Universidad del País Vasco Euskal Herriko Unibertsitatea Departamento de Fisiología Programa de Doctorado en Fisiología 2003 - 2005

Suficiencia Investigadora

Análisis de la Actividad Muscular en Posición Bípeda y durante la Marcha

Autor: Natalia I. Wiereszen Tutor: Dra. Mercedes Carou García Cotutores: Dr. Fernando Ainz, Dra. Ma. Begoña Gavilanes Miranda

Análisis de la Actividad Muscular en Posición Bípeda y durante la Marcha

Indice Resumen…………………………………………………………………………………………………..3 Método de Búsqueda Bibliográfica……………………………………………………………………..4 Introducción……………………………………………………………………………………………….5 La Marcha Humana……………………………………………………………………………..6 Análisis Cinemático de la Marcha……………………………………………………………13 Actitud Postural: Alineamiento y Equilibrio Muscular………………………………………17 Análisis Cinético: Actividad Eléctrica Muscular…………………………………………….24 Inicio de la marcha…………………………………………………………………...24 Marcha………………………………………………………………………………...25 Discusión…………………………………………………………………………………………………33 Conclusiones…………………………………………………………………………………………….35 Agradecimientos………………………………………………………………………………………...36 Referencias Bibliográficas……………………………………………………………………………...37

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Resumen El objetivo del siguiente trabajo es describir y analizar la actividad muscular al estar de pie, al inicio de la marcha y al caminar. El método de localización de la información consistió en una búsqueda computarizada y manual. La búsqueda computarizada fue realizada en las bases de datos MEDLINE y LILACS. Se consultaron las publicaciones del período 1995 – 2005. El mantenimiento de la actitud erecta o bípeda en el hombre requiere la presencia de numerosos elementos, algunos actuando pasiva y otros activamente. La actitud erecta depende de una posición adecuada de las articulaciones del pie, rodilla, cadera, columna vertebral y occipito-vertebrales. El mantenimiento de la postura debe ser económico y confortable. Al iniciar la marcha, el primer movimiento que realiza el pie que abandonará el suelo, es una flexión dorsal de la tibia sobre el pie. La superposición de la acción de los dos pies muestra que el inicio del paso no es debido a una propulsión del cuerpo a partir del pie, sino que el cuerpo cae hacia delante cuando todavía los dos pies están fijos en el suelo. Durante la marcha la actividad muscular se produce en períodos breves de tiempo y cada paso que damos no está desconectado totalmente del paso precedente y del paso siguiente; por el contrario, el sujeto utiliza en cada paso la energía almacenada previamente, para volver a crear cierta cantidad, que será usada en el paso siguiente. Este concepto de la conservaciónreutilización de la energía es esencial, si se desea comprender porque la marcha normal, cansa poco.

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Método de Búsqueda Bibliográfica 1. Localización de la información El método de localización de la información consistió en una búsqueda computarizada y manual. La búsqueda computarizada fue realizada en las bases de datos MEDLINE y LILACS. Se consultaron las publicaciones del período 1995 – 2005. Para la estrategia de búsqueda en MEDLINE se utilizaron las palabras claves “gait analysis – locomotion – electromyographic – standing” relacionadas con el operador lógico “and”. Otros criterios que se definieron para la búsqueda fueron: “ambos sexos”, “adulto jóven”. Como resultado se localizaron 33 artículos. Para la estrategia de búsqueda en LILACS se utilizaron las palabras claves: “marcha humana – electromiografía – postura bípeda” relacionadas con el operador lógico “and”. Se halló como resultado de la búsqueda 5 artículos originales.

2. Criterios de selección de los Artículos Originales.

Se consideraron los siguientes criterios, los

artículos originales

debían hacer

referencia a: ƒ seres humanos, ƒ adultos jóvenes, ƒ análisis del ciclo de la marcha no patológica, ƒ registro y análisis de la actividad muscular mediante electromiografía de superficie,

Del total de artículos localizados se seleccionaron 23 de MEDLINE, de los cuales se obtuvieron 19. No se obtuvo ninguno de los 5 artículos localizados en la base de datos LILACS. La búsqueda manual se efectuó examinando las referencias de los artículos obtenidos, en revistas y libros de texto relacionados, considerando los mismos criterios de selección.

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Introducción La marcha bípeda ha sido adquirida por el hombre a través de millones de años de evolución y ha sido posible por profundas modificaciones anatómicas. La actitud bípeda implicó la liberación de las manos de las funciones de la marcha y esta liberación posibilitó el uso de las manos para otras funciones de supervivencia. La extensión de la superficie de apoyo y la elevación relativa del centro de gravedad por encima del suelo, proporcionan condiciones mecánicas más favorables para la estabilidad a los cuadrúpedos con respecto a los bípedos. Pero éstos no son inferiores en ningún modo en lo que respecta a la estática, equilibrio y marcha. Eso se debe a que los mecanismos nerviosos, idénticos en cuanto a sus principios generales de funcionamiento se han perfeccionado en los bípedos por el mayor desarrollo de sus niveles nerviosos superiores y la supremacía de estos (17). La marcha es realizada por el hombre con el menor esfuerzo posible, por medio de la acción alternada de las dos extremidades inferiores, sin que el cuerpo abandone jamás el suelo y descansando siempre sobre uno de sus pies. Durante la marcha el equilibrio se halla amenazado a cada instante y la marcha humana es una actividad durante la cual el cuerpo, paso a paso, se balancea al filo de la catástrofe. El equilibrio se mantiene por cambios compensatorios de otras partes del cuerpo, que tiende a colocar la vertical que pasa por el centro de gravedad dentro de la superficie de la base de sustentación. Se producen oscilaciones laterales del cuerpo, rotaciones en sentido inverso de la pelvis y de los hombros, oscilaciones opuestas de los miembros superior e inferior del mismo lado, etc. (4, 17). El equilibrio del cuerpo durante la marcha no es nada más que un caso particular de la coordinación de los movimientos, función esencial del sistema nervioso y que se efectúa en base a las respuestas motoras que genera la afluencia de estímulos aferentes provenientes de todas las estructuras que intervienen en la marcha (10, 17). También, el mantenimiento de la actitud erecta o bípeda en el hombre requiere la presencia de numerosos elementos, algunos actuando pasiva y otros activamente. La actitud erecta requiere por definición una relación determinada de los distintos segmentos corporales, tronco y extremidades, entre si y por otra parte, una relación determinada del cuerpo en su totalidad con respecto al espacio y al plano de sustentación (17, 20, 21) . Hay una fuerza que actúa constantemente para hacer perder al hombre su actitud erecta, la fuerza de gravedad, y constantemente el cuerpo lucha contra esa fuerza para mantener su posición; esta lucha generalmente no es percibida por el individuo, lo que implica que los mecanismos que mantienen la actitud erecta son reflejos y se integran a nivel subcortical, sin llegar a nivel de la conciencia (17, 18, 20, 21). Los investigadores de la locomoción humana han utilizado dos métodos de investigación: 1) la cinemática que describe los movimientos del cuerpo en conjunto y los movimientos relativos de las partes del cuerpo durante las diferentes fases de la marcha, 2) la cinética que se refiere a las fuerzas que producen el movimiento. Las fuerzas de mayor influencia en los movimientos del cuerpo en la marcha normal, son aquellas debidas a: la acción de la gravedad, la contracción muscular, la inercia y las reacciones del suelo: resultantes de las fuerzas que ejerce el suelo en el pie. El cuerpo debe asumir varias funciones: tiene que permitir al sujeto mantenerse en pie, en equilibrio, desplazarse y finalmente expresarse a través del gesto, la palabra o el pensamiento. Para responder a esta finalidad de movimiento, de intercambio con el mundo que lo rodea, el cuerpo tiene que asegurarse una fuente de energía y gestionar la reserva de ésta de manera muy económica. El objetivo del siguiente trabajo es describir y analizar la actividad muscular al estar de pie, al inicio de la marcha y al caminar. Una revisión bibliográfica de los últimos años, junto a la consulta en las bases de datos Medline y Lilacs y la seleccionaron de los artículos originales cuyas fechas de publicación oscilaban entre los años 1995 – 2005; han sido la fuente del trabajo que a continuación se expone.

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La Marcha Humana La actividad muscular es controlada por el sistema nervioso y la mayor parte de los movimientos se adaptan a modelos complejos casi automáticos. La marcha es un ejemplo de uno de tales modelos, tiene que ser aprendida en forma laboriosa, y una vez aprendida, se ejecuta según modelos de actitud nerviosa bien definidos (17). Los esquemas individuales de movimiento muscular necesarios para la posición y la marcha se encuentran en la médula espinal, la cual ha adquirido esos esquemas durante el transcurso de la filogenia. Pero la coordinación de estos esquemas para lograr la actitud, el equilibrio, la progresión y los movimientos utilitarios depende de la función de los niveles superiores del sistema nervioso, sobre todo tálamo y corteza, los que dan un sentido a la actividad muscular. Los centros del tronco del encéfalo dan a la médula los impulsos nerviosos necesarios para mantener la postura y el equilibrio, pero no dan finalidad al movimiento (10, 17). La marcha es el resultado de la acción integradora de la médula espinal, interrelaciona entre si diversos actos reflejos, produciendo una actividad motora continua, gradual y coordinada. Cada reflejo sigue con el anterior y se fusiona con el siguiente para constituir una secuencia lógica y armónica, sin pausas. Principales Mecanismos Medulares Reflejos de la Marcha Los mecanismos medulares reflejos que tienen importancia en la marcha pueden clasificarse de la siguiente manera (17): 1) 2) 3) 4) 5) 6)

Inervación muscular recíproca Inervación recíproca doble Alianza de reflejos Encadenamiento de reflejos Irradiación de reflejos Reacciones de apoyo positiva y negativa

1) Inervación muscular recíproca: La contracción de los músculos agonistas es simultánea a la relajación de los músculos antagonistas. Este hecho se debe a que los procesos de facilitación e inhibición se influyen recíprocamente de manera que la contracción muscular de origen reflejo se produce sin oposición. Este fenómeno de inervación recíproca es muy importante en la marcha al permitir, junto con la reacción negativa de sostén, que el miembro libre pueda elevarse para dar el paso. 2) Inervación recíproca doble: Este mecanismo reflejo es una variedad del anterior; en este caso se trata de la acción de los músculos de un miembro sobre el miembro contralateral. Las fibras nerviosas aferentes del reflejo envían ramas colaterales al lado opuesto, con conexiones opuestas. Por ejemplo: al estimular un miembro se produce inhibición de los músculos extensores y la contracción de los flexores, y en el miembro opuesto, a la inversa, contracción de los extensores e inhibición de los flexores. Este reflejo es importante en la posición de pie, cuando al flexionar una extremidad la contralateral se extiende para soportar mejor el peso del cuerpo. Es también un mecanismo básico de la marcha, porque al dar el paso, del miembro flexionado parten estímulos que van a contribuir a contraer los músculos extensores de la pierna que apoya en el suelo. 3) Alianza de reflejos: Se habla de reflejos aliados cuando dos o más impulsos aferentes convergen sobre las mismas motoneuronas, contribuyendo a dar un reflejo o respuesta motora más intensa por el fenómeno de sumatoria espacial. En la posición de pie, la reacción de apoyo positiva de un miembro se produce por una alianza de reflejos. Uno es de origen propioceptivo, generado por el estiramiento músculo-tendinoso del miembro, y el otro es de origen exteroceptivo, generado por la presión del peso del cuerpo sobre los mecanoreceptores de la planta del pie. 4) Encadenamiento de reflejos: Se dice que dos reflejos están encadenados cuando un primer reflejo provoca otro. En el caso de la marcha, se producen movimientos Programa de Doctorado en Fisiología 2003 – 2005 Natalia I. Wiereszen

