El Modelo Del Gobernador Central. Parte 1.


Una Revisión al Revolucionario Modelo de Rendimiento del Profesor Noakes.

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Imagen por Eduardo Chavez via Flickr

Introducción.

El modelo más perdurable de la fisiología de resistencia es el modelo Cardiovascular / Anaeróbico. Inicialmente sugerido por los fisiólogos británicos A.V. Hill y asociados a mediados de los años 1920, este modelo ha sido promovido por científicos, entrenadores y atletas a nivel mundial por casi 80 años. Este modelo básicamente postula que la falta de oxígeno a los músculos que trabajan es lo que finalmente limita el rendimiento durante el ejercicio. La mayoría de los adherentes a este modelo utilizan los términos VO2máx, umbral de lactato y economía de carrera cuando se habla del entrenamiento o la fisiología; términos que se utilizan para describir aspectos particulares de este modelo. Aunque este modelo sigue siendo aceptado hoy por la mayoría de los corredores y entrenadores, desde 1970 un número cada vez mayor de investigaciones ha impugnado la validez del modelo cardiovascular / anaeróbico. Sin embargo, a pesar del creciente volumen de pruebas en su contra, el modelo se ha mantenido como el principal modelo de la fisiología de la resistencia.

Creo que la razón principal por la que el modelo cardiovascular / anaeróbico ha persistido de cara a la gran cantidad de evidencia en su contra, es que no se ha propuesto ningún otro modelo integral de la fisiología de la resistencia. Así, mientras que las deficiencias del modelo cardiovascular / anaeróbico son bien conocidas, la ausencia de otro modelo para reemplazarlo ha permitido un continuo apoyo al este modelo cardiovascular / anaeróbico.

Recientemente uno de los principales oponentes al modelo cardiovascular / anaeróbico, el destacado investigador y autor Dr. Tim Noakes, propuso un nuevo, revolucionario y completo modelo de rendimiento de resistencia que ha denominado “Modelo del Gobernador Central de Hill / Noakes”. La existencia de un gobernador fisiológico fue sugerida por primera vez por AV Hill, el mismo fisiólogo acreditado con el modelo cardiovascular / anaeróbico. Sin embargo, la idea de Hill de un gobernador fisiológico ha sido pasada por alto o ignorada por los que apoyan el modelo anaeróbico / cardiovascular a él atribuido, y, por tanto, se mantuvo en la oscuridad durante muchos años. Durante una revisión de la obra original de Hill, el Dr. Noakes redescubrió la teoría del gobernador de Hill. Intrigado por la idea, el Dr. Noakes revisó la investigación existente y llevó a cabo una nueva investigación, diseñada para probar la validez de la teoría de Hill. Los convincentes resultados de su investigación, combinados con los anteriores resultados sin explicación de la investigación previa, convencieron al Dr. Noakes de la exactitud de este modelo. Él entonces actualizó sustancialmente el modelo y lo introdujo al mundo la fisiología como el Modelo del Gobernador Central de Hill / Noakes.

Creo que su nuevo modelo podría ser el ingrediente que falta, que finalmente hará que se abandone el modelo cardiovascular / anaeróbico. Como me dijo el Dr. Noakes, cada vez será más difícil seguir apoyando el modelo anaeróbico / cardiovascular y, como mínimo, su nuevo modelo define claramente las líneas de batalla de tal manera que la gente tendrá que decidir de qué lado de la línea se va a parar. Si esto es correcto, entonces en los próximos años veremos una gran migración de científicos, entrenadores y atletas hacia el Modelo del Gobernador Central. Sin lugar a dudas, acompañado a un cambio en la creencia sobre la fisiología subyacente, cambiarán los métodos de entrenamiento aceptados. ¿Qué tan importantes pueden ser esos cambios? Eso está aún por verse. Si el modelo del Dr. Noakes es realmente el heredero del modelo anaeróbico / cardiovascular, pensé que sería apropiado revisar su modelo, sus implicaciones de entrenamiento, y compararlo y contrastarlo con mi modelo de rendimiento “power running”. Comenzaremos con la fatiga.


