Sin cambios en la velocidad de conducción de la fibra muscular en

Sin cambios en la velocidad de conducción de la fibra muscular en relación a acidosis leve
durante el ciclismo exhaustivo
INTRODUCCIÓN
 Electromiografía de superficie (EMGs) es ampliamente utilizado para estudiar la actividad
eléctrica de las unidades motoras en el músculo esquelético activo.
 La media de la velocidad de conducción de las fibras musculares (MFCV) se puede estimar
de forma no invasiva de medite la EMGs.
 MFCV se sabe que está influenciada por múltiples factores fisiológicos y/o ambientales: El
diámetro de la fibra muscular y tipo de fibra muscular.
 Un ↑ en MFCV se explica a menudo por el reclutamiento de las unidades motoras más
grandes o puede ser el resultado de un aumento de la temperatura del músculo .
 Durante el ejercicio isométrico sostenido en los niveles de alta contracción [ 40-100 % de
la contracción voluntaria máxima (MVC ) ] , a menudo se ha reportado una ↓ en MFCV.
 Una combinación de alta demanda metabólica , las tasas de disparo unidad de motor
rápido , y disminución de la circulación con la acumulación de subproductos metabólicos
da lugar a un cambio progresivo en el microambiente de la membrana.
 La acumulación de potasio extracelular , especialmente en el T - túbulo , y la acumulación
de lactato junto con una disminución del pH parecen ser los principales determinantes
para la reducción de MFCV.
 Se han propuesto algunos factores que intervienen en el desarrollo de la fatiga muscular ,
por ejemplo , la acidificación muscular y la acumulación de potasio para afectar MFCV.
 Tal fuente común de tanto la fatiga muscular y disminuyendo MFCV explicaría por qué
estos fenómenos suelen coincidir .
 (2001, 2003 ) observaron cambios de pH del músculo y MFCV en el músculo sano.
 Estos datos indicaron pH del músculo a ser uno de los factores fuertemente relacionados
con la dinámica MFCV.
 Investigaciones anteriores de la dinámica MFCV centraron principalmente en tareas
isométricas estandarizados.
 Pocos estudios se han centrado en la respuesta de MFCV durante fatiga en contracciones
dinámicas y con resultados parcialmente contradictorios.
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Durante el ejercicio concéntrico y excéntrico acoplado a cabo en un dispositivo de
ejercicio volante de inercia, MFCV disminuyó con el ejercicio fatigoso ( Pozzo et al . 2006 ) ,
pero no mostró ningún cambio durante fatiga de extensiones de rodilla repetitivas.
MFCV durante el ciclismo se informó bien a disminuir o se mantienen constantes.
Estos resultados proporcionan una idea clara de la respuesta de MFCV durante el ejercicio
dinámico .
Una posible explicación de la falta de coherencia entre los resultados de las
investigaciones de la dinámica MFCV durante el ejercicio dinámico en comparación con el
ejercicio isométrico puede ser que la dinámica de los factores que afectan MFCV pueden
ser muy diferentes entre estos regímenes.
Se ha encontrado que la magnitud de la acidificación muscular durante el ejercicio intenso
bicicleta es significativamente menor que el observado normalmente durante las
contracciones isométricas .
Proponemos que la ausencia de una gran caída en el pH puede explicar la ausencia de una
disminución en MFCV durante el ejercicio intenso ciclismo.
La hipótesis de que la acidosis leve en el músculo esquelético no da lugar a una
disminución significativa y detectable de MFCV durante el ejercicio de bicicleta .
MFCV , pH intramuscular y las concentraciones de metabolitos de fosfato de alta energía
durante diferentes episodios de ejercicio en bicicleta exhaustiva se midieron utilizando
EMG de superficie de alta densidad, y 31P espectroscopia de resonancia magnética (MRS).
MATERALES Y METODOS
Sujetos
 6 sujetos sanos masculinos, edad media 25 años ( 21-45 años) participaron en el estudio.
