Maestro y Sociedad e-ISSN 1815-4867
Volumen 22 Número 2 Año 2025
Artículo original
Relación de la fuerza muscular de la rodilla con la resistencia aeróbica del futbolista amateur
Relationship of the knee muscle strength with the aerobic resistance of the amateur football player
Relação da força muscular do joelho com a resistência aeróbica do futebolista amador
Lic. Allison Abigail Hernández Olivo *, https://orcid.org/0009-0007-3740-8551
MSc. Pedro Fernando Suárez Peñafiel, https://orcid.org/0009-0004-5962-7497
Universidad Técnica de Ambato, Ecuador
*Autor para correspondencia. email allisu_2208@hotmail.com
Para citar este artículo: Hernández Olivo, A. A. y Suárez Peñafiel, P. F. (2025). Relación de la fuerza muscular de la rodilla con la resistencia aeróbica del futbolista amateur. Maestro y Sociedad, 22(2), 1119-1125. https://maestroysociedad.uo.edu.cu
RESUMEN
Introducción: El fútbol es un deporte colectivo con patrones acíclicos combinados de movimientos cortos y explosivos, donde la fuerza muscular cumple un papel importante en la capacidad de resistir periodos prolongados de juego, la prevención de lesiones y el rendimiento deportivo. La fuerza muscular del cuádriceps tiene una íntima relación con la función respiratoria en pacientes con dichas afecciones, disminuyendo la mortalidad y la estancia en salas de cuidados intensivos; en la fisiología, la fuerza hace referencia a la mayor adaptación mitocondrial, es decir, el aumento de mitocondrias en el músculo genera mayor producción de ATP, retrasa la fatiga y eleva el umbral de lactato para mantener esfuerzos intensos dentro de la disciplina deportiva. Objetivos: Establecer los valores normales de las variables de estudio y determinar la relación de la fuerza muscular de la rodilla con la resistencia aeróbica del futbolista amateur. Métodos: El presente estudio se desarrolló bajo un enfoque cuantitativo con un diseño no experimental, observacional, prospectivo y transversal. La población estuvo conformada por 84 futbolistas amateurs de diferentes clubes de la provincia de Tungurahua (Ecuador). La muestra fue seleccionada mediante un muestreo no probabilístico por conveniencia, aplicando criterios de inclusión que consideraron a jugadores de entre 20 y 40 años, con estatura entre 1,55 y 1,85 metros, índice de masa corporal (IMC) normal, de nacionalidad ecuatoriana y raza mestiza. Se excluyeron arqueros, personas con antecedentes médicos o lesiones recientes, y aquellos que no cumplían con las características demográficas definidas. Para la medición de la fuerza muscular de rodilla (flexión y extensión), se utilizó el dinamómetro Kinvent® siguiendo protocolos estandarizados y la resistencia aeróbica se evaluó mediante el protocolo de Bruce. El cálculo del VO₂máx se realizó mediante la fórmula propuesta en el protocolo. Resultados: Los análisis descriptivos indicaron que las variables demográficas presentaron una distribución aproximadamente normal. La fuerza muscular de la rodilla fue inferior a los valores ideales de referencia, con una media de 20,44 kgf en flexión y 23,54 kgf en extensión, considerando tener una base para marcar rangos específicos en la población de estudio. La prueba t de Student para muestras emparejadas mostró una significancia estadística de p = 0,001, evidenciando la relación entre la fuerza muscular de la rodilla y la resistencia aeróbica. Conclusiones: Los resultados evidencian que la población de estudio presenta niveles de fuerza muscular de la rodilla por debajo de los valores ideales, lo que resalta la necesidad de establecer rangos de referencia específicos. Asimismo, se comprobó una relación estadísticamente significativa entre la fuerza muscular de la rodilla y la resistencia aeróbica, se debe considerar que la alta sensibilidad de cambios en la relación se podría atribuir a factores externos no controlados por el evaluador, lo que se sugiere considerar en futuros estudios.
