Siguiendo la pista a Maffiuletti

Maffiuletti es uno de los investigadores más destacados en el campo de la electroestimulación, ya que desde hace 15 años ha realizado grandes aportaciones a nivel internacional. En el presente artículo iremos haciendo un recorrido a alguno de los artículos publicados en los que ha participado este investigador referente para muchos.

 En el año 2000 se indexaba una publicación de Maffiuletti y sus compañeros en la que se investigaban los efectos de la electroestimulación en el entrenamiento y la práctica de baloncesto sobre la fuerza muscular y la capacidad de salto. En este estudio se exponía un ensayo clínico aleatorizado en el que 20 jugadores de baloncesto jóvenes (media 24,7(3,9) años) se sometían a 4 semanas de entrenamiento, repartiéndose la mitad en el grupo control, y la otra mitad en el grupo experimental de electroestimulación. El grupo que realizaba electroestimulación lo hacía 3 veces por semana. La electroestimulación consistía en la estimulación de los vastos del cuádriceps a la par que se fijaba la rodilla en una máquina a 60°de extensión. Los parámetros fueron 100 Hz, a 400 ?s, con 3 segundos de impulso y 17 de descanso. Durante el entrenamiento cada músculo realizó 48 contracciones. La intensidad (miliamperios) se monitorizó online y fue determinada en función del 80% de la MCV (máxima contracción voluntaria) que se detectó al inicio de la sesión con un dinamómetro especial. Los resultados mostraron que la EMS aumentó las fuerzas isométrica, concéntrica y excéntrica de los extensores de la rodilla, además del rendimiento en salto vertical sin ciclo de estiramiento-acortamiento (squatjump – SJ), ya que la mejora en el CMJ (counter-movementjump) se debería a un mayor rendimiento de los extensores de la rodilla, por eso después de otras 4 semanas de entrenamiento de baloncesto, sin EMS, en los test se observó la mejoría(Maffiuletti, Cometti et al. 2000).

Dos años más tarde publicaba, junto con otros compañeros de la Universidad de Borgoña, un estudio sobre los efectos de la electroestimulación combinada con entrenamiento pliométrico sobre la altura de salto vertical. La intervención se realizó en 10 jugadores de voleibol durante 4 semanas. Los entrenamientos, 3 veces por semana, consistían en 48 contracciones de los extensores de la rodilla, 30 contracciones de los flexores plantares y, por último, 50 saltos pliométricos. La máxima contracción voluntaria se incrementó significativamente en tan solo 2 semanas tanto en los extensores de la rodilla (+20%) como en los flexores plantares (+13%). La altura de salto en diferentes pruebas (SJ y sCMJ) también mejoró: en el salto sin contramovimiento la mejora fue del 21%, mientras que en el spike CMJ lo fue del 8-10%. En las conclusiones los autores indican que cuando se propone entrenamiento de fuerza-resistencia con EMS para el desarrollo del salto vertical, el trabajo específico debe complementar las sesiones de electroestimulación para obtener mayores beneficios(Maffiuletti, Dugnani et al. 2002).

Cuando realmente empezamos a ver las conclusiones que le han hecho famoso a este investigador, es a raíz de la publicación, en 2002, de un estudio en el que se analizaba la activación de los flexores plantares tras un entrenamiento con electroestimulación. Maffiuletti, Pensini y Martin sometieron a 8 sujetos a 16 sesiones en 4 semanas de entrenamiento con electroestimulación, específico para los flexores plantares, en los que se provocaban contracciones involuntarias a 75 Hz y 400 ?s de 4 segundos de duración y 20 de descanso, mientras la cadera, la rodilla y el tobillo permanecían a 90°. Hubo mejoras en casi todos los parámetros, excepto en las propiedades contráctiles (con lo cual podemos enlazar los resultados de las investigaciones anteriores de Maffiuletti y otros autores en las que hubo mejoras significativas en el SJ y no tanto en el CMJ). Las conclusiones tras las mejoras observadas en los resultados fueron las siguientes: a) el incremento en el torque voluntario tras 4 semanas de EMS podría ser debido al incremento de activación en los músculos agonistas; b) el cambio más obvio es el aumento de la cantidad de impulso nervioso a los músculos desde los centros supraespinales; c) la adaptación de las unidades motoras para activar preferentemente las fibras de tipo II podría explicar los aumentos en la potenciación post activación y la actividad electromiográfica en el gastrocnemio tras un entrenamiento a corto plazo(Maffiuletti, Pensini et al. 2002).

