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  • ¶ E – 27-020-A-15 Marcha P. Dedieu, C. Barthés La marcha es el principal modo de locomoción humana. Como actividad cíclica, pone en juego todo el aparato locomotor, en especial los miembros inferiores. Los numerosos estudios llevados a cabo, así como el desarrollo de los métodos de investigación, han permitido analizarla sobre todo en sus aspectos biomecánicos y fisiológicos. Así han podido definirse los parámetros espaciotemporales, fácilmente identificables. Los aspectos cinemáticos, cinéticos y neuromusculares han sido objeto de estudios que hoy permiten identificar las diversas fases del apoyo y las estructuras corporales que actúan de forma sinérgica y otorgan a la marcha normal su adaptabilidad y su cadencia. También se ha puesto énfasis en el estudio de la función del pie, que es la interfaz entre el cuerpo en movimiento y la superficie sobre la que se apoya. El pie cumple un papel fundamental en la relación entre el individuo y el medio ambiente. En calidad de estructura compuesta poliarticular, su acción mecánica se ve favorecida por la capacidad para deformarse a fin de amortiguar los golpes, adaptarse al relieve del suelo y ponerse rígido para transmitir las fuerzas que recibe. Actúa tanto en su papel mecánico de amortiguador, para favorecer la estabilidad y la transmisión de las fuerzas en un contexto de locomoción de coste energético óptimo, como en el de «transmisor de información» gracias a los numerosos sensores podales presentes, sobre todo en la bóveda plantar. Por último, la adquisición de la marcha cumple una función preponderante en el desarrollo infantil y se revela como una etapa fundamental del camino hacia la autonomía. Más allá de la capacidad de ampliar los horizontes, es la manifestación de la aptitud del sistema nervioso central para controlar los desequilibrios inducidos por la bipedestación y la locomoción bípeda. © 2011 Elsevier Masson SAS. Todos los derechos reservados. Palabras Clave: Locomoción; Bipedación; Cinemática; Cinética; EMG; Baropodometría Plan ¶ Introducción 1 ¶ Análisis descriptivo de la marcha Características espaciotemporales de la marcha Variabilidad de la marcha Ciclo de la marcha Descomposición funcional del ciclo de la marcha Dinámica de la locomoción 2 2 3 3 3 5 ¶ Variables descriptivas de la marcha Enfoque cualitativo Enfoque cuantitativo de la marcha 5 5 5 ¶ Equilibrio y estabilidad durante la marcha ¶ Descripción funcional de la marcha Tobillo Rodilla Cadera Pelvis y conjunto «cabeza-tronco-brazos» Enfoque funcional de la pelvis Podología 9 10 10 11 12 12 13 ¶ Enfoque funcional del pie en la marcha Acoplamiento interarticular Enfoque funcional del pie durante el ciclo de la marcha 14 14 14 ¶ Enfoque de la coordinación de la marcha 15 ¶ Adquisición de la marcha 16 ¶ Iniciación del paso 17 ■ Introducción La marcha es el modo de locomoción más usado por el ser humano. Indisociable de la bipedación, aparece tras la adquisición de la bipedestación y alcanza una forma madura al cabo de varios meses de experiencia. Se adapta a la naturaleza del suelo gracias a una gran flexibilidad de coordinación entre los componentes del aparato locomotor. Esta adaptabilidad depende de los potenciales de amplitud articular, aliados a los potenciales musculotendinosos de movilización de los segmentos óseos. Como actividad cíclica, su gasto energético a 1
  • E – 27-020-A-15 ¶ Marcha velocidad espontánea es óptimo por la acción sinérgica de los elementos osteoarticulares y neuromusculares del aparato locomotor. Las alteraciones de funcionamiento de los componentes locomotores (tanto funcionales como patológicas) no impiden la marcha, pues esta estructura poliarticular pone en juego algunas compensaciones. En consecuencia, se produce una marcha más o menos adaptada en función de las causas y de las compensaciones inducidas. Tales acciones compensatorias pueden provocar a su vez sensaciones dolorosas que convendrá estudiar en relación con el funcionamiento global del aparato locomotor. En este contexto, el pie desempeña un papel de interfaz entre el cuerpo en movimiento y la superficie sobre la que se apoya, transmitiendo en uno y otro sentido las presiones y los esfuerzos generados por cada componente. De su capacidad para adaptarse depende una marcha eficiente, es decir, aquélla con una relación favorable entre la eficacia y el coste energético. En calidad de actividad multifactorial, la marcha es el reflejo de una voluntad que se manifiesta por la acción conjunta de efectores movilizados