Capítulo 19 FORTALECIMIENTO MUSCULAR ELÉCTRICO ELECTROTERAPIA PRÁCTICA UD. VII. Procedimientos electroterapéuticos de electroestimulación muscularRomualdo.

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1 Capítulo 19 FORTALECIMIENTO MUSCULAR ELÉCTRICO ELECTROTERAPIA PRÁCTICA UD. VII. Procedimientos electroterapéuticos de electroestimulación muscularRomualdo Castillo Lozano

2 UD. VII. Procedimientos electroterapéuticos de electroestimulación muscularRomualdo Castillo Lozano Fortalecimiento muscular eléctrico Introducción Tamaño de los electrodos, forma de onda y parámetros asociados Colocación de los electrodos: contracción muscular confortable Análisis de la señal: colocación de los electrodos en el punto motor Revisión sistemática sobre los parámetros y ondas más utilizados Protocolo de estimulación con TENS Electrofisiología de la fatiga muscular Respuesta inmunitaria tras el fortalecimiento eléctrico Estimulación magnética frente a estimulación eléctrica Influencia del género en la EENM Estimulación del daño central Índice

3 La estimulación eléctrica neuromuscular (EENM) es una modalidad dentro del campo de la electroterapia clínica y es utilizada para el ejercicio y/o la rehabilitación (Maffiuletti, 2010). Muchos estudios han demostrado los beneficios de combinar la EENM con programas de ejercicios activos para la mejora de la fuerza muscular, en patologías articulares y musculoesqueléticas, como tratamiento previo o posterior (rehabilitación) (Monaghan et al., 2010; Walls et al., 2010; Zeni y Snyder-Mackler, 2010). El sistema musculoesquelético es la gran parte de la musculatura somática del cuerpo, dirigido por la estimulación nerviosa y bajo control de la voluntad (Dângelo y Fattini, 2007). UD. VII. Procedimientos electroterapéuticos de electroestimulación muscularRomualdo Castillo Lozano Fortalecimiento muscular eléctrico Introducción

4 La separación de los electrodos alteró la distribución actual en la piel y la profundidad de penetración: −Para estimular un músculo, la colocación de los electrodos debe ser específica y la distancia entre ellos debe ser pequeña. La estimulación mediante una onda sinusoidal presenta diferentes características de transferencia de corriente en comparación con la estimulación de onda rectangular: −La onda sinusoidal pasa a través de un campo condensador sin alterar su energía, mientras que una onda rectangular altera su forma al pasar por un filtro condensador y pierde energía (Zhu et al., 2005; Hewett, 2006). UD. VII. Procedimientos electroterapéuticos de electroestimulación muscularRomualdo Castillo Lozano Fortalecimiento muscular eléctrico Tamaño de los electrodos, forma de onda y parámetros asociados

5 La estimulación en el punto motor muscular hace que se produzca un mayor estrés muscular mecánico y metabólico (Gobbo et al., 2011). El tamaño del electrodo no tiene relación directa con el grado de contracción muscular ni con el dolor percibido. La selección del tamaño apropiado del electrodo es esencial para una estimulación cómoda, todo ello con la colocación específica del electrodo sobre el punto motor del músculo para reducir el umbral de amplitud necesaria. UD. VII. Procedimientos electroterapéuticos de electroestimulación muscularRomualdo Castillo Lozano Fortalecimiento muscular eléctrico Colocación de los electrodos: contracción muscular confortable

6 Cuando se estimula el punto motor, la tensión mecánica y metabólica en el músculo es mayor (Fluck y Hoppeler, 2003). El área de tensión-tiempo ha demostrado ser un parámetro adecuado para la estimación del trabajo real realizado por las unidades motoras de contratación y, por lo tanto, para la predicción de la efectividad de la contracción muscular (Celichowski et al., 1998). La evidencia científica dice que esta área es proporcional a la energía utilizada para la contracción de fibras musculoesqueléticas durante períodos breves de la actividad isométrica (Lochynski et al., 2007). La estimulación del punto motor produjo cambios estadísticamente significativos en los parámetros metabólicos frente a la estimulación sugerida por la guía que aporta el equipo (Hamaoka et al., 2007; Dyke et al., 1995; Cettolo et al., 2007). UD. VII. Procedimientos electroterapéuticos de electroestimulación muscularRomualdo Castillo Lozano Fortalecimiento muscular eléctrico Análisis de la señal: colocación de los electrodos en el punto motor