Un año más tarde, en 2003, se mostraron los resultados de un estudio en el que analizaba los reflejos T y H, con una intervención similar a la del estudio resumido en el párrafo anterior. Las conclusiones de los autores indicaban que el entrenamiento con EMS de los músculos flexores plantares no afectó a la excitabilidad de las motoneuronas alfa y/o a la inhibiciónpresináptica(Maffiuletti, Pensini et al. 2003).

Una vez más, en la misma línea, en un estudio con 12 jugadores de voleibol a los que se les realizaba un entrenamiento de 4 semanas, 3 veces por semana, se pudo comprobar cómo, la aplicación de entrenamientos en los que solo había 20-22 contracciones involuntarias a través de EMS, para los extensores de la rodilla y los flexores plantares, no modificó la altura del salto en SJ y CMJ, pero sí se incrementó la altura y la potencia tras 15 segundos de CMJs consecutivos. Sin embargo, diez días después de abandonar el protocolo de intervención, se pudo observar cómo entonces sí aumentó la altura de salto significativamente en SJ y CMJ(Malatesta, Cattaneo et al. 2003).

En 2005, con Boeiro a la cabeza del estudio, publicaban los resultados de un estudio en el que intentaron vislumbrar la fatiga central y periférica producida por EMS. Según estos autores, la fatiga atribuible a este tipo de estímulo de entrenamiento resulta tanto central como periférica, produciéndose la alteración más obvia en el SNC como consecuencia de una disminución de la cantidad de impulso nervioso desde los centros supraespinales. Por otra parte, la insuficiencia de propagación neuromuscular fue más evidente para el músculo con el mayor porcentaje de fibras tipo II (Boerio, Jubeau et al. 2005). Sin embargo, los mismos autores, en otra publicación sobre esta misma investigación añaden que una sesión típica de EMS sobre los extensores de la rodilla principalmente se induce un fallo en la propagación neuromuscular, mientras los mecanismos de acoplamiento excitación-contracción y los mecanismos neurales no se ven significativamente afectados (Zory, Boerio et al. 2005). Un año después concluyeron, en otra intervención, que el entrenamiento EMS de fuerza resistencia, a corto plazo, se acompaña de respuestas (por incremento de la activación EMG) y adaptaciones neurales (por aumento de la amplitud del reflejo espinal y disminución de la coactivación), lo que explicaría el aumento y mantenimiento de la fuerza voluntaria máxima(Jubeau, Zory et al. 2006). Más tarde, en 2007, comprobaron cómo tras un entrenamiento de 4 semanas de EMS de los flexores plantares y tras un desentrenamiento también de 4 semanas se produjo una reducción de la fatiga a una solo sesión de EMS. Esto lleva a pensar a los autores que se pudiera atribuir a un fallo en la activación, disminuyendo la fatiga central, probablemente como resultado de los sujetos a una mayor tolerancia del dolor y el discomfort producidos por EMS (Jubeau, Zory et al. 2007).

En un equipo liderado por Brocherie, cinco investigadores, entre los que estaban Maffiuletti y Cometti, se embarcan en una intervención en 17 jugadores de hockey sobre hielo. Nueve de ellos realizaron entrenamiento con electroestimulación 3 días a la semana durante 3 semanas, donde los electrodos se colocaron en los extensores de la rodilla con 85 Hz y 4 segundos de impulso para realizar un total de 30 contracciones por sesión. La fuerza isocinética mejoró significativamente, así como los esprines de 10 metros con patines, mientras que la altura de salto disminuyó en SJ, CMJ y DJ(Brocherie, Babault et al. 2005). Estos resultados difieren con respecto a otros estudios, donde no se produce una disminución de la altura, e incluso se mejora en el squatjump, salto donde no hay requerimiento de las propiedades contráctiles. Es posible que esto sea consecuencia de la falta de entrenamiento con EMS de los flexores plantares, o quizás porque los requerimientos del deporte no están orientados hacia los saltos, por lo que no se incluyeron sesiones en las que hubiera mayor volumen de estos.

En 2006 se lanza, junto con investigadores españoles como Herrero e Izquierdo, a una intervención con una muestra más grande, de 40 sujetos, los cuales fueron aleatorizados en cuatro grupos distintos: EMS, pliometría, EMS y pliometría combinado y grupo control. Los entrenamientos se realizaron 4 veces por semana. El entrenamiento con EMS solo y el combinado con pliometría indujeron incrementos en la fuerza máxima e hipertrofia de los músculos entrenados. Sin embargo, el entrenamiento con solo EMS no produjo mejoras en el salto, e incluso interfirió en el esprint(Herrero, Izquierdo et al. 2006).

