Los límites de la capacidad de rendimiento del hombre desde el punto de vista del aparato locomotor y de sostén. Escrito por Gudrun Frohner, Instituto de Ciencia Aplicada al Entrenamiento, Lipzig.

Los límites de la capacidad de rendimiento del hombre desde el punto de vista del aparato locomotor y de sostén. Escrito por Gudrun Frohner, Instituto de Ciencia Aplicada al Entrenamiento, Lipzig.

PesitaEn todos aquellos deportes en los que existan  elevadas exigencias mecánicas a cargo del sistema locomotor y de sostén, este último representa un importante factor limitativo de la prestación. Vamos  por tanto a discutir  algunos aspectos de los límites de la capacidad de prestación que se refieren específicamente a este aparato, es decir: las características generales de la acción de los cargas mecánicas durante los movimientos deportivos;  las estructuras, sistemas y regulaciones del organismo puestas  en  riesgo por  las cargas mecánicas; los síntomas que indican los límites de la capacidad de tolerar la carga y por lo tanto de la capacidad de prestación.

1. Algunas observaciones iniciales

Aunque se discute desde hace años sobre cuales son los límites, en general el desarrollo  y mejorías de las prestaciones deportivas están bien lejos de ser frenadas. Las tasas de desarrollo que se siguen  dando explican con este hecho  que hoy, como en pasado, cuando el organismo es sometido a solicitudes de movimiento, hay posibilidad de mejoría de los parámetros de estado y las funciones del organismo mismo, mejorías de las estructuras y los sistemas, y de los mecanismos de control y regulación. Y parece que eso sea posible  no solamente  por la expresión de las dotes genéticas, sino  también por la acción ejercida de aplicación de sistemas de entrenamiento inteligentes y eficaces. Además, gracias al cambio de la interacción con el cuerpo del atleta, también la evolución de los elementos deportivos y las condiciones de entrenamiento y competición puede llevar al incremento de las prestaciones. Pueden ser citados  algunos ejemplos en casi todos los deportes. En general, aunque todavía  no  se puedan localizar los límites de las prestaciones deportivas, hay  algunos deportes en los que esto ya puede entreverse, como ocurre en aquellos deportes en los que el aparato locomotor  y de sostén es solicitado fuertemente e influenciado por la acción de factores de naturaleza mecánica. La frecuencia con que aparecen alteraciones, análogas o parecidos, de la integridad de este aparato, que no son siempre compensables, es una señal de los límites de la capacidad de rendimiento en cuánto éste es influenciado de modo determinante  por la capacidad de carga. Por eso , cuando existe una elevada influencia de factores de naturaleza mecánica, la capacidad de carga del aparato locomotor  y de sostén parece  tener una importancia fundamental sobre los límites de desarrollo de las prestaciones. Así, las investigaciones desarrolladas por la Federación alemana de gimnasia y las conclusiones que de estas han sido obtenidas, (DTB 1999) sobre la base de problemas de salud que se refirieron al aparato locomotor y de sostén de los gimnastas, han llevado a importantes recomendaciones, realativas , por ejemplo, a la edad para comenzar  las competiciones, el cambio de las reglas de puntuación, las recomendaciones respecto a nuevas técnicas, en cuánto resultaron evidentes algunos riesgos particulares para los huesos en vía de maduración, debidos a cargas de tipo mecánico.
Sin embargo también en estos deportes, al menos para algunos atletas, es verdad que asistimos al progresivo incremento de los niveles de rendimiento. Debe notarse  que, a escala  mundial, hay un número siempre mayor de atletas cuyas condiciones biológicas, gracias a dotes genéticas, adaptaciones racionales y capacidades  ideales de control del sistema motor, se encuentran y se desarrollan en elevada sintonía con las características psíquicas y con las condiciones externas. Por esta razón no se puede dar  una respuesta clara a la cuestión de cuales sean los límites de la prestación deportiva referidos a cargas mecánicas elevadas  del aparato locomotor y de sostén. Es cierto  que muchos atletas no llegan e esos niveles . A menudo la razón principal por el que, a pesar del incremento de los niveles de prestación de numerosos atletas, queda un gran número de otros  que no logran desarrollar sus potenciales de rendimiento como les sería posible, no habiendo sido  investigados  los  parámetros  funcionales que tienen importancia preeminente en prestaciones motoras activas.  Se trata,  de aquellos parámetros de estado y funcionales, que durante las prestaciones motoras de entrenamiento y competición deben ser sencillamente interrelacionadas , en cuánto son  en alguna forma solicitadas, y  se recuperan de modo diferente. Los límites no deben ser vistos solamente en los mecanismos generales de regulación del organismo, como, por ejemplo, en las alteraciones de las condiciones inmunológicas, en el caso de solicitaciones  excesivas y procesos insuficientes de recuperación.
El sistema locomotor y de sostén es solicitado tan frecuentemente por cargas mecánicas, sobre todo pasivas, no siempre mediales o calculadas , que pueden derivar  en consecuencias por ser cargas  erróneamente calculadas.

En todo caso, en un deporte, una frecuencia excesiva de efectos de carga mal calculadas, como también frecuentes lesiones del sistema locomotor y de sostén, indica los límites del desarrollo de las prestaciones.

