UNA NUEVA FORMA DE ENTRENAMIENTO: LAS VIBRACIONES

UNA NUEVA FORMA DE ENTRENAMIENTO: LAS VIBRACIONES

D.Iván Chulvi¹ y Dr. D. Carlos Pablos²

1. Becario Colaborador del Departamento de Educación Física de la Universitat de Valencia

2. Profesor Titular de la Universidad de Valencia. Departamento de Educación Física y Deportes

Resumen

En los últimos años, se han ido incorporando a los medios de entrenamiento distintos métodos sofisticados para el desarrollo de la fuerza como la electroestimulación y más recientemente la aplicación de vibraciones mecánicas, bien con objetivo de mejora del rendimiento deportivo, como de búsqueda de un buen nivel de condición física para una calidad de vida mejor o incluso como rehabilitación.

Con respecto a las vibraciones mecánicas, hay poca bibliografía sobre las investigaciones llevadas a efecto con esta metodología y dichos estudios están dirigidos a comprobar la influencia de las vibraciones mecánicas sobre la manifestación de fuerza-velocidad y movimientos balísticos en atletas utilizando indistintamente la aplicación de ejercicios con vibraciones sobreimpuestas o con vibraciones de cuerpo entero (Bosco y col., 1999;Rittweger y col., 2000; McBride y col., 2004; Luo y col., 2005; Cochrane y Standard, 2005). También se han encontrado investigaciones de los efectos de este método sobre la mejora propioceptiva y mejora muscular en participantes de actividad físico-recreativa (Wierzbicka y col., 1998; Priplata y col., 2003), al igual que en el campo del ejercicio terapéutico cuyos estudios indican que puede prevenir la osteoporosis y el dolor de espalda baja (Torvinen y col., 2002).

Por otro lado aparecen estudios que pretenden comparar el entrenamiento convencional frente a esta nueva tecnología, habiendo discrepancia entre los resultados de las distintas investigaciones. El objetivo de este texto es el de recopilar información sobre la aplicación de esta nueva tecnología , que nos pueda permitir abordar investigaciones sobre esta forma de entrenamiento.

Palabras clave: vibración, entrenamiento, resonancia,

Introducción

Todo material conocido por el hombre tiene una frecuencia natural a la que vibra al igual que los tejidos biológicos como pueden ser los músculos que también vibran a frecuencias específicas tanto en reposo como en activación (Warman y col.., 2002; Barry y Cole, 1988). Las cargas de vibración ocurren tanto en situaciones cotidianas como se dan en los vehículos motorizados, en los barcos, en distintos tipos de herramientas, etc, como en situaciones deportivas (Mester y col., 199; Jordan y col., 2005) tal como cuantificó Nigg (1997) en esquí alpino, que aparecen vibraciones a frecuencias de hasta 30Hz, las cuales deben absorberse (Spitzenpfeil, 1999).

Parece ser, que desde el siglo XIX, se conocen los efectos curativos de los estímulos vibratorios (Granville, 1881 en Issurin, 1994), mientras que en el ámbito deportivo se comienza a aplicar por Nazarov y colaboradores en la década de los 70 (Spitzenpfeil, 1999).

Desde el ámbito del deporte se habla de dos tipos de entrenamientos con vibraciones: el primero es el que aplica ejercicios de fuerza con estimulación vibratoria sobreimpuesta y el segundo y más utilizado, el que aplica tareas motrices realizadas bajo vibraciones de cuerpo entero, también llamadas WBV –Whole-body vibrations- (Issurín, 2005). También pueden aplicarse vibraciones de tipo específico (Chen y col.., 2003; Oliveira y col., 2001; Kumar y col., 1999; Kumar, 2004 en Tous y Moras, 2004).

Faltan estudios que nos aporten evidencias concluyentes sobre la eficacia y seguridad de los efectos del método de vibración en humanos, aunque se plantean hipótesis de que a baja frecuencia y baja amplitud del estímulo vibratorio, se consigue un seguro y efectivo ejercicio de intervención (Cardinale y col., 2003). Igualmente, es escasa la información sobre los efectos de los diferentes protocolos aplicados que nos permitan basarnos en unos más concretos y seguros (Cardinale y col., 2003).

