¿Los músculos de los culturistas son débiles para su tamaño?

Este artículo es una revisión y un desglose del estudio: Are muscle fibres of body builders intrinsically weaker? A comparison with single fibres of aged-matched controls de Monti y cols. (2020).

Se suele decir que “Un músculo más grande es un músculo más fuerte”. Ciertamente, no hay duda de que un aumento en el tamaño muscular puede, generalmente, resultar en aumentos de fuerza. Sin embargo, también, es bien sabido que los culturistas suelen mostrar un nivel más bajo de fuerza para un tamaño de músculo dado en comparación con los atletas de fuerza, como los powerlifters o los levantadores de pesas. Parte de ello, se atribuye a la idea de que el estilo de entrenamiento de fitness/culturismo causa más hipertrofia sarcoplásmica (es decir, las porciones líquidas de los músculos) que hipertrofia miofibrilar (es decir, las proteínas responsables de la contracción muscular). Sin embargo, aún no se sabe si este tipo de entrenamiento causa más hipertrofia sarcoplásmica que hipertrofia miofibrilar. La otra parte se atribuye comúnmente a las adaptaciones neurales, también hay indicaciones de que las fibras musculares más grandes no siempre producen la misma fuerza por unidad de área de sección transversal que las fibras musculares más pequeñas. Sin embargo, no está claro si este hallazgo es el resultado de diferencias reales en la densidad miofibrilar o si es un artefacto del proceso experimental. Para solucionar este problema, podemos observar la fuerza de las fibras musculares individuales en relación con su tamaño (tensión específica). Ahora tenemos un estudio en el que los investigadores hicieron exactamente eso. Echémosle un vistazo

El estudio

Fueron reclutados para este estudio 6 culturistas y 6 controles recreativamente activos con la misma edad. Los culturistas tenían al menos 5 años de experiencia en entrenamiento. Los controles, aunque activos, eran sujetos no entrenados.

A groso modo, los participantes asistieron a dos sesiones de prueba. En una sesión, se tomó una biopsia del músculo vasto lateral. En otra sesión, los sujetos realizaron un test de extensión de rodilla mediante contracción isométrica voluntaria máxima (MVIC) y sus músculos cuádriceps fueron escaneados con ultrasonido para medir el tamaño y la arquitectura.

Específicamente, se evaluaron:

• Tamaño de todo el músculo mediante el área de la sección transversal (CSA) del cuádriceps femoral y el vasto lateral usando ultrasonido.
• Fuerza máxima y fuerza relativa al tamaño del músculo a traves de una contracción isométrica voluntaria máxima (MVIC) en extensión de rodilla.
• CSA de una fibra muscular individual por medio de biopsias de vasto lateral y tinción inmunohistoquímica.
• Tensión específica de una sola fibra muscular, colocando segmentos de ella en un aparato equipado con un transductor de fuerza.
• Dominio mionuclear (MND) de fibras musculares individuales. Es decir, el número de núcleos de células musculares en relación con el tamaño de la fibra.
• Contenido de cadena pesada de miosina (MHC) (una proteína relacionada con la contracción muscular) mediante uso de separación electroforética y densitometría para evaluar la relación entre el contenido de miosina y el volumen de fibra.

Resultados

Tamaño de todo el músculo: Aunque no fue estadísticamente significativo, la CSA del cuádriceps femoral de los culturistas fue un 32% mayor que los controles (Tabla 1). La CSA del vasto lateral fue significativamente mayor (36.9%) que los controles.

Tabla 1. CSA de todo el músculo. Los resultados se muestran como media y desviación estándar

Fuerza máxima y fuerza relativa al tamaño del músculo: Los culturistas mostraron una MVIC de extensión de rodilla significativamente mayor (57.9%). Cuando MVIC se normalizó a CSA (fuerza dividida por CSA), no fue significativamente diferente entre los grupos (Tabla 1).

Fibras musculares del vasto lateral: La CSA de las fibras musculares tipo I (a menudo llamadas de “contracción lenta”) fueron un 14,7% más grandes en los culturistas, aunque esto no fue estadísticamente significativo (Figura 1). Las fibras de tipo II (a menudo denominadas de “contracción rápida”) fueron significativamente mayores en tamaño en un 24,1% (Figura 1) en comparación con el grupo control. El área media de fibras musculares fue un 21,2% mayor en los culturistas.

Tensión específica de una sola fibra muscular: La tensión específica de las fibras tipo I no difirió significativamente entre los grupos. La tensión específica de las fibras de tipo II fue significativamente menor (19%) en los culturistas en comparación con el grupo control. Esta diferencia desapareció después de corregir el tamaño de la fibra por la hinchazón causada por el tratamiento experimental (Figura 2).

