STIFFNESS

  1. INTRODUCCIÓN.

Stiffness es comúnmente evaluado en relación a posibles lesiones y rendimiento deportivo.

“Stiffness” puede ser definida como la resistencia a la deformación de un objeto en respuesta a la aplicación de una fuerza. Requiriendo la interacción de músculos, tendones, ligamentos y cartílago; teniendo cada tejido un perfil individual de deformación (Butler et al, 2003).

Imagen 1

El stiffness del miembro inferior es fundamental en el rendimiento en tareas de salto, carrera y hopping, las cuales prevalecen en la mayoría de deportes, incluido el baloncesto.

En el baloncesto, donde se requieren esfuerzos repetidos y dinámicos, la habilidad de almacenar y liberar energía elástica y realizar movimientos explosivos con mínimo pre-estiramiento es una ventaja (Pruyn et al, 2014).

Se requiere una cierta cantidad de stiffness en el miembro inferior para el almacenamiento efectivo y re-utilización de la energía elástica en actividades de CEA    (PLIOMETRÍA (I): que és, beneficios, CEA. ).

Un deportista que tenga mayor stiffness podrá almacenar más energía elástica durante la fase de amortiguación y generar más fuerza concéntrica durante el despegue, incrementando la velocidad y altura de salto, en definitiva, mejorando su rendimiento deportivo (Brazier et al, 2017).

Podemos distinguir distintos tipos de términos dentro de “stifness”

  • Vertical stiffness: suma de resistencia del cuerpo al desplazamiento vertical del cuerpo tras la utilización de fuerzas de reacción del suelo. Es la medida habitual en tareas de salto y hopping (saltos repetidos utilizando rapidos ciclo estiramiento acortamiento)
  • Leg Stiffness: resistencia al cambio de longitud de la pierna tras la aplicación de fuerzas. Más apropiada en tareas de carrera
  • Joint stiffness: resistencia al cambio en desplazamientos angulares en Imagen 2 lexión y rotación tras la utilización de fuerzas de reacción del suelo. Entre ellas:
    • Ankle stiffness: más determinante en movimiento con cortos tiempos de contacto (fast hopping)
    • Knee stiffness: más determinante en tareas que requieran tiempos de contacto mayores y mayores producciones de torque ( Ej: salto máximo vertical, fase aceleración sprint)

Dependiendo de la velocidad y tipo de tarea, una u otra contribuirá más en el stifness del miembro inferior.

2. STIFFNESS Y RENDIMIENTO.

Mayores niveles de stiffness están asociados a:

  • Mayor aceleración (Hobara et al, 2010).
  • Mayor rendimiento en sprint (siendo el stiffness en el tobillo un factor determinante) (Brugelli et al, 2008 , Hobara, 2014)
  • Mayor rendimiento en resistencia (Hobara et al, 2004).
  • Mayor eficiencia en movimientos que implican Cambios de Dirección (Delaney et al, 2015 y Young et al, 2015).
  • Mayor altura de salto en actividades de CEA rápido como “hopping” ( Rabita et al, 2008 y Pruin et al. 2014).

Sin embargo, Brughelli y Cronin (2008) encuentran que más compliante (término opuesto a stiffness) puede incrementar el almacenamiento y utilización de energía. Es decir, un tejido compliante se deforma fácilmente incluso bajo la aplicación más mínima de fuerza. Cierto nivel puede incrementar el almacenamiento y utilización de energía en actividades de CEA, pero sin excederse ya que podría reducir el rendimiento.

Habrá que saber qué tejidos y estructuras requiere más stiffness y cuáles se benefician de ser más compliante.

Los tendones (stiffness pasivo) son más eficientes en su capacidad para almacenar energía elástica que los músculos. Por lo tanto, es importante entrenar al musculo (stifness activo) para ser más stiff que el tendón. Mientras el tendón debe ser más compliante ya que produce mayores niveles de energía.  Sin embargo, no está claro los niveles óptimos de stiffness en el tendón. Lo que si queda claro que el musculo debe actuar como anclaje rígido durante actividades de CEA para permitir la vuelta de energía pico desde el tendón.

A medida que las demandas en la curva fuerza/ velocidad se incrementan hay un mayor requerimiento de stiffness (Kuitunen et al, 2002)

En conclusión, mayores niveles de stiffness en miembro inferior parecen ser ventajosos cuando se realizan movimientos con CEAs rápidos y/o repetidos (Puyn et al, 2014).

En esta infografía de Paco Piqueras  y Adrián Benítez, podéis ver un resumen del concepto de stiffness.
Imagen 3

3. STIFFNESS Y RIESGO DE LESION MIEMBRO INFERIOR

Mientras que altos niveles de stiffness parecen estar relacionados con un efecto beneficioso en el rendimiento, también parece haber una asociación con el incremento de lesiones óseas (fracturas de estrés y osteoartritis) en miembro inferior si este nivel es excesivo (Butler et al, 2003 y Flanagan et al, 2008). Lo mismo ocurre si es muy bajo (asociado a excesivo rango de movimiento y mayor riesgo de lesiones de tejidos blandos). Por lo tanto, habrá que buscar un nivel de stiffness óptimo.

Este nivel óptimo no es universal para todos los deportistas, dependerá de las demandas específicas del deporte (deportista debe tener la fuerza necesaria en la musculatura relevante para soportar las cargas y reducir el riesgo de lesión) y de las características físicas del deportista (masa corporal, longitud pierna, ángulo penneación, cualidades de fuerza, etc).