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encadenados cuando la acción del peso del cuerpo es la misma en ambos miembros, lo que indica que son de origen medular, atestiguando la presencia de una acción recíproca entre los centros nerviosos que controlan los movimientos de cada extremidad, con órdenes de excitaciones e inhibiciones que se cruzan de un lado a otro de la médula. 5) Irradiación de reflejos: Es la extensión de la respuesta motora refleja ante un estímulo adecuado, a un número cada vez mayor de unidades motoras. Se habla de irradiación generalmente, cuando se estimula una zona del cuerpo, y además de obtener respuesta motora en esa zona, hay respuesta de otras zonas corporales alejadas. Estudios en gatos y sapos demuestran los diferentes comportamientos de los movimientos reflejos de sus miembros y evoca los diferentes tipos de marcha de los dos animales; el gato tiene una marcha alternante, con movimientos asimétricos de los miembros correspondientes. En cambio el sapo tiene una marcha simultánea con movimientos simétricos. Esta diferencia de la irradiación de reflejos en animales con esquemas diferentes de marcha es una prueba de la organización preestablecida de los circuitos nerviosos medulares utilizados en la motilidad. 6) Reacciones de apoyo positiva y negativa: La reacción de apoyo positiva tiene suma importancia, tanto para contribuir a mantener la actitud erecta como durante la marcha. Al apoyar el pie en el suelo se produce la cocontracción de los músculos de la cadera y de la rodilla facilitando la estabilidad, la progresión y sostiendo el peso del cuerpo mientras la otra pierna está en el aire. Esta reacción se origina porque al flexionar dorsalmente el pie se produce el estiramiento de los músculos flexores de la planta del pie y del tobillo. Este estiramiento causa complejas reacciones reflejas musculares por estimulación de los receptores propioceptivos de los músculos alongados. Esta estimulación produce la contracción refleja de todos los músculos de la pierna, fijando las articulaciones y permitiendo que el miembro sostenga el peso del cuerpo y que, al mismo tiempo, permita el adelantamiento de la otra extremidad. No se conoce el mecanismo por el cual el estiramiento de los músculos flexores plantares produce toda esta compleja reacción. La reacción de apoyo negativa se pone de manifiesto al levantar el pie que apoya en el suelo. Se suprimen entonces los estímulos propioceptivos que producen la reacción de apoyo positiva, relajándose los músculos y liberando las articulaciones, por lo cual el miembro puede adoptar la posición más adecuada para la marcha. Bases Neuronales de la Marcha Una vez iniciada la marcha, para que esta tenga el carácter de un acto coordinado, el sistema nervioso, debe ser informado en forma continua e instantánea de la posición de los miembros, de todo desplazamiento activo o pasivo de los mismos, de la dirección del movimiento, de la fuerza muscular empleada, del estado de contracción o relajación muscular, etc. Toda esta información llega a nivel subcortical (cerebelo, tronco del encéfalo, núcleos de la base) o cortical, dando origen a respuestas que pueden ser involuntarias o voluntarias (10). Los impulsos aferentes que transmiten esa información al sistema nervioso corresponden a la sensibilidad propioceptiva profunda (músculo-tendinosa y articular) y laberíntica, a la sensibilidad visual y la exteroceptiva (17). La sensibilidad exteroceptiva es la menos importante y corresponde sobre todo a impulsos nacidos en receptores ubicados en la planta del pie. Puede tener importancia en algunos reflejos, pero no es indispensable para mantener la postura y caminar. Por lo tanto sólo se considerarán la propioceptiva profunda, la laberíntica y la visual. La sensibilidad propioceptiva profunda llega a los centros nerviosos por dos vías: a) los haces espinocerebelosos directo y cruzado, del cordón lateral de la médula espinal y, b) los haces de Goll y Burdach del cordón posterior. Los haces espinocerebelosos llevan al cerebelo información de los husos neuromusculares y de los receptores tendinosos, sobre el estado de contracción y relajación del músculo. En base a esta información el cerebelo, asegura a los músculos que intervienen en el movimiento su tono adecuado y da a los movimientos la sinergia (ejecución armónica de los movimientos simultáneos), la diadococinesia (la Programa de Doctorado en Fisiología 2003 – 2005 Natalia I. Wiereszen

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continuidad del movimiento complejo por la secuencia lógica de los movimientos sucesivos) y la eumetría (adecuación de los movimientos para que no excedan o no resulten inferiores al fin propuesto) (19). Los haces de Goll y Burdach conducen a la corteza sensorial impulsos nerviosos que se originan en los receptores articulares. Estos son estimulados por los movimientos de las articulaciones cuando varía el apoyo de la extremidad en el suelo o varía la posición relativa de las partes del cuerpo. Esta información proporcionada por los receptores articulares es la base del sentido cinestésico (17). La sensibilidad laberíntica con sus receptores estáticos localizados en el sistema otolítico (utrículo y sáculo) y cinéticos, localizados en las crestas de los conductos semicirculares, contribuye a mantener el equilibrio durante la marcha. Estos receptores son estimulados por la posición de la cabeza o por los desplazamientos de la misma, y la información recogida por estos receptores llega al sistema nervioso central, a los núcleos vestibulares, de los cuales salen las distintas vías (vestibuloespinal, vestibulomesencefálica, vestibulocerebelosa, etc.) que van a controlar los músculos en base a la información recibida (17) . El sentido de la vista permite efectuar continuamente las correcciones necesarias para mantener la posición correcta del cuerpo durante la marcha, en relación al medio externo y a los obstáculos que se van presentando (17). Este conjunto de aferencias propioceptivas, laberínticas y visuales son necesarios para mantener una marcha normal. La falta de una de ellas, causa trastornos en la marcha, aunque ésta todavía es posible. Pero si faltan dos de estas aferencias la marcha se torna imposible (17). Retroalimentacion Sensitiva de la Motilidad Una característica del acto motor, es que cada acción, cada movimiento, por sencillo que sea, produce una retroalimentación sensitiva, que permite que la acción se efectúe correctamente. Este hecho, es un indicador de la complejidad de la acción de los centros nerviosos motores. Cualquier movimiento inducido por ellos, genera, durante su desarrollo, nuevos patrones o impulsos de actividad aferente, que se van adicionando y exigen un esfuerzo regulatorio cada vez mayor. Por eso se fracasa a menudo al intentar un acto complejo, sin entrenamiento previo (17). La estimulación de los receptores, al efectuar un mismo movimiento en ocasiones diferentes, puede producir efectos motores distintos, lo que puede depender de factores orgánicos como pueden ser: la fatiga, el estado emotivo, la falta de entrenamiento, etc. En esta descripción hay que destacar la función del tálamo. Los estímulos sensitivos que viajan por los haces espinotalámicos y de Goll y Burdach, hacen escala en el núcleo talámico ventral posterior, y luego llegan a la corteza sensitiva retro-rolándica. Pero hay dos núcleos talámicos, cuya función es recibir información sobre el movimiento que se está efectuando, de importantes centros motores (cerebelo, cuerpo estriado, formación reticular). Estos dos núcleos son el ventral medio o lateral y el ventral posterior, que envían la información recibida a la corteza sensorio–motríz (17). Es decir, que además de la retroalimentación sensitiva primaria que recibe la corteza directamente de los músculos implicados en un movimiento, recibe también la información de centros motores que contribuyen, con su control, a la perfección de la función motora. Se puede decir que la corteza sensorio-motríz y el tálamo funcionan juntos, para lograr la perfección de la función motora, reuniendo el tálamo toda la información referente al movimiento, que es trasmitida a la corteza y procesada finalmente por ella. Figura 1 (Loyber, 2001) 4: Corteza motora pre-rolándica, CR: Cisura de Rolando, 312: Corteza sensitiva post-rolándica, MTA: Aferencias nerviosas provenientes de músculos, tendones y articulaciones, P: Impulsos provenientes de la piel, PP: Impulsos nerviosos producidos por presión profunda, RAS: Retroalimentación sensitiva, HCE: Haz corticoespinal

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Análisis del ciclo de la marcha La marcha corresponde a una sucesión de zancadas ejecutadas por los miembros inferiores. La zancada es el espacio recorrido por los dos miembros inferiores, comienza con el apoyo del talón de un pie en el suelo y termina cuando se vuelve a apoyar nuevamente el talón de ese mismo pie en el suelo. Una zancada corresponde a un ciclo completo (100%) de la marcha y se compone de dos pasos, que son el espacio recorrido por cada una de las extremidades inferiores. En una zancada cada extremidad inferior pasa por dos fases alternativas para la propia extremidad y contrapuestas para las dos extremidades, es decir, cuando una extremidad está en una fase, la otra se encuentra en la fase opuesta y viceversa. Estas dos fases se denominan: Fase de Apoyo y Fase de Balanceo (Figura 2).

Figura 2 (Plas, 1996) Representación del ciclo de la marcha

•

Fase de Apoyo

Corresponde al tiempo que el pie permanece apoyado en el suelo, en ella se distinguen tres momentos durante el ciclo de la zancada (Figura 2): 1. Doble Apoyo Inicial o de Carga. Los dos pies están en contacto con el suelo, ya que una extremidad (ipsilateral) comienza a apoyar su pie en el suelo (iniciando el ciclo de la zancada) cuando la extremidad contraria aún no ha despegado el suyo del suelo para pasar a la fase de balanceo. 2. Apoyo Simple o Único. La extremidad contralateral pasa ya a la fase de balanceo interrumpiendo así el apoyo de su pie en el suelo y quedando apoyado únicamente el pie de la primera extremidad. 3. Doble Apoyo Final. La extremidad que comenzó el ciclo de la zancada todavía no ha despegado su pie del suelo, la extremidad contraria acaba su fase de balanceo, iniciando el apoyo de su pie y dando lugar así a otra fase de doble apoyo. De este modo, aunque las fases de apoyo y de balanceo de las dos extremidades son contrapuestas, existen dos momentos en el ciclo de la zancada en los que las dos extremidades coinciden con sus pies apoyados en el suelo, que corresponden al inicio y al final de la fase de balanceo de las dos extremidades (2, 4) o al inicio y al final de la fase de apoyo de la pierna ipsilateral o de oscilación de la pierna contralateral.

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Figura 3 (Plas, 1996) Fase de Apoyo

La fase de apoyo ocupa alrededor del 60% del ciclo de la marcha. Durante el tiempo que el pie se mantiene apoyado en el suelo, se distinguen también tres intervalos por los que pasa ese apoyo: 1. Golpe o Apoyo de Talón. Es el inicio del apoyo del pie, cuando el talón toca el suelo. 2. Apoyo Pleno o Completo. Después del golpe de talón, la planta va descendiendo para quedar apoyada en toda su longitud y, a continuación, comenzar a elevar el talón, después el retropié y luego el antepié, hasta que quedan únicamente apoyados los dedos en el suelo. 3. Despegue de los Dedos. Duran hasta que los dedos dejan de estar en contacto con el suelo. •

Fase de Balanceo

La fase de balanceo ocupa el 40% restante del ciclo de la marcha y dura desde que se produce el despegue de los dedos del pie del suelo hasta el siguiente golpe de talón de ese mismo pie. Esta fase puede subdividirse en tres intervalos (Figura 3): 1. Aceleración. Se caracteriza por la rápida aceleración del extremo de la pierna inmediatamente después de que los dedos dejan el suelo. 2. Balanceo Medio. La pierna balanceada pasa a la otra pierna, moviéndose hacia delante de la misma, ya que se encuentra en fase de apoyo. 3. Desaceleración. Se caracteriza por la desaceleración de la pierna que se mueve rápidamente cuando se acerca al final de la fase.

