Se han propuesto dos causas principales para los calambres musculares y, dependiendo de cuál suscriba un individuo, se determinará la elección de las estrategias de prevención y tratamiento. Esto sugiere una dicotomía entre lo uno y lo otro, y así es como se presenta a menudo la literatura, con voces fuertes que expresan puntos de vista fuertemente sostenidos en ambos lados. Sin embargo, hay que reconocer que el panorama no está nada claro y que las pruebas en ambos lados del debate son débiles. Es poco probable que un único mecanismo pueda explicar todos los calambres en todas las situaciones, por lo que la búsqueda de un único mecanismo causal es probablemente inútil. De ello se deduce que tampoco es probable que las estrategias de prevención y tratamiento de la enfermedad sean unidimensionales. Sin embargo, sea cual sea la causa principal, está claro que los calambres van acompañados de una contracción activa del músculo afectado, como demuestran los altos niveles de actividad eléctrica muscular .

Alteraciones de la hidratación y el equilibrio electrolítico

El papel de los cambios en el estado de hidratación y el equilibrio electrolítico como factor en la etiología de la EAMC fue descartado por Schwellnus, quien afirmó que «las pruebas científicas que apoyan las hipótesis de la «depleción de electrolitos» y la «deshidratación» para la etiología de la EAMC provienen principalmente de observaciones clínicas anecdóticas, series de casos que suman un total de 18 casos y un pequeño estudio de casos y controles (n = 10)». Esta evaluación de las pruebas se ha repetido en muchas publicaciones posteriores: por ejemplo, Qiu y Kang escribieron que «sus pruebas de apoyo provienen principalmente de observaciones anecdóticas y de informes de casos» . Sin embargo, es posible que haya más pruebas de las que estos autores admiten.

Las pruebas más sólidas de que los desequilibrios electrolíticos relacionados con el sudor son un factor de algunos calambres musculares se encuentran en los estudios observacionales y prospectivos a gran escala de trabajadores industriales -principalmente estudios sobre mineros, fogoneros de barcos, trabajadores de la construcción y trabajadores de fábricas de acero que se llevaron a cabo en las décadas de 1920 y 1930- en los que la administración de bebidas salinas o tabletas de sal pudo reducir en gran medida la incidencia de calambres . Estos estudios estaban inevitablemente limitados por los métodos disponibles en la época, pero tenían la ventaja de tener acceso a grandes poblaciones y de mantener cuidadosos registros médicos relacionados con la productividad. Es fácil desestimar gran parte de la literatura más antigua, pero algunas de las observaciones eran extensas y meticulosas. También deben leerse en el contexto de las convenciones normales de publicación de la época.

Aunque las metodologías eran limitadas, algunas de las observaciones eran agudas y a veces notablemente premonitorias. Por ejemplo, Moss publicó un extenso informe en el que documentaba casos de calambres entre los mineros del carbón y los factores que podían haber contribuido al desarrollo de estos calambres . Atribuyó la aparición de los calambres, que en algunos casos eran gravemente debilitantes, a (1) las altas temperaturas del aire; (2) el consumo excesivo de agua causado por la sequedad de la boca y la garganta; y (3) el trabajo duro continuado.

También observó que los calambres tendían a producirse durante la segunda mitad de un turno de trabajo y en los hombres que estaban menos en forma física, implicando así no sólo las pérdidas de sudor sino también la fatiga en la etiología. Cabe señalar que los calambres no se atribuyeron a la deshidratación o al aumento de las concentraciones séricas de electrolitos, sino más bien «a una forma de envenenamiento por agua de los músculos provocado por la combinación de una gran pérdida de cloruro por la sudoración, el consumo excesivo de agua y la parálisis temporal de la excreción renal» . El cloruro se medía normalmente en los fluidos corporales, ya que no existía un buen ensayo para el sodio en aquella época, pero existe una estrecha relación entre la concentración de sodio y de cloruro en el sudor . Esto no implica deshidratación, como dicen la mayoría de los autores posteriores (por ejemplo, Bergeron), sino más bien una ingesta inadecuada, y tal vez excesiva, de agua simple en combinación con grandes pérdidas de electrolitos en el sudor. Schwellnus se refiere a las teorías de la «deshidratación» y la «depleción de electrolitos» , mientras que Qiu y Kang dicen que «esta teoría sugiere que el exceso de sudoración y, por tanto, la pérdida de electrolitos, puede hacer que los músculos y los nervios que los inervan funcionen mal, produciendo así calambres musculares» . Esto no es un reflejo fiel de las teorías propuestas durante las décadas de 1920 y 1930.