 Muchas veces hemos experimentado que, también en atletas de sobresaliente talento, los límites en el desarrollo de sus prestaciones fueron alcanzados a causa de alteraciones funcionales  o también estructurales de su sistema locomotor y de sostén,  y no por limitación de parámetros de estado determinantes para  la prestación que fueron en cambio bien desarrollados.

A tal consideración es postulado  que no se pueden prever límites al desarrollo de la capacidad de prestación conseguida gracias a la mejoría de las funciones del organismo, o por  las condiciones exógenas o  por  elementos  deportivos, pero que, en muchos deportes, tales límites pueden ser derivados de una insuficiente tolerancia a los influjos mecánicos sobre todo pasivos ejercidos sobre el aparato locomotor y de sostén.

Cada atleta y cada entrenador se proponen de explotar el potencial de prestación existente para alcanzar los elevados resultados deportivos que quieren conseguir. Y se presenta como  bastante simple administrar una construcción progresiva de la prestación sobre la base de resultados, y de presupuestos de  rendimiento  objetivables   y de las condiciones biológicas existentes.

Los datos conseguidos por test atléticos generales y específicos demuestran de ser buenos medios de orientación por cuanto concierne al que los mismos contribuyan al  empleo de estímulos que sean individualmente aptos para desarrollo de la prestación, e impedir estímulos excesivos o demasiado pobres . También el empleo de las leyes de la física   para  la optimización de las estructuras de los movimientos permite  el que sean  calculables las solicitudes a las que es sometida el completo  sistema que determina  las prestaciones.
Las cosas son diferentes cuando se toma  en consideración la posibilidad de dirigir el desarrollo de los presupuestos de la capacidad de carga del aparato locomotor y de sostén. En efecto hay orientaciones sólo aproximativas sobre el grado de las influencias mecánicas pasivas que puedan proveer indicaciones sobre los límites de la capacidad de carga en el rendimiento que ha sido realizada. Además, hoy, como en pasado, son  objetivables    de modo muy limitada  las solicitaciones y las recuperación  de las estructuras,  y de los sistemas de regulación del aparato motor y  de sostén. Por esta razón se explica como, a menudo, los límites del desarrollo de la prestación estén  dados por los límites de la capacidad de carga. Eso permite de suponer que hay límites a la prestación en aquellos deportes que se realizan esfuerzos con  elevadas sobrecargas mecánicas, antes que en otros. Una gran frecuencia de cargas mal calculadas  o accidentes deportivos nos está diciendo que en  primer lugar, hay  que mejorar las técnicas deportivas, las metodologías de entrenamiento, las instalaciones y los aparatos deportivos. Pero no se puede hacer esto por siempre. Así, en algunos deportes existen nuevas tendencias  en lo que concierne la planificación  del entrenamiento y las prestaciones a  alcanzar. Para el atleta y para el entrenador es importante que, en la planificación del entrenamiento , en la determinación  de la cargas, y en los métodos de entrenamiento utilizados dirigido al desarrollo de la prestación, se deba  poner atención a la tipología y a la intensidad de la carga  que sufre del sistema locomotor y de sostén, sobre todo a las sobrecargas mecánicas y a su acumulación.  Por esto mismo  se no pueden permitir  bruscos incrementos  o una notoria  discontinuidad en en las exigencias del entrenamiento, para no comprometer las posibilidades de carga de los tejidos.
En este trabajo hemos elegido de sólo tratar algunos aspectos, para poner en discusión cuáles son  los límites de capacidad de prestación (humana) con respecto del aparato locomotor y de sostén:

  • - la característica general de los efectos producidos por las cargas mecánicas sobre el aparato locomotor y de sostén o en las cargas de tipo deportivo y las fuerzas medidas en los movimientos deportivos específicos;
  • - las estructuras, los sistemas y las regulaciones del organismo que toleran las sobrecargas mecánicas o son puestos a riesgo por ellas;
  • - las señales que indica los límites de la capacidad de carga, que se manifiestan por a alteraciones  en la integridad del aparato  locomotor y de sostén.

En  el tratamiento de estos puntos principales se han  insertado  indicaciones sobre como desplazar los límites de  la capacidad de carga por la  planificación del entrenamiento, a través de  procedimientos que afectan  al entrenamiento mismo, o  interviniendo sobre las técnicas, sobre los elementos deportivos  y sobre las instalaciones deportivas.

2. Aspectos generales de fisiología funcional sobre la solicitación  del aparato locomotor y de sostén producidas por cargas deportivas

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Las primeras tentativas de cuantificar las cargas y exigencias del aparato locomotor y de sostén ya han sido hechas en el  pasado para explicar como se ocasionaran cuadros patológicos de tipo ortopédico (Entre los otros, Pauwels 1951, Nachemson 1975). Algunas posiciones, todavía hoy actuales y fácilmente comprensibles sobre la teoría de la carga y de la solicitación del aparato locomotor y de sostén del hombre fueron formuladas por Nigg, Denoth, Unoldt (1981), y por esto son ser citados en primer lugar . Con el objetivo de limitar daños a este sistema, estos autores han resumido y exponen conceptos esenciales . Dado que hasta hoy día representan algunas óptimas orientaciones para la práctica, e indicadores de cuál son los límites para la realización de una prestación, proponemos el siguiente cuadro sinóptico de las recomendaciones de estos Autores (tabla 1).