Figura 4 (Plas, 1996) Fase de Balanceo Programa de Doctorado en Fisiología 2003 – 2005 Natalia I. Wiereszen

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El ciclo de la marcha es igual en todas las personas, independientemente de su velocidad de marcha. Lo que diferencia a una persona que camina más deprisa que otra no es el porcentaje que ocupan las dos fases dentro del ciclo, sino el tiempo que dura la zancada; una persona camina más deprisa que otra porque su ciclo de marcha dura menos tiempo (4). •

Desplazamiento del cuerpo durante la marcha

La descripción del desplazamiento del cuerpo se hace en base a la trayectoria seguida por el centro de gravedad del cuerpo (Inman, 1981) Las leyes de la mecánica dicen que, el mínimo gasto de energía se consigue cuando un cuerpo se mueve en línea recta, sin que el centro de gravedad se desplace hacia arriba, hacia abajo, hacia la derecha o a la izquierda, y la amplitud de estos recorridos determina esencialmente la cantidad de energía que se consume al caminar. La trayectoria del centro de gravedad que demanda el menor consumo de energía sería la de una línea recta paralela al suelo. Ésta es posible sólo sobre ruedas y nuestro movimiento de translación durante la ambulación ocurre como resultado de los cambios angulares en los dos extremos de brazos de palanca. Como la línea recta no es factible, la siguiente mejor trayectoria sería la de una curva sinusoidal que tuviera la menor amplitud posible (2). Desplazamiento Vertical del Centro de Gravedad. En la marcha normal el centro de gravedad se mueve hacia arriba y hacia abajo, de manera rítmica, conforme se mueve hacia delante. El punto más alto se produce cuando la extremidad que carga el peso está en el centro de su fase de apoyo; el punto más bajo ocurre en el momento del apoyo doble, cuando ambos pies están en contacto con el suelo (4). El desplazamiento vertical medio en el adulto masculino es aproximadamente de 5 cm. La línea seguida por el centro de gravedad es muy suave sin cambios bruscos de desviación. En una zancada el centro de gravedad se desplaza dos veces hacia arriba. Desplazamiento Lateral del Centro de Gravedad. Cuando el peso se transfiere de una pierna a otra, hay una desviación de la pelvis y del tronco hacia el lado o extremidad en la que se apoya el peso del cuerpo. El centro de gravedad, al tiempo que se desplaza hacia delante no sólo sufre un movimiento rítmico hacia arriba y abajo, sino que también oscila de un lado a otro. El desplazamiento total de este desplazamiento lateral es aproximadamente de 5 cm. El límite de los movimientos laterales del centro de gravedad ocurre cuando cada extremidad está en el apoyo medio y la línea del centro de gravedad es también en este caso, de curvas muy suaves. •

Saunders, Inman (23, 24) describieron los siguientes determinantes de la marcha que influencian la trayectoria sinusoidal del centro de gravedad

Flexión de la rodilla durante la Fase de Apoyo. Inmediatamente después del contacto del talón, empieza la flexión de la rodilla y continúa durante la primera parte de la fase de apoyo hasta aproximadamente los 20 grados de flexión. Esta característica de la marcha normal ayuda a suavizar la línea del centro de gravedad y reduce su desplazamiento hacia arriba cuando el cuerpo se mueve apoyado sobre el pie en que se apoya.

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Descenso horizontal de la pelvis. En la marcha normal la pelvis desciende alternativamente, primero alrededor de una articulación de la cadera y luego de la otra. El desplazamiento desde la horizontal es muy ligero y, generalmente, no pasa de los 5 grados. En la posición de pie esto es un signo positivo de Trendelenburg; en la marcha es una característica normal que sirve para reducir la elevación del centro de gravedad.

Figura 5

Rotación de la pelvis. Además del descenso horizontal, la pelvis rota hacia adelante en el plano horizontal, aproximadamente 8 grados en el lado de la fase de balanceo (4 grados a cada lado de la línea central). Esta característica de la marcha normal permite un paso ligeramente más largo, elevando los extremos de la trayectoria sinusoidal (sin bajar el centro de gravedad) y reduciendo, por tanto, el desplazamiento vertical total.

Ancho de la base de sustentación. La figura 6 muestra dos líneas que van a través de los sucesivos puntos medios de la fase de apoyo de cada pie. La distancia entre las dos líneas representa la medida de la base de sustentación. En la marcha normal, el ancho entre las dos líneas queda en una media de 5 a 10 centímetros. Como la pelvis debe desplazarse hacia el lado del apoyo del cuerpo para mantener la estabilidad en el apoyo medio, la estrecha base de sustentación reduce el desplazamiento lateral del centro de gravedad.

Figura 6

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Análisis Cinemático de la Marcha Humana El análisis cinemático describe los movimientos del cuerpo en conjunto y los movimientos relativos de las partes del cuerpo durante las diferentes fases de la marcha. Basándonos en los artículos de referencia (2, 4, 9, 14, 15, 23, 24, 25) se describirán, en el plano sagital, las relaciones angulares de los segmentos de la extremidad inferior (tobillo, rodilla y cadera) durante el ciclo de la marcha de sujetos adultos andando a una cadencia normal (100 a 115 pasos por minuto). Los segmentos de la extremidad inferior también se mueven en los planos coronal y transversal si bien el desplazamiento es menor que en el plano sagital (2, 4).

A. Tobillo En el momento del apoyo del talón, la articulación tibio-perónea-astragalina está en posición neutra, pero inmediatamente comienza a moverse en dirección a la flexión plantar, hasta alcanzar los 15 grados en el momento en que la planta del pie está en contacto con el suelo. Cuando la planta del pie está plana en el suelo, la tibia bascula ligeramente hacia delante a partir del astrágalo todavía inmóvil. En la fase media, el tobillo está aproximadamente en 5 grados de flexión dorsal (Fig. 7)

Figura 7 (Plas, Viel 1996) Movimientos del tobillo

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Al despegar el talón del suelo, la articulación del tobillo está aproximadamente en 15 grados de dorsiflexión. En el intervalo de elevación del talón y el despegue del pie, la relación angular entre la tibia y el pie son casi completamente opuestas. De 15 grados de dorsiflexión el tobillo se mueve hasta unos 35 grados, con lo que al despegue del pie la articulación está a unos 20 grados de flexión plantar. Figura 8

Entre la elevación del pie y el punto medio de balanceo, el pie se mueve de una posición inicial de flexión plantar a una posición esencialmente neutral, que se mantiene durante el resto de la fase de balanceo.

Figura 9 B. Rodilla Inmediatamente antes de que el talón contacte con el suelo, la articulación de la rodilla está en extensión completa. Simultáneamente con el apoyo del talón, la rodilla empieza a flexionarse y continúa flexionando hasta que la planta del pie está totalmente apoyada en el suelo. Inmediatamente después de haber alcanzado esta posición el pie, la rodilla está flexionada aproximadamente 20 grados y comienza a moverse hacia la extensión, en el apoyo medio, alcanza aproximadamente los 10 grados de flexión y continúa moviéndose en extensión.

Figura 10 (Plas, 1996). Flexión de la rodilla durante el apoyo

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Inmediatamente antes de que el talón pierda contacto con el suelo, la rodilla tiene 4 grados de flexión. Entre el despegue de talón y el de los dedos, la articulación de la rodilla se mueve de casi una extensión completa a unos 40 grados de flexión.

Figura 11 Entre el despegue del pie y la parte media del balanceo, la rodilla alcanza su máxima flexión de aproximadamente 65 grados. En el último instante de la fase de balanceo, la rodilla se extiende completamente. C. Cadera Al contacto del talón la cadera está aproximadamente a 30 grados de flexión, inmediatamente después de dicho contacto, empieza a moverse hacia la extensión. Cuando el pie está totalmente en contacto con el suelo, el ángulo de flexión ha disminuido alrededor de 20 grados, en el apoyo medio llega a la posición neutra.

Figura 12

La cadera continúa moviéndose hacia la extensión y cuando el talón deja el contacto con el suelo, se encuentra en una hiperextensión de 10 a 15 grados. Inmediatamente después del despegue del talón, alcanza una hiperextensión de 20 grados y cuando los dedos despegan del suelo, la cadera se acerca a una posición neutral y se mueve en dirección de flexión.

Figura 13 Entre el despegue del pie y la fase media de balanceo, la articulación de la cadera, partiendo de una posición neutral, flexiona aproximadamente 30 grados al alcanzar la fase media de balanceo. Hasta el final de la fase de balanceo y el contacto del talón el ángulo de la cadera no cambia mucho.

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Los movimientos angulares de la pierna, vistos en el plano frontal, son mucho más pequeños que los observados en el plano sagital. Al contacto del talón, el pie está en ligera inversión. Inmediatamente después del contacto del talón, la reacción del suelo pasa ligeramente lateral al eje subtalar y el pie rota en ligera eversión cuando la parte anterior del pie contacta el suelo. Durante el intervalo de la fase media de apoyo, la parte posterior del pie se mueve desde una posición de 5 grados de eversión a una posición de ligera inversión, que continúa durante el despegue del suelo. La inversión de la parte posterior del pie resulta de la acción combinada del triceps sural y la rotación externa de la tibia con respecto al pie, durante el intervalo de despegue. El movimiento de la rodilla en el plano frontal es mínimo durante la fase de apoyo. Hay cierta tendencia hacia una ligera abducción de la tibia al contacto del talón, pero inmediatamente después la reacción del suelo tiende a producir aducción de la tibia. Durante la primera parte de la fase de apoyo, la pelvis cae unos 5 grados de la horizontal en el lado opuesto, conforme esta pierna empieza su fase de balanceo

Figura 14

La caída de la pelvis está limitada por la acción de los músculos abductores de la cadera de la pierna en fase de apoyo.

