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Así es cómo la Electroestimulación afecta al Gasto Energético

Gasto Energético y Electroestimulación

La obesidad está considerada una de las enfermedades con mayor prevalencia en la sociedad actual y su padecimiento acarrea importantes problemas de salud (1). La inducción de un balance energético negativo (mayor gasto que ingesta energética) es necesaria para la reducción del peso corporal (2).

El entrenamiento con electroestimulación global de cuerpo completo (WB-EMS del inglés Whole body Electromyostimulation) ya ha demostrado poseer beneficios sobre el gasto energético (3, 4), pero siempre aplicando parámetros eléctricos estables:

  • (i) frecuencia=85Hz.
  • (ii) ciclo de trabajo (50%, 4¨ activación / 4¨descanso).
  • (iii) ancho de impulso: 350 μsec.
  • (iv) no se proporcionó información alguna sobre parámetros de intensidad eléctrica (5).

Por otro lado, se desconocen los efectos de la WB-EMS de baja frecuencia 1-10Hz sobre el gasto energético. Además, en anteriores post hemos visto cómo afecta el traje de electroestimulación a la hipertrofia muscular o la recuperación tras el COVID, pero no sabemos cuáles son los mecanismos fisiológicos que trascienden detrás.

Es por todo esto, que decidimos realizar un estudio donde comparábamos el efecto de 5 frecuencias distintas (1 Hz, 2 Hz, 4 Hz, 6 Hz, 8 Hz y 10 Hz) sobre el gasto energético (kcal).

Qué Parámetros Eléctricos existen, y la importancia de la Frecuencia Eléctrica

Antes de evaluar el gasto energético en diferentes perfiles y situaciones, es necesario destacar y explicar la importancia  que cobra la frecuencia eléctrica en este panorama.

La electroestimulación global de cuerpo completo es una herramienta que proporciona impulsos eléctricos mediante electrodos colocados en distintas partes del cuerpo. Estos impulsos eléctricos vienen definidos por la combinación de 4 parámetros de onda que determinan cómo se realiza la contracción muscular y son:

  • Frecuencia (Hz).
  • Intensidad (mA).
  • Ancho de pulso (μseg).
  • Tiempo trabajo-descanso.

Frecuencia

La frecuencia es el número de impulsos eléctricos que se proporcionan por segundo. Así 7 Hz son 7 impulsos/seg y 90 Hz son 90 impulsos/seg. En primer lugar y a modo de síntesis podríamos decir que las frecuencias bajas tienen una prioridad de reclutamiento de fibras lentas, mientras que las frecuencias más altas tienen preferencia por el reclutamiento de fibras rápidas. Es por eso, que dependiendo de nuestro objetivo como entrenadores y del tipo de ejercicio que estemos realizando, es conveniente usar un tipo de frecuencia y otra. 

Intensidad

La intensidad es la cantidad de energía que acaba llegando al organismo. La contracción muscular, ya sea a baja frecuencia o alta frecuencia, viene determinada por la intensidad. A mayor intensidad eléctrica mayor contracción muscular. En este caso, los mA siempre oscilarán entre 0-100 mA.

Ancho de pulso

El ancho de pulso es el tiempo que dura el impulso eléctrico. Se mide en μseg porque es un tiempo muy corto, y más cuando se ponen altas frecuencias. En el caso del chaleco de electroestimulación el ancho de pulso varía entre músculos, ya que algunos músculos precisan de mayor ancho de pulso para lograr la contracción esperada, y otros precisan de menor tiempo de impulso. 

Tiempo de trabajo-descanso

Por último, el tiempo trabajo-descanso, es la relación que existe entre el tiempo bajo tensión provocado por la electroestimulación y el tiempo de descanso.

En el estudio que hoy comentamos tendremos un tiempo trabajo-descanso 59:1, que viene a decir que los participantes del estudio estuvieron bajo intensidad eléctrica durante 59 segundos con un segundo de descanso.

Una vez introducidos los parámetros eléctricos, tenemos que entender que la frecuencia tiene un efecto directo sobre la utilidad de la WB-EMS y, por lo tanto, es crucial entender que pasa dentro del rango de frecuencias que existen. Para poder conocerlo, quisimos ver el efecto aislado de la WB-EMS sobre adultos jóvenes sanos que realizaron dos pruebas:

  • i) tumbados en pasivo en una camilla con la electroestimulación colocada.
  • ii) durante un ejercicio de baja-moderada intensidad con el traje de electroestimulación.

Estudio Electroestimulación y Gasto energético en reposo y en activo

En primer lugar, se realizó el análisis del gasto energético que cada participante tenía en reposo. Para ello se realizó un análisis de calorimetría indirecta mediante mascarilla con el aparato Vyntux CPX. A continuación, los participantes se colocaron el traje de electroestimulación Wiemspro, y pasaron de forma aleatoria y contrabalanceada por las 5 frecuencias comentadas.

El protocolo de electroestimulación era de 2 minutos calibrando la intensidad a la mayor tolerancia del individuo, y 4 minutos de intensidad eléctrica sin descanso. Una vez pasados estos 6 minutos los participantes reposaban durante 10 minutos en la camilla hasta la aplicación de la siguiente frecuencia. Se tomaron datos tanto de FC como de producción y consumo de gases durante todo momento. 

En segundo lugar y tras 7 días de descanso, los participantes volvían a pasar por el mismo protocolo de electroestimulación, pero realizando un ejercicio en tapiz rodante de moderada-baja intensidad. 