4. COMO MEDIR LA STIFFNESS

Para su valoración se pueden utilizar diferentes herramientas:

  • Plataformas de fuerza que determinan las fuerzas de reacción del suelo, pero su coste es muy elevado para la gran mayoría de clubes y preparadores físicos.
  • Jump mat: de gran validez y menor coste que las anteriores, pero aun asi elevado.
  • Miometria (Myoton): capaz de medir stiffness pasivo y activo, así como tensión, elasticidad. Herramienta válida y fiable (Pruyn et al, 2016).
  • Aparatos electrónicos como Optojump. De menor precio que las plataformas pero aun así elevado.
  • Acelerometros con GPS ( Buchheit et al, 2015 ): monitorización de la stifness vertical en situaciones de entrenamiento, pero se necesitan más estudios para determianr su fiabilidad y validez.
  • Aplicaciones móviles como MyJump y Runmatic con las que podemos, con un bajo coste, obtener medidas muy fiables de la stifness de nuestros jugadores. Mediante MyJump podemos incluir medir la stifness a través del drop jump tanto bilateral como unilateral. Si bien es cierto que el uso de estas aplicaciones no es tan fiable y valido como una plataforma de fuerza para medir la stiffness, su reducido precio y facilidad de uso es una alternativa muy útil.
  • Tensiomiografía (TMG). Herramienta no invasiva que permite conocer las propiedades contráctiles del músculo como el tiempo de contracción y el desplazamiento del vientre muscular.

5. COMO MEJORAR LA STIFNESS

No hay un método ideal y exclusivo para mejorar la stifness. Se han utilizado numerosas modalidades de entrenamiento que han sido efectivas, por lo que habrá que tener en cuenta las características de cada deportista y realizar una programación bien estructurada. Pudiendo utilizarse (Kubo et al, 2017; Brazier et al, 2014 y 2017) :

  • Isométricos: mejoran el stiffness del tendón.
  • Excéntricos: ejercicios con elevaciones de gemelo excéntricas parecen mejorar el stiffness del tobillo.
  • Entrenamiento isotónico: ejercicios multiarticulares ( sentadillas, peso muerto, movimientos olímpicos) pueden mejorar el stiffness vertical y del miembro inferior.
  • Entrenamiento complejo: ejercicio con carga alta seguido de un ejercicio pliométrico similar.
  • Pliometría: siguiendo una progresión adecuada (PLIOMETRÍA (II): intensidad, volumen, frecuencia, recuperación, especificidad)

Un ejemplo adecuado de progresión en relación al trabajo pliométrico, con el objetivo de mejorar los CEA rápidos, podría ser el propuesto por Flanagan y Comyns (2008). Los ejercicios de acondicionamiento, fuerza y potencia para incrementar el stiffness que utilicemos deben adaptarse a las características del jugador y el deporte;  como ya mencionamos antes no hay un método ideal.

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 BIBLIOGRAFIA

  • Brazier J,Maloney S, Bishop C, Read PJ, Turner AN.Lower Extremity Stifness: considerations for testing, performance enhancement and Injury Risk. J Strength Cond Res. 2017 Nov 1.
  • Brughelli M and Cronin J. Influence of running velocity on vertical, leg and joint stiffness. Sports Med 38: 647–657, 2008.
  • Buchheit, M., Gray, A., and Morin J.B. Assessing stride variables and vertical stiffness with GPS-embedded accelerometers: preliminary insights for the monitoring of neuromuscular fatigue on the field. Journal of Sports Science & Medicine, In press, 2015
  • Butler RJ, Crowell III HP, and Davis IM. Lower extremity stiffness: implications for performance and injury. Clin Biomech 18:511-517, 2003.
  • Delaney JA, Scott TJ, Ballard DA, Duthie GM, Hickmans JA, Lockie RG, Dascombe BJ. Contributing factors to change-of-direction ability in professional rugby league players. J Strength Cond Res. 2015: 29: 2688-2696.
  • Flanagan EP and Comyns TM. The use of contact time and the reactive strength index to optimize fast stretch-shortening cycle training. Strength Cond J 30: 32–38, 2008.
  • Flanagan EP, Galvin L, and Harrison AJ. Force production and reactive strength capabilities after anterior cruciate ligament reconstruction. J Athl Train 43: 249–257, 2008.
  • Hobara H, Inoue K, Muraoka T, Omuro K, Sakamoto M, and Kanosue, K. Leg stiffness adjustment for a range of hopping frequencies in humans. J Biomech 43:506-511, 2010.
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  • Hobara, H., Inoue, K., Gomi, K., Sakamoto, M., Muraoka, T., Iso, S., and Kanosue, K. 2010. Continuous change in spring-mass characteristics during a 400 m sprint. J. Sci. Med. Sport, 13(2): 256–261.
  • Kubo K, Ishigaki T, Ikebukuro T, Effects of plyometric and isometric training on muscle and tendon stiffness in vivo. Physiol Rep, 5 (15), 2017.
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  • Pruyn EC, Watsford M, and Murphy A. The relationship between lower-body stiffness and dynamic performance. Appl Physiol Nutr Metab 39:1144-50, 2014.
  • Rabita, G., Couturier, A., and Lambertz, D. 2008. Influence of training back- ground on the relationships between plantarflexor intrinsic stiffness and overall musculoskeletal stiffness during hopping. Eur. J. Appl. Physiol. 103(2): 163–171. Strength and Conditioning Journal. Volume 36 | number 5 | october 2014
  • Turner A and Jeffreys I. The stretch- shortening cycle: Proposed mechanisms and methods for enhancement. Strength Cond J 32: 87–99, 2010.
  • Young WB, Miller IR, Talpey SW. Physical qualities predict change-of-direction speed but not defensive agility in Australian rules football. J Strength Cond Res 2015: 29: 206-212

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