Dominio mionuclear: Hubo una tendencia no significativa de que la MND fuera más pequeña en los culturistas que en los controles (Tabla 2).

Tabla 2. Dominio mionuclear. Media y 95% Intervalo de Confianza.

Contenido de miosina: No hubo diferencias significativas en el contenido de miosina entre las fibras musculares de los culturistas y los controles.

¿Qué significa esto?

Este estudio comparó culturistas con controles recreativamente activos y mostró que los culturistas poseían fibras tipo I no significativamente más grandes y fibras tipo II significativamente más grandes. Esto concuerda en gran medida con investigaciones anteriores (como esta, esta, esta y esta) que han demostrado que las fibras musculares de contracción rápida (tipo II) tienden a crecer en mayor medida después del entrenamiento de fuerza que las fibras musculares de contracción lenta (tipo I), probablemente porque las fibras de contracción lenta ya están algo desarrolladas por las actividades de la vida diaria.

Además, este estudio encontró que la tensión específica de las fibras tipo II parecía ser menor en los culturistas, pero esta diferencia desapareció después de corregir por la hinchazón inducida en el proceso experimental. Si bien esto puede parecer inesperado, en realidad concuerda con la literatura existente (aquí y aquí), debido a los mecanismos que sustentan las ganancias de fuerza después del entrenamiento.

Para entender por qué este es el caso, es necesario comprender algunos puntos importantes:  

#1. Fuerza de la fibra muscular relativa al tamaño de la fibra muscular

Una medida común de la fuerza en relación con el tamaño es la expresión de la fuerza de una sola fibra muscular en relación con el área transversal de una sola fibra muscular. Esto a menudo se denomina "tensión específica" en la literatura (aunque el mismo término también se usa de manera confusa para referirse a otras medidas de fuerza en relación con el tamaño). En este estudio, los investigadores calcularon esta medida tomando biopsias musculares y luego aislando fibras musculares individuales. Luego midieron la CSA de estas fibras musculares individuales y evalúaron su capacidad para producir fuerza colocándolas en una solución que hace que se activen, mientras se registra la fuerza isométrica que se produce con un transductor.

Cuando evaluamos la fuerza y el tamaño de las fibras musculares de esta manera, solo un pequeño número de factores puede alterar la relación entre la fuerza y el tamaño. Evidentemente, ninguno de los factores que intervienen en el sistema nervioso central puede tener efecto alguno. Del mismo modo, ni el músculo antagonista ni el tendón pueden tener efecto, ya que estos no están conectados a la fibra muscular cuando está produciendo fuerza. Además, la cantidad de transmisión de fuerza lateral tampoco puede contribuir, porque la capa externa de colágeno alrededor de cada fibra muscular (el endomisio) se elimina como parte del proceso experimental.

En última instancia, este proceso, por lo tanto, permite el cálculo de la fuerza de una sola fibra muscular en relación con su tamaño, y los únicos factores que pueden contribuir son aquellos que afectan el número de puentes cruzados de actina-miosina que se pueden formar a una velocidad de contracción dada. Cuando se estudian fibras musculares de tipos específicos (contracción lenta o contracción rápida), el único factor que puede influir en la fuerza de la fibra muscular en relación con su tamaño es, por lo tanto, la densidad de las miofibrillas dentro de la fibra.

#2. Menor tensión específica en culturistas

A pesar de que los culturistas mostraron un MVIC más alta en relación con su tamaño muscular general, también mostraron una tensión específica más baja en sus fibras musculares, pero esto parece ser más una causa del proceso de aislamiento de fibras individuales en lugar de fibras verdaderamente "más débiles". Cuando se corrigió la tensión específica por la hinchazón causada por el proceso de aislamiento de fibras, las diferencias entre los grupos desaparecieron. Esto se apoya en los niveles de concentración de MHC. La concentración de MHC fue similar entre ambos grupos. Si el entrenamiento estilo fitness/culturismo causara más hipertrofia sarcoplásmica y músculos más débiles por área de tejido, esperaría ver que la concentración de MHC se diluyera (es decir, menor nivel de proteína contráctil por área de músculo). Además, la concentración de núcleos fue mayor en los culturistas. Si el entrenamiento estilo culturismo causara más hipertrofia sarcoplásmica, esperaría ver que la concentración de núcleos también se diluyera.

Otra hipótesis de por qué los culturistas pueden tener una tensión específica más baja se conoce como difusión alterada. Aquí es donde el calcio, que ayuda a desencadenar la contracción muscular, se difunde más lentamente en las fibras musculares más grandes. Los investigadores probaron esto y no encontraron evidencia de alteración de la difusión en las fibras musculares de los culturistas.