Tabla 1 - principales conceptos y su explicación (según Nigg, Denoth, Unoldt 1981)

Concepto

Explicación

Carga

Las fuerzas externas que actúan sobre un sistema. En los casos considerados, por sistema se puede entender todo el cuerpo humano o componentes específicos del aparato motor (por ejemplo, tendones, huesos, cartílagos)

Solicitación

Tipología de la sobrecarga. La acción de la sobrecarga es diferente según su tipología (por ejemplo, fuerzas axiales , fuerzas de torsión).

Tiempo de Latencia

Intervalo de tiempo que transcurre hasta que  la musculatura cambia su estado de tensión en respuesta a un estímulo. Es orden del mismo se encuentra en  unos 40 ms.

Carga pasiva

Cargas cuyo duración es menor de 40 ms. Durante el período de estas cargas pasivas la musculatura no cambia de modo significativo su estado de tensión.

Carga Activa

Sobrecargas cuya duración  es mayor de 40 ms. Durante el período de estas cargas activas la musculatura puede cambiar  su estado de tensión.

La carga indica las fuerzas externas que actúan sobre el sistema. Gracias al empleo de modelos, es posible también conseguir datos aproximados sobre las fuerzas internas. El concepto solicitación indica que la acción sobre los tejidos de fuerzas externas parecidas puede ser diferente. Aquí es sobre todo importante la modalidad de la carga. Hay que agregar que por cuánto concierne a la magnitud de de la solicitación tiene que ser considerada no sólo la tipología de la carga, si no también el estado de los tejidos sometidos a la carga (figura 1). Teniendo en cuenta el campo de variación de los parámetros del estado del aparato locomotor y de sostén, cada pequeña prestación deportiva puede superar los límites de la posibilidad de solicitación si los parámetros biológicos del estado no son desarrollados adecuadamente a causa de factores genéticos existentes, enfermedades u insuficiente adaptación.
La figura 1, muestra de manera extremadamente simple que la solicitación de los tejidos con las posibilidades de adaptación o de daño esta determinada por los factores de la carga, el tipo de carga y el estado del organismo.

Por cuánto concierne a la limitación de la capacidad de prestación esto quiere decir que la carga y su modalidad corresponden al estado del organismo cuando se garantiza que las exigencias sean mantenidas dentro de la zona límite tolerable, de modo tal que se ocasionen las adaptaciones deseadas. A menudo, ya sea por cambios en los parámetros de estado (como en caso de cansancio), aumentos repentinos de la carga y también modificación de su modalidad (nuevas técnicas, superficies deportivas, instalaciones, calzados diferentes) importan un aumento de las exigencias , y el organismo reacciona de modo diferente a este cambio de condiciones, por no estar preparado para el cambio de estas cargas. Así, para limitar las exigencias de las que se deriva en un riesgo de consecuencias por aplicación de cargas equivocadas, estas cargas tiene que estar en concordancia con el estado del organismo. Para conseguir la necesaria adaptación al cambio de las modalidades de la carga hace falta que las exigencias de rendimiento sean progresivas y aumenten lentamente y en forma continua.
La geometría de la carga, y también su componente temporal, determina cual es nivel de solicitación. Por cuánto concierne a la importancia de la geometría de la carga es de utilidad el modelo de las columnas de Pauwels (1951) y su aplicabilidad a las muchas técnicas deportivas y a la estabilización muscular (figura 2).
La importancia de la geometría de la carga, por cuánto concierne a la solicitaciones de las articulaciones se puede observar en los puntos siguientes: La exigencia es mucho más elevada, cuánto más la carga actúa de modo puntiforme sobre una pequeña parte de la articulación, y en cambio es mucho menor cuanto las superficies articulares son solicitadas de modo congruente. Por esto las fuerzas externas pueden proveernos informaciones sólo aproximadas sobre los efectos de las fuerzas internas , sobre todo cuando no es considerada la geometría de la carga. Luego una carga no en eje, debido ya sea a las técnicas deportivas, ya sea a las asimetrías del cuerpo y a desequilibrios musculares, puede tener un efecto negativo.
Algunas observaciones sobre el componente temporal de la carga aclararán ulteriormente el problema de las exigencias que pueden llevar a la limitación de la prestación. Los conceptos de carga activa y pasiva , además del tiempo de latencia, pueden servir para comprender las diversas exigencias. Si imaginamos que notables fuerzas pasivas de carga actuando en eje sobre las estructuras del aparato locomotor y de sostén, no se excluyen daños a las estructuras que en ese momento son menos sobrecargadas. Si tenemos en mente que a esta carga pasiva elevada, no en eje, se aplica a un cuerpo cansado o a un organismo no suficientemente preparado desde el punto de vista neuromuscular, o causa de un calentamiento insuficiente, o bien a una región no suficientemente activada del aparato locomotor y de sostén, puede esperarse un exceso de solicitación. Esto se se explica con el hecho de que las latencias que preceden a la reacción muscular a la carga pueden alargarse si el organismo no es preparado suficientemente para esto. Pues la actividad neuromuscular es particularmente importante para determinar cual sea la intensidad de la exigencia. Por esta razón no se puede renunciar a un calentamiento previo correctamente ejecutado.

