENAMIENTO
CON RESTRICCIÓN DEL FLUJO
SANGUÍNEO SOBRE EL TENDÓN, LA
RESPUESTA CARDIOVASCULAR Y LA
RESPUESTA MUSCULAR
MOISÉS PICÓN MARTÍNEZ
Tesis presentada para aspirar al grado de
DOCTOR POR LA UNIVERSIDAD DE ALICANTE
MENCIÓN DE DOCTOR INTERNACIONAL
PROGRAMA DE DOCTORADO EN INVESTIGACIÓN EDUCATIVA
Dirigida por:
DR. JUAN MANUEL CORTELL TORMO
DR. IVÁN CHULVI MEDRANO
3
AGRADECIMIENTOS
La presente tesis doctoral supone haber completado un nuevo tramo en el
camino de mi vida; sin duda, uno de los más apasionantes y enriquecedores hasta el
momento. Así, llegados a este punto, se hace necesario agradecer a todas aquellas
personas que, directa o indirectamente, han contribuido en la conquista de este desafío.
En primer lugar, me gustaría dar las gracias a mis dos directores de tesis, el Dr.
Juan Manuel Cortell Tormo y el Dr. Iván Chulvi Medrano, quienes confiaron en mí
desde el primer momento y han sabido guiarme en este camino de aprendizaje. Sin
duda, dos referentes como docentes e investigadores.
Gracias también al Dr. Yasser Alakhdar por prestarme su laboratorio y
materiales para poder llevar a cabo todos los procedimientos experimentales de mi tesis,
además de contribuir en la recogida de los datos y en la revisión del trabajo. Ha sido un
placer poder trabajar contigo. En este sentido, mis agradecimientos también se
extienden a Daniel Alonso y otros compañeros que, de manera desinteresada, me han
ayudado en alguna de las partes de esta tesis doctoral.
Mención especial requieren mis padres y hermana, quienes nunca han dejado de
alentarme desde que me embarque en esta aventura. Sin duda, si ahora estoy aquí es
gracias a vosotros.
Gracias también a Paula, quien siempre se ha mostrado a mi lado, ayudándome y
entendiéndome en cada decisión que tomaba. Espero que, en poco tiempo, sea yo quien
te de fuerzas para tu tesis.
Enormemente agradecido a mis primos y amigos que han compartido conmigo
este reto y nunca han permitido que desista. Gracias por el apoyo incondicional, por los
consejos, la confianza y el cariño. En este sentido, me siento también en deuda con mi
gran amiga y pupila, Raquel Jovaní (la teacher), quien me motivó y ayudo
enormemente para que esta tesis pudiera optar al grado de Mención Internacional. Ya
sabes cuánto de culpa tienes en todo esto.
Obrigado ao Professor Valmor Tricoli por ter me dado, duas vezes, a
oportunidade de compartilhar conhecimentos e experiências com seu grupo de trabalho
no Laboratório de Adaptações ao Treinamento de Força da Universidade de São Paulo.
4
Foi uma experiência muito boa que me fez crescer como profissional, mas também
como pessoa. Além disso, também gostaria de agradecer ao Professor Gilberto
Laurentino e meu grão amigo Fabiano A. Pinheiro por vocês terem me ajudado tanto no
tempo que eu fiquei no laboratório. Aprendi muito de vocês e sempre estarei muito
grato pelos conselhos que me deram.
Muito obrigado também a minha família brasileira com quem tive a
oportunidade de viver e compartilhar oito meses incríveis. Obrigado por estar sempre ao
meu lado me encorajando e ajudando em tudo. São uma parte muito importante da
minha vida e vocês bem sabem.
Para terminar, también me gustaría agradecer a los todos los voluntarios que
participaron en la fase experimental de mi trabajo, quienes demostraron una gran
predisposición y curiosidad. Sin ellos nada de esto habría sido posible.
5
ÍNDICE DE CONTENIDOS
Justificación de la tesis doctoral......................................................................................10
Resumen………………………………………………………………………………..13
Abstract………………………………………………………………………………...15
Thesis summary…………………………………………………………………….......17
1. Introducción………………………………………………………………………..55
1.1. El entrenamiento con restricción del flujo sanguíneo (RFS)…………………….55
1.1.1. Origen del entrenamiento con RFS………………………………………....55
1.1.2. Metodología del entrenamiento con RFS…………………………………...56
1.1.3. Parámetros del entrenamiento con RFS sobre el trabajo de fuerza y el trabajo
cardiovascular……………………………………………………………………...62
1.1.4. Ventajas del entrenamiento con RFS……………………………………….65
1.1.5. Mecanismos fisiológicos del entrenamiento con RFS……………………...67
1.1.6. Efectos agudos derivados del entrenamiento con RFS……………………..70
1.1.7. Adaptaciones derivadas del entrenamiento con RFS……………………….73
1.1.8. Seguridad en el entrenamiento con RFS…………………………………....74
1.1.9. Contraindicaciones del entrenamiento con RFS…………………………....75
1.2. El entrenamiento de fuerza convencional………………………………………..77
1.2.1. Respuestas agudas sobre el tendón…………………………………………77
1.2.2. Respuestas agudas y adaptaciones del sistema cardiovascular……………..79
1.2.3. Respuestas musculares agudas…………………………………………...…80
2. Objetivos e hipótesis……………………………………………………………..... 84
2.1. Objetivo principal………………………………………………………………...84
2.2. Objetivos específicos……………………………………………………………..84
2.3. Hipótesis………………………………………………………………………….84
3. Material y métodos……………………………………………………………...… 86
3.1. Muestra………………………………………………………………………...…86
6
3.1.1. Reclutamiento……………………………………………………………….86
3.1.2. Criterios de inclusión………………………………………………………..86
3.1.3. Criterios de exclusión……………………………………………………….86
3.1.4. Participantes……………………………………………………………...…87
3.2. Material…………………………………………………………………………..88
3.3. Diseño experimental……………………………………………………………...93
4. Análisis estadístico……………………………………………………………...... 109
5. Resultados………………………………………………………………………...110
5.1. Respuestas tendinosas…………………………………………………………..110
5.1.1. Valores en el espesor del tendón de Aquiles…………………………….110
5.2. Respuestas cardiovasculares y hemodinámicas………………………………...113
5.2.1. Respuestas cardiovasculares y hemodinámicas durante el entrenamiento113
5.2.2. Respuestas cardiovasculares y hemodinámicas post-entrenamiento…….118
5.3. Respuestas musculares………………………………………………………….123
5.3.1. Valores en el espesor muscular del gastrocnemio medial……………….123
5.3.2. Valores en el espesor muscular del tibial anterior……………………….123
5.3.3. Valores absolutos del perímetro máximo de la pierna…………………...127
5.3.4. Valores absolutos de fuerza dinámica máxima…………………………..130
5.3.5. Valores porcentuales de la activación electromiográfica del gastrocnemio
medial durante la intervención………………………………………………….133
5.3.6. Valores porcentuales de la activación electromiográfica del tibial anterior
durante la intervención………………………………………………………….133
6. Discusión de los resultados……………………………………………………….137
6.1. Efectos agudos en el tendón…………………………………………………….137
6.2. Efectos agudos en las variables cardiovasculares y hemodinámicas…………...141
6.2.1. Respuestas cardiovasculares y hemodinámicas durante el entrenamiento.141
6.2.2. Respuestas cardiovasculares y hemodinámicas post-entrenamiento……..147
6.3. Efectos agudos en las variables musculares…………………………………….151
7
6.3.1. Respuestas musculares morfológicas…………………………………….151
6.3.2. Respuestas músculo-funcionales…………………………………………155
7. Conclusiones……………………………………………………………………...160
8. Limitaciones……………………………………………………………………....161
9. Aplicaciones prácticas…………………………………………………………...162
10. Referencias bibliográficas……………………………………………………...163
11. Anexos…………………………………………………………………………..195
11.1. Consentimiento informado…………………………………………………...195
11.2. Aprobación del comité de ética……………………………………………....197
11.3. Imágenes de la señal electromiográfica de los músculos GM y TA para cada una
de las condiciones de entrenamiento…………………………………………….....198
8
LISTADO DE TABLAS
Tabla 1. Principales variables a controlar durante el ERFS…………………………...62
Tabla 2. Principales parámetros del ERFS orientado a la fuerza y al ejercicio
cardiovascular…………………………………………………………………………..65
Tabla 3. Grupos poblacionales beneficiados por el ERFS…………………………….66
Tabla 4. Efectos fisiológicos del ERFS………………………………………………..68
Tabla 5. Adaptaciones desencadenadas por el ERFS…………………………………73
Tabla 6. Características de la muestra…………………………………………………87
Tabla 7. Valores pre y post-entrenamiento del espesor del tendón de Aquiles………111
Tabla 8. Valores durante el entrenamiento de las variables cardiovasculares y
hemodinámicas………………………………………………………………………..114
Tabla 9. Valores post-entrenamiento de las variables cardiovasculares y
hemodinámicas………………………………………………………………………..119
Tabla 10. Valores pre y post-entrenamiento del espesor del gastrocnemio medial…..124
Tabla 11. Valores pre y post-entrenamiento del espesor del tibial anterior………….125
Tabla 12. Valores pre y post-entrenamiento en el perímetro máximo de la pierna…..128
Tabla 13. Valores pre y post-entrenamiento de fuerza dinámica máxima…………...131
Tabla 14. Valores durante la intervención de la actividad electromiográfica del
gastrocnemio medial……………………………………………………………….….134
Tabla 15. Valores durante la intervención de la actividad electromiográfica del tibial
anterior………………………………………………………………………………...135
9
LISTADO DE FIGURAS
Figura 1. Protocolo de entrenamiento para el grupo AI……………………………...103
Figura 2. Protocolo de entrenamiento para el grupo BI……………………………...104
Figura 3. Protocolo de entrenamiento para el grupo BI-RFS………………………...105
Figura 4. Mediciones post-intervención……………………………………………...106
Figura 5. Mediciones post-24horas…………………………………………………..107
Figura 6. Diseño experimental de investigación……………………………………..108
Figura 7. Comparación del espesor del tendón de Aquiles…………………………..112
Figura 8. Comparación de la PAS durante el ejercicio……………………………....116
Figura 9. Comparación de la PAD durante el ejercicio………………………………116
Figura 10. Comparación de la FC durante el ejercicio……………………………….117
Figura 11. Comparación de la SpO2 durante el ejercicio…………………………….117
Figura 12. Comparación de la PAS post-ejercicio…………………………………...121
Figura 13. Comparación de la PAD post-ejercicio…………………………………..121
Figura 14. Comparación de la FC post-ejercicio……………………………………..122
Figura 15. Comparación de la SpO2 post-ejercicio…………………………………..122
Figura 16. Comparación del espesor del gemelo medial post-ejercicio……………...126
Figura 17. Comparación del espesor del tibial anterior post-ejercicio……………….126
Figura 18. Comparación del perímetro máximo de la pierna post-ejercicio…………129
Figura 19. Comparación del valor de fuerza dinámica máxima post-ejercicio………132
Figura 20. Comparación de los valores de activación electromiográfica del
gastrocnemio medial durante la intervención…………………………………………136
Figura 21. Comparación de los valores de activación electromiográfica del tibial
anterior durante la intervención……………………………………………………….136
10
JUSTIFICACIÓN DE LA TESIS DOCTORAL
En la vida, todas las personas nos topamos con momentos cruciales en los que
hay que tomar una decisión que afectará a nuestro devenir más próximo. En mi caso,
ese momento se dio justo antes de finalizar mi periplo universitario.
Siendo alumno del último curso del Grado en Ciencias de la Actividad Física y
el Deporte, previo a finalizar mis estudios, tuve que desarrollar - al igual que todo mis
compañeros - un trabajo final de grado (TFG). E aquí un punto de inflexión para mí y
mi futuro profesional.
Con el propósito de desarrollar un trabajo novedoso, interesante y de calidad, me
puse en manos del Dr. Juan Manuel Cortell. En esa época, Juan Manuel se encontraba
investigando sobre el entrenamiento con restricción del flujo sanguíneo junto con el Dr.
Iván Chulvi. De la mano de ambos empecé a aprender nuevos conocimientos acerca de
esta novedosa metodología de entrenamiento, mientras por mi cuenta, me empapaba de
las revisiones más actuales sobre este tópico. Dada la situación anterior y mí afán por
descubrir nuevas incógnitas sobre el entrenamiento con restricción del flujo sanguíneo,
decidí que mi TFG versaría sobre esta metodología.
El entrenamiento de fuerza con restricción del flujo sanguíneo o, como también
es conocido en nuestro país, entrenamiento con oclusión (o entrenamiento oclusivo)
desde que el Dr. Iván Chulvi me lo nombró por primera vez, me pareció un tema con un
gran potencial y sin evidencias firmes cuando éste lo relacionamos con otros parámetros
del rendimiento deportivo, hecho que propició el desarrollo de una investigación que
relacionará esta metodología de entrenamiento con el posible efecto de potenciación
post-activación.
En su momento, dicha investigación constituyó mi TFG y a posteriori, este
trabajo fue publicado en la revista nacional Archivos de Medicina del Deporte.
- Picón, M., Chulvi, I., Cortell, J. M., Rial, T., & Rodríguez, M. (2015). Efectos
inmediatos sobre la potenciación post-activación utilizando oclusión parcial
superimpuesta. Archivos de Medicina Del Deporte, 32(6), 368-373.
A partir de ese momento empecé a involucrarme con nuevos proyectos de
investigación relacionados con esta temática y llevados a cabo por parte de algunos
11
profesores del departamento de Didáctica General y Didácticas Específicas de la
Universidad de Alicante, lo que me permitió seguir aumentando mis contribuciones
científicas al respecto:
Artículos en revistas científicas:
- Picón, M., Chulvi, I., Cortell, J. M., Tortosa, J., Alakhdar, Y., Sanchís, J., &
Laurentino, G. (2018). Acute cardiovascular responses after a single bout of
blood flow restriction training. International Journal of Exercise Science, 11(2),
20-31.
- Picón, M., Chulvi, I., & Alonso, D. A. (2018). Uso del entrenamiento con
restricción del flujo sanguíneo en España: Un estudio transversal. Journal of
Sport and Health Research. Aceptado; pendiente de publicación.
Comunicaciones en Congresos nacionales e internacionales:
- Picón, M., Chulvi, I., Cortell, J. M., Alonso-Aubin, D. A., Rial, T., Fernández-
Sáez, J., & Alonso D. Acute cardiovascular responses to resistance training with
and without blood flow restriction. Annual Meeting ACSM. Minneapolis
(Minnesota, USA), 28-02 Mayo-Junio, 2018.
- Chulvi, I., Picón, M., Cortell, J. M., Alonso-Aubin, D. A., Rial, T., Fernández-
Sáez, J., & Alakhdar Y. Acute effects of resistance training with and without
blood flow restriction on muscle thickness. Annual Meeting ACSM. Minneapolis
(Minnesota, USA), 28-02 Mayo-Junio, 2018.
- Picón, M., Fernandes, R., Dias-Junior, G., Alves, A., Tricoli, V., & Laurentino,
G. Comparação da pressão de oclusão arterial em repouso entre segmentos
direito e esquerdo em indivíduos treinados em força. VII Congresso Brasileiro
de Metabolismo, Nutrição e Exercício. Londrina (Brasil), 16-19 Mayo, 2018.
- Dias-Junior, G., Fernandes, R., Picón, M., Alves, A., Magalhães, F., Tricoli, V.,
& Laurentino, G. Resposta cardiovascular e perceptual em protocolos de
treinamento de força associados à restrição do fluxo sanguíneo com o uso de
banda elástica. VII Congresso Brasileiro de Metabolismo, Nutrição e Exercício.
Londrina (Brasil), 16-19 Mayo, 2018.
- Picón, M., Chulvi, I., Cortell, J. M., Fernández, J., & Alonso, DA. Acute
changes in blood pressure after resistance training with and without blood flow
12
restriction. Interdisciplinary Physical Prevention & Rehabilitation (IPPR).
Granada (España), 22-24 Septiembre, 2017.
- Picón, M., Chulvi, I., Cortell, J. M., Alakhdar, Y., & Alonso, D. Respostas
agudas cardiovasculares após um treinamento com restrição de fluxo sangúineo.
I Simpósio de Pesquisa da Escola de Educação Física e Esporte – USP. São
Paulo (Brasil), 18 Noviembre, 2016.
- Picón, M., García, M., Sellés, S., Hernández, S., Cejuela, R., Chulvi, I., Cortell,
J. M., & Laurentino, G. Efeito de três semanas de ciclismo combinado con
restrição do fluxo sanguíneo sobre os tendões patelar e de aquiles.VI Congresso
Brasileiro de Metabolismo, Nutrição e Exercício. Londrina (Brasil), 09-12
Noviembre, 2016.
- Chulvi, I., Alakhdar, Y., Cortell, J. M., Rial, T., Picón, M., Masía, L., &
Tortosa, J. Effects of Ergogenic Nutritional Supplements in Blood Flow
Restricted Training. Anual Meeting ACSM. Massachusetts (Boston), 31-04
Mayo-Junio, 2016.
- Picón, M., Chulvi, I., Cortell, J. M., & Rial, T. Immediate effects of
postactivation potentiation protocol using blood flow restriction. 9th
International Conference on Strength Training. Abano Terme (Italia), 23-25
Octubre, 2014.
Habiendo desarrollado varios trabajos sobre el entrenamiento con restricción del
flujo sanguíneo y dado que se trata de un tema con un gran atractivo para mí (con el
cual me inicié en mis labores como investigador) decidí elaborar un diseño experimental
que respondiera varias incógnitas relacionadas con esta metodología. Así pues, la
presente tesis doctoral tiene por objeto de estudio la evaluación de los efectos agudos
del entrenamiento de fuerza con y sin restricción del flujo sanguíneo sobre variables
tendinosas, cardiovasculares y musculares.
Con el fin de contextualizar mi objeto de estudio, en primer lugar se van a
abordar algunos puntos de importancia capital sobre el entrenamiento con restricción
del flujo sanguíneo, partiendo de lo más general hacia lo más específico. Acto seguido,
serán abordados los efectos agudos del entrenamiento tradicional de la fuerza sobre los
parámetros específicos evaluados en este estudio. De este modo, es como se tratará de
situar al lector en el contexto donde se enmarca el presente proyecto de investigación.
13
RESUMEN
Introducción: En las últimas décadas, el entrenamiento de fuerza de baja
intensidad asociado a una restricción del flujo sanguíneo se ha presentado como una
alternativa eficaz frente al trabajo de alta intensidad. En este sentido, numerosos
estudios han encontrado resultados similares en las ganancias de fuerza e hipertrofia
muscular cuando se compararon ambas estrategias de entrenamiento. Sin embargo, en la
actualidad, todavía existe una carencia de investigaciones en torno a ciertas variables
que afectan a esta novedosa metodología de entrenamiento. Objetivos: Los objetivos de
la presente tesis doctoral son: a) Estudiar y comparar las respuestas en el espesor del
tendón de Aquiles tras una sesión de fuerza con y sin restricción del flujo sanguíneo; b)
Estudiar y comparar las respuestas cardiovasculares y hemodinámicas durante y después
de una sesión de fuerza con y sin restricción del flujo sanguíneo; c) Estudiar y comparar
las respuestas musculares morfológicas y funcionales tras una sesión de fuerza con y sin
restricción del flujo sanguíneo. Métodos: Un total de 53 sujetos físicamente activos
(hombres y mujeres) participaron en el estudio, quienes fueron divididos de manera
aleatoria en tres grupos: a) Entrenamiento de fuerza de alta intensidad (AI, n=15); b)
Entrenamiento de fuerza de baja intensidad (BI, n=14); c) Entrenamiento de fuerza de
baja intensidad combinado con restricción del flujo sanguíneo (BI-RFS, n=24). El grupo
AI entrenó con una intensidad equivalente al 75% 1RM mientras que los grupos BI y
BI-RFS lo hicieron con el 30% 1RM. Para el grupo BI-RFS se utilizó una presión de
restricción del 30% sobre la presión de restricción total evaluada individualmente. El
ejercicio escogido fue el de flexión plantar unilateral realizado en máquina. Las
variables agudas analizadas fueron: a) Presión Arterial (sistólica y diastólica); b)
Frecuencia Cardiaca; c) Saturación de oxigeno en sangre; d) Perímetro de la pierna; e)
Espesor del tendón de Aquiles; f) Espesor del gastrocnemio medial (GM); g) Espesor
del tibial anterior (TA); h) Actividad eléctrica del GM; i) Actividad eléctrica del TA; j)
Fuerza dinámica máxima de la flexión dorso-plantar. Se realizó un análisis de varianzas
con medidas repetidas de dos factores: grupo x tiempo. Para el análisis intragrupo se
utilizó la T de Student con muestras relacionadas. Resultados: Únicamente el grupo BI-
RFS fue capaz de promover una reducción aguda post-entrenamiento en el espesor del
tendón de Aquiles (Post-0min: p<0,001; Post-60min: p<0,001; Post-24h: p=0.002).
Todos los grupos promovieron una respuesta hipotensora post-ejercicio, siendo más
pronunciada para las condiciones AI (Post-30min y post-45min: p=0,001) y BI-RFS
14
(Post-45min y post-60min: p<0,001). El grupo BI-RFS promovió un mayor aumento
post-entrenamiento en el espesor del gastrocnemio medial (post-0min: p<0,001)
comparado con los otros dos grupos. Además, la condición con restricción del flujo
sanguíneo fue la única capaz de promover un aumento significativo en el espesor del
tibial anterior post-entrenamiento (post-0min: p<0,001). Todos los grupos de
entrenamiento favorecieron una alta activación electromiográfica para el GM y una
reducción en la co-activación del TA. Conclusiones: Los resultados obtenidos permiten
concluir: a) El entrenamiento de BI-RFS promueve respuestas agudas positivas en el
espesor del tendón de Aquiles; b) El entrenamiento de BI-RFS se presenta como una
alternativa segura y viable en términos de salud cardiovascular; c) El entrenamiento de
BI-RFS promueve aumentos similares en el espesor de los músculos cuando se compara
con el entrenamiento de alta intensidad.
Palabras clave: Entrenamiento de fuerza, oclusión parcial vascular, respuestas agudas,
espesor muscular.
15
ABSTRACT
Background: In the last decades, blood flow restriction associated with low-
load resistance training has been suggested to be as effective and alternative strategy to
high-load resistance training. In this sense, numerous studies have found similar gains
in strength and muscle mass when both training strategies were compared. However,
currently, there is still a lack of research on certain variables that affect this novel
training methodology. Purposes: The purposes of the present study was: a) To asses
and compare the acute responses in Achilles tendon thickness after a single session of
resistance training with and without blood flow restriction; b) To asses and compare the
acute cardiovascular and hemodynamic responses during and after a single session of
resistance training with and without blood flow restriction; c) To asses and compare the
morphological and functional muscular responses after a single session of resistance
training with and without blood flow restriction. Methods: A sample of 53 subjects
took part in this study, which were randomly allocated into three groups: a) High-
intensity resistance training (HI-RT, n=15); b) Low-intensity resistance training (LI-RT,
r=14); c) low-intensity resistance training with blood flow restriction (LI-BFRT, n=24).
HI-RT group used at an intensity equivalent to 75% 1RM, whilst LI-RT and LI-BFRT
groups trained with a load equivalent to 30% 1RM. For LI-BFRT group, a restrictive
pressure of 30% was used on the total restriction pressure evaluated individually. The
exercise performed was plantar flexion. The acute variables analyzed were: a) Blood
pressure (systolic and diastolic); b) Heart Rate; c) Blood Oxygen Saturation; d)
Perimeter of leg; e) Achilles tendon thickness; f) Thickness of medial gastrocnemius
(MG); g) Thickness of tibialis anterior (TA); h) Muscle activity of MG i) Muscle
activity of TA; j) Maximum dynamic strength of the dorsal-plantar flexion. We used
two-way analysis of variance (group x time) to analyze the significance of our values.
For the intra-group analysis, Student's T with related samples was used. Results: Only
LI-BFRT group promote acute post-exercise reduction in Achilles tendon thickness
(Post-0min: p<0,001; Post-60min: p<0,001; Post-24h: p=0.002). All groups promoted a
post-exercise hypotensive response, being more pronounced for HI-RT (Post-30min y
post-45min: p=0,001) and LI-BFRT group (Post-45min y post-60min: p<0,001). LI-
BFRT group promoted a greater post-exercise increase in the thickness of MG (post-
0min: p<0,001) when compared with other two groups. In addition, LI-BFRT group was
the only one that promoted a significant post-exercise increase in the thickness of
16
tibialis anterior (post-0min: p<0,001). All groups promoted a high electromyographic
activation for the GM and a reduction in the co-activation of the TA. Conclusions: The
results obtained allow us to conclude: a) LI-BFRT promotes positive acute responses in
Achilles tendon thickness; b) LI-BFRT is presented as a safe and viable alternative in
terms of cardiovascular health when compared to HI-RT or LI-RT; c) LI-BFRT
promotes similar increases in muscle thickness when compared to HI-RT.
Key-words: Resistance training, partial vascular occlusion, acute responses, muscle
thickness.
17
THESIS SUMMARY
1. INTRODUCTION
1.1. BLOOD FLOW RESTRICTION TRAINING
1.1.1. Origins of blood flow restriction training
The origins of blood flow restriction training (BFRT) date from 1966 and are
attributed to Yoshiaki Sato. In certain occasion, while in a seiza position (sitting on his
heels with deep knee flexion) [image 1 on Page 55], he perceived tingling sensations
and muscular congestion (swelling) in his legs. At that moment, Sato related this
sensation to the one after performing high-load resistance training, formulating a
hypothesis of a possible cause-effect relationship. From then, Yoshiaki Sato started to
carry out research on himself with the aim of improving the techniques and
methodologies associated to BFRT. Over the years, this methodology gained popularity
and, in 1997, Sato obtained his patent and this strategy acquired the name of Kaatsu
training (Sato, 2005).
1.1.2. Methodology of blood flow restriction training
BFRT involves application of a tourniquet (cuff) at the proximal portion of the
upper and/or lower limbs, with the aim of generating a partial blood flow restriction
(Fahs et al., 2014). Although BFRT can also be applied in absence of exercise, it is
commonly associated with low-intensities muscular efforts, whether through resistance
exercise or aerobic exercise for enhanced muscular development (Pope, Willardson &
Schoenfeld, 2013).
Characteristics of blood flow restriction training
Next are presented the different variables that should be considered when using
BFRT associated with resistance exercises following previously recommendations by
Scott et al., (2015).
18
A) Type and size of cuff
Along the years a wide variety of tools has been used to apply BFRT: a) Bike
inner tubes; b) Elastic wraps; c) Pneumatic cuffs [images 2, 3 and 4 on page 58].
Currently, pneumatic cuffs are the most used ones, as they allow to have a control
of the restrictive pressure. In addition, one of the most important factors to take into
account is the width of the cuff, since the wider the cuff is, the less inflation
pressure is needed to reach the total arterial occlusion pressure (TAOP) of the limb
(Laurentino et al., 2008; Loenneke et al., 2012a).
B) Restrictive pressure
Commonly, the restrictive pressure used lies within a range of 100 and 240
mmHg. However, currently, it is accepted that restrictive pressures should be high
enough to occlude venous return from the muscles, yet low enough to maintain
arterial inflow into the muscle in order to reduce the ischaemic effect (Loenneke et
al., 2014).
There are different strategies to establish the restrictive pressure: a) To apply
arbitrary pressures (Abe, Kearns, & Sato, 2006b; Kacin & Strazar, 2011); b) To
apply a restrictive pressure based on each person’s systolic or diastolic blood
pressure (Brandner, Kidgell, & Warmington, 2015; Clark et al., 2011); c) To use a
restrictive pressure based on the perimeter of the limb occluded (Loenneke et al.,
2013b; Loenneke et al., 2015b). However, such methodological procedures have
been thrown into question over the last years and, consequently, there is still no
common consensus on which is the best strategy to control the generated restriction
level. Among all this controversy, the strategy which seems to be most objective
and efficient consists on measuring the TAOP for each individual and applying a
restriction percentage based on this value (Laurentino et al., 2008).
C) Placement of cuff
The cuff should always be placed at the proximal end of the limb to be
occluded. The most common regions where the cuff is applied are the thighs and
arms [image 5 on page 60].
19
D) Training duration
The duration of blood flow restriction session is about 10 minutes. This may
fluctuate 4-5 minutes, depending on whether the restrictive pressure is maintained
or released during the inter-set rest periods.
E) Type of exercise
The chosen type of exercise will depend on the aim of the training or the
purpose of the research. The most used exercises which are associated to BFRT are
the following: a) Leg press; c) Elbow flexion; d) Walking; e) Cycling.
F) Exercise intensity
Blood flow restriction will always be associated to low-loads, this to say, to
those intensity around 20-30% of 1 maximum repetition (1RM) or maximum
voluntary contraction (MVC).
G) Rate of exercise
As a general rule, during low-intensity resistance training with blood flow
restriction (LI-BFR) a rate of 2 seconds will be used for the concentric actions and
2 other seconds for the eccentric ones.
Available evidence has demonstrated that LI-BFR results in strength gains and
hypertrophy similar to those obtained when high-intensities are used (70-75% 1RM)
(Abe et al., 2010; Laurentino et al., 2012; Takarada et al., 2000).
1.1.3. Parameters of blood flow restriction associated to resistance exercise
Since the present doctoral thesis focuses on using the blood flow restriction
training associated with resistance exercise, below are presented the most used LI-BFR
training protocols in scientific literature with their main characteristics (Abe et al.,
2005b; Loenneke et al., 2012b; Manini & Clark, 2009; Takarada et al., 2000b):
A) Training frequency: 2-3 sessions per week.
B) Training duration: 10-15 minutes.
20
C) Training protocol: 1 set of 30 repetitions + 3 sets of 15 repetitions or 4 sets of
15 repetitions or 3-5 sets until muscle failure.
D) Training intensity: Low-loads (20-30% of 1RM or MVC).
E) Rate: 2 seconds for each phase (concentric and eccentric).
F) Inter-set rest periods: from 30 to 60 seconds.
G) Restrictive pressure: Between 100 and 240 mmHg, according to criteria of the
researchers and the strategy used to generate blood flow restriction.
1.1.4. Advantages of blood flow restriction training
During the last decades, LI-BFR is presented as an alternative to high-intensity
resistance training (HI-RT) and, therefore, it may prove to be very interesting for those
population groups for whom high-loads may be contraindicated (Mattocks et al., 2018).
Scientific literature has been shown that LI-BFR can be applied from young to adults
and even elderly / frailty people. Furthermore, other population groups that can benefit
from this training methodology are: a) Athletes; b) Population with musculoskeletal
injuries; c) Population with cardiac disfunction; d) Hypertensive patients; e) Astronauts
(Hughes, Paton, Rosenblatt, Gissane, & Patterson, 2017).
In addition, other advantages of BFRT are: a) It can be applied in absence of
exercise or associated not only to resistance exercises, but also to aerobic ones; b)
Short-duration sessions; c) It avoids the great mechanical stress associated to HI-RT; d)
It also avoids large amounts of repetitions required when low-load resistance training is
performed until muscle failure; e) Only a small number of collateral effects of a minor
nature have been observed (Jessee et al., 2018).
1.1.5. Physiological mechanism of blood flow restriction training
Currently, it has been widely demonstrated that LI-BFR promotes physiologic
adaptations and it provides not only structural but also functional benefits, which are
very similar to those with HI-RT (Chulvi, 2011). Nevertheless, and despite this
evidence, the underlying mechanisms responsible for such effects are not entirely
defined.
21
Metabolic stress and mechanical tension are presented as two of the factors
responsible for the muscle hypertrophy reached after LI-BFR (Pearson & Hussain,
2015). Besides, other mechanisms which scientific literature highlights are the
following: a) Increase in the number of fast muscle fibres recruited to generate a certain
strength level (Loenneke, Wilson, & Wilson, 2010b); b) Increase of the protein
synthesis rate (Fry et al., 2010; Loenneke, Fahs, Wilson, & Bemben, 2011); c)
Significant increase in growth hormone levels, insulin-like growth factor and
noradrenaline (Abe et al., 2005b; Madarame, Sasaki, & Ishii, 2010b); d) Proliferations
of satellite cells (Nielsen et al., 2012; Wernbom et al., 2013); e) Angiogenesis (Larkin et
al., 2012; Taylor et al., 2016), etc. [for know more details about physiological
mechanisms to BFRT, please see Table 4 on page 68].
1.1.6. Acute responses derived from blood flow restriction training
The acute responses derived from BFRT are those transitory changes which
occur in human body immediately after short exposure to a training protocol (da
Nobrega, 2005). In this sense, the current scientific literature reveals that LI-BFR
promotes the following acute effects:
A) Difficulty in venous exchange at a muscular level. This triggers an increase of
the metabolic acidosis, an early emergence of peripheral fatigue and,
consequently, an immediate decrease in the maximum strength values (Cook,
Clark, & Ploutz-Snyder, 2007; Manini & Clark, 2009; Pope et al., 2013).
B) Heart rate increase during and after training (Figueroa & Vicil, 2011; Poton
& Polito, 2014).
