ACTIVIDAD DE LABORATORIO
EXPERIMENTO 6

MEDICIÓN DE LA TOLERANCIA MUSCULAR: TASA DE LA FATIGA MUSCULAR

Prof. Edgar Lopategui Corsino
MA, Fisiología del Ejercicio
 * elopateg@gmail.com; elopategui@intermetro.edu; saludmedpr@gmail.com

INTRODUCCIÓN: TRASFONDO TEÓRICO DEL EXPERIMENTO

        La tolerancia muscular, o su inverso, la tasa de fatiga, se relaciona con la fuente de energía finita disponible al principio de la contracción, si la contracción se realiza de forma isométrica a una magnitud de fuerza lo suficiente para causar una presión muscular interna que ocluya el flujo de sangre.  Si el trabajo muscular se realiza a niveles más bajos, o isotónicamente, entonces los límites de la tolerancia muscular se establece por la interacción de la provisión de energía y la disponibilidad de energía a través de la circulación.

        Diversos métodos de laboratorio se han diseñado para la medición de la fatiga muscular.  Hellbrandt at al (1948) ha modificado el ergográfico Mosso clásico en un instrumento muy útil para las pruebas de tolerancia muscular y metodologías isotónicas.  En este método, el arco de movimiento disminuye conforme aumenta la fatiga y un registro de esta disminución se utiliza para evaluar el nivel de fatiga.

        deVries (1969) ha desrrollado métodos electromiográficos para evaluar la tasa de fatiga en términos del cambio en la actividad eléctrica según el músculo se fatiga
Sin embargo, el método más simple y directo es aquel que depende de la pérdida de fortaleza muscular observada conforme la fatiga progresa.  Clark (1957) y Clark et al (1955) han demostrado que según se ejecuta un trabajo pesado a lo largo de un periodo de tiempo suficiente para resultar en fatiga, puede ser medido las disminuciones en la fortaleza del músulo involucrado.  Los autores sugieren el uso del "Índice para la Disminución de la Fortaleza Muscular," o IDFM, el cuál se calcula como el porcentaje de la fortaleza muscular perdida, descrito como:

IDFM = FM1 - FM2/FM1 x 100, donde:

 FM1 = Fortaleza Muscular inicial (antes de la prueba)
 FM2 = Fortaleza Muscular final (al finalizar la prueba)

(De Vries & Housh, 1994, p. 451).

JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA DEL EXPERIMENTO

        El método del IDFM puede ser utilizado para evaluar el efecto de la fatiga de la mayoría de las formas de ejercicios, o trabajos, agotadores.  De hecho, este método ha sido utilizado exitosamente para evaluar los efectos de varios tipos de funciones militares, tal como cargar mochilas y en los eventos atléticos como las 200 yardas de natación.

 TERMINOLOGÍA Y ABREVIACIONES

1. Contracción muscular
2. Contracción isométrica
3. Fortaleza muscular (FM)
4. Fortaleza muscular isométrica máxima (FMImáx)
5. Tolerancia muscular (TM)
6. Dinamometría
7. Dinamómetro

FÓRMULAS

 Índice para la Disminución de la Fortaleza Muscular (IDFM):

IDFM = FM1 - FM2/FM1 x 100, donde:

 FM1 = Fortaleza Muscular inicial (antes de la prueba)
 FM2 = Fortaleza Muscular final (al finalizar la prueba)

PROPÓSITO

        El propósito de esta experiencia de laboratorio consiste en medir la tolerancia muscular mediante el IDFM.

EQUIPO Y MATERIALES

1. Dinamómetro de mano ajustable
2. Cronómetros
3. Polvo de magnesio (de tiza)
4. Formas de anotación, lápices, tabloides

PROCEDIMIENTO

1. Dividir aleatoriamente la clase en grupos, compuestos de tres estudiantes cada uno:

a. Sujeto.
b. Observador y cronometrísta
c. Registrador.

2. Después de un periodo de familiarización con el dinamómetro que se prevee emplear, el sujeto sostiene una contracción muscular máxima hasta la fatiga.

3. Durante esta contracción agotadora, los dos otros estudiante trabajan como observado y registrador.

4. El observador lee el dinanómetro cada 5 segundos y el registrador anota el valor en la Tabla 1.

5. Luego, el sujeto, observador y el registrador rotan, de manera que cada uno tengan un turno.

6. Repita el experimento, pero donde cada sujeto sostiene 35 kilogramos (kg) en el dinamometro de mano. Para mujeres, se debe emplear 25 kg.

