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Diseño de nuevos protocolos de valoración de la resistencia de la

musculatura del tronco mediante dinamometría.

TRABAJO FINAL DE MÁSTER.

MÁSTER EN RENDIMIENTO DEPORTIVO Y SALUD.

Alumno: José María Cañaveras Raña. Curso 2018/2019.

Tutores académicos: Francisco José Vera García y David Barbado Murillo. Cotutora: María del Pilar García Vaquero.

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Resumen.

La resistencia de la musculatura del tronco ha demostrado ser una capacidad fundamental

para el ser humano, tanto en las actividades deportivas como de la vida diaria. Generalmente se

utilizan test de campo para valorar la resistencia de la musculatura del tronco, sin embargo,

estos presentan muchas limitaciones que ponen en duda la fiabilidad de sus datos. Por otro lado,

aunque la dinamometría isocinética presenta valores más adecuados de fiabilidad y ofrece una

amplia variedad de posibilidades de registro, son pocos los estudios que han analizado la

resistencia de la musculatura del tronco mediante el uso de esta técnica. Por lo tanto, el objetivo

de este trabajo de fin de Máster fue diseñar nuevos protocolos de valoración de la resistencia

de la musculatura del tronco mediante el uso de la dinamometría isocinética y analizar su

fiabilidad absoluta y relativa. En este estudio participaron 10 chicas físicamente activas y sin

ningún tipo de patología o alteración del raquis o la pelvis. Se diseñaron dos protocolos de

valoración de la resistencia de la musculatura del tronco: i) protocolo dinámico, que consistió en

realizar 40 repeticiones concéntricas máximas y consecutivas de flexo-extensión del tronco; ii)

protocolo isométrico, que consistió en realizar tres repeticiones isométricas máximas de 10 s de

duración, valorando de forma separada la musculatura flexora y extensora del tronco. Todos los

participantes fueron evaluados dos veces con cada uno de los test, con una separación de 48 h

entre pruebas y de una semana entre cada mismo test. Se analizó la fiabilidad relativa

(coeficiente de correlación intraclase) y la fiabilidad absoluta (error típico) para todas las

variables de cada uno de los protocolos.

Palabras clave: Test, condición física, core, biomecánica.

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1. Introducción.

En la actualidad son diversos los programas que se diseñan con el fin de mejorar el

acondicionamiento de la musculatura del tronco (Behm, Wahl, Button, Power y Anderson, 2005;

Granacher, Gollhofer, Hortobágyi, Kressig y Muehlbauer, 2013; Jørgensen et al., 2010). Tanto en

el ámbito deportivo como en el de la actividad física orientada a la mejora de la salud, se

considera que niveles adecuados de fuerza y resistencia de la musculatura del tronco podrían

permitir una mejor producción, control y transferencia de la fuerza desde miembros inferiores

a superiores y viceversa, ayudando a la ejecución de movimientos en actividades atléticas o

acciones de la vida diaria (Butcher et al., 2007; Chan, 2005; Evans, Refshauge y Adams, 2007;

Hildenbrand y Noble, 2004; Juan-Recio, Barbado y López-Valenciano, 2014). A su vez, el

acondicionamiento de la musculatura del tronco también ha despertado un elevado interés en

el ámbito clínico, ya que la presencia de bajos niveles de fuerza y resistencia en esta musculatura

se ha relacionado con episodios de dolor lumbar (Bayramoglu et al., 2001; Behennah, Conway,

Fisher, Osborne y Steele, 2018; Demoulin et al., 2012; Lee et al., 1999; Steele, Bruce-Low y Smith,

2014). En este sentido, la mayor parte de los programas de acondicionamiento muscular del

tronco se desarrollan con el objetivo principal de evitar o tratar lesiones relacionadas con las

estructuras osteoarticulares o musculares del raquis (Juan-Recio et al., 2014; Juan-Recio, López-

Plaza, Barbado, García-Vaquero y Vera-García, 2018; Kibler, Press y Sciascia, 2006; Reed, Ford,

Myer y Hewett, 2012).

