En este artículos vamos a describir en qué consiste el entrenamiento de la musculatura respiratoria y cuáles son sus principales beneficios.
Además, mencionaremos los principales factores que pueden influir en la musculatura respiratoria y los tipos de dispositivos que existen para entrenarla.
Importancia del entrenamiento de la Musculatura respiratoria
El entrenamiento de la musculatura inspiratoria tiene cada vez más importancia en el tratamiento clínico de distintas enfermedades respiratorias, con el objetivo de controlar los síntomas.
No obstante, estudios científicos han comprobado que en pacientes sanos disminuye la fatiga y disnea, y, consecuentemente, aumenta el rendimiento físico (11).
Se ha reconocido científicamente que el sistema respiratorio puede limitar el ejercicio en personas con enfermedades pulmonares o cardiovasculares(11).
Por ello, en este artículo vamos a hacer frente a estas preguntas: ¿Hasta qué punto el sistema respiratorio puede influir en la limitación del rendimiento en personas sanas y las que realizan deporte? ¿Cuáles son los factores respiratorios que pueden limitar el rendimiento físico?
¿Cuáles son los principales músculos respiratorios?
La musculatura respiratoria está compuesta por fibras musculares esqueléticas y estriadas y estas fibras toleran mejor la fatiga, aumenta el flujo sanguíneo, presentan una mayor capacidad oxidativa y densidad capilar, frente a los músculos de los miembros inferiores (12).El principal músculo implicado en la musculatura respiratoria es el diafragma. No obstante, a su vez, intervienen otros músculos pertenecientes al diafragma (2):
- Inserciones musculares diafragmáticas: nivel esternal, nivel costal y nivel lumbar
- Orificios del diafragma: orificio aórtico, esofágico y el de la vena cava
- Inervación diafragmática: nervios frénicos y vagos
- Músculos Intercostales y accesorios
- Músculos abdominales
Factores respiratorios y rendimiento físico
Los principales factores que limitan el rendimiento físico en ejercicios severos o intensos son (3):
- Limitaciones de la mecánica pulmonar
- Limitaciones de la difusión pulmonar
- El reflejo metabólico de la musculatura respiratoria (RMMR)
- Fatiga muscular respiratoria
Por otro lado, el RMMR consiste en una acumulación de metabolitos como el Ácido láctico en los músculos respiratorios que provoca una limitación del flujo a las extremidades que están trabajando.
Además, este hecho puede llegar a intensificar la fatiga de la musculatura respiratoria y la sensación de esfuerzo, limitando el rendimiento relacionado con el ejercicio (13).
Tipos de dispositivos y entrenamientos de la musculatura respiratoria
En primer lugar, vamos a nombrar cuáles son los factores que se consideran limitantes en el rendimiento físico. Entre ellos destacan (2):
- Limitaciones de la mecánica pulmonar
- Limitación de la difusión pulmonar
- Reflejo metabólico respiratorio
- Fatiga muscular respiratoria
Es importante resaltar que el entrenamiento de la musculatura respiratoria se puede realizar tanto para la inspiración como la espiración, y para ello se conocen distintos tipos de entrenamiento con sus respectivos dispositivos (2):
- Carga umbral de presión
- Carga resistiva de flujo inspiratorio
- Hiperpnea isocápnica voluntaria
Dispositivo umbral
Este tipo de dispositivo de mano permite el flujo de aire durante la inspiración, únicamente después de llegar hasta una determinada
presión inspiratoria. Cabe destacar que la tensión del muelle influye en la apertura de la válvula a una presión fijada previamente, en un rango de 0-45 cm de agua (11).
El entrenamiento con este dispositivo se basa en realizar una presión negativa para superar el umbral respiratorio, trabajando tanto la fuerza como la resistencia de la musculatura respiratoria (2).
Para tratar los dos tipos de respiraciones se suele utilizar el dispositivo PowerLung, aunque en la mayoría de los estudios que se han realizado se ha utilizado el de Threshold (12).
Dispositivo de carga resistiva
El dispositivo que más se utiliza es el PFLEX Resistive Trainer, el cual dispone de un pequeño dispositivo con una boquilla y un dial circular.
