ANÁLISIS BIOMECÁNICO DEL EQUILIBRIO EN PERSONAS MAYORES Y SU RELACIÓN CON LA ACTIVIDAD FÍSICA Torres, Marta; Narici, Marco; Pearson, Gladys; Navarro, Enrique Instituto Nacional de Educación Física de Madrid (UPM) – Manchester Metropolitan University

Resumen: El envejecimiento supone un progresivo deterioro y una disminución en diferentes parámetros del equilibrio. No obstante, está bien documentado el hecho de que los programas de actividad física pueden mejorar diferentes habilidades como son fuerza, flexibilidad, coordinación y, la que a nosotros nos interesa, el equilibrio, ya que es esencial para mantener la postura y poder realizar actividades de la vida diaria. Se ha llevado a cabo un análisis biomecánico del equilibrio en diferentes posiciones valorando la oscilación de Centro de Presiones (COP) y la duración de las pruebas. Los tests realizados han sido los siguientes: bipodal, unipodal y tándem, con visión y con privación de esta. Los sujetos mayores participaron en un Programa de Actividad Física, siendo testado antes y después del mismo. Como conclusión, se ha podido observar que la oscilación en la dirección anteroposterior (AP) es mayor que en la dirección mediolateral (ML). Cuando se han comparado los datos del pre y del post entrenamiento se han obtenido valores significativos de la oscilación del COP y de la duración en algunas variables de la posición de tándem. Al comparar las resultados de ojos abiertos con los de no visión se obtienen diferencias significativas en gran parte de las posiciones testadas. El equilibrio estático debe ser valorado en situaciones que comprometan la estabilidad, tales como unipodal, tándem, sin visión, etc. Palabras clave: equilibrio, personas mayores, ejercicio físico

INTRODUCCIÓN: El presente trabajo se ha desarrollado como consecuencia del convenio de colaboración entre el Instituto Nacional de Educación Física (Universidad Politécnica de Madrid) y el Dpt. of Exercise & Sports Science (Manchester Metropolitan University) en el marco del programa Sócrates (movilidad de estudiantes entre universidades europeas). El trabajo está integrado dentro el proyecto denominado: “Structural and functional changes of muscletendon in ageing: implications for locomotion” (apoyado por la European Space Agency-ESA y por el programa Biotechnology and Biological Sciences Research Council-BBSRC) que se encuentra en fase de análisis dentro de la Manchester Metropolitan University. Nuestra participación ha consistido en el Análisis Biomecánico, utilizando plataformas de fuerza para la valoración del equilibrio. La edad está asociada con deterioros y disminución en diferentes parámetros del equilibrio (Konrad, 1999; Speers, 2002; Woollacott, 1986; Perrin, 1999; Skelton, 1999), pero, no obstante, está bien documentado el hecho de que los programas de actividad física pueden mejorar diferentes habilidades como son fuerza, flexibilidad, coordinación y equilibrio (Konrad, 1999; Wolfson, 1996; Skelton, 2003; Carter, 2001; Daley, 2000). Se necesita el equilibrio para el mantenimiento de un posición, para permanecer estable cuando te mueves de un posición a otra, para desarrollar actividades de la vida diaria, etc (Berg, 1992, Winter, 1990; Konrad, 1999; Laughton, 2002). Podemos encontrar numerosas definiciones de equilibrio dadas por diferentes autores (Spirduso, 1995; Hobeika, 1999; Maki, 1996) todas con un sentido común, definido muy acertadamente en la propuestade Konrad et al (1999) y Woollacott, (2000) proponen que: “El