La mejora de la fuerza de la musculatura del tronco puede ser necesaria para realizar de

forma eficaz y segura algunas tareas específicas del deporte (p. ej., acciones de tracción y

empuje en disciplinas como el judo, acciones de golpeo en deportes como el tenis, el golf o el

béisbol, etc.) o de la vida diaria (p. ej., transportar, mover o manipular objetos en el trabajo o en

el hogar). Sin embargo, autores como McGill, Grenier, Kavcic y Cholewicki (2003) sugieren que

la resistencia muscular del tronco [capacidad para mantener niveles apropiados de producción

de fuerza muscular durante largos períodos de tiempo (Bompa, 2006; Caspersen, Powell y

Christenson, 1985)] podría ser igual o más importante que la aplicación de la máxima fuerza en

un breve período de tiempo en diversas acciones deportivas (p. ej., en disciplinas deportivas

como el remo o kayak) y de la vida diaria. Así, por ejemplo, en el ámbito del rendimiento

deportivo, altos niveles de resistencia de la musculatura del tronco podrían mejorar la

estabilidad de la columna vertebral durante tareas físicas intensas y prolongadas (Evans et al.,

2007; Koumantakis, Watson y Oldham, 2005).

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Habitualmente, la evaluación de la resistencia de la musculatura del tronco se ha llevado

a cabo mediante test de campo debido principalmente a su bajo coste (no requieren de

instrumental costoso), su sencillez (no requiere de cálculos o procedimientos sofisticados), su

fácil ejecución (permitiendo en muchos casos la evaluación simultánea de varias personas,

incluso de grupos numerosos), etc. (García-Vaquero, Barbado, Juan-Recio, López-Valenciano y

Vera-García, en prensa; Juan-Recio et al., 2014). Sin embargo, la falta de especificidad de los

protocolos para un deporte en particular (Clayton et al., 2011; Hibbs, Thompson, French, Wrigley

y Spears, 2008), la influencia de la antropométrica del individuo en el rendimiento en la prueba

(Juan-Recio et al., 2014), la necesidad de largos periodos de familiarización con los protocolos

(Brotons-Gil, García-Vaquero, Peco-González y Vera-García, 2013), así como la falta de fiabilidad

absoluta, pone en duda la capacidad de los test de campo para detectar mejoras reales en los

individuos (Gusi y Fuentes, 1999; Juan-Recio, et al., 2014; Mayer, Gatchel, Betancur y Bovasso,

1995; Moreland, Finch, Stratford, Balsor y Gill, 1997).

Por otro lado, desde hace décadas, la dinamometría se ha utilizado como instrumento

para evaluar la fuerza de la musculatura del tronco en laboratorios de investigación y en centros

hospitalarios (Hislop y Perrine, 1967; Newton y Waddell, 1993). Esto se ha debido

fundamentalmente a los valores de fiabilidad y validez que presenta esta técnica de registro

(Delitto, Rose, Crandell y Strube, 1991; Drouin, Valovich-mcLeod, Shultz, Gansneder y Perrin,

2004; Dvir y Keating, 2001; Laughlin, Lee, Loehr y Amonette, 2009), considerada como el “gold

standard” para medir la fuerza muscular (Juan-Recio et al., 2018; Stark, Walker, Phillips, Fejer y

Beck, 2011). La dinamometría permite una evaluación controlada de los diferentes grupos

musculares, regulando el tipo de contracción, rango de movimiento, velocidad, posición,

número de repeticiones y series, etc. (Gómez, et al., 2005; Kannus, 1994). La mayoría de los

estudios dinamométricos del tronco se han centrado en la evaluación de la fuerza muscular

(Karatas, Gögüs y Meray, 2002; Müller et al., 2014; Newton y Waddell, 1993; Wessel y Ford,

1994), sin embargo, son pocos los protocolos que se han utilizado para valorar la resistencia

muscular. Además, estudios de fiabilidad de protocolos isocinéticos de flexo-extensión del

tronco han encontrado menores niveles de fiabilidad en variables de resistencia muscular en

comparación con variables de fuerza, especialmente en los análisis de fiabilidad relativa (García-

Vaquero et al., en prensa; Grabiner y Jeziorowski, 1991; Hager et al., 2006; Juan-Recio et al.,

2018; Mayer et al., 1995).