3. Fuerzas Relevantes en el caso de cargas deportivas

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Ahora serán citados algunos ejemplos, traídos de distintas disciplinas deportivas, para explicar cuáles son las magnitudes de las fuerzas que el organismo tolera en las técnicas deportivas específicas. La investigación de Knoll (1981) sobre las máximas fuerzas de reacción que liberan los artefactos en la gimnasia artística han evidenciado en el despegue del salto con giro que se se liberan fuerzas verticales que van de 9 a 14 veces la masa corporal , y en el paso por la vertical para el flic-flac de 2 a 4,5 veces de la masa corpórea. Bruggemann y colaboradores. (2000) han estudiado las cargas de compresión y transversales sobre el segmento de la columna vertebral que comprende las vértebras lumbares y el sacro, y los han confrontado en tres diferentes técnicas:

  • - luego del despegue del salto con giro hacia adelante después de un salto giro hacia adelante
  • - lel despegue de un salto giro atrás después de un rondo y flic-flac
  • - y caída después de un salto con vuelta atrás des una altura de 91 cm.

Las cargas máximas de compresión en el despegue por el salto giro hacia adelante alcanzaron un máximo de 20 veces (una media de 10 a 11 veces) la masa corporal , en el despegue por el salto giro atrás al un máximo unos 16 veces (una media de 7 veces) y en la caída después del salto giro atrás al un máximo de 40 veces (con una media, de 15 veces) la masa corporal . Además fueron medidas fuerzas transversales, que fueron sobre todo muy elevadas en esta última técnica. En los juegos deportivos han sido indagadas diferentes cargas, que pueden tener como resultado exigencias diferentes. Dubotsky, Leistner (1992) han registrado en los movimientos laterales y en los movimientos de detención, componentes horizontales de fuerza a nivel de la rodilla, que pueden provocar exigencias de tipo transversal y rotatorias . Han medido valores de 1.000 N. En el baloncesto la caída sobre el antepié provoca fuerzas que pueden corresponder a 4,5 veces la masa corporal. En la caída sobre la planta del pie han sido registrados valores hasta 6 veces la masa corporal (Menzel 1992).
Las fuerzas verticales de reacción sobre la tierra en el trote dependen de la velocidad. A una velocidad de 3 m/s han sido registradas fuerzas de reacción de 1,4 veces la masa corporal, a 5 m/s de 1,7 veces (Hoffmann 1992). Investigaciones sobre las cargas biomecánicas de las extremidades inferiores en los corredores de fondo (Natrup et al. 1999) han revelado que, en los componentes de fuerza vertical, la máxima por fuerza pasiva alcanzada por los corredores  que apoyaron el talón no es influenciada por la fatiga, mientras en todos los corredores, con el aumento del cansancio, la fuerza estaba sujeta  a un incremento significativamente más rápido . De las  diferencias relevadas en las fuerzas verticales  en el suelo, la articulación tibiotarsiana superior, la rodilla y cadera dieron como resultado  una disminución de la tasa máxima  de fuerza en dirección proximal, y tales diferencias permitieron de comprender la transmisión de la fuerza desde el suelo  a las articulaciones en dirección del pecho Natrup 1996). En muchas disciplinas de salto han sido medidas fuerzas verticales de reacción en el suelo impresionantes: sobre todo en el salto triple han sido medidas fuerzas de empuje que son 20 veces superiores a la masa corporal  (Bruggemann 1993), mientras en el salto de longitud se encuentra alrededor de al 10 veces la masa corporal.
Estos ejemplos deberían bastar a dar una idea respecto a cargas medidas  y sólo representan una orientación sobre cuál es mas o menos, la cantidad de la carga que actúa sobre el organismo. Pero cuantificar  una carga, no significa cuantificar la exigencia. Esto depende de varios factores que  a causa de las dificultades de los métodos de medición, de las diferencias individuales de estado físico, y de las diferencias de los elementos deportivos y superficies de juego.

Para completar debe comentarse que, en la elección de los ejemplos, no debe descuidarse que, además de las fuerzas verticales (compresión) también se presentan, en gran medida, fuerzas horizontales (transversales), rotaciones o mecanismos de tracción. Además, grandes exigencias pueden también provocar fuerzas de compresión y mecanismos de tracción (exigencias de flexión) de escasa magnitud pero duraderas y por movimientos ejecutados con articulaciones en posiciones (ángulos) no fisiológicas.
Los límites de la capacidad de prestación deportiva por tanto vienen cada vez más influenciados por la medida en que las técnicas, las instalaciones y los elementos deportivos permiten limitar las cargas y las exigencias y de cuánto el organismo sea capaz de de adaptar cada vez más las características de sus aparatos/sistemas y sus estructuras al aumento de cargados mecánicas. Con respecto a lo dicho sobre los cargas mecánicas se puede entender que, si son consideradas desde el punto de vista del aparato locomotor y de sostén, los límites de la prestación pueden ser desplazados si el entrenamiento es programado metodológicamente de modo de limitar cargas mecánicas poniendo atención a las características geométricas y temporales de la carga. En cierto modo se puede esperar que eso ocurra por la optimización de las técnicas de movimiento, la adaptación de los sistemas biológicos, y garantizando una suficiente recuperación después de las cargas. Los ejemplos de cargas que han sido realizados demuestran que, si tiene lugar una adaptación suficientemente buena, el organismo posee notables reservas funcionales.