C) Hypotensive response post-exercise (Araújo et al., 2014; Moriggi et al., 2015;
Neto et al., 2015).
D) Increase of muscle activation during isotonic, isometric and isokinetic
exercises (Pierce et al., 2006; Cook, Murphy, & LaBarbera, 2013).
E) Higher levels of post-exercise metabolic stress. This leads to an increase of
the protein synthesis and a subsequent effect of muscle swelling (de Freitas,
Neto, Zanchi, Lira, & Rossi, 2017). This acute muscle swelling is presented
as one of the main responsible for the subsequent muscular hypertrophy
(Loenneke et al., 2012c).
22
F) Reactive hyperaemia post-exercise which causes a greater delivery of
nutrients to the active muscles (Gundermann et al., 2012).
Although scientific literature has tried to elucidate the different acute responses
derived from LI-BFR, there are still many points to address and more research is
needed. Besides, when it comes to asses such responses, most of the studies have used
similar protocols (regarding exercises and restrictive pressures). For this reason, this
doctoral thesis focuses mainly on discovering three types of acute responses that are not
clear yet. For that purpose, an unusual exercise (ankle plantar flexion) was used as well
as a restrictive pressure different to the one used in most of the previous studies.
1.1.7. Adaptations derived from blood flow restriction training
Sale (1988), in his traditional adaptation model reported that the first changes
that occur after HI-RT are of neural nature and these are followed by structural
adaptations. On the contrary, Abe et al., (2005b) found that LI-BFR is capable of
producing muscle structural changes after only 5 days of training. The aforementioned
results suggest that LI-BFR presents an adaptation model opposite to that of the
conventional resistance exercise, favouring this way faster adaptations (Martín-
Hernández & Herrero, 2012).
The main adaptations achieved by LI-BFR are: a) Increase of the cross-sectional
area or muscle thickness (hypertrophy) (Abe et al., 2010a; Ellefsen et al., 2015; Martín-
Hernández, Marín, & Herrero, 2011); b) Increase of the isotonic muscular strength
(Sumide, Sakuraba, Sawaki, Ohmura, & Tamura, 2009; Takarada et al., 2004); c)
Increase of the isometric strength (Abe et al., 2006b; Moore et al., 2004; Takarada et al.,
2004).
1.1.8. Safety in blood flow restriction training
Despite the efficiency attributed to LI-BFR, its application continues to raise
concerns, especially around certain variables that affect directly this training strategy,
such as the restrictive pressure and the width of the cuff used.
23
Several studies have focussed on assessing different safety aspects related to this
training strategy (Loenneke et al., 2011b; Nakajima et al., 2006; Spranger, Krishnan,
Levy, O’Leary, & Smith, 2015). Thus, the main conclusions are the following: a) LI-
BFR may not seem to alter the concentration of coagulation markers to a greater extent
that HI-RT; b) LI-BFR does not imply a cardiovascular health risk; c) LI-BFR has
proved not to induce high levels of muscle damage when compared to those obtained
through HI-RT; d) LI-BFR does not cause nerve damage; e) LI-BFR can be applied on a
wide spectrum of population, from healthy to clinical population; f) The most common
side effects are numbness of the occluded limb and subcutaneous bleeding. However,
both effects are temporary.
Despite all the above mentioned, it is necessary to continue researching the
different safety aspects related to LI-BFR, specially when different cuffs, restrictive
pressures and/or exercises are used.
1.1.9. Contraindications of blood flow restriction training
LI-BFR must not be applied when the following conditions are met:
A) People with thrombosis, due to the fact that they are already suffering from
ischemia in their blood vessels, for which applying LI-BFR may complicate
this situation, even triggering to the point of stroke.
B) Pregnant women.
C) Pronounced varicose veins, as these derive from alterations in blood flow and
applying LI-BFR may worsen the situation.
1.2. CONVENTIONAL RESISTANCE TRAINING
Currently, a wide range of population used resistance training programmes to
improve their physical, performance and/or health status. For this reason, it proves to be
essential to know the acute responses and adaptations which the different programmes
cause on different muscles, structures and/or capabilities of the human body.
Commonly, the term conventional resistance training is used to refer to HI-RT.
This type of exercise is performed with a 1RM load close to 70-75%, promoting
24
different physiological mechanisms which will trigger different positive neuromuscular
responses (ACSM, 2009). Next, the acute responses that conventional resistance
training triggers on the dependent variables of our study are presented.
1.2.1. Acute responses on the tendon
It has been widely reported in scientific literature that the human tendon adapts
to mechanical loads and that a long-term programme it promotes morphological and
structural changes in these structures (Heinemeier & Kjaer, 2011; Ying et al., 2003). It
is also known that the tendon adopts a different behaviour depending on the type of
exercise (resistance or aerobic) to which it is subjected (Magnusson, Narici, Maganaris,
& Kjaer, 2008).
At a morphological level, resistance training has proved to cause significant
transitory decreases in Achilles tendon thickness after a single bout of exercise (Grigg,
Wearing, & Smeathers, 2009; Iwanuma et al., 2011; Wearing et al., 2014). This acute
reduction seems to be associated to dehydration of the tendon, as well as to a fluid
movement in the matrix of these structures, as a consequent result of the application of a
mechanic load. Such thickness reduction of Achilles tendon is presented as an adequate
physiological response, since the contrary would imply an overload risk (e. g.
tendinosis) (Cook & Purdam, 2009).
Several authors have pointed out that this post-exercise reduction of the tendon
thickness (about 14-18% when compared to pre-exercise values), is an immediate and
transitory acute effect. In this sense, it has been found that the average time for the
Achilles tendon to regain its initial thickness value is 6.5 ± 3.2 hours (Wearing et al.,
2014).
Although there seems to be consensus regarding the acute responses which the
resistance training causes on the tendon, more research is still needed, since the Achilles
tendon plays a crucial role in the function of the lower body and it proves to be essential
to carry out daily life activities. Therefore, knowing and understanding these aspects
may have important implications for the general quality of life of the population, for
athletes’ performance, as well as for the prevention and rehabilitation of injuries.
25
1.2.2. Acute cardiovascular and hemodynamic responses
Scientific literature has demonstrated that HI-RT promotes short and long-term
benefits on certain cardiovascular variables (Moraes-Miguel et al., 2012; Williams et
al., 2007). The main acute cardiovascular responses subsequent to HI-RT are: a)
Increase of systolic blood pressure (SBP) during exercise; b) Rise of the heart rate (HR)
during exercise; c) Increase of double product (DP) during exercise; d) Decrease of
blood pressure post-exercise which is known as “hypotensive response”.
Regarding the aforementioned aspects, it is important to add that a correct
manipulation of the training variables (volume, frequency, type of exercise, rest time,
rate of the exercise, etc …) becomes especially importance to achieve the highest
possible cardiovascular adaptations (ACSM, 2009). In the same way, each person’s
individual characteristics also play an important role on the post-exercise cardiovascular
responses (Atkinson, Cable, & George, 2005).
Knowing the cardiovascular responses subsequent to the training allows us to
have a control over the cardiovascular stress generated by each programme and,
consequently, it allows us to ensure that this strategy used is safe and efficient.
1.2.3. Acute muscle responses
The muscle responses to resistance exercise can be assessed at morphological
and functional level.
Morphological muscle responses
Several studies have observed an increase on the thickness of different muscles
after an acute session, as well as after a chronic period of HI-RT (Martín-Hernandez et
al., 2013a; Schoenfeld, Peterson, Ogborn, Contreras, & Sonmez, 2015). This increase
seems to be determined by greater need of oxygen and energy supply to the muscles and
also by a rise of the swelling reactions (Brentano & Martins, 2011; Morton, Kayani,
McArdle, & Drust, 2009). All of these may end causing a cell swelling effect on the
muscle and which is linked to an increase of the trained region circumference.
26
Muscle-functional responses
HI-RT has demonstrated to promote significant increases of the maximum
dynamic strength, which is attributed to a range of neural and morphological
adaptations (Peterson, Rhea, & Alvar, 2005; Folland & Williams, 2007). Furthermore,
there are several studies which point out to a close relation between strength and muscle
thickness, implying that the hypertrophy induced by HI-RT is essential to reach an
optimal adaptation at strength levels (Abe et al., 2000; Schoenfeld et al., 2015).
When referring to the early strength gains, that is to say, to the acute responses
subsequent to training, the neural effects seem to gain special prominence. In this sense,
increases on electromyographic activities, post-activation potentiation effects,
synchronization increases on motor units impulses and alterations in the contraction of
agonist, antagonist and synergist muscles have been described as the main mechanisms
responsible for the early increase of maximum strength (Behm, 1995). It has also been
suggested that such increases may be the result of the learning and familiarisation to the
test that have been taken. That is, through repetition of the tests, individuals learn to
apply strength in a more effective way and to make a real effort which will lead them to
obtain acute increases in muscle strength (Wilmore, Costill, & Kenney, 2008).
On the other hand, it is also important to know the muscle activation responses
reached during a specific exercise. In this sense, the superficial electromyography
(sEMG) allows us to discover the muscle behaviour when they are subjected to different
exercises, loads, performance angle and rates (da Silva & Gonçalves, 2003).
Scientific literature has shown that HI-RT induces an increase of
electromyographic amplitude of the muscles implied in a particular action (da Silva,
Brentano, Cadore, de Almeida, & Kruel, 2008; Ebben et al., 2009). This, at the same
time, leads to a greater recruitment of type II motor units during exercise, as well as to
an increase synchronization of the motor units firing frequency. Besides, it is important
to highlight that there seems to exist a close relation between a muscle activation and
the improvements of maximum strength values, as also of muscle hypertrophy effect
(Schoenfeld, 2010; Silveira et al., 2013).
Although there are several studies which compare the muscle activation levels in
the lower limbs using different training loads with and without blood flow restriction
27
(BFR), none of them did it using plantar flexion exercise. In addition, most of the
studies used restrictive pressures between 50 and 80% of TAOP and, therefore, new
research is needed in which a minor restrictive pressure is employed.
To conclude the theoretical framework, it is necessary to specify that, currently,
when analysing the art state of the topic of the present doctoral thesis, it can be observed
an important knowledge gap. Even though research is increasing over the last years,
only a few have assessed and compared the acute responses triggered by LI-BFR.
Moreover, there are even fewer which have applied a plantar flexion exercise to know
these responses. This justifies the need for the present research, whose intention is to
deal with the lack of research, providing innovative results when resistance training is
applied using a simple exercise included in our daily routine.
28
2. PURPOSES AND HYPOTHESIS
2.1. MAIN PURPOSE
To evaluate and compare the acute effects of resistance training with and without
blood flow restriction on tendon, cardiovascular and muscular variables.
2.2. SPECIFIC PURPOSES
1) To evaluate and compare the responses of Achilles tendon thickness after
resistance training with and without blood flow restriction.
2) To evaluate and compare the cardiovascular and hemodynamic responses during
and after resistance training with and without blood flow restriction.
3) To evaluate and compare the morphological muscle responses (muscle thickness
of medial gastrocnemius and tibialis anterior, as well as the maximum perimeter
of the leg) after resistance training with and without blood flow restriction.
4) To evaluate and compare the muscle-functional responses during
(electromyographic activity of medial gastrocnemius and tibialis anterior) and
after (value of maximum dynamic strength) resistance training with and without
blood flow restriction.
2.3. HYPOTHESIS
Regarding the specific purposes mentioned above, the research hypothesis of the
present study are the following:
1) Achilles tendon will not be affected in a negative way after LI-BFR session. In
addition, such thickness will not present significant differences related to the
responses derived from HI-RT.
2) LI-BFR will not affect in a negative way the cardiovascular responses when they
are compared with the responses derived from HI-RT (>75% 1RM). Besides,
both types of training will generate a post-exercise hypotensive response.
3) LI-BFR is capable to promote the same changes in muscle thickness than a HI-
RT session.
29
4) The three training protocols are capable to cause the same acute changes in 1RM
value, despite the difference in mechanical stress originated between high and
low-intensities.
5) LI-BFR may induce an electromyographic muscle activity different to the one
reached with HI-RT, due to the superimposition of the cuff on the leg.
30
3. MATERIAL AND METHODS
The following research is presented as an experimental and randomized study.
3.1. PARTICIPANTS
Fifty-three participants were recruited to participate in this study [for know
participant characteristics, please see Table 6 on page 87]. All of them had to meet the
following inclusion criteria: a) Healthy men and women aged 18-40 years; b) Physically
active people with at least one year experience in resistance training. In addition,
exclusion criteria included: a) Not meeting one of the inclusion criteria; b) Presenting
contraindications specific to BFRT; c) Having musculoskeletal injuries, cardiovascular
system illnesses or the impossibility to endure the experimental protocol.
The participants were randomized into three groups: a) High-intensity resistance
training (HI-RT) with n=15; b) Low-intensity resistance training (LI-RT) with n=14; c)
Low-intensity resistance training with blood flow restriction (LI-BFR) with n=24.
All the participants were properly informed in detail of the aim of the study, the
nature of it, and benefits and possible risks associated to our research, as well as the
possibility of abandoning of the study at any moment. The participants were invited to
ask any questions related to the protocol they were going to take part in, with the aim of
avoiding possible doubts during the application of training. Furthermore, to take part in
the research, the individuals provided a written and signed informed consent document
(Annex 1). This research project was approved by the Human Research Ethics
Committee of University of Alicante (Exp. UA-2016-09-18) and was conducted
according to Declaration of Helsinki (Annex 2).
3.2. MATERIAL
The material used to carry out the present study included:
A) Sphygmomanometer: Used to register blood pressure and pulse [image 6 on
page 88].
B) Pulseoximeter: Used to register blood oxygen saturation [image 7 on page 89].
31
C) Four-pole bioelectrical impedance: Used to register the participants' body
composition [image 8 on page 89].
D) Anthropometric tape measure: Used to register the maximum perimeter of the
leg. It was also used to measure the points where the measurement of the muscle
and tendon thickness was assessed [image 9 on page 90].
E) Ultrasound: Used to register the muscle and tendon thickness. It was also used to
register the flow of the posterior tibialis artery in the moment of evaluating the
TAOP for this area [image 10 on page 91].
F) Wireless surface electromyography: Used to register the electric activity of the
muscles involved in plantar flexion exercise [image 11 on page 91].
G) Pneumatic cuff: Used to generate vascular restriction typical of BFRT [image 12
on page 92].
H) Leg press: In which the unilateral plantar flexion exercise with the dominant leg
was performed [image 13 on page 92].
3.3. STUDY DESIGN
Prior to application of the protocol, the following steps were completed:
1. Request for approval of the study by the Ethics Committee of the University of
Alicante.
2. Phase of participants recruitment through information posters in the
Physiotherapy and Physical Education School at the University of Valencia and
Alicante.
3. Selection of the participants according to inclusion and exclusion criteria.
4. Presentation and explanation the purposes and procedures of the research.
Delivery of informed consent to the participants.
5. Familiarisation period for researches of the investigation.
6. Pilot study on three individuals who were not included in the final project.
7. Randomization of the participants in order to assign them to one of the three
experimental groups.
Completed the steps above, participants were called to visit the laboratory on
three separate occasions.
32
First experimental visit: Initial recording of variables:
A) SBP, diastolic blood pressure (DBP), HR, and blood oxygen saturation (SpO2)
[images 14 and 15 on page 94]. The register of such variables was carried out
after a 5-minute rest in which the participant was sitting comfortably on a chair.
The blood pressure was measured twice and it was registered as the average of
both obtained values.
B) Body composition. The individual stood on a scale barefoot and remained still
and upright until the body composition values were measured.
C) The maximum perimeter of the leg was measured following the guidelines of the
International Society for Advancement of Kinanthropometry [image 16 on page
95].
D) Thickness of medial gastrocnemius, tibialis anterior and Achilles tendon. These
measurements were taken by a physiotherapist specialized in musculoskeletal
ultrasounds and with more than ten years experience.
All the tests carried out for this research followed the standard measuring
protocols established by scientific literature. Ultrasound images were measured
using B-mode ultrasound with a frequency of 10MHz and all parameters were
measured using the automatic cursor of the ultrasound screen.
In order to measure the thickness of medial gastrocnemius, the participant laid
down in prone position on the stretcher with both legs in knee extension, so that
his or her ankle rests on a cylindrical wedge. The thickness of that muscle was
measured as the distance between both aponeurosis (the upper and the deepest),
placing a probe perpendicularly on that point [images 17 and 18 on page 96].
In order to measure the thickness of tibialis anterior, the participant was seated
on a stretcher with both legs in knee extension, so that the popliteal fossa
remains on the cylindrical wedge on which the legs were comfortably resting.
Being the subject in this position the probe was placed right under the tibial
tuberosity, parallel to the palpable edge of the tibia [images 19 and 20 on page
97].
33
In order to measure the thickness of Achilles tendon, the participant laid down in
prone position on the stretcher with both legs in knee extension and his or her
ankle placed out of the stretcher in 90-degree flexion. The probe was placed
around 5 cm from the base of the calcaneus taking into account that the thinnest
and most visible part of the tendon lies between 2 – 6 cm from the calcaneus
[images 21 and 22 on page 98].
E) The TAOP value was determined applying the cuff to the participant’s dominant
leg and Doppler ultrasound over the posterior tibial artery. The register of this
variable was carried out with the participant sitting on the stretcher and his or
her legs on the same wedge previously employed to measure the tibialis anterior
thickness. The cuff was progressively inflated until the signal of blood supply
from the branches of the popliteal artery disappeared. This restriction value was
considered as the TAOP and, from there, the restriction pressure for training was
estimated (Laurentino et al., 2008) [images 23 and 24 on page 99].
F) The maximum dynamic strength for the action of unilateral plantar flexion was
determined by the 1RM indirect test [images 25 and 26 on page 100]. For this
was used the Eppley’s formula that has been used in previously studies (Martín-
Hernández et al., 2013b):
1RM = Load (kg) x (1 + [0.033 x number of repetitions])
G) Maximum electromyography of medial gastrocnemius and tibialis anterior. In
order to place the electrodes, SENIAM (Surface Electromyography for the Non-
Invasive Assessment of Muscles) recommendations were followed [images 28
and 29 on page 101]. In order to register the maximum electric activity,
participants were asked to perform maximum plantar flexion for 4-6 seconds
[image 30 on page 102].
Second experimental visit: Application of training protocol and recording of variables
during and after training:
Once completed the first experimental visit, participants were asked to visit the
laboratory 48 hours later so that the corresponding training for plantar flexor muscles
could be applied.
34
Next, the training protocols followed by each of the experimental groups are
presented:
- Group 1: High-intensity resistance training using 75% of 1RM (HI-RT) (figure I).
Figure 1. Training protocol for HI-RT group.
Figure I. Training protocol for HI-RT group.
sEMG: surface electromyography; 1RM: One repetition maximum; SBP: Systolic Blood
Pressure; DBP: Diastolic Blood Pressure; HR: Heart Rate; SpO2: Blood Oxygen Saturation.
1º SET: 30 repetitions of plantar flexion exercise (with 30%
1RM) recording sEMG
Rest interval: 1 minute
Variables measured: SBP, DBP, HR and SpO2
2º SET: 8-10 repetitions of plantar flexion exercise (with
75% 1RM) recording sEMG
Rest interval: 1 minute
Variables measured: SBP, DBP, HR and SpO2
3º SET: 8-10 repetitions of plantar flexion exercise (with
75% 1RM) recording sEMG
Rest interval: 1 minute
Variables measured: SBP, DBP, HR and SpO2
4º SET: 8-10 repetitions of plantar flexion exercise (with
75% 1RM) recording sEMG
35
- Group 2: Low-intensity resistance training using 30% of 1RM (LI-RT) (figure II).
Figure II. Training protocol for LI-RT group.
sEMG: surface electromyography; 1RM: One repetition maximum; SBP: Systolic Blood
Pressure; DBP: Diastolic Blood Pressure; HR: Heart Rate; SpO2: Blood Oxygen Saturation.
Rest interval: 1 minute
Variables measured: SBP, DBP, HR and SpO2
2º SET: 15 repetitions of plantar flexion exercise (with 30%
1RM) recording sEMG
Rest interval: 1 minute
Variables measured: SBP, DBP, HR and SpO2
Rest interval: 1 minute
Variables measured: SBP, DBP, HR and SpO2
3º SET: 15 repetitions of plantar flexion exercise (with 30%
1RM) recording sEMG
4º SET: 15 repetitions of plantar flexion exercise (with 30%
1RM) recording sEMG
1º SET: 30 repetitions of plantar flexion exercise (with 30%
1RM) recording sEMG
36
- Group 3: Low-intensity resistance training associated with blood flow restriction (LI-
BFR). This group uses an intensity of 30% of 1RM and restrictive pressure of 30% of
the value of TAOP (figure III).
Figure III. Training protocol for LI-BFR group.
sEMG: surface electromyography; 1RM: One repetition maximum; SBP: Systolic Blood
Pressure; DBP: Diastolic Blood Pressure; HR: Heart Rate; SpO2: Blood Oxygen Saturation.
It is important to add that all groups performed a standardized warm-up before
starting the correspondent training protocol.
Once the training for each group finishes, the register of the following variables
was taken (figure IV):
1º SET: 30 repetitions of plantar flexion exercise (with 30%
1RM) recording sEMG
Rest interval: 1 minute
Variables measured: SBP, DBP, HR and SpO2
2º SET: 15 repetitions of plantar flexion exercise (with 30%
1RM) recording sEMG
Rest interval: 1 minute
Variables measured: SBP, DBP, HR and SpO2
Rest interval: 1 minute
Variables measured: SBP, DBP, HR and SpO2
3º SET: 15 repetitions of plantar flexion exercise (with 30%
1RM) recording sEMG
4º SET: 15 repetitions of plantar flexion exercise (with 30%
1RM) recording sEMG
37
INMEDIATELY AFTER EXERCISE (IAE)
- Systolic Blood Pressure
- Diastolic Blood Pressure
- Heart Rate
- Blood Oxygen Saturation
- Maximum perimeter of the leg
- Achilles tendon thickness
- Thickness of medial gastrocnemius
- Thickness of tibialis anterior
- Maximum dynamic strength of plantar flexion exercise
15 MINUTES AFTER TRAINING (Post-15min)
- Systolic Blood Pressure
- Diastolic Blood Pressure
- Heart Rate
- Blood Oxygen Saturation
-
30 MINUTES AFTER TRAINING (Post-30min)
- Systolic Blood Pressure
- Diastolic Blood Pressure
- Heart Rate
- Blood Oxygen Saturation
-
45 MINUTES AFTER TRAINING (Post-45min)
- Systolic Blood Pressure
- Diastolic Blood Pressure
- Heart Rate
- Blood Oxygen Saturation
-
38
Figure IV. Post-exercise measurements.
Third experimental visit: Final register of variables (figure V):
Figure V. Measurements post-24 hours.
The measurements of the initial parameters for the three groups were the same
except the value of TAOP, which was only measured for the LI-BFR group. The
register of the post-intervention measurements was the same for the three groups.
60 MINUTES AFTER TRAINING (Post-60min)
- Systolic Blood Pressure
- Diastolic Blood Pressure
- Heart Rate
- Blood Oxygen Saturation
- Maximum perimeter of the leg
- Achilles tendon thickness
- Thickness of medial gastrocnemius
- Thickness of tibialis anterior
- Maximum dynamic strength of plantar flexion exercise
24 HOURS AFTER TRAINING (Post-24h)
- Systolic Blood Pressure
- Diastolic Blood Pressure
- Heart Rate
- Blood Oxygen Saturation
- Maximum perimeter of the leg
- Achilles tendon thickness
- Thickness of medial gastrocnemius
- Thickness of tibialis anterior
- Maximum dynamic Strength of plantar flexion exercise
39
4. STATISTICAL ANALYSIS
All data were analyzed using the SPSS version 17.0 software packages and
Microsoft Excel spreadsheet. A Shapiro-Wilk test was used to confirm normal
distribution and a Levene test to verify homogeneity of variance. A parametric two-way
(group x time) analysis of variance (ANOVA) with repeated measures was carried out.
Significant interactions between groups were analyzed using DMS post hoc tests. Paired
samples t-tests were used across time within each group. Effect size was calculated
using Hedges’ G and the data obtained were categorized as no effect (d<0.2), small
effect (d<0.5), medium effect (d<0.8), or large effect (d>0.8). All data are presented as
means and standard deviation (SD) with their respective confidence interval. Statistical
significance was set at p < 0.05.
40
5. RESULTS
The results of the present research are presented in three separated sections
according to the different dependent variables on the study.
5.1. RESPONSES ON THE TENDON
5.1.1. Values of Achilles tendon thickness
There were no significant differences from pre- to post-exercise values for HI-
RT and LI-RT groups (p<0.05). Achilles tendon thickness decreased significantly from
pre- to IAE (p<0.001), post-60min (p<0.001) and post-24h (p=0.002) for LI-BFR group.
The intergroup analysis revealed significant differences in pre- (p=0.060), IAE
(p=0.010) and post-60min values between all groups [table 7 on page 111 and figure 7
on page 112].
5.2. CARDIOVASCULAR AND HEMODYNAMIC RESPONSES
5.2.1. Cardiovascular and hemodynamic responses during exercise
There were no significant differences in SBP from pre- to during-exercise for
either group (p<0.05). However, intergroup analysis revealed significant statistical
difference in the first set between LI-BFR and LI-RT groups (p=0.03), as well as in the
first, third and fourth set between HI-RT and LI-RT (p=0.04, p=0.02, p=0.04,
respectively).
DBP decreased significantly from baseline to IAE for LI-RT group (p=0.03) and
from baseline to third set for LI-BFR (p=0.04). Intergroup analysis revealed significant
statistical difference IAE between all groups.
HR showed a significant increase during the four set of exercise for all groups
(p<0.05). Intergroup analysis and post- hoc test revealed no significant differences for
this variable.
There were significant differences in SpO2 from pre- to during-exercise only for
HI-RT group (p=0.01, p=0.004, p=0.002, p=0.02, respectively for each set). Intergroup
41
analysis revealed significant differences in the first set (p=0.02) and IAE (p=0.008)
between all groups, as well as in the third set for HI-RT (p=0.02) and LI-BFR (p=0.002)
when compared to LI [table 8 on pages 114-115 and figures 8-11 on pages 116-117].
5.2.2. Cardiovascular and hemodynamic responses after exercise
A significant reduction in SBP was observed at 15, 30, 45 and 60 minutes post-
exercise (p<0.05) for all groups. The most significance reductions in SBP were
observed post-30min and post-45min for HI-RT group (p=0.001 for both time points)
and post-15min, post-45min and post-60min for LI-BFR group. Intergroup analysis and
post- hoc test revealed no significant differences for this variable.
DBP decreased significantly for HI-RT group at 45 minutes post-exercise
(p=0.035) and post-45min and post-24h for LI-BFR group (p=0.05 and p=0.04,
respectively) compared with pre- values. Intergroup analysis and post- hoc test revealed
no significant differences for this variable.
HR showed a significative increase from pre- to post-30min in HI-RT group
(p=0.02) and from pre- to post-15min in LI-BFR (p=0.04). Intergroup analysis revealed
significant differences in post-30min value when comparing HI-RT and LI-BFR
(p>0.05).
SpO2 decreased significantly for HI-RT group when the pre- and 60min post-
exercise values were compared (p=0.03). Intergroup analysis revealed significant
differences in post-60min value for all groups. In addition, post- hoc test showed
significant differences in post-24h values when LI-RT and LI-BFRT groups were
compared (p=0.02) [table 9 on pages 119-120 and figures 12-15 on pages 121-122].
5.3. SKELETAL MUSCLE RESPONSES
5.3.1. Muscle thickness of medial gastrocnemius
Muscle thickness increased significantly from pre- to post-exercise (IAE, post-
60min and post-24h) for the LI-BFR group (p<0.05). The most significance increases
for this group were observed IAE and 60 minutes post-training (p<0.001 for both time
42
points). The HI-RT group only increased significantly from pre- to IAE (p=0.04), and
LI-RT group from pre- to IAE (p=0.04) and 60 minutes post-training (p=0.03).
Intergroup analysis revealed significant differences IAE (p=0.011) and 60 minutes post-
exercise (p=0.004) for all groups. In addition, post- hoc tests showed significant
differences in post-24h values when LI-RT and LI-BFR groups were compared
(p=0.037) [table 10 on page 124 and figure 16 on page 126].
5.3.2. Muscle thickness of tibialis anterior
Significant increase was observed from pre- to IAE and post-60min only for LI-
BFR group (p<0.001 for both time points). Intergroup analysis revealed significant
differences in all time points between all groups (p<0.05) [table 11 on page 125 and
figure 17 on page 126].
5.3.3. Maximum perimeter of the leg
Significant increases in maximum perimeter of the leg were observed from pre-
to post-exercise (IAE and post-60min) for all groups (p<0.05). Only the LI-RT group
showed a significant increase 24 hours post-exercise (p=0.04). Intergroup analysis and
post- hoc test revealed no significant differences for this variable (p>0.05) [table 12 on
page 128 and figure 18 on page 129].
5.3.4. Maximum dynamic strength
HI-RT showed significant increases in maximum dynamic strength from pre- to
60 minutes and 24 hours after exercise (p=0.01 and p=0.001, respectively). Significant
increases were observed from pre- to all time points (IAE, post-60min and post-24h) for
LI-RT group (p=0.02, p=0.002, p=0.003, respectively). The LI-BFR group only showed
significant differences from pre- to post-60min (p=0.007). Intergroup analysis revealed
significant differences in all time points between all groups (p<0.05) [table 13 on page
131 and figure 19 on page 132].
43
5.3.5. Percentages of electromyographic activation of the medial gastrocnemius
during exercise
There were no significant differences in muscle activity of medial gastrocnemius
between second, third and fourth sets for any group (p>0.05). Intergroup analysis and
post- hoc test revealed no significant differences for this variable for any time point
(p>0.05). However, a tendency towards reduction of the muscle activity for LI-BFR
group is observed when compared with other two groups [table 14 on page 134 and
figure 20 on page 136].
5.3.6. Percentages of electromyographic activation of the tibialis anterior during
exercise
There was significant difference for the LI-RT group when comparing the
second set with third set (p=0.006). HI-RT and LI-BFR groups showed no significant
differences for any sets registered (p>0.05). Intergroup analysis revealed no significant
differences for any groups at the different time points registered (p>0.05). However,
post- hoc test showed significant difference between HI-RT and LI-BFR during all sets
compared (p=0.031, p=0.024, p=0.024, p=0.018). In addition, a tendency towards
reduction of the muscle activity for LI-BFR group is also observed when compared with
HI-RT and LI-RT groups [table 15 on page 135 and figure 21 on page 136].
44
6. DISCUSSION
6.1. ACUTE EFFECTS ON THE TENDON
Opposed to our initial hypothesis, one of the main findings of our study was that
only the LI-BFR group promoted a post-training significant decrease of Achilles tendon
thickness (IAE and post-60min: p<0.001). This effect was attenuated 24 hours after the
session (p<0.05).
Several authors found an acute and transitory reduction of the Achilles tendon
thickness after resistance training (Grigg et al., 2009; Wearing et al., 2011; Wearing et
al., 2004; Wearing et al., 2008). This reduction has been associated to a visible loss of
water (Lanir, Salant & Fuox, 1998; Wellen et al., 2005), which reveals itself as an
important tendon adaptation marker. On the contrary, Fredberg, Bolvig, Lauridsen &
Stengaard-Pedersen (2007), when comparing the Achilles tendon thickness pre- and
post-acute exercise using a similar load to that employed in the study conducted by
Wearing et al., (2011), did not find significant differences. For their part, our results are
in line with those obtained by Fredberg et al., (2007), in which high and low-intensity
resistance training groups did not achieve any change of the Achilles tendon.
Available evidence has confirmed that mechanical and morphologic
characteristics of tendons are altered after acute exercise, and that these changes depend
on the type of exercise and the load that has been used (Obst, Barrett, & Newsham-
West, 2013). In this sense, Obst, Newsham-West, & Barrett (2015) suggest that the
disparity in the results related to the morphologic behaviour of human tendon may be
determined by the type of exercise, as well as by the mechanic load and the training
intensity chosen for each intervention. In addition, the different evaluated population
groups and the different methods used for the register of the tendon morphology may
also be factors that favour the above mentioned discrepancies.
On the other hand, with reference to the transitory effect on the post- exercise
reduction of Achilles tendon thickness, Wearing et al., (2014), found that approximately
6-7 hours after a resistance training session using loads between 175% and 250% of
body weight, the tendon recovered its initial values. However, our study reveals that 24
hours after blood flow restriction training the Achilles tendon still has not recovered
45
completely, although there is a tendency towards it. Ischemia condition may explain this
difference in the time-course of the tendon recovery. In any case, there is no research in
scientific literature which helps provide an explanation to this response.
With regard to the changes in the tendon thickness as a result of applying LI-
BFR training, little has been researched in scientific literature. Besides, added to the
lack of research, the differences in the experimental design and in the evaluated
variables by each of the different studies (Abe, Kearns, Manso-Filho, Sato, &
McKeever, 2006a; Kubo et al., 2006; Yow, Tennent, Dowd, Loenneke, & Owens, 2018)
hinder carrying out a comparison between the results of the previously mentioned
studies and ours.