Ante estas limitaciones encontradas en la literatura, el objetivo de este trabajo de fin de

Máster fue diseñar dos nuevos protocolos de valoración de la resistencia de la musculatura del

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tronco llevados a cabo mediante dinamometría isocinética y analizar su fiabilidad absoluta y

relativa en una muestra de mujeres jóvenes y físicamente activas.

2. Método.

2.1. Participantes.

Un total de 10 mujeres (edad: 24,5 ±2,6 años; altura: 164,4 ±6,3 cm; masa 62,6 ±10,1 kg),

participaron en el estudio de forma voluntaria. Todas las participantes realizaban actividad física

de forma recreativa entre 3 y 5 días a la semana. Las participantes continuaron con su práctica

regular de actividad física durante el desarrollo del estudio, con la premisa de no hacer ejercicio

físico vigoroso en las 24 h anteriores a cada medición. Las participantes completaron un

cuestionario sobre su historial médico y deportivo para evaluar su estado de salud y su nivel de

actividad física. Ninguna de las participantes informó sobre historias recientes de lesión de

espalda, cirugía abdominal o hernia inguinal y todas las participantes fueron libres de trastornos

neurológicos, cardiorrespiratorios o musculoesqueléticos. Todas fueron informadas de los

riesgos de este estudio y firmaron un formulario de consentimiento informado basado en la

Declaración de Helsinki 2013 y aprobada por el Comité Ética de la Universidad Miguel Hernández

de Elche.

2.2. Instrumentos y registro.

Los protocolos de medición de la musculatura del tronco se llevaron a cabo en un

dinamómetro isocinético Biodex (Modelo 2000, Sistema 4 Pro; Biodex Corporation, Shirley, NY,

EE.UU.). Las participantes fueron cinchadas en un módulo de tronco articulado (Dual Position

Back Ex/Flex Attachment, Biodex Corporation, Shirley, NY, EE.UU.), acoplado al eje de rotación

del dinamómetro isocinético siguiendo el procedimiento diseñado por García-Vaquero et al. (en

prensa).

Antes de cada sesión de evaluación se realizó un calentamiento específico de la

musculatura del tronco, que consistió en realizar 10 repeticiones de los siguientes ejercicios:

circunducción de cadera (cinco repeticiones a cada lado), anteversión y retroversión de la pelvis,

ejercicio de cat-camel, flexiones de tronco (curl-ups), extensiones de cadera apoyando el tronco

en una camilla en posición prona (elevando piernas) y ejercicios de puente frontal, puente lateral

y puente dorsal (manteniendo cada posición durante 15 s).

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Una vez correctamente cinchados, y antes del inicio de cada protocolo, se realizó un

calentamiento específico para cada una de las pruebas diseñadas. En el protocolo dinámico

denominado “Isocinético 40 repeticiones”, se realizó un calentamiento de 20 repeticiones a la

misma velocidad de ejecución de la prueba (90°/s), solicitando un esfuerzo sub-máximo,

aumentando la intensidad aplicada de forma progresiva. En el protocolo isométrico “Isométrico

3 x 10 s”, se realizaron dos repeticiones isométricas sub-máximas para cada test (dos

repeticiones para la prueba de extensión y otras dos repeticiones para la de flexión), con un

descanso entre pruebas de 10 s.

2.3. Protocolos.

Protocolo 1: Isocinético 40 repeticiones.

El test se realizó una vez transcurrido 2 min de descanso después de finalizar la fase de

calentamiento. Este test consistió en realizar una única serie de 40 repeticiones concéntricas

máximas tanto de flexión como de extensión de tronco, siendo el primer movimiento hacia la

acción de extensión. La velocidad de ejecución fue de 90°/s, con un rango de movimiento de

50°, realizándose 120° de flexión del tronco (30°) y 70° de extensión del tronco (20°), tomando

como valor de referencia la posición vertical del tronco (90°) (Figura 1).

Protocolo 2: Isométrico 3 x 10 s.