4. Aspectos fisiológicos ligados a la carga de las estructuras y los complejos funcionales del sistema locomotor y de sostén.

Durante la acción de cargas mecánicas las tareas específicas del aparato locomotor y de sostén soy la adquisición, la distribución y la absorción de la energía. El traslado de la energía ocurre gracias a la interacción racional de estructuras biológicas, cada una de las cuales está compuesta por materiales dotados de características diferentes. Las estructuras biológicas esenciales son los huesos, los cartílagos, los ligamentos y las cápsulas, además el tejido conectivo, los tendones y los músculos. Además debemos citar algunas unidades funcionales, que racionalmente integradas en el plan de construcción del aparato locomotor y sostén, garantizan los presupuestos complejos para las prestaciones motoras ,las cuales son , por ejemplo, las articulaciones y el complejo funcional de la columna vertebral . El interior de estas unidades funcionales son llevadas a la práctica de las exigencias del movimiento. La individuales estructuras están constituidas de diversas maneras , según las específicas funciones que asumen cuando son sometidas a cargas mecánicas y respondan a exigencias mecánicas diferentes (Tabla 2).

Tabla 2· Ejemplos de la estructura, de la construcción funcional y de las características de los materiales de algunas estructuras del aparato locomotor y de sostén.

Estructura de los tejidos Construcción funcional Características materiales

Hueso

  • componente orgánico = 39% del volumen del hueso, del cual el 95% es colágeno del tipo 1 y el 5% proteoglicano
  •  componente mineral = 49% del volumen del hueso, en particular
    Calcio-Hidrixi-Apatito
  •  canales vasculares y tejido celular
  • Según la función del hueso existen diferencias en el  tejido óseo denso  de  las capas superficiales, retículo de trabeculas óseas y muchas formas y dimensiones de los huesos
  • Elevada elasticidad y resistencia hacia fuerzas de. compresión, tracción, torsión
    La resistencia es determinada por el porcentaje de sustancias minerales, la elasticidad de estructuras de colágeno.

Cartílago

  • Las componentes orgánicas constan de sustancia intercelular en la que son insertadas células cartilaginosas
  • agua
  • otros: ausencia de vasos sanguíneos y linfáticas y de fibras nerviosas
  • Según sus funciones el cartílago se distingue en:
    - cartílago hialino
    - cartílago elástico
    - cartílago fibroso
    Esta diferenciación
    es debida a diversidades cuantitativas y cualitativas de las fibras, a la composición de la sustancia fundamental y al contenido de agua.
  • cartílago hialino: elevada resistencia elástica a la , compresión; resistencia (por ejemplo, superficies articular, cartílagos, costillas,  tráquea);
  • cartílago elástico: elevada flexibilidad y elasticidad (por ejemplo: pabellón auricular, conducto  auditivo exterior, laringe)
  • Cartílago fibroso: elevada resistencia a los golpes y a los
    tracciones (por ejemplo: meniscos, discos intervertebrales, sínfisis pubiana, sínfisis esternal).