Palabras clave: Fuerza, rodilla, resistencia aeróbica, fútbol.
ABSTRACT
Introduction: Football is a team sport characterized by acyclic patterns that combine short, explosive movements. In this context, muscular strength plays a key role in sustaining prolonged periods of play, injury prevention, and athletic performance. Specifically, quadriceps strength is closely related to respiratory function, contributing to reduced mortality and ICU stay in clinical populations. From a physiological standpoint, increased strength is associated with mitochondrial adaptation, leading to greater ATP production, delayed fatigue, and a higher lactate threshold, which enhances performance during high-intensity efforts. Objectives: To establish normal values of knee muscle strength and to determine its relationship with aerobic endurance in amateur football players. Methods: This was a quantitative, non-experimental, observational, prospective, and cross-sectional study. A total of 84 amateur football players from different clubs in Tungurahua (Ecuador) participated. The sample was selected through non-probability convenience sampling, including players aged 20–40 years, with a height between 1.55 and 1.85 meters, normal BMI, Ecuadorian nationality, and mestizo ethnicity. Goalkeepers, players with recent injuries or relevant medical history were excluded. Knee muscle strength (flexion and extension) was measured using the Kinvent® dynamometer, following standardized protocols. Aerobic capacity was assessed using the Bruce protocol, and VO₂max was calculated using the corresponding formula. Results: Descriptive analysis indicated that demographic variables followed an approximately normal distribution. Knee strength values were lower than the ideal references (20.44 kgf in flexion and 23.54 kgf in extension), providing a basis for establishing population-specific reference ranges. Paired samples t-tests showed a statistically significant relationship (p = 0.001) between knee muscle strength and aerobic capacity. Conclusions: The study population presented knee strength levels below ideal values, highlighting the need to establish specific reference ranges for amateur footballers. A significant relationship between knee strength and aerobic endurance was confirmed. However, it is important to consider that the sensitivity of this relationship may be influenced by external, uncontrolled factors, which should be addressed in future research.
Keywords: Strength, knee, aerobic endurance, soccer.
Resumo
Introdução: O futebol é um esporte coletivo com padrões acíclicos combinados de movimentos curtos e explosivos, onde a força muscular desempenha um papel importante na capacidade de suportar períodos prolongados de jogo, prevenção de lesões e desempenho atlético. A força muscular do quadríceps está intimamente relacionada à função respiratória em pacientes com essas condições, diminuindo a mortalidade e o tempo de internação em unidades de terapia intensiva. Em fisiologia, a força se refere à maior adaptação mitocondrial, ou seja, o aumento de mitocôndrias no músculo gera maior produção de ATP, retarda a fadiga e eleva o limiar de lactato para manter esforços intensos dentro do esporte. Objetivos: Estabelecer valores de normalidade para as variáveis do estudo e determinar a relação entre a força muscular do joelho e a resistência aeróbica em jogadores amadores de futebol. Métodos: Este estudo foi realizado utilizando uma abordagem quantitativa com um delineamento não experimental, observacional, prospectivo e transversal. A população foi composta por 84 jogadores amadores de futebol de diferentes clubes da província de Tungurahua (Equador). A amostra foi selecionada por meio de amostragem não probabilística por conveniência, aplicando-se critérios de inclusão que consideraram jogadores entre 20 e 40 anos, com altura entre 1,55 e 1,85 metros, índice de massa corporal (IMC) normal, nacionalidade equatoriana e raça mista. Foram excluídos goleiros, indivíduos com histórico médico ou lesões recentes e aqueles que não atendiam às características demográficas definidas. A força muscular do joelho (flexão e extensão) foi mensurada utilizando o dinamômetro Kinvent® seguindo protocolos padronizados, e a resistência aeróbica foi avaliada utilizando o protocolo de Bruce. O VO₂máx foi calculado utilizando a fórmula proposta no protocolo. Resultados: As análises descritivas indicaram que as variáveis demográficas apresentaram distribuição aproximadamente normal. A força muscular do joelho ficou abaixo dos valores de referência ideais, com média de 20,44 kgf em flexão e 23,54 kgf em extensão, o que permitiu estabelecer faixas específicas para a população estudada. O teste t de Student para amostras pareadas apresentou significância estatística de p = 0,001, demonstrando a relação entre força muscular do joelho e resistência aeróbica. Conclusões: Os resultados demonstram que a população estudada apresentou níveis de força muscular do joelho abaixo dos valores ideais, evidenciando a necessidade de estabelecer faixas de referência específicas. Além disso, foi encontrada relação estatisticamente significativa entre força muscular do joelho e resistência aeróbica. Ressalta-se que a alta sensibilidade a alterações na relação pode ser atribuída a fatores externos não controlados pelo avaliador, o que se sugere a ser considerado em estudos futuros.
