Calambres musculares asociados al ejercicio físico

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Calambres musculares

En el siguiente articulo abordaremos un análisis sobre las causas que producen los calambres en el entrenamiento o ejercicio físico. Estos pueden considerarse como espasmos o contracciones involuntarias que generan dolor en la zona afectada. Muchos estudios han retribuido dichos calambres como efectos adversos de una deshidratación pronunciada, la cual ocasionaría una perdida excesiva de electrolitos. Pese a esto, veremos que existen nuevas teorías con bases más sólidas que podrían explicar mejor las causas principales del porque se producen calambres musculares.

Evidencia científica sobre las causas de los calambres musculares

Los calambres musculares asociados al ejercicio se presentan como una condición dolorosa que puede afectar la actividad o competencia en la que nos estamos desempeñando. Paradójicamente existe muy poca evidencia científica que explique efectivamente las causas de los calambres musculares. Expertos en el tema sin embargo, han coincidido en que los calambres se presentan como contracciones dolorosas, espasmódicas e involuntarias del músculo esquelético. Las cuales pueden surgir durante o mediante el ejercicio físico intenso (1, 2).

De manera similar, ocurre que muchos autores concuerdan en que el verdadero calambre muscular se produce por una hiperactividad explosiva de los nervios motores. En el cual se  involucra una combinación de factores relacionados a la des-inhibición espinal y a una excitabilidad anormal de las terminales nerviosas (3). De todas formas, la razón exacta de por qué los calambres ocurren sigue siendo poco clara.

Durante mucho tiempo la deshidratación y el agotamiento de los electrólitos han sido definidas como las causas principales (4); sin embargo, muchos autores parecen no apoyar dicha teoría, afirmando que este se produce por factores neurológicos vinculados al funcionamiento anormal del músculo activo y la fatiga general, teniendo estos un mayor respaldo empírico.

Factores asociados al riesgo de padecer calambres musculares

Las causas de calambres musculares propuestas de primera mano han sido en términos generales; la acumulación fatal de metabolitos que afectan la contracción, el agotamiento de electrólitos, la pérdida de volumen de fluidos, y por último el estrés metabólico. Asociado este ultimo  con condiciones medioambientales extremas, calor y frío. Sin embargo, estas teorías no están muy apoyadas por últimas investigaciones y nuevas teorías.

Se ha comprobado que varios factores aumentan la incidencia de calambres musculares. Primero, el hecho de tener antecedentes y entrenar a altas intensidades presenta un mayor riesgo. Segundo, parecen ser más comunes en los músculos que conectan dos articulaciones. Y tercero, se ha demostrado que los individuos que padecen calambres tienen una menor frecuencia umbral para sufrir calambres (15 Hz) que los individuos que no los padecen (25 Hz) (5). La frecuencia umbral es la frecuencia mínima de excitación necesaria para estimular un calambre. El hecho que los individuos propensos a los calambres tengan una menor frecuencia umbral apoya seriamente la hipótesis de que existe un origen neurológico.

Mecanismos fisiológicos necesarios para relajar las fibras musculares

Comprender los mecanismos fisiológicos asociados con la relajación muscular va a ser fundamental. Estos se definen como espasmos que ocurren de forma involuntaria a nivel del musculo esquelético. El primer mecanismo se refiere al ATP, el cual es necesario para dos procesos que intervienen en la relajación del músculo: el desacople de las cabezas de miosina con los sitios de unión con la actina y para el transporte de calcio hacia el retículo sarcoplásmico. El mal funcionamiento de alguno de estos procesos producirá una contracción permanente e involuntaria.

El segundo mecanismo de importancia para la relajación del musculo esquelético es el transporte de iones de calcio libres del sarcoplasma hacia el retículo sarcoplásmico. La reducción en la velocidad de transporte de calcio hacia el retículo sarcoplásmico generará un estado persistente de contracción, ya que los sitios de unión a la actina quedarán continuamente expuestos (6).

Esquema de las fibras musculares
Esquema de las fibras musculares y su relación con los calambres musculares.

