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29082020
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Fernando Delprado-Aguirre
Fundación Universitaria María Cano, Colombia
Resumen: En los últimos años, la vocología ha prestado un interés particular a la investigación y aplicación clínica de principios -basados en la ciencia- que permitan maximizar el aprendizaje y el control motor asociados al funcionamiento de la voz. El proceso de producción vocal ocurre gracias a la acción coordinada de los subsistemas de respiración, fonación y resonancia. Estos, a su vez, deben su operatividad a la activación de diversos músculos que parecen comportarse de forma similar a aquellos que componen las extremidades. Teniendo esto en cuenta, los principios del ejercicio que han demostrado efectividad para mejorar la fuerza y resistencia de la musculatura de las extremidades podrían aplicarse al entrenamiento de la voz. En primer lugar, en este documento se presentan algunos aspectos funcionales del tejido muscular, describiendo las fibras musculares tipo I y II y puntualizando en la distribución de dichas fibras en la musculatura que hace parte de los subsistemas de la función vocal. En segundo lugar, se exponen las adaptaciones fisiológicas derivadas del ejercicio (acondicionamiento) así como de la degeneración propia de la inactividad (desacondicionamiento). Posteriormente, se hace una explicación del enfoque de ejercitación de resistencia progresiva junto a los cinco principios que lo definen, concentrada en su aplicación a la vocología. Finalmente, se argumenta la necesidad de incluir la ciencia del ejercicio en la práctica e investigación en vocología en el contexto colombiano a la luz de algunos reportes nacionales disponibles hasta la fecha.
Palabras clave: Ejercicio, fisiología, vocología, músculo, sobrecarga, voz, entrenamiento de la voz, trastornos de la voz, terapia por ejercicio, fonación, laringe.
Abstract: In recent years, vocology has focused especially in research and clinical application of evidence-based principles that enhance motor learning and motor control related to voice function. The process of voice production occurs due to coordinated action of respiration, phonation and resonance subsystems. Likewise, the function of these subsystems is a result of the activation of a variety of muscles that seem to behave similarly to skeletal limb muscles. Taking this into account, exercise principles that improve strength and endurance of skeletal limb muscles may also be applied to improve performance of voice production. First, this article focuses on functional aspects of muscle tissue; muscle fiber types I and II are described and, in the same way, the distribution of these fibers in voice production muscles is pointed out. Second, physiological adaptations to training (conditioning) as well as detraining from inactivity (deconditioning) are portrayed. Afterwards, progressive resistance training is explained next to its principles and its application to vocology. Finally, the paper argues the necessity of including exercise science into practice and research of vocology in Colombian context, based on some national reports available to date.
Keywords: Exercise, physiology, vocology, muscle, overload, voice, voice training, voice disorders, exercise therapy, phonation, larynx.
Artículo de revisión
Fisiología del ejercicio en la práctica de la vocología colombiana: una necesidad
Exercise physiology in Colombian vocology practice: a necessity
Fernando Delprado-Aguirre
Recepción: 29 Agosto 2020
Recibido del documento revisado: 10 Octubre 2020
Aprobación: 19 Octubre 2020
El enfoque de algunas de las tendencias investigativas más prolíficas en fonoaudiología desde hace algunas décadas gira en torno al aprendizaje motor, la neuroplasticidad y el entrenamiento y fortalecimiento de habilidades motoras. Esto se hace evidente sobre todo en las áreas de habla -incluyendo la voz- y función oral faríngea [1,2]. Una de las revisiones más recientes en este tópico sugiere que la ciencia detrás del ejercicio y las formas sistemáticas de aprendizaje podrían ser un medio para progresar del enfoque tradicional (basado en la compensación de habilidades/modificación de síntomas) a un enfoque centrado en el (re)entrenamiento de habilidades/entrenamiento neuromuscular [3].