equilibrio es un actividad compleja que requiere información desde los sistemas sensoriales, integración de esta información a algunos niveles del sistema nervioso, y el sistema músculo-esquelético para aplicar los comandos necesarios desde el sistema nervioso central”. Antes de nada, y tomando como referencia a Spirduso (1995), vamos a clasificar el equilibrio en estático y dinámico. El estático es la oscilación postural que se produce cuando intentamos mantener el cuerpo en la posición más estática posible, es decir, sin nada de movimiento. Para ello, se mide la localización y el movimiento del Centro de Presiones (COP), entendido como el punto en la base de apoyo donde se aplica la resultante de las fuerzas de reacción del suelo. La oscilación puede ser en la dirección anteroposterior (A-P) o en la dirección mediolateral (M-L). Por su parte, el equilibrio dinámico es el que se produce durante la realización de movimientos como caminar, sentarse, levantarse, elevar objetos, presionar botones alejados o abrir puertas; todos requieren que el sujeto se incline hacia delante, hacia los lados, o hacia detrás, de tal manera que su equilibrio se ve comprometido (Spirduso, 1995). Según Winter (1990), el equilibrio es un proceso regulado por el sistema nervioso en el que se pueden diferenciar tres subsistemas: • Sistemas Sensoriales: sistema aferente que recibe información externa e interna y de posición corporal a través de los siguientes sistemas sensoriales: sistema visual, sistema vestibular y sistema somatosensorial. • El Sistema Nervioso Central (SNC) y Sistema Nervioso Periférico (SNP) encargados del procesamiento de esta información. • Sistema Músculo-esquelético: sistema eferente que ejecuta la acción. El objetivo ha sido determinar si un programa de actividad física puede mejorar los parámetros del equilibrio en las personas de edad avanzada, además de cuantificar los parámetros del equilibrio valorando la oscilación del COP y la duración de la prueba, en situaciones normales de visión y sin visión. MÉTODOS: 1. Modelo de control postural: Sistema de Sólidos Rígidos Articulados. Vamos a considerar el cuerpo como un Sistema de Sólidos Rígidos Articulados entre sí, donde el equilibrio se produce cuando la línea de gravedad cae dentro de la base de sustentación. Si el cuerpo fuera totalmente rígido, la proyección del Centro de Gravedad (CDG) sobre la base de sustentación caería sobre el COP. Al ser un cuerpo articulado el sistema se mueve alrededor del tobillo (péndulo invertido compuesto) de manera que el COP oscila alrededor de la proyección del CDG. De esta manera, cuando el cuerpo se encuentra en posición bípeda es necesario que el Sistema Nervioso procese la información recibida desde los Sistemas Sensoriales y genere los patrones de actividad muscular necesarios para regular la posición del COM respecto a la Base de Apoyo (BOS). En este trabajo se va a estudiar el equilibrio y la estabilidad a través del análisis de las diferentes balanceos del COP. 2. Técnica experimental Para este estudio del equilibrio en este trabajo se ha realizado un análisis posturográfico con Plataforma Kistler a un frecuencia de muestreo de 100Hz y filtró low-pass Butterworth (-3dB a 50 Hz). 3. Diseño experimental: sujetos, toma de datos y protocolo. El estudio se realizó con 20 sujetos mayores (de más de 65 años; media = 68.68; rango edad = 66-77) de ambos sexos. Los sujetos fueron instruidos para permanecer sobre la plataforma de fuerza en tres diferentes posiciones con ojos abiertos y, en las mismas

posiciones, usando unas gafas oscuras: a) Posición bípeda con pies separados (B) (Reid, 2002; McIlroy, 1997); b) Unipodal (U) (Woollacott, 2002); c) Posición de Tándem (T) (Hunter, 2000; Speers, 2002; Accornero, 1997; Kemoun, 2002). Con el fin de estandarizar todos los tests los sujetos permanecieron descalzos, se colocó una referencia visual y se les pidió que mantuvieran los brazos pegados a lo largo del cuerpo. Todos los tests se realizaron hasta un máximo de 60 segundos. Durante estos intentos el experimentador pulsó un gatillo al principio y al final de la prueba. En la posición U se realizó sobre la pierna derecha (D) y sobre la pierna izquierda (I). En la posición de T se realizó con los pies en línea, uno delante del otro, con pierna derecha adelantada (D) y luego con pierna izquierda (I). Los sujetos fueron sometidos a los tests antes y después de un programa de actividad física de 8 semanas, con sesiones de 1 hora 3 días por semana. Un programa de actividad física de progresivo reforzamiento de la resistencia, flexibilidad, ejercicios específicos de equilibrio y de tareas funcionales puede producir una mejora sustancial de la capacidad funcional, el equilibrio, la flexibilidad y la fuerza (Skelton 2003, 1999; Carter, 2001; Daley, 2000). Varios autores han visto que el equilibrio puede ser sensible al entrenamiento, pudiéndose mejorar con un programa de ejercicio (Hu, 1994; Skelton, 2003). Las sesiones de Actividad Física seguieron la siguiente secuencia: a) Calentamiento (20 min); b) Parte principal (30 min): ej. específicos equilibrio (10 min); c) Vuelta a la calma (10 min). 4. Definición de variables Se pretende estudiar el equilibrio a partir de la dispersión de la posición del COP. Como variables de estudio se va a analizar la root-mean-square (RMS), entendida como los desplazamientos del COP relativos al punto medio de localización de ese COP. Se va a estudiar en la dirección ML (RMSML); en la dirección AP (RMSAP) y la dispersión total de desplazamiento (RMSd). Maki (1991,1993) hace hincapié en la importancia de referir el RMS con respecto al punto promedio de situación del COP. Otra de las variables de estudio ha sido la duración de cada prueba, contabilizada en segundos. Tanto de la RMS como de la duración se va a obtener la media y la desviación típica (SD) de la muestra de sujetos. 5. Métodos estadísticos Se ha realizado un T-test para muestras relacionadas, al 95% de intervalo de confianza, de los valores de RMS y de la duración de los diferentes intentos entre el grupo de sujetos mayores antes versus después del entrenamiento, y entre condiciones visuales normales versus sin visión. RESULTADOS: En lo que se refiere a la duración de los intentos se han obtenido los siguientes valores, con su correspondiente desviación típica y nivel de significación (Tabla 1):