All in all, the analysis of the state of the art illustrates the existence of a series of
morphologic limitations and wide knowledge gaps, while at the same time remarking
the lack of studies to examine these responses. Despite that, our findings provide a first
approximation, showing that a single bout of LI-BFR is capable of promoting positive
responses on the Achilles tendon thickness
6.2. ACUTE CARDIOVASCULAR AND HEMODYNAMIC RESPONSES
6.2.1. Acute cardiovascular and hemodynamic responses during training protocol
Our results show few changes in blood pressure during exercise rest intervals.
However, a significant increase in the heart rate was registered for all groups after all
the training sets. For its part, blood oxygen saturation showed a significant reduction
only for the HI-RT groups after the four sets of exercises.
When comparing the acute responses in blood pressure during and immediately
after HI-RT, LI-RT and LI-BFR, some studies found a greater significant increase for
HI-RT condition (Poton & Polito, 2014; Poton & Polito, 2015), while others did not
find significant differences between conditions (Fahs et al., 2012b; Figueroa & Vicil,
2011; Ozaki et al., 2013). Our results, as the latest studies presented, did not find
significant differences between groups in BP values.
46
With respect to HR, a single resistance training session with and without BFR
has demonstrated to promote increases as a compensatory response to different
physiological mechanisms subsequent to exercise (Mayo & Kravitz, 1999; Loenneke et
al., 2010a; Poton & Polito, 2014a; Vieira et al., 2013).
When acute responses in HR have been compared during low-load training
protocols with and without BFR, most studies have found a greater increase for the LI-
BFR group (Loenneke et al., 2010a; Takano et al., 2005; Vieira et al., 2013). This
increase could result from the restriction condition itself, due to an increase of vascular
resistance and, consequently, to a cardiac output. Furthermore, another justification
which is considered is that of the increase of exercise pressor reflex which, in turn,
contributes to increase autonomic cardiovascular resistance (Spranger et al., 2015). For
their part, our results show how LI-BFR group triggered a greater increase on HR only
after the 1st set when compared to LI-RT (p<0.001), although both conditions proved to
increase the HR significantly during the fourth sets of exercise (p<0,005).
When acute responses on HR caused by HI-RT, LI-RT and LI-BFR have been
compared, the results are controversial. Several studies show an immediate significant
increase of HR only for the HI-RT group (Brandner et al., 2015; Okuno, Evangelista,
Leicht, de Paula, & Nakamura, 2013; Poton & Polito, 2015; Rossow et al., 2011), others
for the LI-BFR condition (Hollander et al., 2010) and others do not find significant
differences between groups (Araujo et al., 2014; Loenneke et al., 2012d; Neto et al.,
2016b; Vilaça-Alves et al., 2016). For their part, our studies are in line with the
conducted by Figueroa & Vicil (2011) and Neto et al., (2016a) in which an intermittent
restriction was applied (releasing the restrictive pressure during rest intervals), which
promoted significant increases of HR similar for every evaluated groups.
Finally, our study also evaluated and compared the blood oxygen saturation
levels. Several studies found a significant decrease of post-training SpO2 value for the
LI-BFR group (Neto et al., 2016a; Tanimoto, Madarame, & Ishii, 2005). The authors of
these research studies allege that these decreases may be caused by a reduction of the
oxygen availability for muscle tissue consumption. In addition, the fact of not finding
SpO2 decrease for HI-RT group, was associated to a greater blood mobilisation and to
an increase of nitric oxide, which triggers a greater muscle oxygenation. Opposed to the
above mentioned, Bazgir et al., (2016), did not find differences in SpO2 when a group
47
that performed eccentric exercise with LI-BFR was compared to another in normal
conditions, both performed with the same intensity. For their part, Kacin & Strazar,
(2011) found that, when exercise is performed to muscle failure, when training volume
increases significantly, SpO2 levels in muscles decrease for all the evaluated groups. In
our case, the training volume and the low restrictive pressure used may also justify that
a reduction of SpO2 for the LI-BFR group did not take place. These findings proved to
be very positive since a hypoxemia may promote different unwanted alterations in the
trainees like respiratory insufficiency or decrease of brain performance.
6.2.2. Acute cardiovascular and hemodynamic responses after training protocol
The results of our study were consistent with the formulated hypothesis showing
a hypotensive response for the three training groups, being the LI-BFR group the one
which maintained this effect for a longer time (up to 24h post-exercise).
Several studies have suggested resistance training as a possible strategy for
cardiovascular prevention and rehabilitation and have found a decrease of BP after short
training periods (3-6 weeks) and even as an acute response to single bout of moderate-
high intensity resistance training (Bentes et al., 2015; Fisher, 2001; Gerage et al., 2015).
This effect has also been evaluated after applying LI-BFR, although results in this
regard appear to be more controversial.
Rossow et al., (2011) when comparing the possible hypotensive effect (post-
30min and post-60min) after resistance training with and without BFR, found only a
significant decrease of SBP for HI-RT group. For their part, Brandner et al., (2015),
Fahs et al., (2011), Vilaça-Alves et al., (2016), when comparing different resistance
training conditions with and without BFR, did not find a post-exercise hypotension
response for none of them, after applying exercises for the upper as well as for the lower
limbs. Opposed to the previous findings, Neto et al., (2015), when comparing three
training conditions, in which two exercises for the upper limbs (biceps curl and triceps
extension) and two for the lower limbs (leg flexion and leg extension) were performed
in normotensive individuals, found a significant hypotensive effect for all of them,
without significant difference between groups. These last findings are in line with the
obtained in our research, in which all training conditions promoted a post-exercise
48
hypotension effect, despite having used a 30% load on 1RM and an average restrictive
pressure around 50mmHg.
Therefore, although the post-exercise hypotension effect after low-intensity
resistance training with and without BFR has not been completely demonstrated, our
data reinforce the hypothesis that low-loads associated to BFR may result in a powerful
tool to favour a decrease of BP, in the same way in which it has been corroborated with
HI-RT. Moreover, this strategy could be used by a wide spectrum of population, since
mechanic tension is reduced compared to high-load exercise. However, it is important to
note that post-exercise hemodynamic responses may vary depending on how the
different training variables are manipulated (intensity, volume, training frequency, etc)
and on the muscle mass involved in each training (De Salle et al., 2010). Therefore, new
research is needed with the aim of clarifying which type of exercise is the safest and
most effective to generate positive acute responses and cardiovascular adaptations for
trainees.
Another of the evaluated variables in the present project is the behaviour of post-
exercise HR. Our results are in line with the obtained by Fahs et al., (2011), in which a
significant increase of post-exercise HR was found. These results may be explained by
an acute increase in the activity of the sympathetic nervous system during HI-RT and
LI-BFR conditions, which could be maintained until some hours after the session (Iida
et al., 2007).
With regard to post-training blood oxygen saturation levels, it is important to
remark that there is little evidence so far. In this sense, our major concern lies on
monitoring this variable to ensure that, independently of the applied training condition,
SpO2 values remain within the normal range.
Kacin & Strazar, (2011), showed that a higher training volume is associated to a
decrease of oxygen muscle levels. This reason may lead to explain the SpO2 decrease
for the HI-RT group in our study, which was maintained to 60minute post-exercise,
although other studies (Downs et al., 2014; Tanimoto et al., 2005) could not show the
same results. In addition, although some authors have found a decrease of SpO2 after
LI-BFR training, our results do not support this hypothesis. Perhaps the involved
muscle group and the restrictive pressure used in our study were not sufficient to
generate such decrease in post-exercise oxygen levels for LI-RT and LI-BFR groups,
49
which is very positive, as it means that SpO2 values have remained within the normal
range.
6.3. ACUTE SKELETAL MUSCLE RESPONSES
6.3.1. Morphological muscle responses
The results of our study were consistent with the formulated hypothesis, proving
that LI-BFR group promoted similar and even higher increases in the assessed muscle
thickness compared to HI-RT group. In addition, the leg perimeter increased to the same
extent for the three groups, which suggests that, for the assessed muscle group, even
low-load is capable of promoting an acute muscle swelling effect.
Several studies have found significant acute increases of the muscle thickness
after a single bout of LI-BFR (Fahs et al., 2015; Martín-Hernández et al., 2013b;
Yasuda et al., 2012; Yasuda et al., 2015). The same results were found in our study for
both assessed muscles. The physiological mechanisms which may explain these
responses are not completely clear, although it has been hypothesized that the acute
muscle swelling effect may be a result of an increase of the muscle protein synthesis
(Yasuda et al., 2012), as well as an accumulation of metabolites around the trained
muscle (for example: Lactato) (Sugaya, Yasuda; Suga: Okita & Abe, 2011).
Added to this, in line with our results, Fry et al., (2010) after comparing two low
intensity groups with and without BFR performing an extension leg exercise, found an
acute increase of the leg circumference for both groups and it was the LI-BFR condition
the one to achieve a significantly higher increase. The authors allege that this response
could be associated to a cell swelling effect, despite not being a direct measurement of
muscle swelling. Finally, our data show how the tibialis anterior muscle thickness
increased only for LI-BFR condition. Published studies in scientific literature have not
focused on revealing acute swelling responses in agonist and antagonist muscles
involved in a particular action but have commonly tried to describe the behaviour of the
main muscle implied in training. In spite of this, a possible explanation to such results
may be blood flow restriction itself generated on the leg. The fact of applying a
tourniquet on a muscular region (and not on a certain specific muscle) may have
favoured this muscle swelling effect for the tibialis anterior, as well as for the medial
50
gastrocnemius. In this sense and as it has been already mentioned, some studies have
observed systemic effects when BFR is used (Abe et al.; 2005b; Yasuda, Ogasawara,
Sakamaki, Bemben, & Abe, 201), which may favour that muscle swelling in tibialis
anterior. Furthermore, since the training was performed involving both movement
phases (concentric-eccentric), it is only logical to obtain such increases for both
muscles. However, new studies are needed with the aim of clarifying these responses, as
the fact of obtaining increases of the muscle mass region and not only of a muscle in
particular, may provide added-value to LI-BFR training, since similar and even superior
responses to the obtained with HI-RT may be achieved with a minor training volume.
6.3.2. Muscle-functional responses
The functional muscle responses to training include the acute changes that
occurred in the maximum dynamic strength values (1RM), as well as in the muscle
activity during the application of a resistance exercise.
With regard to 1RM value, our results are consistent with the formulated
hypothesis demonstrating that LI-BFR and HI-RT groups are capable of promoting
similar post-exercise increases in the maximum dynamic strength values. Added to this,
the analysis of our study also reflects an increase of this variable for the LI-RT group.
Numerous studies have suggested that such responses may be mainly associated to
neural mechanisms, which may help increase intra and intermuscular coordination
(Gabriel, Kamen, & Frost, 2006; Häkkien et al., 1998; Kamen, 1983; Moritani &
DeVries, 1979). Added to this, other authors also make reference to a possible learning
effect, as well as to a concomitant increase of the muscle thickness (Evans et al., 2010;
Scott et al., 2015; Wilmore et al.; 2008).
The second functional muscle response evaluated in our study was medial
gastrocnemius and tibialis anterior muscle activation during plantar flexion exercise. In
this sense, our results showed high muscle activation levels for the medial
gastrocnemius during the three applied conditions (HI-RT, LI-RT, LI-BFR), without
significant differences between them. In the case of the tibialis anterior, the LI-BFR
group showed a significantly minor activation compared to the HI-RT group.
51
When the muscle activation levels obtained during HI-RT and LI-BFR session
have been compared using exercise for lower limbs, studies have reported similar
muscle activity levels (Shinohara et al., 1998; Takarada et al., 2000b; Takarada et al.,
2002). Identical results were found in our study for the medial gastrocnemius, although
not for the tibialis anterior. In this sense, the minor tibialis anterior muscle activation for
LI-BFR group in comparison to HI-RT condition, may be explained by the application
of the cuff on the tibial nerve, which may inhibit the muscle capability to activate to a
high degree. In addition, Loenneke et al., (2015a), after comparing different BFR
pressures using a 30% load of 1RM, observed that BFR levels over 50% based on
TAOP do not seem to promote a significant increase of the muscle activation compared
to a lower pressure (40% based on the TAOP). Our studies are in line with those
published by Loenneke et al., (2015a), in which a relatively low blood flow restriction
(30% based on the TAOP) was sufficient to induce similar increases of medial
gastrocnemius muscle activation compared to the HI-RT training. Furthermore, these
results suggest that low loads (30% 1RM) associated to a 30% blood flood restriction
are capable of contributing to an acute muscle thickness increase, similar to that
achieved with high loads (70-80% 1RM), as it has already been reported in the present
study.
Finally, when comparing the activation levels for medial gastrocnemius and for
tibialis anterior of our study, it can be observed how both muscles responded in a
different way to the same stimulus (load and restrictive pressure). These data suggest
that the placement of the cuff or its proximity to the muscle may probably influence on
the subsequent muscle activation. Besides, the fact that the tibialis anterior acts as an
antagonist muscle in the plantar flexion action, as well as the application of the cuff on
the tibial nerve, may also explain that minor activation of one of these muscles
compared to the other.
52
7. CONCLUSIONS
1. A single session of LI-BFR induces an immediate and transitory decrease in
Achilles tendon thickness. This effect was attenuated 24 hours post-exercise.
These findings allow us to conclude that LI-BFR is presented as a training
strategy that promotes acute positive responses in Achilles tendon thickness.
2. The cardiovascular and hemodynamic responses observed during and after a
single session of LI-BFR are within the normal range when compared to those
triggered by HI-RT. Therefore, it can be concluded that LI-BFR is a safe and
viable alternative for the physically active population in terms of cardiovascular
health.
3. A single session of LI-BFR induces acute increases in muscle thickness in a
similar extent as HI-RT, so the effect of muscle swelling occurs without the
need for a high mechanical load. In addition, for calf muscles, a restrictive
pressure of 30% based on the TAOP proved to be sufficient to generate an acute
effect of hypertrophy.
4. An acute increase in maximum dynamic strength was observed independently of
the applied training condition. The neural mechanisms, together with a learning
effect and an increase in muscle thickness values are presented as the main
responsible factors for such improvements.
5. The three training conditions promotes high electromyographic activation for the
agonist muscle (medial gastrocnemius) involved during the plantar flexion
exercise, as well as a reduction in the co-activation of the antagonist muscle
(tibialis anterior).
53
8. LIMITATIONS
1. Added to the three groups included in our study, we could have included another
one that uses a higher restrictive pressure (i. e. 60-80% based on the TAOP).
This would have allowed us to gain knowledge about the influence of a higher
restrictive pressure on the magnitude of the responses assessed in our study.
2. The evaluation of different biomechanical Achilles tendon properties (stiffness,
elongation, stress, etc.) would have provided very relevant information that
would allow us to establish a relationship with the thickness responses of this
structure.
3. In order to achieve greater specificity in the blood oxygen saturation
measurement, NIRs technology could have been used directly on the muscle
involved in our exercise.
4. Conducting a familiarization period with the 1RM test during several sessions
could have helped to minimize the learning effect in this test.
5. Applying a set of pre-intervention reproducibility measurements for the different
variables evaluated in our study would provide greater reliability to our findings.
54
9. PRACTICAL APPLICATIONS
The results of our study allow us to conclude that LI-BFR, using a load of 30%
1RM and a restrictive pressure of 30% based on the TAOP, is presented as an
alternative strategy for that range of population whose aim to increase strength and
muscle mass acutely but do not want or cannot use high-intensity resistance training. In
addition, as it has been evidenced in the present study, there is no cardiovascular risk
associated to this methodology and the Achilles tendon’s behavior is not modified in a
negative way either.
Added to this, a point to remark in this study is the low restrictive pressure used
as well as the proposed exercise. This allows this strategy can be used by a large
population spectrum that requires a strengthening of calf muscles with low mechanical
loads (for example, elderly people or athletes rehabilitated from ankle sprain due to
excessive investment in early phases of functional recovery).
55
1. INTRODUCCIÓN
1.1. EL ENTRENAMIENTO CON RESTRICCIÓN DEL FLUJO SANGUÍNEO
1.1.1. Origen del entrenamiento con restricción del flujo sanguíneo
El entrenamiento con restricción del flujo sanguíneo (ERFS) o, como también es
conocido, entrenamiento con oclusión parcial vascular, se dio a conocer ampliamente en
la década de los 80 en Japón (Sato, 2005), aunque su inventor, años anteriores, ya había
comenzado a investigar la manera de combinar el ejercicio contra resistencias y la
isquemia tisular.
Los orígenes del ERFS datan de 1966 y son atribuidos a Yoshiaki Sato, un joven
apasionado al entrenamiento de la fuerza y el culturismo. En una ocasión, mientras se
encontraba en postura seiza1, Sato percibió una sensación de congestión muscular en la
porción distal de sus piernas fruto de adoptar una posición mantenida (Sato, 2005). Sato
relacionó el entumecimiento de sus piernas tras adoptar la postura seiza con la sensación
de congestión muscular percibida tras la realización de un entrenamiento con altas
cargas de trabajo, hipotetizando una relación causa-efecto que lo motivó a corroborar su
hipótesis inicial.
Imagen 1. Postura seiza. Fuente: http://kohaido.blogspot.com.br
1 Sentado sobre sus talones, con las rodillas flexionadas y el tronco erguido. Postura típica de las
artes marciales.
56
A partir de ese momento, Yoshiaki Sato comenzó a investigar consigo mismo
con el objetivo de mejorar las técnicas y metodologías asociadas al ERFS (Sato, 2005).
Por su parte, a principios de los años 90, los profesores Kaijser L., Sundberg CJ. y sus
compañeros, también comenzaron a desarrollar trabajos sobre los efectos de entrenar
bajo condiciones de isquemia muscular (Kaijser et al., 1990).
Con el paso de los años, esta técnica, aumentó en popularidad, lo que, junto al
deseo de explotación comercial de un mecanismo que permitiese entrenar cómodamente
con restricción del flujo sanguíneo (RFS), llevó a Sato a patentar su propio método y
dispositivo de entrenamiento basado en la oclusión parcial vascular. En el año 1997, la
compañía “Sato Sports Plaza” aprobó su patente y esta técnica de entrenamiento pasó a
adquirir el nombre de Kaatsu Training (Sato, 2005). A raíz de ello, el ERFS empezó a
utilizarse, cada vez más, como un sistema de acondicionamiento físico y rehabilitación
aplicado por profesionales. Pocos años después, Sato obtuvo las patentes en Europa y
América, de forma que esta técnica se fue abriendo paso por todo el mundo.
Kaatsu es un término de origen japonés que significa presión. De ese modo, su
pionero justifica el principio básico de funcionamiento basado en la colocación de un
torniquete alrededor del segmento muscular con el objetivo de restringir de forma
parcial el flujo sanguíneo en el músculo. Dicha restricción parcial, combinada con
ejercicios de baja intensidad favorece adaptaciones positivas para el entrenando y por
tanto, parece ser una herramienta adecuada para aquellos segmentos de la población
cuyas condiciones no permitan entrenar con intensidades elevadas.
1.1.2. Metodología de entrenamiento con restricción del flujo sanguíneo
El ERFS o, como también es conocido por los autores occidentales, blood flow
restriction training (BFRT), consiste en la aplicación de un torniquete externo sobre la
parte más proximal de la extremidad, con el objetivo de generar una restricción parcial
del flujo sanguíneo, mientras se realiza un esfuerzo muscular de baja intensidad (Fahs et
al., 2014; Pope, Willardson & Schoenfeld, 2013; Sato, 2005; Scott, Loenneke, Slattery,
& Dascombe, 2015; Wernbom, Augustsson, & Raastad, 2008).
57
Características del entrenamiento con restricción del flujo sanguíneo:
A la hora de utilizar esta estrategia de entrenamiento, existen algunos puntos
cardinales que todo profesional (investigador o del campo práctico) debe conocer (tabla
1). Estos son los siguientes:
A) Tipo de manguito y dimensiones:
En sus inicios, Yoshiaki Sato utilizaba cámaras neumáticas de bicicleta
(imagen 2) como herramienta para generar isquemia local (Sato, 2005). No
obstante, en la actualidad existen dispositivos específicos (algunos cuya presión se
controla electrónicamente) a través de los cuales se puede aplicar oclusión parcial
vascular de un modo mucho más controlado y por ende, más seguro y eficaz.
En este sentido, existen principalmente dos dispositivos para llevar a cabo el
ERFS: a) Bandas elásticas (elastic wraps) (imagen 3); b) Manguito neumático
inflable (imagen 4) (Scott et al., 2015). No existe un criterio consensuado que avale
la utilización de un dispositivo frente al otro. No obstante, en la actualidad, los
manguitos neumáticos inflables son los más utilizados pues permiten un control de
la presión de restricción.
Uno de los factores más importantes a tener en cuenta a la hora de aplicar el
ERFS es el ancho del manguito (Scott et al., 2015; Mattocks et al., 2018). Existe
consenso en relación a que cuanto más ancho sea el manguito, menor presión de
hinchado se requiere para llegar a la PRT en comparación con un manguito más
estrecho (Crenshaw, Hargens, Gershuni, & Rydevik, 1988; Karabulut, Abe, Sato, &
Bemben, 2010; Laurentino et al., 2008; Loenneke et al., 2012a; Loenneke et al.,
2013a). Por otro lado, el tipo de material del manguito (nylon o elástico) no parece
afectar a la presión de restricción entre dos puños de un tamaño similar (Loenneke
et al., 2013a; Loenneke et al., 2014).
Los investigadores han utilizado una gran variedad de anchuras de manguitos
tanto para miembros superiores como inferiores. No obstante, como norma general,
los manguitos estrechos (3-12 centímetros) se utilizan para aplicar restricción
vascular en brazos, mientras que los manguitos anchos (4,5-18,5 centímetros) se
reservan para las piernas (Fahs, Loenneke, Rossow, Thiebaud, & Bemben, 2012a).
58
Imagen 2. Cámara de bicicleta para generar restricción del flujo sanguíneo -sin control de la
presión-.
Imagen 3. Banda elástica estrecha y ancha para generar restricción del flujo sanguíneo -sin
control de la presión-.
Imagen 4. Manguitos inflables para generar restricción del flujo sanguíneo en miembros
superiores e inferiores -con control de la presión-.
59
B) Presión de hinchado del manguito:
El parámetro de oclusión se controla a partir del nivel de presión en
milímetros de mercurio (mmHg), empleando dicho valor para estimar la reducción
del flujo sanguíneo (Picón, Chulvi, Cortell, Rial, & Rodríguez, 2015).
Habitualmente, el rango de presión aplicado a los sujetos se encuentra entre 100-
240 mmHg (Loenneke, Wilson, Marín, Zourdos, & Bemben, 2012b), o lo que es lo
mismo entre el 50-80% del valor de presión de restricción total (PRT) (Laurentino
et al., 2008), aunque otros autores han empleado niveles de presión más bajos
(alrededor del 30% sobre la PRT) alegando que dicha restricción es suficiente para
generar un efecto de hipoxia en el músculo con sus consecuentes efectos músculo-
esqueléticos positivos en los entrenandos (Sundberg, 1994).
En la literatura científica, los estudios han utilizado diferentes propuestas a la
hora de establecer la presión de hinchado del manguito. Entre ellas se destacan: a)
Aplicar restricciones arbitrarias (Abe, Kearns, & Sato, 2006b; Kacin & Strazar,
2011; Takarada et al., 2000a; Yasuda, Loenneke, Thiebaud, & Abe, 2012); b)
Aplicar una presión de restricción a partir de la presión arterial sistólica (PAS) de
cada individuo (Brandner, Kidgell, & Warmington, 2015; Clark et al., 2011); c)
Aplicar una presión de hinchado a partir de la presión arterial diastólica (PAD) de
cada individuo (Downs et al., 2014); d) aplicar una presión de restricción basada en
el perímetro del miembro a ocluir (Loenneke et al., 2013b; Loenneke et al., 2015b).
No obstante, tales procedimientos metodológicos continúan siendo cuestionados en
los últimos años debido a que existen multitud de factores que afectan al flujo
sanguíneo como son, por ejemplo, el ancho de la banda, el perímetro del miembro
ocluido o el dispositivo empleado (Jessee et al., 2018; Loenneke et al., 2012a; Shaw
& Murray, 1982; Wernbom, Augustsson, & Raastad, 2008). Por esta razón, todavía
no existe un consenso generalizado sobre cuál es el rango de presión de restricción
óptimo aunque lo que sí parece estar claro es la necesidad de aplicar una presión de
restricción individual para cada persona y cada miembro a ocluir, donde se evalúe
la presión de restricción total y, a partir de ésta, se estime el porcentaje con el que
se desea entrenar (Laurentino et al., 2008). Además, recientemente se ha sugerido
que la PRT debería ser valorada cada día que el individuo acude a entrenar, puesto
que tal valor puede diferir de un día para otro (Ingram et al., 2017). Añadido a ello,
datos de nuestro laboratorio han dilucidado la importancia de conocer la PRT para
60
ambos segmentos corporales (derecho vs. izquierdo) puesto que han sido
observadas diferencias significativas entre la PRT del brazo derecho e izquierdo.
C) Ubicación del manguito:
La ubicación del manguito siempre será en la parte más proximal de la zona
que se desee ocluir (Loenneke & Pujol, 2009). Teniendo en cuenta que la RFS
siempre será aplicada sobre las extremidades, las posibles zonas a ocluir son las
siguientes: a) Muslo; b) Pierna; c) Brazo; d) Antebrazo. De entre todas esas zonas,
las más comunes a ocluir son los muslos y los brazos.
Imagen 5. Ubicación del oclusímetro. Fuente:
http://i.picasion.com/pic83/66777db81fc4de91f31c58f5a8669fe7.gif
D) Tiempo de restricción:
El tiempo de restricción parcial del flujo sanguíneo se encuentra
estrechamente relacionado con la duración del protocolo diseñado para cada estudio
o caso clínico.
Generalmente, un protocolo de ERFS asociado a ejercicios de fuerza se
compone de una serie inicial de 30 repeticiones seguida de 3 series de 15
repeticiones (Abe et al., 2005a; Yasuda, Fujita, Ogasawara, Sato, & Abe, 2010b;
Mattocks et al., 2018) con un descanso entre series de 60 segundos. Sin embargo,
otros autores prefieren aplicar 3 series al fallo (Goldfarb et al., 2008; Takarada et
al., 2000a; Wernbom, Paulsen, Nilsen, Hisdal, & Raastad, 2012) descansando el
mismo tiempo entre una y otra serie. En ambos casos, el tiempo de oclusión se
encontrará alrededor de los 10-15 minutos por sesión. Este tiempo podrá fluctuar en
4-5 minutos, dependiendo si la presión del manguito se mantiene durante los
descansos o no. En ambos casos, se han observado respuestas y adaptaciones
positivas (Fitschen et al., 2014; Neto et al., 2016b; Yasuda, Loenneke, Ogasawara,
61
& Abe, 2013) aunque Brandner et al., (2015) indican que el ejercicio con RFS
continua parece ser un método de entrenamiento más adecuado para obtener
mayores ganancias de fuerza e hipertrofia cuando es comparado con el ejercicio con
RFS intermitente. No obstante, la sensación de dolor es menor cuando la presión de
restricción se retira durante los descansos (RFS intermitente), por lo que para cierto
tipo de población, ésta estrategia será más adecuada (Fitschen et al., 2014).
E) Tipo de ejercicio
El tipo de ejercicio escogido para la aplicación del programa con oclusión
parcial vascular variará en función del objetivo de entrenamiento o el fin de la
investigación. A modo de ejemplo, se podrían contemplar los siguientes: a)
Extensión de piernas; b) Flexión de piernas; c) Press de piernas; d) Press de pecho;
e) Flexión de codo; f) Andar en tapiz rodante; g) Pedalear en bicicleta; etc.
F) Intensidad del ejercicio
Los mayores beneficios de la RFS asociada al entrenamiento de fuerza se
obtienen utilizando cargas entre el 20 y el 30% de una repetición máxima (1RM)
(Abe et al., 2005a; Abe et al., 2005b; Loenneke & Pujol, 2009; Madarame et al.,
2008; Manini & Clark, 2009; Yasuda et al., 2010b). Dicha intensidad de ejercicio
supone un estimulo metabólico similar al solicitado cuando se lleva a cabo un
entrenamiento tradicional de fuerza (75-80% de 1RM) (Scott et al., 2015).
G) Cadencia del ejercicio
Como norma general, la cadencia empleada durante la ejecución del ejercicio
de fuerza combinado con RFS es de 2 segundos para la acción concéntrica y 2
segundos para la acción excéntrica (2:2) (Manini & Clark, 2009).
La evidencia disponible muestra que los resultados que se obtienen mediante
este método de entrenamiento son comparables a las ganancias de fuerza e hipertrofia
observadas con métodos de entrenamiento convencionales, particularmente con el
entrenamiento de fuerza de alta intensidad (Abe et al., 2012; Ellefsen et al., 2015;
Karabulut et al., 2010; Laurentino et al., 2012; Scott et al., 2015; Takarada et al.,
2000b). Con respecto al ejercicio cardiovascular, la literatura científica todavía no ha
conseguido dilucidar con evidencia suficiente las ventajas de entrenar de esta forma
62
frente a la tradicional. No obstante, investigaciones recientes muestran mejoras tanto a
nivel cardiovascular como de masa muscular y fuerza tras aplicar un entrenamiento
aeróbico combinado con RFS (Abe et al., 2010a; Abe et al., 2006b; Abe et al., 2010b;
Kim et al., 2016; Sundberg, 1994; Taylor, Ingham, & Ferguson, 2016).
Tabla 1. Principales variables a controlar durante el ERFS.
Metodología del ERFS
Variable Aspectos más destacados
Presión de hinchado
No existe un valor universal de presión de hinchado del
manguito sino que éste debería ser individual para cada persona.
Un valor de restricción entre el 50-80% sobre la PRT individual
parece ser aquel con el que se obtienen los mayores beneficios.
Tipo de manguito y
dimensiones
Desde sus inicios, han sido empleadas diferentes herramientas
para generar la isquemia tisular (torniquete, manguito inflable,
banda elástica, etc.).
Uno de los factores más importantes a la hora de aplicar la RFS
es el ancho de la banda.
Ubicación del
manguito
El manguito siempre se colocará sobre la parte más proximal de
la zona que se desee ocluir.
Tiempo de oclusión El tiempo total de oclusión se encuentra alrededor de los 10-15
min.
Tipo de ejercicio Principalmente, ejercicios propios para el trabajo de las
extremidades.
Intensidad del
ejercicio
El ERFS se combina con ejercicios de baja intensidad (20-30%
de 1RM).
Cadencia del
ejercicio
La cadencia empleada durante un entrenamiento con RFS será
de 2:2.
ERFS: Entrenamiento con restricción del flujo sanguíneo; PRT: Presión de restricción total;
RFS: Restricción del flujo sanguíneo; min: Minutos; 1RM: 1 repetición máxima.
1.1.3. Parámetros del entrenamiento con restricción del flujo sanguíneo sobre el
trabajo de fuerza y el trabajo cardiovascular
Según muestra la literatura científica, el ERFS puede asociarse tanto a
entrenamientos orientados a la mejora de la fuerza como también para los que tienen por
objeto el entrenamiento cardiovascular, e incluso en condiciones pasivas (Loenneke et
al., 2012b; Mattocks et al., 2018). No obstante, debido a que la esencia de esta
63
metodología exige la superimposición de un torniquete durante el ejercicio, es necesario
conocer las características y los parámetros particulares para garantizar una metodología
de entrenamiento segura y eficaz (tabla 2).
A continuación se presentan las características más importantes del
entrenamiento de fuerza y aeróbico asociado a la RFS.
Características del entrenamiento de fuerza combinado con RFS
La mayor parte de los estudios sobre entrenamiento de fuerza combinado con
RFS emplean un protocolo común en torno a gran parte de sus variables. Dicho
protocolo consta de los siguientes parámetros (Abe et al., 2005b; Loenneke et al.,
2012b; Manini & Clark, 2009; Takarada et al., 2000b; Takarada, Sato, & Ishii, 2002;
Takarada, Tsuruta, & Ishii, 2004):
A) Frecuencia de entrenamiento: 2-3 sesiones por semana.
B) Tiempo total de la sesión: 10-15 minutos.
C) Entrenamiento: 1 serie de 30 repeticiones seguida de 3 series de 15
repeticiones, 4 series de 15 repeticiones o 3-5 series al fallo.
D) Carga de trabajo: Baja, encontrándose alrededor del 20-30% del valor de
1RM. Con esta carga el sujeto va a ser capaz de realizar alrededor de 60-100
repeticiones.
E) Velocidad de ejecución: 2 segundos para la fase concéntrica y 2 segundos
para la fase excéntrica (2:2).
F) Descanso entre series: Duración de 30 a 60 segundos.
G) Presión de hinchado del manguito: Se encuentra entre los 100 y 240 mmHg,
según el criterio de los investigadores y la estrategia utilizada para generar la
RFS (presión arbitraria, presión basada en la PAS, presión basada en el
perímetro del miembro a ocluir, etc.). En función del autor al que se haga
referencia, se mantendrá la presión del manguito durante los descansos o será
retirada inmediatamente tras finalizar cada serie.