Al rotar el dial varía el tamaño de la abertura por la cual el sujeto debe realizar la respiración. De hecho, si la apertura es pequeña, la resistencia a la inspiración será mayor.
En total cuenta con 6 resistencias inspiratorias, los diámetros son (11):
- 0,45 mm (orificio 6)
- 1,9 mm (orificio 5)
- 2,7 mm (orificio 4)
- 3,5 mm (orificio 3)
- 4,5 mm (orificio 2)
- 5,35 mm (orificio 1)
¿Dónde comprar este dispositivo para entrenar la musculatura respiratoria?
A continuación, aparecen una serie de enlaces para poder adquirirlos de forma rápida y económica:
Esta herramienta respiración portátil puede mejorar la resistencia aeróbica, aumentar la capacidad pulmonar, mejorar la resistencia muscular, reducir la cantidad de aire residual en los pulmones y también sirve para entrenar los músculos respiratorios y fortalecer los pulmones.
Hecho de material de silicona de alta calidad, no tóxico, inodoro, inofensivo y respetuoso con el medio ambiente, puede usarlo con confianza.Mejora la transpirabilidad y durabilidad para la dificultad para respirar y proporciona una resistencia 100% ajustable al inhalar y exhalar. Ligero y pequeño, puedes usarlo. Casi todo el mundo puede usarlo sin efectos secundarios.
Hiperpnea isocápnica voluntaria(voluntary isocapnic hyperpnea -VIH-)
Este dispositivo consiste sirve para aumentar el nivel de ventilación de la persona hasta un porcentaje de aproximadamente 60-70% de la máxima ventilación voluntaria, provocando que la frecuencia respiratoria alcance hasta 50-60 (1).
Además, este tipo de entrenamiento necesita que el paciente realice varios tiempos prolongados de hiperpnea con que el paciente realice períodos prolongados de hiperpnea durante 15 minutos y con una frecuencia de dos veces al día, de 3-5 veces por semana, durante 4-5 semanas (11).
A continuación se adjunta un enlace para acceder a la compra de este dispositivo:
Terapia para pacientes con acumulación de mucosidad en los pulmones y las vías respiratorias, incluidas las personas con EPOC, bronquiectasias, asmáticos o condiciones similares.
¿Qué beneficios nos aporta entrenar la musculatura respiratoria?
Pacientes con enfermedades respiratorias crónicas
Las enfermedades respiratorias crónicas son clasificadas como la tercera causa de mortalidad en España, por lo que es muy importante el entrenamiento de la musculatura respiratoria para reducir los síntomas y no influenciar en el rendimiento físico de la persona.
Los dos tipos de enfermedades respiratorias más conocidas son EPOC (Enfermedad pulmonar obstructiva crónica) y Asma (13).
¿En qué consisten?
La EPOC es una enfermedad progresiva y significativamente mortal caracterizada por la imposibilidad de que el flujo del aire
respiratorio circule de manera correcta. Los síntomas más comunes son (13):
- Disnea o falta de aliento
- Producción de esputo en exceso
- Tos crónica
- Sibilancias al respirar
- Mayores infecciones víricas o bacterianas
Pero… ¿Cómo interviene el entrenamiento de la musculatura respiratoria en esta enfermedad?
Para responder esta pregunta, debemos de saber que la rehabilitación pulmonar en pacientes con EPOC es esencial para mejorar la actividad física y calidad de vida de la persona enferma (13).
Por este motivo, en 2008, Geddes EL et al. y en 2020 Chiu K-L et al. realizaron un estudio sobre el beneficio de dicho entrenamiento en estos pacientes. Para la medición fue necesario el empleo de una espirometría con prueba broncodilatadora y una gasometría arterial (13).
Gracias a estas mediciones, los resultados concluyeron en un aumento de tres medidas de la fuerza muscular inspiratoria (3):
- Presión Inspiratoria Máxima o PIMAX
- El % de PIMAX
- El flujo inspiratorio máximo
Además, se consiguió mejorar en el paciente la resistencia muscular inspiratoria y la capacidad de ejercicio, provocando una disminución de los síntomas de disnea.
Por otro lado, el Asma consiste en un trastorno inflamatorio crónico de las vías respiratorias relacionado con los bronquios, el cual desarrolla síntomas relacionados con un flujo de aire limitado que puede ser revertidos (13).
