¿Es el músculo o la mente? | 07 JUL 18

¿Por qué se produce la fatiga?

Una revisión acerca de los modelos fisiológicos que explican un fenómeno más complejo de lo que suele creerse
Autor/a: Timothy David Noakes Fuente: Front. Physiol., 11 April 2012 | https://doi.org/10.3389/fphys.2012.00082 Fatigue is a brain-derived emotion that regulates the exercise behavior to ensure the protection of whole body homeostasis
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Resumen

  • Un influyente libro escrito por A. Mosso a fines del siglo XIX propuso que la fatiga que "a primera vista podría parecer una imperfección de nuestro cuerpo" es, por el contrario, una de sus más maravillosas perfecciones. La fatiga que aumenta más rápidamente que la cantidad de trabajo realizado nos salva de la lesión que una sensibilidad menor implicaría para el organismo "de modo que la fatiga muscular también es en el fondo un agotamiento del sistema nervioso".
     
  • Ha tomado más de un siglo para confirmar la idea de Mosso de que tanto el cerebro como los músculos alteran su función durante el ejercicio y que la fatiga es predominantemente una emoción, parte de una regulación compleja, cuyo objetivo es proteger al cuerpo del daño.
     
  • Las ideas de Mosso fueron suplantadas en la literatura inglesa por las de A.V. Hill, que creía que la fatiga era el resultado de cambios bioquímicos en los músculos de las extremidades en ejercicio, "fatiga periférica", a los que el sistema nervioso central no contribuye. La última década ha sido testigo de la creciente comprensión de que este modelo “sin cerebro” no puede explicar el rendimiento en el ejercicio.
     
  • El artículo rastrea la evolución de nuestra comprensión moderna de cómo el SNC regula el ejercicio específicamente para asegurar que cada sesión de ejercicio termine mientras se conserva la homeostasis en todos los sistemas corporales. El cerebro usa los síntomas de la fatiga como reguladores clave para asegurar que el ejercicio se complete antes del daño. Estas sensaciones de fatiga son únicas para cada individuo y son ilusorias ya que su generación es en gran parte independiente del estado biológico real del atleta en el momento en que se desarrollan.
     
  • El modelo predice que intentar comprender la fatiga y explicar el rendimiento atlético humano superior puramente sobre la base de las respuestas fisiológicas y metabólicas conocidas del cuerpo al ejercicio, debe fracasar ya que las decisiones mentales subconscientes y conscientes tomadas por ganadores y perdedores, tanto en el entrenamiento como en la competencia, son los principales determinantes tanto de la fatiga como del rendimiento deportivo.

INTRODUCCIÓN
Los intentos más modernos de comprender los factores que determinan la fatiga y el rendimiento deportivo superior se pueden rastrear en los estudios europeos que comenzaron a finales del siglo XIX. Un influyente libro (Mosso, 1915) escrito por el fisiólogo italiano A. Mosso, profesor de fisiología en la Universidad de Turín fue uno de los primeros en considerar la base biológica de la fatiga que se desarrolla durante el ejercicio.

A partir de sus observaciones de una gama de actuaciones naturales de animales y aves y de la fatiga muscular experimental en sujetos humanos, Mosso concluyó que: "Al subir de peso debemos tener en cuenta dos factores, ambos susceptibles a la fatiga. El primero es de origen central y de carácter puramente nervioso, a saber, la voluntad; el segundo es periférico, y es la fuerza química que se transforma en trabajo mecánico" (pp. 152-153).

Hizo una serie de otras observaciones que fueron proféticas, incluyendo: "En un examen de lo que ocurre en la fatiga, dos series de fenómenos demandan nuestra atención. El primero es la disminución de la fuerza muscular. El segundo es la fatiga como sensación " (p.154); y "Si consideramos el cerebro y los músculos como dos oficinas telegráficas, podemos entender que los nervios que los unen no sufren de la fatiga Pero la estación central o psíquica puede influir en la estación periférica o muscular, incluso si la segunda no está haciendo el trabajo, ya que tanto el cerebro como los músculos están irrigados por la sangre"( página 281).

"A primera vista puede parecer una imperfección de nuestro cuerpo, es por el contrario una de sus perfecciones más maravillosas..."

También entendió que la fatiga que "a primera vista puede parecer una imperfección de nuestro cuerpo, es por el contrario una de sus perfecciones más maravillosas. La fatiga que aumenta más rápidamente que la cantidad de trabajo nos ayuda a superar la lesión que una menor sensibilidad implicaría para el organismo" (p.156).

También se dio cuenta de que el cerebro es único, ya que es el único órgano protegido de los efectos del hambre: "Si el cerebro es el órgano en el que tiene lugar el cambio de material más activo, ¿cómo se puede explicar el hecho de que no disminuye? en peso cuando todo el resto del cuerpo está perdiendo?" (p 282). Pero es mejor recordado por ser uno de los primeros en proponer que "la fatiga nerviosa es el fenómeno preponderante, y la fatiga muscular también es en el fondo un agotamiento del sistema nervioso" (Bainbridge, 1919, p.177).