Tercer mecanismo de relajación muscular esquelético

El tercer y último mecanismo, refiere a la presencia de un potencial de membrana muscular normal en reposo. La despolarización continua de la membrana celular activará una señalización persistente para que las células musculares se contraigan. La función normal de la placa motora final es otro factor crítico necesario para la relajación del músculo. Una alteración en la depuración de neurotransmisores en la hendidura sináptica causará despolarización persistente de la célula muscular.

Por ende, la presencia de actividad espinal refleja, es el criterio más relevante para la relajación muscular frente a posibles calambres.  El control normal de la neurona motora alfa es clave para una relajación eficaz. Esto significa que los estímulos excitadores de la corteza motora, de las células extrapiramidales y del huso muscular deben disminuir antes de que se produzca la relajación.

Las teorías prevalecientes sobre los calambres musculares, involucran un trastorno potencial en la regeneración aferente de los órganos tendinosos de Golgi. Receptores especializados en inhibir o relajar las fibras musculares. Lo que finalmente produciría un incremento en la activación de la neurona motora (7).

Teorías Tradicionales sobre las Causas de los Calambres Musculares

La primeras causas fundadas fueron la deshidratación, el agotamiento de electrólitos y la presencia de calambres en un grupo de mineros que siempre sufrían calambres a causa de su profusa sudoración.

Dos estudios investigaron las incidencias de los calambres durante un triatlón Ironman (n=210) y una ultramaratón de 56-km (n= 49). En ambos estudios, los competidores que experimentaron calambres durante la competencia,  no presentaron ninguna diferencia significativa en la concentración sérica final de electrólitos. Esto si  lo comparamos con los participantes que no experimentaron calambres. De manera similar, los cambios en la composición corporal de los competidores durante la competencia, siendo este un indicador de deshidratación, no fue significativo entre los que sufrieron o no calambres. Los resultados de estos dos estudios apoyan la idea que la deshidratación y el agotamiento de electrólitos no son las causas(8).

Ningún estudio en definitiva ha concluido que los electrolitos/deshidratación serian mecanismos centrales de calambres musculares, ni ha propuesto un mecanismo para explicar de qué manera los electrólitos y el reemplazo de fluidos pueden prevenir los mismos en el ejercicio.

Nuevas teorías sobre las causas asociadas a los calambres musculares

Schwellnus y colaboradores investigaron la incidencia del calambre muscular durante una competencia de ultra resistencia de 56km. A través de un estudio con diseño similar al anterior explicado sobre la presencia de calambres durante un triatlón Ironman. En este concluyeron que un ritmo de carrera más ligero y los antecedentes de anteriores calambres son factores significativos para padecerlos.

Entre dichas variables también se encontró correlación con; antecedentes de colapso, excesivo estiramiento antes de la competencia, mayor duración de la competencia, y un gran dolor muscular posterior a la competencia. En definitiva, se trazaba una línea que apuntaba a la fatiga neuromuscular como una de las posibles causas más acertadas.

Refutando teorías tradicionales sobre los calambres musculares

Schwellnus y colaboradores intentan explicar la sucesión de eventos que ocurrirían si tuvieran razón los defensores de la teoría de agotamiento de electrólitos, específicamente la teoría de una pérdida de sodio excesiva por el sudor. Aquí se establece que “dado que la concentración de sodio en el sudor siempre es hipotónica con respecto al fluido sanguíneo, una pérdida significativa de sodio a través del sudor solo sería posible si es acompañada por una gran pérdida de fluidos. De esta forma la identificación de la pérdida de agua o de electrólitos como causa de los calambres musculares no es posible.

Por otro lado, se planteó la hipótesis que la pérdida subsecuente de volumen intersticial debido a la deshidratación provoca una deformación de las terminales nerviosas que junto con un aumento en la concentración intracelular de iones y neurotransmisores provoca un estado de hiperexitación de las fibras musculares.