Se ha hipotetizado que a baja amplitud y alta frecuencia de estimulación mecánica en el cuerpo humano es seguro y eficiente para la mejora muscular y la densidad ósea (Torvinen y col., 2002). Parece ser que vibraciones a frecuencias moderadas (25-50 Hz) con amplitudes pequeñas (2-10mm) y corta duración de la exposición (inferior a los 30 minutos con intermitencias) pueden provocar efectos beneficiosos, a la vez que se indica que exceder estos parámetros puede ser perjudicial. Cardinale y Pope (2003) muestran que el cuerpo responde de forma específica a las variaciones. Sin embargo Yue y Mester (2004) dicen que los efectos provocados por las vibraciones pueden alcanzar su máximo, a una frecuencia superior a la de la resonancia (un cuerpo resuena cuando vibra al recibir impulsos de frecuencia igual a la suya o múltiplo de ella). Esta situación de resonancia hay que evitarla para minimizar el impacto que sufren los tejidos implicados, porque se produce un desplazamiento máximo entre los órganos y las estructuras esqueléticas (Tous y Moras, 2004, Griffin, 1994 Hertench y col., 1992 en Spitzenpfeil, 1999). Las normas para un uso correcto de las vibraciones sin que sea dañino para la salud se encuentran en ISO2631/1 (Mester, y col., 2003). Superar estas intensidades por un exceso de vibraciones provocará un incremento del riesgo de cambios en el sistema músculo-esquelético, dolor de cuello y espalda baja y cambios degenerativos en la mineralización ósea (Fialova y col., 1995; Bovenzi y Hulshol, 1999 en Torvinen, 2003).

Control de la exposición de vibraciones

La frecuencia de vibraciones se mide en Herzios. La magnitud de la vibración se podrá representar por la aceleración o por desplazamiento. Por último la duración de la exposición a vibraciones representado por factores temporales y las posición mantenida. determinarán los efectos biológicos de la exposición a vibraciones (Jordan y col., 2005). Partiendo de estos datos, los protocolos de uso de las vibraciones dependerán de los objetivos a conseguir, planificando y sistematizando la exposición de vibraciones en el camino más adecuado

Objetivos del uso de las vibraciones

La vibración como ejercicio se usa principalmente para entrenamiento de atletas de élite (Bosco y col., 1999;Rittweger y col., 2000; McBride y col., 2004; Luo y col., 2005; Cochrane y Standard, 2005), para terapia de tratamiento de osteoporosis(Spitzenpfeil y Mester, 1997; Rubin y col., 1998, 2001 en Rittweger y col., 2002) y para los dolores crónicos de espalda baja (Rittweger y col., 2002).

Imagen 1 Plataforma de vibraciones para miembros inferiores, con uso de sobrecarga externa) (extraído de Mester y col., 2003)

Respuestas al entrenamiento de vibraciones

Las plataformas de vibración (imagen 1), modifican la aceleración de la ecuación dinámica (F= m x a) provocando cambios en las condiciones gravitacionales (1.1g = hipergravidez), asemejándose a los cambios rápidos y violentos en la aceleración gravitacional de los ejercicios específicos de ganancias de fuerza y explosividad (Bosco y col., 1998 en Delecluse y col., 2003). El entrenamiento de vibraciones de cuerpo entero (WBV), se basa en una plataforma que genera vibraciones verticales sinusoidales provocando la activación de las alfamotoneuronas e iniciando contracciones musculares (Bosco y col., 1998, 2000, 1999; Runge y col., 2000 ; Delecluse y col. 2003; Jordan y col., 2005). Con la vibración, se activan los receptores espinales de los músculos donde se aplica la vibración, y los músculos periféricos (Bosco y col., 1999). Al aplicar las vibraciones se van a producir mejoras en la manifestación de potencia, fuerza, velocidad y en los gestos balísticos posiblemente debido a las adaptaciones neuromusculares (Delecluse y col., 2003), es decir que influye en los mecanismos del feedback propioceptivo y los propios componentes neuronales (Bosco, 2000)..

