Hipertrofia: Excéntrico vs Concéntrico

Bienvenido/a a una nueva entrada de Entrenamiento Excéntrico. Hoy vamos a indagar en un apartado muy discutido, como es la RESPUESTA HIPERTRÓFICA COMPARANDO EXCÉNTRICO Y CONCÉNTRICO.

 Hipertrofia muscular:

Entramos en uno de los aspectos sobre los que más se ha especulado respecto a la diferencia entre contracciones. El control de las variables, el tipo de muestra, la cuantificación de la carga y la fiabilidad en los métodos de medición, son algunos aspectos que debemos de tener en cuenta cuando leemos cualquier artículo científico. 

Con la hipertrofia pasa algo muy curioso, no parece que nos pongamos de acuerdo en qué variable es la más fiable para medir sus cambios (circunferencia, grosor muscular, sección transversal…), y tampoco en su método de medición (resonancia magnética, ecografía…). 

Así que, casi por casualidad, he encontrado una revisión sistemática donde se cogen diferentes estudios que comparaban los efectos en la respuesta hipertrofia del  excéntrico y el concéntrico, ordenándolos según la variable que utilizaban para medirla.

Un dato muy importante es que la muestra de todos los estudios (sujetos de intervención y control, si los había) eran varones jóvenes y sanos.

¿Qué resultados obtuvieron?

Perímetro Muscular (Muscle Girth) 

Si analizamos los resultados obtenidos en todos ellos, vemos que solo en los que se realizó sobre miembro superior el entrenamiento excéntrico ECC obtuvo mayores ganancias que el concéntrico (CONC), mientras que en los dos de miembro inferior, utilizando máquinas isocinéticas o isotónicas, las respuestas fueron similares.

Esto nos hace preguntarnos si hay variaciones entre diferentes grupos musculares y sus respuestas ante los estímulos excéntrico y concéntrico.

 Sección transversal anatómica (ACSA) 

La medición de la sección transversal se hizo a través de resonancia magnética. En algunos estudios (1) se encontraron diferencia en las distintas localizaciones de un mismo músculo, es decir, es posible que hubiese diferencias entre medir en el vientre muscular que en la porción distal. Remarcando la importancia de la “hipertrofia regional”. En los resultados vemos que ECC >CONC con claras diferencias solo en dos de los diez estudios. Obtuvieron una respuesta similar en ocho de los diez, sin hacer distinción entre los que usaban máquinas  isociéticas o isotónicas.

Volumen Muscular

Solo había dos estudios, ambos en cuádriceps, cuyos  resultados observados nos muestran  que hubo una respuesta similar entre ECC y CONC atendiendo tanto al volumen completo del grupo muscular, como del vasto lateral y del medial en solitario.

Si el atender a una porción u otra no iba a tener diferencias significativas en el volumen total,  esto implicaba que tomando como referencia la sección transversal de la mitad del muslo como medida para el índice de hipertrofia, el estudio de Franchi y colaboradores de 2014 habría mostrado una mejora ligera  de entre el 6-8 % a favor del excéntrico.

Grosor Muscular (Muscle Thickness) 

Se cogieron seis estudios y solo en uno de ellos hubo una mejora en el ECC respecto al CONC. Por tanto, si tomamos el grosor muscular  medido a través de ecografía como índice de hipertrofia, los resultados muestran que no hay diferencias significativas.

Sección transversal fibras tipo II (Fiber Type II CSA) 

Si antes han medido la hipertrofia con el ACSA,  ¿por qué medirlo de nuevo con las fibras tipo II?

La respuesta es que parece que el ECC de alta intensidad/velocidad tiene una relación estrecha con la activación de fibras tipo II, ya sea el excéntrico de forma aislada (2) o con sobrecarga en modelos mixtos (3). Tres de los 5 estudios analizados encontraron  mayores mejoras con el ECC, mientras que en uno de ellos fueron similares y en otro fue mayor con el CONC.

Músculo libre de grasa (thigh muscle fat free mass/lean mass) 

No se encontraron diferencias significativas entre ECC-CONC.

¿Qué diferencias existen a nivel molecular entre ECC y CONC?