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Actitud Postural: Alineamiento y Equilibrio Muscular El mantenimiento de la actitud erecta o bípeda en el hombre requiere la presencia de numerosos elementos, algunos actuando pasiva y otros activamente. La actitud erecta requiere por definición una relación determinada de los distintos segmentos corporales, tronco y extremidades, entre si y por otra parte, una relación determinada del cuerpo en su totalidad con respecto al espacio y al plano de sustentación (17, 20, 21) . Hay una fuerza que actúa constantemente para hacer perder al hombre su actitud erecta, la fuerza de gravedad, y constantemente el cuerpo lucha contra esa fuerza para mantener su posición; esta lucha generalmente no es percibida por el individuo, lo que implica que los mecanismos que mantienen la actitud erecta son reflejos y se integran a nivel subcortical, sin llegar a nivel de la conciencia (17, 18, 20, 21); aunque en ciertas condiciones (fatiga, equilibrio forzado, un tropezón, etc.), tenemos conciencia del peso de nuestro cuerpo y tenemos que efectuar movimientos voluntarios para mantenernos de pie. El mantenimiento de la actitud erecta implica cumplir el siguiente requisito: la vertical que pase por el centro de gravedad del cuerpo debe caer dentro de su plano de sustentación. En una persona de pie, con la cabeza erguida, los brazos pegados al cuerpo y las piernas juntas, el centro de gravedad del cuerpo se encuentra situado aproximadamente, a un centímetro por delante del promontorio (articulación de la 5º vértebra lumbar con el sacro) (2, 3, 4, 5, 13, 17) . El plano de sustentación corresponde al espacio limitado por los pies. El descenso del centro de gravedad o el aumento de la base de sustentación aumentan la estabilidad. Existe un estándar o modelo en el estudio del alineamiento postural. El alineamiento esquelético ideal utilizado como modelo es compatible con los principios científicos, implica un mínimo de tensión y deformación y conduce al logro de la máxima eficiencia del cuerpo (3). El Modelo Postural En el modelo postural la columna presenta una serie de curvaturas normales y los huesos de las extremidades inferiores se encuentran alineados, de forma que el peso del cuerpo se reparta adecuadamente. La posición “neutra” de la pelvis conduce a un alineamiento correcto del tronco, junto al de las extremidades superiores y la cabeza se encuentra erguida en una posición de equilibrio que minimiza la tensión de la musculatura cervical. La intersección de los planos corporales sagital y coronal representa una línea análoga al eje de gravedad. En torno a esta línea el cuerpo se halla hipotéticamente en equilibrio (3). La posición erecta debe referirse al conjunto del alineamiento corporal del individuo observado desde cuatro posiciones: frente, espalda, lateral derecho y lateral izquierdo. Cuando se observa una postura erecta se utilizan líneas de plomada en las cuatro posiciones para representar los ejes de referencia, dichos ejes dividen al cuerpo en dos mitades esencialmente simétricas, e hipotéticamente ambas soportan la misma carga. En la imagen Posterior, la línea de plomada representa la proyección del eje de gravedad del plano medio sagital, comenzando en el punto medio entre los talones, se dirige hacia arriba entre los miembros inferiores y continúa por la línea media de la pelvis, columna vertebral y cráneo. Este plano divide al cuerpo en dos mitades esencialmente simétricas, derecha e izquierda. En la imagen Lateral, la línea de plomada representa la proyección del eje de gravedad del plano medio coronal, el punto de referencia fijo se localiza inmediatamente por delante del maléolo externo. Este plano divide hipotéticamente al cuerpo en dos secciones, frontal y posterior, de peso equivalente. En este caso, dichas secciones no son simétricas y no existe ninguna línea divisoria evidente situada en la base de las estructuras anatómicas. El Test de la Línea de Plomada se utiliza para determinar si los puntos de referencia del sujeto se encuentran alineados de igual manera que los puntos correspondientes en el modelo postural. Las desviaciones de los diferentes puntos de referencia revelan el grado de incorrección del alineamiento del sujeto (3). No cabe esperar que un solo individuo cumpla el estándar en todos los aspectos, ni han visto los diferentes autores un individuo que lo haga.

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La Estática del Hombre en Bipedestación El cuerpo debe asumir varias funciones: tiene que permitir al sujeto mantenerse en pie, en equilibrio, desplazarse y finalmente expresarse a través del gesto, la palabra o el pensamiento. Para responder a esta finalidad de movimiento, de intercambio con el mundo que lo rodea, el cuerpo tiene que asegurarse una fuente de energía y gestionar la reserva de ésta de manera muy económica. Esta ley de economía se aplica en el sistema locomotor pero también en otras funciones internas encargadas de asegurar su autonomía. Tres leyes rigen la compresión del cuerpo humano (15). Su conocimiento permitirá decodificar el lenguaje del cuerpo y darle un significado a través de sus propios esquemas de compensación. La primera ley es la del equilibrio. Equilibrio físico, biológico (homeostasis), y también mental. El equilibrio perfecto, es decir, inmóvil, no existe. El equilibrio es siempre relativo y sólo puede ser activo, dinámico. La segunda ley es la de la economía. Toda la fisiología humana traduce la ingeniosidad de los sistemas adoptados para respetar esta ley. Las funciones de base (respiratoria, circulatoria, digestiva, estática, motriz) tienen que consumir poca energía. El sujeto debe preservar su capacidad vital a fin de expresarse. La tercera ley es la del confort. El hombre no soporta vivir con informaciones esencialmente nociceptivas. Para vivir de forma confortable, el sujeto inventará esquemas de compensación que pondrán de relieve la relación “continente-contenido”. Para construir al hombre en bipedestación se partirá de dos prioridades: La primera, evidente cuando se considera que el hombre, fuera de su período de sueño, tiene que asumir su verticalidad de doce a dieciséis horas por día: la función estática debe ser económica. Debe evitar el agotamiento que anularía todas las ganas de comunicarse con el mundo exterior. Segunda prioridad: la solución adoptada debe ser confortable a fin de no poner trabas a las vías propioceptivas. (4,15,25)

El hombre en bipedestación, no está en equilibrio, sino en un desequilibrio anterior . 9 9

A nivel cefálico, la línea de gravedad pasa por el orificio occipital, repartiendo el peso de la cabeza con los 2/3 hacia delante por 1/3 hacia atrás. A nivel plantar, la línea de gravedad pasa por delante del maléolo externo.

Este desequilibrio anterior, parece desafiar la estática. Si existiera el equilibrio perfecto del modelo postural, el cuerpo sería más inestable y los centros del equilibrio estarían continuamente en alerta a una multitud de informaciones. El desequilibrio anterior se gestiona más fácilmente, ya que los pies y los ojos están dirigidos hacia delante, lo que a la vez lo hace más seguro. Es evidente que la estructura ósea responde a la función estática, tanto en la inmovilidad como en el movimiento (1, 2, 3, 13, 15). Pero ¿la estática puede utilizar la función muscular? Aunque la concepción clásica le atribuye al músculo mucho valor en la función estática, sólo tiene un papel secundario (13, 14, 15, 16). En efecto, no están hechos para una acción constante, gastarían demasiada energía, y se contraerían sin respetar las leyes de la economía ni la del confort. Aunque el mantenimiento y la corrección de la postura se atribuyen al sistema muscular, este no puede realizar su tarea sin la ayuda y soporte de la fascia (15, 16). Basmajian afirma que “… entre todos los mamíferos, el hombre posee los mecanismos antigravitatorios más eficientes, una vez alcanzada la postura erecta. El gasto de energía muscular necesario para mantener esta postura, aparentemente desgarbada, en realidad es mínimo” (14, 25). Sistema Antigravitacional La demostración de este sistema refleja la organización del cuerpo humano, que respeta siempre las tres leyes mencionadas (15). Considerando que “el equilibrio del cuerpo esta basado en un desequilibrio anterior”, cabe pensar que los factores estáticos estén localizados preferentemente hacia atrás para oponerse a ello. Programa de Doctorado en Fisiología 2003 – 2005 Natalia I. Wiereszen

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Desde la cabeza a los pies, se encuentra la cadena estática posterior únicamente formada por estructuras conjuntivas (aponeurosis, ligamentos, vainas, tendones, láminas, cápsulas). Compuesta por: el ligamento cervical posterior, la aponeurosis dorsal, la aponeurosis lumbar y la aponeurosis del cuadrado lumbar que se unen al periostio del sacro (los planos ligamentosos vertebrales, también están incluidos en esta cadena), a nivel de las extremidades inferiores no se observa una continuidad metódica, ya que se extiende a través de los músculos semimembranoso, semitendinoso, tracto iliotibial, la lámina del sóleo, el tendón de aquiles y la aponeurosis plantar (15, 16). La cadena estática posterior tiene las cualidades de economía y de propioceptividad para gestionar el reequilibrio por la información que envían los músculos posteriores. Los músculos espinales son correctores, guardianes del equilibrio y su intervención es más evidente en la dinámica (15, 16). Según Perry (25), con el cuerpo en posición erecta y el peso distribuido entre los dos pies, el equilibrio estático puede ser mantenido sin acción muscular. Para esto, es necesario que el centro de gravedad del cuerpo esté alineado, es decir, que la línea imaginaria extendida de la cabeza a los pies, atraviese el orificio occipital, pase por delante de la columna dorsal, aproximadamente 1centímetro anterior a la cuarta vértebra lumbar, 0,6 centímetros por detrás de la articulación de la cadera, por delante de la articulación de la rodilla y termine entre 1,5 a 5 centímetros por delante de la articulación del tobillo. La posición bípeda “cómoda” tiene un mínimo margen de estabilidad. La posición bípeda no es totalmente estacionaria, sino que revela un balanceo tanto en el plano sagital como en el coronal. Existe un pequeño, pero continuo, traspaso del peso del cuerpo entre los dos miembros inferiores. La relación es de cuatro a seis ciclos por segundo y en un arco corto, cinco milímetros lateralmente y ocho milímetros anteriormente. Dos mecanismos contribuyen a esta sutil inestabilidad del cuerpo: la Figura 15 (Perry, 1992) dinámica cardiaca y la falta de propiocepción (25) absoluta . Según Inman (23), cuando una persona se encuentra en posición de pie cómoda, la línea vertical del peso del cuerpo pasa a través de la articulación de la cadera y por delante de las articulaciones de la rodilla y del tobillo. El efecto sobre la articulación de la rodilla es producir un momento de extensión que la bloquea en esa posición sin requerir actividad en el músculo cuádriceps. También observó que si el peso del esqueleto se encuentra equilibrado entre los dos miembros inferiores no hay actividad eléctrica en los músculos psoas-ilíaco, glúteo mayor y glúteo medio. Según Basmajián (14), los músculos antigravitatorios no intervienen demasiado en el mantenimiento de la postura erecta normal, sin embargo, estos músculos intervienen en la producción de movimientos potentes, necesarios para cambios mayores como puede ser, levantarse, sentarse. La mayoría de los electromiografistas están de acuerdo en que el electromiograma muestra la relajación completa del músculo estriado en reposo (Basmajian, 1952). En otras palabras, al relajar un músculo el ser humano puede abolir la actividad muscular. Esto no significa que no hay tono en el músculo esquelético, ya que según Basmajian, el tono muscular está determinado por: 1) la elasticidad pasiva y el tejido fibroso y 2) por la contracción activa del músculo en reacción del sistema nervioso a los estímulos. Programa de Doctorado en Fisiología 2003 – 2005 Natalia I. Wiereszen

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¿Donde tiene el origen el concepto falso de actividad neuromuscular continúa durante el reposo? Según Basmajian, principalmente, parece ser una mala interpretación del tonus postural de Sherrington. Por otra parte, sus observaciones han demostrado que no todos los 57 músculos de cada extremidad necesitan ser activados en la posición erecta, en otras palabras la posición humana erecta permite a muchos de los músculos de la extremidad inferior relajarse completamente (14). Si bien la actitud erecta depende de una posición adecuada de las articulaciones del pie, rodilla, cadera, columna vertebral y occipito-vertebrales; algunos autores (3, 4, 17) opinan que los elementos responsables de mantener dicha postura son: los ligamentos y los músculos. Considerando que la erecta se debe fundamentalmente a la acción muscular y los ligamentos contribuyen a fijar ciertas articulaciones, ahorrando esfuerzo contráctil a los músculos. Así los ligamentos amarillos de la columna vertebral impiden que el tronco caiga hacia delante y la contracción tónica de los músculos de los canales vertebrales que debería ser muy enérgica para mantener erecto el tronco si no existieran dichos ligamentos, es insignificante (17). Pero en las partes más móviles de la columna, cuello, región lumbar, la acción muscular es primordial. Por otro lado el ligamento ileofemoral impide que el tronco caiga hacia atrás, ayudando con su acción al psoas-ilíaco y al recto anterior del cuádriceps. En cambio en la pierna, la acción de los músculos de la pantorrilla, el sóleo fundamentalmente, impide que el cuerpo caiga hacia delante (2, 3, 4, 17). Los músculos que intervienen para mantener la actitud erecta del hombre son extensores y se llaman posturales o antigravitatorios (4, 13, 17). La relajación de estos músculos, hace que predomine la fuerza de gravedad y que la persona caiga (por ejemplo en un desmayo). Por lo tanto, el mantenimiento de la postura erecta debe exigir un tipo de actividad muscular, la actividad tónica. La postura erecta depende de la contracción muscular tónica; la ligera tensión permanente a que da origen en el músculo la contracción tónica recibe el nombre de tono muscular. El tono muscular es en última instancia la expresión en el tiempo de la contracción tónica muscular (17). El tono muscular es una manifestación de la actividad refleja de las motoneuronas gamma de la médula espinal y de los núcleos de los nervios craneales. Está edificado sobre el reflejo miotático o de estiramiento (17). Como a su vez la postura depende del tono muscular se puede decir, por carácter transitivo, que la postura es la expresión de un fenómeno reflejo, el miotático. Sin olvidar, como se ha mencionado anteriormente, la acción coadyuvante de los ligamentos. El reflejo miotático a su vez está bajo la influencia de centros nerviosos superiores situados en todos los niveles del encéfalo, que lo modifican, aumentando o disminuyendo su actividad. Figura 16 (Loyber, 2001) Esquema de las relaciones entre el reflejo miotático, tono muscular y postura. RM: reflejo miotático- TM: tono muscular- P: postura- EM: estiramiento muscular- INS: influencias nerviosas superiores. El reflejo miotático desencadenado por el estiramiento muscular es la base del tono muscular y por otra parte, es modulado por influencias nerviosas superiores que actúan sobre la motoneurona gamma.