por fuerzas en un contexto de superficie cambiante. Responde al proyecto de locomoción asegurando el equilibrio, manteniendo posturas adaptadas a la realidad osteoarticular y movilizando los segmentos corporales a efectos de generar movimientos. Por eso, su estudio se refiere básicamente a: • la cinemática, que describe el movimiento en términos de desplazamientos espaciotemporales; • la cinética, que estudia las fuerzas necesarias para la realización de esos movimientos; • la actividad neuromuscular, que produce las fuerzas necesarias para la movilización; • la actividad del sistema nervioso central, que inicia y controla el movimiento. ■ Análisis descriptivo de la marcha Como actividad cíclica (y conceptualmente simétrica), la marcha es el principal medio de locomoción humana. Bouisset [1] la definió como «un desplazamiento a modo de traslación de todo el cuerpo, consecutiva a movimientos de rotación articular». Tanto en sus aspectos estructurales como fisiológicos, los indicadores se basan inicialmente en la observación del comportamiento motor. Además, un enfoque basado en las diversas partes del ciclo de la marcha proporciona indicaciones funcionales relativas a esta marcha. Características espaciotemporales de la marcha Algunos indicadores de la marcha son fácilmente observables y cuantificables [2, 3]. Longitud del paso completo Es la distancia entre dos contactos sucesivos del mismo pie con el suelo. La longitud depende de los datos antropométricos de la persona en estudio y, por supuesto, de variables funcionales tales como la amplitud articular. Más que los valores absolutos, es importante determinar el valor relativo de las variables y la simetría del conjunto. La longitud del paso se expresa con el sistema métrico decimal. Longitud del medio paso Es la distancia entre la parte delantera del pie que ya está en el suelo y la trasera del que acaba de apoyarse. Al igual que la longitud del paso, el interés de esta variable reside en la simetría de la marcha. La longitud del medio paso se expresa con el sistema métrico decimal. 2 Separación de los talones También llamada anchura del paso, la separación de los talones es la distancia habitualmente medida entre los puntos centrales de cada talón. Se expresa con el sistema métrico decimal. Esta distancia, que depende de las orientaciones intersegmentarias muslo-pierna-retropié, es otro indicador de la estabilidad y la cadencia de la marcha de un individuo. Ángulo del paso Este indicador está definido por el ángulo entre la dirección del desplazamiento y el eje anatómico del pie con el centro en el segundo radio. Se expresa en grados. Este ángulo debe evaluarse con el pie apoyado en el máximo de su superficie. Conviene evitar los errores derivados de la rotación externa del pie, que varía durante la fase de apoyo. Viel et al [2] distinguen tres grupos. El primero se caracteriza por una rotación externa del pie en el contacto del talón, seguida de una rotación interna durante el apoyo y de una rotación externa en el momento del despegue del pie. El segundo grupo se caracteriza por una rotación externa del pie durante el contacto del talón, rotación que aumenta con el apoyo. En cambio, el pie se coloca en rotación interna cuando se despega del suelo. Por último, se distingue un tercer grupo en el que las rotaciones de cada miembro inferior se presentan invertidas. Frecuencia de la marcha Es el número de medios pasos efectuados durante un período determinado. Se expresa en paso/minuto. Duración del paso Este valor resulta del valor de la frecuencia de marcha. Corresponde a la duración dividida por la frecuencia de la marcha. Sin embargo, hay que tener presente que la frecuencia corresponde al número de medios pasos por 60 segundos o de pasos completos por 120 segundos. Duración del paso (s) = 120 / frecuencia (paso/min) Velocidad de la marcha Es la distancia recorrida en un tiempo dado. Se mide en metros por segundo (m/s). Puede calcularse a partir de la frecuencia de la marcha y de la longitud del paso. Al igual que para la duración del paso, conviene recordar que la frecuencia corresponde al número de medios pasos por 60 segundos o de pasos completos por 120 segundos. Velocidad de la marcha (m/s) = longitud del paso completo (m) × frecuencia (paso/min) / 120 Puede calcularse también a partir de la longitud y de la duración del paso. Velocidad de la marcha (m/s) = longitud del paso (m) / duración del paso (s) Dependiendo de la longitud del paso y de su frecuencia, la velocidad de la marcha se intensifica por aumento de la longitud del paso y/o de la frecuencia. En la práctica, el aumento de la velocidad se acomoda a un ajuste de ambos parámetros. Sekiya y Nagasaki [4] han demostrado que la relación longitud del paso/ frecuencia de la marcha se mantenía relativamente constante con el aumento de la velocidad. Normalización Al comparar estos valores entre distintas personas, es preferible aplicar un procedimiento de normalización. Se trata de dividir la medida en cuestión por una medida antropométrica como la estatura o la longitud de un segmento. Así se obtienen comparaciones de «factor de paso», es decir, de longitud del paso/longitud del miembro inferior [5]. Podología