La respuesta al estímulo vibratorio, va a depender de tres factores (Mester, 2003):

• amplitud
• frecuencia (estos dos aspectos determinan la intensidad de la carga)
• rigidez muscular o de la articulación (considerada como respuesta neuromuscular)

Efectos del tratamiento con WBV con objetivos atléticos

La vibración mecánica, que genera repetidos estiramientos sobre músculos, tendones y ligamentos, aplicada al vientre muscular o al tendón puede activar una contracción muscular refleja (Hagbarth y col., 1965;Burke y col., 1976; Cardinale y col., 2003; Rittweger y col., 2003) excitando las alfa-motoneuronas y provocando la respuesta conocida como, tonic vibration reflex (TVR) o reflejo tónico a la vibración (Tous y Moras, 2004; Jordan y col., 2005), caracterizado por una hiperactivación del reflejo miotático (Porta y col 2003).

La TVR es la causa de un incremento del reclutamiento de las unidades motoras (Torvinen y col., 2002), y por tanto, de una aumento de la actividad electromiográfica (Jordan y col., 2005) el cual se observa de forma aguda mediante un incremento temporal en la activación muscular (imagen 2). Cuando el estímulo vibratorio no produce fatiga y si es de relativa corta duración puede determinar un incremento en el estado excitatorio del sistema nervioso central y facilitar la capacidad de producción de fuerza en humanos (Cardinale y col., 2003) como respuesta aguda. Por lo que podría ser utilizado como medio de potenciación (aumento de fuerza a una excitación única, es decir, tener un músculo que alcance mayor velocidad y facilidad para conseguir su fuerza máxima), como medio que aumenta los efectos del calentamiento (Cochrane y Standard, 2005; Luo y col., 2005) y principalmente como medio de preparación para eventos de carácter explosivo (Jordan y col., 2005).

El fenómeno del TVR, que se observó en todos los músculos esqueléticos excepto en los de la cara y lengua, depende de 4 factores:

• localización del vibrador (sobre músculo o tendón)
• longitud inicial del músculo (cuanto más estirado mayor respuesta)
• estado de la excitabilidad del sistema nerviosos central
• parámetros de estímulos vibratorios (Hz, desplazamiento, tiempos de exposición,...)

Imagen 2 Activación del músculo (mediante EMG) gastrocnemio con una carga vibratoria de 35 Hz tomado de Delecluse y col., 2003)

Estudios recientes (Rothmuller y Cafarelli, 1995; Berschin y Sommer, 2004) encuentran que la vibración produce una mayor coactivación agonista durante y después de la aplicación (Gabriel y col., 2002), lo que podría tener un efecto positivo en la estabilización activa de la articulación (Berschin y Sommer, 2004). También mejora los impulsos a la musculatura antagonista (Issurin 1994; Bosco y col., 1999 Berschin y col 2003; Ports y col., 2003). Es beneficioso para mejorar el ciclo estiramiento-acortamiento (CEA) y el coeficiente de reactividad (CR = altura del salto/tiempo de contacto) (Tous y Moras, 2004). Estos datos nos ayudan a concluir que uno de los efectos de la exposición a vibraciones puede ser el aumento de la potencia mecánica y eficiencia neuronal de forma muy similar al trabajo de explosividad convencional (Bosco, 1999). Una aplicación de cinco minutos con una frecuencia de 20 Hz de WBV produce mejoras en la fuerza explosiva de jugadoras de voley (Bosco y col., 1999) por lo que nos hace pensar que con poco tiempo de entrenamiento utilizando la WBV, mejora la potencia de los miembros inferiores (Cardinale y col 2003). Se puede decir que la WBV podría ser un medio efectivo para mejorar la fuerza balística y el rendimiento de la capacidad de salto (Delecluse y col., 2003)

Hay algún estudio que plantea que el entrenamiento con WBV no reporta mejorías en comparación con el sistema convencional de fuerza ante esfuerzos medios (Delecluse y col; 2003). Los mismos autores llevaron a efecto otro estudio con velocistas y tampoco observaron mejoras en su comparación con los métodos tradicionales de mejora de fuerza (Delecluse y col; 2004 y 2005).