Además de las diferentes características de los materiales, expuestas sólo sintéticamente en el ejemplo, debemos también considerar los aspectos inherentes a la fisiología del desarrollo, que pueden poner algunas limitaciones al incremento de las prestaciones. En el desarrollo deben ser citadas varias tipologías de huesos, los huesos osteonicos y los huesos laminares . Los primeros sólo se encuentran en las fases de acrecentamiento (núcleos de osificación de las epífisis y apófisis cartilaginosas ) mientras que en los adultos sólo se encuentran en el tejido calloso y en condiciones patológicas. Este tipo de tejido óseo tiene una estructura irregular (las fibras de colágeno, las células óseas, las sustancias minerales están distribuidas irregularmente), pero crece rápidamente. Es notablemente menos sólido de un punto de vista mecánico que los huesos laminares (Albright, Skinner 1987). En el curso del crecimiento el hueso osteónico es casi completamente reemplazado por el hueso laminar bien construido y bien estructurado . Éste posee externamente un espeso revestimiento óseo (hueso compacto), e interiormente un reticulado de trabeculas óseas, que son dirigidas sobre todo estructuralmente en dirección de las fuerzas que actúan sobre de ellas. En la estructura funcional del aparato locomotor y de sostén, según sus funciones, se pueden localizar muchas formas de huesos, que tienen también funciones mecánicas diferentes.
Varios aspectos de la adaptación a cargas elevadas de las estructuras del aparato locomotor y de sostén ya han sido estudiados muchas veces (Tittel 1973; Tipton, Vailas 1990; Tillmann, Schunke 1993; Stone 1992; Zernicke, Loitz 1992). Mientras la diferenciación en el tejido conectivo, cartilagíneo, óseo son consecuencia de modificaciones del metabolismo celular (Kummer 1994), en el curso de la vida la influencia de estímulos mecánico permite, por el metabolismo, a continuos efectos sobre las estructuras.
Así, en el tejido óseo en vivo encontramos una continua reestructuración. Las sustancias en el contenidas son desarmadas y reconstruidas, hay un recambio continuo de los minerales. Una carga mecánica demasiada escasa obstaculiza la optimización de las condiciones estructurales que garantizan una elevada solidez (en cuánto el organismo se adecua al escaso nivel de la carga). Cargas demasiado elevadas llevan a un notable crecimiento del tejido óseo. Por lo tanto los mecanismos y resultados de la adaptación dependen de la carga. Aquí se producen importantes cambios de la carga eléctrica, como ha sido demostrado en el caso de cargas a acción asimétrica (Layon, Hartmann 1977). Experimentos en los que el hueso fue sometido a fuerzas de torcimiento o flexión, han llevado a diferencias de tensión con cargas positivas sobre el lado que fue alargado (convexo) y a cargas negativas sobre el lado que fue comprimido (cóncavo). Además en el torcimiento o flexión de los huesos se produce una disminución del diámetro de los vasos de sanguíneos sobre el lado cóncavo y un aumento del mismo sobre el lado convexo. Sobre el lado en el que hay un mayor efecto de compresión (lado cóncavo) el hueso es estimulado mayormente que en el lado obligado a la extensión (lado convexo). Ya Brugger (1980) había probado claramente, que cargas asimétricas, como, por ejemplo el estado de flexión prolongada hacia adelante de la columna vertebral debida a una actitud cifótica, produce un espesamiento de la estructura ósea en los puntos de mayor presión marcada (es decir en la parte cóncava) y uno su rarefacción (disminución de la densidad ósea) en el lado de la tracción. Los mismos efectos se manifiestan sobre los huesos huecos largos. Son bien conocidos los reportes de mayor espesor de la superficie ósea sobre el lado medial de la tibia, particularmente en caso de la pierna vara (dirigida hacia adentro), de pronación del antepié, en deportes con elevadas cargas de salto y de carrera, y además en el caso de notables desviaciones del eje del talón o también de fuerte aplastamiento del arco plantar. Las reacciones de dolor a nivel del hueso de la tibia a menudo representan la típica señal que a causa del aumento de la presión o la tracción ejercido por los músculos interiores de la pierna las exigencias de carga del tejido óseo son excesivas. Luego el hueso se adapta y se fortalece deforma más favorable en cada en todas sus partes, si, desde el punto de vista estático, el peso del cuerpo lo solicita con una carga en dirección axial.
En general un aumento de actividad física aumenta el anabolismo óseo, por lo que , a igualdad de carga, se consigue se una relativa disminución de la magnitud del la exigencia a la que se somete al hueso. Una disminución de la actividad física aumenta la desasimilación ósea, por lo que , a igualdad de carga, el la exigencia de los huesos es se torna más elevada. Un grado excesivo de actividad física, con una carga en dirección no axial, puede comportar malformaciones óseas debidas a mecanismos de flexión y, al final, superar los límites biológicos de compensación. Esto también es una explicación de la aparición de fracturas debidas a cansancio.
De los ejemplos que hemos dado, los principios de la fisiología de la cargas que hemos expuesto deberían ofrecer la posibilidad de comprender cuál es la relación que existe entre construcción del tejido, las condiciones funcionales y estructurales, las particularidades debidas a la fisiología del desarrollo, estado de adaptación a las cargas o las diferentes exigencias que se ocasionan. Los principios fisiológicos de la capacidad de carga, y por lo tanto también de los límites de la prestación, que hemos citado solamente aquí, son ejemplificados y valen también para las restantes estructuras, pero sobre todo por los complejos funcionales (articulaciones, complejo funcional de la columna vertebral). Hay que decir también que quedan muchas cuestiones abiertas o pendientes.
A menudo estructuras anatómicas, complejos funcionales y mecanismos completos del aparato locomotor y de sostén son comparados con construcciones mecánicas. Fucci et al. (1997) consideran los huesos como palancas, las articulaciones como empalmes o uniones, al músculo como un motor, los tendones como cables, los ligamentos como precintos de seguridad. Esta comparación puede ser también introducida en la discusión sobre los límites de la capacidad de prestación deportiva. La explicación de posibles límites de la prestación en el caso de elevadas solicitudes mecánicas puede ser dada por el hecho que es dedicada una particular atención a los determinantes fisiológicos de la prestación, y al desarrollo de la musculatura (el motor), mientras que a menudo se presta escasa consideración a los otros componentes de interacción, cuya integridad es igualmente importante por la prestación misma.