¿Cuáles son los síntomas más comunes?
Los síntomas más comunes son (13):
- Ataques repetitivos de disnea
- Sibilancias
- Opresión en el pecho y tos
En concreto, en España, la prevalencia de esta enfermedad es de 3 millones, de la cual un 10 % corresponde a niños entre
6 – 7 años, representando la enfermedad crónica más frecuente en la infancia.
¿Es efectivo el entrenamiento para todas las enfermedades respiratorias?
Se necesitan muchos más estudios científicos para comparar los efectos del entrenamiento de la musculatura respiratoria en diferentes enfermedades respiratorias, puesto que aún no está del todo claro que dicho entrenamiento pueda aplicarse de forma indiscriminada en todos estos tipos de enfermedades.
Pacientes sanos
Como ya hemos visto, el entrenamiento de la musculatura respiratoria es muy efectivo en aquellos paciente con enfermedades respiratorias crónicas.
Sin embargo, fortalecer dicha musculatura respiratoria en pacientes sanos resulta útil cuando se presenta el síntoma de la fatiga cuando desarrollan un el ejercicio físico muy intenso, presentan estrés mental o falta de calcio en la alimentación (13).
De hecho, se han realizado estudios como el de Witt JD et al; en 2007, en el cual se confirmó una relación entre el entrenamiento muscular inspiratorio y el metaborreflejo.
Para ello, se utilizó el dispositivo PowerLung para realizar dicho entrenamiento y pasadas 5 semanas se concluyó que después de realizar ejercicio físico, aumentaba la fuerza muscular inspiratoria y la capacidad oxidativa, reduciéndose así la fatiga (13).
Efectos del entrenamiento muscular respiratorio en jugadores de fútbol
Se ha encontrado un meta-análisis de estudio que evaluó los efectos del entrenamiento de la musculatura respiratoria en una población compuesta exclusivamente de futbolistas.
Los resultados del estudio mostraron que dicho entrenamiento tuvo un efecto positivo muy alto en valores de la Prueba de presión inspiratoria máxima (PIM) y la distancia recorrida por los jugadores de fútbol. Sin embargo, no se observaron beneficios para otras variables de la función muscular respiratoria como la Presión espiratoria Máxima (PEM) y la Ventilación Voluntaria Máxima (VVM) (12).
Además, otros autores han confirmado aumentos importantes en PIM, después de realizar un entrenamiento muscular inspiratorio, además de observar adaptaciones estructurales de la musculatura respiratoria, como los siguientes (2):
- Cadena pesada de miosina
- Cambios en la proporción de fibras musculares tipo I y tipo II
- Grosor del músculo diafragma
A nivel funcional, estos cambios provocan una mejora de la capacidad para generar mayor fuerza durante la inspiración, medida de manera indirecta a través de la PIM.
Reflejo metabólico respiratorio
El reflejo metabólico respiratorio se produce como consecuencia de la fatiga de los musculos respiratorios ante un esfuerzo intenso y mantenido. En esta situación, la respuesta del sistema nervioso simpático es una vasoconstricción que afecta al flujo sanguíneo de los músculos esqueléticos activos por medio de un reflejo metabólico mediado por la musculatura respiratoria.
Como resultado, se provoca una disminución del flujo sanguíneo y aumento de la gravedad de la fatiga de los músculos esqueléticos, inducida por el ejercicio y redistribuyendo el flujo para preservar la función respiratoria sin comprometer la demanda energética de los MR.
Un aumento en la fatiga de los músculos esqueléticos puede desempeñar un papel esencial en la determinación de la tolerancia al ejercicio a través de un efecto directo en el desarrollo de fuerza muscular.
Durante ejercicios intensos, se ha estimado que los MR pueden llegar a utilizar un 16% del gasto cardíaco, disminuyendo la disponibilidad de oxígeno para la musculatura respiratoria esquelética responsable del movimiento, por lo que se podría considerar al sistema respiratorio como un limitante del consumo de oxígeno máximo (VO2max) y, por lo tanto, del rendimiento en estos deportistas.
Romer y colaboradores (2) estimaron, en sujetos sanos y tras provocar fatiga de los MR, una reducción del 30% en la fuerza del cuádriceps, lo que significaría un descenso significativo en el rendimiento.