Otros estudios que no encuentran mejoras son los de Issurin y col., (1994) y Webber, (1997) en Spitzenpfeil, (1999)

Respuesta hormonal

A nivel hormonal la exposición a vibraciones tiene efectos positivos. En un estudio llevado a cabo por Bosco (2000) 14 sujetos se sometieron a WBV siguiendo un protocolo de 2 series de 5 repeticiones cada una con 60 segundos de activación y otros 60 segundos de descanso y un descanso de 6 minutos entre las series se observó que la respuesta hormonal era: un incremento en la concentración de testosterona (T) y hormona de crecimiento (GH) en plasma, mientras que el Cortisol (C) desciende, por lo que se favorece el entorno anabólico. Se sugiere que la respuesta hormonal y el incremento de la efectividad neuromuscular son simultáneos pero independientes, y se puede especular que los dos fenómenos pueden tener mecanismos comunes (Bosco y col., 2000). Además se puede aportar información en la cual existen mejoras de otros parámetros importantes. Parece ser que la “potencia metabólica” puede ser controlada mediante la frecuencia y amplitud de vibración, así como con la colocación de sobrecargas externas (Rittweger y col.; 2002) En el estudio llevado a cabo por Di Loreto y col. (2004) encontraron una ligera reducción de la glucosa plasmática y un aumento de las concentraciones en plasma de norepinefrina; lo cual indica que se aumenta la utilización de glucosa por parte de la musculatura activa.

Por último, los efectos residuales del entrenamiento con vibraciones, resultan insignificantes (Issurin y col., 1999) pero si que genera fatiga, y los mecanismos neuronales que pueden causar esta fatiga por aplicación de vibraciones pueden ser tanto el consumo de neurotransmisores, la inhibición supraespinal y el reflejo autógeno de inhibición ((Torvinen y col., 2002; McBride y col., 2004)

Efectos sobre la flexibilidad

Al producirse un cambio en la sensibilidad de los nocireceptores, puede mejorar la flexibilidad del sujeto (Issurin y col., 1994; Mester y col., 2005; Cochrane y Standard, 2005). También se observa un aumento de la temperatura, facilitando una mayor irrigación y capacidad elástica (Ports y col., 2003). Ante un entrenamiento de 5 minutos de WBV con una frecuencia de 20 Hz se producen mejorías en la elasticidad de los músculos flexores de la rodilla (Cardinale y col.,; 2003).

Prevención y tratamiento del dolor de espalda baja (Low Back Pain)

El uso de vibraciones podía ser un medio de mejora y cura del dolor de espalda baja (Rittweger y col., 2002). Además, la flexión de rodillas y cadera amortigua la mayor parte de impacto que pueda recibir la columna, previniendo de lesiones nerviosas o pinzamientos (Gusi y col., 2004).

Efectos sobre la salud en tercera edad y el sistema cardio-circulatorio

Se puede concebir la intervención mediante vibraciones como una forma no invasiva y no farmacológica para tratar la osteoporosis, debido a que es un medio fisiológico que puede inhibir la perdida de densidad mineral ósea (BMD) post-menopaúsica (Rubin y col., 2004; Verschueren y col., 2004). Hay trabajos que indican aumentos de la densidad mineral ósea (Flieger y col 1998 Issurin y col 1994; Porta y col 2003). Las vibraciones pueden ser un factor determinante en la morfología del hueso, ya que la frecuencia de unos 30 Hz, modula o genera un entorno anabólico en el tejido óseo (Tous y Moras, 2004; Torvinen, 2003), pues se dice que los osteoblastos proliferan más ante vibraciones de baja amplitud y amplia frecuencia (0 a 50 Hz) (Tanaka y col; 2003). Este efecto, puede amplificarse si se emplea la resonancia estocástica, es decir, añadiendo ejercicio dinámico a la aplicación de vibraciones. También se indica que los cambios en la densidad ósea son mayores en donde se produce un mayor impacto biomecánico y no producen cambios significativos en otras zonas corporales (Gusi y col; 2004). Por lo que este método puede ser eficaz para la prevención de la osteoporosis a nivel general (Jordan y col., 2005).