 Un curioso estudio de caso concluyó que los cambios plásticos en el control neural confirman que posiblemente haya una participación tanto de las estructuras espinales como de las supraespinales cuando las contracciones son inducidas por EMS. Además, los cambios a nivel fibrilar, provocados por el entrenamiento EMS de resistencia a la fuerza, en este caso afectaron preferentemente a las de tipo I(Maffiuletti, Zory et al. 2006). Un año después, en un estudio que mostraba una intervención en 16 hombres sanos para evaluar el reclutamiento de las fibras musculares se concluyó que durante la EMS las fibras se activan sin una secuencia obvia en relación al tipo de fibra, es decir, que lo hacen aleatoriamente, alejándose de la reversibilidad del principio de Henneman propuesta para la EMS (Jubeau, Gondin et al. 2007).

Uno de los artículos destacados de Maffiuletti de 2008 informaba sobre las diferencias entre hombres y mujeres con respecto a los umbrales sensitivos y de dolor. Las mujeres tardan más en sentir el estímulo, pero el umbral de dolor llega mucho antes (Maffiuletti, Herrero et al. 2008). Tres años más tarde, en otra investigación que estratificaba por mujer/hombre y por obeso/no obeso, se pudo comprobar cómo el umbral sensorial fue menor en las mujeres que en los hombres, tanto si eran o no obesos. Los umbrales sensoriales y motores fueron mayores en los obesos, siendo el índice de masa corporal un fuerte predictor de la excitabilidad motora (Maffiuletti, Morelli et al. 2011).

Un año después, continuando en la primera línea sobre rendimiento que inició en el año 2000, Maffiuletti investigó los efectos de un entrenamiento de electroestimulación sobre el rendimiento en la pretemporada de tenistas, concluyendo que se puede incluir para inducir mejoras en la potencia anaeróbica y en el ciclo de estiramiento-acortamiento (Maffiuletti, Bramanti et al. 2009).

Este investigador no se ha podido olvidar de la oxigenación de los tejidos, pudiendo corroborar junto a otros de sus compañeros cómo, a 30 Hz y con la intensidad máxima tolerada, el bíceps braquial requiere una demanda de oxígeno comparable a una contracción voluntaria a intensidad máxima(Muthalib, Jubeau et al. 2009). En otra intervención, con 10 sujetos jóvenes, compararon el índice de oxigenación de los tejidos con contracciones voluntarias e involuntarias en el bíceps braquial (EMS a 75 Hz, 50 contracciones, 4 segundos de impulso, 15 segundos de descanso). Los resultados de este experimento reportaron que la demanda de oxígeno local del bíceps braquial fue similar en ambas condiciones (Muthalib, Jubeau et al. 2010).

Volviendo a indagar sobre los efectos de la electroestimulación sobre la potenciación muscular, en 2010 se publicó un artículo en el que se comparaba cómo afectaba a la posterior activación muscular una contracción voluntaria máxima o una contracción producida por electroestimulación nerviosa transcutánea (TENS). Todo ello para el músculo cuádriceps, tanto el recto como en los vastos. Los parámetros TENS fueron 80 Hz a 500 ?s y la intensidad se asoció a un 40% de la máxima contracción voluntaria;por lo que la contracción voluntaria con la que se comparó fue también al 40%, y se realizó durante aproximadamente 10 segundos. Los 16 sujetos jóvenes que completaron la intervención tuvieron una amplitud M_max mayor significativa, para el recto femoral, desde los 3 segundos posteriores a la contracción hasta los 600 segundos en la condición voluntaria; mientras que en el vasto externo, hasta el segundo 60, la amplitud M_maxfue mayor, pero no significativa, cuando la contracción previa fue producida por TENS. Sin embargo, a pesar de que solo los resultados parecen estar claros para el recto femoral, los autores concluyen que para potenciar sería más recomendable elegir contracciones voluntarias (Jubeau, Gondin et al. 2010).