Palavras-chave: Força, joelho, resistência aeróbica, futebol.
Recibido: 21/1/2025 Aprobado: 28/3/2025
Introducción
El fútbol es un deporte colectivo que tiene patrones de movimientos acíclicos e impredecibles combinados de momentos cortos y explosivos con episodios que van de esfuerzos leves a intensos, esta combinación requiere de un control motor muscular y aeróbico balanceado (Boraczyński et al, 2020; Ko et al, s.f.). La fuerza muscular y la resistencia aeróbica en futbolistas es fundamental para el buen desempeño en el campo de juego, estadísticamente un jugador corre entre 10 km a 13 km durante 90 minutos (valor que varía según la posición) a esto la literatura confirma una relación de un cuádriceps fortalecido con la mejora de la resistencia a la fatiga (Dambroz et al, 2023), la prevención de lesiones en miembro inferior (Beato et al, 2021), y la potenciación de habilidades (Oliver et al, 2023, Hasan, 2023).
La resistencia aeróbica fisiológicamente es la capacidad del cuerpo para mantener una actividad física durante un tiempo prolongado a través de la utilización del oxígeno como fuente principal de energía (Mang et al, 2022); esto depende de la capacidad de bombeo del corazón, la captación de oxígeno en los pulmones, el uso suficiente y correcto del mismo en los músculos (Garcia et al, 2025).
El cuádriceps es un grupo muscular clave en la extensión de la rodilla y la estabilización durante actividades como correr o saltar, este depende de un adecuado suministro de oxígeno para mantener su rendimiento; durante ejercicios de alta intensidad o en condiciones de hipoxia muscular, la disminución de oxígeno disponible limita la producción de ATP a través de la fosforilación oxidativa, lo que lleva a un aumento en la glucolisis anaeróbica y la estimulación de metabolitos como el lactato (Pérez et al, 2023; Mohr et al, 2023).
Esta alteración metabólica de lactato favorece la generación de radicales libres, con ello un estrés oxidativo y daño de las fibras musculares, comprometiéndose la contracción y producción de fatiga. Por lo tanto, la relación íntima que tienen la resistencia aeróbica con la fuerza muscular hace referencia a la mayor adaptación mitocondrial (biogénesis mitocondrial) (Yan et al, 2012), es decir, el aumento de mitocondrias en el músculo por el ejercicio de fuerza genera mayor producción de ATP, retrasa la fatiga y eleva el umbral de lactato para mantener esfuerzos más intensos siendo clave estos parámetros para el entrenamiento de HIITs aeróbicos dentro de dicha diciplina deportiva. (Thomakos et al, 2023).
El entrenamiento de fuerza con el trabajo aeróbico no solo refleja mejoras en el performance, si no también mitiga lesiones en isquiotibiales (grupo muscular a evaluar en este artículo) (Sancese et al, 2023). En Ecuador no existen valores normales de la fuerza muscular y resistencia aeróbica reportados en la literatura.