Tampoco es correcto decir que no ha habido estudios prospectivos a gran escala para evaluar el papel del equilibrio de agua y sal en la etiología de los calambres musculares. Dill et al. informaron de los resultados de los estudios de intervención realizados en el lugar de construcción de la presa Hoover y en las fábricas de acero de Youngstown, Ohio . En ambos lugares, un gran número de hombres realizaba diariamente un duro trabajo físico en entornos extremadamente calurosos. Descubrieron que los que sufrían calambres presentaban las siguientes características (1) deshidratación; (2) disminución de la concentración de sodio y cloruro en el plasma sanguíneo; (3) poco o ningún sodio o cloruro en la orina; (4) aumento de la concentración de proteínas séricas; (5) aumento del recuento de glóbulos rojos; y (6) presión osmótica normal.

Esto presenta un cuadro complejo: algunos de estos hallazgos son típicos de la deshidratación (1, 4 y 5), mientras que otros son consistentes con la sobrehidratación (2, 3). Sin embargo, también informaron de que la inyección de solución salina isotónica normalizaba el perfil sanguíneo y aportaba un alivio inmediato de los síntomas. En el estudio de intervención más amplio, recogido en el mismo documento, añadieron solución salina al agua que se suministraba a los 12.000 hombres empleados en una de las fábricas, mientras que a los de las fábricas vecinas se les seguía suministrando agua corriente; esto fue eficaz para abolir casi por completo los casos de calambres musculares, aunque en años anteriores, y en otras fábricas del mismo año en las que se suministraba agua corriente, hasta 12 casos de calambres requirieron hospitalización en un solo día.

En un entorno controlado, la restricción severa de la ingesta de sodio en la dieta puede dar lugar a hiponatremia y puede estar asociada a calambres musculares esqueléticos generalizados en ausencia de ejercicio . Algunos estudios más recientes han evaluado los cambios en el estado de hidratación y las concentraciones plasmáticas de electrolitos en atletas que han experimentado calambres musculares; estos estudios han incluido a corredores de maratón , participantes en una carrera de carretera de 56 km , competidores en un triatlón Ironman , y participantes en un ultramaratón de 161 km . Ninguno de ellos mostró ninguna asociación entre los calambres y los cambios de electrolitos en suero, pero es importante señalar que las concentraciones de electrolitos en suero pueden ser poco relevantes. Las concentraciones locales de electrolitos intracelulares y extracelulares pueden ser relevantes, ya que afectarán al potencial de membrana en reposo tanto del músculo como del nervio, pero es poco probable que los cambios en las concentraciones plasmáticas puedan seguir estos cambios; hay buenas pruebas de que los cambios en la concentración plasmática de estos electrolitos no reflejan los cambios intramusculares locales durante el ejercicio intenso o prolongado . También se da el caso de que las muestras de sangre normalmente no se han recogido en el momento de los calambres, sino más tarde, normalmente una vez que los calambres se han resuelto; en algunos casos, esto fue varias horas después de la resolución de los calambres, por lo que la ausencia de cualquier asociación quizás no sea sorprendente. Schwellnus et al. reconocieron que las alteraciones en las concentraciones de electrolitos pueden conducir a alteraciones en la excitabilidad neuromuscular, y esto puede tener un papel en los calambres musculares esqueléticos generalizados reportados en algunos contextos industriales, pero argumentan que la mayoría de EAMC afecta sólo a los músculos involucrados en la tarea de ejercicio, lo que sugiere que las alteraciones sistémicas deben interactuar con los cambios locales que ocurren dentro de los músculos activos .

