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El programa de entrenamiento RunSmart: efecto sobre el consumo de oxígeno y la biomecánica de las extremidades inferiores durante la carrera

JOHNSON, Laura J., et al. The impact of the “RunSmart” running programme on participant motivation, attendance and well-being using self-determination theory as a theoretical framework. International Journal of Sport and Exercise Psychology, 2020, p. 1-20.

https://dx.doi.org/10.12965%2Fjer.1734994.497

A medida que la carrera recreativa continúa ganando popularidad, más personas buscan formas de mejorar el rendimiento de la carrera. RunSmart es un programa de intervención en ejecución diseñado para mejorar la forma de un corredor. Además de corregir los defectos en la forma de un corredor, RunSmart ofrece la oportunidad para que los corredores continúen un régimen regular mientras integran lentamente los cambios en la forma. El propósito de esta serie de casos fue doble: determinar si el programa RunSmart coincide con mejoras en el consumo de oxígeno (VO 2 ), una variable que a menudo se asocia con mejores tiempos de rendimiento en la carrera, y evaluar el programa RunSmart con respecto a mejorar la biomecánica de la marcha. 

A medida que la carrera recreativa continúa ganando popularidad, más personas buscan formas de mejorar el rendimiento de la carrera. Las variables que se cree que influyen en el rendimiento incluyen la cinemática de la marcha, los factores biomecánicos y diversas estrategias de intervención. La longitud de la zancada, la frecuencia de la zancada, la oscilación vertical, el movimiento del brazo y el rango de movimiento de las articulaciones de las extremidades inferiores parecen influir en el rendimiento. Sin embargo, existe cierto desacuerdo entre los investigadores en cuanto a qué variables son más importantes para el rendimiento de carrera; Además, pocos estudios han examinado el efecto de los patrones de pisada en el rendimiento de la carrera ( Anderson, 1996 ; Cavagna et al., 1964 ; Cavanagh et al., 1977 ; Cavanagh y Williams, 1982 ; Heise y Martin, 1998Nummela y col., 2007 ; Tartaruga et al., 2012 ; Williams y Cavanagh, 1987 ). Con base en la falta de evidencia definitiva para una variable específica que influye en la eficiencia de un corredor, se necesita más investigación para analizar variables alternativas, patrones de pisada y ángulo de extensión de la rodilla en el contacto inicial. Además, se necesita más investigación para investigar los programas de intervención económica en ejecución, como RunSmart, que abordan estas variables biomecánicas.

RunSmart es un programa de intervención en ejecución diseñado para mejorar la forma de un corredor, particularmente el patrón de pisada. Además de un régimen de carrera regular, este programa agrega simulacros individualizados y ejercicios de fortalecimiento para hacer que el corredor pase de un patrón de golpe con el pie trasero al medio del pie, así como optimizar otros aspectos de la forma del corredor que influyen en el rendimiento de la carrera. Con base en el análisis de video de la forma de un corredor, un fisioterapeuta identifica las variables biomecánicas que obstaculizan el rendimiento óptimo de un corredor y luego estructura un programa de intervención diseñado para abordar esas deficiencias específicas. Además de corregir los defectos en la forma de un corredor, RunSmart ofrece la oportunidad para que los corredores continúen un régimen regular mientras integran lentamente los cambios en la forma abordados por los ejercicios prescritos.2 ), una variable que a menudo se asocia con mejores tiempos de rendimiento de carrera, y (b) evaluar el programa RunSmart en lo que respecta a mejorar la biomecánica de la marcha.