  • Marcha ¶ E – 27-020-A-15 Contacto inicial (0-3%) – La rodilla se dispone en extensión para estabilizar el apoyo – El tobillo está en posición neutra – El pie está en ligera supinación por acción del tibial anterior: contacto con la parte posteroexterna del talón – La cadera se dispone en rotación externa Aceptación de la carga (3-10%) – La rodilla se flexiona 15° por efecto del avance de la tibia Giro del talón Apoyo medio (10-30%) – La rodilla está en extensión –La tibia avanza por encima del astrágalo, que coloca el tobillo en flexión dorsal Segundo giro – El mediopié efectúa una pronación con carga del 1.er radio – La cadera está en posición neutra Final del apoyo (30-50%) – La rodilla está en extensión – Elevación del talón Tercer giro: giro del antepié – La 1.ª cabeza metatarsiana sirve de punto de aplicación del brazo de palanca del 1.er radio – La cadera está en rotación interna Fase preoscilante (50-60%) – Flexión pasiva de la rodilla – Flexión plantar del tobillo – Flexión plantar de los dedos Fase de balanceo (60-100%) – Flexión de la rodilla; para el avance del paso se necesitan 60° de flexión – Flexión dorsal del tobillo Figura 1. Ciclo de la marcha y representación de la reacción del suelo. Variabilidad de la marcha El carácter cíclico de la marcha se acompaña de una reproducibilidad considerable de los movimientos de los segmentos corporales [6]. Las variaciones de estos datos pueden considerarse como imprecisiones. También pueden interpretarse como la adaptabilidad del sistema neuromusculoesquelético a las fuerzas externas [7, 8]. Ciclo de la marcha [9] La marcha se caracteriza por una alternación de apoyo y de balanceo de cada pie. El apoyo designa el período en el que el pie está en contacto con el suelo, mientras que el balanceo es el período en el que el miembro inferior progresa hacia delante sin tocar el suelo. El aspecto cíclico de estos movimientos permite aislar un ciclo de marcha comparable a los precedentes o a los siguientes. Durante la marcha, los movimientos se desarrollan en los tres planos del espacio. Sin embargo, la mayoría de ellos se produce en el plano sagital, que sirve especialmente de referencia para determinar las distintas fases del ciclo de la marcha. El ciclo de la marcha comienza en el momento en que un pie entra en contacto con el suelo y termina con el contacto siguiente del mismo pie. Se divide en dos períodos: un período de apoyo y otro de balanceo. Una lectura funcional del ciclo de la marcha permite subdividir ambos períodos en varias fases. En el plano macroscópico, el apoyo se subdivide en tres partes principales. Dos de ellas se caracterizan por el apoyo de los dos pies en el suelo (o doble apoyo). Están separadas por una parte en la que un solo pie se encuentra en apoyo (o apoyo sencillo). Cada miembro inferior se encuentra en suspensión y en apoyo de forma sucesiva, en el último caso solo o al mismo tiempo que el otro pie. Las fases de doble apoyo son un rasgo fundamental de la marcha y permiten distinguirla de la carrera. Las fases de apoyo unipodal y de balanceo suelen llamarse Podología también fases de sostén y de transporte. Esta terminología otorga mayor precisión a las funciones respectivas de estas fases. El miembro en apoyo permite la estabilidad del cuerpo, mientras que el miembro en oscilación facilita el avance del segmento. Para cada miembro inferior, las fases de apoyo y de balanceo están separadas por el instante en que el pie se despega del suelo (toe off). Se considera como duración relativa habitual de la fase de apoyo el 60% de la duración total del ciclo de la marcha. Esta duración varía en función de la velocidad de la marcha. Es interesante señalar que cuanto más aumenta la velocidad de la marcha, más disminuye el tiempo de doble apoyo. Por el contrario, cuanto más se reduce la velocidad de la marcha, más se prolonga el tiempo de doble