• Miguel Fernandez del Olmo

Fuerza, posición y neuronas motoras

Habitualmente se tiende a simplificar el funcionamiento de las neuronas motoras en la generación de fuerza muscular. Sabemos que la fuerza es el resultado del reclutamiento espacial de neuronas motoras (número de neuronas motoras que se activan) y del reclutamiento temporal (frecuencia de estimulación de las neuronas activadas). Sin embargo, si observamos el comportamiento de estas neuronas motoras en su totalidad el producto de la fuerza muscular es algo más complejo que la mera suma espacial y temporal.




En una serie de estudios llevados a cabo por el grupo del afamado Roger Enoka, de la Universidad de Colorado se comprobó como el comportamiento de las neuronas motoras para ejercer una misma fuerza difiere en función de la instrucción dada al sujeto. En estos estudios los sujetos debían de mantener un porcentaje de su fuerza isométrica durante el mayor tiempo posible, lo que se conoce como un test de tiempo hasta la fatiga. Este test lo debían de realizar bajo dos condiciones diferentes: en una condición (Condición Fuerza) los sujetos tenían feedback visual de la fuerza ejercida y debían usar este feedback para mantener la fuerza requerida, y en otra condición (Condición Posición) los sujetos tenían feedback visual del ángulo articular y debían mantener siempre el ángulo indicado por los investigadores. La novedad del protocolo residía en que en la Condición Posición, en el que el mantenimiento el ángulo requerido exigía realizar la misma fuerza que en la Condición Fuerza. ¡¡Una brillante idea de los investigadores!!! ya que de ese modo garantizaban una misma fuerza para las dos condiciones pero con diferentes instrucciones.


Los resultados de estos trabajos claramente indicaban que los sujetos se fatigaban antes en la Condición Posición, y esto era cierto para diferentes grupos musculares (extensores de la rodilla, flexores del brazo, flexores de muñeca etc...). Además en posteriores estudios analizaron la electromiografía de esos músculos utilizando electromiografía profunda que permite registrar los potenciales de acción de neuronas motoras observando que el comportamiento de las motoneuronas diferían entre ambas condiciones. De hecho la principal razón para esta fatiga en la condición de posición era la activación de nuevas neuronas motoras a lo largo del test. Esto se traducía en una menor frecuencia de estimulación de las neuronas activadas en la condición posición y más importante aún, un mayor coeficiente de variación de la frecuencia de descarga, es decir que la frecuencia de cada una de las neuronas activadas no era constante y fluctuaba en comparación con las activadas en la condición fuerza. ¿Y por qué ocurre este comportamiento diferente entre neuronas? Los investigadores sugieren varios mecanismos neurofisiológicos, aunque el más testado hasta el momento es un incremento en la sensibilidad del reflejo de estiramiento por una reducción en la inhibición presináptica de las aferentes Ia.


Sin entrar en más detalles de estos estudios (ver abajo referencias), lo que es importante destacar es que la producción de fuerza muscular es una capacidad altamente compleja, y es lógico que así sea, ya que nosotros somos entidades en continuo movimiento, movimiento únicamente posible cuando la tensión generada por el músculo supera la resistencia. Por ello, como investigadores no debemos limitar nuestro entendimiento sobre la fuerza a únicamente cuestiones relacionadas con la fuerza máxima, el ratio de desarrollo de la fuerza etc... Debemos salirnos de nuestra zona de confort y atrevernos con nuevas cuestiones.


Referencias


Accessory muscle activity contributes to the variation in time to task failure for different arm postures and loads.

Rudroff T, Barry BK, Stone AL, Barry CJ, Enoka RM.J Appl Physiol (1985). 2007 Mar;102(3):1000-6. doi: 10.1152/japplphysiol.00564.2006. Epub 2006 Nov 9.


Muscle activity differs with load compliance during fatiguing contractions with the knee extensor muscles.

Rudroff T, Justice JN, Matthews S, Zuo R, Enoka RM.Exp Brain Res. 2010 Jun;203(2):307-16. doi: 10.1007/s00221-010-2233-3. Epub 2010 Apr 1.PMID: 20358188


Presynaptic modulation of Ia afferents in young and old adults when performing force and position control.

Baudry S, Maerz AH, Enoka RM.J Neurophysiol. 2010 Feb;103(2):623-31. doi: 10.1152/jn.00839.2009. Epub 2009 Nov 25.


Task failure during fatiguing contractions performed by humans.

Maluf KS, Enoka RM.J Appl Physiol (1985). 2005 Aug;99(2):389-96. doi: 10.1152/japplphysiol.00207.2005.

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