Schwellnus y colaboradores afirman que no existen estudios en los cuales se hayan observado elevadas concentraciones séricas de sodio. Los defensores de la teoría de los electrólitos sugieren que el estiramiento es una manera de aliviar los calambres, pero no sugieren los motivos por los cuales los estiramientos son eficaces. Dentro de una perspectiva donde se cree que los electrólitos y el reemplazo de fluidos pueden aliviar los calambres, el estiramiento no tendría ningún efecto en el alivio de los mismos.

El agotamiento de electrolitos y las bebidas carbohidratadas

Sobre lo ya analizado, queda claro que el agotamiento de electrólitos no es la causa principal de los calambres musculares. Pese a esto, un estudio de Jung y colaboradores, demostraron que la suplementación con una bebida carbohidratada alta en electrolitos como el Gatorade, ingerida antes y durante el ejercicio, podría aumentar el tiempo que tardan en aparecer dichos calambres musculares, hasta un 150% más. Los investigadores concluyeron que probablemente la deshidratación y el agotamiento de electrólitos no eran la causa principal pero que la suplementación con bebidas carbohidratadas podría ser beneficiosa para evitar dichos calambres.

Los receptores musculares como forma de entender los calambres musculares

Los husos musculares son receptores sensoriales situados en la fibra muscular que responden al estiramiento del músculo provocando una contracción reflexiva para evitar la hiperextensión.

Por otro lado, y de forma opuesta Los Organos tendinosos de golgi se localizan en la articulación/unión musculotendinosa y responden a elevados niveles de fuerza en el músculo inhibiendo el proceso de contracción. Estos se activan e inhiben ante cualquier esfuerzo excesivo adicional del músculo, esto como forma de prevenir una lesión muscular.

Con respecto a las teorías sobre los calambres musculares, es importante destacar que los órganos tendinosos de golgi y los husos musculares tienen vías de retroalimentación nerviosa separadas a las de la unidad de control motor espinal. Por lo cual actuaran de forma separada, siendo el primero crucial para inhibir el riesgo a posibles calambres (9).

Órgano tendinoso de golgi
Órgano tendinoso de golgi y su acción de inhibición del proceso de contracción en las fibras musculares.

Aspectos Neuromusculares asociados los a Calambres musculares

Numerosos autores comienzan a ver a los calambres musculares como contracciónes involuntarias y dolorosas provocadas por un trastorno a nivel neurológico. Schwellnus y colaboradores, fueron los primeros investigadores en sugerir que estos son provocados por una actividad anormal sostenida del reflejo espinal que parecería ser secundaria a la fatiga muscular periférica.

Por lo tanto, parecería que la fatiga muscular local es responsable de una mayor actividad aferente del huso muscular y de una menor actividad aferente del órgano tendinoso de Golgi. Es asi, que se plantea la hipótesis que los calambres musculares tendrían un origen nervioso por los resultados que demuestran que los músculos que cruzan 2 articulaciones (por ejemplo, el gastrocnemio) pueden ser acortados más fácilmente. Lo que en definitiva provocaría una menor actividad en el tendón de Golgi debido a los menores niveles de estrés en la unión musculotendinosa.

Segundo, el funcionamiento anormal prolongado de la actividad refleja en los músculos acalambrados podría ser una explicación fiable ante la visión de una electromiográfica muscular. Por otro lado, es de destacar la observación de que el estiramiento atenúa los calambres musculares, muy probablemente esto suceda a través del reflejo de inhibición recíproca y de la estimulación de la señalización aferente de los órganos tendinosos de Golgi.

Causas neuromusculares y su influencia en los calambres musculares

Norris y colaboradores (citado en Schwellnus et al.) aportaron credibilidad a la teoría de que los calambres musculares tienen un origen nervioso. Al observar que estos provocados experimentalmente podían ser interrumpidos con estiramientos pasivos. La observación llevó a los investigadores a proponer que la excitación de neuronas motoras de la médula espinal sería el principal mecanismo que produce los calambres musculares.