apoyo. Así, la velocidad de desplazamiento está vinculada a la velocidad de traslado del apoyo de un lado al otro [10]. Descomposición funcional del ciclo de la marcha La descomposición del ciclo de la marcha en función del nexo entre el pie y el suelo (apoyo y balanceo = falta de apoyo) no informa acerca de los objetivos funcionales en cada instante del paso (Fig. 1) (Cuadro I). No tiene en cuenta, sobre todo, las adaptaciones vinculadas a las consecuencias del movimiento en sí (en especial, posturales) y a la naturaleza del suelo. Por eso, para poder aprovechar la descripción del ciclo de marcha en todos los casos, sobre todo en un contexto clínico, se ha propuesto una descomposición del ciclo de la marcha en tres fases (y ocho subfases). Esto se apoya en una descripción funcional, de modo que la participación de los diversos músculos y articulaciones puede evaluarse en función de las necesidades expresadas en cada una de las fases. Las ocho subfases describen tres tareas principales: la carga, el apoyo unipodal y la progresión del segmento. 3
  • E – 27-020-A-15 ¶ Marcha Cuadro I. Algunas indicaciones para identificar fácilmente las fases del ciclo de la marcha mediante la observación. Fase Referencia Hecho notable 0-2% Contacto inicial 2-10% Respuesta al apoyo al 10% = Despegue del pie opuesto 10-30% Apoyo medio al 30% = Elevación del talón 30-50% Final del apoyo al 50% = Contacto del pie opuesto 50-60% Fase preoscilante (comienzo de la flexión de la rodilla, apoyo exclusivo del antepié) al 60% = Despegue del pie 60-73% Comienzo de la fase de balanceo (la cadera y la rodilla se flexionan para adelantar el paso sin enganchar el pie) al 73% = Ambos pies tienen ± la misma alineación en el plano sagital 73-87% Mitad de la fase de balanceo (pasiva) (poca actividad muscular, el momento cinético permite el avance: efecto pendular) al 87% = La tibia de la pierna oscilante es vertical 87-100% Final de la fase de balanceo, preparación del miembro inferior para el contacto siguiente Figura 2. Contacto inicial. Figura 3. Elevación del talón. Carga En este período, el miembro inferior que toca el suelo debe absorber el golpe y «aceptar» el traslado del peso del cuerpo del otro segmento que estaba apoyado. La estabilidad del apoyo es esencial para permitir este doble objetivo, pero también para facilitar la progresión. El primer suceso es el contacto inicial del pie. Se produce cuando el otro pie se prepara para despegarse del suelo. Es el primer apoyo doble. Este período de contacto inicial dura alrededor del 3% del ciclo de la marcha. En el caso de la marcha normal, se lleva a cabo por la parte externa del talón (Fig. 2). De inmediato le sigue la fase de carga, cuya función esencial es absorber el golpe resultante del contacto inicial, estabilizar el miembro inferior y aceptar el traslado del peso del pie que va a despegarse del suelo. Este período finaliza cuando todo el peso del cuerpo ha sido trasladado y el pie opuesto se despega del suelo. Dura alrededor del 7% del ciclo de la marcha. Apoyo unipodal Cuando el otro miembro inferior avanza hacia delante, el miembro en apoyo sostiene todo el cuerpo. El período de apoyo unipodal se divide en fase de apoyo medio y fase de final del apoyo. En el apoyo medio (el 10-30% del ciclo de la marcha), la mayor superficie del pie apoya en el suelo para mantener estables los segmentos corporales y el tronco. Cuando el talón empieza a elevarse del suelo (el 30% del ciclo) (Fig. 3), se inicia la fase de final del apoyo. De forma progresiva, el peso del cuerpo se traslada al antepié. Cuando el pie en suspensión entra en contacto con el suelo, empieza el segundo apoyo doble y el período de progresión del segmento (Fig. 4). 4 Figura 4. Comienzo del doble apoyo. Progresión del segmento Durante este período, el miembro inferior que estaba en el suelo se aligera de forma progresiva por el traslado del peso del cuerpo hacia el otro pie. Se despega del suelo, progresa hacia delante y se prepara para el contacto que ha de marcar el comienzo del ciclo siguiente de la marcha. El período preoscilante comienza a alrededor del 50-60% del ciclo. El miembro inferior se aligera por el traslado del peso del cuerpo hacia el otro segmento, antes de despegarse del suelo. Empieza entonces la fase de balanceo. El miembro inferior progresa hacia delante. Esta fase se subdivide en tres períodos. El comienzo de la fase de balanceo dura alrededor del 13% del ciclo de la marcha. La flexión de la rodilla y la flexión dorsal del tobillo permiten el avance del paso, es decir, la progresión hacia delante sin enganchar el pie en el suelo. En el medio de la fase de balanceo (el 73-87% del ciclo de Podología