Hay algunas pruebas experimentales de que los atletas individuales que pierden grandes cantidades de sal en el sudor pueden ser más propensos a sufrir calambres musculares. A diferencia de los anteriores registros industriales a gran escala, esta evidencia se deriva principalmente de pequeños estudios, informes de casos e informes anecdóticos, y por lo tanto es inevitablemente bastante débil . Stofan et al. descubrieron que las pérdidas de sodio en el sudor durante las sesiones de entrenamiento eran mayores en los jugadores de fútbol propensos a los calambres (n = 5) que en un grupo de jugadores sin antecedentes de EAMC . Posteriormente, el mismo grupo de investigación investigó un grupo de referencia de jugadores de fútbol americano (n = 8) sin antecedentes de calambres, y un grupo propenso a los calambres (n = 6) . La concentración de sodio en sangre total (como dicen los autores, pero en realidad se trata de la concentración de sodio en plasma) se mantuvo sin cambios después del entrenamiento en el grupo de control (138,9 ± 1,8 a 139,0 ± 2,0 mmol/L), mientras que tendió a disminuir (137,8 ± 2,3 a 135,7 ± 4,9 mmol/L) en los jugadores propensos a los calambres. Además, tres sujetos de este grupo registraron valores inferiores a 135 mmol/L. Los del grupo propenso a los calambres consumieron un mayor porcentaje de su líquido total como agua simple en lugar de bebidas deportivas con electrolitos (aunque la diferencia en la ingesta de sodio fue pequeña) y tuvieron una mayor concentración de sodio en el sudor (52,6 ± 29,2 mmol/L frente a 38,3 ± 18,3 mmol/L), incurriendo así en un mayor déficit de sodio en el transcurso de la sesión de entrenamiento.

En apoyo de un papel de las alteraciones del equilibrio hídrico y salino como factor causal, Ohno y Nosaka demostraron que un déficit de líquido corporal del 3% de la masa corporal inducido por la exposición intermitente a la sauna sin ejercicio aumentó el número de sujetos que desarrollaron EAMC durante una prueba de calambres musculares en los flexores de los dedos del pie, pero no en los extensores de la rodilla . Jung et al. hicieron que los participantes realizaran un protocolo de fatiga en los músculos de la pantorrilla para inducir los EAMC. En un ensayo, los sujetos consumieron una bebida electrolítica con carbohidratos a un ritmo similar al de la sudoración, mientras que en el otro ensayo, no se consumió ningún líquido y se desarrolló una hipohidratación leve (1% de pérdida de masa corporal) . Nueve participantes experimentaron calambres en el ensayo de carbohidratos y electrolitos, en comparación con siete en el ensayo de hipohidratación. De los siete individuos que tuvieron EAMC en ambos ensayos, el tiempo de aparición fue más del doble en el ensayo de carbohidratos y electrolitos (36,8 ± 17,3 min) en comparación con el ensayo de hipohidratación (14,6 ± 5,0 min). Los sujetos que experimentaron calambres sudaron más (2,0 ± 0,9 L/min) que los que no lo hicieron (1,3 ± 0,6 L/min). No está claro si hubo algún efecto de orden de tratamiento en estos estudios que pudiera haber confundido los resultados (esto se discute más adelante).

Aunque numerosos trabajos han discutido los hallazgos anteriores, dos publicaciones recientes parecen reabrir el debate sobre el papel de las alteraciones del equilibrio de agua y sal en el desarrollo de los calambres musculares. Ohno et al. investigaron sistemáticamente la susceptibilidad de los EAMC inducidos voluntariamente en los isquiotibiales tras una hipohidratación del 1, 2 y 3% de la masa corporal inducida por la exposición a la sauna sin ejercicio . No se produjo ninguna EAMC en los nueve participantes en la condición de control o tras una deshidratación del 1%; tres sujetos experimentaron EAMC en la condición del 2% y seis en la del 3%. En el estudio de Lau et al., 10 hombres corrieron cuesta abajo en un entorno caluroso hasta perder el 2% de su masa corporal inicial . Diez minutos después de completar la carrera, ingirieron agua sola o una solución de rehidratación oral (SRO) disponible en el mercado que contenía sodio (50 mEq/L), cloruro (50 mEq/L), potasio (20 mEq/L), sulfato de magnesio (2 mEq/L), lactato (31 mEq/L) y glucosa (18 g/L) en un volumen igual a la masa perdida. La susceptibilidad de los músculos de la pantorrilla a los calambres inducidos eléctricamente se evaluó mediante una prueba de frecuencia umbral (TF) aplicada en la línea de base antes de correr, inmediatamente después de correr, y 50 y 80 min después de la ingestión de la bebida. La susceptibilidad de los músculos a los calambres evaluada por la TF no cambió desde la línea de base hasta inmediatamente después de correr en ninguna de las dos condiciones, pero la TF disminuyó tras la ingesta de agua en 4,3 Hz (a los 30 min) y 5,1 Hz (a los 60 min después de correr), pero aumentó tras la ingesta de SRO en 3,7 y 5,4 Hz, respectivamente. Los investigadores informaron de que las concentraciones séricas de sodio y cloruro disminuyeron tras la ingesta de agua, pero se mantuvieron tras la ingestión de la bebida con electrolitos.