Objetivos: La presente investigación plantea establecer los valores normales de las variables de estudio y determinar la relación de la fuerza muscular de la rodilla con la resistencia aeróbica del futbolista amateur.
Materales y métodos
El presente estudio se realizó bajo un enfoque cuantitativo cuyo diseño es no experimental, observacional, prospectivo, transversal. La población estuvo constituida por 84 futbolistas amateur de los diferentes clubes de Tungurahua (La altura varía entre 2,577 a 3,020 metros sobre el nivel del mar), los datos se recolectaron en un centro de rehabilitación física privado. Se realizó una convocatoria libre y voluntaria a todos los futbolistas amateur de la provincia, se escogió a través de un muestreo no probabilístico por conveniencia, para lo cual se utilizaron criterios de inclusión y exclusión.
Criterios de inclusión
Para la inclusión de los participantes en este estudio se consideró a jugadores de fútbol amateur no profesionales entre 20 y 40 años, con un rango de estatura entre 1,55 metros y 1,85 metros, nacionalidad ecuatoriana, raza mestiza y con IMC (Índice de masa corporal) normal.
Criterios de exclusión
Se excluyo del estudio arqueros, futbolistas con lesión actual en miembro inferior o con lesión de seis meses de evolución, participantes con enfermedades respiratorias o cardíacas persistentes, al igual con antecedentes familiares de muertes por infartos o muertes súbitas, acceso a personas de raza negra o indígena y de nacionalidad extranjera.
Descripción del procedimiento
Una vez seleccionada la muestra, se procedió a la toma de datos a partir de una ficha de evaluación fisioterapéutica, que incluía el registro de la edad, peso y talla para obtener el IMC, una tabla de registro del nivel de fuerza medido con el dinamómetro Kinvent® (Wadsworth et al, 1987; Kelln et al, 2008; Florencio et al, 2015; de Almeida et al, 2023) y de los valores obtenidos de la aplicación del método de Bruce (Güler et al, 2020).
Para medir la fuerza muscular de extensión de rodilla se solicitó al jugador sentarse una silla con la pierna no dominante relajada, se colocó el instrumento en la parte distal de la pierna dominante indicándole que debe extender con la mayor fuerza posible la rodilla y sostener 5 segundos la contracción; para la flexión el jugador se colocó en decúbito prono, la pierna no dominante relajada y la pierna dominante con el dinamómetro; se solicitó que flexione la rodilla con la mayor fuerza posible y sostenga la contracción 5 segundos; este protocolo se realiza tres veces seguidas con pausa de 15 segundos, los resultados obtenidos de cada intento se visualizan en la aplicación Kinvent Physio de donde se toma el valor más alto de las tres repeticiones.
Para tomar los valores de la resistencia aeróbica se aplicó el protocolo de Bruce, se inició instrumentando al participante con la banda de frecuencia cardiaca y el pulsometro marca Polar, instrumento validado y correlacionado con electrocardiogramas de referencia, en donde indican que bajo un uso adecuado de la colocación del sensor, la validez y confiabilidad (Garnacho et al., 2021) pueden superar un porcentaje del 95% llegando al 99% (varia y depende del modelo especifico y condiciones de uso) ambos calibrados con cada jugador, se tomó signos vitales en reposo (FC, saturación de oxígeno, presión arterial) para una vez valorado iniciar el calentamiento con duración de 3 minutos, se le indico al participante que el test consta de 7 etapas cada etapa con la misma duración del calentamiento, en cada fase se incrementó velocidad e inclinación, antes de finalizar cada fase se monitoreaba la frecuencia cardiaca y la saturación de oxígeno registrando los valores en una tabla dentro de la historia clínica, se mencionó al jugador que debe dar su mayor esfuerzo, mirar al frente, no sostenerse e indicar si presenta molestias o síntomas de fatiga para detener el test (Vilela et al., 2023).