La Fatiga, Definida.

¿Qué causa la fatiga muscular? ¿Por qué durante las millas finales de una corrida larga o carrera se vuelve cada vez más difícil mantener un ritmo predeterminado? ¿Por qué no pueden los corredores mantener la máxima velocidad durante toda una carrera de 100 metros? ¿Por qué las altas temperaturas ambientales afectan el rendimiento de manera tan dramática, especialmente en las últimas etapas de una carrera? Estos y otros ejemplos son todos indicios de fatiga, pero no nos dicen lo que está causando la fatiga. Los científicos han buscado durante mucho tiempo las causas de la fatiga. Sin embargo, antes de que podamos descubrir plenamente lo que causa la fatiga, tenemos que definirla adecuadamente.

La definición tradicional de la fatiga utilizada por los fisiólogos es la incapacidad de, o bien continuar una cantidad predefinida de trabajo, o rendir a igual nivel de un trabajo previo, a pesar de un fuerte deseo y esfuerzo por parte del sujeto que lo hace. Es común que los investigadores hagan que los sujetos se ejerciten dentro de alguna carga de trabajo predeterminada, digamos un ritmo que es inicialmente igual al 80% del VO2máx y, cuando el sujeto ya no puede mantener ese ritmo, se dice que se ha fatigado.

Mientras que la definición es una buena medida hasta donde llega, no llega lo suficientemente lejos. A pesar de que un sujeto puede no ser capaz de mantener una carga de trabajo predeterminada, puede seguir a una carga de trabajo menor, es decir, el ritmo se ralentiza pero el sujeto continúa. El punto es, que fuera de una fatiga mortal, ésta no es absoluta. Un sujeto no está, o bien fatigado, o bien no fatigado. La fatiga cae dentro de una escala, con mayores o menores cantidades. El sujeto siempre puede continuar, aunque a un ritmo más lento. Decir que un sujeto está fatigado porque no puede mantener un nivel predeterminado de rendimiento no es incorrecto, pero no tiene en cuenta el hecho de que el sujeto podría continuar en un nuevo ritmo, más lento.


¿Dónde se Produce la Fatiga?

Ahora que hemos establecido que la fatiga no es un hecho absoluto, sino más bien un evento relativo (usted podría incluso llamarlo una estrategia de ritmo) tenemos que determinar dónde se produce la fatiga. ¿Son las propias fibras musculares las que se fatigan y no se contraen tan rápidamente y / o con tanta fuerza, o la fatiga está ocurriendo en otro lugar y luego interfiere en la contracción muscular? ¿Se está tal vez produciendo en varios lugares al mismo tiempo? Estas son preguntas muy importantes para responder con precisión a fin de determinar la causa o causas de la fatiga.

Los músculos se contraen porque reciben una señal del cerebro que hace que se contraigan. Si no reciben la señal de que no se contraen. El cerebro controla la actividad física mediante las señales que envía a los músculos. Si se requiere una mayor carga de trabajo, el cerebro altera su señal y activa más fibras. Si se desea una carga de trabajo menor, el cerebro altera la señal y reduce el número de fibras activadas. Este es el proceso básico de la contracción muscular.

Si las fibras musculares son el punto singular de fatiga durante el ejercicio, entonces, a medida que las fibras musculares se fatigan, el cerebro, a fin de mantener el ritmo de trabajo, tendría que activar un número cada vez mayor de fibras musculares, activando eventualmente el 100% de las fibras a fin de mantener la carga de trabajo deseada. En el punto en el que el 100% de las fibras estuviesen fatigadas, a continuación, la carga de trabajo necesariamente disminuiría a pesar de los intentos del cerebro para lo contrario. Las fibras fatigadas simplemente no se contraerían tan rápidamente o poderosamente como antes, dando como resultado una caída en la potencia de salida y una desaceleración del ritmo. Así pues, si la fatiga es un fenómeno muscular, deberíamos ver una masa activada cada vez mayor de fibras musculares a medida que el ejercicio continúa, terminando en la activación del 100%  de las fibras al final de un ejercicio extenuante.