Regulación del tono muscular El tono muscular depende fundamentalmente de la estimulación de receptores que se encuentran en el propio músculo.

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Se puede hablar de una regulación autógena del tono muscular; el mismo músculo de acuerdo a su mayor o menor estiramiento va a dar origen a estímulos que van a producir aumento o disminución de su tono (17). Hay otra regulación que proviene de receptores situados en músculos de otras zonas del cuerpo y en receptores propioceptivos laberínticos. Son muy importantes las influencias que sobre el tono de los músculos de los miembros ejercen la posición y los movimientos de la cabeza, estas influencias se originan en receptores ubicados en los husos neuromusculares de los músculos del cuello y en receptores del laberinto no auditivo (utrículo, sáculo y conductos semicirculares). Estas modificaciones del tono de los músculos posturales originados en receptores alejados del músculo podría llamarse regulación heterógenea. Otros receptores (exteroceptivos, receptores visuales) pueden también actuar modificando el tono muscular aunque por un mecanismo de acción diferente (17). Además de esta regulación autógena y heterogénea del tono muscular, hay centros nerviosos superiores que constantemente están modificando ese tono a través de su influencia excitadora o inhibidora sobre las notoneuronas alfa o gamma. La influencia excitadora superior sobre la motoneurona gamma es fundamental para el mantenimiento de un tono muscular permanente en el tiempo, actuando a través del bucle gamma sobre la motoneurona alfa. Este control superior sobre la motoneurona gamma actúa coordinadamente con la regulación autógena del tono muscular (17). Sobre las motoneuronas alfa fásicas las influencias nerviosas superiores producen respuestas de actividad fásica, y sobre las alfa tónicas influencian el tono muscular directamente sin que intervenga el reflejo miotático (17, 18, 20, 21). Reacciones que tienden a mantener y recuperar la postura Para mantener y/o recuperar la postura normal se producen una serie de reacciones reflejas que pueden sistematizarse o clasificarse de la siguiente forma: 1. 2. 3. 4.

Reacciones de sostén tónico-estáticas Reacciones de adaptación postural Reacciones de enderezamiento Reacciones de equilibración o tónico-cinéticas

1. Reacciones de sostén tónico-estáticas Este tipo de reacciones posturales reflejas, tiende a mantener el cuerpo erguido sobre sus miembros en contra de la fuerza de gravedad. Para lograr ese objetivo las articulaciones que deben mantener fijadas son las de los dedos de los pies, tobillos, rodillas, caderas, lumbosacras, intervertebrales y occipitovertebrales (17). Estas articulaciones, en posición de pie, al movilizarse pasiva o activamente originan en los músculos vecinos alargamiento que al estimular los receptores propioceptivos dan origen a reflejos que tienden a volver la articulación a su posición adecuada. Para contribuir a mantener la postura, además de reacciones motoras reflejas originadas en receptores propioceptivos también se originan respuestas motoras ante la estimulación de receptores exteroceptivos, al estimular la planta del pie por el contacto con el suelo, su importancia es secundaria en el mantenimiento de la postura, porque la desaparición de este reflejo no la altera (13, 21). Las reacciones posturales tónico-estáticas más importantes se originan en los receptores propioceptivos de los músculos flexores de los dedos del pie y del tobillo y en los de los demás músculos posturales antigravitatorios. Al apoyarse el pie en el suelo se produce la reacción de apoyo positiva. Además los músculos cuádriceps, los de los canales paravertebrales y de la nuca, por estiramientos producidos en ellos, con producción del reflejo miotático, contribuyen a fijar las articulaciones respectivas, colaborando en el mantenimiento de la postura. Todas estas reacciones estáticas de sostén se hallan presentes en el hombre y en el animal intacto (17, 18). La reacción de apoyo negativa se manifiesta al levantar el pie del contacto con el suelo, al suprimirse de esta forma los estímulos extero y propioceptivos que producen la reacción de apoyo positiva se relajan los músculos liberando las articulaciones para que el miembro pueda adoptar las posiciones más adecuadas para ejecutar cualquier movimiento (17, 18). Programa de Doctorado en Fisiología 2003 – 2005 Natalia I. Wiereszen

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El reflejo de extensión cruzada es una reacción segmentaria en la que estímulos provenientes de un miembro alteran el estado del miembro opuesto. Al flexionar una pata se contraen los extensores de la pata opuesta, con lo que el animal está en mejores condiciones para soportar su propio peso y mantener su postura fundamental (17, 18). 2. Reacciones de adaptación postural Un animal que mantiene su postura fundamental puede, en un momento determinado tener necesidad de modificarla, sin alterarla básicamente, para adecuarla a la necesidad de una situación determinada. Las reacciones de adaptación postural, llamadas también estáticas generales se producen por la acción de los músculos del cuello y de los órganos laberínticos, sobre los músculos del tronco y de las extremidades (17). Son reacciones de tipo intersegmentario y suprasegmentario. Las primeras o intersegmentarias, corresponden a la acción de los músculos del cuello (con su centro motor en la médula cervical) sobre los músculos del tronco y de las extremidades, que tienen sus neuronas motoras en la médula dorso-lumbar; la acción intersegmentaria se efectúa por medio de los fascículos espinoespinales o propios de la médula espinal, con intervención de neuronas de asociación intersegmentaria. Las segundas o suprasegmentarias corresponden a la acción de los núcleos vestibulares, estimulados por los receptores laberínticos estáticos, y a través de los fascículos vestíbuloespinales actúan sobre los músculos del cuello (20, 21). En resumen, las reacciones de adaptación postural no modifican fundamentalmente la postura, sino que como su nombre lo indica producen en ellas las modificaciones necesarias para producir su adaptación a un fin determinado. 3. Reacciones de enderezamiento Las reacciones de enderezamiento entran en juego para recuperar la postura fundamental cuando esta ha sido alterada por varias causas. En esta serie de reacciones tiene importancia prioritaria la posición de la cabeza en el espacio. La alteración de la posición de la cabeza estimula los receptores estáticos laberínticos, y la variación de la posición de la cabeza con respecto al cuerpo estimula los músculos cervicales. Las reacciones de enderezamiento tienen una secuencia determinada: la cabeza es la primera que tiende a colocarse en posición normal y luego siguen los movimientos que tienden a colocar el cuerpo en relación con la cabeza (17, 18). Las reacciones de enderezamiento son también intersegmentarias y suprasegmentarias. Las intersegmentarias corresponden a los reflejos de enderezamiento del cuello actuando sobre el tronco y a los reflejos del cuerpo que actúan sobre la cabeza y el cuerpo. Las suprasegmentarias corresponden a los reflejos de enderezamiento laberínticos y a los visuales, estos últimos con su centro en la corteza occipital (18). Las reacciones reflejas de enderezamiento tienden en suma a la recuperación de la postura normal. 4. Reacciones de equilibración Las reacciones de equilibración constituyen el último grupo que tiende a mantener la postura normal (17, 20, 21). Estas reacciones son de dos tipos: propioceptivas musculares, originándose en receptores propioceptivos musculares de las extremidades, y propioceptivas laberínticas, que se originan en las crestas de los conductos semicirculares. Las reacciones que tienen su origen en los receptores laberínticos son suprasegmentarias y las que se originan en los receptores musculares son intersegmentarias. Estos dos tipos de reacciones son fásicas, produciéndose las primeras a partir del cuerpo en reposo y las segundas a partir del cuerpo en movimiento. Las reacciones compensadoras de equilibración tienden a mantener el centro de gravedad del cuerpo dentro del plano de sustentación y a asegurar la postura fundamental cuando se desplaza el centro de gravedad. En el siguiente cuadro se hace una síntesis de lo expuesto anteriormente. Programa de Doctorado en Fisiología 2003 – 2005 Natalia I. Wiereszen

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De Sostén

Tónicas

Reacciones

De adaptación postural

Fásicas

Posturales

De enderezamiento

Fásicas

De equilibración de la postura

Fásicas

Mantenimiento “pasivo” de la postura Adaptación de la postura normal a un fin determinado Recuperación de la postura Mantenimiento “activo” de la postura

De las reacciones posturales, las tónico-estáticas o de mantenimiento corresponden a la actividad muscular tónica sin desplazamiento de segmentos corporales; las de adaptación postural si bien implican movimientos de segmentos corporales (actividad fásica), estos movimientos se producen a partir del cuerpo en reposo. En las reacciones de enderezamiento las reacciones posturales son fásicas y pueden producirse a partir del cuerpo en reposo o en movimiento. En las reacciones posturales de equilibración las reacciones que se producen para mantener la postura fundamental son fásicas. Se puede deducir, que el reflejo miotático, base de la actividad muscular tónica solamente interviene en las reacciones reflejas tónico-estáticas. En cambio las demás reacciones reflejas se producen en base a respuestas musculares fásicas, que implican movimiento con desplazamiento de miembros o segmentos corporales, actividad fásica originada por la estimulación de receptores musculares o laberínticos (heterógenos). Cabe aclarar que, en el estudio de los mecanismos neurofisiológicos de la marcha, como de las reacciones posturales reflejas, si bien pueden analizarse en animales intactos (conejos, gatos, perros), se pueden poner en evidencia con mucha mayor claridad en animales en quienes se han efectuados determinadas lesiones o secciones nerviosas. Cuando más alto en la escala zoológica se encuentre el animal, más difícil es observar estos fenómenos, por la influencia cada vez más predominante de la corteza cerebral, que tiende a enmascarar o encubrir las reacciones reflejas. Por eso es más fácil obtenerlos en animales intactos inferiores (conejos) y muy difíciles de apreciarlos en el hombre adulto, ya que en este el comportamiento cortical conciente tiende a dominar completamente el comportamiento reflejo involuntario (13, 17). En el hombre como en los animales, los reflejos y las reacciones posturales están integrados a nivel subcortical, sobre todo en mesencéfalo, protuberancia y bulbo. Por la actividad de los niveles nerviosos superiores, predominantemente telencefálico, la actividad de estos centros subcorticales (formación reticular, núcleos vestibulares, núcleo rojo, etc) ha sido modificada y alterada originando modalidades de control postural más compleja y diferenciadas, razón por la cual es difícil observar en el hombre sano la actividad pura de estos centros subcorticales. Pero hay dos estados o situaciones en la especie humana en que pueden ponerse en evidencia con claridad las reacciones posturales reflejas. En el caso del recién nacido pueden obtenerse muchas de estas reacciones porque el poco desarrollo de su corteza cerebral permiten que las estructuras nerviosas subcorticales actúen con su función refleja propia, al no estar todavía regulados o inhibidos en esa función por la corteza. Esto sucede durante unos pocos meses después del nacimiento, durante los cuales el (17, 18) . comportamiento del niño es reflejo y automático instintivo La otra situación en la que pueden aparecer reacciones posturales reflejas en el hombre se presenta en patología, en el caso de lesiones nerviosas suprasegmentarias, en las que estas reacciones aparecen exageradas. Una persona con lesión cortical o subcortical sufre grandes trastornos de la motilidad en general y las reacciones reflejas anormales que puede presentar no son más que las reacciones posturales que reaparecen al alterarse el control cortical. En los mamíferos inferiores la sección del neuroeje por encima del tálamo prácticamente no altera su control postural normal; su tono es casi normal con una ligera rigidez, presenta sus reacciones de enderezamiento y puede caminar (13, 17, 18). Peor en el hombre el cuadro es distinto, con incapacidad motora total. Durante el curso de su evolución y para mantener intacta su capacidad de marcha y de posición erecta el hombre pasó a depender de su corteza cerebral. Por lo tanto en el hombre una lesión cerebral acarrea mayor incapacidad que en los animales (13, 17, 18). Programa de Doctorado en Fisiología 2003 – 2005 Natalia I. Wiereszen