Al finalizar la prueba de esfuerzo máximo se aplicó la fórmula 14.8 - (1,379 x T) + (0,451 x T2) – (0,012 x T3) mencionada en el protocolo y se toma el valor final como resultado del VO2max. Para los valores de la variable se tomó la frecuencia cardiaca teórica, real y el VO2max.
Dentro de las consideraciones éticas consideradas en este estudio fueron aprobadas por el comité de ética de la Universidad Técnica de Ambato bajo el código 334-CEISH-UTA-2024. Dada la necesidad de utilización de datos tanto informativos como clínicos de los participantes, se solicitó la firma del consentimiento informado de los participantes, previa una socialización del protocolo de intervención, sus implicaciones, procedimientos, y beneficios de su participación; además de resolver todas las dudas, enfatizando que su participación es libre y voluntaria.
Resultados
Los parámetros descriptivos obtenidos de los datos demográficos de la población son similares entre sí, lo que indica que las distribuciones son aproximadamente simétricas. Las asimetrías y curtosis se mantienen cercanas a cero, sugiriendo una forma de distribución cercana a lo normal. La edad promedio es de 29 años con una dispersión moderada; el peso promedio es de 71.6 kg, con mayor variabilidad; la estatura muestra poca dispersión con una media de 1,71 m y el IMC promedio es de 24.5, dentro del rango saludable según la OMS. En conjunto, los datos indican que no hay presencia significativa de sesgos ni valores extremos, lo cual permite suponer una distribución normal y considerar adecuado el uso de pruebas estadísticas paramétricas (tabla 1).
Tabla 1. Valores descriptivos de los datos demográficos de la población de estudio.
Elaborada por la investigadora
Normalidades de las variables
Se aplico un alfa de cronbach a los resultados obtenidos por los instrumentos de medición dándonos un alfa de 0,352 para el protocolo de bruce y del 0,528 en la valoración de la fuerza muscular de la rodilla con el dinamómetro kinvent, valores indicativos de que los instrumentos para la medición de las variables son fiables; en función de los resultados obtenidos, con la finalidad de comprobar la normalidad de los datos de la fuerza, se realizó una comparación de medias entre los valores ideales para flexión y extensión de rodilla y los obtenidos en la población de estudio (tabla 2).
Tabla 2. Valores de referencia de la fuerza muscular en la población de estudio.
|
MEDIDAS |
Flexión de rodilla |
Extención de rodilla |
||
|
Ideal |
Real |
Ideal |
Real |
|
|
Media |
35,00 |
20,44 |
28,64 |
23,54 |
|
Mínimo |
25,00 |
13,20 |
21,60 |
14,20 |
|
Máximo |
45,00 |
33,50 |
37,60 |
32,30 |
Elaborada por la investigadora
Una vez tomado los datos y realizada la comparación debemos considerar que la flexión tiene un valor ideal con ajuste al mínimo y para la extensión de rodilla se hizo un ajuste de acuerdo a la relación del peso por la constante del 40% dándonos una media real de la población estudio en ambas variables inferiores a la ideal por las particularidades consideradas en los criterios de inclusión.
Relación de la fuerza muscular de la rodilla con la resistencia aeróbica
Se trabajo con la prueba T -Student para muestras emparejadas considerando la relación que debe existir entre la fuerza muscular en flexión y extensión de rodilla y la valoración entregada por el protocolo de bruce, dándome una significancia de 0,0 en ambas muestras emparejadas, lo que significa que existe una relación entre las variables objeto de estudio, considerando que la sensibilidad es muy alta a razón de factores externos que no son de control directo del investigador entre ellos el tipo de población y hábitos a considerar, es un factor predominante para un posible nuevo escenario en otro tipo de estudio (tabla 3).