En 2010 Maffiuletti se lanza solo a una revisión sistemática sobre el uso de electroestimulación muscular, en la que se indica que su podría ser para: preservar la masa muscular y las funciones durante una lesión o inmovilización, recuperar la masa muscular y las funciones durante una lesión o inmovilización, mejorar las funciones de la musculatura sana o prehabilitarla. Así pues, también se indica que su uso se ha reportado en medicina cardiovascular, ortopédica, neurológica, general, geriátrica, espacial y deportiva. Destaca en esta revisión la insistencia entre las diferencias entre una contracción voluntaria y una producida por NMES: asincrónica vs. sincrónica, dispersa vs. superficial (cerca de los electrodos), selectiva (de fibras lentas a rápidas) vs. aleatoria (desordenada entre fibras lentas y rápidas), fatiga parcial vs. fatiga extrema, etc. Destaca la importancia en el entrenamiento con electroestimulación neuromuscular de los parámetros (frecuencia, intensidad, impulso, ruptura, rampa), las características de la contracción (dosis, duración de la contracción, longitud muscular, tipo de electroestimulación – sola, combinada o superimpuesta-), las características del hardware (electrodos, unidad de electroestimulación), detalles del programa (contracciones por sesión, sesiones a la semana, semanas, tolerancia, adherencia). Pero, sobre todo, al concluir destaca como limitación el desorden en el reclutamiento de las fibras musculares (Maffiuletti 2010).

La programación del entrenamiento de electroestimulación debe introducirse con cuidado cuando se trata de rendimiento deportivo, ya que un estudio más de 2010 indica que tras 4 semanas de entrenamiento con electroestimulación (4 veces a la semana) para el cuádriceps no produjo cambios en la fuerza de contracción voluntaria máxima, e incluso hubo un retroceso en las propiedades contráctiles, pero la activación muscular (EMG) sí que mejoró. Sin embargo, tras 4 semanas de desentrenamiento la activación muscular se mantuvo, se recuperó la función contráctil y aumentó la fuerza de contracción voluntaria máxima (Zory, Jubeau et al. 2010).

Una de las investigaciones más espectaculares consistió en analizar, a través de biopsia, el cuádriceps de 8 hombres jóvenes tras haberse sometido a entrenamiento por electroestimulación durante 8 semanas, en las que realizaron 25 sesiones. Los sujetos se dividieron en dos subgrupos, los que eran sedentarios, y los activos. El análisis se centró en las adaptaciones fenotípicas producidas. Se demostró que el entrenamiento con EMS es una modalidad eficaz para aumentar la masa muscular, la fuerza voluntaria máxima, el impulso neural y el metabolismo oxidativo, así como para mejorar los sistemas de defensa antioxidante. Las adaptaciones atípicas que se producen con este tipo de entrenamiento aúnan las características del entrenamiento de fuerza resistencia (“resistance”) y de resistencia cardiovascular (“endurance”), lo cual se podría atribuir al reclutamiento no selectivo de las unidades motoras. Además de mejorar en sujetos activos, en personas sedentarias parece especialmente adecuado, ya contrarresta de forma más elevada la atrofia por desuso típica de la hipoactividad(Gondin, Brocca et al. 2011).

Continuando con las revisiones, se publicó una en 2011 que recogía la evidencia sobre las adaptaciones neurales al entrenamiento con EMS. En esta se confirmaba la hipótesis de que en las primeras fases, en adultos jóvenes sanos, el entrenamiento con EMS, al igual que en el convencional, el aumento de la fuerza de máxima contracción voluntaria se produce a través de los mecanismos neurales, sin hipertrofia muscular. En esta revisión no se encontraron a penas evidencias sobre la participación de mecanismos espinales (médula) para mediar esos incrementos en la fuerza. Sin embargo, sí hay fuerte evidencia para sugerir que las contracciones con EMS pueden activar áreas sensoriales, sensoriomotoras y motoras, y caminos interhemisféricos en el cerebro (Hortobagyi and Maffiuletti 2011).

En 2012 publicaron una intervención en la que comparaban el daño muscular producido por contracciones isométricas voluntarias máximas y electroestimuladas en el los flexores del codo. Doce hombres, de 23 a 39 años, no entrenados. Se realizaron dos sesiones de test, separadas por 2 semanas, en las que con un brazo se realizaban las contracciones voluntarias y con el otro las electroestimuladas. Se realizaron 50 contracciones, con el codo a 160°, a 4 segundos de contracción y 15 segundos de descanso, en el caso de EMS a 75 Hz a 250 ?s. Se tomaron medidas inmediatamente después, a la hora, a las 24 h., a las 48 h., a las 72 h. y a las 96 h. La máxima contracción voluntaria disminuyó más con EMS y se recuperó más lentamente. Los niveles de CK (creatinquinasa) aumentó solo después de EMS, además los músculos estuvieron más doloridos y más sensibles. La electroestimulación indujo mayor daño muscular que las contracciones musculares, probablemente por la especificidad del reclutamiento de las unidades motoras(Jubeau, Muthalib et al. 2012).