¿Qué haría que las fibras musculares se fatiguen? Podrían ser muchas cosas, incluyendo el debilitamiento de las proteínas contráctiles dentro de la fibra muscular, la falta de oxígeno dentro de las fibras que trabajan, el aumento de la acidez en la fibra muscular, la hipoglucemia, la acumulación de calor dentro de una fibra que provoque una disminución de la contractilidad (todas los cuales se han señalado como fuentes de la fatiga), o podría ser cualquier otro número de cosas aún no identificadas.

Una teoría en competencia sería que la fatiga se produce en otros lugares del cuerpo e interfiere con la función contráctil de los músculos. Por ejemplo, si el sistema nervioso central se fatiga durante el ejercicio, las señales que produce y envía a los músculos, ordenándoles a contraerse, podrían ser debilitadas o diferidas resultando en un descenso del reclutamiento de fibras musculares.

Para probar si son las propias fibras musculares la ubicación de la raíz de la fatiga, sólo tendríamos que medir la actividad muscular durante el ejercicio agotador y determinar si una masa creciente de fibras musculares está siendo activada. Esto es exactamente lo que los científicos han hecho. Los científicos pueden medir la activación de las fibras musculares y los estudios que se han hecho han establecido que no se activa un volumen creciente de masa muscular durante el ejercicio y que el 100% de las fibras musculares disponibles no se activan al final de un ejercicio de resistencia exhaustiva. En cambio, el número de fibras musculares activadas cae durante el ejercicio exhaustivo. Por ejemplo, un equipo de investigadores examinó la potencia y la activación de la fibra muscular durante una contrarreloj de ciclismo de una hora (1). Durante el transcurso de la prueba los investigadores intercalaron 6 sprints máximos de un minuto. La producción de potencia y la activación muscular disminuyeron de manera constante de los sprints 2 al 5, a pesar del esfuerzo de los ciclistas para rendir a su máxima capacidad. La caída en la activación muscular y potencia de los sujetos, demuestran que el impulso desde la unidad central a los músculos estaba disminuyendo, no aumentando.

Curiosamente, en contraste con una caída cada vez mayor en la potencia y la activación muscular en los sprints del 2 al 5, durante el sexto sprint, que se realizó en el último minuto de la contrarreloj, la producción de potencia y la activación muscular se incrementaron significativamente. (Un embalaje de último momento por parte de los competidores en el final de una carrera es un hecho comúnmente observado en las competiciones de resistencia, especialmente el ciclismo, por lo tanto eso explica la colocación del sexto sprint en la investigación.) Si los músculos mismos hubiesen estado fatigados, los ciclistas hubieran sido incapaces de aumentar de repente la producción de energía. Así que la evidencia apunta lejos de la fatiga muscular como la fuente de fatiga durante el ejercicio. Esto no quiere decir que los músculos no se fatigan, solamente que la disminución de la producción de trabajo que define la fatiga no es directamente impulsada por la fatiga de la fibra muscular.

Si la fatiga no se encuentra principalmente en la fibra muscular en sí, entonces, ¿que causa la fatiga? Mientras que los puntos de datos distancian a la fatiga de la fibra muscular como la fuente singular de la fatiga, sí apuntan al cerebro como la fuente de la fatiga. La caída en la activación muscular sugiere que el impulso central a los músculos ha disminuido. El regreso repentino de, tanto la potencia, como la activación muscular durante el sexto y último sprint es evidencia de que hay por lo menos alguna influencia consciente de la unidad central. Con el conocimiento de que el sprint final coincidió con el final de la contrarreloj, los ciclistas podrían influir conscientemente al cerebro subconsciente para que este proporcione un esfuerzo final sin cuartel, lo que resulta en un aumento repentino de la potencia.

