¿Por qué se produce la fatiga?

Áreas cerebrales asociadas con la regulación del ejercicio en humanos

Una serie de estudios iniciales ha encontrado evidencia de activación de la corteza insular, la corteza cingulada anterior (ACC) o la región prefrontal medial, así como regiones talámicas en el cerebro en respuesta a una mayor percepción de esfuerzo durante el ejercicio (Williamson et al., 2006 ) Williamson y sus colegas sugieren que diferentes áreas en la corteza insular parece responder a los aportes de las aferentes del músculo esquelético y del "comando central", mientras que la circunvolución cingulada anterior "puede funcionar junto con partes de la corteza insular como una red de comando central que funciona para interpretar el sentido de esfuerzo y luego, provoca ajustes autonómicos apropiados para afectar las respuestas cardiovasculares". (p.56).

Se considera que las regiones talámicas están implicadas en la regulación de la presión arterial mediante mecanismos barorreflejos. Estudios más recientes han avanzado aún más estas ideas.

Por lo tanto, las respuestas cerebrales a una forma de ejercicio de pedaleo estudiado con resonancia magnética funcional encontraron activación de las cortezas sensoriales y motoras primarias medial, corteza premotora, área suplementaria y cerebelo anterior asociado con la tarea (Mehta et al., 2009).

Al estudiar las áreas cerebrales involucradas en la decisión de terminar el ejercicio, Hilty et al. (2011a) encontraron la activación de la región insular media / anterior inmediatamente antes de la terminación de las contracciones isométricas fatigantes de la empuñadura. Dado que esta área está involucrada en la evaluación de otras amenazas homeostáticas, los autores sugieren que la activación de esta región cerebral puede alertar al organismo sobre "desequilibrios homeostáticos urgentes".

Más recientemente, el mismo grupo (Hilty et al., 2011b) encontró evidencia de una mayor comunicación entre el medio / insular anterior y la corteza motora durante el ejercicio fatigante que indica "un aumento inducido por la fatiga en la comunicación entre estas regiones" (p.6). Proponen que la región insular media / anterior "podría no solo integrar y evaluar la información sensorial desde la periferia, sino también estar en comunicación directa con la corteza motora" (p.1).

El efecto de esto podría ser actuar como un regulador central de la salida motora (eferencia) hacia las extremidades durante el ejercicio de acuerdo con el concepto de un mecanismo de gobernador central que responde a la retroalimentación sensorial aferente.

Al estudiar la respuesta de atletas entrenados y voluntarios no entrenados a una actividad aversiva, Paulus et al. (2011) informaron la activación "profunda" de la ínsula derecha e izquierda, la corteza prefrontal dorsolateral y la circunvolución cingulada anterior en respuesta a la tarea desagradable.

Pero los atletas entrenados mostraron una respuesta atenuada de la corteza insular derecha en comparación con los no atletas, lo que sugiere que atenuar la respuesta de la corteza insular derecha puede ser una adaptación importante que favorezca un rendimiento atlético superior.

Los estudios de drogas inyectadas directamente en áreas del cerebro de la rata muestran que la exposición de los núcleos del hipotálamo ventromedial (VMH) al bloqueo muscarínico reduce sustancialmente el rendimiento del ejercicio (Guimaraes et al., 2011).

Por lo tanto, los autores concluyen que "la transmisión muscarínica dentro del VMH modula el rendimiento físico, incluso cuando los efectos de las respuestas termorreguladoras sobre la fatiga son mínimos" (p.9).

Resumiendo la evidencia actual Tanaka y Watanabe (2012) han propuesto que la fatiga física está regulada por el equilibrio entre las influencias inhibidoras y facilitadoras en la corteza motora.

Así, "la entrada sensorial del sistema periférico a la corteza motora primaria (M1) disminuye la salida motora (fatiga supraespinal) y una vía neural que interconecta la médula espinal, el tálamo (TH), la corteza somatosensorial secundaria, la corteza insular medial, el insular posterior corteza, ACC, área premotora (PM), área motora suplementaria (SMA) y M1 constituye la inhibición del sistema.

Por el contrario, un sistema de facilitación que interconecta el sistema límbico, los ganglios basales (BG), TH, la corteza órbito-frontal, la corteza prefrontal, ACC, PM, SMA y M1 constituye el sistema de facilitación y una aportación de motivación a este sistema de facilitación mejora la SMA y luego M1 para aumentar la potencia motora al sistema periférico "(p.730).

¿Es realmente la mente sobre el músculo?

Durante décadas, los fisiólogos han buscado una única variable biológica, una “bala de plata” biológica, que explicaría por qué algunos atletas son mejores que todos los demás. Por lo general, esto se ha centrado en el corazón y en la circulación (Bassett Jr. y Howley, 2000; Levine, 2008), lo que refleja el dominio que el modelo Hill ha ejercido en este campo.

"Es el cerebro, no el corazón o los pulmones, es el órgano crítico, es el cerebro"

Pero ya Bean y Eichna (1943) advirtieron que: ". . . la aptitud física no se puede definir ni las diferencias se pueden detectar por medio de unas simples medidas fisiológicas obtenidas durante pruebas limitadas. Hacerlo da como resultado centrar la atención en algún concepto erróneo. El hombre no es una frecuencia de pulso, una temperatura rectal, sino una matriz compleja de muchos fenómenos. En el desempeño entra en el factor de motivación desconcertante pero extremadamente importante, la voluntad de hacerlo. Esto no se puede medir y sigue siendo una variable inquietante, rápidamente fluctuante e incontrolable que en cualquier momento puede alterar por completo el rendimiento independientemente del estado físico o fisiológico" (p.157).

De manera similar, el Dr. Roger Bannister, el primer hombre en recorrer una milla en menos de 4 minutos, escribió en 1956 (Bannister, 1956) que: "El cuerpo humano está siglos antes del fisiólogo y puede realizar una integración de corazón, pulmones, y músculos que son demasiado complejos para que el científico los analice " (página 48). Más tarde continuó: "Es el cerebro, no el corazón o los pulmones, es el órgano crítico, es el cerebro" (Entine, 2000, p.13).