MATERIALES Y MÉTODOS

Asignaturas

Los sujetos fueron reclutados con el uso de folletos informativos distribuidos en la Asociación Cristiana de Hombres Jóvenes de Williamsville, Nueva York, el Checkers Running Club y el Buffalo Triathlon Club. Los criterios de inclusión incluyeron edad entre 30 y 40 años, menos de 5 años de experiencia en la carrera, distancias de carrera semanales de 40 a 56 km, la capacidad de correr 60 min de forma continua sin detenerse, nunca haber recibido entrenamiento previo sobre la forma de carrera adecuada y la voluntad de completar el Programa de entrenamiento RunSmart de 6 semanas. Los criterios de exclusión incluyeron antecedentes de cirugía de la columna o de las extremidades inferiores en el último año, lesión / traumatismo de la columna o de las extremidades inferiores en los últimos 6 meses, trastornos neuromusculares o enfermedad sistémica. Se pidió a los sujetos que no completaran ningún otro entrenamiento adicional ni participaran en carreras durante el programa de 6 semanas. Se obtuvo el consentimiento informado y un formulario de historial médico antes de la prueba inicial. Sujetos reportados a la clínica para un VO submáximo inicial2 en cinta rodante y análisis biomecánico de las extremidades inferiores, luego asistieron a una sesión RunSmart una vez a la semana durante 6 semanas, y luego se sometieron a una prueba de seguimiento de VO 2 submáxima en cinta rodante y un análisis biomecánico de las extremidades inferiores al final de las 6 semanas.

Prueba inicial

La recopilación de datos para cada sujeto se produjo durante una visita inicial que duró aproximadamente 1 hora. Se pidió a los sujetos que usaran sus zapatos para correr preferidos para la prueba en cinta. Para la prueba, se colocó cinta reflectante en las siguientes ubicaciones: maléolo lateral izquierdo, punto medio de la articulación lateral de la rodilla izquierda y trocánter mayor izquierdo. Los marcadores proporcionaron puntos en los que calcular el ángulo de dorsiflexión del tobillo en el contacto inicial, el ángulo de extensión de la rodilla en el contacto inicial y los ángulos máximos de flexión de cadera y rodilla durante la fase de balanceo durante la prueba en cinta rodante.

Durante la recolección de datos, los sujetos usaron un monitor de frecuencia cardíaca que fue calibrado con Med Graphics VO2000, un dispositivo portátil que mide el intercambio de gases y el gasto de energía en reposo y durante la actividad. Med Graphics VO2000 utiliza un analizador de oxígeno de celda de combustible galvánico y un analizador de dióxido de carbono por infrarrojos no dispersivo, así como una máscara de respiración para medir los volúmenes de oxígeno y dióxido de carbono utilizados y expulsados ​​durante la carrera ( Wahrlich et al., 2006). Los sujetos fueron evaluados durante 3 etapas. Los sujetos comenzaron la prueba caminando a un ritmo rápido en una cinta de correr a una pendiente del 1% durante 2 minutos, que era la etapa 1. Después de 2 minutos, la velocidad de la cinta de correr aumentó a un ritmo de trote lento / caminata rápida durante otros 2 minutos, que era la etapa 2 A medida que avanzaba la prueba, los sujetos informaron la tasa de esfuerzo percibido en una escala de 0 a 10. A intervalos de 2 minutos, la velocidad de la cinta aumentaba hasta que el sujeto corría a un ritmo consistente con un 7 u 8 en la escala de tasa de esfuerzo percibido. A cada velocidad, se recogieron los valores de frecuencia cardíaca de intervalo, VO 2 y espiración de dióxido de carbono. Las pruebas progresaron hasta que cada sujeto alcanzó el umbral (etapa 3), que era el punto en el que el VO 2disminuyó significativamente y se produce la respiración anaeróbica. Los datos recopilados en este punto representaron la cantidad de oxígeno consumido a una velocidad específica de la cinta.

Mientras corrían, los sujetos fueron filmados usando una cámara de video a dos velocidades diferentes: una cuando comenzaron a correr y una vez cuando alcanzaron la velocidad máxima de la cinta. El análisis de video con el software Dartfish registró el ángulo de dorsiflexión del tobillo en el contacto inicial, el ángulo de extensión de la rodilla en el contacto inicial y los ángulos máximos de flexión de cadera y rodilla durante la fase de balanceo. Después de la prueba, cada participante recibió un análisis de los niveles de frecuencia cardíaca para ser utilizado en un programa de entrenamiento de 6 semanas. Se incluye una copia del programa de ejecución específico en el Apéndice.