Este protocolo consistió en realizar dos pruebas (un test para la extensión y otro para la

flexión) de cinco series isométricas de 10 s de duración. Para cada una de las pruebas las dos

primeras series se realizaron con un esfuerzo sub-máximo, con la finalidad de que el sujeto se

adaptase a la ejecución de la prueba. En las tres series restantes, se solicitó un esfuerzo máximo

durante toda la serie. Los descansos entre series fueron de 10 s. La primera de las pruebas fue

de extensores del tronco colocando a las participantes en una angulación de 120° y la segunda

prueba fue de flexores del tronco colocando a las participantes en una angulación de 70°,

tomando como valor la posición vertical del tronco (90°) (Figura 1). El tiempo de recuperación

entre ambas pruebas fue de 5 min.

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Figura 1: Participante en las diferentes angulaciones para realización de los protocolos de medición de la musculatura del tronco en el dinamómetro isocinético (120° flexión del tronco; 90° posición inicial; 70° extensión del tronco).

2.4. Procedimiento:

Cada participante realizó los dos protocolos en dos sesiones diferentes (un protocolo cada

día), con un mínimo de descanso de 48 h entre las dos sesiones. Cada protocolo se repitió dos

veces en un periodo total de dos semanas. El orden de los protocolos para cada participante fue

aleatorizado, manteniendo el mismo orden para el segundo registro. Cada participante realizó

el protocolo a la misma hora del día y fueron examinados por el mismo investigador. En la

primera sesión de evaluación se anotó en una hoja de registro las diferentes posiciones de ajuste

del dinamómetro para cada participante, con el objetivo de reproducirlo en las posteriores

pruebas. Además, durante el registro de cada prueba se comprobaron y reajustaron las

almohadillas y correas, con el fin de garantizar la fiabilidad del protocolo (García-Vaquero et al.,

en prensa).

Se instruyó a las participantes para que mantuvieran las manos y brazos cruzados sobre

el pecho durante las pruebas y para que realizarán el máximo esfuerzo posible desde el inicio de

la prueba hasta el final de la misma.

2.5. Justificación del diseño de los nuevos protocolos.

Existen escasos protocolos que valoren la resistencia de la musculatura flexo-extensora

del tronco mediante el uso de la dinamometría isocinética, y que, además, hayan analizado la

fiabilidad de los protocolos diseñados. Mayer et al. (1995), fue uno de los autores que valoró la

resistencia de la musculatura del tronco mediante un protocolo que consistió en realizar dos

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series de 15 repeticiones concéntricas consecutivas máximas de flexo-extensión de tronco a

120°/s, con 30 s de descanso entre series; obteniendo una baja fiabilidad relativa (0.35 < CCI <

0.42) en las variables de resistencia. Dado los valores de fiabilidad relativa presentados por

Mayer et al. (1995), García-Vaquero et al. (en prensa) propuso realizar un protocolo de

valoración de la resistencia y fuerza de la musculatura flexo-extensora del tronco, basándose en

el diseño llevado a cabo por Mayer y que consistió en realizar cuatro series de 15 repeticiones

concéntricas máximas consecutivas de flexión y extensión del tronco a 120°/s, con 1 min de

descanso entre series. Para este protocolo, los resultados de fiabilidad obtenidos para las

variables de resistencia en cinco sesiones de medición oscilaron entre valores moderados y altos

de fiabilidad relativa [coeficientes de correlación intraclase (CCI): 0.57-0.82], siendo los CCI de la

fase de extensión más altos (0.82) que los de la fase de flexión (0.57). Además, la fiabilidad

absoluta de la mayoría de las variables de resistencia isocinéticas obtuvo un error típico (ET)

inferior al 10% (4% < ET < 10%), dato muy significativo, ya que algunos autores han sugerido que

una variabilidad de una medida menor del 10% podría considerarse apropiado para los

contextos clínicos y de investigación (Atkinson y Nevill, 1998).

Sin embargo, en la discusión que plantea García-Vaquero et al. (en prensa) se describe

que los bajos valores de fiabilidad relativa obtenidos en las variables de resistencia podrían

deberse a los tiempos de descanso que contemplaba la prueba entre series y que podrían

permitir que algunos participantes se recuperaran parcialmente del esfuerzo realizado,

dificultando que se apreciara una disminución de la capacidad de mantener la producción de

fuerza muscular del tronco. A su vez, se discutió la posibilidad de que algunos participantes

adoptaran estrategias conservadoras durante el protocolo, sin realizar un esfuerzo máximo

desde el inicio del protocolo. Esto se vio reflejado en algunos participantes que no mostraron

una caída en la producción fuerza al final de la prueba, incluso, en ocasiones, siendo los valores

finales de fuerza iguales o superiores a los de las series que les precedían.