 Cambios en  Arquitectura Muscular

Como hemos visto antes en alguno de los artículos comentados, una de las posibles diferencias observables entre los dos tipos de contracción es la hipertrofia específica. Investigadores como Douglas y colaboradores (4) observaron que las ganancias en crecimiento asociadas al excéntrico se centran en la parte distal del músculo, mientras que en el concéntrico se suelen localizar a nivel medial.

Sin embargo, hemos visto como un crecimiento “global” similar observado en ambos tipos de contracciones, planteándome la siguiente cuestión: ¿qué diferencias encontramos en relación a los mecanismos de regulación estructural por las cuales se producen las respuestas hipertróficas?

Encontramos dos referencias bibliográficas, Reeves (5) y Franchi (6), las cuales nos muestran el incremento marcado en la longitud del fascículo muscular con el ECC y el aumento del ángulo de peneación con el CON, como refleja la diferente adición de sarcómeros en serie o en paralelo.

En el apartado de hipertrofia, hemos podido comprobar que el crecimiento muscular se produce con ambos tipos de entrenamiento, pero  de nuevo Franchi y colaboradores (7) nos muestran que los mecanismos de remodelación estructural son específicos del tipo de contracción.

En la tabla 2 tenemos los estudios sobre las adaptaciones estructurales comparando el ECC y CONC de forma aislada. Podemos ver como los dos tipos de contracción inducen adaptaciones diferentes, por lo que los cambios estructurales pueden influenciar en la propiedades funcionales de la musculatura.

Sin título.jpeg

La adición de sarcómeros en serie, es decir, refleja el aumento de la longitud del fascículo, puede considerarse como un mecanismo “protector” después del ejercicio excéntrico, además del aumento de fuerza máxima producida a mayores longitudes musculares (8). Por el contrario, el incremento del ángulo de peneación (adición sarcomérica paralela) se ha relacionado de forma mucho más clara con las contracciones concéntricas (9).

 Respuestas Metabólicas y Moleculares

Para conocer un poco más el proceso de la hipertrofia en respuesta al ejercicio, debemos conocer los mecanismos moleculares que controlan la adición de nuevo material contráctil. El primer problema que encontramos es que hay pocos estudios que hayan estudiado las respuestas crónicas moleculares centrándose solo en ejercicio concéntrico o excéntrico, y además, no se conocen del todo los mecanismos que controlan esas respuestas.

Por tanto, nuestro objetivo en este apartado es ver que nos dice la ciencia respecto a esos posibles mecanismos de control del remodelado estructural y sacar conclusiones prácticas que nos lleven a la elección de un tipo de contracción dependiendo de nuestra meta.

 Síntesis proteica (SP)

En la revisión se plantean diferentes cuestiones en relación a la SP:

    • ¿Determina el tipo de contracción la SP?
      • Pues de los cuatro artículos analizados en la revisión, ninguno de ellos encontraros diferencias notables en la SP entre ambos tipos de contracción. (10)
    • ¿Realmente la síntesis proteica es un mecanismo fundamental en el remodelado estructural muscular?
      • Autores como Fujita (11) o Garma (12) han observadores que las diferentes adaptaciones estructurales no pueden ser determinadas únicamente a través de la cuantificación de la SP.

 Daño muscular

Hace ya algunos años se postuló que el daño muscular y la respuesta inflamatoria eran fundamentales para el aumento muscular y que tras el excéntrico predominaba el daño muscular.

Pero como hemos visto en el apartado de hipertrofia, no hay diferencias significativas entre EXC y CONC, por tanto, una suposición lógica sería la de afirmar que el daño muscular no es uno de los factores más importantes en el proceso de remodelado estructural. Además, se ha visto que el daño muscular disminuye desde la primera serie del ejercicio (es lo que se denomina “the repeated bout effect phenomenon) (13) debido a numerosos factores, algunos de ellos neurales y otros dependientes del remodelado de la matriz extracelular.

Si quieres conocer más sobre las implicaciones del daño muscular en el trabajo excéntrico, tengo una entrada específica sobre ello.