Fatiga muscular respiratoria
La fatiga muscular respiratoria consiste en la disminución reversible de la fuerza que el músculo puede desarrollar durante la contracción sostenida o repetida, pudiendo llegar a no poder mantener el nivel de ventilación suficiente, de acuerdo a las necesidades requeridas.
El diafragma del cuerpo humano es considerado como un músculo con buena capacidad oxidativa, sin embargo, después de ejercicios de resistencia aeróbica prolongados se ha observado un agotamiento de las reservas de glucógeno tanto en diafragma como en los intercostales, lo que implica la posibilidad de que los MR puedan fatigarse por depleción de sustratos en este tipo de ejercicio.
En este sentido se muestra que esta capacidad oxidativa puede ser mejorada mediante cargas de resistencia durante la inspiración.
Entrenamiento de la musculatura respiratoria
Revisadas las evidencias científicas por las que el rendimiento físico puede estar limitado por factores respiratorios, resulta comprensible proponer que un entrenamiento específico de la musculatura respiratoria inspiratoria puede mejorar la capacidad ante el esfuerzo.
Las adaptaciones provocadas tras un correcto programa de entrenamiento pueden influir en el metabolismo energético de los MR, ganando en eficiencia y provocando una menor demanda de oxígeno con respecto a los músculos esqueléticos.
Desde el punto de vista de los parámetros funcionales, hoy en día está bien documentado que el entrenamiento de los músculos inspiratorios (EMI) mejora el rendimiento del ejercicio físico en sujetos no entrenados y entrenados, por medio de una gama de deportes y ejercicios de resistencia y durante sprint repetidos.
Por otro lado, se ha descubierto que el entrenamiento de los MR provoca una mejora en la cinética de aclaración del lactato y un descenso en las sensaciones de percepción del esfuerzo, tanto respiratorio como locomotor.
Efectos del entrenamiento de los MR en el rendimiento deportivo
Se ha demostrado no sólo la evidencia científica sobre la fatiga que sufren los MR durante el ejercicio, como por ejemplo después de carreras de larga distancia tales como la maratón, sino que además esta fatiga muscular se puede prolongar hasta tres días después de haber finalizado el ejercicio.
Además, se ha estimado que la fatiga de los MR puede provocarse en ejercicios de corta duración aunque de mayor intensidad.
En el estudio de Wilson (3) un total de 15 nadadores de élite fueron asignados a 4 protocolos diferentes de calentamiento y los efectos del ejercicio de la musculatura inspiratoria (IME) sobre el tiempo en 100 metros libres en natación fueron evaluados.
Cada nadador completó 4 diferentes protocolos de calentamiento de IME a través de 4 visitas separadas, siendo los siguientes:
- 1: Sólo calentamiento con natación.
- 2: Calentamiento con natación + calentamiento IME ( 2 series de 30 respiraciones con un 40% de la carga máxima de presión inspiratoria).
- 3: Calentamiento con natación + falso calentamiento de IME (2 series de 3 respiraciones con un 15% de la carga máxima de presión inspiratoria).
- 4: Sólo calentamiento de IME.
El protocolo 2 (calentamiento con natación + calentamiento IME) fue el que mejores resultados produjo de los 4 en los 100 m con un tiempo de 57.05 s. Fue significativamente más rápido que el protocolo 4 (sólo calentamiento de IME) con una diferencia media de 1.18 s, y que el protocolo 1 (sólo calentamiento con natación) con una diferencia media de 0.62 s.
También con nadadores, Shei y colaboradores (4) evaluaron los efectos de un programa de 12 semanas de entrenamiento de natación y de la musculatura inspiratoria así como la función pulmonar en nadadores de nivel inferior a élite.
Compararon los efectos de 1) sólo entrenamiento de natación, 2) entrenamiento de natación con falso (placebo) EMI, y 3) entrenamiento de natación con EMI (verdadero).
El entrenamiento de la musculatura inspiratoria junto a entrenamiento de natación mejoró la función muscular respiratoria comparado a entrenar solamente la natación.
Hellyer y colaboradores (5) analizaron el efecto del entrenamiento de la musculatura inspiratoria sobre la actividad electromiográfica de la musculatura respiratoria durante el ejercicio de bicicleta estática comparado únicamente EMI.