En base a las limitaciones presentadas, se decidió diseñar un nuevo protocolo de

valoración llamado “Isocinético 40 repeticiones”, que consistió, como se ha explicado

anteriormente, en realizar una única serie de 40 repeticiones de flexo-extensión de tronco,

concéntricas, máximas y consecutivas, que no incluía descansos. En este nuevo test se llevaron

a cabo un número de repeticiones elevado, cuya totalidad se aproximaba al protocolo inicial

realizado por García-Vaquero et al. (en prensa) (60 repeticiones en total). Sin embargo, al no

existir descansos entre series, se decidió reducir el número de repeticiones para de este modo

evitar que las exigencias del test pudieran dar lugar de nuevo a estrategias de conservación del

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esfuerzo (García-Vaquero et al., en prensa). En esta misma línea de actuación, sólo se realizó

una serie, para evitar que el participante se recuperara fisiológicamente entre series. A

diferencia del protocolo de García-Vaquero et al. (en prensa), se decidió disminuir la velocidad

de ejecución del dinamómetro, de 120°/s a 90°/s, ya que debido al reducido rango de

movimiento (ROM) que se utilizó (50°), se esperaba obtener de forma más eficiente y controlada

la fuerza ejecutada durante todo el recorrido del movimiento. Se decidió mantener el mismo

rango de movimiento que en el protocolo propuesto por García-Vaquero et al. (en prensa),

siendo este de 50°, ya que rangos de movimiento mayores no aislarían el movimiento lumbar y

podría aumentar la participación de la musculatura flexo-extensora de la cadera (Grabiner y

Jeziorowski, 1991).

Por otro lado, aunque la gran mayoría de estudios han analizado la resistencia muscular

del tronco desarrollando protocolos dinámicos mediante dinamometría isocinética, también

han sido diseñados, aunque de forma más escasa, protocolos de carácter isométrico para la

medición de la musculatura del tronco (Corin, Strutton y McGregor, 2005; Udermann, Mayer,

Graves y Murray, 2003). Es por ello, que en el segundo protocolo desarrollado se optó por

contracciones isométricas donde analizar el descenso de la fuerza muscular con la aparición de

la fatiga. Para desarrollar el protocolo se tuvo en cuenta dos tipos de protocolos existentes en

la literatura, uno que consistía en mantener la posición durante 45 s (Corin et al., 2005) y otro

que consistía en cuantificar el tiempo de duración hasta llegar al fallo muscular, manteniendo

una producción de fuerza del 40% del pico máximo de fuerza (Udermann et al., 2003). Se ha de

incidir, que ninguno de estos protocolos llevaba a cabo un análisis de la fiabilidad relativa y/o

absoluta de sus pruebas, por lo que no se pueden presentar datos al respecto.

En base a estos protocolos isométricos, se decidió diseñar el protocolo “Isométrico 3 x 10

segundos”, donde se realizaron 3 series de una repetición isométrica máxima durante 10 s. Se

escogió este número de series y tiempo de duración debido a que, en un estudio piloto realizado

se observó que mantener una contracción isométrica máxima durante 45 s, requería de cierta

especialización en el entrenamiento de la fuerza. Por lo tanto, para evitar que las participantes

optaran por estrategias conservadoras durante la realización de la prueba y pudieran ejercer el

máximo esfuerzo durante la acción isométrica, se decidió transformar esa única serie de 45 s en

tres series de 10 s.

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2.6. Variables.

A continuación, en base a al estudio de García-Vaquero et al. (en prensa), se detallan las

variables que se ha usado para medir la fuerza y la resistencia de la musculatura del tronco:

• Pico de momento de fuerza máximo (PM): Máximo valor de momento de fuerza (N ∙ m)

obtenido en la serie realizada de cada participante.