64
Características del entrenamiento cardiovascular combinado con RFS
Aunque en menor proporción que el ejercicio contra resistencias, el ERFS
también ha sido asociado a ejercicios de índole cardiovascular y en los últimos años se
está ampliando la investigación al respecto.
En ese contexto destacan algunos estudios que han aplicado el ERFS mientras se
andaba en cinta (Abe et al., 2006b; Abe et al., 2010b; Iida et al., 2011; Ozaki, Miyachi,
Nakajima, & Abe, 2011a; Ozaki et al., 2011b; Stauton, May, Brandner, & Warmington,
2015) y otros en combinación con ejercicio en bicicleta (Abe et al., 2010a; Kim,
Loenneke, Thiebaud, Abe, & Bemben, 2015; Smiles et al., 2017; Sundberg, 1994) tanto
en población sana como en atletas. Los parámetros empleados por los autores de estos
estudios son los siguientes:
A) Frecuencia de entrenamiento: 3-5 sesiones por semana durante 3-10 semanas.
B) Tiempo total de la sesión e intensidad: 15-25 minutos a una intensidad
alrededor del 40-45% de la frecuencia cardiaca (FC) de reserva o del
consumo máximo de oxígeno (VO2max).
C) Entrenamiento: 15-20 minutos de forma continua o 3 x 5 minutos a ritmo
mantenido con descanso de 1 minuto pasivo.
D) Presión de hinchado del manguito: Varía entre los estudios, pero no suele ser
superior a los 220 mmHg. Además, en la mayoría de los casos se lleva a cabo
un incremento progresivo de la RFS desde la primera semana de
entrenamiento hasta la última (de 140/160 mmHg hasta 200/220 mmHg).
No obstante, a pesar de la existencia de algunos estudios que han evaluado los
efectos de aplicar isquemia tisular asociado al entrenamiento cardiovascular, todavía
son escasas las evidencias al respecto por lo que se precisa de un mayor número de
investigaciones.
65
Tabla 2. Principales parámetros del ERFS orientado a la fuerza y al ejercicio cardiovascular.
Parámetros del ERFS
Sobre el
trabajo de
fuerza
Frecuencia 2-3 sesiones / semana
Tiempo de la sesión 10-15 minutos totales
Entrenamiento 1 x 30rep. + 3 x 15rep. o 3 x fallo muscular
Carga de trabajo 20-30% 1RM
Cadencia 2:2
Descanso entre series 30-60 segundos
Presión de hinchado
del manguito
100-240 mmHg.
Parámetro con mayor controversia
Sobre el
trabajo
cardiovascular
Frecuencia 3-5 sesiones / semana durante 3-10
semanas
Tiempo de la sesión 15-20 minutos en total
Carga de trabajo 40-45% sobre la FC de reserva o VO2max
Presión de hinchado
del manguito
<220 mmHg
ERFS: Entrenamiento con restricción del flujo sanguíneo; Rep: Repeticiones; 1RM: 1 repetición
máxima; mmHg: Milímetros de mercurio; FC: Frecuencia cardiaca; VO2max: Consumo
máximo de oxígeno.
1.1.4. Ventajas del entrenamiento con restricción del flujo sanguíneo
A lo largo del tiempo, el ERFS se ha aplicado como una alternativa de
entrenamiento al ejercicio de alta intensidad. Consecuencia de ello, investigaciones
pasadas y recientes demuestran que el ERFS se puede aplicar a personas con un amplio
rango de edad, desde jóvenes a adultos y hasta ancianos (Abe et al., 2005b; Mattocks et
al., 2018). Además, este tipo de entrenamiento también ha sido implementado con
diferentes poblaciones con requerimientos especiales (Hughes, Paton, Rosenblatt,
Gissane, & Patterson, 2017).
En la tabla que se presenta a continuación (tabla 3) se detallan los distintos
grupos poblacionales que pueden verse beneficiados con el ERFS, según los estudios
existentes hasta el momento.
66
Tabla 3. Grupos poblaciones beneficiados por el ERFS.
Grupo poblacional Referencias
Individuos sanos (Brandner et al., 2015; Counts et al., 2016; Lowery et
al., 2014)
Atletas (Abe et al., 2005a; Takarada et al., 2002; Yamanaka,
Farley, & Caputo, 2012)
Población con lesiones músculo-
esqueléticas
(Bryk et al., 2016; Giles, Webster, McClelland, & Cook,
2017; Hylden, Burns, Stinner, & Owens, 2011; Kubota,
Sakuraba, Koh, Ogura, & Tamura, 2011; Lejkowski &
Pajaczkowski, 2011; Ohta et al., 2003; Segal, Davis, &
Mykesky, 2015a; Segal, Williams, Davis, Wallace, &
Mikesky, 2015b; Takarada, Takazawa, & Ishii, 2000c)
Población con disfunción cardíaca (Khan, Sane, Wannenburg, & Sonntag, 2002; Takano et
al., 2005a)
Población con hipertensión (Araújo et al., 2014; Neto et al., 2015; Pinto, Karabulut,
Poton, & Polito, 2018; Pinto & Polito, 2016)
Adultos mayores (Abe et al., 2010b; Clarkson, Conway, & Warmington,
2017; Fry et al., 2010; Karabulut et al., 2010; Libardi et
al., 2015; Ozaki et al., 2011b; Patterson & Ferguson,
2011; Vechin et al., 2015; Yokonawa, Hongo, Urayama,
Nishimura, & Kai, 2008)
Astronautas (Hackney, Everett, Scott, & Ploutz-Snyder, 2012; Iida et
al., 2007; Loenneke & Pujol, 2010)
Además, entre las ventajas que aporta el ERFS cabe destacar las siguientes: a)
Puede aplicarse en ausencia de ejercicio o asociado tanto a ejercicios de fuerza como a
ejercicios de índole cardiovascular; b) La duración de la sesión de entrenamiento no
precisa una gran duración. Una dosis media de 5 a 30 minutos, con una frecuencia de
entre 1 y 3 días a la semana resulta suficiente; c) Evita el gran estrés mecánico asociado
al entrenamiento tradicional de la fuerza; d) Evita altos volúmenes, requeridos cuando
se realiza un entrenamiento de fuerza de baja intensidad hasta el fallo muscular; e) Sólo
se han observado un pequeño número de efectos colaterales de carácter leve (Jessee et
al., 2018).
67
1.1.5. Mecanismos fisiológicos del entrenamiento con restricción del flujo
sanguíneo
En la actualidad, se encuentra ampliamente demostrado que la combinación de
RFS y ejercicios de fuerza de baja intensidad (20-30% 1RM) induce adaptaciones
fisiológicas y aporta beneficios tanto estructurales como funcionales muy similares a los
conseguidos mediante el entrenamiento tradicional de la fuerza (>75% 1RM) (Chulvi,
2011). No obstante, a pesar de dicha evidencia, los mecanismos subyacentes
responsables de tales efectos no están del todo definidos.
Pearson & Hussain (2015), en una revisión reciente, destacan que el estrés
metabólico y la tensión mecánica se presentan como los dos factores responsables del
efecto de hipertrofia muscular alcanzado a través del ERFS. Dichos autores afirman que
ambos factores se postulan como desencadenantes de otra serie de mecanismos
fisiológicos –principalmente procesos de señalización celular- que llevarían al
crecimiento muscular.
Además, las investigaciones desarrolladas hasta el momento apuntan también a
estos otros factores como mecanismos favorecedores del efecto de hipertrofia muscular:
a) Aumento del número de fibras rápidas reclutadas para generar un determinado nivel
de fuerza muscular (Loenneke, Wilson, & Wilson, 2010b; Moritani, Sherman, Shibata,
Matsumoto, & Shinohara, 1992; Wernbom et al., 2008); b) Incremento de la tasa de
síntesis proteica como resultado de la activación de moléculas y señalizaciones en el
interior de las células musculares (Drummond et al., 2008; Fry et al., 2010; Loenneke,
Fahs, Wilson, & Bemben, 2011; Loenneke & Pujol, 2009; Loenneke et al., 2010b); c)
Aumento significativo de los niveles de hormona del crecimiento (GH) (Madarame,
Sasaki, & Ishii, 2010b; Takarada et al., 2000a), factor de crecimiento derivado de la
insulina (IGF-1) (Abe et al., 2005b; Fujita et al., 2007) y noradrenalina (NA) como
resultado de la acumulación de productos metabólicos (Chulvi, 2011; Loenneke &
Pujol, 2009; Moritani et al., 1992; Takano et al., 2005b) y de la activación de factores
miógenos (Drummond et al., 2008; Fry et al., 2010; Fujita et al., 2007).
Los mecanismos fisiológicos descritos en el párrafo anterior derivan en un
conjunto de efectos agudos positivos subsiguientes al ERFS. A su vez, su repetición
sistemática se traduce en una adaptación crónica en los valores de fuerza e hipertrofia
muscular (Lowery et al., 2014).
68
En la tabla que se presenta a continuación se detallan los posibles mecanismos
fisiológicos subyacentes al ERFS y sus correspondientes efectos que darían explicación
a las respuestas y/o adaptaciones derivadas de este tipo de entrenamiento (tabla 4).
Tabla 4. Efectos fisiológicos del ERFS. Tabla extraía y ampliada de Loenneke & Pujol (2009).
Mecanismos fisiológicos
subyacentes
Efecto
(↑↓↔)
Referencias
Mecanismos que producen hipertrofia muscular
Lactato
↑
(Gentil, Oliveira, & Bottaro,
2006; Reeves et al., 2006; Takano
et al., 2005a; Takarada et al.,
2000a; Takarada et al., 2000b)
Hormona del crecimiento (GH)
↑
(Abe et al., 2006b; Fujita et al.,
2007; Madarame et al., 2008;
Manini et al., 2012; Pierce, Clark,
Ploutz-Snyder, & Kanaley, 2006;
Reeves et al., 2006; Takano et al.,
2005a; Takarada et al., 2000a;
Takarada et al., 2004)
Factor de crecimiento derivado de la
insulina (IGF-1)
↑ (Takano et al., 2005a)
Reclutamiento de fibras de umbral
más alto
↑
(Cook et al., 2013; Moritani,
Sherman, Shibata, Matsumoto, &
Shinohara, 1992; Suga et al.,
2009; Yasuda et al., 2009)
Especies reactivas del oxígeno y
nitrógeno así como sus variantes
(óxido nítrico y proteínas de choque
térmico, entre otras)
↑ (Kaijser et al., 1990; Kawada &
Ishii, 2005; Loenneke et al.,
2011a; Reeves et al., 2006)
Proliferación de células satélite ↑ (Nielsen et al., 2012; Wernbom et
al., 2013)
Proteína Ribosomal S6 quinasa 1
(S6K1)
↑ (Fry et al., 2010; Fujita et al.,
2007)
Ribosomal protein S6 phosphorylation
(rpS6)
↑ (Fry et al., 2010; Fujita et al.,
2007)
Mammalian target of rapamycin
complex 1 (mTORC1)
↑ (Fry et al., 2010; Fujita et al.,
2007)
MAPK-mediated anabolic signaling ↑ (Fry et al., 2010; Fujita et al.,
2007)
Norepirefrina (NE) ↑ (Takarada et al., 2000a)
69
Noradrenalina (NA) ↑ (Iida et al., 2007; Madarame et al.,
2008)
Muscle-specific ring finger 1
(MuRF1)
↑ (Drummond et al., 2008)
Myogenic differentiation 1 (MyoD) ↑ (Drummond et al., 2008)
Cyclin-dependent kinase inhibitor 1A
(p21)
↑ (Drummond et al., 2008)
Eukaryotic translation elongation
factor 2 (eEF2)
↑ (Fujita et al., 2007)
Miostatina (GDF-8) ↓ (Drummond et al., 2008;
Laurentino et al., 2012)
Interleucina 6 (IL-6) ↑ (Fry et al., 2010; Fujita et al.,
2007; Patterson, Leggate, Nimmo,
& Ferguson, 2013)
Angiogenesis ↑ (Gustafsson et al., 2005; Larkin et
al., 2012; Taylor et al., 2016)
Marcadores de daño muscular
Creatinquinasa ↔ (Takarada et al., 2000a)
Lipid peroxide ↔ (Takarada et al., 2000a)
Mioglobina ↔ (Abe et al., 2006b)
Valores de fuerza y actividad muscular
1 repetición máxima ↑ (Abe et al., 2006b; Madarame et
al., 2008; Moore et al., 2004)
Fuerza isométrica
↑
(Abe et al., 2006b; Moore et al.,
2004; Shinohara, Kouzaki,
Yoshihisa, & Fukanaga, 1998;
Takarada et al., 2002; Takarada et
al., 2004)
Fuerza isocinética
↑
(Burgomaster et al., 2003;
Sumide, Sakuraba, Sawaki,
Ohmura, & Tamura, 2009;
Takarada et al., 2002; Takarada et
al., 2000b; Takarada et al., 2004)
Torque isométrico ↑ (Madarame et al., 2008; Moore et
al., 2004; Shinohara et al., 1998)
Torque isocinético ↑ (Takano et al., 2005a; Takarada et
al., 2000b; Takarada et al., 2004)
Resistencia muscular ↑ (Kaijser et al., 1990; Sumide et
al., 2009; Takarada et al., 2002)
Potenciación post-activación ↔ (Moore et al., 2004; Picón et al.,
2015)
Actividad electromiográfica (EMG) ↑ (Moore et al., 2004; Takarada et
al., 2000a; Takarada et al., 2000b)
70
Área de la sección transversal (AST)
↑
(Abe et al., 2006b; Madarame et
al., 2008; Takarada et al., 2002;
Takarada et al., 2000b; Takarada
et al., 2004)
↑: Aumento/incremento; ↓ Descenso/reducción; ↔: Sin cambios.
Aunque se ha avanzado bastante en la investigación sobre los mecanismos
fisiológicos subyacentes asociados al ERFS, todavía se precisa de una mayor
investigación al respecto.
Conocidos los posibles mecanismos fisiológicos del ERFS, a continuación, se
expondrán los efectos agudos y adaptaciones de este tipo de entrenamiento.
1.1.6. Efectos agudos derivados del entrenamiento con restricción del flujo
sanguíneo
Los efectos agudos derivados del entrenamiento son aquellos cambios
transitorios que acontecen en nuestro organismo inmediatamente después de la
exposición corta a un protocolo de entrenamiento (da Nobrega, 2005).
Así, los estudios sobre esta metodología han demostrado que, tras la aplicación
de una sesión aguda de ERFS asociado a entrenamiento de fuerza, los cambios
producidos en el organismo del entrenando son los siguientes:
A) Dificultad en el intercambio venoso a nivel muscular lo que desencadena un
aumento de la acidosis metabólica, una aparición precoz de la fatiga
periférica y, consecuentemente, una reducción inmediata en los valores de
fuerza máxima (Cook et al., 2007 2007; Manini & Clark, 2009; Murthy,
Hargens, Lehman, & Rempel, 2001; Pope et al., 2013; Wernbom,
Augustsson, & Thomeé, 2006).
B) Aumento de la FC durante y post-entrenamiento (Figueroa & Vicil, 2011;
Hollander et al., 2010; Iida et al., 2007; Loenneke, Kearney, Thrower,
Collins, & Pujol, 2010a; Poton & Polito, 2014; Takano et al., 2005a; Vieira,
Chiappa, Umpierre, Stein, & Ribeiro, 2013).
71
C) Respuesta hipotensora post-ejercicio (Araújo et al., 2014; Figueroa & Vicil,
2011; Iida et al., 2007; Maior, Simao, Martins, Salles, & Willardson, 2015;
Moriggi et al., 2015; Neto et al., 2015; Takano et al., 2005a).
D) Incremento de la activación muscular durante ejercicios isotónicos,
isométricos e isocinéticos (Pierce et al., 2006; Takarada et al., 2000b;
Takarada et al., 2002; Cook et al., 2013) desencadenando un aumento en el
reclutamiento de unidades motores de contracción rápida (Moritani et al.,
1992; Yasuda et al., 2009).
E) Mayores niveles de estrés metabólico post-ejercicio como resultado del
ambiente de hipoxia en el músculo. Ello estimula las vías anabólicas
intracelulares y convierte la energía mecánica en señales químicas,
promoviendo así la síntesis de proteína frente a la degradación (de Freitas,
Neto, Zanchi, Lira, & Rossi, 2017), lo que llevaría a favorecer un efecto de
hinchazón muscular.
F) Hiperemia reactiva post-ejercicio que lleva a una mayor entrega de nutrientes
a los músculos activos (Gundermann et al., 2012).
G) En un trabajo se encontró un efecto de potenciación post-activación (PAP)
para los miembros superiores tras la aplicación de un ERFS (Moore et al.,
2004), mientras que otro estudio no observo dicho efecto sobre el salto
vertical (Picón et al., 2015).
H) Mejoras significativas en el rendimiento de ejercicios aeróbicos y anaeróbicos
tras una sesión de pre-acondicionamiento isquémico (Salvador et al., 2016).
A pesar de que la literatura científica ha tratado de dilucidar los diferentes
efectos agudos subsiguientes al ERFS, todavía existen muchos puntos a abordar.
Además, a la hora de evaluar tales respuestas, la mayoría de los estudios han empleado
protocolos similares (en cuanto a ejercicios y presiones de restricción). Por estos
motivos, el presente trabajo se centra fundamentalmente en descubrir tres tipos de
respuestas agudas que todavía no están claras. Para ello se utilizó un ejercicio poco
común y una presión de restricción diferente a la utilizada por la mayoría de los estudios
previos.
72
Cell Swelling como consecuencia de la aplicación del entrenamiento con restricción
del flujo sanguíneo
Uno de los efectos agudos más relevantes y novedosos desencadenado tras un
ERFS es el conocido como cell swelling o hinchazón muscular.
El entrenamiento con cargas combinado con RFS ha demostrado estimular una
inflamación muscular aguda (cell swelling o muscle swelling) similar al entrenamiento
convencional, hecho que desencadena un efecto subsiguiente y transitorio de hipertrofia
en el músculo (Fahs et al., 2015; Lowery et al., 2014; Yasuda, Fukumura, Iida, &
Nakajima, 2015).
Son varias las hipótesis que explican cómo el ERFS puede inducir cell swelling.
Loenneke, Fahs, Rossow, Abe, & Bemben (2012c) sugieren que el hinchazón celular
ocurre como consecuencia de la acumulación de sangre y metabolitos en el músculo,
hecho que estimula una elevada síntesis proteica y una disminución de la proteólisis
(Fahs et al., 2015; Fry et al., 2010). Al mismo tiempo, Yasuda, Loenneke, Thiebaud, &
Abe (2012) y Loenneke et al., (2012c) informaron que dicho hinchazón muscular
también podría deberse a un cambio de fluido desde el plasma a los músculos. Sin
embargo, estudios posteriores (Yasuda et al., 2015) observaron que el hinchazón
muscular se mantuvo 60 minutos post-ejercicio mientras que el volumen de plasma y la
concentración de lactato en sangre volvía a los valores basales 15 minutos post-
ejercicio, lo que hace plantearse la veracidad de la hipótesis anterior.
Otras investigaciones indican que la RFS se traduce en un aumento del dióxido
de carbono venoso como consecuencia de una ligera disminución en el pH intracelular
(Yasuda et al., 2010a), hecho que guarda una estrecha relación con el cambio en el
volumen celular (Hoffmann, Lambert, & Pedersen, 2009). Por su parte, Goto, Ishii,
Kizuka, & Takamatsu (2005) han demostrado que el entrenamiento con RFS aumenta el
estrés metabólico, propiciando un incremento en las hormonas del crecimiento,
epinefrina y norepinefrina, lo que se traduce en un hinchazón celular transitorio en el
músculo.
No obstante, a pesar de que no están totalmente definidos los mecanismos
desencadenantes del cell swelling, lo cierto es que éste fenómeno parece contribuir
73
significativamente a los beneficios anabólicos agudos del entrenamiento con RFS (Fahs
et al., 2015; Loenneke et al., 2012c).
1.1.7. Adaptaciones derivadas del entrenamiento con restricción del flujo
sanguíneo
Sale (1988), en su tradicional modelo de adaptación, reseña que los primeros
cambios que se producen tras la aplicación de un entrenamiento contra resistencias de
alta intensidad son de carácter neural y que a estos le suceden las adaptaciones
estructurales. Por contra, Abe et al. (2005b), describió que el entrenamiento con RFS
combinado con ejercicios de baja intensidad producía cambios estructurales en el
músculo tras sólo 5 días de entrenamiento. Dichos resultados sugieren que el ERFS
presenta un modelo de adaptación inverso al del ejercicio tradicional (Martín-Hernández
& Herrero, 2012), favoreciendo con ello, adaptaciones más rápidas.
La exposición prolongada al ERFS favorece adaptaciones positivas tanto
funcionales como estructurales. Dichas adaptaciones se presentan, de manera
secuencial, en la tabla 5.
Tabla 5. Adaptaciones desencadenadas por el ERFS.
Adaptación Referencias
Incremento del área de sección
transversal o del espesor del
músculo ocluido (hipertrofia
muscular)
(Abe et al., 2010a; Abe et al., 2006b; Abe et al.,
2005b; Ellefsen et al., 2015; Farup, de Paoli,
Bjerg, Riis, & Ringgard, 2015; Loenneke & Pujol,
2009; Lowery et al., 2014; Martín-Hernández,
Marín, & Herrero, 2011; Takarada et al., 2002;
Takarada et al., 2000b; Takarada et al., 2004;
Yasuda et al., 2010b)
Aumento de la fuerza muscular
isotónica
(Abe et al., 2005b; Burgomaster et al., 2003;
Sumide, Sakuraba, Sawaki, Ohmura, & Tamura,
2009; Takarada et al., 2002; Takarada et al.,
2000b; Takarada et al., 2004)
Aumento de la fuerza muscular
isométrica
(Abe et al., 2006b; Moore et al., 2004; Shinohara,
Kouzaki, Yoshihisa, & Fukanaga, 1998; Takarada
et al., 2002; Takarada et al., 2004)
74
Además, es importante destacar que algunos estudios han constatado que el
ejercicio con RFS también puede tener un efecto positivo sobre el miembro no ocluido
y la musculatura del tronco (Abe et al., 2005b; Yasuda, Ogasawara, Sakamaki, Bemben,
& Abe, 2011), lo que supondría admitir la posibilidad de obtener efectos sistémicos, lo
que aporta solidez a las hipótesis hormonales y de factores miógenos. No obstante, se
precisa un mayor número de investigaciones al respecto para corroborar esta hipótesis.
1.1.8. Seguridad en el entrenamiento con restricción del flujo sanguíneo
Pese a la eficacia que se le atribuye al ERFS (Loenneke et al., 2010a; Loenneke
& Pujol, 2009; Manini & Clark, 2009; Wernbom et al., 2008), su aplicación sigue
suscitando cierta preocupación, sobre todo en torno a ciertas variables que afectan de
manera directa a esta estrategia de entrenamiento, como son la presión de restricción y
el ancho del manguito empleado.
Loenneke et al., (2011b), en su revisión sobre los aspectos de seguridad en el
entrenamiento con RFS, investiga cuatro cuestiones que podrían comprometer la
seguridad al aplicar esta estrategia: a) Respuestas a nivel cardiovascular y de liberación
de coágulos; b) Estrés oxidativo subsiguiente al ERFS; c) Daño muscular; d) Velocidad
de la conducción nerviosa.
Los resultados de dicha revisión expresan: a) El ERFS no parece alterar la
concentración de marcadores de coagulación en mayor medida que el entrenamiento de
fuerza convencional (Clark et al., 2011; Fry et al., 2010); b) El ERFS no parece suponer
un riesgo de salud cardiovascular (Martín-Hernández et al., 2011); c) El ERFS no ha
demostrado producir niveles altos de daño muscular (Loenneke et al., 2011b; Wilson,
Lowery, Joy, Loenneke, & Naimo, 2013); d) La conducción nerviosa no se ve alterada
cuando se utiliza el entrenamiento con RFS por lo que esta estrategia no estaría
provocando daño nervioso alguno (Clark et al., 2011; Loenneke et al., 2011b).
Por su parte, Nakajima et al., (2006), tras administrar una encuesta a 105
profesionales que aplicaban el ERFS, donde se evaluaba el uso y la seguridad de dicha
metodología, concluyen: a) El ERFS se aplica a un amplio rango de población, desde
jóvenes con una edad inferior a 20 años hasta personas mayores (>80 años); b) El ERFS
se aplica a un gran espectro de población incluidas aquellas personas con diferentes
75
alteraciones y/o patologías (enfermedades cerebro-vasculares, enfermedades
ortopédicas, obesidad, enfermedades cardiacas, neuromusculares, respiratorias, diabetes
y hipertensión); c) El ERFS puede combinarse con diferentes tipos de ejercicios
(entrenamiento con cargas y entrenamiento cardiovascular en bicicleta o tapiz rodante);
d) En la mayoría de los casos, los sujetos entrenaban con RFS a razón de 1-3
veces/semana con una duración de entrenamiento de 5-30 minutos para cada día; e) El
80% de la población evaluada estaba satisfecha con los resultados del ERFS y sólo un
porcentaje muy pequeño encontró efectos secundarios; f) El efecto secundario más
común fue la hemorragia subcutánea, observada en un 13,1% de los casos,
principalmente en brazos y piernas. Sin embargo, dicha hemorragia tiene un efecto
pasajero y desaparece al poco tiempo; f) Un 1,29% de los casos presentó
entumecimiento del miembro ocluido probablemente debido a la compresión de los
nervios periféricos de las extremidades. No obstante, dicho entumecimiento también era
temporal y desaparecía de manera casi inmediata tras el deshinchado del manguito.
Tanta es la preocupación que suscita la seguridad en el ERFS que,
recientemente, se está evaluando la posible activación del reflejo presor y sus posibles
riesgos a nivel cardiovascular que este tipo de metodología podría suponer sobre el
entrenando. En este sentido, Spranger, Krishnan, Levy, O'Leary, & Smith (2015)
sostienen que es importante tener una mayor evidencia sobre parámetros como la
duración óptima y la presión de hinchado del manguito, aspectos que cobran una mayor
relevancia cuando la RFS se aplica a segmentos poblacionales con diferentes patologías
o en pre-adolescentes.
Por ende, se necesita profundizar en el análisis de estas y otras cuestiones que
garanticen la seguridad del ERFS en cualquier rango de población.
1.1.9. Contraindicaciones del entrenamiento con restricción del flujo sanguíneo
No se deberá aplicar un programa de ERFS cuando se presenten las siguientes
condiciones:
A) Personas con trombosis. La propia persona con trombosis ya está sufriendo
una isquemia en sus vasos (debido a la obstrucción provocada por un coágulo
76
de sangre) por lo que aplicar RFS puede complicar dicha situación, llegando a
desencadenar, incluso, una embolia.
B) Mujeres embarazadas. Cualquier acontecimiento que pueda agravar la
situación de la mujer embarazada debe ser evitado, por lo que no existe
necesidad alguna de aplicar un ERFS con ese grupo poblacional.
C) Varices exageradas. Las propias varices vienen desencadenadas por
alteraciones en el flujo sanguíneo, por lo que aplicar un ERFS podría agravar
esta situación llegando a provocar una trombosis.
D) Otros factores relacionados con la historia clínica del paciente.
77
1.2. EL ENTRENAMIENTO DE FUERZA CONVENCIONAL
Actualmente, un gran espectro de la población lleva a cabo un programa de
entrenamiento de fuerza, bien sea orientado a la resistencia muscular, fuerza máxima,
fuerza potencia, o hipertrofia, para mejorar su estado físico, de rendimiento y/o de
salud. Por esa razón, resulta fundamental conocer las respuestas agudas y adaptaciones
que los diferentes programas de entrenamiento de la fuerza desencadenan sobre los
diferentes músculos, estructuras y/o capacidades de nuestro organismo.
Comúnmente, cuando se habla de entrenamiento de fuerza convencional se está
haciendo referencia al entrenamiento de alta intensidad. Este tipo de ejercicio se realiza
con una carga próxima al 70-75% de 1RM promoviendo así distintos mecanismos
fisiológicos que desencadenarán diferentes respuestas neuromusculares positivas
(ACSM, 2009). A continuación, se presentan las respuestas agudas que el
entrenamiento de fuerza convencional desencadena sobre las variables dependientes de
nuestro estudio.
1.2.1. Respuestas agudas sobre el tendón
Existe un amplio consenso en relación a que el tendón humano se adapta a las
cargas mecánicas (Heinemeier & Kjaer, 2011; Onambele-Pearson & Pearson, 2012) y
que un programa de entrenamiento prolongado promueve cambios en el espesor de los
tendones (Ying et al., 2003). Sin embargo, también se han encontrado evidencias en la
literatura científica respecto a que el tendón adopta un comportamiento diferente según
el tipo de ejercicio (aeróbico o de fuerza) al que se le somete (Magnusson, Narici,
Maganaris, & Kjaer, 2008). En este sentido, varios estudios han demostrado que
diferentes protocolos de entrenamiento inducen distintos cambios en las propiedades del
tendón humano (Kubo et al., 2007a; Kubo et al., 2009). Además, existen indicios de que
la respuesta tendinosa al entrenamiento es diferente en función del género (Onambele-
Pearson & Pearson, 2012) así como de la edad (Grosset, Breen, Stewart, Burgess, &
Onambele, 2014) y de las características antropométricas de la población evaluada
(Wearing et al., 2014).
Existen dos comportamientos del tendón humano donde la literatura científica ha
puesto su foco de atención. Por un lado, la rigidez (stiffness), que parece guardar una
78
estrecha relación con la tensión mecánica aplicada durante el entrenamiento y, por otro
lado, el espesor (thickness), que parece modificarse como consecuencia de la aplicación
de un entrenamiento o de un programa.
En el presente apartado nos centraremos en los cambios a nivel morfológico que
el entrenamiento de fuerza promueve sobre los tendones pues varios estudios han
mostrado adaptaciones tendinosas positivas tanto en personas sanas como en sujetos con
alguna lesión en estas estructuras (Brumitt & Cuddeford, 2015).
Varios estudios han encontrado reducciones transitorias significativas en el
espesor del tendón de Aquiles tras una sesión de entrenamiento de fuerza (Grigg,
Wearing, & Smeathers, 2009; Iwanuma et al., 2011; Wearing, Grigg, & Hooper, 2011;
Wearing et al., 2014; Wearing, Smeathers, Urry, & Hooper, 2008). Esta reducción
aguda parece estar asociada a una deshidratación del tendón como consecuencia de la
aplicación de una carga mecánica, presentándose ello como una respuesta fisiológica
adecuada, puesto que lo contrario implicaría un riesgo de sobrecarga (Cook & Purdam,
2009; Lanir, 1987). Además, dicha reducción en el espesor del tendón también ha sido
atribuida al movimiento de fluidos asociados en la matriz del tendón (Wearing et al.,
2014). En este sentido, hallazgos encontrados en modelos animales han demostrado, de
una manera clara, que la disminución en el espesor del tendón de Aquiles post-
entrenamiento se debe a una reducción del líquido intra-tendinoso así como a un menor
número de glicosaminoglicanos en el medio intercelular (Han et al., 2000; Wellen,
Helmer, Grigg, & Sotak, 2005).
Dicha reducción post-ejercicio en el espesor del tendón (en torno al 14-18%
cuando se compara con los valores pre-ejercicio) es un efecto agudo inmediato y
transitorio. En este sentido, Wearing et al. (2014), encontraron que el tiempo promedio
para que el tendón de Aquiles recupere su valor de espesor inicial es de 6,5 ± 3,2 horas
y que por tanto, 24 horas post-ejercicio, el tendón se encuentra totalmente recuperado de
la carga impuesta tras la sesión de ejercicio físico. Parece ser que una hiperemia reactiva
pudiera desencadenar, de forma aislada o asociada a otros mecanismos fisiológicos, una
inhibición de fluido en el tendón, lo que favorecerá la recuperación de las dimensiones
iniciales pasado un tiempo. No obstante, son necesarias más investigaciones al respecto
para esclarecer el comportamiento del tendón así como los mecanismos fisiológicos que
desencadenan dichas respuestas tras la aplicación de un entrenamiento de fuerza
79
convencional puesto que el tendón de Aquiles juega un papel crítico en las funciones del
tren inferior y resulta crucial para llevar a cabo actividades de la vida diaria. Así pues,
conocer y entender ello puede tener implicaciones importantes para la calidad de vida
de la población general, el rendimiento de los atletas así como para la prevención y
rehabilitación de lesiones.
1.2.2. Respuestas agudas y adaptaciones del sistema cardiovascular
La literatura científica ha demostrado que el entrenamiento de fuerza mediante
cargas altas de trabajo promueve beneficios en ciertas variables cardiovasculares tanto
en individuos sanos como en hipertensos (Moraes-Miguel et al., 2012; Williams et al.,
2007).
Fisher (2001) y Cardoso et al., (2010), entre otros autores, describieron
diferentes respuestas agudas en las variables cardiovasculares tras una única sesión de
ejercicio contra resistencias. Estas respuestas son las siguientes:
A) Aumento de la PAS durante el ejercicio. En esta línea, en un estudio reciente,
Gjovaag, Hjelmeland, Oygard, Vikne, & Mirtaheri (2016) encontraron que la
PAS, durante el ejercicio, aumentó en mayor medida para aquel grupo cuyo
volumen de entrenamiento había sido mayor.