Estas observaciones de este y otros estudios llevaron al Dr. Noakes y a su socio, Alan St. Clair Gibson, a idear una nueva definición de la fatiga que declaró:

"…La fatiga es en realidad una percepción central (cerebro), es de hecho, una sensación o emoción y no un acontecimiento físico directo. Esto se deriva directamente de nuestra interpretación de que el agotamiento resulta en cambios del comando central (cerebro) hacia los músculos, más que un resultado de cambios en los propios músculos." (2)

Esencialmente están diciendo que el sistema nervioso central (cerebro) reduce la fuerza de salida reduciendo el impulso nervioso a los músculos. Los impulsos disminuidos resultan en una reducción en el número de unidades motoras activadas durante el ejercicio. En otras palabras, el cerebro mismo es la fuente de la fatiga. Además, los sentimientos de fatiga que un corredor conscientemente percibe durante el ejercicio son una emoción o sensación enviada por la mente subconsciente a la mente consciente. Si bien usted puede sentir cómo sus piernas se fatigan, el origen de ese sentimiento de fatiga está en su cerebro, no en sus piernas.


El Modelo del Gobernador Central.

Con la definición de la fatiga ahora enfocada en el control central en lugar de algo que ocurre dentro de los músculos, el siguiente tema a tratar es ¿por qué el cerebro reduce su impulso neuronal? ¿El cerebro mismo se fatiga o son otras cosas las que influyen en el cerebro para disminuir el impulso a los músculos que trabajan? ¿Cómo sabe el cerebro cuándo disminuir el reclutamiento de las fibras? ¿Cómo determina cuál es el nivel apropiado más bajo de reclutamiento de fibras? ¿Cómo hace el cerebro para seleccionar el ritmo adecuado para cualquier evento en particular?

Hay buena evidencia de que el cerebro reduce su impulso neuronal con el fin de proteger el cuerpo contra el daño irreversible. Básicamente el cerebro controla inconscientemente el estado de todos los sistemas del cuerpo, calcula continuamente los costos metabólicos de continuar al ritmo actual y lo compara con el estado físico existente. Basándose en esta información el cerebro ajusta el ritmo óptimo para que el evento se complete en la manera más eficiente, mientras que se mantiene la homeostasis general del cuerpo y una reserva de capacidad física y mental. El cerebro protege al cuerpo mediante la regulación de la potencia durante cualquier forma de ejercicio con el objetivo final de mantener la homeostasis y proteger la vida.

Un ejemplo de este proceso sería un ritmo más lento durante los eventos con altas temperaturas ambientales. Los corredores han sabido por mucho tiempo que si la temperatura exterior es alta, el ritmo de carrera será más lento debido al calor. Anteriormente este fenómeno ha sido explicado por el modelo cardiovascular / anaeróbico solo para decir que el corredor tiene que reducir la velocidad para evitar el sobrecalentamiento. Por el contrario, el modelo gobernador central es capaz de explicar con éxito este hecho bien conocido. El cerebro calcula la acumulación de calor debido a la alta temperatura ambiente y selecciona un ritmo más lento, que requiera una menor salida de potencia, lo que resulta en que menos calor corporal interno se esté generando. De esta manera el cerebro protege al cuerpo contra los peligros del sobrecalentamiento.

Los estudios de investigación proporcionan pruebas de este proceso. En un estudio, científicos midieron continuamente el ritmo cardiaco de los ciclistas durante una carrera de 104 kilómetros en bicicleta (3). Los investigadores descubrieron que la frecuencia cardíaca del ciclista, la que se utiliza comúnmente como una medida de la intensidad del ejercicio, aumenta y disminuye de una manera aparentemente aleatoria en todos los sujetos de forma continua durante todo el evento. Estos cambios no fueron tampoco relacionados exclusivamente con cambios geográficos a lo largo del recorrido de la carrera. Durante los tiempos en los que el curso era plano, los cambios aleatorios en la frecuencia cardíaca continuaron ocurriendo. Estos hallazgos son consistentes con los cálculos del cerebro en curso, de la distancia restante conocida a cubrir y del estado físico de los ciclistas para luego ajustar, en consecuencia, la potencia de salida (y por lo tanto el ritmo). Los resultados de este estudio han sido confirmados en otro estudio de ciclistas profesionales durante las tres semanas de la Vuelta a España (4).