RESULTADOS

         Empleando los datos de la Tabla 1,desarrolle dos gráficas xy:

1. Gráfico 1; Cambios en la Fortaleza Muscular para una S, conforme la fatigue Progrese (Utilizando la Fuerza Máxima)

a. Rotular y cuantificar (en kg) una escala para la Fuerza (kg) en el eje-de-y (eje vertical u ordenada del punto [coordenada y del punto]).
b. Rotular y cuantificar una escala (Tiempo [seg]) que transcurre en el eje-de-x (eje vertical o abscisa del punto [coordenada x del punto]).

2. Gráfico 2; Cambios en la Fortaleza Muscular para una S, conforme la fatigue Progrese (Utilizando un Fuerza Submáxima Arbitraria)

a. Rotular y cuantificar (en kg) una escala para la Fuerza (kg) en el eje-de-y (eje vertical u ordenada del punto [coordenada y del punto]).
b. Rotular y cuantificar una escala (Tiempo [seg]) que transcurre en el eje-de-x (eje horizontal o abscisa del punto [coordenada x del punto]).

        Utilice una curva Francesa (o la curva del ojo) para ajustar los datos en una curva que fluya suavemente, la cual refleje mejor la tendencia de los puntos.  Luego, cada sujeto lee su fortaleza muscular máxima (lecturas en íntérvalos de 5 segundos cada una) y su IDFM para los experimemntos, utilizando el máximo y utilizando 35 kg (varones) o 25 kg (mujeres).  Estos datos se utilizan para construir dos gráficos xy:

3. Gráfico 3; Relación entre la Fortaleza Muscular y Fatiga (Datos de los dos los integrantes de la clase) utilizando la Fuerza Máxima

a. Rotular y cuantificar (en %) una escala para el IDFM (%) en el eje-de-y (eje vertical u ordenada del punto [coordenada y del punto]).
b. Rotular y cuantificar (en kg) una escala para la Fuerza Máxima (kg) en el eje-de-x (eje horizontal o abscisa del punto [coordenada x del punto]).

4. Gráfico 4; Relación entre la Fortaleza Muscular y Fatiga (Datos de losdos los integrantes de la clase) utilizando la Fuerza Submáxima Arbitraria

a. Rotular y cuantificar (en %) una escala para el IDFM (%) en el eje-de-y (eje vertical u ordenada del punto [coordenada y del punto]).
b. Rotular y cuantificar (en kg) una escala para la Fuerza Máxima (kg) en el eje-de-x (eje horizontal o abscisa del punto [coordenada x del punto]).
 

CÁLCULOS

1. Determine el IDFM mediante el método presentado arriba, empleando los datos de la Fortaleza Muscular Máxima para:

(a) 30 segundos
(b) 60 segundos
(c) 90 segundos

2. Determine el IDFM mediante el método presentado arriba, empleando los datos de la Fortaleza Muscular Submáxima Arbitrarias (35 kg varones, 25 kg mujeres)

(a) 30 segundos
(b) 60 segundos
(c) 90 segundos

Como se mencioná arria, estos datos se emplear para generar los Gráficos 3 y 4.

INTERPRETACIÓN: PREGUNTAS DE DISCUSIÓN

1. ¿Existe alguna relación aparente entre la forlaleza muscular y la tolerancia muscular cuando cada sujeto utiliza la misma carga absoluta, como se observa en el experimento descrito en los Gráfico 4, donde cado uno sostuvo una fuerza de 35 kg? ¿Porqué?


2. Exiiste alguna relación aparente entre la fortaleza muscular y la tolerancia muscular cunado se emplea una carga relativa utilizada en el grófico 3 (note que el usos de calquier porcentage de fortaleza muscular máxima, incluyendo el 100 por ciente, reprewsnta una carga relaiva, es decir, la carga se fija proporcionalmente a la fortaleza muscular disponible).