B) Aumento de la FC durante el ejercicio (Gallo et al., 1989; MacDougall et al.,
1992; Wiecek et al., 1990).
C) Aumento del doble producto (DP) durante el ejercicio (Gallo et al., 1989;
MacDougall et al., 1992; Wiecek et al., 1990).
D) Disminución de la presión arterial (PA) posterior al ejercicio, lo que se
conoce como “respuesta hipotensora” (Cardoso et al., 2010; Gerage et al.,
2015; McCartney, 1999; Moriggi et al., 2015; Pescatello et al., 2004).
Por su parte, los efectos crónicos del entrenamiento contra resistencias sobre las
variables cardiovasculares no son del todo claros y todavía existe muy poca evidencia al
respecto.
Algunos estudios han observado una respuesta hipotensora en los sujetos
evaluados como adaptación al entrenamiento con cargas (Cornelissen & Fagard, 2005;
80
Costa, Gerage, Gonçalves, Pina, & Polito, 2010; Kelley & Kelley, 2000; Moraes et al.,
2012a; Mota et al., 2013). Por otro lado, Gerage et al., (2015) observaron que tras 12
semanas de entrenamiento contra resistencias, no se dio una disminución de la PA, a
pesar de haber encontrado un efecto agudo positivo tras una única sesión de
entrenamiento.
Por su parte, los resultados de un estudio reciente con pacientes mayores
hipertensos indican que las respuestas agudas en la PA después de una sola sesión de
entrenamiento con altas cargas se asocian con cambios crónicos en ésta variable después
de un programa de entrenamiento (Moreira, Cucato, Terra, & Ritti-Dias, 2016). Sin
embargo, se requieren nuevos estudios con el objetivo de esclarecer la posible
correlación entre efectos agudos y crónicos en las variables cardiovasculares.
A todo lo anterior es importante añadir que las características individuales de
cada persona también juegan un rol importante en las respuestas cardiovasculares post-
ejercicio (Atkinson, Cable, & George, 2005). Del mismo modo, la manipulación
correcta de las variables del entrenamiento (volumen, frecuencia, tipo de ejercicio,
duración de los descansos, cadencia del ejercicio, etc.) cobra una especial importancia
para conseguir las mayores adaptaciones cardiovasculares posibles (Kraemer, Noble,
Clark, & Culver, 1987; ACSM, 2009). Por esta razón, y porque alude a aspectos de
seguridad, resulta de capital importancia conocer las distintas respuestas
cardiovasculares promovidas por diferentes tipos de entrenamiento de fuerza como es el
caso del ERFS.
1.2.3. Respuestas musculares agudas
Las respuestas musculares al ejercicio se pueden valorar a nivel morfológico y/o
a nivel funcional.
Respuestas musculares morfológicas
Varios estudios han encontrado un aumento en el espesor de diferentes músculos
tras una sesión aguda (Csapo, Alegre, & Baron, 2011; Kubo, Kanehisa, Kawakami, &
Fukunaga, 2001b; Martín-Hernandez et al., 2013a) así como tras un periodo crónico de
81
entrenamiento contra resistencias (Hubal et al., 2005; Scanlon et al., 2014; Schoenfeld,
Peterson, Ogborn, Contreras, & Sonmez, 2015). Dicho aumento en el espesor del
músculo puede venir dado por un incremento de la perfusión vascular debido,
principalmente, a una mayor necesidad de suministro de oxígeno y energía a los
músculos así como por un incremento de las reacciones inflamatorias (Brancaccio,
Limongelli, d’Aponte, Narici, & Maffulli, 2008; Brentano & Martins, 2011; Morton,
Kayani, McArdle, & Drust, 2009). De hecho, se ha podido comprobar que algunos
marcadores de inflamación aguda, como es el caso de los leucocitos y la IL-6, se elevan
inmediatamente post-ejercicio (Chatzinikolaou et al., 2010) provocando un efecto de
cell swelling en el músculo, que se corresponde con un aumento de la circunferencia de
la región entrenada.
Además, es interesante apuntar que el tiempo necesario para obtener un aumento
crónico en el espesor muscular es diferente para los músculos de los miembros
superiores e inferiores (Abe, DeHoyos, Pollock, & Garzarella, 2000). En este sentido, se
ha observado una respuesta hipertrófica mayor en las extremidades superiores respecto
a las extremidades inferiores dada una misma intensidad de trabajo (Cureton, Collins,
Hill, & McElhannon, 1988; Willmore, 1974).
Respuestas musculo-funcionales
Es bien sabido que el entrenamiento de fuerza de alta intensidad promueve
aumentos significativos en la fuerza dinámica máxima (medidos a través del test de
1RM) (Peterson, Rhea, & Alvar, 2004; Peterson, Rhea, & Alvar, 2005; Rhea, Alvar,
Burkett, & Ball, 2003) lo que se atribuye a una gama de adaptaciones neurales y
morfológicas (Folland & Williams, 2007). No obstante, es necesario destacar que la
manipulación de las diferentes variables que afectan al programa de entrenamiento
(intensidad, volumen, tiempo de recuperación entre ejercicios, etc.) influyen sobre el
posterior efecto de fuerza alcanzado (González, 2016). Por otro lado, son varios los
estudios que indican una estrecha relación entre la fuerza y el espesor del músculo (Abe
et al., 2000; Farthing & Chilibeck, 2003; Maughan, Watson, & Weir, 1983) entendiendo
que la hipertrofia inducida por el entrenamiento es esencial para alcanzar una óptima
adaptación en los niveles de fuerza (Schoenfeld et al., 2015).
82
Estudios previos han demostrado la necesidad de aplicar cargas superiores al 75-
80% de 1RM para favorecer aumentos importantes en la fuerza muscular (ACSM, 2009;
McDonagh & Davies, 1984). Dichas cargas permitirían reclutar una gran cantidad de
unidades motoras de umbral más alto y ello llevaría a desencadenar mayores
incrementos en los niveles de fuerza dinámica máxima tras un periodo de entrenamiento
(Kraemer & Ratamess, 2004). Por el contrario, otros autores defienden que el trabajo
con cargas bajas (≈30% 1RM) realizado hasta el fallo muscular puede constituir una
estrategia efectiva para el incremento de la fuerza muscular comparable con el
entrenamiento de fuerza de alta intensidad (Burd, Mitchell, Churchward-Venne, &
Phillips, 2012), aunque esta afirmación no se encuentra del todo consolidada.
Cuando se hace referencia a las ganancias tempranas en la fuerza, es decir, a las
respuestas agudas subsiguientes al entrenamiento, los efectos neurales parecen cobrar
un gran protagonismo. En este sentido, incrementos en la actividad electromiográfica,
efectos de potenciación post-activación, aumentos en la sincronización de los impulsos
de las unidades motoras y alteraciones en la co-contracción de los músculos agonistas,
antagonistas y sinergistas han sido descritos como los principales mecanismos
responsables en el aumento temprano de fuerza máxima (Behm, 1995). Añadido a lo
anterior, también ha sido sugerido que tales aumentos podrían ser el resultado de la
familiarización o el aprendizaje (learning effect) con los tests realizados, esto es, con la
repetición de las pruebas o tests, los entrenandos aprenden a aplicar la fuerza de manera
más efectiva y a realizar un verdadero esfuerzo de carácter máximo, lo que les llevaría a
obtener unos incrementos agudos en la fuerza muscular (Wilmore, Costill, & Kenney,
2008).
Por otro lado, también es importante conocer las respuestas de activación
muscular alcanzadas durante la realización de un ejercicio concreto. En este sentido, la
electromiografía de superficie nos permite descubrir el comportamiento de los músculos
cuando éstos son sometidos a diferentes ejercicios, cargas, ángulos de ejecución y
velocidades (da Silva & Gonçalves, 2003).
La literatura científica ha dejado patente que un entrenamiento con altas cargas
induce un incremento en la amplitud de la señal electromiográfica de los músculos
implicados en una determinada acción (da Silva, Brentano, Cadore, de Almeida, &
Kruel, 2008; Ebben et al., 2009; Rabita, Pérot, & Lensel-Corbeil, 2000; Signorile et al.,
83
1994), resultando en un mayor reclutamiento de unidades motoras de umbral más alto
así como en un aumento en la frecuencia de disparo de las mismas (Potvin, 1997).
Además, es importante destacar que parece existir una estrecha relación entre la
activación muscular y las mejoras en los niveles de fuerza máxima así como sobre el
efecto de hipertrofia muscular (Schoenfeld, 2010; Silveira et al., 2013).
Por otro lado, cuando se ha evaluado la activación muscular comparando
ejercicios para miembros inferiores con altas y bajas cargas (70-80% 1RM vs. 30-50%
1RM), los estudios han encontrado que la baja carga no fue suficiente para inducir una
activación muscular máxima comparada con el ejercicio de alta intensidad (Akima &
Saito, 2013; Jenkins et al., 2015; Schoenfeld, Contreras, Willardson, Fontana, &
Tiryaki-Sonmez, 2014). Sin embargo, cuando los ejercicios se han realizado hasta el
fallo muscular, cualquier tipo de carga (baja, moderada o alta) ha demostrado ser
suficiente para provocar una sobrecarga muscular y, consecuentemente, un aumento en
los niveles de activación muscular (Cook et al., 2013).
A pesar de existir varios estudios que comparan los niveles de activación
muscular en miembros inferiores utilizando diferentes cargas de entrenamiento con y
sin RFS (Akima & Saito, 2013; Cook et al., 2013; Jenkins et al., 2015; Schoenfeld,
Contreras, Willardson, Fontana, & Tiryaki-Sonmez, 2014; Wernbom et al., 2009),
ninguno de ellos lo hizo empleando el ejercicio de flexión plantar. Además, la mayoría
de los estudios utilizan presiones de restricción entre el 50 y 80% de la PRT, por lo que
se precisan nuevas investigaciones donde se utilice una presión de restricción menor.
Para concluir el marco teórico es necesario puntualizar que, actualmente, al
realizar un análisis del estado del arte de la temática de la presente tesis doctoral se
puede observar una brecha de conocimiento importante. A pesar de que su investigación
está aumentando en los últimos años, son pocos los estudios que han evaluado y
comparado las respuestas agudas desencadenadas por un entrenamiento de fuerza con y
sin restricción del flujo sanguíneo. Además, aún son más escasos aquellos que han
aplicado un entrenamiento de flexión plantar para conocer dichas respuestas. Esto
justifica la necesidad de la presente investigación a través de la cual se pretende hacer
frente a esta ausencia de investigaciones, aportando novedosos resultados cuando se
aplica un entrenamiento de fuerza utilizando un ejercicio sencillo y que está presente en
nuestra rutina habitual.
84
2. OBJETIVOS E HIPÓTESIS
2.1. OBJETIVO PRINCIPAL
Evaluar y comparar los efectos agudos del entrenamiento de fuerza con y sin
restricción de flujo sanguíneo sobre variables tendinosas, cardiovasculares y
musculares.
2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Los objetivos específicos del presente estudio fueron:
1. Evaluar y comparar las respuestas en el espesor del tendón de Aquiles tras la
aplicación de un entrenamiento de fuerza con y sin restricción del flujo
sanguíneo.
2. Evaluar y comparar las respuestas cardiovasculares y hemodinámicas durante y
tras la aplicación de un entrenamiento de fuerza con y sin restricción del flujo
sanguíneo.
3. Evaluar y comparar las respuestas musculares morfológicas (espesor muscular
del gastrocnemio medial y tibial anterior, así como el perímetro máximo de la
pierna) tras la aplicación de un entrenamiento de fuerza con y sin restricción del
flujo sanguíneo.
4. Evaluar y comparar las respuestas musculares funcionales durante (valor de
fuerza dinámica máxima) y al finalizar (actividad electromiográfica del
gastrocnemio medial y tibial anterior) un entrenamiento de fuerza con y sin
restricción del flujo sanguíneo.
2.3. HIPÓTESIS
En relación a los objetivos planteados con anterioridad, las hipótesis de
investigación del presente trabajo son las siguientes:
1. El espesor del tendón de Aquiles no se verá afectado de manera negativa
(incrementando su volumen) tras una sesión de entrenamiento de fuerza con
restricción del flujo sanguíneo. Además, dicho espesor no presentará diferencias
85
significativas respecto a las respuestas desencadenadas por un entrenamiento de
fuerza de alta intensidad.
2. La aplicación de una sesión de fuerza con restricción del flujo sanguíneo
provocará unos cambios hemodinámicos similares a los obtenidos por un
entrenamiento de fuerza tradicional (>75% 1RM). Además, ambos tipos de
entrenamiento generarán una respuesta hipotensora post-ejercicio.
3. Una sesión de entrenamiento de fuerza de baja intensidad asociada a la
restricción del flujo sanguíneo será capaz de promover los mismos cambios en el
espesor muscular que una sesión de entrenamiento de fuerza tradicional.
4. Los tres protocolos de entrenamiento serán capaces de promover los mismos
cambios agudos en los niveles de 1RM a pesar de la diferencia de estrés
mecánico originado entre los entrenamientos de alta y baja carga.
5. La restricción del flujo sanguíneo provocará una actividad muscular eléctrica
diferente a la alcanzada con un entrenamiento tradicional de la fuerza debido a la
restricción parcial del flujo sanguíneo generada sobre la región del tríceps sural.
86
3. MATERIAL Y MÉTODOS
La siguiente investigación se presenta como un estudio experimental
randomizado, a través del cual se pretenden conocer los efectos agudos del ERFS sobre
el tendón de Aquiles, las respuestas cardiovasculares y las respuestas musculares.
3.1. MUESTRA
3.1.1. Reclutamiento
Tras obtener la aprobación por parte del Comité Ético de la Universidad de
Alicante (UA-2016-09-18), el estudio fue publicitado a través de carteles y mensajes de
difusión en redes sociales con el fin de reclutar personas voluntarias dispuestas a
participar en la presente investigación.
3.1.2. Criterios de inclusión
A) Hombres y mujeres jóvenes sanos con una edad comprendida entre 18-40
años.
B) Población físicamente activa con un mínimo de experiencia de un año en el
entrenamiento de fuerza.
3.1.3. Criterios de exclusión
A) No cumplir algunos de los criterios de inclusión.
B) Poseer las contraindicaciones propias del ERFS:
- Prótesis en la zona que se desee ocluir
- Afecciones cardiovasculares
- Embarazo
- Trombosis
- Varices exageradas en la zona a ocluir
- Hipertensión no controlada
C) Presentar lesiones músculo-esqueléticas, enfermedades del sistema
cardiovascular o la imposibilidad de mantener el protocolo experimental.
87
3.1.4. Participantes
Tomando como punto de inicio los criterios de inclusión y exclusión
anteriormente expuestos, el presente estudio lo completaron 53 participantes. Éstos
fueron distribuidos de manera aleatoria en tres grupos: 1) Entrenamiento de fuerza de
alta intensidad (75%1RM) con n=15 (AI); b) Entrenamiento de fuerza de baja
intensidad (30%1RM) con n=14 (BI); c) Entrenamiento de fuerza de baja intensidad
combinado con RFS al 30% sobre la PRT para cada sujeto, con n=24 (BI-RFS). En
todos los grupos, la muestra estaba compuesta tanto por hombres como por mujeres,
todos ellos con un año mínimo de experiencia en el entrenamiento de la fuerza (AI = 10
hombres y 5 mujeres; BI = 8 hombres y 6 mujeres; BI-RFS = 16 hombres y 8 mujeres).
Las características físicas de los participantes se recogen en la tabla 6.
Tabla 6. Características de la muestra.
Variables Grupos
AI (n=15) BI (n=14) BI-RFS (n=24)
Edad (años) 26,9 ± 8,5 27,8 ± 8,7 24,4 ± 3,9
Altura (cm) 180,0 ± 11,0 175,0 ± 11,0 178,0 ± 11,0
Peso (kg) 73,4 ± 12,0 70,5 ± 16,2 72,7 ± 13,0
IMC (kg·m-2
) 23,9 ± 3,0 23,8 ± 3,7 22,8 ± 2,7
Experiencia de
entrenamiento (años) 6,9 ± 3,3 5,8 ± 1,8 6,8 ± 3,4
Valor de PRT - - 158,8 ± 66,0
Valor de RFS utilizado - - 47,6 ± 19,8
Los valores están expresados como la media ± desviación estándar (SD). IMC: Índice de masa
corporal. PRT: Presión de restricción total. RFS: Restricción de flujo sanguíneo. AI: Grupo de
alta intensidad; BI: Grupo de baja intensidad; BI-RFS: Grupo de baja intensidad con restricción
del flujo sanguíneo.
Todos los sujetos fueron informados con detalle del objeto del estudio,
naturaleza, detalles prácticos y posibles riesgos asociados a nuestro trabajo, así como de
la posibilidad de renunciar a participar en el mismo en cualquier momento. Los
participantes fueron invitados a realizar cualquier pregunta al respecto del protocolo del
que iban a formar parte con el objetivo de evitar posibles dudas durante la aplicación del
88
entrenamiento. Además, para participar en la investigación, los sujetos dieron su
consentimiento por escrito mediante la firma del consentimiento informado (Anexo 1).
Este proyecto de investigación fue aprobado por el Comité Ético en
investigación humana de la Universidad de Alicante (UA-2016-09-18), al amparo de las
directrices éticas dictadas en la declaración de Helsinki de la Asociación Médica
Mundial para investigación con seres humanos (Anexo 2).
3.2. MATERIAL
El material utilizado para llevar a cabo el presente estudio fue el siguiente:
A) Tensiómetro: Utilizado para el registro de la presión arterial y las pulsaciones. El
modelo de tensiómetro que se utilizó (imagen 6) se caracterizaba por combinar
dos técnicas de medición profesional: a) Método Korotkoff (medición
auscultatoria); b) Método oscilométrico, lo que le convierte en una herramienta
muy fiable incluso en el caso de diferentes tipos de arritmias cardiacas e
hipertensión.
Marca: Tensoval Duo Control Hartmann
Modelo: 162204
Fabricante: OMROM
Imagen 6. Tensiómetro “Tensoval duo control. Hartmann”.
89
B) Pulsioxímetro: Utilizado para registrar la saturación de oxígeno en sangre, de
manera indirecta, de los participantes del estudio (imagen 7). La precisión de
dicho aparato es del 70-100%, o lo que es lo mismo: ±2%.
Marca: Contec
Modelo: CMS50D
Imagen 7. Pulsioxímetro “Contec”.
C) Impedancia bioelectrica tetrapolar: Utilizada para el registro de la composición
corporal de los participantes (imagen 8). Entre las características más
significativas de este dispositivo destacan: a) Permite el cálculo de la
composición corporal de manera regional; b) Emplea un sistema de pesaje de
célula de carga de un solo punto de la plataforma de la báscula lo que garantiza
una absoluta precisión (0,1kg) y longevidad; c) Imprime un completo análisis de
la composición corporal en menos de 30 segundos; d) Tiene una capacidad
máxima de 200kg.
Marca: Body Composition Analyzer
Modelo: BC-418 MA
Imagen 8. Máquina de impedancia bioelectrica tetrapolar.
90
D) Cinta métrica antropométrica: Utilizada para registrar el perímetro máximo de la
pierna. Ésta también se ha empleado para medir las distancias sobre las cuales se
realizaba el análisis del espesor de los músculos y el tendón de Aquiles.
Dicha cinta está fabricada de metal de acero flexible con una extensión de 2
metros, una anchura inferior a 7 milímetros y una precisión de 1 mm (imagen 9).
Marca: Lufkin
Modelo: W606PM
Imagen 9. Cinta métrica antropométrica.
E) Ecógrafo: El ecógrafo se empleo haciendo uso de dos de sus funciones
principales. Por un lado, en su función músculo-esquelética se llevó a cabo el
registro del espesor pre y post intervención de los músculos gastrocnemio
medial y tibial anterior. Por otro lado, en su función doppler, el ecógrafo fue
empleado para registrar el flujo de la arteria tibial posterior en el momento de
valorar la PTR para esta región. Las principales características de este
dispositivo son: a) Monitor LCD de 17 pulgadas con inclinación de 30º; b)
Análisis ininterrumpido de 1,5 horas con batería recargable; c) Doble puerto
para conectar transductores (imagen 10).
El transductor empleado en nuestro estudio fue lineal, con una frecuencia central
de 10 MHz.
Marca: Mindray
Modelo: Z6
91
Imagen 10. Ecógrafo.
F) Electromiógrafo inalámbrico: Utilizado para registrar la actividad eléctrica de
los músculos implicados en la acción de flexión plantar. Dicho dispositivo
cuenta con 6 canales electromiográficos y una transmisión de datos Wireless
(imagen 11). La velocidad de muestreo se fijó en 1000Hz por canal. La señal
EMG fue filtrada (bajo paso = 500Hz, alto paso = 10Hz) y amplificada. El filtro
del sistema se utilizó para eliminar los posibles ruidos de interferencia y, a
posteriori, se calculó el Root Mean Squared (RMS). Todos los datos se
almacenaron y procesaron en el software BTS EMG- Analyzer, 1.6.13.0.
Marca: BTS freemg
Modelo: 100 RT
Imagen 11. Electromiógrafo inalámbrico.
G) Compresímetro de alta precisión: Utilizado para generar la restricción vascular
propia del ERFS (imagen 12). El torniquete neumático Riester dispone de un
92
manómetro para medir la presión de restricción ejercida (con una escala de
aluminio de fácil lectura) así como 2 tamaños distintos de brazaletes.
Las dimensiones del manguito empleado en nuestra investigación son 57 cm de
largo y 9cm de ancho.
Marca: Riester Komprimeter
Imagen 12. Compresímetro neumático.
H) Prensa de piernas: En ella se llevó a cabo el ejercicio de flexión plantar
monopodal con la pierna dominante (imagen 13).
La prensa TYH Fitness (España) permite la regulación del respaldo y de
longitud de piernas. Además, sus pesas están calibradas para asegurar la
exactitud de la carga indicada y cuenta con una amplia superficie de apoyo.
Marca: TYH Fitness
Imagen 13. Prensa de piernas.
93
3.3. DISEÑO EXPERIMENTAL
La presente investigación se llevó a cabo en el laboratorio de fisioterapia de la
Facultad de Fisioterapia y Ciencias de la Actividad Física y del Deporte de la
Universidad de Valencia.
Durante todas las sesiones, el investigador principal estuvo presente para
garantizar la estandarización de los procedimientos.
Previo a la aplicación del propio protocolo se completaron los siguientes pasos:
1. Solicitud de aprobación del estudio por parte del Comité Ético de la Universidad
de Alicante.
2. Fase de reclutamiento: Publicitación del estudio de investigación en las
Universidades de Fisioterapia y Educación Física de la Universidad de Valencia
y Alicante.
3. Selección de la muestra en base a los criterios de inclusión y exclusión.
4. Presentación y explicación de los motivos y procedimientos de la investigación.
Administración del consentimiento informado a los participantes.
5. Periodo de familiarización por parte de los investigadores participantes de la
investigación.
6. Estudio piloto sobre 3 sujetos que no fueron incluidos en el trabajo final.
7. Randomización de los participantes para asignarnos a uno de los tres grupos
experimentales de nuestra investigación.
Primera visita experimental: Registro inicial de las variables:
A. Presión arterial, pulsaciones y pulsioximetría. El registro de dichas variables se
llevó a cabo tras 5 minutos en reposo donde el sujeto se encontraba sentado
cómodamente en una silla con la espalda apoyada sobre el respaldo y las piernas
descruzadas. Para llevar a cabo la medición, se le pidió al sujeto que colocase el
brazo izquierdo en decúbito supino sobre una camilla, tal y como se puede
observar en las imágenes 14 y 15. La presión arterial fue medida por duplicado,
realizándose una tercera medida en caso de obtener una diferencia mayor de
5mmHg entre los dos primeros registros. La presión arterial queda descrita como
94
la media de los dos valores obtenidos. En caso de llevar a cabo una tercera
medida, se usó la media de los dos valores más cercanos.
Imagen 14. Medición de la presión arterial y pulsaciones.
Imagen 15. Medición de la saturación de oxígeno en sangre.
B. Composición corporal. El sujeto subía a la báscula de biompedancia descalzo y
se mantenía parado, con el tronco erguido, hasta que los valores eran registrados.
La máquina se limpiaba tras la medición de cada sujeto.
C. El perímetro máximo de la pierna fue tomado siguiendo las directrices que
marca la International Society for the Advancement of kinanthropometry (ISAK).
Esta medición fue realizada por un profesional con certificación ISAK Nivel 1
(imagen 16).
95
Imagen 16 Medición del perímetro máximo de la pierna.
D. Espesor del gastrocnemio medial (GM), del tibial anterior (TA) y del tendón de
Aquiles. Dichas mediciones fueron realizadas por un fisioterapeuta
especializado en ecografía musculo-esquelética con más de 10 años de
experiencia.
Las imágenes ecográficas constituyen uno de los métodos más utilizados para
evaluar la arquitectura in vivo de los músculos y tendones (Alegre, 2004),
habiendo sido constatada una aceptable validez y reproducibilidad al respecto
(Bleakney & Maffulli, 2002; Pretorius & Keating, 2008). Todos los exámenes
llevados a cabo para esta investigación siguieron los protocolos estándares de
medición que marca la literatura científica. Las imágenes ecográficas fueron
realizadas utilizando un transductor de matriz lineal con una frecuencia de
10MHz y todos los parámetros fueron medidos utilizando el cursor automático y
táctil de la pantalla del ecógrafo.
Para la medición del espesor del GM, el sujeto se tumbó en posición decúbito
prono sobre la camilla, con ambas piernas en extensión de rodilla, de manera
que su articulación tibioastragalina quedara apoyada sobre una cuña de forma
cilíndrica. El espesor de este músculo se midió como la distancia entre las dos
aponeurosis (la superior y la más profunda) colocando la sonda perpendicular en
96
dicho punto (Kaya et al., 2013; Kuyumcu et al., 2016) (imagen 17). Una vez
localizado tal punto, se realizaba una captura de la imagen para poder realizar
las mediciones pertinentes utilizando el software del propio ecógrafo (imagen
18).
Imagen 17. Medición del espesor del gastrocnemio medial.
Imagen 18. Pantalla del ecógrafo registrando el espesor del gastrocnemio medial.
Para la medición del espesor del TA, el sujeto se sentó en la camilla con ambas
piernas extendidas de forma que el hueco poplíteo quedase sobre una cuña
cilíndrica donde las piernas descansaban cómodamente. Con el sujeto en esta
posición, la sonda fue colocada justo debajo de la tuberosidad tibial, paralela al
97
borde palpable de la tibia (Hodges, Pengel, Herbert, & Gandevia, 2003; Ruiz-
Muñoz & Cuesta-Vargas, 2014; Ruiz-Muñoz, González-Sánchez, & Cuesta-
Vargas, 2015) (imagen 19). Colocada la sonda y localizado el músculo, se
realizaba una captura de la imagen para poder realizar las mediciones pertinentes
utilizando el software del propio ecógrafo (imagen 20).
Imagen 19. Medición del espesor del tibial anterior.
Imagen 20. Pantalla del ecógrafo registrando el espesor del tibial anterior.
98
Para la medición del espesor del tendón de Aquiles, el sujeto se tumbó en
posición decúbito prono sobre la camilla con ambas piernas en extensión
completa de rodilla y el tobillo con flexión de 90º quedando fuera de la camilla
(Grigg et al., 2009; Kuyumcu et al., 2016; Wearing et al., 2014). Para el registro
del espesor de dicha estructura, la sonda fue situada a 5 cm, aproximadamente,
de la base del calcáneo teniendo en cuenta que la parte más delgada y visible del
tendón se encuentra entre 2 – 6 cm del calcáneo (Cobos, Vega, Anguita, &
Martín, 2011; Grigg et al., 2009) (imagen 21). De igual modo que para los
músculos, una vez colocada la sonda en la ubicación establecida, se realizaba
una captura de la imagen para poder realizar las mediciones pertinentes
utilizando el software del propio ecógrafo (imagen 22).
Imagen 21. Medición del espesor del tendón de Aquiles.
Imagen 22. Pantalla del ecógrafo registrando el espesor del tendón de Aquiles.
99
E. Valor de oclusión máxima. El nivel de presión total de restricción fue
determinado aplicando el manguito de restricción y el ultrasonido en su función
Doppler vascular (8Mhz). El registro de esta variable se llevó a cabo con el
sujeto sentado en la camilla y con las piernas sobre la misma cuña empleada con
anterioridad. En esa situación se les instrumentó con el manguito, el cual fue
hinchado hasta ver desaparecer la señal de suministro de sangre de las ramas de
la arteria poplítea (imagen 23 y 24). Este valor de presión en mmHg fue
considerado el 100% de presión vascular y a partir de ahí se estimó la presión de
hinchado para el entrenamiento (Laurentino et al., 2008).
Imagen 23. Toma del valor de presión total de restricción.
Imagen 24. Pantalla del ecógrafo registrando el flujo de la arteria tibial posterior.
100
F. Fuerza máxima para la acción de flexión plantar unilateral en prensa. Tras un
calentamiento estandarizado de 5 minutos en bicicleta y 20 repeticiones de
flexión plantar unilateral con el propio peso corporal, el sujeto llevó a cabo el
protocolo de 1RM. Para ello, el sujeto fue instruido para realizar entre 1 y 10
repeticiones con el peso impuesto para después, determinar, de manera indirecta,
su fuerza máxima para la acción de flexión plantar (Imagen 25 y 26).
La fórmula empleada para la determinación del valor de 1RM fue la siguiente:
1RM = Carga (kg) x (1 + [0.033 x número de repeticiones]).
Dicha fórmula ya ha sido empleada en otras investigaciones (Martín-Hernández
et al., 2013b).
Imagen 25. Posición inicial para el test de fuerza máxima.
Imagen 26. Posición final para el test de fuerza máxima.
101
G. Electromiografía máxima del gastrocnemio medial y del tibial anterior
realizando la acción de flexión plantar en prensa.
Para la medición electromiográfica se dieron los siguientes pasos:
- Preparación de la piel: Para conseguir una correcta adhesión de los
electrodos, se procedió a eliminar el vello de la zona seleccionada y a
limpiar la piel con alcohol y una toalla textil.
- Selección y colocación de electrodos: Para el registro de la actividad
eléctrica de los músculos implicados en la acción de flexión plantar se
emplearon electrodos de superficie FOAM 37x41 (imagen 27).
Imagen 27. Electrodo empleado para el registro de la EMG.
La colocación de los electrodos se llevó a cabo siguiendo las
recomendaciones del SENIAM (Surface Electrmyography for the Non-
Invasive Assessment of Muscles). En las imágenes 28 y 29 se observa el
lugar de colocación de los electrodos para el gastrocnemio medial y el
tibial anterior.
Imagen 28 y 29. Colocación de los electrodos para el gastrocnemio medial y el tibial
anterior. Imagen extraída y modificada de “The ABC of EMG” (Konrad, 2006).
102
- Protocolo para el registro de la EMG máxima: Una vez colocados los
electrodos se procedió a realizar la prueba de validez de la señal EMG.
Verificadas todas las conexiones de señal, se dio comienzo al protocolo de
EMG máxima. Para ello, se pidió al sujeto realizar una flexión plantar
máxima durante 4-6 segundos (imagen 30).
Los valores de activación muscular presentados en los resultados se
muestran como porcentajes a partir de la máxima contracción voluntaria
obtenida en el test máximo de EMG.
Imagen 30. Registro de la EMG máxima para el gastrocnemio medial.
Segunda visita experimental: Aplicación del protocolo de entrenamiento y registro de
las variables durante y después de aplicar el entrenamiento.
Completada la primera visita, 48 horas después, los participantes debían acudir
al laboratorio para realizar el entrenamiento correspondiente para los músculos flexores
plantares.
El procedimiento de dicho entrenamiento fue el siguiente:
- Calentamiento en bicicleta durante 5 minutos.
- 1 serie de flexión plantar monopodal de 20 repeticiones con el propio peso
corporal.
- Instrumentación de EMG en Tibial Anterior.
- Instrumentación de EMG en Gastrocnemio Medial.
103
- Instrumentación de oclusímetro (sólo para el grupo que entrenó bajo esta
condición).
- Instrumentación de tensiómetro.
- Instrumentación de pulsioxímetro.
Una vez instrumentado el sujeto, se procedió a iniciar el entrenamiento correspondiente.
Grupo 1: Entrenamiento tradicional de fuerza aplicando el 75% de 1RM para la acción
de flexión plantar (AI) (figura 1).
Figura 1. Protocolo de entrenamiento para el grupo AI.
EMG: Electromiografía; 1RM: 1 repetición máxima; PAS: Presión Arterial Sistólica; PAD:
Presión Arterial Diastólica; FC: Frecuencia Cardíaca; SpO2: Saturación de Oxígeno en Sangre.