Protocolo de Ejercicio
 Los sujetos realizaron el ejercicio de bicicleta en posición supina sobre cicloergómetro
frenado mecánicamente.
 Este ergómetro fue diseñado para realizar las mediciones 31P MRS .
 Los sujetos fueron instruidos sólo para aplicar fuerza a los pedales durante la fase de
empuje del ciclo.
 El ángulo de la rodilla más pequeña y más grande fue de 100 ° y 160 ° , respectivamente.
 No fue posible cuantificar la intensidad del ejercicio en términos de potencia de salida
absoluta (Vatios) .
 En lugar de ello , se utilizó la carga de frenado aplicada en Newtons para cuantificar la
intensidad de la carga de trabajo.
 La frecuencia de pedaleo fue de 80 rpm , establecido por un metrónomo.
 Para llevar a cabo tanto la EMGs de alta densidad y 31P MRS , los sujetos visitaron el
laboratorio dos veces para un experimento duplicado .
 En el primer día del ergómetro se colocó fuera del del escáner de resonancia magnética y
de alta densidad se realizaron mediciones EMGs .
 Los sujetos ponen en posición supina sobre una cama del paciente se coloca detrás del
ergómetro . Se verificó que el ángulo de la rodilla era igual a las condiciones en el orificio
del escáner de RM .
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En el segundo día, después de una semana , el ergómetro se coloca en el escáner de RM y
los espectros de 31P se registraron.
En ambos días , el protocolo consistió en tres experimentos , cada uno a una carga
diferente de frenado , 35 , 50 y 65 N , respectivamente (Fig. 2 ).
El fundamento de la selección de la intensidad de la carga de trabajo fue definir diferentes
cargas de trabajo extenuantes que inducirían un flujo de alta glucolítica, la acumulación de
lactato y la tarea falla rápida después de sólo unos minutos de ejercicio.
En los dos primeros experimentos (35 y 50 ) , los sujetos continuaron ejercicio hasta el
fallo tarea.
Fallo de la tarea se definió como el sujeto no ser capaz de continuar la carga de trabajo del
ejercicio a 80 rpm.
En el tercer experimento con una carga de 65 N , el ejercicio hasta el fallo tarea fue
seguido por dos peleas extra de 24 s, tanto después de 30 s de descanso.
Los tres experimentos se realizaron en orden aleatorio y separadas por 20 minutos de
reposo.
La duración de las diferentes series de ejercicio fue de 240 ± 143 s (rango 152-280 s ), 95 ±
17 s (rango de 72 a 120 s ) y 49 ± 12 s (rango de 39 a 56 s ) para el 35 - , 50 - y la carga de
trabajo 65 - N , respectivamente .
EMG de superficie de alta densidad
 Se colocaron electrodos secos en el vasto media de la pierna derecha de los sujetos.
 La posición final de la cuadrícula fue marcado en la pierna del sujeto con un trazador de
líneas fino.
 Se colocaron electrodos multicanal flexible y delgado con una distancia entre electrodos
de 4 mm.
 Los electrodos en modo referencia se colocaron de manera distal desde la red en la rótula
de la rodilla derecha, se colocó en la tibia de la pierna derecha.
Análisis de los datos
 Un montaje diferencial doble se utilizó para el cálculo de MFCV .
 La columna de la cuadrícula con las amplitudes más altas en general y más corta duración
de los diferentes picos se eligió para su posterior análisis.
 Picos individuales se seleccionaron si la señal excede un umbral fijado a 5 mV.
 Señales EMG Pre- alineados de 32 ms de pares de electrodos con una distancia entre
electrodos de 12 mm (que contienen aproximadamente un pico ) fueron utilizados para
estimar el tiempo de retardo entre las señales.
 El fundamento de la selección del montaje doble diferencial y la distancia entre electrodos
de 12 mm fue que estos ajustes se encontraron empíricamente para proporcionar
resultados robustos ( Beck et al . 2004 ).
 Pre- alineación de las señales se realizó por un valor inicial de MFCV igual a 4,1 ms- 1 .