• Trabajo máximo (TM): Máximo valor de trabajo (J) obtenido en cada serie, calculado

como el sumatorio de todos los valores de momento de fuerza durante la ventana

isocinética para el “Isocinético 40 repeticiones” o una ventana isométrica de 10 s para el

protocolo “Isométrico 3 x 10 s”.

• Pendiente de caída normalizada del momento de fuerza (PCM): Porcentaje de pérdida

de momento fuerza en cada repetición del protocolo “Isocinético 40 repeticiones”. Esta

variable fue calculada mediante un análisis de regresión aplicado a los picos de

momento de fuerza máximos obtenidos durante toda la serie y posteriormente

normalizada por el valor de intercepción de la regresión lineal.

• Ratio de resistencia 3/PM (RR3/PM): Porcentaje de caída del momento de fuerza

calculado en el protocolo “Isocinético 40 repeticiones” como la diferencia porcentual

entre promedio del trabajo desarrollado en las 3 últimas repeticiones respecto a la

repetición que mostró el trabajo máximo obtenido en la serie.

RR3/PM: (promedio últimas 3 repeticiones - trabajo máximo) × 100) / trabajo máximo.

• Ratio de resistencia 3/3 (RR3/3): Porcentaje de caída del momento de fuerza calculado

en el protocolo “Isocinético 40 repeticiones” como la diferencia porcentual entre

promedio del trabajo desarrollado en las 3 últimas repeticiones respecto a las 3 primeras

repeticiones.

RR3/3: (promedio últimas 3 repeticiones - promedio primeras 3 repeticiones) × 100) /

promedio 3 primeras repeticiones.

• Ratio de resistencia isométrica (RRI): Calculado como el trabajo desarrollado durante

los últimos 10 s del protocolo “Isométrico 3 x 10 s” respecto a la repetición que mostró

el máximo trabajo durante en la serie.

RRI: (trabajo 10 últimos segundos - trabajo máximo) × 100) / trabajo máximo.

En el protocolo “Isocinético 40 repeticiones” se eliminaron las tres repeticiones para evitar

ejecuciones máximas no reales relacionadas con el inicio de la prueba isocinética. En este

sentido, al igual que en el estudio de García-Vaquero et al. (en prensa), se observó que la

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mayoría de las participantes alcanzaban sus valores máximos de fuerza después de la cuarta

repetición.

2.7. Análisis estadístico.

Los estadísticos descriptivos (media y desviación estándar) fueron calculados para todas

las variables. La normalidad de los datos fue confirmada utilizando la prueba de Kolmogorov-

Smirnov (p > 0,05). Se realizó un análisis de la varianza (ANOVA) de medidas repetidas con el

objetivo de analizar las diferencias entre variables para cada protocolo: 2 (protocolos) x 4

(variables de resistencia) × 2 (sesiones de prueba). Para las comparaciones múltiples “post-hoc”

se utilizó el ajuste de Bonferroni con la corrección de Lilliefors y para comprobar el supuesto de

esfericidad de los datos se utilizó la prueba de Mauchly.

Para analizar la fiabilidad absoluta de cada variable entre sesiones, se utilizó el error típico

(variación dentro del sujeto) y el cambio en la media (entre las repeticiones consecutivas de las

sesiones) con sus respectivos límites de confianza del 90%, así como el mínimo cambio

detectable (1,5 × ET), utilizando el método previamente descrito por Hopkins (2000) y Hopkins,

Marshall, Batterham y Hanin (2009). La fiabilidad absoluta se calculó para promediar la fiabilidad

del pre-test y post-test. El error típico fue establecido usando la siguiente fórmula: DSdiff / √2,

donde DSdiff es la desviación estándar de la diferencia entre sesiones. El cambio en la media fue

calculado como la diferencia media entre las sesiones. Se analizó la fiabilidad relativa de las

diferentes medidas utilizando el CCI, calculando el 90% del límite de confianza. De acuerdo con

Hopkins (2000) y Hopkins et al. (2009), el CCI se calculó a partir del análisis de la varianza (F - 1)

/ (F + k - 1). Los valores del CCI fueron categorizados de la siguiente manera: excelente (0.90-

1.00), alto (0.70-0.89), moderado (0.50-0.69) y bajo (

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