1º SERIE: 30 repeticiones de la acción de flexión plantar
(con 30% 1RM) con registro de EMG
Intervalo de descanso: 1 minuto
Registro de variables: PAS, PAD, FC y SpO2
2º SERIE: 8-10 repeticiones de la acción de flexión plantar
(con 75% 1RM) con registro de EMG
Intervalo de descanso: 1 minuto
Registro de variables: PAS, PAD, FC y SpO2
Intervalo de descanso: 1 minuto
Registro de variables: PAS, PAD, FC y SpO2
3º SERIE: 8-10 repeticiones de la acción de flexión plantar
(con 75% 1RM) con registro de EMG
4º SERIE: 8-10 repeticiones de la acción de flexión plantar
(con 75% 1RM) con registro de EMG
104
Grupo 2: Entrenamiento de fuerza de baja intensidad aplicando el 30% de 1RM para la
acción de flexión plantar (BI) (figura 2).
Figura 2. Protocolo de entrenamiento para el grupo BI.
EMG: Electromiografía; 1RM: 1 repetición máxima; PAS: Presión Arterial Sistólica; PAD:
Presión Arterial Diastólica; FC: Frecuencia Cardíaca; SpO2: Saturación de Oxígeno en Sangre.
1º SERIE: 30 repeticiones de la acción de flexión plantar
(con 30% 1RM) con registro de EMG
Intervalo de descanso: 1 minuto
Registro de variables: PAS, PAD, FC y SpO2
2º SERIE: 15 repeticiones de la acción de flexión plantar
(con 30% 1RM) con registro de EMG
Intervalo de descanso: 1 minuto
Registro de variables: PAS, PAD, FC y SpO2
Intervalo de descanso: 1 minuto
Registro de variables: PAS, PAD, FC y SpO2
3º SERIE: 15 repeticiones de la acción de flexión plantar
(con 30% 1RM) con registro de EMG
4º SERIE: 15 repeticiones de la acción de flexión plantar
(con 30% 1RM) con registro de EMG
105
Grupo 3: Entrenamiento de fuerza de baja intensidad aplicando el 30% de 1RM para la
acción de flexión plantar y el 30% de la restricción vascular sobre la PRT individual
(BI-RFS) (figura 3).
Figura 3. Protocolo de entrenamiento para el grupo BI-RFS.
EMG: Electromiografía; 1RM: 1 repetición máxima; PAS: Presión Arterial Sistólica; PAD:
Presión Arterial Diastólica; FC: Frecuencia Cardíaca; SpO2: Saturación de Oxígeno en Sangre.
1º SERIE: 30 repeticiones de la acción de flexión plantar
(con 30% 1RM) con registro de EMG
Intervalo de descanso: 1 minuto
Registro de variables: PAS, PAD, FC y SpO2
2º SERIE: 15 repeticiones de la acción de flexión plantar
(con 30% 1RM) con registro de EMG
Intervalo de descanso: 1 minuto
Registro de variables: PAS, PAD, FC y SpO2
Intervalo de descanso: 1 minuto
Registro de variables: PAS, PAD, FC y SpO2
3º SERIE: 15 repeticiones de la acción de flexión plantar
(con 30% 1RM) con registro de EMG
4º SERIE: 15 repeticiones de la acción de flexión plantar
(con 30% 1RM) con registro de EMG
106
Finalizado el entrenamiento para cada uno de los grupos, se procedió al registro de las
siguientes variables (figura 4):
INMEDIATAMENTE DESPUÉS DEL ENTRENAMIENTO (Post-0min)
- Presión Arterial Sistólica
- Presión Arterial Diastólica
- Frecuencia Cardíaca
- Saturación de Oxígeno en Sangre
- Perímetro máximo del gemelo
- Espesor del tendón de Aquiles
- Espesor del gastrocnemio medial
- Espesor del tibial anterior
- Fuerza dinámica máxima de la acción de flexión plantar
15 MINUTOS DESPUÉS DEL ENTRENAMIENTO (Post-15min)
- Presión Arterial Sistólica
- Presión Arterial Diastólica
- Frecuencia Cardíaca
- Saturación de Oxígeno en Sangre
30 MINUTOS DESPUÉS DEL ENTRENAMIENTO (Post-30min)
- Presión Arterial Sistólica
- Presión Arterial Diastólica
- Frecuencia Cardíaca
- Saturación de Oxígeno en Sangre
45 MINUTOS DESPUÉS DEL ENTRENAMIENTO (Post-45min)
- Presión Arterial Sistólica
- Presión Arterial Diastólica
- Frecuencia Cardíaca
- Saturación de Oxígeno en Sangre
107
Figura 4. Mediciones post-intervención.
Tercera visita experimental: Registro final de las variables (figura 5).
Figura 5. Mediciones post-24horas.
Las mediciones de los parámetros iniciales para los tres grupos fueron las
mismas a excepción del valor de presión de restricción total que, en este caso, solo se
midió para el grupo que entrenó bajo la condición de restricción del flujo sanguíneo. El
registro de las mediciones post-intervención fue el mismo para los tres grupos.
A modo de resumen, a continuación se presenta un esquema (figura 6) con la
secuencia del diseño experimental seguido en nuestra investigación:
60 MINUTOS DESPUÉS DEL ENTRENAMIENTO (Post-60min)
- Presión Arterial Sistólica
- Presión Arterial Diastólica
- Frecuencia Cardíaca
- Saturación de Oxígeno en Sangre
- Perímetro máximo del gemelo
- Espesor del tendón de Aquiles
- Espesor del gastrocnemio medial
- Espesor del tibial anterior
- Fuerza dinámica máxima de la acción de flexión plantar
24 HORAS DESPUÉS DEL ENTRENAMIENTO (Post-24h)
- Presión Arterial Sistólica
- Presión Arterial Diastólica
- Frecuencia Cardíaca
- Saturación de Oxígeno en Sangre
- Perímetro máximo del gemelo
- Espesor del tendón de Aquiles
- Espesor del gastrocnemio medial
- Espesor del tibial anterior
- Fuerza dinámica máxima de la acción de flexión plantar
108
Figura 6. Diseño experimental de investigación.
FASE PRE-
EXPERIMENTAL
1º VISITA
EXPERIMENTAL
1. Aprobación del Comité de Ética
2. Reclutamiento de la muestra
3. Selección de la muestra
4. Explicación de los motivos y procedimientos
de la investigación
5. Familiarización por parte de los investigadores
6. Estudio piloto
7. Randomización de los participantes
1. Registro inicial de los variables dependientes de
nuestra investigación
2º VISITA
EXPERIMENTAL
1. Aplicación del protocolo de entrenamiento y
registro de las variables dependientes de nuestra
investigación durante y después de la sesión
3º VISITA
EXPERIMENTAL
1. Registro final de los variables dependientes de
nuestra investigación
7 días
48 h.
24 h.
109
4. ANÁLISIS ESTADÍSTICO
El análisis estadístico de la presente tesis fue realizado utilizando el paquete
estadístico SPSS 17.0 con licencia de la Universidad de Alicante, tras realizar un
volcado de datos desde una hoja de cálculo Microsoft Excel.
Los resultados obtenidos tras el análisis son presentados de acuerdo con la
estadística descriptiva realizada (media ± desviación estándar) y sus intervalos de
confianza (95%).
La normalidad de las variables se contrastó mediante el test Shapiro-Wilk,
mientras que la homogeneidad de las varianzas fue contrastada mediante el Test de
Levene.
Para analizar el efecto de los grupos y los tiempos sobre la intervención se
realizó un análisis de la varianza (ANOVA) con medidas repetidas de dos factores:
Grupo (AI, BI y BI-RFS) y tiempo (pre-intervención, durante y post-intervención). Para
analizar comparaciones múltiples entre los grupos se realizó el test post hoc DMS. El
análisis de la varianza se realizó mediante un ANOVA de un factor.
Para detectar diferencias estadísticamente significativas entre las mediciones de
la intervención respecto a la medición pre se realizó el test de la T de Student para
muestras relacionadas. Además, para medir el tamaño del efecto de la intervención se
aplicó el estadístico G de Hedges. Los tamaños de efecto se interpretaron de la siguiente
manera: d <0,2 = efecto nulo, d <0,5 = efecto pequeño, d <0,8 = efecto medio y d> 0,8
= efectos grandes.
El nivel de significación se fijó en un alfa de p < 0,05.
110
5. RESULTADOS
Los resultados de la presente investigación se van a presentar distribuidos en 3
bloques bien diferenciados, tratando de dar respuesta por separado a cada una de las
variables analizadas. Así pues, en primer lugar se presentarán las respuestas tendinosas,
a continuación vendrán descritas las respuestas cardiovasculares y, por último, las
respuestas a nivel muscular. Dentro de estos bloques se detallaran diferentes sub-
categorías.
5.1.RESPUESTAS TENDINOSAS
5.1.1. Valores del espesor del tendón de Aquiles
En la tabla 7 se presentan los cambios post-entrenamiento en el espesor del
tendón de Aquiles para los grupos AI, BI y BI-RFS. Además, el tamaño del efecto para
cada grupo queda reflejado en la figura 7. No se encontraron diferencias significativas
entre el valor pre y los valores post-entrenamiento para los grupos AI (Post-4ºserie:
p=0,9; Post-60min: p=0,4; Post-24h: p=0,7) y BI (Post-4ºserie: p=0,3; Post-60min:
p=0,5; Post-24h: p=0,1). Sin embargo, el grupo BI-RFS sí demostró obtener diferencias
significativas tras la 4º serie de ejercicio (p<0,001), post-60min (p<0,001) y post-24h
(p=0,002) cuando estas mediciones fueron comparadas con el valor obtenido antes de
comenzar la intervención. El análisis intergrupo desveló diferencias significativas para
los momentos pre (p=0,060), post-4ºserie (p=0,010) y post-60min (p=0,040) entre todos
los grupos, pero no para la medición post-24h (p=0,227).
111
T
ab
la 7
. V
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pre
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(p<
0,0
5).
112
Figura 7. Comparación del espesor del tendón de Aquiles antes y después de la intervención
tomando como referencia el valor pre. Tamaño del efecto respecto al valor pre mediante la G de
Hedges.
* Diferencias significativas tomando como referencia el valor pre (p<0,05).
** Diferencias significativas tomando como referencia el valor pre (p≤0,001).
1,546
**
1,297 **
0,858 *
0,017
0,122
0,065
0,172
0,067
0,317
113
5.2. RESPUESTAS CARDIOVASCULARES Y HEMODINÁMICAS
5.2.1. Respuestas cardiovasculares y hemodinámicas durante el entrenamiento
En la tabla 8 se presentan los cambios durante el entrenamiento en los valores de
PAS, PAD, FC y SpO2 para los grupos AI, BI y BI-RFS. A su vez, el tamaño del efecto
para cada variable analizada queda reflejado en las figuras 8-11. No se encontraron
diferencias significativas entre el valor de PAS basal (pre) y las cuatro series de
ejercicio para ninguno de los grupos (AI: 1º serie: p=0,8; 2º serie: p=0,9; 3º serie: p=0,1;
4º serie: p=0,1 / BI: 1º serie: p=0,2; 2º serie: p=0,6; 3º serie: p=0,3; 4º serie: p=0,9 / BI-
RFS: 1º serie: p=0,4; 2º serie: p=0,2; 3º serie: p=0,9; 4º serie: p=0,8). Sin embargo, sí se
obtuvieron diferencias significativas intergrupo durante la 1º serie del grupo BI-RFS
cuando se compara con el grupo BI (p=0,03), así como para la 1º, 3º y 4º del grupo AI
cuando se compara con el grupo BI (p=0,04, p=0,02, p=0,04, respectivamente).
Con respecto a la PAD, se observó una reducción significativa durante la 4º serie
para el grupo BI (p=0,03) y durante la 3º serie para el grupo BI-RFS (p=0,04) con
respecto al valor pre. Además, el análisis intergrupo desveló diferencias significativas
entre todos los grupos durante la 4º serie del ejercicio (p=0,03).
El análisis de la FC desveló un aumento significativo en los valores de dicha
variable a lo largo de todas las series y para todos los grupos. En el caso del grupo AI, el
incremento significativo más pronunciado se dio tras la 4º serie (p<0,001), mientras que
para el grupo BI-RFS, éste se dio finalizada la 1º serie (p<0,001). No se hallaron
diferencias significativas intergrupo ni al realizar la comparación con el test post hoc
(p>0,05).
Se encontraron diferencias significativas entre el valor pre de SpO2 y los valores
de las cuatro series de ejercicio únicamente para el grupo AI (p=0,01, p=0,004, p=0,002,
p=0,02, respectivamente para cada serie). Para el resto de grupos, no fueron obtenidas
diferencias significativas. Al realizar el análisis intergrupo se encontraron diferencias
significativas entre todos los grupos durante la 1º y la última serie del ejercicio (p=0,02,
p=0,008, respectivamente). Además, también se hallaron diferencias significativas
durante la 3º serie para el grupo AI y BI-RFS cuando éstos se comparan con el grupo BI
(p=0,02, p=0,002, respectivamente).
114
Tab
la 8
. V
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– 1
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1
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– 1
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1
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– 1
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(10,6
) †
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– 1
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– 1
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123,3
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– 1
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1º
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– 7
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(12,3
)
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– 7
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(11,0
)
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– 7
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(12,9
)
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1,6
1º
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(14,6
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– 8
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7
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) *
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– 8
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(13,7
) *
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– 7
7,1
4º
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(11,7
) **
7
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– 8
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7
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(12,9
) *
6
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– 8
3,5
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(16,2
) *
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0,5
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– 9
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(0,8
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– 9
8,3
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(0,9
) †
97,4
– 9
8,2
4º
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(1,2
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7,1
– 9
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(1,1
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8,1
– 9
9,5
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(0,9
)
97,2
– 9
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(p<
0,0
5).
116
Figura 8. Comparación de la PAS durante el ejercicio para cada grupo tomando como
referencia el valor pre. Tamaño del efecto respecto al valor pre mediante la G de Hedges.
Figura 9. Comparación de la PAD durante el ejercicio para cada grupo tomando como
referencia el valor pre. Tamaño del efecto respecto al valor pre mediante la G de Hedges.
* Diferencias significativas tomando como referencia el valor pre (p<0,05).
0,060
0,197
0,357
*
0,275
0,060
0,259
0,435
*
0,040
0,089
0,337
0,462
0,403
0,047
0,019
0,356
0,431
0,349
0,104
0,256
0,030
0,013
0,135
0,192
0,019
117
Figura 10. Comparación de la FC durante el ejercicio para cada grupo tomando como
referencia el valor pre. Tamaño del efecto respecto al valor pre mediante la G de Hedges.
* Diferencias significativas tomando como referencia el valor pre (p<0,05).
** Diferencias significativas tomando como referencia el valor pre (p≤0,001).
Figura 11. Comparación de la SpO2 durante el ejercicio para cada grupo tomando como
referencia el valor pre. Tamaño del efecto respecto al valor pre mediante la G de Hedges.
* Diferencias significativas tomando como referencia el valor pre (p<0,05).
0,541 **
0,371
*
0,386
*
0,511
*
0,921
*
0,879
*
0,618
*
1,072
**
0,740
*
0,552 *
0,466
*
0,614 *
0,295
0,218
0,185
0,404
0,199
0,556
0,717
0,385
0,754
*
0,932
*
1,097 *
0,951
*
118
5.2.2. Respuestas cardiovasculares y hemodinámicas post-entrenamiento
En la tabla 9 se presentan los cambios post-entrenamiento en los valores de PAS,
PAD, FC y SpO2 de los grupos AI, BI y BI-RFS. Además, el tamaño del efecto para
cada variable queda reflejado en las figuras 12-15. Diferencias significativas fueron
encontradas entre el valor de PAS basal (pre) y los valores post-ejercicio para todos los
grupos (p<0,05). Las reducciones más significativas se dieron post-30min y post-45min
para el grupo AI (p=0,001 para ambas mediciones) y post-15min, post-45min y post-
60min para el grupo BI-RFS (p=0,001, p<0,001, p<0,001, respectivamente). No fueron
observadas diferencias significativas intergrupo para ninguna de las mediciones post-
entrenamiento (Post-15min: p=0,3; Post-30min: p=0,7; Post-45min: p=0,9; Post-60min:
p=0,4; Post-24h: p=0,6).
El análisis de la PAD desveló una reducción significativa en el valor post-45min
comparado con el valor pre en el grupo AI (p=0,035) así como en los valores post-
45min y post-24h para el grupo BI-RFS (p=0,05, p=0,04, respectivamente). El grupo
BI, no promovió diferencias significativas entre los valores pre y post-entrenamiento
(Post-15min: p=0,5; Post-30min: p=0,4; Post-45min: p=0,6; Post-60min: p=0,1; Post-
24h: p=0,1). El análisis intergrupo tampoco desveló diferencias significativas para
ninguna de las mediciones post-entrenamiento (Post-15min: p=0,8; Post-30min: p=0,2;
Post-45min: p=0,4; Post-60min: p=0,4; Post-24h: p=0,6).
Se encontró un aumento significativo en el valor de la FC post-30min para el
grupo AI (p=0,02) así como en el valor post-15min para el grupo BI-RFS (p=0,04)
cuando fueron comparados con el valor pre. El análisis intergrupo desveló diferencias
significativas en el valor post-30min del grupo BI-RFS cuando éste se compara con el
grupo AI (p=0,03).
El análisis de la SpO2 desveló una reducción significativa en el valor post-60min
del grupo AI cuando éste se comparó con el valor pre (p=0,03). El resto de grupos no
mostraran diferencias significativas de pre para post (p>0,05). En análisis intergrupo
desveló diferencias significativas entre los tres grupos en el valor post-60min (p<0,001).
Por otro lado, también fueron halladas diferencias significativas en el valor post-24h
para el grupo BI-RFS cuando éste se compara con el grupo BI (p=0,02).
119
Tab
la 9
. V
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s p
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-en
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(11,7
) 1
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– 1
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(12,0
) 1
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(15,7
)
117,0
– 1
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in
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(10,9
)* 1
14,1
– 1
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1
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(13,4
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(15,9
)**
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(14,0
)**
1
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– 1
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(13,7
)*
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– 1
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115,3
(14,4
)*
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– 1
21,4
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in
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(10,2
)**
1
07,4
– 1
18,7
1
12,8
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(16,7
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– 1
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11,6
– 1
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1
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-24h
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– 1
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25,0
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9,3
– 8
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-15m
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6
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6
8,0
– 7
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(9,1
)
66,6
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-45m
in
72,3
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)*
6
7,1
– 7
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4,2
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)
6
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)*
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0,9
– 7
9,4
7
1,9
(8,9
)
6
6,5
– 7
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71,3
(8,7
)
67,6
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Post
-24h
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) 6
8,0
– 7
7,6
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(11,3
)
6
5,1
– 7
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(8,3
)*
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) 6
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– 7
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(13,3
)*
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6
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6
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(13,3
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58,0
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-24h
71,0
(11,3
) 6
4,7
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(10,3
)
5
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– 7
1,2
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(11,1
)
61,5
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5).
121
Figura 12. Comparación de la PAS post-ejercicio para cada grupo tomando como referencia el
valor pre. Tamaño del efecto respecto al valor pre mediante la G de Hedges.
* Diferencias significativas tomando como referencia el valor pre (p<0,05).
** Diferencias significativas tomando como referencia el valor pre (p≤0,001).
Figura 13. Comparación de la PAD post-ejercicio para cada grupo tomando como referencia el
valor pre. Tamaño del efecto respecto al valor pre mediante la G de Hedges.
* Diferencias significativas tomando como referencia el valor pre (p<0,05).
0,546 **
0,551 *
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* 0,206
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*
0,187
0,438
0,186 0,203
0,138
0,394
0,347
122
Figura 14. Comparación de la FC post-ejercicio para cada grupo tomando como referencia el
valor pre. Tamaño del efecto respecto al valor pre mediante la G de Hedges.
* Diferencias significativas tomando como referencia el valor pre (p<0,05).
Figura 15. Comparación de la SpO2 post-ejercicio para cada grupo tomando como referencia el
valor pre. Tamaño del efecto respecto al valor pre mediante la G de Hedges.
* Diferencias significativas tomando como referencia el valor pre (p<0,05).
0,219 *
0,032
0,185
0,190
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0,521 *
0,045 0,193
0,094 0,183
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0,038
0,161
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0,048
0,505
*
0,402
0,382
0,300
123
5.3. RESPUESTAS MUSCULARES
5.3.1. Valores en el espesor muscular del gastrocnemio medial
En la tabla 10 se presentan los cambios post-entrenamiento en el espesor del
gastrocnemio medial para los grupos AI, BI y BI-RFS. Además, en la figura 16 se
presenta el tamaño del efecto calculado a partir de la H de Hedges. Diferencias
significativas fueron encontradas entre el valor pre y los valores post-entrenamiento
para el grupo BI-RFS, obteniéndose los mayores incrementos después de la última seria
de ejercicio (Post-4ºserie) y post-60min (p<0,001 para ambos casos). 24 horas después
de la intervención también se obtuvo una diferencia significativa con respecto al valor
pre aunque no tan pronunciada como la registrada en las anteriores mediciones
(p=0,04). El grupo AI sólo desencadenó un aumento significativo en el espesor del
gastrocnemio medial después de la 4º serie de ejercicio (p=0,04). En las mediciones
post-60min y post-24h no se hallaron diferencias significativas (p=0,1 para ambos
casos). Diferencias significativas fueron encontradas post-4ºserie (p=0,04) y post-60min
(p=0,03) para el grupo BI. El análisis intergrupo desveló diferencias significativas en
los valores post-4ºserie (p=0,011) y post-60min (p=0,004) entre todos los grupos. Por
otro lado, también se obtuvo diferencias significativas en el valor post-24h para el grupo
BI-RFS cuando éste se compara con el grupo BI (p=0,037).
5.3.2. Valores en el espesor muscular del tibial anterior
En la tabla 11 se presentan los cambios post-entrenamiento en el espesor del
tibial anterior para los grupos AI, BI y BI-RFS. Además, en la figura 17 se presenta el
tamaño del efecto para cada uno de los grupos. El análisis intragrupo desveló
diferencias significativas en el espesor del tibial anterior únicamente para el grupo BI-
RFS en las mediciones realizadas post-4ºserie de ejercicio y post-60min (p<0,001 para
ambos casos). Los grupos AI y BI no mostraron diferencias significativas en ningún
valor post-entrenamiento (AI: Post-4ºserie: p=0,7; Post-60min: p=0,8; Post-24h: p=0,4 /
BI: Post-4ºserie p=0,4; Post-60min: p=0,9; Post-24h: p=0,3). Diferencias significativas
intergrupo fueron halladas en todos las mediciones post-entrenamiento. No obstante, las
mayores diferencias entre todos los grupos se obtuvieron tras la medición post-24h
(p<0,001).
124
Tab
la 1
0. V
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01).
126
Figura 16. Comparación del espesor del gastrocnemio medial post-ejercicio para cada grupo
tomando como referencia el valor pre. Tamaño del efecto respecto al valor pre mediante la G de
Hedges.
* Diferencias significativas tomando como referencia el valor pre (p<0,05).
** Diferencias significativas tomando como referencia el valor pre (p≤0,001).
Figura 17. Comparación del espesor del tibial anterior post-ejercicio para cada grupo tomando
como referencia el valor pre. Tamaño del efecto respecto al valor pre mediante la G de Hedges.
** Diferencias significativas tomando como referencia el valor pre (p≤0,001).
0,782
**
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*
0,549 *
0,402
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0,314
0,078
0,043
0,158
0,069
0,012
0,116
127
5.3.3. Valores absolutos del perímetro máximo de la pierna
En la tabla 12 se presentan los cambios post-entrenamiento en el perímetro
máximo de la pierna para los grupos AI, BI y BI-RFS. Así mismo, en la figura 18 se
presenta el tamaño del efecto para estos mismos grupos. Diferencias significativas
fueron observadas para los grupos AI y BI-RFS en las mediciones realizadas tras la 4º
serie de ejercicio (p<0,001, para ambos grupos) y post-60min (p=0,002 para el grupo AI
y p=0,003 para el grupo BI-RFS). El grupo BI desveló diferencias significativas en
todas las mediciones post-entrenamiento (Post-4ºserie: p<0,001; Post-60min: p=0,04;
Post-24h: p=0,04) cuando éstas se compararon con la medición pre. No fueron halladas
diferencias significativas intergrupo (Pre: p=0,42; Post-4ºserie: p=0,36; Post-60min:
p=0,42; Post-24h: p=0,41) ni al realizar la comparación con el test post hoc (p>0,05).
128
Tab
la 1
2. V
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2,3
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0)*
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enci
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val
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pre
(p≤
0,0
01).
129
Figura 18. Comparación del perímetro máximo de la pierna (cm) post-ejercicio para cada grupo
tomando como referencia el valor pre. Tamaño del efecto respecto al valor pre mediante la G de
Hedges.
* Diferencias significativas tomando como referencia el valor pre (p<0,05).
** Diferencias significativas tomando como referencia el valor pre (p<0,001).
0,261
**
0,173
*
0,024
0,225
**
0,125 *
0,024
0,156 **
0,052 *
0,051 *
130
5.3.4. Valores absolutos de fuerza dinámica máxima (1RM)
En la tabla 13 se presentan los cambios post-entrenamiento en los valores
absolutos de fuerza dinámica máxima (1RM) para los grupos AI, BI y BI-RFS. Por su
parte, en la figura 19 se presenta el tamaño del efecto calculado a partir de la H de
Hedges. Se encontraron diferencias significativas entre el valor pre y los valores post-
60min (p=0,01) y post-24h (p=0,001) para el grupo AI, pero no para el valor post-
4ºserie (p=0,2). El grupo BI también mostró obtener diferencias significativas en todas
las mediciones post-intervención (Post-4ºserie: p=0,02; Post-60min: p=0,002; Post-24h:
p=0,003). En el caso del grupo BI-RFS, sólo se observó una diferencia significativa
post-60min (p=0,007) cuando se comparó con el valor pre (Post-4ºserie: p=0,9; Post-
24h: p=0,1). El análisis intergrupo desveló diferencias significativas en todas las
mediciones post intervención (Pre: p=0,01; Post-4ºserie: p=0,001; Post-60min: p=0,002;
Post-24h: p=0,001).
131
Tab
la 1
3. V
alore
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158,6
(35,1
) 1
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1
33,2
(22,1
)
118,5
– 1
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174,4
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) ¶
1
57,8
– 1
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)*
143,6
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1
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(24,5
)
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– 1
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181,4
(41,2
)* ¶ 1
64,0
– 1
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163,6
(35,3
)*
144,9
– 1
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1
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(26,6
)*
126,3
– 1
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-24h
185,6
(47,9
)**
¶ 1
67,0
– 2
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165,0
(35,7
)*
145,0
– 1
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1
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)
123,6
– 1
53,0
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dos
los
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pos
(p<
0,0
5).
132
Figura 19. Comparación del valor de fuerza dinámica máxima (1RM) post-ejercicio para cada
grupo tomando como referencia el valor pre. Tamaño del efecto respecto al valor pre mediante
la G de Hedges.
* Diferencias significativas tomando como referencia el valor pre (p<0,05).
** Diferencias significativas tomando como referencia el valor pre (p<0,001).
0,010
0,282
*
0,214
0,171
0,317 *
0,382 **
0,077
*
0,142 *
0,180 *
133
5.3.5. Valores porcentuales (%) de la activación electromiográfica del
gastrocnemio medial durante la intervención
En la tabla 14 se presentan los porcentajes de actividad electromiográfica del
gastrocnemio medial para las cuatro series que formaron el protocolo de nuestra
investigación. Además, en la figura 20 se presenta el tamaño del efecto para cada grupo
tomando como referencia la segunda serie de entrenamiento. El análisis intragrupo no
desveló diferencias significativas para ningún grupo cuando los valores de la 3º y 4º
serie se compararon con los valores de la 2º serie de ejercicio (AI: 3º serie: p=0,9; 4º
serie: p=0,9 / BI: 3º serie: p=0,9; 4º serie: p=0,5 / BI-RFS: 3º serie: p=0,3; 4º serie:
p=0,8). No se encontraron diferencias significativas intergrupo (1º serie: p=0,23; 2º
serie: p=0,35; 3º serie: p=0,28; 4º serie: p=0,41) ni al realizar la comparación con el test
post hoc (p>0,05), aunque en la tabla se observa una clara tendencia del grupo BI-RFS
hacia la reducción en la activación electromiográfica del gastrocnemio medial
comparado con los grupos AI (2º serie: ∆-11%; 3º serie: ∆-13%; 4º serie: ∆-10%) y BI
(2º serie: ∆-10%; 3º serie: ∆-13%; 4º serie: ∆-7%).
5.3.6. Valores porcentuales (%) de la activación electromiográfica del tibial
anterior durante la intervención
En la tabla 15 se presentan los porcentajes de actividad electromiográfica del
tibial anterior para las cuatro series que formaron el protocolo de nuestra investigación.
Además, en la figura 21 se presenta el tamaño del efecto para cada grupo. Únicamente
se encontraron diferencias significativas para el grupo BI durante la 3º serie (p=0,006)
cuando ésta se comparo con el valor registrado en la serie anterior. Los grupos AI y BI-
RFS no mostraron diferencias significativas intragrupo para ninguna de las series (AI:
3º serie: p=0,9; 4º serie: p=0,9 / BI-RFS: 3º serie: p=0,6; 4º serie: p=0,6). No se
encontraron diferencias significativas intergrupo (1º serie: p=0,093; 2º serie: p=0,075;
3º serie: p=0,074; 4º serie: p=0,060) pero sí cuando se comparó el grupo AI con el
grupo BI-RFS a lo largo de todas las series (1º serie: p=0,031; 2º serie: p=0,024; 3º
serie: p=0,024; 4º serie: p=0,018). De igual manera que sucede con la activación del
gastrocnemio medial, para el tibial anterior, en el caso del grupo BI-RFS, también se
observa una tendencia decreciente que denota una menor activación muscular cuando se
compara con los otros dos grupos de nuestra intervención.
134
Tab
la 1
4. V
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(23,1
)
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– 1
06,1
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(24,1
)
72,4
– 9
2,7
2º
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(19,0
)
8
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– 1
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91,4
(14,9
)
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– 1
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(25,9
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– 9
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3º
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) 80,1
– 1
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9
1,2
(23,2
)
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– 1
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(25,4
)
70,0
– 9
1,4
4º
seri
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) 80,0
– 1
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(17,2
)
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(22,2
)
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95
%)
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(19,3
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– 4
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(19,2
) 1
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– 3
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(13,7
) †
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– 2
6,3
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– 4
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) 1
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– 3
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(15,0
) †
14,1
– 2
6,8
3º
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(19,1
) 22,6
– 4
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26,8
(17,6
)*
1
6,1
– 3
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21,3
(11,6
) †
16,3
– 2
6,1
4º
seri
e 33,2
(18,8
) 22,8
– 4
3,6
25,2
(16,3
)
15,3
– 3
5,0
2
1,2
(11,1
) †
16,5
– 2
5,9
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5).
136
Figura 20. Comparación de los valores de activación electromiográfica del gastrocnemio
medial durante la intervención tomando como referencia el valor de la 2º serie de ejercicio.
Tamaño del efecto respecto al valor pre mediante la G de Hedges.
Figura 21. Comparación de los valores de activación electromiográfica del tibial anterior
durante la intervención tomando como referencia el valor de la 2º serie de ejercicio. Tamaño del
efecto respecto al valor pre mediante la G de Hedges.
* Diferencias significativas tomando como referencia el valor de la 2º serie (p<0,05).
0,088
0,018
0,037
0,007
0,008
0,118
0,058
0,055
0,005
0,003
0,098
*
0,004
137
6. DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS
El presente estudio evaluó y comparó los efectos agudos del entrenamiento con
y sin restricción del flujo sanguíneo sobre el tendón, variables cardiovasculares y
variables musculares. Así pues, a continuación se presenta la discusión separada en tres
bloques bien diferenciados.
6.1. EFECTOS AGUDOS EN EL TENDÓN
En contraposición a nuestra hipótesis inicial, uno de los principales hallazgos de
nuestro estudio fue que únicamente la condición BI-RFS provocó una reducción
significativa en el espesor del tendón de Aquiles post-entrenamiento (Post-4º serie y
post-60min: p<0,001) cuyo efecto se atenuó 24 horas después de la sesión (p<0,05).
Es bien sabido que la carga mecánica es crucial para la remodelación de los
tendones (Kjaer, 2004). La actividad metabólica, las respuestas circulatorias y el
recambio de colágeno que suceden a un ejercicio agudo con cargas son factores muy
importantes para estas estructuras (Kjaer, 2004), y afectarán a sus propiedades
mecánicas y de visco-elasticidad, disminuyendo su estrés y haciéndolas más resistentes
a las cargas (Wearing et al., 2013). Además, se sabe que la carga e intensidad del
entrenamiento (incluyendo los periodos de recuperación entre series) juegan un papel
importante en la adaptación de los tendones (Kjaer, 2004) aunque todavía no se conoce
con certeza qué tipo de ejercicio y/o carga promueve las mayores respuestas en los
tendones sanos ni cuáles son los mecanismos subyacentes asociados a éstas.