Históricamente, la terapia física ha comprobado la asociación que existe entre el ejercicio y la mejoría de habilidades motoras en distintas poblaciones con y sin patologías asociadas [4-6]. Con base en los datos empíricos recolectados en este terreno, el paradigma se trasladó al campo de la vocología, y fue integrado a distintos protocolos de educación y rehabilitación vocal [7,8]. Este tránsito fue factible gracias a la consideración de que la producción de voz es posible por la acción coordinada de los subsistemas que la componen (respiración, fonación y resonancia). Por su parte, estos deben su operatividad a la activación de un conglomerado de músculos dispuestos para facilitar la movilización del aire desde los pulmones, controlar las propiedades biomecánicas de los pliegues vocales y ajustar distintas configuraciones del tracto vocal. Estas funciones deben ser consideradas por el vocólogo que desea aplicar la fisiología del entrenamiento físico en su práctica clínica pues, según proponen LeBorgne y Rosenberg [9], la aplicación de la ciencia del ejercicio le permite identificar movimientos específicos que son ineficientes/compensatorios/nocivos/perjudiciales, modificarlos a partir del estudio de la mecánica del movimiento corporal y maximizar la ejecución motora mediante el fortalecimiento y el desarrollo de la resistencia de manera que haya una actividad funcional coordinada.
La aplicación de estos principios a la práctica de la vocología inicia con el conocimiento mismo de la composición muscular del sistema de producción vocal. Diversos tratados de fisiología han establecido que en el cuerpo humano pueden distinguirse tres tipos de tejido muscular: liso, cardiaco y estriado [10-13]. El primero es comandado por el sistema nervioso autónomo y, por tanto, su control está fuera de la voluntad. Algunos órganos conformados por músculo liso son el estómago o el esófago. Por su parte, el cardiaco tiene una conformación similar al estriado pero al igual que el liso no puede ser controlado voluntariamente; solamente el corazón posee este tipo de músculo. Finalmente, el estriado o esquelético permite el movimiento corporal, la estabilidad postural y la generación de calor; además está sujeto al control voluntario. Los músculos de la respiración, la fonación y la resonancia tienen esta composición.
En la totalidad del músculo esquelético pueden encontrarse dos tipos diferentes de fibras: las tipo I (de contracción lenta pero resistentes a la fatiga) y las tipo II (de contracción rápida pero altamente fatigables). Aun cuando todos los músculos estriados poseen una mezcla de ambas fibras, siempre existirá un predominio dependiendo de su función específica; por ejemplo, los párpados cuentan con mayoría de fibras tipo II mientras que las extremidades están compuestas principalmente por fibras tipo I. Como se observa en la Tabla 1, las del primer tipo presentan resistencia a la fatiga debido a una mayor concentración de mitocondrias y de capilares que aportan una cantidad de oxígeno superior en comparación con otras fibras [10]. A su vez, las de contracción rápida se pueden categorizar en tipo IIa y IIb. Las IIb son las más veloces pero son menos eficientes debido a la cantidad de energía necesaria por unidad motora y al metabolismo que emplean para conseguirla. Mientras tanto, aquellas tipo IIa se encuentran en una posición intermedia entre las tipo I y las tipo IIb y se adaptan positivamente ante el entrenamiento; aumentando su capacidad oxidativa [14].
Sin duda alguna, los músculos que participan en los procesos de respiración, fonación y resonancia pueden ser examinados teniendo en cuenta el tipo de fibras que los componen [15-20]. En primer lugar, la evidencia disponible hasta la fecha sugiere que la musculatura involucrada en el mecanismo de producción de voz tiene características similares a la que compone las extremidades [20].