A nivel cardiovascular, se ha planteado como un método adecuado y seguro para la rehabilitación y mejora funcional en transplantados del corazón y similar al ejercicio aeróbico estándar (Cravenna y col.; 2003). A la hora de ver los efectos en la circulación periférica se encontó un aumento del flujo sanguíneo y ensanchamiento de los capilares después de la aplicación del estímulo vibratorio, lo que provocaba una mejora de la circulación periférica, (Kerschan-Schindl y col.; 2001). También se observa un efecto tixotrópico por lo que la viscosidad de la sangre se ve aumentada, y por tanto, la velocidad media del flujo sanguíneo aumenta (Tous y Mora, 2004).

Existen mejoras en la capacidad de equilibrio puesto que las vibraciones tienen la capacidad para estimular la propiocepción y provocar efectos duraderos sobre la postura en adultos sanos (Wierzbicka y col., 1998; Priplata y col., 2003, en Tous y Moras, 2004; Delecluse y col., 2003; Verschueren y col., 2004).

Al comparar las mejoras del rendimiento muscular obtenidas por el método de vibraciones comparado con uno tradicional, se vio que eran similares en su aplicación a una población de mujeres (Roelants y col; 2004).

En personas de la tercera edad, este tipo de entrenamiento por vibraciones mejora los parámetros subjetivos y objetivos del estrés de incontinencia urinaria y su combinación con terapia psicológica va a incidir en la mejora de calidad de vida (Von Der Heide y col., 2003).

Igualmente, con la aplicación del método vibratorio se han observado mejoras en otros aspectos como son la mejora de la función física, salud en general, calidad de marcha (aplicando el test de Tinetti), equilibrio y agilidad o en la disminución del dolor o el incremento de la vitalidad y los efectos beneficiosos sobre la osteoporosis al aplicar un trabajo sobre 42 voluntarios mayores de una duración de 6 semanas durante 3 días a la semana 4 repeticiones de un minuto con vibraciones de entre 10 y 27 Hz. (Bruyere y col.(2003).

Por último, se puede utilizar como medio de relajación siempre que se realice con una frecuencia de 20 HZ (Rittweger y col., 2003 en Cardinale y col., 2004)

Imagen 3 Vibraciones para las extremidades superiores (extraído de Mester y col., 2003)

Efectos negativos por la aplicación de un exceso de vibraciones

Se debe de evitar el realizar un exceso de exposición a las vibraciones, ya que pueden acarrear efectos negativos sobre el organismo, como son lesiones o enfermedades (Griffin,1997; Jordan y col., 2005; Mester y col., 2005), vértigos, dolores de espalda (Mester ,2003). Igualmente se indica que pueden provocar eritemas y edemas en los pies (en especial tras la primera sesión, siendo más susceptibles las mujeres). Este estado transitorio se resuelve rápidamente realizando un leve ejercicio de marcha (Rittweger y col.,2002). También se ha detectado que dicha exposición prolongada a las vibraciones puede alterar el rendimiento de los mecanoreceptores, disminuyendo los procesos perceptivos y sensomotrices (Ribot- ciscar y col., 1996). O como el estudio de Miyashita y col 1983 (en Tous y Moras, 2004) que describen el síndrome por vibración, después de una exposición de 2000 horas (2-8 horas al día) en usuarios de motosierras (vibración en miembro superior, imagen 3), O el estudiio de Wasserman y col, (1991) (en Jordan y col, 2005) que describen la patología del síndrome del brazo vibratorio (HAVS) con disfunciones neuronales como consecuencia de largas exposiciones a vibraciones. También se ha planteado que el excesivo tiempo de exposición a vibraciones va a producir fatiga e inhibición del rendimiento neuromuscular (Bosco y col., 1998; Rittweger y col., 2000; De Ruiter y col., 2002 en Cardinale y col., 2003).