Comúnmente, un tendón más grueso se ha asociado con un mayor riesgo de
tendinopatias (Weinreb et al., 2014). En este sentido, actividades como la carrera a pie o
los saltos, donde el impacto sobre las articulaciones y los tendones es muy elevado, han
demostrado desencadenar un efecto de hipertrofia en el tendón de Aquiles, lo que acaba
favoreciendo una mayor incidencia de lesiones en estas estructuras. Además, otros
factores como la obesidad y el propio proceso degenerativo guardan una influencia
directa sobre dicho riesgo de lesión (Abate, Oliva, Schiavone, & Salini, 2012). En
contraposición a lo anteriormente mencionado, el entrenamiento con cargas ha
138
demostrado promover adaptaciones positivas en las estructuras de los tendones
humanos tras un largo periodo de entrenamiento (Wang, Guo, & Li, 2012).
Existen pocos trabajos en la literatura científica que evalúen y expliquen los
cambios agudos en el espesor del tendón de Aquiles tras un entrenamiento de fuerza.
Además, gran parte de los trabajos existentes tienen por objetivo constatar la eficacia
del entrenamiento de fuerza como una herramienta para la rehabilitación de
tendinopatías (principalmente, a través de ejercicios con un alto componente
excéntrico), por lo que resulta complicado articular una discusión en torno a nuestros
hallazgos.
Varios autores encontraron una reducción aguda y transitoria en el espesor del
tendón de Aquiles tras un entrenamiento de fuerza, habiendo registrado dichos cambios
a través de ultrasonografía (Grigg et al., 2009; Wearing et al., 2011; Wearing et al.,
2014; Wearing et al., 2008). Dicha reducción en el grosor del tendón ha sido asociada a
una pérdida visible de agua (Lanir, Salant, & Fuox, 1988; Wellen et al., 2005) como
consecuencia de la alineación de las fibras de colágeno que suceden a un ejercicio con
cargas (Wearing et al., 2008), presentándose como un marcador importante de
adaptación del tendón.
En contraposición, Fredberg, Bolvig, Lauridsen, & Stengaard-Pedersen (2007),
al comparar el espesor del tendón de Aquiles antes y después de un ejercicio agudo
aplicando una carga similar a la utilizada en el estudio de Wearing et al., (2011), no
encontraron diferencias significativas. Por su parte, nuestros resultados están en línea de
los obtenidos por Fredberg et al., (2007), donde los grupos de entrenamiento de fuerza
de alta y baja intensidad no consiguieron lograr ningún cambio en el espesor del tendón
de Aquiles.
La evidencia disponible ha constatado que las propiedades mecánicas y
morfológicas de los tendones se ven alteradas tras un ejercicio agudo, y que dichos
cambios son dependientes del tipo de ejercicio y de la carga empleada (Obst, Barrett, &
Newsham-West, 2013). En este sentido, Obst, Newsham-West, & Barrett (2015)
sugieren que la disparidad de resultados al respecto del comportamiento morfológico
del tendón humano podrían venir dados por el tipo de ejercicio, así como por la carga
mecánica y la intensidad de entrenamiento escogida para cada intervención. Además,
las diferentes poblaciones evaluadas y los distintos métodos utilizados para el registro
139
de la morfología del tendón, también pueden ser otros factores que favorezcan dichas
discrepancias.
Por otro lado, en alusión al efecto transitorio sobre la reducción del espesor del
tendón de Aquiles post-ejercicio, Wearing et al. (2014), encontraron que
aproximadamente 6-7 horas después de una sesión de fuerza utilizando cargas entre el
175 y 250% del peso corporal, el tendón recuperaba sus valores iniciales. Sin embargo,
nuestros resultados ponen de manifiesto que, pasadas 24 horas del entrenamiento con
restricción del flujo sanguíneo, el tendón de Aquiles todavía no se ha recuperado por
completo aunque existe una tendencia a ello. La condición de isquemia podría explicar
dicha diferencia en el time-course del tendón, aunque, actualmente, no existen
investigaciones en la literatura científica que ayuden a proporcionar una explicación
ante tal respuesta.
Con respecto a los cambios en el grosor del tendón como consecuencia de la
aplicación de un ERFS, poco ha sido investigado en la literatura. Esta metodología de
entrenamiento ha demostrado inducir ganancias en la masa muscular y la fuerza lo que
podría asociarse con una disminución de la carga sobre los tejidos blandos, como es el
caso de los tendones (Yow, Tennent, Dowd, Loenneke, & Owens, 2018). Sin embargo,
únicamente tres estudios evaluaron el comportamiento del tendón tras un programa de
entrenamiento con restricción de flujo sanguíneo. Dos de ellos (Abe, Kearns, Manso-
Filho, Sato, & McKeever, 2006a; Kubo et al., 2006) fueron realizados evaluando
tendones sanos mientras que el tercero (Yow et al., 2018) fue aplicado con 2 pacientes
que presentaban una ruptura en el tendón de Aquiles, donde el entrenamiento con RFS
se utilizó como una estrategia de rehabilitación. Añadido a la escasez de
investigaciones, las diferencias en el diseño experimental y en las variables evaluadas
por cada uno de los trabajos dificultan llevar a cabo una comparación entre los
resultados de dichos estudios y los nuestros.
Por un lado Abe et al., (2006a) evaluaron el espesor del tendón flexor digital
superficial y profundo de 12 yeguas tras un programa de 2 semanas (12 sesiones)
andando sobre una cinta con y sin restricción del flujo sanguíneo. Estos autores no
encontraron cambios en el espesor del tendón equino para ninguno de los dos grupos
(p>0,05) tras las 2 semanas de entrenamiento, alegando que la duración del estudio no
fue suficiente para obtener dichos cambios. Por otro lado, Kubo et al. (2006),
140
investigaron la rigidez (stiffness) del tendón patelar y del complejo tendón-aponeurosis
tras un programa de entrenamiento de 12 semanas (36 sesiones) de extensión de piernas
en máquina, donde cada pierna representaba una condición (AI: 80% de 1RM; BI-RFS:
20% de 1RM y una presión de restricción que fue incrementada gradualmente durante
las primeras 4 semanas). Estos autores encontraron un incremento significativo en la
rigidez del complejo tendón-aponeurosis únicamente para el grupo de alta intensidad
(Pre: 45,6 ± 19,1 N/mm vs. Post: 59,3 ± 23,0 N/mm), lo que les llevó a apuntar que el
estrés mecánico fue el factor clave que propició los cambios en las propiedades
mecánicas del tendón. Por su parte, la rigidez del tendón patelar no experimentó ningún
cambio para ninguno de los dos grupos. Además de lo anterior, estos autores también
evaluaron el AST del tendón patelar sin encontrar cambios post-intervención para
ninguno de los dos grupos (AI: 78,1 ± 19,3 cm2
vs. 77,6 ± 19,3 cm2; BI-RFS: 78,9 ±
18,7 cm2
vs. 78,4 ± 19,2 cm2).
El tercer estudio mencionado anteriormente fue el desarrollado por Yow et al.,
(2018) el cual supone un intento por avanzar en el campo de la rehabilitación de
lesiones tratando de maximizar las ganancias de fuerza, en etapas más tempranas de lo
habitual, a través de la implementación de cargas bajas en combinación con RFS. Así
pues, los autores del presente trabajo observaron que tras 5 semanas (para el paciente 1)
y 6 semanas (para el paciente 2) de intervención con RFS los valores de fuerza, torque
máximo y potencia aumentaron significativamente para ambos pacientes, lo que les
permitió lograr un nivel funcional mayor e incluso retomar la práctica de sus respectivos
deportes. Dichos resultados sugieren que la utilización de cargas bajas con RFS influye
sobre el tejido lesionado en detrimento de las prácticas habituales de movilización
temprana y antes de que puedan incluirse cargas fisiológicas superiores (70-75% 1RM).
A pesar de los hallazgos de este estudio, nuevas investigaciones son necesarias para
comprobar la efectividad de este método de entrenamiento en pacientes con lesiones
tendinosas.
En definitiva, el análisis del estado del arte al respecto de las respuestas agudas
en el tendón humano tras una sesión de entrenamiento de fuerza deja patente la
existencia de una serie de limitaciones metodológicas y grandes lagunas de
conocimiento, destacando la falta de estudios que examinen tales respuestas.
141
Nuestros resultados permiten concluir que una sesión de fuerza con cargas bajas
asociada a una restricción del flujo sanguíneo promueve un cambio positivo en el
espesor del tendón de Aquiles. Sin embargo, futuras investigaciones son necesarias con
el fin de evaluar las respuestas agudas subsiguientes a distintos tipos de ejercicios de
fuerza sobre los tendones humanos.
6.2. EFECTOS AGUDOS EN LAS VARIABLES CARDIOVASCULARES Y
HEMODINÁMICAS
A continuación se presenta la discusión de los resultados para las respuestas
agudas cardiovasculares y hemodinámicas, diferenciando entre las mediciones durante
la intervención y después de la sesión de entrenamiento.
6.2.1. Respuestas cardiovasculares y hemodinámicas durante el entrenamiento
Una vez analizados nuestros resultados se puede observar que los valores de PA
durante los intervalos de ejercicio muestran escasas modificaciones para las tres
condiciones evaluadas. Sin embargo, sí fue registrado un aumento significativo en la FC
para todos los grupos después de todas las series de entrenamiento. Para esta variable,
los mayores aumentos se encontraron tras la 4º serie de ejercicio para el grupo AI y tras
la 1º serie para el grupo BI-RFS. Por su parte, la saturación de oxígeno en sangre sólo
mostró una reducción significativa para el grupo AI tras las 4 series de ejercicio.
La literatura científica ha puesto de manifiesto que una sesión de fuerza de
carácter moderada-vigorosa desencadena un aumento significativo en la PA como
consecuencia de un incremento del gasto cardiaco y del reflejo presor (Gallo et al.,
1989; MacDougall et al., 1992; Wiecek et al., 1990). Adicionalmente, diversos estudios
han demostrado que el comportamiento de la PA durante el ejercicio guarda una
estrecha relación con la carga empleada y, consecuentemente, con el volumen de
entrenamiento (Wiecek et al., 1990; Wilborn, Greenwood, Wyatt, & Bowden, 2004).
Sin embargo, los efectos del entrenamiento de baja intensidad con RFS sobre las
variables cardiovasculares se encuentran todavía en constante debate.
142
Varios trabajos evaluaron los efectos en la PA comparando un protocolo de BI
con y sin RFR (20-40% 1RM), en personas adultas y mayores sanas, encontrando un
mayor incremento significativo para el grupo que entrenó en condiciones de isquemia
(Poton & Polito, 2014; Takano et al., 2005a; Vieira et al., 2013). Idénticos resultados
fueron hallados cuando se compararon los efectos en la PA durante un protocolo de
intensidad moderada sin RFS (50% 1RM) y otro de BI-RFS en mujeres hipertensas
(Araújo et al., 2014). Dichos hallazgos podrían acontecer porque la RFS disminuye
significativamente el suministro de sangre al tejido muscular dando como resultado una
gran acumulación de metabolitos que desencadenaría un aumento en la PA a través del
sistema metaborreflejo muscular (Rowell, 1997). En contraposición a lo anterior, Kacin
& Strazar, (2011) revelaron un mayor incremento en la PA para el grupo BI en
detrimento de la condición BI-RFS. Esta discrepancia de resultados puede venir dada
porque, en el caso del último estudio mencionado, fue aplicado un entrenamiento hasta
el fallo muscular utilizando una carga del 15% sobre la contracción voluntaria máxima
(CVM), mientras que el resto de estudios utilizaron protocolos de entrenamiento cuyo
volumen de entrenamiento era menor. Por su parte, nuestro análisis no muestra un
aumento significativo en la PAS para ninguno de los tres grupos evaluados, mientras
que sí fue observado un aumento significativo en la PAD para el grupo BI tras la última
serie y una disminución para el grupo BI-RFS después de la 3º serie de ejercicio. Al
respecto de estos últimos hallazgos, es importante destacar que, aunque significativos,
tales cambios no pueden considerarse como un signo clínico de mala adaptación al
esfuerzo pues tales variaciones en la PAD estuvieron alrededor de 5mmHg, bien sea por
encima o por debajo de los valores medios.
Al comparar las respuestas agudas en la PA durante e inmediatamente después
de los protocolo AI, BI y BI-RFS, algunos estudios reportaron un incremento
significativo mayor para el protocolo convencional de fuerza (AI) (Poton & Polito,
2014; Poton & Polito, 2015) mientras que otros no encontraron diferencias
significativas entre condiciones (Fahs et al., 2012b; Figueroa & Vicil, 2011; Ozaki et
al., 2013). Nuestros resultados muestran que la PAS no aumentó de manera significativa
durante el entrenamiento para ninguno de los 3 grupos, mientras que la PAD sufrió
pequeñas modificaciones para los grupos BI y BI-RFS. Dichos hallazgos, junto con los
obtenidos en los estudios anteriormente mencionados, podrían atribuirse a la liberación
de la presión de oclusión durante los intervalos (Neto et al., 2016c). Además, la
143
cantidad de masa muscular envuelta en nuestro ejercicio (tríceps sural) así como la baja
presión de RFS utilizada (30% sobre la presión de restricción total individual) también
podría explicar que no acontecieran cambios significativos en los valores de PA.
Otra de las variables evaluadas en nuestro estudio fue la FC. Es bien sabido que
modifica su comportamiento durante un entrenamiento de intensidad moderada-alta con
el propósito de ajustarse a la demanda física requerida garantizando con ello la correcta
perfusión tisular (Assunçao, Daltro, Simao, Polito, & Monteiro, 2007; Fleck, 1988;
Maior et al., 2014). Además, la magnitud de la carga y la duración del entrenamiento se
constituyen como factores responsables de dichos cambios hemodinámicos (Poton &
Polito, 2015). En este sentido, una sesión de ejercicio contra resistencias ha demostrado
promover una reducción en el suministro de oxígeno a los músculos activos, un
aumento de la estimulación simpática, un incremento en las catecolaminas plasmáticas y
una disminución en el impulso parasimpático, llevando a causar un aumento de la FC
como respuesta compensatoria a lo anterior (Mayo & Kravitz, 1999). Esas mismas
respuestas también han sido observadas tras una sesión de ejercicio contra resistencias
combinado con RFS (Loenneke et al., 2010a; Poton & Polito, 2014a; Vieira et al.,
2013).
Varios estudios han comparado las respuestas agudas en dicha variable durante
diferentes protocolos de entrenamiento de fuerza de baja intensidad con y sin RFS. En
este contexto, Takano et al., (2005a), tras una sesión de entrenamiento realizando el
ejercicio de extensión de pierna -con una carga del 20% 1RM- con y sin RFS,
encontraron un mayor incremento de la FC para el grupo que entrenó en condiciones de
isquemia. Los mismos resultados fueron observados por Vieira et al., (2013) para el
ejercicio de flexión de codo -con una carga del 30% 1RM-, así como por Loenneke et
al., (2010a) durante las 4 series del ejercicio de extensión bilateral de pierna -con una
carga del 30% 1RM- donde la restricción del flujo sanguíneo era generada usando
practical cuffs (knee wraps). A raíz de estos resultados, los autores de los trabajos
anteriormente mencionados concluyeron que dicho mayor incremento en la FC para el
grupo de entrenamiento con RFS podría venir dado por la propia condición de oclusión,
debido a un aumento en la resistencia vascular y, consecuentemente, a una poscarga
cardiaca. Además, dichos estudios indicaron que estos cambios pueden ocurrir incluso
cuando el entrenamiento se realiza utilizando diferentes partes del cuerpo siempre que el
volumen total de ejercicios sea similar. Otra justificación planteada para tales resultados
144
es el aumento del reflejo presor que, a su vez, contribuye a aumentar la resistencia
cardiovascular autonómica (Spranger et al., 2015). Por su parte, nuestros resultados
muestran como el grupo BI-RFS sólo desencadenó un mayor aumento de la FC después
de la 1º serie de ejercicio en comparación con el grupo BI (p<0,001), aunque ambas
condiciones mostraron aumentar significativamente la FC a lo largo de las 4 series de
ejercicio (p<0,05).
Cuando han sido comparadas las respuestas agudas en la FC durante e
inmediatamente después de un entrenamiento de fuerza de alta intensidad con otros dos
protocolos de baja carga con y sin RFS, los resultados se muestran controvertidos.
Okuno, Evangelista, Leicht, de Paula, & Nakamura, (2013), tras realizar una
sesión de ejercicio en prensa de pierna, observaron un aumento significativo inmediato
(tras la 4º serie de ejercicio) en la FC sólo para el grupo AI (80% 1RM), en
comparación con los grupos de baja intensidad con y sin RFS (40% 1RM). Estos
mismos resultados fueron observados por otros 4 estudios (Brandner et al., 2015; Fahs
et al., 2011; Poton & Polito, 2015; Rossow et al., 2011). De forma similar, Poton, &
Polito (2016), encontraron que el grupo AI (80% 1RM) provocó un mayor aumento en
la FC después de la 1º y 2º serie del ejercicio de extensión de pierna unilateral en
comparación con el grupo BI-RFS (20% 1RM), mientras que este último grupo obtuvo
unos valores más altos para la FC tras la 3º serie de ejercicio en comparación el grupo
BI (20% 1RM). Estos autores sugieren que dicho comportamiento de la FC puede venir
dado por la magnitud de la carga ya que el volumen total de entrenamiento fue mayor
para el grupo AI en detrimento de los grupos de BI con y sin RFS. En contraposición a
lo anterior, Hollander et al. (2010), encontraron mayores incrementos en la FC tras la
última serie de los ejercicios de curl de bíceps y extensión de pantorrilla para la
condición BI-RFS (30% 1RM) en comparación con el grupo de AI (70% 1RM) y BI sin
oclusión.
Añadido a lo anterior, varios estudios encontraron un aumento significativo en la
FC tras la última serie de ejercicio para todos los grupos evaluados (AI, BI, BI-RFS)
utilizando diferentes ejercicios monoarticulares tanto para el tren inferior como superior
(Araujo et al., 2014; Figueroa & Vicil, 2011; Loenneke et al., 2012d; Neto et al., 2016a;
Neto et al., 2016b; Vilaça-Alves et al., 2016). Los autores de dichos trabajos justifican
que este incremento en la FC podría venir dado por el aumento de la resistencia
145
periférica de los vasos sanguíneos independientemente de si el ejercicio es realizado en
condiciones de restricción o no. Además, en los estudios de Figueroa & Vicil, (2011) y
Neto et al., (2016a), el hecho de que se aplicara una RFS intermitente (liberando la
presión durante los intervalos) también podría explicar dichos hallazgos, poniendo de
manifiesto que un entrenamiento con RFS intermitente sería una alternativa más segura
que no provocaría un aumento exacerbado de las respuestas hemodinámicas. Esta
misma razón junto a la baja presión aplicada en nuestro estudio (30% sobre la presión
de RFS total individual) podría explicar nuestros resultados, donde se obtuvo un
aumento significativo de la FC para los 3 grupos de entrenamiento evaluados.
Las respuestas cardiovasculares agudas también fueron comparadas usando 2
manguitos de tamaños diferentes (ancho vs. estrecho) para el ejercicio de extensión de
pierna (Rossow et al., 2012a). Estos autores encontraron que un manguito más ancho
(13,5cm de ancho) ocasiona un mayor aumento en la FC y la PA en comparación con un
manguito estrecho (5cm de ancho), lo que además se traduce en un mayor esfuerzo
percibido y dolor muscular. Estos cambios podrían explicarse por la mayor compresión
ejercida sobre los vasos sanguíneos cuando es utilizado un manguito más ancho.
Además, otro estudio también desvelo un mayor incremento en la FC y PA cuando se
aplicó un entrenamiento de flexión de brazo unilateral con RFS intermitente (130% de
RFS sobre la PAS) frente a uno continuo (80% de RFS sobre la PAS) (Brandner et al.,
2015). Los autores justifican dichos resultados indicando que una RFS más alta pero
llevada a cabo de manera intermitente provoca un mayor trabajo del miocardio en
comparación con una presión de restricción más baja y mantenida.
Por último, nuestro trabajo también evaluó y comparó los niveles de oxigenación
muscular durante e inmediatamente después de una sesión de entrenamiento de fuerza
con y sin RFS a través de un oxímetro de pulso. Es bien sabido que una única sesión de
fuerza de intensidad moderada-alta favorece un estado de anoxia inmediato y transitorio
en las células musculares (Tamaki, Uchiyama, Tamura, & Nakano, 1994). Además, la
cinética de la oxigenación muscular varía en función del protocolo de entrenamiento así
como de la duración de la recuperación entre series y del músculo involucrado durante
el ejercicio (Bastida-Castillo, Gómez-Carmona, & Ortega, 2016) por lo que resulta de
capital importancia controlar este parámetro para asegurarnos de que sus valores
durante el entrenamiento se encuentran dentro de los rangos normales (95-100% de
SpO2).
146
Pocos estudios evaluaron y compararon los efectos agudos del entrenamiento de
fuerza con o sin RFS sobre la saturación de oxígeno en sangre. Además, gran parte de
ellos utilizaron la tecnología NIRs (espectroscopia de infrarrojo cercano) para realizar
dicho registro, lo que podría explicar algunas diferencias sobre nuestros resultados.
Neto et al. (2016a), al comparar la SpO2 antes e inmediatamente después de 3
protocolos de entrenamiento (AI, BI y BI-RFS) en que se realizaron 4 ejercicios contra
resistencias de manera consecutiva (curl de bíceps, extensión de tríceps, extensión de
pierna y flexión de pierna) encontraron una reducción significativa en dicha valor para
los grupos BI (∆ = -0,92%) y BI-RFR (∆ = -1,13%). Resultados similares fueron
obtenidos por Tanimoto, Madarame, & Ishii, (2005) donde el grupo LI-BFR logró las
mayores reducciones en la SpO2 cuando fue comparado con un grupo de intensidad
moderada (50% 1RM) y otro con alta carga (80% 1RM), ambos sin RFS, y a pesar de
que en este estudio sólo se realizó el ejercicio de extensión de pierna como parte del
entrenamiento. Los autores de los estudios anteriormente mencionados alegan que tales
reducciones pueden deberse a una reducción en la disponibilidad de oxígeno para el
consumo en el tejido muscular. Además, el hecho de no encontrar una reducción de la
SpO2 para el grupo AI fue relacionado con una mayor movilización de sangre y un
aumento en la producción de óxido nítrico, lo que desencadena una mayor oxigenación
hacia los músculos.
En contraposición a lo anterior, Bazgir et al., (2016) no encontraron diferencias
en la SpO2 cuando se comparó un grupo de ejercicio excéntrico con RFS y otro en
condiciones normales, ambos realizados con una intensidad del 30% sobre la MCV. Por
su parte, Kacin & Strazar, (2011) encontraron que, cuando el ejercicio se realiza hasta el
fallo muscular, donde el volumen de entrenamiento aumenta considerablemente, los
niveles de oxigenación en el músculo disminuyen para todos los grupos evaluados. En
nuestro caso, la baja presión de RFS utilizada también podría justificar que no se
produjera una reducción en la SpO2 para el grupo que entrenó en condiciones de
isquemia. Esto resulta muy positivo pues una hipoxemia podría provocar en los
entrenandos diferentes efectos no deseados como insuficiencia respiratoria o
disminución del rendimiento cerebral.
En definitiva, tras el análisis de los resultados obtenidos en nuestro estudio
parece evidente que el entrenamiento con RFS puede ser una alternativa eficaz al
147
entrenamiento de convencional de fuerza para mantener unas respuestas
cardiovasculares estables y no perjudiciales durante e inmediatamente después de una
sesión. A pesar de ello, se necesitan nuevos estudios que valoren y comparen las
respuestas hemodinámicas agudas tras diferentes tipos de entrenamiento con y sin RFS
utilizando utilicen diferentes presiones de oclusión y distintos tamaños de manguito.
6.2.2. Respuestas cardiovasculares y hemodinámicas post-entrenamiento
Los resultados de nuestro estudio fueron consistentes con la hipótesis planteada
mostrando un efecto hipotensor para los 3 grupos de entrenamiento evaluados, siendo el
grupo de BI-RFS el que consiguió mantener dicho efecto durante más tiempo (hasta 24h
post-ejercicio).
Varios estudios han propuesto el entrenamiento de fuerza como una posible
estrategia para la prevención y rehabilitación cardiovascular, encontrando una reducción
en la PA tras breves periodos de entrenamiento (3-6 semanas) e incluso como respuesta
aguda a una única sesión de fuerza de intensidad moderada-alta tanto en personas sanas
como hipertensas (Bentes et al., 2015; Fisher, 2001; Gerage et al., 2015; Polito, Simão,
Senna, & Farinatti, 2003; Queiroz, Gagliardi, Forjaz, & Rezk, 2009; Rossow et al.,
2010). Dicha reducción en la PA se conoce como “hipotensión post-ejercicio” y viene
causada por una reducción del gasto cardiaco, que no llega a ser compensada por el
aumento en la resistencia vascular periférica (Kenney & Seals, 1993). Tal efecto
también ha sido evaluado tras la aplicación de un entrenamiento de fuerza de baja carga
con RFS aunque los resultados al respecto se muestran controvertidos.
El estudio de Rossow et al., (2011) fue uno de los primeros en evaluar y
comparar el posible efecto hipotensor (post-30min y post-60min) tras una sesión de
fuerza con y sin RFS (AI -70% 1RM-, BI y BI-RFS -20% 1RM-) donde se realizaban 3
ejercicios para miembros inferiores (prensa de piernas, flexión de piernas, extensión de
piernas, respectivamente). Los hallazgos de este estudio muestran un efecto hipotensor
post-60min únicamente para el grupo AI (121±2 vs. 114±3 mmHg). Al respeto, los
autores alegan que, posiblemente, la carga utilizada para los grupos de BI no fuera
suficiente para alcanzar un umbral de intensidad mínimo -a pesar de haber aplicado una
presión de restricción de 200 mmHg-, sugiriendo que la acumulación de metabolitos
148
sólo se produce a intensidades superiores. Por su parte, Brandner et al., (2015), Fahs et
al., (2011) Vilaça-Alves et al., (2016) cuando compararon diferentes condiciones de
entrenamiento de fuerza con y sin RFS, no encontraron un efecto de hipotensión post-
ejercicio para ninguna de ellas, habiendo utilizado tanto ejercicios para el tren superior
como para el tren inferior. El mayor volumen de entrenamiento para el grupo AI del
estudio de Rossow et al., (2011) así como los diferentes grupos musculares
involucrados en cada intervención podrían explicar las diferencias de resultados entre
los estudios mencionados.
En contraposición a los hallazgos anteriores, Neto et al. (2015), al comparar 3
condiciones de entrenamiento (AI -80% 1RM-, BI y BI-RFS -20% 1RM-) donde se
realizaban 2 ejercicios para miembros superiores (curl de bíceps y extensión de tríceps)
y 2 para inferiores (flexión y extensión de piernas) en individuos normotensos,
encontraron un efecto hipotensor significativo para todas ellas, sin diferencias
significativas inter-grupo. De la misma manera, Maior et al. (2015), tras aplicar una
sesión del ejercicio curl de bíceps, encontraron que ambos grupos evaluados (AI -80%
1RM- y BI-RFS -40% 1RM) registraron una respuesta hipotensora post-ejercicio,
siendo el grupo de RFS quien promovió una mayor reducción tanto en la PAS como en
la PAD. Resultados idénticos fueron hallados por Moriggi et al., (2015) tras aplicar una
sesión de fuerza con y sin RFS compuesta por cuatro ejercicios para el tren superior,
donde se empleo una presión de restricción del 50% sobre la PAS. Los resultados
anteriormente mostrados están en línea con los obtenidos en nuestra investigación,
donde todas las condiciones de entrenamiento promovieron un efecto de hipotensión
post-ejercicio, a pesar de haber aplicado una carga del 30% sobre 1RM y una presión de
restricción media alrededor de 50 mmHg. Tales efectos para los 3 grupos evaluados
podrían explicarse por un aumento en los niveles de metabolitos (aun con baja carga) así
como por un incremento en la síntesis de óxido nítrico post-ejercicio que favorecería
cambios positivos en el endotelio y, consecuentemente, un efecto hipotensor (Anderson
& Wozniak, 2004; Rossow et al., 2012a; Suga et al., 2012). Además, también ha sido
sugerido que el entrenamiento de baja intensidad con RFS podría causar un mayor
estrés contra las paredes de los vasos sanguíneos cuando la restricción del flujo es
liberada, lo que llevaría a promover un efecto de vasodilatación y, consecuentemente,
una reducción en la PA tras el ejercicio (Kawada & Ishii, 2005).
149
Por tanto, aunque el efecto de hipotensión post-ejercicio tras una sesión de
fuerza de BI con y sin RFS no se muestra completamente evidenciado, nuestros datos
refuerzan la hipótesis de que las cargas bajas podrían suponer una potente herramienta
para favorecer una reducción de la PA, del mismo modo que ha sido corroborado con el
ejercicio de AI. Además, esta estrategia podría ser utilizada por un amplio espectro de
población debido a que la tensión mecánica se ve reducida comparado con un
entrenamiento con altas cargas. A pesar de ello, es importante apuntar que las respuestas
hemodinámicas post-ejercicio pueden variar en función de cómo se manipulen las
diferentes variables del entrenamiento (intensidad, volumen, frecuencia de
entrenamiento, etc.) y de la masa muscular involucrada en cada entrenamiento (De
Salles et al., 2010) por lo que nuevas investigaciones son necesarias con el objetivo de
esclarecer que tipo de entrenamiento es el más seguro y efectivo para generar respuestas
y adaptaciones cardiovasculares positivas para los entrenandos.
Otra de las variables evaluadas en el presente trabajo es el comportamiento de la
FC post-entrenamiento. Pocos trabajos se han preocupado en describir dicha respuesta a
pesar de que su evaluación y conocimiento podría ayudar a entender mejor la magnitud
de otras respuestas hemodinámicas más complejas (por ejemplo: El volumen sistólico,
el gasto cardiaco, la resistencia vascular sistémica, etc.) desencadenadas como
consecuencia de una sesión de entrenamiento de fuerza.
Vilaça-Alves et al. (2016), al comparar cuatro grupos de entrenamiento (AI y
BI-RFS con ejercicios para miembros superiores y AI y BI-RFS con ejercicios para
miembros inferiores), encontraron un ligero aumento en la FC post-15min para todos
los grupos en comparación con la medición pre- (en mayor proporción para las
condiciones que entrenaron miembros inferiores en detrimento de las superiores) sin
llegar a registrar diferencias significativas para ninguno de los grupos. En
contraposición a estos hallazgos, Okuno et al. (2013), tras comparar tres condiciones
(AI, BI y BI-RFS) utilizando el ejercicio de prensa de piernas, encontró un aumento
significativo en la FC post-ejercicio para todos los grupos. Estos autores observaron que
la FC se mantenía elevada hasta 30min post-sesión para los grupos BI y BI-RFS y hasta
5h post-sesión para el grupo AI. Además, este último grupo presentó un aumento
significativo más pronunciado en comparación con el grupo BI para todos los
momentos evaluados (post-10min, post-20min, post-30min, post-1h, post-5h y post-
24h). Por su parte, Fahs et al., (2011), al comparar tres grupos de entrenamiento (AI, BI,
150
BI-RFS) que realizaron 4 ejercicios para el tren inferior, encontraron un aumento
significativo en la FC post-15min para los 3 grupos (p<0.05) que fue mantenido hasta
45min post-ejercicio para las condiciones AI y BI-RFS. Los resultados de nuestro
estudio son muy similares a los obtenidos por este último trabajo ya que el grupo AI
experimentó un incremento de la FC post-15 y post-30min -con diferencias
significativas sólo para el último momento- mientras que el grupo BI-RFS lo
desencadenó pasados 15 minutos de la intervención. Tales resultados podrían explicarse
por un aumento pronunciado en la actividad del sistema nervioso simpático durante el
ejercicio de AI y BI-RFS que se mantendría hasta pasadas algunas horas de la sesión
(Iida et al., 2007). Además, la reactivación del sistema nervioso parasimpático tras una
sesión de ejercicio parece estar influenciada por la magnitud de la carga de
entrenamiento así como por el volumen total de la sesión (Seiler, Haugen, & Kuffel,
2007). Esto podría explicar que las condiciones AI y BI-RFS presenten valores de FC
post-ejercicio más elevados y mantenidos durante un mayor tiempo en comparación con
la condición BI.
En cuanto a los niveles de oxigenación post-entrenamiento es importante anotar
que existe poca evidencia hasta el momento. En este sentido, nuestra mayor
preocupación recae en monitorizar dicha variable para asegurarnos que,
independientemente de la condición de entrenamiento aplicada, los valores de SpO2 se
mantienen dentro de los rangos normales.
Kacin & Strazar, (2011) mostraron que un mayor volumen de entrenamiento se
asocia con una disminución en los niveles de oxigenación en el músculo. Esta razón
podría llevar a explicar la reducción en la SpO2 para el grupo AI de nuestro estudio, la
cual se mantuvo hasta 60 minutos post-ejercicio, aunque otros estudios (Downs et al.,
2014; Tanimoto et al., 2005) no lograron mostrar los mismos resultados. Además, a
pesar de que varios trabajos han mostrado una reducción en el suministro de oxigeno
intramuscular tras una sesión de fuerza con RFS así como un posterior aumento de la
reperfusión sanguínea (Takarada et al., 2000b; Tanimoto et al, 2005), que podría
traducirse en una disminución de la SpO2, nuestros resultados no apoyan esta hipótesis.