A continuación, se desglosa la distribución de fibras presentes en los músculos que componen los subsistemas de producción de voz. Para el subsistema de respiración, el reporte de Ruff y Whittlesey [19] apunta que los músculos intercostales contienen una proporción similar de fibras tipo I y II lo que les da la posibilidad de contraerse rápidamente cuando se requiere su acción para la respiración (principalmente la forzada) o de forma sostenida cuando es necesario para la producción del habla. Para el subsistema de fonación, los músculos tiroaritenoideo y cricoaritenoideo lateral poseen un predominio de fibras tipo II [15], mientras que el cricoaritenoideo posterior y el cricotiroideo están compuestos preeminentemente por fibras tipo I [16,21,22]. Entretanto, el músculo interaritenoideo dispone de un equilibrio de ambos tipos [17]. Según establecen LeBorgne y Rosenberg [9] las fibras rápidas del tiroaritenoideo, el interaritenoideo y el cricoaritenoideo lateral son útiles para mantener la función valvular laríngea y proteger la vía aérea. En contraste, las fibras de contracción lenta del cricoaritenoideo posterior resultan útiles para permitir la apertura de la glotis y, consecuentemente, la respiración durante las 24 horas del día. Por último, para el sistema de resonancia, la musculatura mandibular, lingual y faríngea [18,20] parece estar compuesta por un predominio de fibras tipo II que responden especialmente a las tareas de habla y deglución de las que son responsables.
El tejido muscular exhibe distintas respuestas fisiológicas en función del aumento o disminución de las demandas que se le imponen. Estas respuestas incluyen la redistribución del tipo de fibras musculares y sus atributos metabólicos, cambios en la unión neuromuscular así como de la densidad capilar [23]. Cuando el escenario comprende el aumento en la demanda muscular, ocurre el acondicionamiento; este mecanismo de adaptación inicia con modificaciones prácticamente imperceptibles en la activación del sistema nervioso [24]. Estos cambios tempranos (que incluyen mayor velocidad y volumen en el reclutamiento de unidades motoras) son un precepto obligatorio para mejorar la fuerza, la coordinación y la precisión del movimiento. Posteriormente, se evidencian transformaciones morfológicas que incluyen la hipertrofia y la redistribución de fibras musculares dependiendo del tipo de movimiento con el que el músculo fue entrenado [25]. A la vez, es esperable una reorganización cortical pues, según lo demostrado en algunos hallazgos imagenológicos y algunos reportes en modelos animales, el entrenamiento genera reformas estructurales en el sistema nervioso a modo de sinaptogénesis y ramificaciones dendríticas [26-28]. La literatura sobre el ejercicio manifiesta que durante las cuatro primeras semanas de entrenamiento ocurren las consecuencias a nivel neuromuscular; posterior a la quinta semana, empiezan a observarse los efectos de la hipertrofia en la ejecución motora [25]. En el campo de la vocología la evidencia es insuficiente para definir un tiempo de acondicionamiento, aunque se ha reportado un promedio de ocho semanas para conseguir cambios estables en la emisión vocal; no obstante, estos pueden aparecer más temprano durante la realización del programa [29].
La contraparte del acondicionamiento cursa con atrofia, reducción de la capacidad generadora de fuerza y aumento en la distribución de fibras altamente fatigables como las tipo IIb. Este proceso recibe el nombre de desacondicionamiento y acontece en un menor período que el invertido para mejorar la función muscular. En solo cuatro semanas de inactividad los niveles de ejecución pueden retornar a los basales [30]. Estos efectos negativos son fácilmente observables en condiciones patológicas que generan inactividad muscular; por ejemplo la sarcopenia derivada de estancias prolongadas en cama o de lesiones medulares que impiden la movilidad voluntaria de las piernas. En el caso de la voz, puede observarse en condiciones patológicas que involucren una disminución de la capacidad de producir voz [31], en las recidivas resultantes de tratamientos/entrenamientos de voz incompletos [29] o como consecuencia de los cambios esperables secundarios al envejecimiento [32].