7 Tipo de impulso: en el 40% de los ensayos se utilizó un impulso bifásico; en el 12%, monofásico; en el 21%, corriente rusa, y en el 13%, interferencial. Forma de impulso: en el 48% de los casos se utilizó una forma cuadrada o rectangular; en el 27%, de impulso sinusoidal alterno, y en el 15%, con impulsos simétricos, triangulares y de pico. Ancho de impulso: en promedio, se utilizó una anchura de impulso de 261 ± 132 µs. Una anchura de 200-400 µs se aplicó en el 48% de los diseños de los estudios. Frecuencia del impulso: la frecuencia regulada varió entre 25 y 2.500 Hz. En baja frecuencia, la más utilizada fue 40 Hz, y en media frecuencia, 2.500 Hz. Intensidad de impulso: debe ser la máxima tolerada (mA). Tiempo de impulso: varió entre 3 y 60 s (tiempo de contracción), y 4 s y 3 min entre impulsos. UD. VII. Procedimientos electroterapéuticos de electroestimulación muscularRomualdo Castillo Lozano Fortalecimiento muscular eléctrico Revisión sistemática sobre los parámetros y ondas más utilizados

8 Las frecuencias de impulsos variaron entre 25 y 100 Hz; la duración de fase osciló entre 140 y 600 ms, y la onda varió entre pulsada bifásica simétrica y monofásica. Del mismo modo, los tiempos de terapia variaron de 15 a 60 min al día, de 3 a 5 días a la semana, y entre 4 y 12 semanas de tratamiento. A pesar de esta variación, para el uso de corrientes de impulsos bifásicos simétricos se aconseja emplear como parámetros de referencia entre 250 y 400 ms de duración de fase, con frecuencias de estimulación entre 40 y 80 Hz, y con la intensidad más alta tolerada por el sujeto; todo ello sugerido como la intervención ideal para el fortalecimiento muscular (Vanderthommen y Duchateau, 2007). Todo esto con el fin de hacer un tratamiento similar al realizado con ejercicios regulares y, así, mejorar los niveles de fuerza. UD. VII. Procedimientos electroterapéuticos de electroestimulación muscularRomualdo Castillo Lozano Fortalecimiento muscular eléctrico Protocolo de estimulación con TENS

9 Cuando se aplica la estimulación eléctrica para provocar una respuesta motora, es posible producir un bloqueo de la actividad muscular debido a un fallo de propagación o agotamiento de los neurotransmisores (Sawan et al., 1996; Jones, 1996). Esta es la acción responsable de la aparición de la fatiga muscular cuando se aplica un estímulo eléctrico (Jones, 1981; Otsuka et al., 1962). La fatiga muscular producida por la alta frecuencia (2.500 Hz) se caracteriza por su asociada recuperación rápida en los períodos de descanso. Sin embargo, en la baja frecuencia (50 Hz), la disminución de la fuerza es mucho más lenta y la recuperación el tiempo es mucho más larga (Jones, 1996). UD. VII. Procedimientos electroterapéuticos de electroestimulación muscularRomualdo Castillo Lozano Fortalecimiento muscular eléctrico Electrofisiología de la fatiga muscular

10 ¿Tiene la EENM terapéutica de uso frecuente y de larga duración algún efecto en su respuesta inmunitaria? La respuesta es que no hubo ningún cambio estadísticamente significativo o efecto clínicamente significativo en los cambios inmunitarios tras la aplicación de la EENM. Los efectos de la EENM para el fortalecimiento muscular se han descrito en sujetos sanos y en diferentes patologías asociadas a disminución de la fuerza muscular (Sheffler y Chae, 2007; Dehail et al., 2008; Fitzgerald et al., 2003; Stevens et al., 2004). Por lo que la EENM se considera un método complementario de fortalecimiento muscular, añadido al ejercicio terapéutico activo. La EENM se puede utilizar en personas sanas con fin preventivo y en personas afectadas por una patología muscular, ya que se concluye que el tratamiento con una EENM no produce cambios fisiológicos significativos en el funcionamiento del sistema inmunitario. UD. VII. Procedimientos electroterapéuticos de electroestimulación muscularRomualdo Castillo Lozano Fortalecimiento muscular eléctrico Respuesta inmunitaria tras el fortalecimiento eléctrico