Tal vez, el grupo muscular involucrado y la presión de restricción utilizada en nuestro
estudio no fueron suficientes para generar tal reducción en los niveles de oxigenación
post-entrenamiento para los grupos BI y BI-RFS. A lo anterior podría añadirse el hecho
de liberar la RFS durante los intervalos, lo que provocaría un aumento en la
151
disponibilidad de oxigeno para la siguiente serie de ejercicio por parte de los músculos
involucrados en la acción de flexión plantar.
A la vista queda la importante laguna de conocimiento existente al respecto de
las respuestas post-ejercicio sobre la SpO2. Además, las diferentes metodologías
utilizadas para el registro de dicha variable (tecnología NIRs frente al oxímetro de
pulso) dificultan articular una discusión bien fundamentada. Por tanto, nuevas
investigaciones son necesarias con el objetivo de esclarecer las respuestas
hemodinámicas post-ejercicio, y específicamente sobre los niveles de SpO2, tras la
aplicación de un entrenamiento de fuerza con y sin RFS.
6.3. EFECTOS AGUDOS EN LAS VARIABLES MUSCULARES
A continuación se presenta la discusión de los resultados para las variables
musculares, dividida en dos bloques bien diferenciados. Por un lado se hará referencia a
las respuestas musculares morfológicas y, por otro, a las respuestas musculares de
carácter funcional.
6.3.1. Respuestas musculares morfológicas
Los resultados de nuestro estudio fueron consistentes con la hipótesis planteada,
demostrando que el grupo que entrenó con cargas bajas y en condiciones de isquemia
(BI-RFS) obtuvo incrementos similares e incluso superiores en el espesor de los
músculos evaluados comparado con el grupo AI, manteniéndose elevados dichos
valores durante las mediciones post-ejercicio. Además, el perímetro de la pierna
aumentó en la misma medida para los tres grupos, lo que deja entrever que, para el
grupo muscular evaluado, incluso la baja carga es capaz de promover un efecto agudo
de hinchazón muscular.
Las respuestas agudas y adaptaciones morfológicas subsiguientes al
entrenamiento de fuerza, comúnmente, han constituido un foco de atención primaria
para los investigadores de nuestro ámbito. En este sentido, es bien sabido que el
músculo esquelético se ajusta en función de la actividad contráctil a la que es sometido
y que tales respuestas son específicas del tipo de entrenamiento realizado (de Freitas et
152
al., 2017). Tradicionalmente, organizaciones internacionales han recomendado el
entrenamiento de fuerza de alta intensidad (70-75% 1RM) para alcanzar adaptaciones
neuromusculares en los entrenandos (ACSM, 2009). No obstante, más recientemente, se
ha sugerido que la combinación de bajas cargas con RFS podría constituir una
alternativa eficaz en pro de alcanzar respuestas musculares similares a las obtenidas con
un entrenamiento de fuerza de alta intensidad (Abe et al., 2005b; Karabulut et al., 2010;
Takarada et al., 2004).
Varios estudios han evaluado los efectos crónicos sobre el tamaño muscular
comparando un grupo de BI-RFS y otro de AI, habiendo registrado aumentos
significativos similares para ambas condiciones. Dichos incrementos han sido
observados a través del AST del músculo (Madarame et al., 2008; Takada et al., 2012;
Takarada et al., 2002; Vechin et al., 2015) así como del espesor muscular (Lowery et
al., 2014; Martín-Hernandez et al., 2013b). A pesar de que las adaptaciones obtenidas en
la masa muscular con un entrenamiento de fuerza de BI-RFS parecen ser evidentes, los
efectos agudos todavía siguen suscitando ciertas dudas por lo que la investigación al
respecto sigue creciendo.
Varios estudios han encontrado aumentos agudos significativos en el espesor
muscular tras una única sesión de entrenamiento de BI-RFS (Fahs et al., 2015; Martín-
Hernandez et al., 2013b; Yasuda et al., 2012; Yasuda et al., 2015). Estos mismos
resultados fueron hallados en nuestro estudio para los dos músculos evaluados. Los
mecanismos fisiológicos que podrían explicar tales respuestas no están del todo claros,
aunque se ha hipotetizado que el efecto agudo de hinchazón muscular podría venir dado
por un incremento en la síntesis de proteínas musculares (Yasuda et al., 2012), así como
por una acumulación de metabolitos alrededor del músculo entrenado (por ejemplo:
Lactato) (Sugaya, Yasuda, Suga, Okita, & Abe, 2011). Además, una pérdida de
volumen plasmático así como un incremento en la presión intramuscular debido al
cambio de fluido en las células musculares también se han postulado como posibles
hipótesis al efecto de hinchazón muscular agudo (Abe et al., 2012; Takarada et al.,
2000b). Todas esas respuestas agudas son asociadas con una mayor adaptación
hipertrófica del músculo esquelético tras un periodo de entrenamiento prolongado
(Yasuda et al., 2012) aunque se precisa de nuevas investigaciones que lo corroboren.
153
Además, nuestros resultados desvelaron que el aumento en el espesor muscular
del GM y el TA tras un entrenamiento de BI-RFS fue mantenido hasta 24 horas y 60
minutos post-ejercicio, respectivamente para cada músculo. El fenómeno que podría
explicar tal resultado sería el movimiento de fluido hacia las células musculares ya que
si el hinchazón inicial viniese dado por la acumulación venosa provocada por la RFS, el
valor de espesor muscular habría regresado a su nivel basal una vez concluido el
entrenamiento (Martín-Hernandez et al., 2013b).
Hasta la fecha, los estudios publicados en la literatura científica han empleado
diferentes cargas (20-40 %1RM) y un amplio abanico de presiones de RFS (desde 50
hasta 250 mmHg) para evaluar los cambios en el espesor muscular subsiguiente a un
entrenamiento de BI-RFS. Sin embargo, pocos estudios han tratado de desvelar que
porcentaje de carga y presión de RFS relativa podrían desencadenar las mayores
respuestas musculares agudas. En este sentido, Loenneke et al. (2017), cuando aplicaron
un entrenamiento de extensión bilateral de rodillas realizado hasta el fallo, utilizando
diferentes cargas (20 y 30% 1RM) y presiones de RFS (40, 50 y 60% sobre la presión
total de restricción individual), encontraron un efecto de hinchazón muscular similar
para todos los grupos. Estos resultados llevaron a los autores a concluir que, en el caso
de los miembros inferiores, el efecto de hinchazón no aumenta en mayor medida cuando
se usa una carga o una presión de restricción mayor. Además, esto llevó a los autores a
sugerir que el músculo esquelético podría hincharse en una cantidad finita
independientemente de la manipulación de la carga y presión de restricción así como del
volumen de entrenamiento alcanzado. Los resultados del artículo mencionado refuerzan
nuestros datos, donde una presión de restricción relativamente baja (30% sobre la
presión total de restricción individual) fue capaz de promover un efecto de hinchazón
muscular en la pantorrilla.
Por su parte, Matthew et al. (2018), evaluaron las respuestas musculares agudas
para el tren superior (a través del ejercicio de flexión de codo realizado hasta el fallo)
utilizando una carga del 30% de 1RM y comparando diferentes presiones de restricción
(0, 10, 20, 30 50 y 90% sobre la presión total de restricción individual). Estos autores
encontraron un incremento en el espesor muscular para todas las condiciones sin
diferencias significativas entre ellas. Tales resultados ponen de manifiesto que, incluso
un entrenamiento de BI sin RFS, es capaz de promover un efecto de hinchazón
muscular cuando es realizado hasta el fallo muscular. Estos mismos resultados también
154
fueron observados por Farup et al., (2015) y Yasuda et al., (2015). Resultados similares
fueron encontrados en nuestro estudio, donde el grupo de BI sin RFS, también logró
incrementos en el espesor muscular del GM y en el perímetro de la pierna, a pesar de
haber realizado un entrenamiento compuesto por 1 serie de 30 repeticiones y 3 series de
15 repeticiones. Tal vez, el grupo muscular involucrado en nuestro estudio podría
explicar tales resultados al tratarse de un músculo que, rara vez, es sometido a un
entrenamiento de fuerza de alta intensidad. Además, las características de la muestra
(población físicamente activa) también podrían haber influenciado sobre estos
resultados pues una población más “débil” podría alcanzar de forma más prematura el
umbral mínimo necesario para obtener un efecto agudo de hinchazón muscular.
Añadido a lo anterior, en línea con nuestros resultados, Fry et al. (2010), al
comparar dos grupos de BI con y sin RFS realizando el ejercicio de extensión de pierna,
encontraron un incremento agudo en la circunferencia de la pierna para ambos grupos,
siendo la condición BI-RFS quien consiguió un incremento significativamente mayor.
Los autores alegan que dicha respuesta, a pesar de no ser una medida directa de
hinchazón muscular, podría asociarse a un efecto de cell swelling inducido por un
aumento en la señalización de la proteína mTORC1.
Por último, nuestros datos muestran como el espesor del músculo TA sólo
aumentó para la condición BI-RFS. Los estudios publicados en la literatura científica no
se han centrado en desvelar las respuestas agudas de hinchazón en los músculos
agonistas y antagonistas de una determinada acción sino que, comúnmente, han tratado
de describir el comportamiento del músculo principal implicado durante el
entrenamiento. A pesar de ello, una posible explicación ante tales resultados podría ser
la propia restricción del flujo generada sobre la pierna. El hecho de aplicar un torniquete
sobre una región (y no sobre un músculo en concreto) podría haber favorecido ese
efecto de hinchazón muscular para el TA del mismo modo que para el GM. En ese
sentido, y como ya ha sido apuntado anteriormente, algunos estudios han observado
efectos sistémicos cuando se utiliza la RFS (Abe et al., 2005b; Yasuda, Ogasawara,
Sakamaki, Bemben, & Abe, 2011), lo que podría favorecer ese hinchazón muscular en
el tibial anterior. Además, puesto que el entrenamiento fue realizado implicando ambas
fases de movimiento (concéntrica-excéntrica), lo lógico sería obtener tales aumentos
para ambos músculos. Sin embargo, nuevos estudios son necesarios con el objetivo de
esclarecer estas respuestas ya que, obtener aumentos en la masa muscular de una región
155
y no de un único músculo en concreto, podría aportar un valor añadido al entrenamiento
de BI-RFS puesto que con un menor volumen de entrenamiento se podrían alcanzar
respuestas similares e incluso superiores que las obtenidas con el entrenamiento de
fuerza de alta intensidad.
Para cerrar este apartado es necesario apuntar que puesto que las respuestas
agudas en el espesor del músculo esquelético tras un entrenamiento de BI-RFS no
parecen ser dependientes de la carga empleada y de la presión de restricción aplicado
(Loenneke et al., 2017; Matthew et al., 2018), los autores del presente trabajo sugieren
emplear valores leves-moderados de presión de restricción (30-50% sobre la presión
total de restricción individual) ya que niveles más altos podrían favorecer respuestas
cardiovasculares adversas y un mayor dolor e incomodidad en los entrenandos. Además,
el estudio del estado del arte ha dejado patente la carencia de estudios que comparen los
efectos agudos de hinchazón muscular entre un grupo de entrenamiento de fuerza de AI
y otro de BI-RFS.
6.3.2. Respuestas músculo-funcionales
Las respuestas músculo-funcionales al entrenamiento incluyen los cambios
agudos acontecidos en los valores de fuerza dinámica máxima (evaluada mediante el
test de 1RM) así como en la activación muscular (medida a través de electromiografía
de superficie - EMG) durante la aplicación de un ejercicio contra-resistencias.
Con respecto al valor de 1RM, nuestros resultados son consistentes con la
hipótesis planteada demostrando que los grupos BI-RFS y AI son capaces de promover
aumentos similares post-ejercicio en los valores de fuerza dinámica máxima. Añadido a
ello, el análisis de nuestros datos también refleja un incremento en esta variable para el
grupo que entrenó con baja intensidad.
Tradicionalmente, el protocolo más utilizado para alcanzar aumentos de la
fuerza muscular incluye altas intensidades (≥85% 1RM) con un bajo volumen (2-6
series de 5-6 repeticiones como máximo) y un amplio periodo de recuperación (3-5
minutos) (ACSM, 2009). Al respecto, numerosos estudios han encontrado incrementos
en los valores de fuerza dinámica máxima tras un periodo de entrenamiento de fuerza
convencional de 6 a 12 semanas con diferentes tipos de poblaciones (Campos et al.,
156
2002; Holm et al., 2008; Mangine et al., 2015; Mitchell et al., 2012; Schoenfeld et al.,
2015). No obstante, la estrategia anteriormente mencionada parece no ser la única capaz
de promover adaptaciones en los niveles de fuerza muscular. En este sentido, un
programa de entrenamiento de BI-RFS también ha demostrado ser efectivo cuando se
han evaluado diferentes grupos poblacionales y grupos musculares, incluido utilizando
el ejercicio de flexión plantar (Evans, Vance, & Brown, 2010; Fujita, Brechue, Kurita,
Sato, & Abe, 2008; Karabulut, Bemben, Sherk, Anderson, Abe, & Bemben, 2011;
Madarame et al., 2008; Martín-Hernández et al., 2013a; Sumide et al., 2009). En
cualquier caso, la literatura científica sugiere que la duración del programa así como la
experiencia de los entrenandos son variables importantes que guardan una estrecha
relación con la magnitud de la adaptación (de Freitas et al., 2017).
Con respecto a los aumentos agudos en los niveles de fuerza dinámica máxima
tras una única sesión de ejercicios contra-resistencias con o sin RFS, numerosos
estudios han sugerido que tales respuestas podrían asociarse principalmente a
mecanismos neurales, los cuales ayudarían a incrementar la coordinación intra e
intermuscular (Gabriel, Kamen, & Frost, 2006; Häkkinen et al., 1998; Kamen, 1983;
Moritani & deVries, 1979). Añadido a ello, otros autores también hacen referencia a un
posible efecto de aprendizaje, así como un aumento concomitante en el grosor del
músculo (Evans et al., 2010; Scott et al., 2015; Wilmore et al., 2008).
Los resultados de nuestro estudio muestran un aumento en los valores de 1RM
post-60 minutos para las 3 condiciones de entrenamientos evaluadas. Al respecto, el
análisis de la literatura científica nos lleva a sugerir que tales respuestas se encuentran
asociadas a mecanismos neurales, entre los que cabría destacar alternaciones en la co-
activación de los músculos agonistas-antagonistas, un aumento en la amplitud y
eficiencia de la activación muscular, cambios en los receptores sensoriales (órganos
tendinosos de Golgi y husos musculares) y un incremento en el reclutamiento y
sincronización de unidades motoras así como en la frecuencia de disparos de las mismas
(Gabriel et al., 2006). Todo ello, junto con otros mecanismos asociados podrían ayudar
a mejorar la técnica de ejecución del ejercicio y consecuentemente, el valor de fuerza
máxima (Moritani & DeVries, 1979; Moritani, 1993).
A pesar de que los mecanismos neurales parecen jugar un rol importante en las
ganancias de fuerza, sobre todo durante las primeras etapas de entrenamiento, un
157
aumento agudo en la masa muscular (cell swelling) también ha sido propuesto como
mecanismo responsable del aumento temprano de la fuerza máxima (Evans et al., 2010).
En este sentido, Scott et al., (2015) apuntan que los incrementos en la fuerza muscular
tras un ejercicio con RFS podrían guardar una estrecha relación con los incrementos
alcanzados en el tamaño del músculo, en detrimento de las adaptaciones neurales.
Por otro lado, cuando se han comparado ejercicios realizados de manera bilateral
y unilateral, la primera forma ha demostrado asociarse con menores incrementos en la
actividad EMG de los músculos así como en los valores de fuerza (Gabriel et al., 2006).
Estos resultados también podrían explicar nuestros hallazgos, donde el ejercicio de
flexión plantar fue realizado de manera unilateral.
Sin embargo, aunque las mejoras en los niveles de 1RM han quedado
evidenciadas en el presente trabajo, el origen de las mismas no está claro, presentándose
como posibles mecanismos responsables las respuestas neurales, el efecto de
aprendizaje y/o el efecto de hinchazón muscular observado tras la sesión de
entrenamiento para las 3 condiciones evaluadas. Añadido a ello, el hecho de estimar el
valor de 1RM a partir de una fórmula, además de no realizar varias sesiones de
familiarización con el test de 1RM puede haber influenciado sobre el valor real de
fuerza dinámica máxima, por lo que ello debería considerarse como una limitación del
estudio.
La segunda respuesta músculo-funcional evaluada en nuestro estudio fue la
activación muscular del GM y TA durante la acción de flexión plantar. En este sentido,
nuestros resultados mostraron niveles altos de activación muscular para el GM durante
las 3 condiciones aplicadas, sin diferencias significativas entre ellas. En el caso del TA,
el grupo BI-RFS mostró una activación significativamente menor comparado con el
grupo AI.
La literatura científica ha dejado evidenciado un aumento en la activación
muscular durante un entrenamiento de baja carga con RFS (Cook et al., 2013; Fahs et
al., 2015; Takarada et al., 2002; Wernbom, Järrebring, Andreasson, & Augustsson,
2009; Yasuda et al., 2009) siendo sugerido tal efecto como uno de los mecanismos
responsables por el aumento de la masa muscular obtenido cuando se utiliza esta
estrategia (Moritani et al., 1992; Sundberg, 1994; Takarada et al., 2000b). Además, ha
sido hipotetizado que tales aumentos logrados durante un entrenamiento de BI-RFS
158
podrían venir dados por una sobrecarga metabólica, lo que ocasiona un agotamiento de
la fosfocreatina y una reducción en el pH intramuscular que, a su vez, acabaría
desencadenando un mayor reclutamiento de fibras de umbral más alto, es decir, fibras
de tipo II en detrimento de las de tipo I (Counts et al., 2016; Loenneke et al., 2015a;
Suga et al., 2012; Yasuda et al., 2010).
Cuando han sido comparados los niveles de activación muscular obtenidos
durante un entrenamiento de AI y otro de BI-RFS utilizando ejercicios para miembros
inferiores, los estudios han informado niveles de actividad muscular similares
(Shinohara et al., 1998; Takarada et al., 2000b; Takarada et al., 2002). Resultados
idénticos fueron hallados en nuestro estudio para el músculo GM, aunque no para el
TA. En este sentido, la menor activación del músculo TA para el grupo BI-RFS en
comparación con la condición AI podría explicarse por la superimposición del manguito
sobre el nervio tibial lo que podría inhibir la capacidad del músculo para activarse en un
alto grado.
Por otro lado, es bien sabido que la activación muscular aumenta cuando el
ejercicio (con y sin RFS) se realiza hasta el agotamiento (Potvin, 1997). En esta línea,
Wernbom et al. (2009), tras comparar una condición de BI con otra de BI-RFS, en el
ejercicio de extensión de pierna realizado hasta el fallo muscular, encontraron altos
niveles de activación para ambas condiciones en los músculos vasto medial y vasto
lateral. Tales hallazgos sugieren que el entrenamiento de BI, por sí sólo, también es
capaz de promover una alta activación de los músculos implicados cuando el ejercicio
se realiza hasta el fallo. En nuestro estudio, donde se utilizó un protocolo de 4 series (1
x 30 repeticiones + 3 x 15 repeticiones) el grupo de BI también fue capaz de obtener
una activación muscular del GM similar a los otros dos grupos e incluso un poco más
alta en comparación con el grupo BI-RFS para el músculo TA. Estos resultados nos
hacen pensar que posiblemente, aun con carga baja, los individuos de nuestro estudio se
encontraron cerca de realizar un ejercicio hasta el fallo muscular, lo que originó una
sobrecarga muscular y, consecuentemente, un efecto agudo de hinchazón, como ya se
ha comentado.
Por otro lado, Henneman, Somjen, & Carpenter (1965) informaron que la
activación muscular es proporcional a la intensidad del ejercicio. En esta línea,
recientemente, Loenneke et al., (2015a) encontraron una mayor activación muscular
159
cuando el ejercicio de extensión de pierna con y sin RFS fue realizado utilizando una
carga del 30% 1RM frente al 20% 1RM.
Añadido a lo anterior, recientes estudios también han tratado de comparar los
niveles de activación muscular utilizando diferentes presiones de restricción. En este
sentido, Yasuda et al., (2009) y Fatela, Reis, Mendonça, Avela, & Mil-Homens (2016)
encontraron que diferentes presiones relativas de RFS tienen un efecto sobre la
magnitud de activación muscular. Además, Loenneke et al., (2015a), cuando
compararon distintas presiones de RFS utilizando una carga del 30% de 1RM,
observaron que niveles de RFS superiores al 50% sobre la PRT no parecen provocar un
aumento significativo en la activación muscular comparado con una presión más baja
(40% sobre la PRT). Nuestros resultados se encuentran en línea de los publicados por
Loenneke et al., (2015a) donde un nivel de restricción relativamente bajo (30% sobre la
presión total individual de RFS) fue suficiente para inducir aumentos similares en la
activación muscular del GM comparado con el entrenamiento de AI. Además, tales
resultados sugieren que bajas cargas (30% 1RM) asociadas a una presión de RFS del
30% son capaces de contribuir a un aumento agudo del espesor muscular similar al
alcanzado con cargas altas (70-80% 1RM), como ya ha sido reportado en este mismo
trabajo.
Por último, al comparar los niveles de activación para el GM y el TA de nuestro
estudio, se puede observar como ambos músculos respondieron de manera diferente
ante un mismo estímulo (carga y presión de oclusión). Estos datos sugieren que la
colocación del manguito o la proximidad de éste con respecto al vientre muscular,
probablemente puedan influenciar sobre la activación muscular subsiguiente. Además,
el hecho de que el TA actúe como músculo antagonista en la acción de flexión plantar
así como la superimposición del manguito sobre el nervio tibial también podrían
explicar esa menor activación de un músculo comparado con el otro.
160
7. CONCLUSIONES
El análisis e interpretación de los resultados obtenidos en el presente proyecto
permiten extraer las siguientes conclusiones:
A) Una única sesión de ERFS desencadena una reducción aguda y transitoria en
el espesor del tendón de Aquiles cuyo efecto se atenuó 24 horas post-
entrenamiento. Tales hallazgos permiten concluir que el ERFS se presenta
como una estrategia de entrenamiento que promueve respuestas agudas
positivas en el grosor del tendón de Aquiles.
B) Las respuestas cardiovasculares y hemodinámicas ocasionadas por el ERFS
durante e inmediatamente después del ejercicio se encuentran dentro del
rango normal cuando se comparan con las desencadenadas por el
entrenamiento convencional de fuerza. Por lo tanto, se puede concluir que el
entrenamiento de fuerza de baja intensidad con RFS es una alternativa segura
y viable para la población físicamente activa en términos de salud
cardiovascular.
C) El aumento en el espesor muscular tras una sesión de ERFS es equiparable al
alcanzado tras una sesión de fuerza de alta intensidad, por lo que el efecto de
hinchazón muscular ocurre sin necesidad de una carga mecánica elevada.
Además, en el caso de los músculos del tríceps sural, un valor de restricción
del 30% sobre la PRT es suficiente para generar tal efecto agudo de
hipertrofia.
D) La fuerza dinámica máxima experimenta mejoras agudas post-entrenamiento
independientemente de la condición aplicada. Los mecanismos neurales,
junto con un efecto de aprendizaje y un aumento en el valor del espesor
muscular se presentan como los principales responsables de tales
incrementos.
E) Las tres condiciones de entrenamiento desencadenan una alta activación
electromiográfica para el músculo agonista implicado durante la acción de
flexión plantar, así como una reducción en la co-activación del músculo
antagonista.
161
8. LIMITACIONES
A) Además de los tres grupos incluidos en nuestro estudio, se podría haber
incluido otro más en el que se aplicara una RFS mayor (60%-80% sobre la
PRT). Ello permitiría conocer la influencia de una presión de restricción
mayor sobre la magnitud de las respuestas evaluadas en nuestro estudio.
B) La evaluación de diferentes propiedades del tendón de Aquiles (por ejemplo:
stiffness, alargamiento, estrés, etc.) habría proporcionado una información
muy relevante e interesante que nos habría permitido establecer una relación
con los valores de espesor de esta estructura.
C) Con el objetivo de buscar una mayor especificidad en la evaluación de los
niveles de oxigenación, podría haberse utilizado la tecnología NIRs
directamente sobre los músculos involucrados en nuestro ejercicio.
D) Llevar a cabo una familiarización de varias sesiones con el test de 1RM
podría haber ayudado a reducir al máximo el efecto de aprendizaje en dicha
prueba.
E) Llevar a cabo un conjunto de medidas de reproducibilidad pre-intervención
para los diferentes parámetros evaluados aportaría una mayor rigurosidad a
nuestros hallazgos.
162
9. APLICACIONES PRÁCTICAS
Dados los resultados de nuestra investigación se puede inferir que el
entrenamiento con RFS, utilizando una carga de 30% 1RM y una presión de restricción
del 30% sobre la PRT, se presenta como una estrategia alternativa para aquellas
personas que tienen por objeto aumentar la fuerza y la masa muscular de forma aguda y
no quieren o pueden utilizar el entrenamiento convencional de alta intensidad. Además,
como ha sido evidenciado en el presente trabajo, no existe riesgo cardiovascular
asociado a esta metodología y el tendón de Aquiles tampoco ve modificado su
comportamiento de manera negativa.
Añadido a lo anterior, un punto a destacar del presente estudio es la baja presión
de restricción aplicada así como el ejercicio propuesto, lo que hace que esta estrategia
pueda ser utilizada por un amplio espectro poblacional que requiera de un
fortalecimiento de la musculatura flexo-plantar de la articulación tibio-astragalina con
cargas mecánicas bajas (por ejemplo, personas de edad avanzada o deportistas
rehabilitados de un esguince tibioastragalino por excesiva inversión en fases iniciales de
la recuperación funcional).
163
10. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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195
11. ANEXOS
11.1. CONSENTIMIENTO INFORMADO
Consentimiento informado para el estudio de los efectos agudos del entrenamiento con
restricción del flujo sanguíneo.
1.- Identificación y descripción del procedimiento
Estudio sobre los “Efectos agudos del entrenamiento con restricción del flujo sanguíneo
sobre el tendón, la respuesta cardiovascular y la respuesta muscular”.
El procedimiento que se le propone consistirá en la realización de una sesión aguda de
entrenamiento neuromuscular unilateral de flexión plantar para la articulación tibioastragalina.
Existen tres condiciones de entrenamiento: a) grupo de alta intensidad (AI); b) grupo de baja
intensidad (BI); c) grupo de baja intensidad asociado a restricción del flujo sanguíneo (BI-RFS).
Tras un calentamiento protocolizado de 5 minutos y una serie de flexiones plantares de 20
repeticiones con el propio peso corporal, se instrumentará al sujeto con electromiografía (EMG)
en el tibial anterior y gemelo medial, tensiómetro, pulsioxímetro y manguito de RFS (en caso
del grupo BI-RFS) para proceder a realizar el entrenamiento.
2.- Objetivo
Los objetivos que se establecen para esta investigación son: a) Describir el comportamiento de
las variables cardiovasculares durante y después de un entrenamiento con RFS; b) Describir el
comportamiento del tendón de Aquiles tras una sesión de fuerza con RFS; c) Describir la
respuesta muscular agonista y antagonista durante una sesión con RFS; d) Comparar las
respuestas cardiovasculares, respuesta muscular y respuesta tendinosa acontecidas tras
diferentes protocolos de entrenamiento de fuerza con y sin RFS; e) Monitorizar el
comportamiento de los parámetros cardiovasculares, respuesta del tendón de Aquiles y de
fuerza muscular tras la sesión de entrenamiento.
3.- Beneficios esperados
Los beneficios esperados de nuestro trabajo serían un incremento de la fuerza y del tamaño
muscular para el gemelo y tibial anterior. Los sujetos, en todo momento serán debidamente
informados de las repercusiones que nuestro protocolo vaya a generar sobre el rendimiento
neuromuscular en el caso de que lo hubiera.
4.- Consecuencias previsibles de su realización
Es posible que los estudios realizados sobre sus muestras aporten información relevante para su
salud musculo-esquelética de los músculos de la pantorrilla. Tiene derecho tanto a ser
informado como a que no se le informe de sus datos.
196
5.- Consecuencias previsibles de su no realización y derecho de revocación del consentimiento
La decisión de no realizarse el presente estudio es totalmente voluntaria, pudiendo negarse e
incluso pudiendo revocar su consentimiento en cualquier momento, sin tener que dar ninguna
explicación y sin que ello tenga ninguna repercusión de ningún tipo.
6.- Protección de datos personales y confidencialidad
Los datos resultantes de la realización de su sesión de entrenamiento se almacenarán en el
archivo de la unidad.
Ha de saber que la información sobre sus datos personales y de salud serán incorporados y
tratados en una base de datos informatizada cumpliendo con las garantías que establece la Ley
de Protección de Datos de Carácter Personal y la legislación sanitaria aplicable.
Los datos de carácter personal se conservarán durante un periodo mínimo de 5 años, tras los
cuales podrá solicitar su cancelación. Para solicitar la cancelación deberá hacerlo por escrito y
dirigirse a los profesionales del centro que le propuso la colaboración. En caso de que usted no
solicitara dicha cancelación, los datos se mantendrán indefinidamente.
Declaración del paciente:
D/Dña......................................................................................de.................años de edad, con
domicilio en....................................................................................................................... y
DNI......................................
DECLARO Que el/la Dr./Dra..........................................................................., me ha explicado
el procedimiento a seguir para el estudio de los efectos agudos del entrenamiento oclusivo.
Manifiesto que estoy satisfecho/a con la información recibida, que se me ha informado
verbalmente de los protocolos a los que voy a ser sometido, que he podido hacer las preguntas
que he estimado conveniente, a las que se ha respondido adecuadamente, y que comprendo el
alcance del protocolo.
En Valencia a............de............................................................de 20..........
Fdo:
197
11.2. APROBACIÓN COMITÉ DE ÉTICA
198
11.3. IMÁGENES DE LA SEÑAL ELECTROMIOGRÁFICA DE LOS
MÚSCULOS GM Y TA PARA CADA UNA DE LAS CONDICIONES DE
ENTRENAMIENTO.
A modo de ejemplo de visualización, en este anexo quedan adjuntas las
imágenes de la señal EMG registradas por parte de un sujeto participante en cada
condición.
11.3.1. Grupo de entrenamiento de alta intensidad (AI)
Imagen 31. Señal EMG máxima del GM.
Imagen 32. Señal EMG máxima del TA.
199
Imagen 33. Señal EMG del GM durante la 1º serie de entrenamiento.
Imagen 34. Señal EMG del TA durante la 1º serie de entrenamiento.
Imagen 35. Señal EMG del GM durante la 2º serie de entrenamiento.
200
Imagen 36. Señal EMG del TA durante la 2º serie de entrenamiento.
Imagen 37. Señal EMG del GM durante la 3º serie de entrenamiento.
Imagen 38. Señal EMG del TA durante la 3º serie de entrenamiento.
201
Imagen 39. Señal EMG del GM durante la 4º serie de entrenamiento.
Imagen 40. Señal EMG del TA durante la 4º serie de entrenamiento.
11.3.2. Grupo de entrenamiento de baja intensidad (BI)
Imagen 41. Señal EMG máxima del GM.
202
Imagen 42. Señal EMG máxima del TA.
Imagen 43. Señal EMG del GM durante la 1º serie de entrenamiento.
Imagen 44. Señal EMG del TA durante la 1º serie de entrenamiento.
203
Imagen 45. Señal EMG del GM durante la 2º serie de entrenamiento.
Imagen 46. Señal EMG del TA durante la 2º serie de entrenamiento.
Imagen 47. Señal EMG del GM durante la 3º serie de entrenamiento.
204
Imagen 48. Señal EMG del TA durante la 3º serie de entrenamiento.
Imagen 49. Señal EMG del GM durante la 4º serie de entrenamiento.
Imagen 50. Señal EMG del TA durante la 4º serie de entrenamiento.
205
11.3.3. Grupo de entrenamiento de baja intensidad con restricción del flujo
sanguíneo (BI-RFS)
Imagen 51. Señal EMG máxima del GM.
Imagen 52. Señal EMG máxima del TA.
Imagen 53. Señal EMG del GM durante la 1º serie de entrenamiento.
206
Imagen 54. Señal EMG del TA durante la 1º serie de entrenamiento.
Imagen 55. Señal EMG del GM durante la 2º serie de entrenamiento.
Imagen 56. Señal EMG del TA durante la 2º serie de entrenamiento.
207
Imagen 57. Señal EMG del GM durante la 3º serie de entrenamiento.
Imagen 58. Señal EMG del TA durante la 3º serie de entrenamiento.
Imagen 59. Señal EMG del GM durante la 4º serie de entrenamiento.
208
Imagen 60. Señal EMG del TA durante la 4º serie de entrenamiento.