Para que el acondicionamiento ocurra es necesario llevar al sistema neuromuscular más allá de sus límites, ya que, si la ejecución motora se mantiene dentro de lo usual, las adaptaciones simplemente no ocurrirán [2]. El enfoque de entrenamiento recién descrito se conoce como ejercitación de resistencia progresiva y consiste en medir la habilidad del músculo para producir fuerza de forma tal que, a partir de esta medición, se aumente la capacidad del tejido [7,8]. En la práctica clínica, el vocólogo determina la magnitud cúspide de un comportamiento vocal específico mediante la ejecución de una tarea hasta el extremo (por ejemplo, un glissando desde la nota más baja hasta la más alta posible). Este ejercicio suele denominarse repetición máxima y se denota como RM [33]. La RM solo debe realizarse para establecer una línea base, puesto que ejecutar un tratamiento con el esfuerzo máximo puede derivar en lesiones. Por lo tanto, durante el entrenamiento se ejecutan acciones que demanden entre el 45% y el 80% de la capacidad total. Inclusive, en la etapa temprana de la terapia, la exigencia puede estar entre el 45% y el 50% de la RM dado que esta fase está más centrada en el aprendizaje motor y la coordinación que en aumentar la capacidad generadora de fuerza del músculo [33]. Cualquier programa de entrenamiento/rehabilitación vocal que involucre la ciencia del ejercicio dentro de sus protocolos considera los principios definidos en la Tabla 2.
La evaluación de la función vocal y la prescripción de modalidades para remediar una lesión o para potenciar las habilidades específicas requieren (al menos en parte) la comprensión e implementación apropiada de la fisiología del ejercicio y los principios del aprendizaje motor [34]. Al involucrar este paradigma se acepta que las terapias que usan la ciencia del ejercicio se basan en la idea de que existe una adaptación biológica en el cuerpo que mejora la ejecución vocal. Sapienza y Hoffman [35] indican que los siguientes programas holísticos están basados en la ciencia del ejercicio: terapia de voz resonante de Lessac-Madsen (LMRVT), tratamiento de voz de Lee Silverman (LSVT), ejercicios de función vocal (VFE), ejercicios con tracto vocal semiocluido (TVSO) y el programa de fortalecimiento muscular respiratorio (RMST). Además, podrían agregarse a esta lista los ejercicios de entrenamiento de resistencia para la fonación (PhoRTE) y algunos programas de ejercicio para canto como entrenamiento de voz de Estill (EVT) o técnica vocal completa (CVT), entre otros [36,37]. Para una revisión detallada de estos programas se invita al lector a consultar la revisión narrativa de Ángel Gordillo [29].
En el contexto nacional, se encuentran reportes en los que puede evidenciarse la dilución que existe entre la fisiología del ejercicio y la práctica de la vocología. Pese a que las metodologías son variables, es posible clasificar estos informes en dos grandes grupos según las acciones sobre la voz: en primer lugar, las de entrenamiento y, en segundo lugar, las de rehabilitación vocal. Al menos tres investigaciones cuantificaron el efecto fisiológico de los ejercicios con tracto vocal semiocluido y tareas específicas de canto en la función vocal de cantantes [43,44] y profesores [45]. Aun cuando uno de los estudios sometió a los participantes a un programa de entrenamiento, su estructuración metodológica es débil para determinar si los resultados son producto de este o son un cambio inmediato que ocurre al llevar a cabo los ejercicios [44]. Uno de los hallazgos comunes en estos tres reportes es que, si bien se observan cambios positivos en diversos parámetros de la función vocal, estas modificaciones no se mantienen en el tiempo y regresan a niveles basales luego de ejecutar las actividades indicadas. Esto toma sentido a la luz de la fisiología del ejercicio y el aprendizaje motor puesto que, para lograr cambios neuromotores en la producción de voz, se deben realizar las rutinas con una continuidad determinada y con unas exigencias específicas. Por añadidura, algunos datos empíricos soportan estos hechos al demostrar cómo, al prolongar programas terapéuticos similares a los estudiados por los investigadores colombianos, los resultados logran estabilizarse y mantenerse [46].
De forma análoga, otro grupo de estudios exploró los efectos de diversas intervenciones en la voz de sujetos con algún tipo de disfonía [47-54]. Por un lado, los estudios de Calvache [47] y Guzmán [54] analizaron los efectos producidos a corto plazo por diversos ejercicios con tracto vocal semiocluido en el grado de contacto de los pliegues y en las mediciones de economía vocal. Solo en una de estas investigaciones los autores reconocen que las variaciones evidenciadas durante la realización del ejercicio regresan a niveles basales cuando la actividad terapéutica finaliza. Estos hallazgos podrían reforzar la idea previamente planteada de que se requiere una ejecución sostenida en el tiempo y con una dosificación sistemática para mantener los beneficios conseguidos con las tareas estudiadas.