3. Explique las diferencias observadas arriba. Conslte la literatira científica
 

HOJA PARA LA COLECCIÓN INDIVIDUAL DE LOS DATOS

Nombre del Evaluador: ______________________________   |   # Est: ___________________  |  Edad: ____   |   Género: __F __M   |   Masa Corporal (Peso): _____kg _____lbs                    Talla (Estatura): _____ cm _____pulg   |   Fecha_______________

Fortaleza Múscular Isométrica Máxima (FMImáx = S1) (Tensión isométrica mantenida): _____kg

Fortaleza muscular máxima de agarre: Sumatoria de los Intentos 1: __________kg + 2: __________kg + 3_________ kg = _________ dividido entre 3 = Promedio __________kg

Tabla 1a: Varones

Tiempo Fuerza Muscular Fuerza Muscular
(seg) Máxima (35 kg)
(kg) (kg)
05 ____________ ____________
10 ____________ ____________
15 ____________ ____________
20 ____________ ____________
25 ____________ ____________
30 ____________ ____________
35 ____________ ____________
40 ____________ ____________
45 ____________ ____________
50 ____________ ____________
55 ____________ ____________
60 ____________ ____________
65 ____________ ____________
70 ____________ ____________
75 ____________ ____________
80 ____________ ____________
85 ____________ ____________
90 ____________ ____________
95 ____________ ____________
100 ____________ ____________

Tabla 1b: Mujeres

Tiempo Fuerza Muscular Fuerza Muscular
(seg) Máxima (25 kg)
(kg) (kg)
05 ____________ ____________
10 ____________ ____________
15 ____________ ____________
20 ____________ ____________
25 ____________ ____________
30 ____________ ____________
35 ____________ ____________
40 ____________ ____________
45 ____________ ____________
50 ____________ ____________
55 ____________ ____________
60 ____________ ____________
65 ____________ ____________
70 ____________ ____________
75 ____________ ____________
80 ____________ ____________
85 ____________ ____________
90 ____________ ____________
95 ____________ ____________
100 ____________ ____________

HOJAS PARA LA COLECCIÓN GRUPAL DE LOS DATOS

FMImáx IDFM IDFM
Sujetos (kg) (de la FMImáx, kg) (de la FM a 35 o 25 kg)
(n) Mujeres Varones Mujeres Varones Mujeres Varones
1 _______ _______ _______ ________ _______ ________
2 _______ _______ _______ _________ _______ _________
3 _______ ________ _______ _________ ________ _________
4 _______ ________ _______ _________ ________ _________
5 _______ ________ _______ _________ ________ _________
6 _______ ________ _______ _________ ________ _________
7 _______ ________ _______ _________ ________ _________
8 _______ ________ _______ _________ ________ _________
9 _______ ________ _______ _________ ________ _________
10 _______ ________ _______ _________ ________ _________
T = _______ ________ ________ _________ ________ __________
M = _______ ________ ________ ________ ________ _________
 

REFERENCIAS

 Investigaciones Científicas Originales:

Clark, H. H. (1957). Muscular strength endurance relationship. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation, 38, 584-586.

Clark, H. H., Shay, C. T., & Mathews, D. K. (1955). Strength decrement index: A new test of muscle fatigue. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation, 36, 376-378.

deVries, H. A. (1968). Method for evaluation of muscle fatigue and endurance from electromyographic fatigue curves. American Journal of Physical Medicine, 47(3), 125-135.

Hellebrandt, F. A., Skowlund, H. V., & Kelsso, L. E. A., (1948). New devices for disability evaluation. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation, 29, 21-28.

Rohleva, M. (2017). Exploring the relationship between endurance and strength training in power sports. Journal of Education and Training Studies, 5(4), 204-208. https://doi.org/10.11114/jets.v5i4.2292. Recuperado de la base de datos de ERIC. (EJ1139301). Recuperado de https://files.eric.ed.gov/fulltext/EJ1139301.pdf

 Libros de Experimentos para la Implementación de Laboratorios Prácticos en los Cursos de Fisiología del Ejercicio:

Burke, E. J., & Michael, E. D. (1990). Laboratory experiences in exercise physiology (2da ed., pp.24-28). Longmeadow, MA: Mouvement Publications.

deVries, H. A. (1971). Laboratory experiments in physiology of exercise (pp. 19-23). Dubuque, IA: Wm. C. Brown Company Publishers.

Vaughn, C., & Johnson, R. (1984). Laboratory experiments in exercise physiology: Measurement / evaluation / application (pp. 10-13). Dubuque, IA: Eddie Bowers Publishing Company.

 Libros:

De Vries, H. A., & Housh, T. J. (1994). Physiology of exercise: for physical education and athletics (5ta ed., p. 451). Dubuque, IA: WCB Brown & Benchmark, a division of Wm. C. Brown Communicationas, Inc.

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