Un archivo externo que contiene una imagen, ilustración, etc. El nombre del objeto es jer-13-4-446t1a.jpg
Apéndice – Zonas de frecuencia cardíaca objetivo, programa de carrera semanal y registro de carrera diaria del participante
Un archivo externo que contiene una imagen, ilustración, etc. El nombre del objeto es jer-13-4-446t1b.jpg

Intervención

Después de la sesión de prueba inicial, cada sujeto asistió a una sesión de instrucción individualizada RunSmart por semana durante 6 semanas. En la primera sesión de RunSmart, los sujetos recibieron un análisis biomecánico para determinar el patrón de pisada del pie y las áreas de debilidad muscular y limitaciones del rango de movimiento. Después del análisis biomecánico en la primera sesión, se instruyó a los sujetos para que hicieran la transición gradualmente a un golpe en el mediopié; Se recomendó una transición lenta y gradual para evitar lesiones. Para hacer la transición de un golpe de talón a un golpe de mediopié, se enseñó a los corredores a aterrizar con la espinilla en posición vertical; los corredores practicaron este patrón de aterrizaje mientras caminaban y aumentaron progresivamente su velocidad para que el patrón se incorporara a su carrera. También se animó a los corredores a aumentar la cantidad de flexión de la rodilla y la flexión de la cadera durante el swing para maximizar la eficiencia de la carrera. Para prevenir lesiones y dolor muscular excesivo, los corredores fueron enviados a casa con instrucciones de correr en intervalos; 3 minutos con un golpe en la parte media del pie seguido de 1 minuto de correr a su “manera antigua”. En las sesiones posteriores, el entrenamiento se centró en la debilidad muscular y las limitaciones del rango de movimiento; Los corredores también fueron evaluados cada semana para asegurar que estaban incorporando efectivamente el nuevo patrón de pisada y forma de carrera. Los ejercicios de fortalecimiento y rango de movimiento abordaron las deficiencias específicas de los sujetos y se individualizaron para cada participante. 3 minutos con un golpe en la parte media del pie seguido de 1 minuto de correr a su “manera antigua”. En las sesiones posteriores, el entrenamiento se centró en la debilidad muscular y las limitaciones del rango de movimiento; Los corredores también fueron evaluados cada semana para asegurar que estaban incorporando efectivamente el nuevo patrón de pisada y forma de carrera. Los ejercicios de fortalecimiento y rango de movimiento abordaron las deficiencias específicas de los sujetos y se individualizaron para cada participante. 3 minutos con un golpe en la parte media del pie seguido de 1 minuto de correr a su “manera antigua”. En las sesiones posteriores, el entrenamiento se centró en la debilidad muscular y las limitaciones del rango de movimiento; Los corredores también fueron evaluados cada semana para asegurar que estaban incorporando efectivamente el nuevo patrón de pisada y forma de carrera. Los ejercicios de fortalecimiento y rango de movimiento abordaron las deficiencias específicas de los sujetos y se individualizaron para cada participante.

A lo largo del programa de carrera de 6 semanas, los participantes corrieron 5 días a la semana en horarios predeterminados cada día; dos carreras por semana se designaron como carreras de entrenamiento a intervalos. Después de la recopilación de datos inicial, a cada sujeto se le proporcionó 5 zonas de frecuencia cardíaca específicas para su umbral de VO 2 . Cada zona se basó en un porcentaje de la frecuencia cardíaca de un sujeto en el umbral de VO 2 : la zona 1 era <75%, la zona 2 era del 75% al ​​80%, la zona 3 era del 81% al 85%, la zona 4 era del 86% al 90% y la zona 5 fue del 91% al 100%. Cada carrera en el programa de entrenamiento dictaba qué zonas de frecuencia cardíaca debían alcanzar los sujetos. Los corredores registraron la frecuencia cardíaca con monitores de frecuencia cardíaca durante cada carrera para asegurarse de que permanecían dentro de la zona de frecuencia cardíaca designada. Después de cada carrera, los participantes registraron el kilometraje, la frecuencia cardíaca promedio y el ritmo.