Parece ser, que cuando las intensidades son superiores a los 50 Hz, también se producen efectos negativos como indican los estudios de Necking y col. (1996) (en Tous y Moras, 2004) que observaron una degeneración fibrilar en distintos músculos como respuesta a frecuencias de 80Hz durante 5 horas diarias en 5 días consecutivos, o los deRittweger y col, (2003) o de Cardinale y col, (2004). Igualmente, se ha observado que las vibraciones de altas frecuencias producen reducción del flujo sanguíneo, pudiendo ocasionar lo que se conoce como “dedo blanco” (Bovenzi y col., 2001; Bovenzi y Hulshof, 1999; Bovenzi y Griffin, 1997)

Conclusiones

La aplicación de estímulos vibratorios en diferentes campos está proliferando en la actualidad. A pesar de que se empieza a estudiar la influencia de este medio de entrenamiento, aún existen muchas dudas sobre sus efectos, los cuales hemos querido concretar en este análisis de las distintas investigaciones que hablan de sus efectos.

Hay muchos resultados contradictorios, sobre su efecto beneficioso o no, y muchos de esos resultados pueden ser debidos a la falta de una concreción en la aplicación de esta metodología, las poblaciones a las que se ha aplicado, la duración del trabajo, las intensidades (y otros parámetros influyentes). Hay que tener en cuenta que el estímulo determinará los efectos de la exposición y que las vibraciones se valorarán en Herzios. Con el avance en el conocimiento de los efectos y de las metodologías a utilizar, se favorecerá que esta nueva forma de entrenamiento pueda ser más utilizada, siempre que la eficacia vaya acompañada de la seguridad y se eviten los efectos perjudiciales que se han citado en la revisión de los estudios realizados, adaptándose el entrenamiento a las capacidades particulares de cada sujeto (Jordan y col,. 2005).

Líneas futuras sobre las que investigar de esta metodología

Pese a la falta de estudios que aseguren la eficacia de los protocolos para evitar riesgos, se indica que la baja amplitud (2 a 10 mm) acompañada de moderadas frecuencias (25 a 40 Hz) y exposición corta (inferior a 30 minutos con intermitencias, es seguro y eficaz para la mejora muscular y la densidad ósea (Torvinen y col., 2002). Estos efectos beneficios hacen que se puedan englobar las áreas de acción de esta nueva forma de entrenamiento y que consideramos que por falta de resultados científicos, se deberían tener presentes para futuros trabajos de investigación, describiendo tal y como sugiere Jordan y col., (2005) los protocolos con todas sus variables y el movimiento específico o posición mantenida.

Se deben de realizar investigaciones en los siguientes ámbitos:

1. Su aplicación en el entrenamiento atlético-deportivo, por su efecto de potenciación. Parece ser que el probable efecto beneficioso que una sesión corta de WBV, puede tener como técnica de calentamiento en pruebas rápidas, porque la manifestación de movimientos rápidos se verá favorecido por la mayor activación del reflejo miotático y una mejora capacidad elástica debida al aumento de la temperatura intramuscular. Por la observación de incremento de la fuerza explosiva en miembros inferiores y mejora en el salto cuando se aplican breves exposiciones de vibraciones con moderada frecuencia, y la observación de los bajos efectos residuales del entrenamiento con vibraciones. Y por último, como medio relajante al aplicar bajas frecuencias (20 Hz).
2. Su aplicación en el campo de la rehabilitación y prevención debido a su efecto sobre la densidad ósea que facilita el tratamiento de la osteoporosis por evitar los impactos. También se facilita la incontinencia urinaria y se pueden tratar las lumbalgias o dolor de espalda baja.
3. Como aplicación al wellness (carácter preventivo de la salud) mejorando el equilibrio y la actitud postural como consecuencia de la mejora de los propioreceptores, al igual que su efecto sobre la mejora de la coordinación intermuscular y mayor activación en los músculos estabilizadores.
4. Y por último estudiar sus efectos negativos como consecuencia de la forma de aplicar esta metodología.