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Análisis Cinético: Actividad Eléctrica Muscular ™ Actividad Muscular en la Iniciación del Paso EL lapso de tiempo que separa la posición simétrica de pie, en reposo y durante la marcha a velocidad confortable, corresponde al inicio y se puede desglosar en: tareas que realizará el miembro inferior derecho (MID) y las que desempeñará el miembro inferior izquierdo (MII). Para todo lo referente a la descripción de las fases del inicio de la marcha, se considerará la actividad de un sujeto normal que actúa espontáneamente tras una señal de partida, teniendo en cuenta que el pie derecho es el primero que se separa del suelo. En posición bípeda cómoda, la línea de gravedad pasa por delante de las articulaciones tibiotarsianas. La tibia debería caer entonces en flexión dorsal respecto al pie si no la retuviera la acción del sóleo. Esta actividad latente del sóleo es permanente y subcortical (4) . Algunos estudios sobre el inicio de la marcha (4) en el hombre, registraron que el primer movimiento es una “flexión dorsal de la tibia sobre el pie”, es decir, la tibia bascula ligeramente hacia delante a partir del astrágalo todavía inmóvil. La superposición de la acción de los dos pies muestra que el inicio del paso no es debido a una propulsión del cuerpo por el pie: el cuerpo cae hacia delante cuando todavía los dos pies están fijos en el suelo. En los dos miembros inferiores, el paso empieza, antes que cualquier desplazamiento angular, por una repentina reducción de la actividad EMG del gemelo y del sóleo. Esta disminución de la actividad provoca un desequilibrio de la pierna sobre el pie, aumentado por una intensa descarga del tibial anterior (4, 6). Desplazamientos de la Vertical de Gravedad. Antes de que el movimiento sea visualmente perceptible, la vertical de gravedad se desplaza hacia el lado que realizará el apoyo único en el suelo (4). La trayectoria es oblicua hacia delante y a la izquierda (según la nomenclatura elegida). A partir de este desplazamiento anterolateral, la vertical de gravedad se desplazará ligeramente hacia atrás debido a una ligera erección del tronco que se traduce por una disminución de actividad de los sacroespinales (22). El psoas iliaco aumenta su actividad, ya que se trata de un músculo postural del tronco, en bipedestación evita o limita la retroversión de la pelvis cuando la línea vertical del cuerpo pasa por detrás del eje transversal de las caderas (14). Los estudios acelerométricos del sacro confirman la retroversión de la pelvis en el primer momento del ciclo de la marcha (4). El movimiento anterolateral del cuerpo continúa, aumentan las presiones sobre el pie de apoyo (pie izquierdo). El lado izquierdo está en condiciones de soportar la totalidad del peso del cuerpo durante la fase de oscilación del miembro inferior derecho. Al mismo tiempo, debido al desplazamiento posterior de la vertical de gravedad, disminuyen las presiones sobre el pie derecho. El desplazamiento anterior derecho del cuerpo se acelera y la vertical de gravedad se desplaza ahora hacia delante y a la derecha. Actividad Muscular. Actividad Muscular del Miembro en Fase de Oscilación (MID) Con una media de 150 ms (130 a 210 ms) después de la orden de caminar, se produce una brusca disminución de actividad del sóleo y del gemelo interno (4). A esta relajación sigue un importante aumento de la actividad EMG del músculo tibial anterior. Luego, aumenta la actividad del triceps sural, probablemente para frenar o limitar el avance de la pierna, mientras disminuye levemente la del tibial anterior. A la inversa, antes de que los dedos de los pies dejen el suelo, la tensión activa aumenta en el tibial anterior y disminuye la del triceps sural. El peroneo lateral largo acopla su actividad a la del triceps sural para estabilizar el pie. Al inicio de la primera oscilación del MID todos los músculos están al mínimo nivel de actividad, excepto el vasto medio del cuadriceps, con el fin de evitar una gran flexión de rodilla. Al final de la oscilación existe una contracción simultánea de flexores y extensores de la rodilla y de flexores dorsales del tobillo, que lleva directamente a la primera fase de carga del MID. Programa de Doctorado en Fisiología 2003 – 2005 Natalia I. Wiereszen

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Los músculos sacroespinales son activos, ya que el tronco está ligeramente inclinado hacia delante. Actividad Muscular del Miembro en Fase de Apoyo (MII) Este miembro garantizará el primer apoyo monopodal después de la señal de marcha. Se observa actividad de los músculos posteriores de la pierna, de forma que reducen la dorsiflexión, ajustan la longitud total del miembro inferior y evitan la caída hacia delante del centro de masa de todo el cuerpo (6). Como al final de la fase de carga del miembro inferior derecho, el gemelo interno y el sóleo aumentan su actividad mientras que recíprocamente el tibial anterior disminuye la suya. La actividad del gemelo interno y del sóleo es máxima justamente antes del despegue del talón. Al despegar el talón, se produce una brusca disminución de la actividad de los músculos posteriores, con lo cuál aumenta la del tibial anterior. La oscilación del miembro inferior izquierdo es comparable con la del miembro inferior derecho. Teniendo en cuenta la energía cinética proporcionada por la oscilación del MID, el momento de las fuerzas que proyectan el pie hacia delante es superior al de las fuerzas que adhieren el pie al suelo. Esto lleva a un ciclo de marcha normal con el mínimo gasto de energía posible.

™ Actividad Muscular Durante la Marcha A. DEL 0% AL 15%: CONTACTO DEL TALÓN CON EL SUELO Y FASE DE CARGA Durante esta acción muy breve, el miembro inferior se alarga al máximo y la pelvis está en el lado del contacto en aducción horizontal, con respecto al miembro en carga. La rodilla está en extensión completa o casi completa. El tobillo se halla en posición neutra. Estas posiciones articulares tienen como objetivo dar al miembro inferior la máxima longitud. 1) Músculos que actúan sobre el tobillo El tobillo presenta una flexión plantar. Se trata principalmente del tibial anterior, el extensor común de los dedos y del extensor propio del 1º dedo, que se contraen enérgicamente para amortiguar el choque producido por la aplicación contra el suelo de la masa representada por el centro de gravedad (4, 6, 9,19) . La acción “amortiguadora” se realiza por una contracción isotónica excéntrica de los músculos del compartimiento anterior, que frena la caída del antepié. Es importante destacar el grado de flexión de la rodilla en la recepción del peso del cuerpo. La flexión fisiológica en la toma de contacto con el suelo en cada paso se considera de +/-20º durante la fase de carga (4). La posición en flexión de las tres grandes articulaciones del miembro inferior en la recepción del choque permite la utilización, como disipador de energía o amortiguador, de dos grupos musculares: el tibial anterior que retiene el pie y el cuadriceps, que estabiliza la rodilla (4, 19). El tibial anterior actúa dos veces durante el ciclo de la marcha. Por una parte, levanta el pie al principio de la fase de oscilación; durante el paso del miembro inferior bajo el cuerpo, es inactivo (6, 9, 23). Por otra parte, al final de la fase de relajación, antes de que el talón toque el suelo, aparece una segunda fase de actividad; se prolongará hasta el 7% del ciclo siguiente (4). Esta segunda fase tiene una doble acción: del 80% al 100%, el tibial anterior sostiene el pie a 90º sobre la pierna; del 0 al 7%, frena la proyección del pie sobre el suelo. Tan pronto como el pie toca el suelo, el tibial posterior asume su papel de estabilizador lateral (6). Durante el contacto con el suelo, en apoyo unipodal, la pierna no queda directamente vertical sobre el astrágalo, sino que forma con éste un ángulo aproximadamente de 10º, con el fin de evitar la caída lateral de todo el cuerpo el tibial posterior participa con una contracción isotónica excéntrica estabilizando a la tibia. Los músculos del compartimiento posterior ejercen un gran papel como estabilizadores de la rodilla en extensión en el apoyo unipodal (6). Programa de Doctorado en Fisiología 2003 – 2005 Natalia I. Wiereszen

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2) Músculos que actúan sobre la rodilla La rodilla se flexiona. Aunque los músculos del compartimiento anterior de la pierna pueden absorber en gran parte el impacto talón-suelo, no deja de ser un potencial de inestabilidad para la rodilla. Considerando además, que durante la marcha la rodilla nunca alcanza la extensión total de bloqueo, la acción del cuádriceps compensa esta tendencia. Durante la toma de contacto del talón, los dos vastos y el crural son más activos, y, sobre todo, durante más tiempo que el recto anterior (4). Algunos autores estudian el cuádriceps dividiéndolo en el grupo de los vastos (que incluyen al crural) y el recto anterior, y hacen notar que este último es el único de los cuatro músculos que es biarticular. Wheatley y Jahnke (1951) han señalado que es accesorio de la adbucción del muslo, y que en la posición de pie fijo no se descubre ninguna actividad eléctrica. Basmajián (1967) demostró que el recto anterior se contrae en las flexiones combinadas de cadera y rodilla, pero que es igualmente activo en movimientos aislados de una u otra de estas articulaciones (4, 14). Por lo que se refiere al grupo monoarticular, se trata del extensor de rodilla más potente. Varios autores han observado que esta importante masa muscular permanece en reposo en la posición de pie distendida y en particular, Akerblom (1948), Kelton y Wright (1949) y Arienti (1948) demuestran que, durante la marcha en pista rodante, los tres vastos y el recto anterior no se contraen de manera sincrónica sino según un esquema cinético fásico (4). La fase terminal de la actividad de frenado es realizada por los isquiotibiales. Estos músculos impiden que la rodilla se extienda totalmente y que mantenga el ligero grado de flexión necesario para una marcha eficaz. El semitendinoso y el bíceps largo están activos en el contacto del talón. También, cabe considerar a los músculos de la pata de ganso (recto interno, sartorio y semitendinoso) que tienen en común su función en el 0% del ciclo de la marcha: garantizar la estabilidad de la rodilla (9, 12). 3) Músculos que actúan sobre la cadera En esta fase de la zancada la cadera sufre una extensión. Los músculos del deltoides glúteo (glúteos mediano y menor y tensor de la fascia lata, músculos abductores de la cadera) son requeridos en el momento del contacto del talón con el suelo. En este instante la pelvis se halla en relativa rotación interna respecto al miembro en carga, en relativa rotación externa respecto al miembro que contacta con el suelo, en relativa flexión respecto al fémur del miembro que contacta con el suelo, y en extensión respecto al miembro en carga.