Pruebas de seguimiento

Después de completar el programa RunSmart de 6 semanas, los sujetos regresaron al sitio de recolección de datos inicial para las mediciones de seguimiento, que siguieron el mismo protocolo de cinta que con la prueba inicial y el dispositivo Med Graphics VO2000 recopiló mediciones de frecuencia cardíaca, VO 2 y consumo de dióxido de carbono. El análisis de video registró cualquier cambio en el ángulo de dorsiflexión del tobillo en el contacto inicial, el ángulo de extensión de la rodilla en el contacto inicial y los ángulos máximos de flexión de cadera y rodilla durante la fase de balanceo después de completar el programa RunSmart.

Análisis de los datos

Se utilizó estadística descriptiva para evaluar los datos relacionados con el VO 2 y el análisis biomecánico, que se analizaron en 3 etapas diferentes. La etapa 3 representó la velocidad a la que se produjo el umbral de VO 2 durante las pruebas iniciales y de seguimiento, mientras que las etapas 1 y 2 representaron las dos velocidades anteriores de la cinta rodante antes del umbral. El VO 2 umbral se refiere al punto en el que los sujetos pasaron de la respiración aeróbica a la respiración anaeróbica según lo determinado por las mediciones volumétricas de oxígeno y dióxido de carbono. Para fines de análisis de datos, las velocidades de la cinta rodante entre las pruebas iniciales y de seguimiento para las 3 etapas se mantuvieron constantes para permitir la comparación del VO 2 inicial y final en cada etapa.Ir:

RESULTADOS

Asignaturas

Ocho sujetos se ofrecieron como voluntarios para este programa. Dos sujetos no completaron el programa debido a la ausencia de las sesiones RunSmart y una persona no pudo completar el programa como resultado de una lesión en la rodilla obtenida fuera del entrenamiento. Así, 5 sujetos completaron el programa. Las características demográficas se proporcionan en tabla 1.

Tabla 1 – Características físicas de los participantes

Consumo de oxigeno

El umbral absoluto medio para el VO 2 mejoró desde las pruebas iniciales hasta las de seguimiento (Tablas 2​, 3).3). Tabla 2representa el VO 2 en cada etapa durante la prueba inicial y final, así como el VO 2 umbral en la prueba final si los sujetos mejoraron la velocidad a la que alcanzaron los valores umbral. El VO 2 umbral absoluto medio en la prueba final fue de 3.432,9 ml / min, mejoró de 3.144,6 ml / min en el momento de la prueba inicial; un análisis más detallado indicó que 4 de los 5 sujetos aumentaron su umbral absoluto de VO 2 (Tabla 2). Además, en el momento del seguimiento, el VO 2 umbral medio fue del 91,7% durante la etapa 3; Tres sujetos (1, 3 y 5) mejoraron su porcentaje de umbral de VO 2 desde la prueba inicial hasta la final. Esto indica un porcentaje de umbral más bajo de VO 2 submáximo en la etapa correspondiente de la prueba inicial, lo que sugiere que los sujetos requerían un porcentaje menor de su VO 2 umbral para correr a la misma velocidad durante la prueba inicial (Tabla 3).

Tabla 2 – Consumo de oxígeno para cada una de las 3 etapas durante las pruebas iniciales y de seguimiento, así como el consumo umbral de oxígeno (VO 2 ) en las pruebas de seguimiento; todos los sujetos excepto el sujeto 4 mejoraron la velocidad a la que alcanzaron los valores umbral.
Tabla 3 – Porcentaje del umbral de consumo de oxígeno alcanzado en cada una de las tres etapas de la prueba

Análisis biomecánico de las extremidades inferiores

Los ángulos máximos de dorsiflexión del tobillo, extensión de la rodilla, flexión de la rodilla y flexión de la cadera durante las pruebas iniciales y de seguimiento se presentan en Cuadro 4. Los sujetos demostraron una menor extensión de la rodilla en el contacto inicial durante la sesión de prueba de seguimiento (167,4 ° frente a 173,5 °). La menor extensión de la rodilla en el contacto inicial también se corresponde con una disminución de la dorsiflexión del tobillo y el golpe del mediopié. Todos los participantes, excepto el sujeto 3, lograron un mayor grado de flexión de la rodilla durante la fase de balanceo; una mayor flexión de la rodilla requiere menos gasto de energía para impulsar la pierna hacia adelante para el contacto inicial. Los sujetos también lograron un mayor grado de flexión máxima de la cadera durante la fase de balanceo, lo que permite que la parte inferior de la pierna se lleve a través del swing por impulso y se coloque en una posición más óptima para el contacto inicial.