11 Como alternativa a la EENM, la estimulación magnética produce menos dolor en el mismo nivel de isometría. La estimulación magnética es una alternativa que potenciar, especialmente para las personas con problemas en la función sensorial residual. La EENM puede ser clínicamente poco práctica con estas personas debido a la estimulación dolorosa inducida por la inevitable estimulación de los nociceptores cutáneos, incluyendo los mecanorreceptores de las fibras de tipo Aδ y las fibras nociceptivas de tipo C (Chae et al., 1998). Los parámetros usados para la estimulación magnética son impulsos bifásicos simétricos (370 ms de ancho de pulso) con gradientes magnéticos de hasta 1,8 Tesla/s; 25 Hz con 0,5 s de aceleración y 1,5 s de meseta. El tiempo de descenso es de 15 s. La estimulación magnética produce menos dolor que la EENM cuando se compara con niveles idénticos de estimulación isométrica. Estos resultados sugieren que la estimulación magnética es una alternativa potencial a la EENM, especialmente para los pacientes en función sensorial alterada (Barker, 1991). UD. VII. Procedimientos electroterapéuticos de electroestimulación muscularRomualdo Castillo Lozano Fortalecimiento muscular eléctrico Estimulación magnética frente a estimulación eléctrica

12 La respuesta a la EENM puede ser determinada por las propiedades intrínsecas del tejido individual (Lieber y Kelly, 1991). De estas propiedades, la influencia de la grasa subcutánea en la transferencia de corriente en el músculo se ha estudiado con resultados que indican que el tejido adiposo dificulta la transferencia eléctrica y, por lo tanto, puede afectar a la producción de la contracción muscular (Petrofsky, 2008; Petrofsky et al., 2009). Debido a que los hombres suelen tener una mayor proporción de la masa muscular y una menor proporción de tejido adiposo (Lewis et al., 1986), pueden ser más sensibles a la EENM (Maffiuletti et al., 2008). Sin embargo, cuando la fuerza de la contracción eléctrica se expresó en términos de un porcentaje de contracción isométrica voluntaria máxima y ganancia de fuerza, no se demostró diferencia entre sexos. Todas las medidas de fuerza se incrementaron significativamente a través del tiempo en hombres y mujeres, y el patrón de la habituación a la intensidad de corriente fue similar para ambos géneros (Bergman et al., 2001). UD. VII. Procedimientos electroterapéuticos de electroestimulación muscularRomualdo Castillo Lozano Fortalecimiento muscular eléctrico Influencia del género en la EENM

13 La EENM también puede inducir la actividad de la plasticidad en los circuitos neuronales. Tal neuroplasticidad general se manifiesta como un aumento en la excitabilidad corticoespinal (CS) de circuitos que, con el tiempo, fortalece la conectividad de las vías CS. Este fortalecimiento de las vías CS se asocia con un mejor aprendizaje motor (McDonnell y Ridding, 2006), así como con una mejora de la función motora después de accidente cerebrovascular (Conforto et al., 2002), lesión de la médula espinal (Hoffman y Field-Fote, 2007) y otro daño en el SNC (Everaert et al., 2010). La estimulación de los nervios periférico aferentes puede inducir cambios en la excitabilidad de la corteza motora humana, que pueden ayudar a explicar las mejoras en la función muscular con la EENM (Kimberley et al., 2004; Svensson et al., 2003). Una alta intensidad de estimulación y frecuencias superiores a 50 Hz aceleran la velocidad y el nivel de fatiga muscular (Ding et al., 2003; Sujith, 2008). En la fatiga muscular, la EENM de los músculos espásticos reduce la espasticidad (De Kroon et al., 2004). UD. VII. Procedimientos electroterapéuticos de electroestimulación muscularRomualdo Castillo Lozano Fortalecimiento muscular eléctrico Estimulación del daño central