  • Marcha ¶ E – 27-020-A-15 la marcha), el miembro inferior sigue avanzando hacia delante. Este período finaliza con la pierna en posición vertical. El último período (final de la fase de balanceo) arranca en el 87% y termina al final del ciclo de la marcha. Corresponde a la preparación del miembro inferior para entrar en contacto con el suelo. Considerando la acción combinada de los miembros inferiores, la marcha puede entenderse como una sucesión de traslados del peso del cuerpo de uno a otro lado, entrecortados por apoyos unipodales. Dinámica de la locomoción Durante la marcha, el movimiento es posibilitado por la acción de las fuerzas musculares, pero también por la acción de las fuerzas inducidas por la reacción del suelo cuando el pie se encuentra en apoyo. Al respecto, en cada instante del desarrollo del paso, la persona ejerce una fuerza dirigida en los tres planos que, entre otras razones, es proporcional a su masa y su velocidad de desplazamiento. Conforme a la tercera ley de Newton, induce una fuerza de reacción del suelo aplicada al centro de presión, de igual dirección pero de sentido contrario. Es recogida por una plataforma de fuerza que descompone su dirección e intensidad en los tres planos. Las fuerzas generadas por la actividad muscular y por la reacción del suelo actúan de forma sinérgica sobre la movilización de las articulaciones. Crean un momento de fuerza que es el producto de esta fuerza por la distancia que separa su punto de aplicación del centro de rotación articular. Estos momentos se denominan internos cuando son provocados por fuerzas musculares y externos cuando son provocados por las fuerzas de reacción del suelo o por la gravedad. La contracción muscular puede ser de tres tipos. Cuando permite aproximar los dos segmentos en los que está insertado, el músculo efectúa una contracción concéntrica y su longitud disminuye. Cuando, por efecto de fuerzas externas, la contracción muscular tiende a frenar la separación de los dos segmentos en los que se inserta, el músculo efectúa una contracción excéntrica y su longitud aumenta a pesar de la contracción. Por último, cuando por efecto de fuerzas externas la contracción mantiene a la misma distancia los dos segmentos en los que se inserta, el músculo efectúa una contracción isométrica y su longitud no varía a pesar de la contracción [11]. Las fuerzas que se ejercen sobre las articulaciones producen momentos (producto de la fuerza por la distancia que separa su punto de aplicación del centro de rotación articular). En la articulación se produce un movimiento de rotación alrededor del eje articular, a una velocidad angular determinada. La potencia expresa entonces el producto del momento por la velocidad angular. Cuando la contracción muscular es concéntrica, el movimiento articular se produce en el sentido de la contracción. Se habla entonces de potencia suministrada o positiva. Cuando, al contrario, la contracción muscular es excéntrica, el movimiento de la articulación no sigue el sentido de la contracción. Aquí se habla de potencia absorbida o negativa. Así, la acción sinérgica de los diversos grupos musculares permite «controlar» los efectos de la fuerza de reacción y facilita la cadencia de la marcha. ■ Variables descriptivas de la marcha Como cualquier movimiento corporal, la marcha puede describirse desde distintos puntos de vista. El más usual (pero también el más subjetivo) es el enfoque cualitativo, mientras que un enfoque cuantitativo Podología “ Punto fundamental Prerrequisitos de la marcha normal, tal como fueron definidos por Gage [12] , y que con frecuencia faltan en el caso de la marcha patológica [13]: • estabilidad durante el apoyo • libertad del progreso del paso durante la fase de balanceo • preposicionamiento correcto del pie antes del contacto inicial • longitud del paso adaptada • consumo energético mínimo (objetivo) permite caracterizar la marcha mediante variables comparables entre una y otra persona o entre una y otra exploración. Enfoque cualitativo Basado en la observación, el enfoque cualitativo apunta a evaluar la postura y el equilibrio global del paciente mientras camina. En una primera etapa se presta atención al tronco, después a la estabilidad del miembro inferior en apoyo y, por último, al miembro oscilante. Knudson y Morisson [14] proponen observar y evaluar elementos típicos de la marcha: escaso balanceo corporal, actividad de los