OJOS ABIERTOS

OJOS CERRADOS

POSICIONES Bipodal (B) Uni Izda (UI) Uni Dcha (UD) Tándem Dcha (TD) Tándem Izda (TI) Bipodal (B) Uni Izda (UI) Uni Dcha (UD) Tándem Dcha (TD) Tándem Izda (TD)

MEAN and SD PRE POST 60 60 24.60 (21.85) 29.08 (821.89) 29.46 (24.67) 32.81 (24.04) 46.09 (20.47) 48.43 (19.25) 49.39 (19.14) 50.42 (817.88) 60 60 4.54 (5.68) 7.34 (7.57) 6.96 (5.61) 4.88 (5.84) 18.34 (19.21) 29.54 (23.74) 15.76 (17.95) 24.29 (22.41)

Tabla 1: Duración de la pruebas (en seg)

Sig. PRE-POST

0.048 0.025 0.038

Una vez analizados los datos que se obtuvieron con las plataformas de fuerza se pueden concluir los siguientes resultados para la RMS del COP, con su respectiva desviación típica (Tabla 2):

O j o s A b i e t o s

POSICIONES

RMS (m.m.)

Bipodal (B)

ML AP Desplaz. ML AP Desplaz. ML AP Desplaz. ML AP Desplaz. ML AP Desplaz. ML AP Desplaz. ML AP Desplaz. ML AP Desplaz. ML AP Desplaz. ML AP Desplaz.

Uni Izda (UI)

Uni Dcha (UD)

Tándem Dcha (TD)

Tándem Izda (TI)

Bipodal (B) O j o s C e r r a d o s

Uni Izda (UI)

Uni Dcha (UD)

Tándem Dcha (TD)

Tándem Izda (TI)

Significación Mean and S.D. Pre Older Post Older Pre-Post 3.12 (1.10) 3.34 (1.47) 5.49 (1.86) 5.78 (2.06) 6.40 (1.86) 6.80 (2.15) 12.01 (8.22) 10.43 (7.24) 12.21 (6.00) 10.28 (4.09) 17.72 (9.03) 15.03 (7.56) 9.13 (3.49) 8.21 (2.32) 11.08 (5.48) 9.66 (3.63) 14.59 (5.94) 12.90 (3.54) 8.31 (3.05) 6.98 (2.16) 0.009 13.49 (8.38) 10.94 (5.55) 16.15 (8.31) 13.14 (5.56) 7.03 (2.17) 6.93 (2.36) 11.62 (5.52) 9.12 (5.01) 13.92 (5.02) 11.67 (5.07) 2.90 (0.94) 2.78 (1.40) 6.01 (2.00) 5.19 (1.80) 6.75 (1.95) 6.01 (1.92) 19.43 (12.70) 16.21 (8.10) 18.54 (7.53) 17.53 (7.99) 27.88 (12.61) 24.96 (8.60) 19.74 (17.95) 19.16 (17.52) 17.95 (10.29) 15.49 (7.43) 27.91 (26.16) 25.80 (17.33) 13.08 (5.28) 11.60 (3.38) 18.48 (12.40) 15.64 (7.25) 23.62 (11.56) 19.80 (7.10) 15.05 (9.80) 12.14 (3.52) 22.66 (14.28) 14.92 (7.59) 0.027 28.12 (15.71) 19.67 (7.23) 0.028