5. ulteriores aspectos de la dificultad de calcular la exigencia por la sobrecarga

A diferencia de lo que ocurre con la materia no viviente, y con los materiales técnicos, la acción que una carga ejerce sobre el tejido viviente puede ser vagamente determinada y con margen de error. Las diferencias de los parámetros de estado físico (Fric et al. 1987, Frbhner 1990), las influencias del desarrollo y la adaptación son las singularidades que caracterizan al organismo humano, y que explican porque las entidades de las solicitaciones puede ser sólo calculada más o menos en términos predominantemente cualitativos.
Además el organismo a causa de la complejidad de los factores metabólicos y a causa de los influjos nerviosos no muestra una constancia absoluta de estas condiciones de la capacidad de carga.
Por ejemplo, en las investigaciones de Yamada (1973), los límites de la resistencia a los desgarros o roturas de los tendones han sido determinados sobre tejido en Vitro. De hecho, en las cargas de tipo deportivo, por ejemplo en los despegues de los saltos, son registrados , y tolerados, valores mucho más elevados.
Caminar para adelante , por el cartílago hay valores límite de capacidad de carga de 10 N/mm2., pero estos datos también provienen sobre todo de tejidos en vitro. Caídas sobre los talones desde10 cm de altura genera picos de fuerza mayores de 3 000 N (Stussi, Denoth 1989). Los efectos de los impulsos de fuerza tienen un propio curso temporal. En lo que concierne a su importancia los primeros milisegundos corresponden ampliamente a un fase de amortiguación. El problema del cálculo de la solicitación en el hombre, con respecto a los datos obtenidos en las pruebas realizadas con materiales técnicos o material biológico en Vitro, es sobre todo debido al hecho que las cargas no corresponden a un sujeto con un organismo con tejido viviente, y que es integrado dentro de un sistema a regulación múltiple, pero también al hecho que tales cargas actúan en fases diferentes del movimiento y en parte pueden ser compensados por muchos tejidos adyacentes.
Ya existen conocimientos sobre la variabilidad de la capacidad de carga de las estructuras del aparato locomotor y de sostén debido a alteraciones metabólicas (carencias alimentarias, déficit de vitamina D) a la inmovilización (condiciones de falta de gravedad, o inmovilidad por yesos). Una larga hospitalización. comporta disminución del contenido óseo de minerales. Ha sido probado que ya después de tres días hay una disminución el espesor de las fibras (Schwarz, citado por Wilhelm, Kreusser 1990).
No obstante el límite de su aplicabilidad a las singularidades individuales, estas nociones son en todo caso útiles a título preventivo para programar correctamente los métodos de entrenamiento (tiempos de recuperación, intensidad de la carga). Es deseable la adquisición de ulteriores conocimientos explotando las potencialidades de los muchas disciplinas científicas. En todo caso, las  fracturas por  estrés son un indicador de desgaste, por equivocarse con respecto a  los períodos de tiempo individualmente necesarios por la recuperación en los entrenamientos o competiciones. Sin embargo, en general no se puede decir concretamente cuál haya sido la causa, si fue la carga o una recuperación insuficiente, o si el papel esencial haya sido desarrollado por las cargas, y las condiciones biológicas actuales o de condiciones constitucionales. Por esto, el atleta interesado necesita de un panorama muy concreto de los componentes que hemos citado basado sobre un largo período de observación. La musculatura estriada, motor de los movimientos y las prestaciones en el aparato locomotor y de sostén, gracias a su estructura, a su metabolismo, y a su control motriz, cuenta con elevados grados de libertad funcional. Sin embargo la exigencia sobre algunas fibras puede ser muy elevada, aunque la carga sea escasa (Denoth, Stacoff 1991). El músculo en su conjunto no reacciona completamente según la ley del todo o nada, por lo que siempre hay alguna unidad motora de reserva.(las unidades motoras reacciona según la frecuencia de estimulación nerviosa y según su umbral de excitación) A menudo, por lo tanto, las tensiones en un músculo activado son muy heterogéneas ya que se componen de distintas unidades motoras y  no son solicitadas todas al mismo tiempo. Pero, las fibras musculares que pertenecen a una unidad motora si reaccionan completamente a la ley del todo o nada y por lo tanto se pueden explicar las diferencias de exigencia a que está sometida una musculatura.
Los presupuestos por un control suficientemente bueno de los elementos contráctiles, además de la activación nerviosa, son las condiciones químicas locales, por ejemplo, las concentraciones de ATP, de potasio y de calcio. Sobre todo en el estiramiento rápida y pasivo, se ha demostrado que es un movimiento peligroso para el músculo. Además los límites de la capacidad muscular de carga pueden ser alcanzado cuando no todas las fibras musculares estén suficientemente recuperadas por lo que con la nueva carga se pueden desgarrar las fibras musculares que no se hayan recobrado.
El problema de la valoración de la exigencia debido a la carga sobre el aparato locomotor y de sostén una vez mas será ilustrado sobre la base de interesantes investigaciones realizadas sobre los huesos. Las diversas fuerzas que llevan a fracturas de los arcos vertebrales han sido indagadas sobre una vértebra aislada y privada de sus partes blandas y confrontada con las fuerzas de presión que fueron toleradas por las vértebras dejadas intactas (o sea con sus partes blandas). Del complejo funcional intacto, es decir hueso y partes blanda, fue tolerado fuerzas mucho más elevadas que de los cuerpos vertebrales privados de ellas (Gebhart 1988). Por lo tanto los mecanismos de protección musculares y otras componentes blandas son extremadamente importantes cuando son solicitadas prestaciones elevadas.
Algunos estudios sobre la resistencia axial a las fracturas de los cuerpos de las vértebras toráxico-lumbares , que han sido conducidos con el objetivo de valorar mejor los riesgos de fractura (Konermann et al. 1999) han demostrado que la fragilidad de los cuerpos de las vértebras toráxico-lumbares bajo carga es proporcional al producto entre las dimensiones de las láminas óseas superficiales y la densidad ósea. Es posible alguna manera de previsión de la capacidad de carga con un margen estimado de error, y eso es importante sobre todo en el caso de deportes que imponen cargas elevadas o en el caso de cuerpos vertebrales con osteoporosis.