Cuadro 4 – Ángulos máximos de dorsiflexión del tobillo, extensión de la rodilla, flexión de la rodilla y flexión de la cadera durante las pruebas iniciales y de seguimiento

DISCUSIÓN

El propósito de esta serie de casos fue doble: (a) determinar si el programa RunSmart coincide con mejoras en el VO 2 , una variable que a menudo se asocia con mejores tiempos de rendimiento de carrera, y (b) evaluar el programa RunSmart con respecto a mejorar la biomecánica de la marcha . Después de completar el programa RunSmart, los sujetos demostraron mejoras en el VO 2 y también mejoraron varios factores biomecánicos relacionados con la marcha de carrera de las extremidades inferiores.

Las tendencias muestran que los corredores que completaron el programa mostraron una disminución de la dorsiflexión del tobillo y una mayor extensión de la rodilla en el contacto inicial, así como una mayor flexión de la cadera y la rodilla durante la fase de swing. Durante el programa de entrenamiento RunSmart, se instruyó a los corredores a realizar la transición a un golpe en la parte media del pie. Para hacer la transición de un golpe de talón a un golpe de mediopié, se enseñó a los corredores a aterrizar con la espinilla en posición vertical; los corredores practicaron este patrón de aterrizaje mientras caminaban y aumentaron progresivamente su velocidad para que el patrón se incorporara a su carrera. También se animó a los corredores a aumentar la cantidad de flexión de la rodilla y la flexión de la cadera durante el swing para maximizar la eficiencia de la carrera. En las sesiones posteriores, el entrenamiento se centró en la debilidad muscular y las limitaciones del rango de movimiento; Los corredores también fueron evaluados cada semana para asegurar que estaban incorporando efectivamente el nuevo patrón de pisada y forma de carrera. Por lo tanto, según los datos de esta serie de casos, el programa de entrenamiento RunSmart pareció alterar positivamente la biomecánica de la marcha de los sujetos. Además, el umbral absoluto medio del VO2 y el porcentaje del VO 2 del umbral medio mejoraron desde la prueba inicial hasta la de seguimiento. Aunque hubo alguna variación entre sujetos para los cambios en el VO 2 , los resultados demuestran una tendencia a mejorar el VO 2 con alteraciones positivas en la biomecánica de la marcha después de completar el programa RunSmart.

Cavanagh y col. (1977) compararon variables biomecánicas como el golpe del pie y el ángulo de la caña en el contacto inicial y la flexión de la rodilla y la cadera durante la fase de balanceo de la marcha entre corredores de élite y buenos. Los investigadores concluyeron que los corredores de élite, en comparación con los buenos corredores, exhibían una mayor flexión de la rodilla y la cadera durante la fase de balanceo y una mayor extensión de la rodilla y una menor dorsiflexión del tobillo en el contacto inicial; sin embargo, la relación entre la eficiencia y estas variables biomecánicas fue sólo moderada en fuerza ( Cavanagh et al., 1977 ). En comparación, los sujetos de esta serie de casos demostraron una menor extensión de la rodilla y una menor dorsiflexión del tobillo en el contacto inicial, así como una mayor flexión de la cadera y la rodilla durante la fase de balanceo. Estas mejoras también parecían corresponder con un VO 2 mejorado ., lo que sugiere una mejor economía de carrera.