Figura 17 (Viel, 1996) Rotación relativa pelvis/fémur a 0%

El glúteo mediano le confiere a la pelvis estabilidad lateral. Durante el análisis dinámico, la inserción fija (o de origen) del músculo tiene lugar en el trocánter mayor, que permanece relativamente estable respecto a la pelvis mucho más móvil. Programa de Doctorado en Fisiología 2003 – 2005 Natalia I. Wiereszen

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La acción rotadora del glúteo menor esta invertida por la posición en relativa rotación externa pelvis-fémur durante la toma de contacto con el suelo. La acción dinámica del glúteo menor, inserción fija en el fémur durante la progresión hacia delante, es, por tanto, atraer la pelvis hacia una posición de rotación interna respecto al fémur en carga, posición que es máxima en el 100% del ciclo. Además, es accesorio de la estabilidad lateral. El tensor de la fascia lata es sobre todo estabilizador de la pelvis sobre la tibia (4). Además, se comporta como ligamento activo de la rodilla, en esta acción antagonista de los músculos de la pata de ganso. Controla el grado de valgo de la rodilla. B. DEL 15% AL 40%: PIE PLANO SOBRE EL SUELO El tobillo se flexiona dorsalmente, la rodilla se extiende y la cadera se extiende. Habiendo tomado contacto con el talón, y después con toda la planta del pie, el sujeto se halla en equilibrio monopodal Cuando el pie está plano sobre el suelo, con el tronco inclinado hacia delante por la progresión, los músculos más importantes son, por este orden (6, 8, 9, 23): 1. Sóleo, que garantiza la estabilidad de la rodilla, ayudado a veces por los gemelos; 2. Tibial posterior; 3. Deltoides glúteo. 4. Durante al menos una parte de esta fase de equilibrio sobre el miembro inferior en carga se observa la inactividad del cuádriceps. 1) Músculos que actúan sobre el tobillo Una vez anclado el pie en el suelo, el tríceps sural, y en particular el sóleo (monoarticular), actúa como estabilizador de la rodilla en extensión (6). El sóleo puede considerarse el músculo clave de esta estabilización por tracción posterior; en efecto, entra en actividad desde el 5%, en seguida que el miembro inferior llega al suelo, y su contracción se continúa hasta el 50%, es decir, el momento en que los dedos del pie se despegan del suelo. La actividad de los gemelos se manifiesta a partir de alrededor del 20%, en el momento en que la rodilla se extiende para alargar el miembro inferior, para compensar la pérdida de longitud que resultaría de la mayor inclinación hacia delante del sujeto (6, 8). Esta breve extensión de la rodilla evita un descenso del centro de gravedad. Los músculos accesorios del compartimiento posterior combinan su acción con la del tríceps sural y no pueden ser disociados (6).

Figura 18 (Viel, 1996)

(23, 27)

observaron que, en los sujetos en apoyo unipodal cómodo, la Algunos autores actividad electromiográfica de los músculos del pie es nula. La única actividad detectable se produce en el sóleo, utilizado para recuperar el equilibrio durante las oscilaciones del cuerpo hacia delante. 2) Músculos que actúan sobre la rodilla Sólo el compartimiento anterior del muslo es activo cuando la planta del pie está apoyada en el suelo y, particularmente, el crural y el vasto externo, aunque la actividad de Programa de Doctorado en Fisiología 2003 – 2005 Natalia I. Wiereszen

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estos dos músculos desaparece hacia el 20% del ciclo (6, 9). Perry (25), observó que el vasto interno no es un extensor eficaz de rodilla, pero que es capaz de estabilizar enérgicamente la rótula. Cuando el sujeto se halla en equilibrio unipodal, con el peso del cuerpo sobre una rodilla que permanece en flexión parcial, el cuádriceps permanece inactivo durante una gran parte de la fase de apoyo, alrededor del 20 al 35% (4, 6, 9, 14, 23, 25, 28). El compartimiento posterior del muslo está inactivo durante todo este período (4, 6, 23, 25, 28) . 3) Músculos que actúan sobre la cadera Durante el apoyo del pie en el suelo, continúa la contracción del deltoides glúteo. Las circunstancias son sensiblemente las mismas que las descriptas anteriormente –A, 3)-. C. DEL 40% AL 50%: DESPEGUE DEL TALON Esta etapa se caracteriza por una intensa actividad de los músculos “flexores plantares” que actúan sobre el tobillo, aunque su acción no tiene como objetivo provocar este movimiento. En efecto, el tobillo permanece neutro o bien el movimiento de dorsiflexión se acentúa ligeramente por un desplazamiento angular anterior de la pierna. Recordar, que el pie es el elemento esquelético estable a partir del cual se mueven los otros segmentos. 1) Músculos que actúan sobre el tobillo Los puntos de inserción del tríceps sural se aproximan cuando el talón comienza a despegarse del suelo y la rodilla tiende a la flexión. Esta tendencia es contrarrestada por una ligera dorsiflexión. Sin embargo, el músculo es necesario para una actividad retardada (histéresis): se trata de solidarizar el bloque pierna-pie, impidiendo un “talus” que provocaría una flexión de rodilla demasiado rápida, con la consecuente pérdida de equilibrio del sujeto (4, 6). Por lo tanto, se puede imaginar la posición diciendo que el tríceps sural “eleva” la parte posterior del pie. Los otros músculos posteriores de la pierna son accesorios de esta acción. Es importante mencionar los trabajos de Basmajian (14) y Campbell (32). Los autores han demostrado que los gemelos constituyen una “reserva de potencia”, que sólo intervienen si determinadas circunstancias lo requieren. Asimismo, han descrito cuatro porciones en el músculo “tríceps sural” y la independencia funcional de los músculos anatómicamente no disociados. En sus respectivos trabajos observaron: I) que los gemelos son capaces de contracciones independientes según los requerimientos del suelo, II) que el sóleo está fisiológicamente dividido en porción interna y porción externa, cada una de las cuales posee su propia actividad, III) que la actividad del sóleo es inversamente proporcional al grado de estabilidad del pie: en reposo, el músculo es inactivo; cuanto más aumenta el desequilibrio, más reacciona, IV) los dos músculos gemelos no participan en las actividades corrientes (la marcha es una de ellas) y sólo entran en acción para dar un impulso repentino al cuerpo del sujeto, V) el sóleo interno es un potente estabilizador de la pierna sobre el pie, VI) el sóleo externo parece ser mucho menos potente que su homónimo interno, pero demuestra una actividad estabilizadora continua. Una de las conclusiones es que los gemelos actúan como reserva de potencia auxiliar para el sóleo; observación importante para el rehabilitador ante una debilidad del compartimiento posterior de la pierna. 2) Músculos que actúan sobre la rodilla En este estadio son inactivos en el sujeto normal (6, 9, 14, 23). Los isquiotibiales no producen la flexión de la rodilla en esta fase, es decir, no están activos; sin embargo el vasto interno presenta actividad controlando la flexión de la rodilla. El recto anterior del cuádriceps Programa de Doctorado en Fisiología 2003 – 2005 Natalia I. Wiereszen

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también está activo almacenando energía elástica que se emplea en la flexión de la cadera que comienza con el doble apoyo final o prebalanceo. 3) Músculos que actúan sobre la cadera La actividad estabilizadora del deltoides glúteo cesa alrededor del 45% y aparece la de los aductores (4). Se trata específicamente de los aductores mayor y menor, los cuales tendrán una acción equilibradota de la pelvis que, en este estadio, está en pleno desplazamiento lateral. No hay que olvidar que la pelvis continuamente se desplaza a un lado, con el fin de colocar sucesivamente la proyección del centro de gravedad sobre cada uno de los talones en carga. Al levantar el talón la cintura pelviana acelera en el sentido opuesto y en el 50% el sujeto alcanzará el estadio de “doble apoyo”, a partir del cual el miembro inferior que seguimos pasará de carga a oscilación. Los aductores, controlan el desplazamiento de la pelvis a partir de un punto “fijo” que es el fémur en carga. Se entiende que los dos segmentos están en movimiento coordinado, pero el miembro inferior anclado en el suelo es más estable que la pelvis. Para frenar la tendencia a la extensión de cadera, se contrae el músculo ilíaco. En efecto, hacia el 50% del ciclo de la marcha, el “paso pélvico” está muy avanzado, y si el sujeto desea ganar toda la longitud que necesita del miembro inferior, le es indispensable colocarse en extensión relativa de la pelvis respecto al fémur (4). Según el trabajo de Basmajian (14), en los ajustes posturales, sólo es activo el músculo ilíaco, con exclusión del psoas. D. DEL 50% AL 60%: DESPEGUE DE LOS DEDOS DEL PIE O PREBALANCEO Este período corresponde con el “doble apoyo”. Para no confundir, vale aclarar que me limito a seguir un solo miembro inferior, desde el momento en que carga el peso del cuerpo, para seguir la oscilación y terminar en el momento en que el talón ipsilateral posa de nuevo en el suelo. Recordemos que la parte posterior del pie, y luego el antepié del sujeto han sido “traccionados” y el astrágalo se halla en una posición tal que permite al sujeto dejarse “caer” por la pendiente. Esto proporciona una parte del impulso, sin fatigar al sujeto, porque no implica una aceleración con esfuerzo muscular. Es útil considerar que cada paso que damos no está desconectado totalmente del paso precedente y del paso siguiente; por el contrario, el sujeto utiliza en cada paso la energía almacenada previamente, para volver a crear cierta cantidad, que será usada en el paso siguiente. Este concepto de la conservación-reutilización de la energía es esencial, si se desea comprender por que la marcha normal, cansa poco. Por el contrario, al subir una escalera o una pendiente, cada paso se hace independiente del precedente y necesita su propia energía. Por esta razón cansa mucho más. Finalmente al bajar una pendiente o una escalera, la energía acumulada es mayor a la normal y la marcha resulta más fácil; pero si aumenta el declive, es necesario frenar y utilizar intensamente la musculatura para evitar una aceleración demasiado grande. La recuperación de energía es cinética y elástica; las partes blandas se dejan alargar y luego tienden a traccionar del esqueleto. El período de elevación de los dedos del pie se caracteriza por una rápida e importante flexión de rodilla, pero sin actividad de los flexores de rodilla. También son importantes los aductores (6, 8, 9, 23, 25). 1) Músculos que actúan sobre el tobillo En el tobillo se produce una flexión plantar. Los músculos posteriores de la pierna continúan su acción manteniendo la angulación del tobillo y luego cesa su actividad (6). La propulsión del sujeto hacia delante se realiza ligeramente en diagonal, lo cual explica la actividad del compartimiento externo de la pierna en este estadio. Además, la contracción del tríceps sural tiende a llevar al pie hacia un movimiento de inversión, por su tracción sobre el calcáneo medialmente respecto al eje de rotación de la articulación Programa de Doctorado en Fisiología 2003 – 2005 Natalia I. Wiereszen

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subastragalina. Por lo tanto, la actividad de los peroneos es importante para garantizar el equilibrio del pie. Existe actividad del tibial anterior, extensor común de los dedos y extensor propio del 1º dedo, encargados de levantar el pie para dar el paso (6, 8, 9). 2) Músculos que actúan sobre la rodilla El recto anterior y el crural actúan para frenar la amplitud de la flexión de la rodilla, que resulta del despegue del talón que inclina la pierna hacia delante. Se trata de una acción mecánica debida a la posición de los segmentos del esqueleto. Además, el inicio de la flexión de cadera, por tracción sobre el muslo, refuerza la tendencia a la flexión de la rodilla (4).

Figura 19 (Plas, 1996) Mecanismo pendular doble, que se produce alrededor de la articulación de la rodilla: si el muslo acelera hacia delante, la pierna lo hace hacia atrás.

