La excitación de las fibras nerviosas motrices siempre tiene como consecuencia la aportación a las estructuras musculares periféricas de datos que esas estructuras interpretan siempre y de forma fisiológica como una orden que les impone una respuesta mecánica. La electroestimulación de los nervios motores siempre tiene como objetivo imponer a los músculos cierto trabajo mecánico cuyas consecuencias fisiológicas dependen de la naturaleza del trabajo impuesto. La electroestimulación de los nervios motores se denomina habitualmente como: Electroestimulación muscular (ESM).

Una buena comprensión general de la técnica de la ESM obliga a considerar unas nociones elementales de fisiología.

La reacción mecánica de la fibra muscular durante su "inicialización" (etapas cálcica y bioquímicas intermedias) mediante un potencial de acción siempre es idéntica: breve deslizamiento de las proteínas musculares (actina y miosina) que se traduce en una breve tensión que dura unas decenas de milisegundos. (véase d.2).

Esta respuesta mecánica elemental se denomina: sacudida muscular (contracción), y constituye la respuesta mecánica elemental, o la unidad de trabajo de la fibra muscular.

Incluso aunque hoy en día la técnica inmunohistoquímica permite identificar más de una decena de fibras musculares diferentes, sus características (morfológicas, mecánicas y metabólicas) permiten clasificarlas en dos grandes familias: las fibras de tipo I (fibras de contracción lenta) y las fibras de tipo II (fibras oxidativas rápidas o fibras glicolíticas rápidas).

Las fibras de tipo I rojas y de diámetro pequeño (fibras musculares de tipo I) poseen una respuesta mecánica incapaz de desarrollar una tensión consecuente y de larga duración: 100 ms (es decir 1/10 s), la tensión máxima se alcanza al cabo de 30 ms.

Desde un punto de vista metabólico, la refosforización de la ATP está garantizada prioritariamente por la vía aeróbica garantizando así a este tipo de fibras una elevada resistencia a la aparición de fatiga.

Fibras de tipo II

Blancas (con muy poco color) y de gran diámetro, las fibras musculares de tipo II poseen una respuesta mecánica mucho más vigorosa que las fibras de tipo I. La tensión desarrollada es consecuente durante un período muy breve: 30 ms, la tensión máxima se logra al cabo de 15 ms.

Para las fibras de tipo II, la resíntesis de la ATP está esencialmente garantizada por las dos vías anaeróbicas que les aseguran así un elevado rendimiento mecánico a costa de una fatigabilidad (imposibilidad de reproducir durante mucho tiempo o de manera similar el máximo de su capacidad mecánica) que se manifiesta de manera precoz.

El papel fisiológico esencial del tejido muscular consiste en desarrollar el nivel de fuerza (tensión) suficiente o necesario para movilizar o garantizar el mantenimiento de los distintos segmentos articulares.

A partir de estas consideraciones (respuesta mecánica elemental, d1), resulta fácil comprender que los dos sistemas adaptativos del sistema neuromuscular que permiten responder a estas exigencias fisiológicas son los siguientes:

• "Enviar" potenciales de acción hacia un número variable de fibras musculares: reclutamietno espacial
• "Enviar" un número variable de potenciales de acción hacia las fibras msuculares solicitadas: reclutamiento temporal

El porcentaje de fibras musculares (unidades motrices) solicitadas está condicionado por el rendimiento muscular requerido por las necesidades funcionales. Cuanto más elevada es la exigencia funcional mecánica (necesidad de más fuerza), mayor es el porcentaje de fibras reclutadas.

En electroestimulación, el reclutamiento espacial está correlacionado de manera directa y única con la cantidad de cargas eléctricas aplicadas en la región estimulada. En efecto, la disposición anatómica espacial de las fibras nerviosas más allá de la barrera cutánea necesita unas cantidades crecientes de cargas eléctricas para excitar más fibras (cada vez más alejadas de la superficie cutánea).

La necesidad absoluta de disponer de una corriente de estimulación cómoda (Bb) queda pues puesta de manifiesto para garantizar el reclutamiento espacial necesario para obtener los efectos deseados.

El incremento de la demanda muscular funcional también puede garantizarse (hasta ciertos límites fisiológicos) mediante el aumento del número de potenciales de acción que controlan el trabajo mecánico muscular.

Más allá de cierta frecuencia de potenciales de acción (número de potenciales de acción por segundo), las respuestas mecánicas elementales se acumulan, lo que permite al músculo realizar verdaderas contracciones tetánicas (es decir, un mantenimiento prolongado en el tiempo de una tensión muscular significativa). El efecto mecánico (tensión/fuerza desarrollada) es pues directamente proporcional al resultado de la acumulación de las respuestas elementales expresadas.

Esta acumulación de respuestas mecánicas elementales no puede, sin embargo, superar nunca los límites de una acumulación máxima que es la que tiene en cuenta el tiempo necesario, para cada categoría de fibras musculares, para alcanzar el nivel más elevado (tensión o fuerza máxima) de su respuesta mecánica elemental.

• Frecuencias inferiores a 10 hercios

La sincronización inevitable en la electroestimulación asociada a una débil repetición de los potenciales de acción es, por tanto, fisiológicamente insuficiente para obtener la menor contracción tetánica muscular. Los resultados mecánicos sólo pueden pues ser sacudidas musculares más o menos individualizadas y cercanas cuyos efectos serán utilizados principalmente en los programas VASCULARES

NB: En la terminología de la electroterapia es habitual considerar por tanto estas frecuencias de electroestimulación muscular inferiores a 10 hercios como bajas frecuencias.

• Frecuencia de de 33 hercios

Esta frecuencia de descarga de potenciales de acción en las unidades motrices lentas es la que impone a las fibras musculares de tipo I su capacidad máxima de rendimiento mecánico: es decir, las fibras lentas reclutadas trabajan pues al máximo de sus posibilidades mecánicas.

• Frecuencia de de 66 hercios

Esta frecuencia de descarga de potenciales de acción en las unidades motrices rápidas es la que impone a las fibras musculares de tipo II su capacidad máxima de rendimiento mecánico: es decir, las fibras rápidas reclutadas trabajan pues al máximo de sus posibilidades mecánicas.

Los efectos de los programas que utilizan estas frecuencias de 33 a 66 hercios se desarrollan en las partes que tratan los programas de rehabilitación.