Por otro lado, varios reportes de caso [49-51,53], un único estudio de grupo [48] y un estudio experimental [52] observaron el efecto de diversos planes terapéuticos a largo plazo en distintas variables fisiológicas de la producción vocal. Dentro de los tratamientos se incluyeron ejercicios propios de la tendencia sintomática y de la fisiológica; en este último se encontraban protocolos con TVSO exclusivamente o como parte de programas de voz resonante. En cuanto a las mediciones, se usaron instrumentos autorreportados, evaluación audioperceptual, análisis acústico de la voz, variables aerodinámicas e imagenología laríngea. Pese a que estas investigaciones puedan incluir sesgos metodológicos y, por tanto, la fuerza de su evidencia no sea considerable, es importante resaltar que las mediciones observadas a largo plazo demuestran, al menos en parte, la persistencia de comportamientos benéficos que provienen de la ejecución continua de las actividades terapéuticas.
A pesar de que el eje central de estas investigaciones no era la aplicación de la fisiología del ejercicio a la habilitación de la voz, algunos aspectos relacionados con sus principios pueden identificarse en los distintos reportes que mostraron resultados positivos; por ejemplo, el volumen de práctica (por lo general aumentado), la especificidad (al usar la voz como elemento auto-restaurativo) o la adaptación (al mejorar distintas variables de función vocal). Stathopoulos y Felson [7] insisten en que dichos principios permiten comparar las terapias del pasado con las del presente y establecen que su incorporación en los métodos terapéuticos y de investigación refleja una maduración del campo de acción de la vocología [p. 232].
Ahora bien, dado que los aportes investigativos específicos en torno a la fisiología del ejercicio y la vocología son prácticamente inexistentes a nivel local, un enorme panorama de acción se posiciona en el futuro inmediato de la vocología colombiana. La investigación debe ofrecer respuestas acerca de las dosis de sobrecarga ideales en terapia vocal (basada en niveles de intensidad, resistencia y volumen aumentados; teniendo en cuenta los principios de aprendizaje que respaldan la práctica aumentada para lograr la estabilización de conductas motoras en la memoria a largo plazo). De la misma manera, deben plantearse estudios longitudinales que permitan explorar los efectos de planes de mantenimiento para evitar la pérdida de los resultados terapéuticos que ya se han conseguido. Finalmente, dado que en la actualidad los métodos para cuantificar la adaptación son altamente invasivos (incluyendo biopsias y estudios de señalización hormonal), debe insistirse en el uso de variables de función vocal y de comunicación funcional como parte de las mediciones del efecto de los tratamientos. Desde la perspectiva terapéutica, los clínicos colombianos deben resaltar el uso de la voz para rehabilitarse a sí misma (principio de especificidad) y establecer regímenes sistemáticos en los que se dosifique la sobrecarga y se opte por la prolongación de los resultados obtenidos a través de rutinas de mantenimiento debidamente sustentados.
Mientras que la fisiología del ejercicio aplicada a la vocología ha sido explorada e investigada a nivel mundial, en Colombia el panorama de investigación y aplicación terapéutica con relación a este tópico, aunque incipiente, debe responder a retos de vasta naturaleza. En este artículo se presentaron aspectos vinculados con la función y distribución de las distintas fibras que componen la musculatura del sistema de producción vocal. Así mismo, se expuso la condición de las adaptaciones que experimenta el tejido muscular cuando es sometido sistemáticamente al entrenamiento, haciendo especial énfasis en su aplicación al terreno de la vocología. Aunque esta aproximación a la habilitación vocal es solamente una parte del complejo de acciones que pueden efectuar los clínicos para educar/rehabilitar la voz, parece existir respaldo suficiente para incluirla entre los proyectos futuros tanto en el ámbito clínico como el investigativo.
*Correspondence: Fernando Delprado-Aguirre; e-mail: andresfernandodelpradoaguirre@fumc.edu.co