Actividad Células Satélite

Hasta ahora hemos visto que ni el daño muscular ni la síntesis proteica explican de manera completa los patrones de remodelado estructural del músculo que son específicos de cada tipo de contracción, por lo que los autores de la revisión analizan el papel que pueden tener las células satélite (CS) en respuesta al EXC y CONC. Durante la reparación muscular tras el ejercicio y durante la adaptación hipertrófica consiguiente, el papel que juegan las CS es fundamental para el crecimiento muscular.

Lo que se ha visto en los estudios es que la actividad de las células satélite es diferentes según el tipo de contracción (14) y que las CS tienen una estrecha relación con la matriz extracelular (15), interviniendo en el proceso de remodelación estructural.

 Aumento del Remodelado de la Matriz Extracelular (ME)

El artículo que se toma como referencia para este apartado es el de Hyldahl y colaboradores (16), donde podemos destacar 2 cuestiones:

  1. Los datos actuales apoyan la afirmación de que ME puede tener un papel importante en la remodelación muscular y el montaje estructural después de ECC.
  2. Este hecho podría explicar las diferencias vistas en el remodelado estructural entre EXC y CONC.

Respuesta genéticas y Vías de Señalización

Sólo un estudio de Kostek y colaboradores (17) ha investigado la expresión genética entorno al EXC vs CONC, encontrando que 51 genes diferentes se expresaban de forma diferente tras tres horas de haber realizado ECC o CONC. Estos genes estaban relacionados en su mayoría con la renovación de proteínas, el estrés celular y el remodelado estructural del sarcolema. Estos datos apoyan la idea de  que el tipo de contracción va a determinar la activación única y exclusiva de ciertos genes.

Parece que cuando ambos tipos de contracción se aplican al músculo con alta intensidad y trabajo combinados, se puede observar una respuesta similar en la síntesis de proteínas, con una pequeña diferencia de potencial sólo en puntos de tiempo muy temprano ( 4.5 horas después de la serie del ejercicio). Sin embargo, si lo observamos después de un periodo de tiempo más largo (cuatro semanas) no se observan diferencias significativas entre EXC y CONC.

La distinta actividad de las CS, junto con la expresión genética y la señalización celular observada en humanos y animales, sugiere que el ECC puede provocar un mayor remodelado estructural del tejido conectivo.

Resumen

Las deficiencias metodológicas de los estudios hacen casi imposible la comparación, pero debemos de intentar unir los beneficios que nos proporciona la contracción excéntrica y la concéntrica. 

No hay grandes diferencias en cuanto a las ganancias en masa muscular entre el trabajo excéntrico o concéntrico de forma aislada. 

No se trata de elegir un bando u otro, sino de conocer que adaptaciones producen en el organismo (nivel molecular, titular y órgano) para poder decidir en qué momento y con qué clientes es más interesante utilizarlo. 

Espero que te haya gustado esta entrada, como siempre agradezco tus comentarios para poder mejorar y seguir aprendiendo. Un saludo!!

Bibliografía:

1-. Franchi, M. V, Atherton, P. J., Reeves, N. D., Flück, M., Williams, J., Mitchell, W. K., et al. (2014). Architectural, functional, and molecular responses to concentric and eccentric loading in human skeletal muscle. Acta Physiol. 210, 642–654. doi: 10.1111/apha.12225

2-.Shepstone, T. N., Tang, J. E., Dallaire, S., Schuenke, M. D., Staron, R. S., and Phillips, S. M. (2005). Short-term high- vs. low-velocity isokinetic lengthening training results in greater hypertrophy of the elbow flexors in young men. J. Appl. Physiol. 98, 1768–1776. doi: 10.1152/japplphysiol.01027.2004

3-.Friedmann-Bette, B., Bauer, T., Kinscherf, R., Vorwald, S., Klute, K., Bischoff, D., et al. (2010). Effects of strength training with eccentric overload on muscle adaptation in male athletes. Eur. J. Appl. Physiol. 108, 821–836. doi: 10.1007/s00421-009-1292-2

4-. Douglas, J., Pearson, S., Ross, A., and McGuigan, M. (2016). Chronic adaptations to eccentric training: a systematic review. Sport. Med. 47, 917–941. doi: 10.1007/s40279-016-0628-4