6. frecuentes lesiones son una señal de los límites de la capacidad de prestación

En algunos deportes los límites de la capacidad de prestación están supeditadas a frecuentes lesiones de las estructuras y los sistemas del aparato locomotor y sostén. Pero siempre hay atletas dotados de óptimas capacidades motoras y de una mecánica y de una función favorable del aparato locomotor y de sostén que van mas allá de los límites de prestación actual. Los estudios epidemiológicos, que nos informan sobre la frecuencia y la tipología de las patologías en varios deporte, son útiles para responder a la pregunta sobre cuales son los límites de la capacidad de prestación deportiva Si se relavan las causas, ya sean exógenos o endógenas, de estas alteraciones de la salud es posible sacar de esto indicaciones sobre los límites de la capacidad de carga impuestos por el tipo de requerimientos específicos presentes en varios deporte. En la gimnasia artística, ya en los años 80, el aumento de las exigencias de prestación acompañadas por un contemporáneo aumento de daños provocado por cargas erradas (Frbhner 1990; Frbhner, Mainka 1998) enseñaron que no fue sensato continuar el incremento de las prestaciones que en ese entonces eran invocadas. Particularmente llamativo fue el aumento de alteraciones de la maduración ósea en las regiones principalmente sometidas a cargas. Aquí  se tiene que destacarse el hecho  que puede ocurrir a menudo un buen desarrollo de la técnica y la coordinación de los movimientos activos, pero la carga producida por la acción pasiva de las fuerzas en las caídas o despegues extremadamente rápidos en la zona del tronco pueden provocar apremios excesivos. Un amplio estudio conducido sobre esta materia (Bruggemann, Krahl 2000) ha permitido a la Federación alemana de gimnasia (DTB 1999) de intervenir llevando a necesarias consecuencias para administrar el proceso de entrenamiento y avanzando propuestas de cambio de las reglas internacionales de puntuación.
Es presumible que también en otros deportes, en los que encontramos cargas elevadas del aparato locomotor y de sostén se puedan alcanzar límites de las prestaciones. Pero tales límites no son calculables, mientras  tanto, contemporáneamente asistimos a un desarrollo de variantes de las metodologías de entrenamiento, y a una evolución de los elementos y de las instalaciones, que limitan los efectos de los cargas mecánicas.

EPILOGO

En muchos deportes es posible dilatar los límites de las prestaciones. Pero, sise consideran las cargas mecánicas, al aumentar prestaciones, solicitan cada vez más intensamente el aparato locomotor y de sostén, puede esperarse que habrán limitaciones de prestación en aquellos deportes dónde encontramos a cargas mecánicas particularmente elevadas. Para dilatar los límites de las prestaciones en estos deportes son determinantes varios factores: la existencia de índices de la capacidad de carga particularmente favorable a determinada genética, sistemas inteligentes de entrenamiento que dediquen la debida atención a una recuperación suficiente, sobre todo después de elevadas cargas mecánicas y también a la mejoría cualitativa de los elementos y las instalaciones deportivas. También parece muy sensato dedicar una mayor atención a los aspectos que conciernen a la fisiología y al diagnóstico de la carga que compromete al aparato locomotor y de sostén aparte de las que generalmente conciernen a la fisiología de la prestación y la valoración funcional. En efecto no sólo para realizar elevadas prestaciones deportivas, pero también para continuar con ellas hace falta que sea garantizada la necesaria capacidad de carga.
En aquellos deportes dónde encontramos cargas mecánicas escasos es improbable que existan límites a las prestaciones debidas al apremio del aparato locomotor y de sostén. En todo caso, también en estos deportes hay necesidad de un número siempre mayor de esfuerzos para limitar los daños debidos a cargas incorrectas y los accidentes, si se quiere favorecer la continuidad en los entrenamientos que garanticen los necesarios procesos de adaptación.

Título original: Grenzen der LeistungsFdhigkeit des Menschen aus der Sicht des Halte-, Stutz­und Bewegungssystem

Fecha de la Publicación Original:  Septiembre del 2000

L'autrice: Dott.ssa Grudrun Frohner, Son colaboradores del grupo de trabajo de Medicina del deporte del Instituto de ciencias  Aplicadas al al Entrenamiento

Dirección del Autor:: Dott.sso G. Frohner, Istitut Für Angewandte Trainingswissenschaft, Marchschnerstr. 29, 04709, Lipzig

 

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