brazos, escasas oscilaciones verticales, flexibilidad, estabilidad del apoyo y calidad de la propulsión. Este enfoque, fácilmente realizable y sin necesidad de medios materiales de evaluación, aunque dependiente de la costumbre y la experiencia, permite caracterizar a una persona valorando la marcha en términos de finalidad y expresión. Debe prestarse una atención especial a los movimientos de la pelvis. Muy variables entre las personas, le imprimen características muy específicas a la marcha de cada uno [15, 16]. Enfoque cuantitativo de la marcha Además de los parámetros espaciotemporales, la marcha puede caracterizarse por parámetros (bio)mecánicos, fisiológicos o funcionales. Caracterización (bio)mecánica de la marcha La caracterización (bio)mecánica de la marcha consiste en el estudio de las fuerzas internas y externas que actúan sobre los segmentos corporales y de los efectos (movimientos) que estas fuerzas generan. Se trata del enfoque combinado del movimiento humano a través de las aportaciones de la mecánica y de las ciencias en el ser vivo. Cinemática [9] La cinemática (etimología: kinema = movimiento) es el estudio de las variables que describen o cuantifican el movimiento en términos de desplazamiento, velocidad o aceleración, con abstracción de las causas que lo provocan [17]. Por lo general, la marcha se caracteriza por los desplazamientos articulares del tobillo, la rodilla y la cadera. Se los representa en una curva en la que la abscisa está representada por el ciclo de marcha normalizada (un ciclo = 100%) y la ordenada por la amplitud articular del movimiento. El valor de 0° corresponde a la posición de referencia de la articulación en estudio. Tobillo. Plano sagital (Fig. 5): tras un ligero movimiento de flexión plantar durante el contacto inicial y 5
  • E – 27-020-A-15 ¶ Marcha 40 Cinématique de la hanche Cinemática del tobillo 20 10 0 –10 30 20 10 0 –10 –20 –20 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 Ciclo de la marcha 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Cycle de marche Figura 5. Cinemática del tobillo. Figura 7. Cinemática de la cadera. neutra al final del apoyo. Desde el principio de la fase de balanceo, la cadera efectúa un movimiento de aducción. Plano horizontal: los movimientos de la cadera en el plano horizontal deben distinguirse de los movimientos de la pelvis. En el contacto inicial, la cadera está en posición neutra. Efectúa un movimiento de rotación interna durante la carga, para luego tender durante todo el apoyo hacia la rotación externa, con un grado máximo cuando el pie se despega del suelo. 60 Cinemática de la rodilla 10 40 20 Cinética 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Ciclo de la marcha Figura 6. Cinemática de la rodilla. la carga, el tobillo despliega un movimiento de flexión dorsal hasta el final del apoyo (el 50% del ciclo). Puesto que toda la superficie del pie está en contacto con el suelo, este movimiento se cumple por el avance de la tibia. Durante la fase preoscilante, el tobillo desarrolla un rápido movimiento de flexión plantar que alcanza su máximo cuando el pie se despega del suelo. Durante la fase de balanceo, el tobillo recupera la posición neutra. Los movimientos en el plano frontal y en el plano horizontal son de baja amplitud y a menudo están sujetos a errores debido a la dificultad para cuantificarlos. En realidad, no afectan al tobillo sino básicamente a la articulación subastragalina. Rodilla. Plano sagital (Fig. 6): la curva de la cinemática de la rodilla en el plano sagital tiene una forma de doble giba que representa dos períodos de flexión. El primer período de flexión corresponde a la carga y tiene una amplitud de unos 15°. Durante el apoyo unipodal, la rodilla tiende hacia la extensión. El segundo período de flexión comienza al final del apoyo hasta alcanzar su máximo en el medio del período de balanceo, en el que la rodilla tiende de nuevo hacia la extensión, la cual es casi completa durante el contacto inicial. Cadera. Plano sagital (Fig. 7): en el contacto inicial, la cadera está flexionada. A lo largo del apoyo, efectúa un movimiento de extensión que alcanza su máximo al principio de la fase preoscilante. Cuando el pie se despega del suelo, adopta una posición neutra, básicamente por el avance del muslo debido a la flexión de la rodilla. Alcanza su máximo de flexión en el medio de la fase de balanceo. Plano frontal: durante el contacto inicial y la carga, la cadera se dispone en aducción. Empieza entonces un movimiento de abducción para alcanzar la posición 6 La