 El tiempo de retraso se calculó para todos los picos seleccionados dentro de una sola
ráfaga de la actividad (un ciclo de ejercicio) ; estos valores se promediaron y
posteriormente utilizados para estimar la media MFCV de un ciclo de ejercicio.
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Posteriormente , la MFCV calculado para todos los ciclos de movimiento dentro de una
sola carga de trabajo se promedió para determinar la media MFCV para ese experimento
concreto .
Estos cálculos se realizaron para cada experimento individual , dando una estimación de la
media MFCV para cada sujeto y cada uno la intensidad del ejercicio .
Dinámicas de tiempo normalizados de MFCV se calcularon dividiendo cada punto de datos
por la media MFCV determinada para cada materia y carga de trabajo. Puesto que la
duración de las sesiones de ejercicio varió entre sujetos , el MFCV se determinó para
épocas con una longitud correspondiente a 10 % de la duración de cada sesión de
ejercicio.
Espectroscopia de RMN de 31P
 Las mediciones de 31P MRS se realizaron en un escáner 1.5 -T en todo el cuerpo.
 Una bobina de superficie 31P de una sola vuelta (diámetro de 6 cm) suministrado por el
fabricante se coloca sobre el músculo vasto medial de la pierna derecha y se sujeta con
correas.
 Todo 31P RMN espectros fueron adquiridos utilizando un pulso de excitación adiabática
90° . Antes de la sesión de ejercicio , dos espectros 31P, se obtuvieron del músculo en
reposo en la posición de descanso bajo un entorno más relajado ( tiempo de repetición (
TR) 15 s ) , y en parte - saturado ( TR 3 s ) las condiciones .
Análisis de los datos
 Los tres picos de ATP fueron equipados como dos dobletes y un triplete, con iguales
amplitudes y anchos de línea y el conocimiento previo de la constante J- acoplamiento ( 17
Hz) .
 Concentraciones absolutas de los metabolitos se calcularon después de la corrección para
la saturación parcial y suponiendo que la concentración de ATP ( [ ATP ] ) es 8,2 mM en
reposo.
 PH intracelular se calculó a partir de la diferencia de desplazamiento químico entre las
resonancias Pi y PCR ( δ ; medido en partes por millón ) de acuerdo con la ecuación .
RESULTADOS
La velocidad de conducción de las fibras musculares
 Para todos los sujetos se observó la tendencia esperada de aumentar MFCV a mayores
cargas de trabajo .
 Se calculó que para cada carga de trabajo , no hubo diferencia significativa entre la MFCV
en el inicio de ejercicio ( primer punto de datos ) y al final del ejercicio ( último punto de
datos ) (p ≥ 0,15) .
 MFCV dinámica temporal también se analizaron mediante la realización de análisis de
varianza y no reveló ninguna diferencia estadísticamente significativa entre todas las
posibles combinaciones de dos puntos de datos , a excepción de una ( carga de trabajo 65
- N , puntos de datos sexto y octavo ) .
 Estos resultados no indican una tendencia general de aumento o disminución de MFCV
durante las sesiones de ejercicio y, por tanto , eran considerados una prueba más de que ,
a excepción de algunas variaciones pequeñas e inconsistentes , la MFCV se mantuvo
constante durante cargas de trabajo individuales .
Espectroscopia de RMN de 31P
 La concentración de PCr disminuyó de 33,4 ± 1,5 mM en reposo a 4,3 ± 2,01 , 5,9 ± 1,4 y
4,9 ± 1,2 mM al final del ejercicio con cargas de frenado de 35 , 50 y 65 N.
 Este agotamiento casi completo fue acompañado de un aumento complementario en [ Pi
], mientras que la concentración de ATP se mantuvo constante , los datos no se muestra.
 No se encontró ninguna diferencia significativa en el ejercicio final [ PCr ] entre las
diferentes cargas ( p ≥ 0,15 ) .
 El pH disminuyó de 7,08 ± 0,05 en reposo a 6,79 ± 0,18 , 6,80 ± 0,06 y 6,85 ± 0,07 al final
del ejercicio con cargas de frenado de 35 , 50 y 65 N.