#3. Tipo de entrenamiento y sujetos de comparación

Si los culturistas no tienen músculos más débiles para su tamaño, ¿de dónde viene esta anécdota? Es probable que se relacione con la forma en la que entrenan. Dado que muchos culturistas entrenan con cargas ligeras/moderadas, no logran las adaptaciones neurales que se obtienen con las cargas altas. Recuerde que el entrenamiento para el tamaño y la fuerza no siempre es el mismo. Debido a la especificidad, si entrena con cargas cercanas a 1RM, obtendrá mejorías en ese rango especifico de repeticiones. Por lo tanto, no es que los culturistas sean débiles para su tamaño. Más bien, muchos simplemente no entrenan específicamente para la fuerza y, por lo tanto, es posible que no se comparen con los levantadores que sí lo hacen.

También es probable que haya algún sesgo de selección. Los levantadores que se desempeñen bien con cargas altas tenderán a gravitar hacia ellas, mientras que los levantadores que no se desempeñen de buena manera con ellas, gravitarán hacia cargas ligeras/moderadas. Los últimos pueden tener más probabilidades de convertirse en culturistas, mientras que los primeros pueden inclinarse por convertirse en levantadores de pesas u otros atletas de fuerza. Esto puede dar la impresión de que los culturistas como grupo son de alguna manera inherentemente débiles para su musculatura.

¿Este estudio destruye la idea de que el estilo culturista de entrenamiento podría afectar la hipertrofia sarcoplásmica versus la miofibrilar? No, ya que no fue diseñado para responder a esa pregunta. Sin embargo, creo que deja más interrogantes. Si el entrenamiento al estilo del culturismo realmente enfatizara más la hipertrofia sarcoplásmica a expensas de la hipertrofia miofibrilar, predeciríamos que los culturistas tendrían una tensión específica más baja en sus fibras incluso después de la corrección por la hinchazón. Sin embargo, la única forma verdadera de responder a la pregunta es a través de un estudio de entrenamiento longitudinal que compare el estilo de entrenamiento de fuerza con el estilo de entrenamiento de culturismo.

Limitaciones

Por supuesto, existen limitaciones en este estudio. El tamaño de la muestra fue muy pequeño. Además, el “rango” de hipertrofia fue de alrededor de +24% para las fibras tipo II y +15% para las fibras tipo I. Por tanto, no podemos descartar un posible efecto negativo sobre la tensión específica con mayores grados de hipertrofia. El estudio es un estudio transversal en lugar de un estudio de entrenamiento longitudinal. Finalmente, el cálculo del índice de hinchazón implica suposiciones, como la forma circular de las fibras musculares, que pueden inducir errores.

Conclusiones e implicaciones prácticas

Los músculos de los culturistas no son débiles para su tamaño. A medida que crecen las fibras musculares, su capacidad para producir fuerza crece en proporción. La tensión específica más baja en las fibras musculares de los culturistas observada en estudios anteriores probablemente se deba a la hinchazón del proceso de aislamiento de las fibras. Esto cuestiona la idea de que este estilo de entrenamiento provoque más hipertrofia no contráctil (es decir, sarcoplásmica) y que los músculos no se fortalecerán en proporción a su tamaño. Esto también sugiere que, si está razonablemente entrenado y no cambia de ejercicio con demasiada frecuencia, es probable que los aumentos en el rendimiento se correlacionen bien con los aumentos en el tamaño (aunque existen algunos límites al extrapolar lo que sucede a nivel de fibra a lo que sucede a nivel de todo el músculo y el nivel de ejercicio).

En definitiva, la tensión específica (fuerza de la fibra muscular relativa a su área de sección transversal) de fibras musculares individuales parece no diferir entre individuos no entrenados y en culturistas. Esto sugiere que la densidad miofibrilar no cambia sustancialmente con el entrenamiento de fuerza a largo plazo. Esto concuerda en gran medida con la literatura existente. Estudios anteriores (aquí y aquí) encontraron que la densidad miofibrilar permaneció sin cambios después del entrenamiento de fuerza, y trabajos más recientes (aquí y aquí) han sugerido que los períodos cortos de entrenamiento de fuerza podrían reducir la densidad miofibrilar independientemente del volumen o las cargas relativas que se utilicen durante el entrenamiento, mientras que una exposición muy prolongada al entrenamiento de fuerza podría hacer que aumente ligeramente dicha densidad. Esto sugiere que es poco probable que el entrenamiento de musculación tenga efectos negativos sobre la fuerza máxima al producir fibras musculares con una densidad miofibrilar más baja (y por lo tanto una tensión específica más baja). Es probable que las diferencias en la fuerza máxima entre culturistas y levantadores de fuerza surjan de diferencias en las adaptaciones neurales (coordinación, activación voluntaria del agonista y co-activación del antagonista), fuerza de transmisión lateral y rigidez del tendón.