De acuerdo con los mecanismos propuestos por Moss, Haldane y otros en la década de 1920, estos resultados sugieren que la combinación de la pérdida de sudor y la ingesta de agua hace que los músculos sean más susceptibles a los calambres musculares inducidos por la simulación eléctrica, pero la susceptibilidad a los calambres musculares disminuye cuando se ingiere una bebida con un alto contenido de electrolitos. Es interesante señalar que los calambres son un acompañamiento reconocido de la hiponatremia (definida como una concentración sérica de sodio < 135 mmol/L) en entornos clínicos . Sin embargo, la extensa literatura sobre la hiponatremia asociada al ejercicio generalmente no menciona los calambres musculares.

Aunque los calambres se asocian a menudo con grandes pérdidas de sudor durante el ejercicio prolongado en el calor, también se producen en entornos frescos con poca o ninguna pérdida de sudor, lo que sugiere que la pérdida de sudor por sí sola y las consiguientes alteraciones del equilibrio electrolítico no pueden explicar todos los calambres. A pesar de estas observaciones, existen pruebas abrumadoras de entornos industriales a gran escala de que los calambres se producen con mayor frecuencia en entornos calurosos (aunque no necesariamente húmedos) y en los que las pérdidas de sudor son elevadas. En algunos contextos ajenos al ejercicio se pueden encontrar pruebas que apoyan que las alteraciones del equilibrio electrolítico pueden estar implicadas en los calambres musculares. Por ejemplo, el uso de fluidos de diálisis bajos en sodio durante la diálisis de mantenimiento puede provocar calambres en pacientes renales, y la normalización de la osmolalidad del plasma y la concentración de sodio mediante el uso de la técnica de perfil de sodio puede reducir significativamente la frecuencia de los calambres durante la diálisis. Sin embargo, no se sabe si esto es relevante para la situación de ejercicio.

Control neuromuscular alterado

La idea de que la causa de los calambres es neurológica en lugar de estar relacionada directamente con eventos que ocurren dentro del músculo no es nueva. El calambre de los telegrafistas, que afecta a los pequeños músculos de la mano implicados en los movimientos repetitivos de los que manejan un instrumento de código Morse, fue objeto de una investigación parlamentaria en el Reino Unido que publicó sus conclusiones en 1911. El Comité escribió que «Algunas autoridades lo han considerado como un trastorno muscular; otras, como una enfermedad del sistema nervioso periférico; otras, como una enfermedad del sistema nervioso central». Además, escribieron que «después de una cuidadosa consideración de estas teorías antagónicas del calambre del telegrafista, y del examen de un número de telegrafistas afectados por la enfermedad, el Comité acepta el último punto de vista, es decir, que el calambre del telegrafista es una enfermedad del sistema nervioso central, y es el resultado de un debilitamiento o ruptura del mecanismo de control cerebral como consecuencia de la tensión sobre un determinado conjunto de músculos». Como se verá más adelante, esto es notablemente similar al mecanismo propuesto en los calambres musculares inducidos experimentalmente. Sin embargo, las conclusiones de la investigación parlamentaria parecen haberse olvidado en gran medida, junto con gran parte de la bibliografía más antigua.

Al acumularse pruebas en las décadas de 1980 y 1990 de que los calambres a menudo se producían durante el ejercicio en ausencia de pérdidas sustanciales de sudor o de alteraciones graves del equilibrio electrolítico, se buscó una causa alternativa. Schwellnus et al. plantearon la hipótesis de que los calambres son causados por «una actividad refleja espinal anormal sostenida que parece ser secundaria a la fatiga muscular» . En concreto, la EAMC se atribuyó a una anormalidad de la actividad sostenida de las motoneuronas alfa debido a una anormalidad del control de las motoneuronas alfa a nivel espinal, pero esto sigue sin identificar la causa de esta anormalidad. La fatiga muscular fue implicada a través de un efecto excitatorio sobre la actividad aferente del huso muscular (tipo Ia y II) y un efecto inhibitorio sobre la actividad aferente del órgano tendinoso de Golgi tipo Ib (Fig. 1). La observación de que el estiramiento pasivo del músculo durante un episodio de calambres puede aliviar los síntomas como resultado de una inhibición autógena del reflejo del órgano tendinoso constituye una prueba circunstancial en apoyo de esta sugerencia. Sin embargo, esto sigue sin explicar por qué el calambre no es una consecuencia inevitable del ejercicio que provoca fatiga, por qué parece ocurrir con más frecuencia en entornos que imponen un alto estrés térmico, o por qué algunos individuos se ven afectados mientras que otros no.