 Esta leve disminución en el pH no difirió significativamente entre las cargas de trabajo (p
≥ 0,8 ) .
MFCV y pH durante tres series de ejercicios de 65 N
 Como se indicó, la 1era sesión de ejercicio en 65 N fue seguido por dos períodos que
constan de una secuencia de descanso 30 s 24 s y el ejercicio .
 El período de descanso tras la 1era y 2da sesión de ejercicio sin MFCV podría ser estimado.
 En el inicio de la 2da y 3era serie de ejercicio una disminución significativa en MFCV se
detectó en comparación con el MFCV al final de la pelea anterior ejercicio ( p < 0,05) .
 Durante la 2da y la 3era sesión de ejercicio , se observó una tendencia similar de aumentar
MFCV durante estas series de ejercicio .
 Se encontró que para todos los sujetos en tanto la segunda y la tercera serie de ejercicio
de la pendiente del modelo lineal fue significativamente diferente de cero (p < 0,05 ) a
un valor de 1,62 ± 0,25 y 1,64 ± 0,72 ms - 1 min - 1 , respectivamente ( media ± DE , n = 6 ).
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El pH del músculo disminuyó durante la primera sesión de ejercicio de 7,02 ± 0,13 en
reposo a 6,83 ± 0,03 en el agotamiento.
Concentración Pi aumentó de 5,9 ± 1,8 mM en reposo a 29,3 ± 4,6 mM a agotamiento.
PH muscular y Pi, durante el primer período de descanso de 30 s , el pH disminuyó un
adicional de 0,2 unidades a 6,63 ± 0,08.
Esta caída se atribuye a la rápida consumo de tampón de protones , es decir , PI , que
disminuyó la capacidad total de almacenamiento en búfer de protones celular.
Como resultado , también la capacidad de tamponamiento de protones celular fue
restaurada que causó un aumento en el pH celular.
Esta secuencia de eventos se repitió durante el segundo período de 30 s de descanso y
segunda sesión de ejercicio extra.
Durante la primera sesión de ejercicio dinámica de pH disminuido mientras que las
concentraciones de Pi celular aumentaron .
El pH disminuyó durante la primera sesión de ejercicio , como resultado de lactato y la
formación de CO2.
La producción de protones no fue totalmente compensado por otros procedimientos, por
ejemplo, el desglose PCr o aumento de la capacidad de amortiguamiento de protones
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celular , provocando una disminución neta en el pH , mientras que la concentración de Pi
aumentó .
Durante los períodos de descanso y las series de ejercicios de corta duración ( 24 s) , la
acumulación de lactato y CO2 fue mucho menor (similar a los primeros 24 s de la primera
sesión de ejercicio ) .
La dinámica general de pH fueron , por lo tanto , dominados por la dinámica de la
capacidad de amortiguación de protones celular que co- varía con la concentración de Pi,
que explica el comportamiento de la misma fase .
Análisis de la relación entre MFCV y el pH durante este 65 - N ejercicio intermitente
protocolo reveló una correlación significativa entre la concentración de protones ( [ H + ] =
10 - pH ) , y MFCV normalizado.
CONCLUSIONES
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En la presente investigación , no detectamos un descenso MFCV durante el ejercicio en
bicicleta hasta el fallo tarea.
Combinando MRS y mediciones EMGs de alta densidad , se encontró una correlación
significativa entre MFCV y pH celular, por lo que provoca la acumulación de protones
ralentización de la acción potencial de propagación a lo largo del músculo.
Estos resultados confirman que la MFCV , una medida no invasiva , puede proporcionar
información pertinente sobre la acidosis muscular fisiológicamente significativa.
La ausencia de una disminución en MFCV durante el ejercicio en bicicleta , observada en el
presente , así como en los estudios reportados previamente , se explica por la ausencia de
una gran caída en el pH durante este modo particular de ejercicio de la pierna.
Dra. Nieves Liliana Salamanca Gómez
Medicina del Deporte
2014