cinética (etimología: kinetikos = móvil) es el estudio de las fuerzas que generan el movimiento. Estas fuerzas pueden ser musculares. Movilizan las palancas óseas y entonces generan momentos internos alrededor de las articulaciones. También pueden ser el resultado de la oposición contra la gravedad, que crea fuerzas de reacción del suelo y fuerzas inerciales debidas al movimiento. Estas fuerzas, externas, actúan también sobre los brazos de palanca óseos y generan momentos articulares externos. Conviene recordar que un momento de fuerza genera un movimiento de rotación alrededor de un eje y que es el producto de la fuerza perpendicular a la palanca por la distancia entre el punto de aplicación y el eje. Así, en el caso del cuerpo humano, las fuerzas pueden ser «cargas» como el peso del cuerpo o del segmento (es decir, masa multiplicada por la gravedad), las fuerzas de reacción del suelo o las fuerzas de inercia, mientras que las fuerzas musculares producen los «esfuerzos» que contrarrestan dichas «cargas» [18]. El estudio de las fuerzas es indisociable del de las palancas. Una palanca es un sistema simple que permite aprovechar al máximo las fuerzas a fin de movilizar los segmentos óseos alrededor de un eje de rotación. El principio subyacente de la palanca es producir una ventaja mecánica entre la carga que se va a desplazar o el movimiento que va a producirse y el esfuerzo necesario a tal efecto. Las palancas se clasifican en tres categorías: • la palanca «interapoyo», en la que el punto de aplicación del esfuerzo y el punto de aplicación de la carga están a uno y otro lado del eje de rotación (o de la articulación) (por ejemplo, la pelvis en el plano frontal durante el apoyo unipodal); • la palanca «interresistente», en la que el punto de aplicación de la carga se ubica entre el eje de rotación y el punto de aplicación del esfuerzo (por ejemplo, el pie en el período preoscilante); • la palanca «interesfuerzo», en la que el punto de aplicación del esfuerzo se sitúa entre el eje de rotación y el punto de aplicación de la carga (por ejemplo, la flexión del antebrazo). Podología
  • Marcha ¶ E – 27-020-A-15 10 100 80 60 40 Lateral 120 5 0 Medial Porcentaje del peso del cuerpo Porcentaje del peso del cuerpo 140 –5 20 –10 0 0 0 10 20 40 30 50 60 70 80 90 100 Fase de apoyo 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Fase de apoyo Figura 10. Fuerzas mediolaterales. Figura 8. Fuerzas verticales. En el plano frontal (Fig. 10), el componente mediolateral de la fuerza de reacción del suelo se dirige hacia el eje medial del cuerpo durante el contacto inicial y la carga, y luego lateralmente hasta el despegue del pie. La intensidad de la fuerza es relativamente débil y representa menos del 10% del peso del cuerpo. Adelante 10 Centro de gravedad. Centro de masa. Centro de presión 0 Atrás Porcentaje del peso del cuerpo 20 –10 –20 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Fase de apoyo Figura 9. Fuerzas anteroposteriores. En el caso de la locomoción (y de la marcha en especial), es importante recordar que la fuerza de reacción del suelo genera momentos externos que producen movimientos que serán controlados o contrarrestados por esfuerzos musculares. La fuerza de reacción del suelo es registrada por una plataforma de fuerza cuando el pie se encuentra en apoyo y se descompone en los tres planos. Cabe señalar que las diferencias entre las fuerzas medidas en el laboratorio y las medidas con sistemas durante la locomoción son comparables [19]. En el plano sagital, la representación característica del componente vertical de la fuerza de reacción del suelo es bimodal o tipo «doble giba» (Fig. 8). Durante la carga, la fuerza aumenta muy rápido y su intensidad alcanza el 120% del peso del cuerpo. Sin embargo, se observa una meseta breve, característica del amortiguamiento por parte de la almohadilla del talón. La intensidad de la fuerza disminuye a continuación durante el apoyo unipodal. Su valor es inferior al 100% del peso corporal, entre otras razones por el «aligeramiento» debido a la fuerza cinética producida por el miembro oscilante. Durante el impulso, la intensidad de la fuerza alcanza de nuevo un valor cercano al 120% del peso del cuerpo, debido al peso corporal y a los esfuerzos necesarios para la propulsión. El componente anteroposterior (Fig. 9) de la fuerza de reacción del suelo se dirige primero hacia atrás (fuerza de freno) hasta el principio de la fase de apoyo medio, donde de forma progresiva invierte su orientación para dirigirse hacia delante tras la