Las pruebas más sólidas de una alteración del control neuromuscular proceden de estudios de laboratorio de músculos pequeños en humanos y en modelos animales. En cada uno de estos dos escenarios diferentes, se puede hacer una historia, pero en cada caso la historia es incompleta. Dado que la EAMC es notoriamente impredecible, se han desarrollado modelos de laboratorio en los que se pueden inducir calambres de forma más fiable, ya sea mediante la activación voluntaria de los músculos o mediante contracciones evocadas eléctricamente. Se ha informado de que los calambres se producen con mayor frecuencia cuando el músculo se activa cuando ya está acortado (aunque no se han presentado pruebas que respalden esta afirmación). En los estudios de laboratorio sobre los calambres se han utilizado varias formas de este modelo experimental, aunque puede que no refleje los patrones de movimiento de los atletas. Esto es coherente con la propuesta de Schwellnus et al. antes expuesta, ya que una reducción de la tensión en el tendón del músculo reducirá la retroalimentación inhibitoria del órgano tendinoso de Golgi; esto, a su vez, tiene el potencial de aumentar el impulso motor a la motoneurona alfa. En consonancia con esta propuesta, Khan y Burne descubrieron que el calambre inducido por la activación máxima voluntaria del gastrocnemio mientras se mantenía en una posición acortada podía inhibirse mediante la estimulación eléctrica de las aferencias del tendón en el músculo acalambrado. Sin embargo, incluso en condiciones que favorecían los calambres, 5 de sus 13 sujetos no pudieron inducirlos, y en otros dos no persistieron lo suficiente como para realizar mediciones.

Se ha informado de que los atletas propensos a los calambres musculares muestran un umbral más bajo para los calambres musculares evocados por la estimulación eléctrica de los nervios motores . El bloqueo de los nervios motores con anestesia no suprime estos calambres evocados eléctricamente, pero cuando se bloquea el nervio, se requiere una mayor frecuencia de estimulación para inducir calambres y se reduce la duración de los mismos; las características alteradas de la descarga de la unidad motora son consistentes con la existencia de un bucle de retroalimentación positiva que implica la entrada aferente de los músculos afectados y el impulso motor a esos músculos .

Se han planteado fuertes objeciones a la teoría de la deshidratación/pérdida de electrolitos por parte de estudios que han suministrado líquidos para prevenir la deshidratación y han descubierto que esto no afecta a la aparición de calambres provocados eléctricamente . Sin embargo, estos resultados se contradicen con otros estudios mencionados anteriormente. Hay que tener en cuenta que la hipernatremia marcada se desarrolló como resultado de la deshidratación en los estudios de Miller et al. y Braulick et al. , y esto puede ser protector contra el desarrollo de calambres . También es poco probable que la causa sea la fatiga por sí sola, aunque puede ser un factor que contribuya. En los corredores de maratón, los calambres tienden a producirse con mayor frecuencia hacia el final de las carreras; sin embargo, todo el mundo se fatiga en las últimas etapas de las pruebas de resistencia, como una carrera de maratón, pero relativamente pocos experimentan calambres musculares. La naturaleza de la fatiga que se produce en los velocistas es muy diferente de la que se experimenta hacia el final de una carrera de maratón, pero los calambres pueden producirse en cualquiera de las dos situaciones.

Por lo tanto, en lugar de centrarse en un enfoque de lo uno o lo otro, hay buenas razones para sugerir que pueden aplicarse diferentes mecanismos en diferentes situaciones. Todos estamos inevitablemente influidos por nuestras propias experiencias y éstas pueden inclinarnos hacia una causa como más probable o más común que otra, pero la cuestión clave es cómo tratar o prevenir un ataque. Con respecto al tratamiento y la prevención, es importante señalar que un mecanismo plausible puede ayudar a identificar tratamientos eficaces, pero no es necesario comprender los mecanismos para saber si un tratamiento es eficaz o no.