Schwellnus observó que 60% de los respondedores a los calambres musculares presentaban fatiga muscular periférica. Pese a esto, debe existir un estímulo de origen nervioso para que se produzcan, un estímulo neurogénico. Aquí tenemos dos puntos de inflexión: quienes defienden la teoría de un Origen Central de que los calambres se originan por la hiperexcitabilidad de las neuronas motoras. Y, por otro lado, los defensores de que el origen es periférico y los calambres son el resultado de descargas espontáneas de las neuronas motoras. Debido a la excitación anormal de las ramas terminales no mielinizadas de los axones motores.

Correlaciones en las teorías sobre los calambres musculares.

La idea de un origen periférico del calambre muscular se correlaciona mucho con quienes postulaban la deshidratación y la disminución en el nivel de los electrólitos séricos como causa fiable. Donde se cree que la descarga axonal espontánea (los calambres) se producen como resultado del daño al tejido muscular y/o debido a un aumento en las concentraciones de metabolitos intracelulares y de neurotransmisores como resultado de una intensa pérdida de fluidos por sudor. Es así, que ambas teorías tanto la de origen periférico, como la de origen central, plantean que el daño muscular interviene en el origen de los calambres musculares, siendo ambas teorías muy fiables. Tampoco se puede ignorar la idea de que participen ambos factores concluyendo que el origen de los calambres musculares sea de naturaleza neurológica.

Factores ambientales que aumentarían el riesgo de calambres musculares

La incidencia con la que los calambres aparecen durante el ejercicio en los ambientes húmedos y calurosos sustenta la teoría de que las condiciones medioambientales aumentan su riesgo de aparición (9). Actualmente, no existe evidencia que vincule directamente el calor o el frío extremos con los calambres musculares. Pero de todas formas, los investigadores han concluido que las condiciones medioambientales no son un factor importante en la inducción de calambres, ya que, estos no inciden de forma directa.

Es probable que el ejercicio en condiciones calurosas provoque cambios fisiológicos secundarios, tales como la fatiga periférica y que esto si pueda ser el verdadero causante del calambre muscular.

Fatiga como causa central en el calambre muscular

En la teoría del Origen Central se sugiere que la fatiga alimenta un circuito de retroalimentación aferente anormal que provoca el calambre muscular. En el modelo periférico, se cree que el daño al tejido muscular que se produce junto con la fatiga muscular daña las neuronas motoras, lo que hace que se disparen espontáneamente, provocando calambres musculares.

Algunas consideraciones para evitar calambres musculares

Es innegable la importancia de una adecuada hidratación, un adecuado balance de electrólitos, y una buena disponibilidad de carbohidratos para el rendimiento.

Por consiguiente, a pesar de que esto quizás no reduzca el riesgo de calambres, su valoración siempre va a ser bienvenida y muy importante para nuestro cuerpo, de esto sobra evidencia. Otro punto importante es que los calambres musculares están asociados generalmente a la fatiga. Por lo tanto, sería interesante evitarla mediante una correcta recuperación y descanso adecuados.

Trabajar la flexibilidad a largo plazo, incluir técnicas de estiramientos estáticos utilizadas aparte del entrenamiento principal puede ser fiable. Pero considerando los riesgos del estiramiento estático excesivo antes del ejercicio físico.

Una entrada en calor dinámica para preparar los músculos activamente para el rendimiento puede ser una mejor idea. Si se produce un calambre muscular se debe recurrir durante el evento a estirar el musculo afectado lo máximo posible y de forma pasiva.

Actualmente se está hablando mucho de algunos alimentos o esencias que podrían aliviar ciertos calambres musculares. Contraatacando con señales aferentes a los centros neuronales e inhibiendo ciertas neuronas motoras que producirían los calambres, pese a esto, dicha teoría aún no está evidenciada del todo (10).

Conclusión sobre los calambres musculares en el ejercicio físico.

Cualquier agotamiento de electrólitos puede o no tener un papel significativo en el origen de los calambres (teoría periférica). Por otro lado, con excepción del trabajo realizado por Jung y colaboradores, las investigaciones actuales no parecen permitir el hecho que pueden existir varios mecanismos que los ocasionen. La contribución relativa de estos factores puede variar entre los individuos y en función de las características del entrenamiento o estimulo demandante.