La fatiga es principalmente una emoción

Ha llevado más de un siglo de estudios acerca de la "fatiga" (Di Giulio et al., 2006) redescubrir lo que Mosso creía que era obvio: tanto el cerebro (Marcora et al., 2009) como los músculos esqueléticos (Amann et al. ., 2006; Amann y Dempsey, 2008) alteran su función durante el ejercicio; que el cambio en la función del músculo esquelético se caracteriza por una disminución de la fuerza y la velocidad de la contracción (Jones et al., 2009); y que la fatiga es principalmente una emoción (St Clair Gibson et al., 2003), parte de una regulación compleja (Noakes et al., 2004; Noakes, 2011b), cuyo objetivo es proteger al cuerpo del daño. Así que la fatiga es de hecho una de las "perfecciones más maravillosas" del cuerpo humano.

Curiosamente, las ideas de Mosso no obtuvieron una aceptación inmediata en las ciencias del ejercicio, sino que permanecieron latentes hasta que se redescubrieron más recientemente (Di Giulio et al., 2006). En cambio, fueron suplantados después de 1923 por una interpretación diferente y más simplista promovida por el Premio Nobel inglés Archibald Vivian Hill. Los estudios que se convertirían quizás en los más influyentes en la historia de las ciencias del ejercicio fueron realizados por Hill y sus colegas en el University College de Londres entre 1923 y 1925. (Hill y Lupton, 1923; Hill et al., 1924a, b, c).

Pero las creencias personales de Hill sobre qué causa la fatiga predeterminaron su interpretación de los resultados de sus experimentos bastante simples. Así, sus conclusiones y, como resultado, la dirección intelectual por la cual sus ideas canalizaron las ciencias del ejercicio, fueron determinadas por las preconcepciones de Hill, incluso antes de que emprendiera su primer experimento (Noakes, 1997, 2008a, b). Sus creencias personales fueron formadas por al menos tres factores

En primer lugar, dado que él era principalmente un fisiólogo muscular, era natural que las teorías de Hill comenzaran desde esa perspectiva. En segundo lugar, una serie de estudios realizados en la Universidad de Cambridge por otro premio Nobel, Frederick Gowland Hopkins.

El estudio crucial de 1907 (Fletcher y Hopkins, 1907) que influyó en el pensamiento de Hill había sido diseñado para desarrollar un método novedoso con precisión para medir las concentraciones de lactato muscular en animales de laboratorio recientemente muertos, específicamente en ranas.

Al sumergir los músculos de la rana extirpados en alcohol helado, Fletcher y Hopkins pudieron demostrar que las concentraciones de lactato eran elevadas en los músculos que habían sido estimulados a contraerse hasta el fracaso. Ahora sabemos que el alcohol helado desnaturaliza las enzimas glucolíticas activadas por la isquemia y la anoxia cuya activación hace que las concentraciones de lactato muscular aumenten en la isquemia y en la hipoxia.

Fletcher y Hopkins también demostraron que las concentraciones de lactato en el músculo esquelético cayeron en los músculos almacenados en una alta concentración de oxígeno y, a la inversa, aumentaron cuando se almacenaron en nitrógeno.

Como resultado, Fletcher y Hopkins concluyeron que: "El ácido láctico es desarrollado espontáneamente, en condiciones anaeróbicas, en el músculo extirpado de modo que la acumulación de ácido láctico en el músculo ocurre solamente en las condiciones de la anaerobiosis. Con un suministro adecuado de oxígeno, no se acumula en absoluto". También escribieron que: "La fatiga debida a contracciones va acompañada de un aumento del ácido láctico".

Pero la interpretación de Hill de estos resultados fue más doctrinaria específicamente:

(a) Que el ácido láctico se produce solo en condiciones de anaerobiosis muscular.

(b) Que la fatiga muscular es causada por el aumento de las concentraciones de lactato muscular.

Estas ideas formarían los pilares gemelos de la naciente teoría de Hill sobre los factores que causan fatiga y determinan el rendimiento deportivo humano.

En tercer lugar, se encontraron estudios publicados en 1909 y 1910 (Hill y Mackenzie, 1909; Hill y Flack, 1910) que aparentemente muestran que la inhalación de oxígeno mejoró significativamente el rendimiento durante el ejercicio. Esto llevó a la conclusión de que "este límite (para el trabajo muscular) se impone por el suministro de oxígeno a los músculos y el cerebro más que por la función de los músculos esqueléticos" (Bainbridge, 1919, p. 133) para que "el suministro de oxígeno al cuerpo sea factor decisivo para establecer el límite para el ejercicio" (Bainbridge, 1919, pag. 136).

 

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