Las dos sesiones de entrenamiento tuvieron una duración media de 1 hora 30 minutos y el ancho de pulso, la intensidad y el tiempo de trabajo-descanso se mantuvieron estables durante ambas pruebas; sólo cambió la frecuencia eléctrica utilizada:

Gasto energético durante un entrenamiento con electroestimulación

Imagen 1 Organización del día 1

Gasto energético y electroestimulación
Imagen 2 Intervención

Resultados del Estudio 

Tras la aplicación de las frecuencias previamente comentadas, encontramos el aumento de gasto energético (medido en kcal/min) en cada una de las distintas frecuencias y a la misma intensidad autopercibida del participante. Todos los participantes se encontraban en la máxima intensidad tolerable antes del dolor.

Gasto energético entrenando con electroestimulación

La gráfica número 1 muestra la comparación en el gasto energético en reposo y para cada una de las frecuencias comentadas. Cabe destacar que el mayor aumento del gasto energético se da a 4 Hz, aunque parece que cualquier tipo de frecuencia aumenta el gasto energético de forma significativa por encima de los valores basales.

 “La electroestimulación favorece un mayor gasto energético en condiciones de reposo”.

“Sin hacer nada “quemaríamos” 270 kcal aproximadamente”.

Esto es, que la electroestimulación favorece un mayor gasto energético en condiciones de reposo. Si multiplicamos el aumento en kcal/min por un tiempo determinado (30 minutos) vemos que a 4 Hz y sin hacer nada “queríamos” 270 kcal aproximadamente.

Por otro lado, parece que cuando hacemos ejercicio el aumento del gasto energético producido por la WB-EMS no es tan grande, y no existen tantas diferencias como se puede observar en el gráfico 2.

Gasto energético entrenando con chaleco de electroestimulación

Como vemos, las únicas diferencias que podemos apreciar son a 2 Hz, 6 Hz y 8 Hz, aunque como vemos en la gráfica no son extraordinarias. Esta diferencia puede deberse a que existen 3 grupos musculares que son el cuádriceps, los isquiotibiales y el glúteo que no permitían una alta intensidad debido al compromiso que puede darse en la marcha.

Qué aporta la Electroestimulación al Gasto Energético

Como hemos comentado anteriormente la WB-EMS posee 4 variables eléctricas que, relacionadas entre sí, ofrecen una respuesta en el organismo u otra.

En este caso, nosotros hemos manipulado las bajas frecuencias con el objetivo de ver si existen diferencias en el gasto energético y hemos comprobado que, en situaciones de pasividad, es decir, cuando una persona se encuentra tumbada en la cama, la aplicación de la electroestimulación es una herramienta válida para el aumento del gasto energético. siendo 4 Hz la frecuencia idónea para el aumento del gasto energético.

Conclusión

La frecuencia eléctrica es una variable bajo estudio. En el proyecto llevado a cabo en el laboratorio Wiems Lab pudimos comprobar que dependiendo de la frecuencia seleccionada la respuesta fisiológica será una u otra. La WB-EMS, por tanto, tiene un efecto sobre el gasto energético en varones jóvenes sanos.

La electroestimulación global de cuerpo completo es una herramienta eficaz para aumentar el gasto energético en reposo y durante el ejercicio.

Unai Adrian Perez de Arrilucea
Equipo Wiems Lab


Referencias

1. Guh DP, Zhang W, Bansback N, Amarsi Z, Birmingham CL, Anis AH. The incidence of co-morbidities related to obesity and overweight: a systematic review and meta-analysis. BMC public health. 2009;9(1):88.

2. Demark-Wahnefried W, Rogers LQ, Gibson JT, Harada S, Fruge AD, Oster RA, et al. Randomized trial of weight loss in primary breast cancer: Impact on body composition, circulating biomarkers and tumor characteristics. International journal of cancer. 2019.

3. Amaro-Gahete FJ, De-la-O A, Jurado-Fasoli L, Dote-Montero M, Gutierrez A, Ruiz JR, et al. Changes in physical fitness after 12 weeks of structured concurrent exercise training, high intensity interval training, or whole-body electromyostimulation training in sedentary middle-aged adults: A randomized controlled trial. Frontiers in physiology. 2019;10:451.

4. Kemmler W, Shojaa M, Steele J, Berger J, Fröhlich M, Schoene D, et al. Efficacy of Whole-Body Electromyostimulation (WB-EMS) on Body Composition and Muscle Strength in Non-athletic Adults. A Systematic Review and Meta-Analysis. Frontiers in Physiology. 2021;12:95.

5. Filipovic A, Kleinöder H, Dörmann U, Mester J. Electromyostimulation—a systematic review of the influence of training regimens and stimulation parameters on effectiveness in electromyostimulation training of selected strength parameters. The Journal of Strength & Conditioning Research. 2011;25(11):3218-38.

6. Abarca-Gómez L, Abdeen ZA, Hamid ZA, Abu-Rmeileh NM, Acosta-Cazares B, Acuin C, et al. Worldwide trends in body-mass index, underweight, overweight, and obesity from 1975 to 2016: a pooled analysis of 2416 population-based measurement studies in 128· 9 million children, adolescents, and adults. The Lancet. 2017;390(10113):2627-42.7. Abbas AK, Lichtman AH, Pillai S. Inmunología celular y molecular: Elsevier; 2015

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