5-. Reeves, N. D., Maganaris, C. N., Longo, S., and Narici, M. V (2009). Differential adaptations to eccentric versus conventional resistance training in older humans. Exp. Physiol. 94, 825–833. doi: 10.1113/expphysiol.2009. 046599

6-.Franchi, M. V., Wilkinson, D. J., Quinlan, J. I., Mitchell, W. K., Lund, J. N., Williams, J. P., et al. (2015). Early structural remodeling and deuterium oxide-derived protein metabolic responses to eccentric and concentric loading in human skeletal muscle. Physiol. Rep. 3, e12593–e12593. doi: 10.14814/phy2.12593

7-.Franchi, M. V., Atherton, P. J., Maganaris, C. N., and Narici, M. V. (2016a). Fascicle length does increase in response to longitudinal resistance training and in a contraction-mode specific manner. Springerplus 5, 94. doi: 10.1186/s40064-015-1548-8

8-.Timmins, R. G., Ruddy, J. D., Presland, J., Maniar, N., Shield, A. J., Williams, M. D., et al. (2016a). Architectural changes of the biceps femoris long head after concentric or eccentric training. Med. Sci. Sport Exerc. 48, 499–508. doi: 10.1249/MSS.0000000000000795

9-.Ema, R., Akagi, R., Wakahara, T., and Kawakami, Y. (2016). Training-induced changes in architecture of human skeletal muscles: current evidence and unresolved issues. J. Phys. Fit. Sport. Med. 5, 37–46. doi: 10.7600/jpfsm.5.37

10-. Moore, D. R., Phillips, S. M., Babraj, J. A., Smith, K., and Rennie, M. J. (2005). Myofibrillar and collagen protein synthesis in human skeletal muscle in young men after maximal shortening and lengthening contractions. Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 288, E1153–E1159. doi: 10.1152/ajpendo.00387.2004

11-. Fujita, H., Nedachi, T., and Kanzaki, M. (2007). Accelerated de novo sarcomere assembly by electric pulse stimulation in C2C12 myotubes. Exp. Cell Res. 313, 1853–1865. doi: 10.1016/j.yexcr.2007.03.002

12-.Garma, T., Kobayashi, C., Haddad, F., Adams, G. R., Bodell, P. W., and Baldwin, K. M. (2007). Similar acute molecular responses to equivalent volumes of isometric, lengthening, or shortening mode resistance exercise. J. Appl. Physiol. 102, 135–143. doi: 10.1152/japplphysiol.00776.2006

13-. McHugh, M. P. (2003). Recent advances in the understanding of the repeated bout effect: the protective effect against muscle damage from a single bout of eccentric exercise. Scand. J. Med. Sci. Sports 13, 88–97. doi: 10.1034/j.1600-0838.2003.02477.x

14-. Farup, J., Rahbek, S. K., Vendelbo, M. H., Matzon, A., Hindhede, J., Bejder, A., et al. (2014). Whey protein hydrolysate augments tendon and muscle hypertrophy independent of resistance exercise contraction mode. Scand. J. Med. Sci. Sports 24, 788–798. doi: 10.1111/sms.12083

15-. Fry, C. S., Kirby, T. J., Kosmac, K., McCarthy, J. J., and Peterson, C. A. (2017). Myogenic progenitor cells control extracellular matrix production by fibroblasts during skeletal muscle hypertrophy. Cell Stem Cell 20, 56–69. doi: 10.1016/j.stem.2016.09.010

16-. Hyldahl, R. D., Nelson, B., Xin, L., Welling, T., Groscost, L., Hubal, M. J., et al. (2015). Extracellular matrix remodeling and its contribution to protective adaptation following lengthening contractions in human muscle. FASEB J. 29, 2894–2904. doi: 10.1096/fj.14-266668

17-.Kostek, M. C., Chen, Y.-W., Cuthbertson, D. J., Shi, R., Fedele, M. J., and Esser, K. A., et al. (2007). Gene expression responses over 24 h to lengthening and shortening contractions in human muscle: major changes in CSRP3, MUSTN1, SIX1, and FBXO32. Physiol. Genomics 31, 42–52. doi: 10.1152/physiolgenomics.00151.2006

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