Resumen.

Basado en la evidencia, el Modelo de Modelo Central sugiere que la fatiga es una condición relativa, no absoluta; es decir, el atleta siempre puede continuar, pero a un ritmo más lento. La potencia de salida de la fibra muscular no es regulada por factores en el propio músculo, sino que es continuamente restablecida por el cerebro con base en cálculos continuos de la retroalimentación sensorial que recibe de todos los sistemas del cuerpo. La fatiga es un proceso relativo ya que la intensidad del ejercicio cambia constantemente durante el ejercicio a medida que el cerebro, ya sea recluta fibras adicionales para aumentar la producción de energía, o disminuye la activación de las fibras para disminuir la producción de energía a partir de sus cálculos.

En la Parte 2 compararé el Modelo del Gobernador Central con el Modelo de Power Running.

 

Referencias:

  1. Kay D, Marino FE, Cannon J, St Clair Gibson A, Lambert MI, Noakes TD. Evidence for neuromuscular fatigue during high-intensity cycling in warm, humid conditions. Eur J Appl Physiol. 2001 Jan-Feb;84(1-2):115-21
  2. Noakes, T. Lore of Running, 2004, pg 147
  3. Palmer G, Hawley J, Dennis S, et al.  Heart rate responses during a 4-day cycle race.  Med Sci Sports Exerc 1994; 26:1278-83.
  4. Rodriguez-Marroyo J, Lopez J, Avila C. et al Intensity of exercise according to topography in professional cyclists.  Med Sci Sports Exerc.  2003; 35:1209-15


Acerca del Autor.

Richard Gibbens vive en Austin, Texas y ha sido corredor desde 1981.

A principios de 1980, se unió a las Fuerzas Especiales del Ejército de los Estados Unidos (boinas verdes). Siempre ha sido una persona activa, pero al incorporarse a las Fuerzas Especiales se dio cuenta de que su vida podría muy bien depender de su nivel de condición física. A medida que se esforzaba para mejorar al máximo su nivel de condición física y de rendimiento personal, se empezó a interesar mucho en aprender tanto como es posible acerca de la fisiología del ejercicio.

Durante años probó con diferentes métodos y modelos, de Lydiard a Bannister de Galloway a Hidgon. Luego de mucho tiempo de rendimientos insatisfactorios y lesiones comenzó a cuestionar seriamente la sabiduría de los programas de entrenamiento actuales. Así fue que empezó a leer sobre investigación que respaldase esa sabiduría. Fue entonces cuando descubrió que el modelo fisiológico actualmente aceptado, es decir, el modelo Cardiovascular / anaeróbico, tenía algunos defectos graves.

Si el modelo cardiovascular / anaeróbico está mal, entonces ¿qué es lo que realmente limita el rendimiento? Esa era la pregunta que quería responder. Mucha investigación se ha hecho sobre el ejercicio de resistencia, pero la mayoría realmente no apoya el modelo cardiovascular / anaeróbico. Gran parte de esta investigación había sido ignorado por la sabiduría convencional porque no encajaba en el modelo anaeróbico / cardiovascular actualmente aceptado. Peor aún, los resultados de algunos estudios de investigación fueron interpretados de una manera que se ajusta al modelo cardiovascular / anaeróbico.

Después de mucho estudio y reflexión encontró, delante de sus ojos, la que creía era la respuesta correcta. Usando la investigación y su experiencia fisiología, formuló el modelo de "potencia muscular" de la fisiología de la resistencia. Básicamente, su creencia es, que los músculos, y no su sistema aeróbico son, en última instancia, el factor limitante en el rendimiento. De esa creencia formuló el programa de entrenamiento que llama “Power Running”.

Actualmente difunde sus ideas a través de su web: http://www.trainingscience.net/


Traducido por Juan Ignacio Arenillas con autorización del autor.

Imagen de Portada por Eduardo Chávez vía Flickr: https://www.flickr.com/photos/edumtb/11134493983/

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