Tabla 3. Resultados de la relación entre la fuerza muscular de la rodilla con la resistencia aeróbica
Elaborado por el evaluador
Discusión
Existe diversa información en la literatura en relación al fortalecimiento muscular de miembro inferior con la resistencia aeróbica, el performance y las habilidades en el fútbol; en este orden de ideas Thomakos y colaboradores hacen referencia al trabajo multidisciplinario entre los factores fuerza global y capacidad aeróbica, quienes concluyen que, al trabajar fuerza no especifica para los grupos musculares objeto de estudio y ejercicio aeróbico el jugador tendría mejores resultados en el campo de juego (Mang et al, 2022).
En contraste con los hallazgos de este estudio, se especificó la relación e identificación de los grupos musculares de tren inferior como lo es el cuádriceps y los isquiotibiales para mejorar la capacidad aeróbica, sin embargo, esta relación está sujeta a cambios por factores externos, como lo son, actividad física extra que realiza el futbolista amateur, hábitos de consumo de alcohol y tabaco, relación peso, talla y edad.
En el área respiratoria, Pérez y colaboradores señalan que en pacientes con deficiencias respiratorias disminuye la mortalidad el tener un cuádriceps fortalecido, la relación de este grupo muscular con la función respiratoria es relevante para el tratamiento de dichos pacientes, dentro de esta investigación se resalta dicha relación en pacientes sanos y deportistas, obteniendo como resultados que si existe una relación entre la fuerza muscular del cuádriceps y la resistencia aeróbica, poniendo en consideración que dicha relación es sensible a cambios dentro de la misma población de estudio se confirma que la relación no es aplica únicamente en pacientes con alguna patología si no también en personas sanas (Oliver et al, 2024).
La fuerza muscular al ser importantes en el buen funcionamiento de otros sistemas, Sancese y colaboradores refieren que los grupos musculares del miembro inferior trabajan en conjunto para potenciar las habilidades deportivas de un futbolista, especificando que el cuádriceps y los isquiotibiales resaltan ante los demás como músculos encargados de mejorar la condición física y la prevención de lesiones en rodilla (Hasan, 2023).
Se concuerda que el grupo muscular de la flexión de rodilla tiene relación con la resistencia aeróbica, sin embargo, en la población de estudio tuvo mayor importancia el cuádriceps que los isquiotibiales para completar satisfactoriamente el test aplicado por el evaluador, a pesar de lo descrito, por sinergias musculares dentro de una funcionalidad es importante mantener un equilibrio entre fuerzas de ambos grupos musculares.
Conclusiones
La fuerza muscular de cuádriceps y de isquiotibiales en un grupo de la población ecuatoriana de futbolistas amateur se encuentran por debajo del límite mínimo funcional determinado por el instrumento Kinvent, la media de flexión fue de 20,44 kgf y la de extensión 23,54 kgf en comparación con los valores ideales de 35,00 y 28,64 kgf, respectivamente. Estos valores pueden atribuirse a las características propias de la población estudiada y a los criterios de inclusión considerados; a pesar de esta diferencia, los datos tienen una distribución aproximadamente normal lo que permite su análisis mediante pruebas estadísticas paramétricas. Estos resultados brindan una base para establecer rangos de referencia específicos para futbolistas amateur, diferenciados de los valores ideales utilizados en deportistas de élite.
El análisis mediante la prueba t de Student para muestras emparejadas evidenció una relación estadísticamente significativa (p < 0.001) entre la fuerza muscular de la rodilla y la resistencia aeróbica. Este hallazgo indica que, a mayor fuerza muscular en los grupos musculares de la rodilla, mejor es la capacidad aeróbica del futbolista amateur. Sin embargo, se reconoce que factores externos como la actividad física realizada extra a la disciplina deportiva, hábitos y nivel de experiencia pueden influir en esta relación.
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Conflicto de intereses
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Allison Abigail Hernández Olivo y Pedro Fernando Suárez Peñafiel: Proceso de revisión de literatura y redacción del artículo.