3) Músculos que actúan sobre la cadera Son activos, los aductores mayor y mediano y actúa como accesorio el recto interno. El peso del cuerpo acaba de ser transferido sobre el miembro inferior opuesto, por lo tanto el deltoides glúteo está en reposo. La pelvis se halla anterior al fémur y la cadera está en una relativa extensión y rotación interna respecto al fémur móvil: los aductores tiran del fémur anteriormente, para iniciar la flexión de cadera y al mismo tiempo hacen girar al fémur en relativa rotación externa (4). E. DEL 60% AL 75%: AVANCE DEL MIEMBRO INFERIOR OSCILANTE En este estadio el miembro inferior alcanza su mínima longitud, flexionándose las articulaciones de la cadera y de la rodilla, mientras el tobillo realiza una dorsiflexión. El peso del cuerpo del sujeto es soportado totalmente por el miembro inferior opuesto. 1) Músculos que actúan sobre el tobillo Sólo están activos el tibial anterior, extensor común de los dedos y el extensor del 1º dedo. En este estadio, su función es elevar el antepié (6, 9). 2) Músculos que actúan sobre la rodilla El recto anterior y el crural continúan con la acción iniciada anteriormente, frenando la amplitud de la flexión de la rodilla. El recto anterior, también, por su condición de músculo biarticular, participa como flexor de cadera. La aceleración anterior del muslo se debe, en parte, a la actividad del músculo ilíaco y del tensor de la fascia lata. Aunque, el miembro inferior oscilante se comporta como un doble péndulo articulado: la aceleración de uno de los segmentos en una dirección imprime al segmento subyacente una aceleración en sentido inverso (4). La acción del recto anterior y del crural limita esa aceleración posterior y colabora la porción corta del bíceps crural (única porción monoarticular del grupo de los isquiotibiales).

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Al estar el miembro inferior libre de contacto con el suelo, el sartorio, colabora en la flexión de cadera y de rodilla, pero ninguno de estos movimientos originan un “esfuerzo” propiamente dicho, sino que se trata más bien de una actividad de ajuste (4).

Figura 20 Péndulo doble de los segmentos del miembro inferior Figura 21 Acción de frenado del recto anterior

Figura 20

Figura 21

3) Músculos que actúan sobre la cadera Los aductores son activos durante la flexión y la rotación de la cadera (en cadena cinética abierta). Entre el grupo aductor, es el aductor mediano el que muestra un trabajo más intenso en sujetos sanos. El tensor de la fascia lata contrarresta la actividad de los aductores (4). F. DEL 75% AL 100%: EXTENSION TOTAL DE LA RODILLA El miembro inferior oscilante se adelanta y el esqueleto se coloca en posición de mayor longitud posible para alcanzar el suelo antes que el cuerpo, mientras que el miembro contralateral está en la fase de apoyo unipodal. 1) Músculos que actúan sobre el tobillo Hay actividad en los músculos del compartimiento anterior (tibial anterior, extensor común de los dedos y extensor propio del 1º dedo), manteniendo el pie en dorsiflexión y, por otra parte, se preparan para amortiguar el choque durante el contacto del talón con el suelo, en el 100% del ciclo de la marcha (o 0% como se describió anteriormente, ver –A, 1)-). 2) Músculos que actúan sobre la rodilla A la acción del bíceps sural se le suma la del resto de los isquiotibiales, los tres frenan la oscilación anterior de la pierna. Con el miembro inferior libre, los isquiotibiales son capaces de flexionar la rodilla. Cuando el pie está firmemente sobre el suelo, los isquiotibiales extienden la cadera, al mismo tiempo que tiran del muslo hacia atrás, sobre todo si la pelvis bascula hacia delante. El EMG de estos músculos durante la marcha de un sujeto normal muestra que la acción de los isquiotibiales es sobre todo frenadota de la energía almacenada durante la oscilación de la pierna hacia delante; la actividad más intensa se produce justamente antes de la toma de contacto del talón. El segundo pico corresponde a una estabilización de la rodilla (14). El músculo sartorio continúa con la actividad iniciada en el 60% y el 70% del ciclo de la marcha. Además, participa en la rotación externa del miembro inferior oscilante, que ha de ser máxima en el momento del contacto del talón para alargar la extremidad en extensión hacia delante.

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Figura 22 (Plas, 1996) Acción de frenado-tracción efectuada por los músculos isquiotibiales

3) Músculos que actúan sobre la cadera El músculo ilíaco continúa con su actividad de flexor de cadera, equilibrando su contracción con la frenadota de los isquiotibiales que, hacia el final de la trayectoria, después de desacelerar la pierna, se oponen a la flexión de cadera. La actividad del ilíaco cesa antes del 75%. El recto interno, tras una interrupción de su actividad entre el 70 y el 75%, se manifiesta de nuevo. Luego actuará como ligamento activo de la rodilla, como músculo de la pata de ganso. El deltoides glúteo permanece inactivo hasta el momento del contacto talón-suelo.

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DISCUSION

El cuerpo humano es una máquina tan sofisticada que sólo puede concebirse a partir de principios mecánicos simples e ingeniosos. El cuerpo debe asumir varias funciones y para responder a esa finalidad de movimiento, tiene que asegurarse una fuente de energía y gestionar la reserva de ésta de manera muy económica. Como prioridad, evidente cuando se considera al hombre fuera de su período de sueño, tiene que asumir su verticalidad entre doce y dieciséis horas por día, por lo tanto, la función estática debe ser económica. Debe evitar el agotamiento que anularía todas las ganas de comunicarse con el mundo exterior, por lo tanto también debe de ser confortable. Es evidente que la estructura ósea responde a la función estática, tanto en inmovilidad como en movimiento. Pero, ¿la estática puede utilizar el músculo?... es un material que gasta mucha energía y además, no está hecho para trabajar en forma constante. El músculo puede ser excepcionalmente solicitado para asumir esa función. En ese caso, el sujeto podría presentar dolor vertebral, agotamiento y atrofia muscular… un músculo que trabaja en forma constante se atrofia y son ejemplo de ello: los glúteos en la coxartrosis y los vastos del cuádriceps en los problemas de rodilla. Recordando que “el equilibrio del cuerpo esta basado en un desequilibrio anterior”, ya que el equilibrio perfecto del modelo postural aportaría demasiada inestabilidad. Así, cabe pensar que los factores estáticos estén localizados preferentemente hacia atrás para oponerse a ello. Este desequilibrio se gestiona más fácilmente, ya que los pies y los ojos están dirigidos hacia delante. Además, de la cabeza a los pies existe la cadena estática posterior únicamente conjuntiva. La posición bípeda no es totalmente estacionaria, sino que revela un balanceo tanto en el plano sagital como en el coronal. Existe un pequeño, pero continuo, traspaso del peso del cuerpo entre los dos miembros inferiores. Si la estática es una función que no requiere trabajo muscular, el reequilibrio es una función activa restituida a los músculos propioceptivos: los paravertebrales. Cuanto más fina sea la propioceptividad de estos músculos, mejor solucionará un trabajo rápido, fino y económico. El conjunto de observaciones parece indicar que el inicio de la marcha corresponde a un programa central, y no a una adaptación con un punto de partida reflejo momentáneo. Sin embargo conviene preguntarse en cuanto a las incidencias reeducativas, sobre los diferentes fenómenos y su importancia respecto a la bipedestación que precede la marcha y a los mecanismos que regulan las actividades articulares y musculares del inicio del paso. Considerando tanto al hombre en bipedestación o con un miembro inferior en carga, la actividad muscular cambia de dirección. En efecto, la inserción distal es el punto fijo, ya que es el pie el que permanece anclado en el suelo y el resto del cuerpo se moviliza a partir de él. Sin embargo, durante la fase de oscilación, los músculos actúan de nuevo según la concepción clásica en cinesiología. De los músculos superficiales más estudiados: recto anterior, vasto interno, bíceps femoral, sóleo, tibial anterior y gemelo; los músculos proximales presentan coactividad en la transición oscilación–apoyo, es decir, la actividad comienza en el final de la fase de oscilación de un ciclo y continúa durante el contacto del talón y la fase de carga del siguiente ciclo. Los músculos isquiotibiales comienzan su actividad durante la flexión de la cadera y la extensión de la rodilla, antes que los músculos del cuádriceps que entran en actividad posteriormente y la mantienen durante más tiempo en el inicio de la fase de apoyo. De los músculos distales enunciados, el tibial anterior presenta actividad durante toda la fase de oscilación y su actividad continúa durante el doble apoyo inicial para después dejar paso a la actividad del gemelo. La participación del gemelo lateral durante la fase de apoyo es un ejemplo de la participación muscular durante la marcha. Este músculo actúa en el apoyo unipodal mientras se está produciendo una flexión dorsal dejando de actuar cuando se inicia la flexión plantar en el doble apoyo final. Su grado de actividad es importante y está activo en contracción excéntrica, almacenando energía elástica que después recupera en la flexión plantar que se lleva a cabo sin actividad de ese músculo. Programa de Doctorado en Fisiología 2003 – 2005 Natalia I. Wiereszen

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La actividad del tibial anterior de la pierna en la fase de oscilación es simultánea a la actividad del gemelo de la pierna en la fase de apoyo.

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CONCLUSIONES

Aunque clásicamente se le atribuye al sistema muscular el mantenimiento y la corrección de la postura, algunos autores estudiaron que son las estructuras conjuntivas las responsables del mantenimiento de la postura, y que el músculo tiene un papel secundario, actuando como correctores y guardianes del equilibrio, con una función dinámica y de reequilibrio. Estudios electromiográficos sobre los músculos paravertebrales demuestran que trabajan a “ráfagas” y no de manera coherente, global y constante. La postura puede ser considerada como una posición de pie bien equilibrada contra la fuerza de la gravedad. Al iniciar la marcha, el primer movimiento que realiza el pie que abandonará el suelo, es una flexión dorsal de la tibia sobre el pie. El miembro contralateral que permanece en apoyo unipodal presenta actividad de los músculos posteriores de la pierna. La superposición de la acción de los dos pies muestra que el inicio del paso no es debido a una propulsión del cuerpo a partir del pie, sino que el cuerpo cae hacia delante cuando todavía los dos pies están fijos en el suelo. Antes de que el movimiento sea visualmente perceptible, la vertical de gravedad se desplaza hacia el lado que realizará el apoyo único en el suelo. A partir de este desplazamiento anterolateral, la vertical de gravedad se desplazará ligeramente hacia atrás debido a una ligera erección del tronco que se traduce por una disminución de actividad de los músculos sacroespinales. En la cinesiología dinámica el análisis de la actividad excéntrica es tan importante como la concéntrica. Durante la marcha los músculos, sobre todo, se comportan como amortiguadores, estabilizadores y frenos de los segmentos óseos, presentando actividad y sin que exista actividad de los músculos agonistas. Durante la marcha la actividad muscular se produce en períodos breves de tiempo. Al caminar cada paso que damos no está desconectado totalmente del paso precedente y del paso siguiente; por el contrario, el sujeto utiliza en cada paso la energía almacenada previamente, para volver a crear cierta cantidad, que será usada en el paso siguiente. Este concepto de la conservación-reutilización de la energía es esencial, si se desea comprender porque la marcha normal, cansa poco.

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AGRADECIMIENTOS

Quisiera agradecer a la Dra. Ma. Begoña Gavilanes Miranda, por su gran paciencia, ánimo y colaboración. A la Dra. Mercedes Carou García y al Dr. Fernando Ainz, por sus consejos. A mi marido Garikoitz y a mi hijo Iván, por su gran apoyo y comprensión.

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Análisis de la Actividad Muscular en Posición Bípeda y durante la Marcha

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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