La actividad EMG de diafragma y esternocleidomastoideo fue medida bajo diferentes posturas, de descanso y de actividad de ciclismo, con y sin el uso de la EMI al 40% de la presión máxima inspiratoria (PIM).
Los resultados recogieron que el EMI mientras se hace ciclismo incrementa la actividad EMG respiratoria a una significativamente mayor amplia medida que cuando se realiza EMI únicamente recuperando, sugiriendo que la combinación de EMI y ciclismo puede proporcionar un efecto aditivo al entrenamiento.
Tong y colaboradores6 comprobaron que añadir entrenamiento de core con carga inspiratoria en un programa de entrenamiento interválico de alta intensidad, aumentó la influencia del programa interválico en el rendimiento de carrera de resistencia, pudiendo ser este el resultado de una mejora en la economía de carrera.
Incluso, el entrenamiento de la musculatura respiratoria inspiratoria puede facilitar la participación propioceptiva del tronco en el control postural en individuos con no específico Low Back Pain (7) ,y por tanto, puede ser una herramienta de rehabilitación útil para estos pacientes.
Hasta aquí sabemos que la fatiga de la musculatura respiratoria inspiratoria puede limitar el rendimiento en el ejercicio. Durante la carrera la presión abdominal es aumentada a través de la activación diafragmática para estabilizar la columna durante movimientos de la extremidad superior. Esto ocurre junto con el aumento del esfuerzo de la musculatura inspiratoria asociado con las respiraciones aumentadas durante el ejercicio.
Normalmente la musculatura respiratoria a esfuerzos más largos y mantenidos, sin embargo, en esfuerzos más cortos, los autores de este trabajo (8) midieron la PIM antes y después de sesiones de carrera de 400 y 800 metros y concluyeron que hubo fatiga muscular inspiratoria (FMI) durante ejercicios de carrera cortos.
Proponen que los entrenadores deberían considerar prescribir EMI o calentamiento en un esfuerzo a reducir la inevitable FMI asociada al máximo esfuerzo de carrera.
Faghy9 investigó el efecto del EMI (EMI, 50% PIM dos veces al día durante seis semanas) sobre el rendimiento en el tiempo de una prueba de carrera con transporte de una carga torácica.
El tiempo no tuvo cambios en el grupo control y si mejoró en el que realizó EMI un 8 ± 4%.
Finalmente, Bell10 examinó el efecto del entrenamiento de la musculatura respiratoria (EMR) combinado con 9 semanas de entrenamiento de fuerza y resistencia en el rendimiento de remo y las respuestas cardiopulmonares.
Veintisiete remeros fueron aleatoriamente asignados a: 1) grupo de entrenamiento inspiratorio o 2) grupo de entrenamiento espiratorio.
Ambos EMR fueron 3 series de 10 repeticiones, 6 días/semana añadidos a un programa de entrenamiento idéntico de 3 días/semana de resistencia y 3 días/semana de fuerza.
Los dos grupos mostraron similares mejoras en el rendimiento de 2000 metros en remo, condición cardiorespiratoria, fuerza, y PIM y PEM (presión máxima espiratoria). Concluyeron que no hubo beneficios adicionales de un programa sobre otro al ser combinado con entrenamiento de fuerza y resistencia.
Conclusión sobre musculatura respiratoria
- El deporte se está contemplando desde una óptica global, por ello, entrenamientos específicos de musculatura respiratoria que quizá años atrás eran más propias de la clínica, hoy en día, al menos en el campo del alto rendimiento, están recibiendo el foco de atención.
- Los estudios demuestran mejoras del entrenamiento de la musculatura respiratoria, no sólo por separado ante los “esperados grupos controles”, sino que combinados con la propia actividad, desvelan el aporte de mayores beneficios.
- Como cualquier otra técnica, deberá ser sujeta a las características individuales de cada persona, no obstante, en el horizonte se muestra como una práctica que podría ser incorporada a la rutina habitual.
Referencias bibliográficas
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- Hellyer, NJ y colaboradores (2015). Respiratory muscle activity during simultaneous stationary cycling and inspiratory muscle training. J Strength Cond Res., 29(12): 3517-22.
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