El cuerpo humano es una máquina compleja, y un proceso corporal raramente puede ser reducido a una simple relación de causa y efecto que no esté influenciada por el mismo. Pese a todo lo analizado, y que la causa principal apunta a ser neuromuscular y producto de la fatiga, se ha demostrado que la suplementación con electrólitos y carbohidratos alarga el tiempo hasta la aparición de calambres musculares. Por esto, es que seria imprudente descartar el papel de la hidratación, esto, aunque no exista evidencia confiable que apoye esta práctica. Por otro lado, descartar la posibilidad que el calor y la acumulación metabólica provoquen calambres musculares sería igualmente prematuro.

Para finalizar, las causas de los calambres musculares durante el ejercicio son complejas y no han sido totalmente establecidas. Las teorías tradicionales sobre los calambres durante el ejercicio, como la deshidratación, pérdida de electrólitos, acumulación metabólica y la temperatura, serían las causas principales. Pero que poseen un origen neurológico de eso no caben dudas.

El hecho que el estiramiento pasivo alivie los calambres da sustento a la teoría del Origen Central. Siendo esta la más relevante desde nuestro punto de vista. Aún queda mucho por investigar, habrá que estar pendientes a nuevas revisiones que terminen de confirmar esta o nuevas teorías sobre los calambres musculares.

Referencias Bibliográficas

  1. Andrew N. L. (2014). Buskard. Cramping in Sports: Beyond Dehydration.NSCA, Volume 36. Number 5. (enlace)
  2. Schwellnus M. (2009).Cause of exercise associated muscle cramps (EAMC)– altered neuromuscular control, dehydration or electrolyte depletion? J. Sports. Med. 43: 401–408.
  3. Jung A., Bishop P., Al-Nawwas A. and Dale R. 2005. Influence of hydration and electrolyte supplementation on incidence and time to onset of exercise-associated muscle cramps. Athl. Train. 40: 71–75.
  4. Jansen P., Joosten E., and Vingerhoets H. 1990. Muscle cramp: Main theories as to aetiology. Arch. Psychiatr. Neurol. Sci. 239: 337–342.
  5. Martin P Schwellnus (2009). Causas de los calambres musculares asociados al ejercicio (EAMC): ¿Control Neuromuscular Alterado, Deshidratación o Agotamiento de Electrolitos?. (enlace)
  6. Maquirriain Javier y Merello Marcelo (2005). Abordaje clínico del deportistacon calambres musculares. Centro Nacional de Alto Rendimiento Deportivo, Buenos Aires. (enlace)
  7. O’Connell K., Posthumus M., Schwellnus M. and Collins M. 2013.Collagen genes and exercise-associated muscle cramping. J. Sports Med. 23: 64–69.
  8. Schwellnus M., Derman E. and Noakes T. (1997).Aetiology of skeletal muscle “cramps” during exercise: A novel hypothesis. J. Sports. Sci. 15: 277–285.
  9. Minetto M., Holobar A., Botter A. and Farina D. 2013. Origin and development of muscle cramps. Exerc. Sport Sci. Rev. 41: 3–10.
  10. El método más sencillo para combatir los calambres durante el ejercicio. Revista digital G-SE Entrenamiento. (enlace)

 

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Mi formación me titula como licenciado en Educación Física con especialidad en alto rendimiento y deporte, antropometrista ISAK y guardavidas. Me desempeño en escuelas secundarias de la ciudad de Miramar, soy profesor de Fisiología en la escuela de guardavidas CEF N°75 y en un centro de entrenamiento funcional y Cineantropometria (Corporal Kinesis). Me apasiona la investigación sobre todo lo relacionado con las ciencias del deporte y el ejercicio físico. Formar parte de esta red de entrenamiento con validez científica me da mucha satisfacción, me incentiva a seguir creciendo como profesional.

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