Mecánica de la Contracción Muscular y Rendimiento Pliométrico

La Ecuación de Hill y la Mecánica de la Contracción Muscular

A.V. Hill, a partir de experiencias con músculos de ranas sometidos a tetanización, pudo establecer una relación entre la tensión que produce el músculo y su velocidad de contracción, expresada como:

(V + b) · (T + a) = b · (To + a)

Donde To representa la máxima tensión isométrica.

Como resultado de esta ecuación, se obtiene una relación inversamente proporcional entre la velocidad de contracción (V) y la tensión (T): un aumento de la velocidad implica una disminución de la tensión (↑ V ↓ T), y viceversa (↑ T ↓ V). (Ver Gráfica 1)

Como todas las ecuaciones, esta es una aproximación que se cumple mejor para rangos de fuerza y velocidades medias. No se verifica en fuerza isométrica máxima ni en rangos de fuerza de baja intensidad, y solo es aplicable a contracciones concéntricas.

En contracciones excéntricas, la ecuación de Hill tampoco se verifica. (Ver Gráfica 2)

Relación entre Velocidad de Contracción, Tensión y Potencia Muscular

Cuando se relaciona la velocidad de acortamiento (V) con la tensión desarrollada por el músculo durante su contracción concéntrica (T), se obtiene la potencia muscular. (Ver Gráfica 3)

Según se observa en la gráfica, cada músculo está diseñado para alcanzar potencias y eficiencias máximas en sus rangos de velocidad más importantes. Por ejemplo, en un salto de altura, se corre previamente para generar mayor tensión y, por ende, mayor potencia.

Modelo Mecánico de Tres Elementos para la Contracción Muscular (Hill, 1950)

Hill propuso un modelo mecánico simplificado para entender la contracción muscular, compuesto por tres elementos principales: (Ver Gráfica 4)

• Elemento Contráctil (EC): Relacionado con los filamentos de actina y miosina, y el número de puentes cruzados.
• Elemento Elástico en Serie (EES): Relacionado con la elasticidad del sarcómero y los tendones.
• Elemento Elástico en Paralelo (EEP): Relacionado con la elasticidad del sarcolema y el tejido conjuntivo.

Contracción Pliométrica: El Ciclo Estiramiento-Acortamiento (CEA)

Cavagna (1979) comprobó un incremento de la tensión muscular durante la contracción concéntrica después de realizar un estiramiento previo. Si la fase entre el estiramiento y el acortamiento es breve, se produce una gran tensión, mientras que si la fase es prolongada, la tensión decrece.

Este fenómeno se ha explicado por la acumulación de energía potencial elástica durante el estiramiento, que posteriormente se utiliza en la fase concéntrica. Además, existen otras explicaciones para este tipo de movimientos, como el principio de fuerza inercial o el reflejo miotático.

Fases del Ciclo Estiramiento-Acortamiento (Entrenamiento Pliométrico)

1. Preactivación

   Es el periodo comprendido desde que aparece una cierta actividad muscular hasta que se comienzan a ejercer fuerzas contra elementos externos. Hay una actividad neuronal programada que proporciona rigidez al músculo antes de estirarse, ya que, de no realizarse, no se podría utilizar la energía elástica acumulada.

2. Contracción Excéntrica

   Alarga el músculo agonista y depende de:

   • La preactivación.
   • El reflejo miotático.
   • La máxima tensión isométrica (independientemente de si el músculo está atrofiado o no).
   • La elasticidad pasiva.

3. Acoplamiento

   Es el intervalo que debe ser mínimo para generar mayor tensión. En esta fase se invierte el sentido de la contracción, y depende de:

   • El nivel de preactivación: si es alto y el intervalo es reducido, será más eficiente.
   • La amplitud de movimiento: si es alta, se reduce la preactivación.
   • El tipo de fibras: las fibras rápidas disminuyen el tiempo de acoplamiento.

4. Contracción Concéntrica

   Es cuando se produce el acortamiento muscular y finaliza cuando se deja de aplicar fuerzas a un elemento externo. Depende de:

   • La fuerza conseguida por la activación voluntaria.
   • La fuerza proporcionada por el reflejo miotático.
   • La energía elástica acumulada en la fase anterior.