Una posible explicación de la diferencia en los resultados entre los estudios es la clasificación de los corredores en estatus bueno y de élite por Cavanagh et al. (1977) . En lugar de reclutar corredores que cumplieran con las calificaciones buenas o de élite, los sujetos de la presente serie de casos tenían una experiencia de carrera limitada basada en la suposición de que los corredores menos experimentados podrían cambiar más fácilmente su forma de carrera y mostrar mayores cambios en el VO 2 . Similar a Cavanagh et al. (1977) , Williams y Cavanagh (1987)compararon 3 grupos de corredores según su eficiencia y encontraron que los mejores corredores mostraban ángulos de vástago más alejados de la vertical, lo que indica un mayor momento de extensión de la rodilla en el contacto inicial. Sin embargo, la diferencia en el ángulo de la caña entre cada grupo de corredores fue de menos de 3 grados y no fue clínicamente significativa ( Williams y Cavanagh, 1987). Se animó a los corredores de la presente serie de casos a golpear el suelo con la tibia perpendicular a la superficie de carrera. Se ha planteado la hipótesis de que una mayor extensión de la rodilla conduce a un patrón de golpe del pie trasero en el contacto inicial y crea una fuerza de frenado en la articulación del tobillo y la rodilla. Esta fuerza de frenado no solo es perjudicial para las articulaciones de las extremidades inferiores, sino que también disminuye la eficiencia de carrera al forzar al corredor a superar la fuerza de frenado negativa necesaria para impulsarse hacia adelante. Además, en un estudio reciente de Goss y Gross (2013), llegaron a la conclusión de que los corredores Chi, o los corredores que aterrizaban con un patrón de golpe en el mediopié o el antepié experimentaron menos trabajo negativo alrededor de la articulación de la rodilla, lo que disminuyó la cantidad de trabajo del cuádriceps y aumentó la eficiencia. Los corredores ganan eficiencia al disminuir la cantidad de energía requerida para crear un momento de propulsión hacia adelante. Al manipular las variables biomecánicas asociadas con la disminución del reclutamiento muscular y la generación de fuerza, los corredores disminuyen su demanda de energía, mejorando así la eficiencia y mejorando el VO 2 .

Se animó a los corredores de esta serie de casos a aumentar la cantidad de flexión de la rodilla y la flexión de la cadera durante el swing para maximizar la eficiencia de carrera. Se ha planteado la hipótesis de que una mayor flexión de la rodilla durante la fase de balanceo disminuye el momento del brazo de gravedad que actúa sobre la parte inferior de la pierna. Como resultado, los flexores de la rodilla requieren menos energía para vencer la gravedad y los flexores de la cadera que hacen avanzar la extremidad requieren menos fuerza para mover la extremidad hacia adelante. Además, una mayor flexión de la cadera impulsa la pierna oscilante hacia adelante creando un momento de extensión más poderoso en la extremidad plantada debido a una mayor respuesta de extensión cruzada. Un mayor momento de extensión en la rama de la planta puede resultar en una mayor propulsión hacia adelante y un aumento de la cantidad de impulso producido, disminuyendo así la cantidad de energía muscular necesaria para la propulsión.

Deben considerarse las limitaciones del presente estudio. La limitación más obvia del presente estudio es el pequeño tamaño de la muestra (n = 5). Dado el pequeño tamaño de la muestra que incluía sujetos sanos, la validez externa es limitada y se debe tener precaución al interpretar los resultados. Durante todo el período de entrenamiento, las variables del ejercicio se controlaron mediante el informe del paciente. Es posible que los participantes no se hayan quedado en la zona de frecuencia cardíaca designada, no hayan completado el entrenamiento adecuado, no hayan corrido con la forma adecuada ni hayan realizado los ejercicios necesarios según las instrucciones. Además, el período de estudio de 6 semanas puede no haber sido una cantidad sustancial de tiempo para maximizar los cambios en el VO 2o factores biomecánicos. Además, este período de tiempo puede no haber sido lo suficientemente largo para que una persona comprenda conceptualmente un nuevo estilo de carrera y realice físicamente el régimen de entrenamiento necesario de manera consistente y precisa.

Según los resultados de esta serie de casos, el programa de entrenamiento RunSmart puede tener el potencial de cambiar la forma de un corredor y mejorar el VO 2 , lo que resulta en mejores tiempos de carrera de distancia. Sin embargo, esto es especulación dada la naturaleza no experimental de esta serie de casos. Las investigaciones futuras sobre este tema deben incluir un mayor número de participantes en ensayos controlados aleatorios con seguimiento a largo plazo sobre la prevención de lesiones y la eficiencia de carrera.