Introduciéndose en el mundo de la rehabilitación, Maffiuletti y sus compañeros concluyeron, tras una intervención publicada en 2013, que añadir electroestimulación a los cuidados de pacientes críticamente enfermos supone una gran diferencia a solo realizar los cuidados habituales- Hay pruebas concluyentes de que se previene la pérdida de masa muscular (Maffiuletti, Roig et al. 2013).

Se ha destacado que la zona a estimular determina las respuestas y adaptaciones del entrenamiento con EMS. Por eso, en varias investigaciones en las que ha participado Maffiuletti se ha comprobado cómo el entrenamiento en cuádriceps resulta más efectivo cuando se electroestimula sobre el tronco del nervio femoral, que cuando se hace sobre el vientre muscular(Rodriguez-Falces, Maffiuletti et al. 2013; Rodriguez-Falces, Maffiuletti et al. 2013). Es por esto que, teóricamente, apoyan que encontrar el punto motor previamente a la colocación de los electrodos maximizaría los resultados y minimizaría las sensaciones de incomodidad (Botter, Oprandi et al. 2011; Gobbo, Maffiuletti et al. 2014). A este respecto no solo es importante la colocación de los electrodos, sino también su tamaño, por lo que en una intervención de 2014 se investigó la diferencia entre los electrodos convencionales, y los electrodos grandes y múltiples para electroestimularel cuádriceps. Se pudo comprobar cómo el uso de electrodos múltiples es legítimo para el entrenamiento, y genera contracciones más fuertes, además de percibirse menos desagradable (Maffiuletti, Vivodtzev et al. 2014).

Así pues, no podemos olvidarnos de las últimas aportaciones, en las que se compara la EMS a 25 Hz y 100 Hz, dando como resultado diferencias en la fatiga y la potenciación (Neyroud, Dodd et al. 2014; Regina Dias Da Silva, Neyroud et al. 2014). Además, siguiendo esta línea se ha podido ver cómo las diferencias inter-sujetos son grandes, sugiriendo que hay respondedores y no respondedores a los diferentes estímulos propuestos (Wegrzyk, Foure et al. 2014).

Beneficios de la electroestimulación

 Teniendo en cuenta todas estas aportaciones, podemos resumir el trabajo de Maffiuletti de la siguiente forma:

• La EMS mejora la fuerza de la contracción voluntaria máxima.
• La EMS no produce mejoras en las propiedades contráctiles. Sin embargo, el desentrenamiento a corto plazo (4 semanas), sobre todo si se acompaña de otro entrenamiento que requiera de la capacidad de salto (baloncesto, voleibol…), consigue que se produzcan mejoras en éstas.
• Los umbrales sensitivos se ven modificados por el género y el índice de masa corporal.
• La EMS puede emplearse como método de potenciación, pero en determinadas condiciones no supera la efectividad de realizar contracciones voluntarias máximas.
• La EMS en el bíceps braquial a bajas frecuencias (30 Hz) tiene efectos sobre la oxigenación parecidos a realizar una contracción voluntaria a máxima intensidad, sin embargo no hay diferencias con contracciones voluntarias de intensidad similar cuando la frecuencia es alta (75 Hz).
• En personas sedentarias contrarresta los efectos de la hipoactividad con más eficacia que en personas activas.
• La EMS produce adaptaciones neurales, ya que hay evidencias de la participación de los centros supraespinales, pero no de los espinales.
• En EMS el reclutamiento de fibras musculares es aleatorio, y no cumple la reversibilidad del principio de Hennrman.
• La EMS produce mayor daño muscular que las contracciones voluntarias.
• Hay respondedores y no respondedores a las diferentes frecuencias de EMS.
• El punto motor es importante para aumentar la efectividad.
• Es más efectivo estimular a nivel del tronco del nervio que en el vientre muscular.
• Los electrodos grandes y múltiples son más efectivos y con ellos se obtiene menor disconfort.

 Por Carlota Díez Rico. Colegiada 52838. Educadora Física.

Referencias:

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