Tabla 2: Valores de RMS del COP (en m.m.) Los niveles de significación del RMS del COP comparando ojos abiertos con falta de visión se pueden observar en la siguiente tabla (Tabla 3): SIGNIFICACIÓN Posiciones RMS (m.m) B ML AP Desplaz UI ML AP Desplaz UD ML AP Desplaz TD ML AP Desplaz TI ML AP Desplaz

ABIERTOS vs CERRADOS PRE

POST .028

.005 .003 .000

.004 .000 .000 .011 .001 .002 .000 .007 .000 .000 .007 .000

.002 .035 .007 .014 .011 .004 .000

Tabla 3: Significación RMS del COP: Visión vs No Visión

CONCLUSIONES: En un principio, se puede observar como en la Tabla 2 de resultados de la RMS los valores obtenidos después del entrenamiento (post) son menores que los que había antes del entrenamiento (pre) en todas los posiciones testadas, excepto en la posición BA, de donde se puede deducir que el balanceo postural se ha reducido después del entrenamiento. También se pueden observar, tanto en el pre como en el post mayores oscilaciones en la dirección AP. En lo que se refiere a la Duración (Tabla 1), en todos los tests, excepto en UD, los valores son mayores después del entrenamiento (post), es decir, los sujetos han sido capaces de mantener la posición testada durante más tiempo. No obstante, al realizar un análisis estadístico T-Test de muestras dependientes no parece que haya mejoras, salvo en ciertos casos. En la RMS del COP vemos que está mejora no es significativa, salvo en TD ML RMS (P = .009); TIC AP RMS (P = .027) y TIC d RMS (P = .028). Los valores que Laughton (2003) da en una de sus estudios de equilibrio son muy similares a los obtenidos en nuestro estudio. En lo que se refiere a la duración, en todos los tests los sujetos han mejorado el tiempo de ejecución, menos en UDC. A la hora de realizar el T-test entre Pre-Post se puede ver algunos valores significativos en la posición UCI (P = .048) y posición TCD (P = .025) y TCI (P = .038). La causa por la que esta mejora no es significativa puede ser que la actividad física no sea la adecuada ya sea en tiempo, duración, tipo de ejercicios, etc, o bien porque habría que medir otras variables para valorar mejor el balanceo del COP. Cuando se comparan los valores del RMS del COP en dos condiciones visuales distintas, como son con ojos abiertos versus con gafas oscuras se obtienen datos significativamente interesantes en muchas posiciones testadas. Tal y como se observa en la Tabla 3 de resultados, las oscilaciones posturales en personas mayores son mucho más elevadas cuando se suprime la visión, algunas de ellas son UIML (.005/.004), UIAP (.003/.000), TIML(.011/.000), TIAP (.004/.007), etc. Una explicación a esta significación podría ser que la pérdida de informacion sensorial desde el sistema visual hace que el equilibrio se vea comprometido. Coincidiendo con Kemoun (2002) y Accornero (1997), en las personas mayores se produce un declive a la hora de mantener el equilibrio con ojos cerrados, acentuándose la oscilación postural, en comparación con mantenerlo con ojos abiertos. La información visual es un elemento importante a la hora de facilitar el proceso de control postural, ya que proporciona información sobre el entorno y la localización de nuestro cuerpo dentro del espacio, a la hora del mantenimietno del equilibrio. Autores como Patla y colaboradores (1990), afirman que, muchas veces, las mayores frecuencias de balanceo del COP, son realizadas para incrementar la información sobre el equilibrio desde los sistemas sensoriales y así permanecer dentro de los límites de estabilidad. Viendo los datos obtenidos se puede concluir que el equilibrio estático debe ser valorado bajo condiciones que comprometan el equilibrio, por ejemplo, ausencia de visión y posición de tándem. También se ha podido ver el hecho de que la Duración (tiempo) sería un buen y fácil método de valoración del equilibrio, si no se dispone de plataformas de fuerza, teniendo en cuenta que no sería necesario utilizar más de 45 segundos por test. Manteniendo la idea de muchos autores de que la actividad física mejora el equilibrio, aunque como se ha visto biomecánicamente es difícil de demostrar, el siguiente paso sería seguir realizando investigaciones sobre cuáles son esas variables de estudio. La utilización del Análisis Biomecánico para la valoración del equilibrio sería un buen medio de realizar un seguimiento personalizado y objetivo de los mayores que participan en programas de Actividad Física. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS: 1. Accornero, N., Capozza, M., Rinalduzzi, S., & Manfredi, G. W. (1997). Clinical multisegmental posturography: age-related changes in stance control. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology, 105, 213-219.

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