elevación del talón y hasta el despegue del pie. Podología Estos tres términos y lo que definen suelen confundirse. La cinética, como se ha visto antes, mide las fuerzas que crean el movimiento. Entre éstas, las fuerzas externas dependen del peso del cuerpo que induce una reacción del suelo según la tercera ley de Newton. Por supuesto, todo el cuerpo está sometido a la acción de la gravedad y la fuerza gravitatoria se ejerce sobre todos sus componentes. El centro de gravedad es el punto resultante del conjunto de las fuerzas de gravitación que actúan sobre el cuerpo en su conjunto; también se puede describir como el punto donde se aplica el peso total del cuerpo. Es el resultado del producto de la masa del cuerpo por la constante gravitatoria. La propia masa total es la suma de la masa de cada componente del cuerpo. El centro de masa es el punto medio (o baricentro) del conjunto de los «puntos» del cuerpo que poseen una masa. El centro de gravedad y el centro de masa son puntos conceptuales que no tienen entidad propia. Representan la distribución del peso o de la masa del cuerpo. El cuerpo es un conjunto compuesto, no uniforme, que puede adoptar diversas posturas. Por esto, el centro de gravedad se desplaza de forma constante y, en función de los movimientos realizados, puede situarse tanto dentro del cuerpo como fuera de éste (es lo que ocurre, por ejemplo, durante el salto de altura). Su proyección al suelo (línea de gravedad), dentro o fuera de la base de apoyo, determina la estabilidad o la inestabilidad de una persona. En el apoyo unipodal, cuando el miembro oscilante avanza, la proyección del centro de gravedad «sale» de la superficie de la base de apoyo determinada por el pie en el suelo. El tiempo de inestabilidad finaliza al iniciarse el apoyo doble, cuando la proyección del centro de gravedad se encuentra dentro de la superficie determinada entonces por los dos apoyos en el suelo. La capacidad de controlar estas sucesiones de inestabilidad es un criterio de cadencia de marcha, sobre todo en el niño de corta edad, la persona de edad avanzada o la persona enferma. La determinación del centro de gravedad en un instante determinado se efectúa con ayuda del principio de los momentos de fuerza alrededor de distintos ejes. Existen cuadros que señalan segmento por segmento su posición, fijada en términos de porcentaje de la longitud [20]. 7
  • E – 27-020-A-15 ¶ Marcha Modos de contracción muscular Figura 11. Registro baropodométrico «estático». El centro de presión corresponde al punto de aplicación de la fuerza de reacción del suelo. Puede situarse en la superficie plantar durante el apoyo unipodal o por fuera de las superficies de contacto durante el doble apoyo. Baropodometría . Durante la marcha, el apoyo sobre el suelo provoca en la superficie plantar del pie presiones correspondientes a la distribución de las fuerzas en toda la superficie efectiva de apoyo. Es útil recordar que Marey [21], en sus trabajos exploratorios de la locomoción, había ideado un sistema de estudio de las presiones plantares. Aunque las medidas baropodométricas «estáticas» ofrecen pocos datos sobre la locomoción (Fig. 11), los análisis del desarrollo del apoyo en el suelo (análisis «dinámicos») y el desarrollo de los sistemas iniciados permiten seguir la trayectoria del desarrollo del apoyo a través de la evolución del trazado de la presión media. Permiten considerar el efecto real del calzado en el desarrollo del apoyo y también una prevención eficaz de las lesiones debidas a presiones excesivas, en especial cutáneas [22, 23]. Así mismo, esta exploración (fácil de llevar a cabo) permite estudiar el pie durante la marcha de una manera más funcional e instaurar tratamientos más específicos [24]. Por ejemplo, el análisis baropodométrico se ha revelado como un método fiable para la detección y el seguimiento clínico de los pacientes afectados por la enfermedad de Parkinson [25]. Más allá de las informaciones sobre los efectos localizados de la marcha sobre las presiones plantares, el estudio baropodométrico en la persona válida permite analizar de forma más detallada la participación de cada miembro en el amortiguamiento, la estabilidad y la propulsión, así como sus posibles asimetrías [26]. Caracterización fisiológica de la marcha La marcha normal necesita una actividad muscular bien específica que contribuya a contrarrestar la gravedad, a estabilizar el apoyo o a producir el movimiento. Asimismo, dado que la reacción del suelo induce momentos de fuerzas en diversas articulaciones, la actividad muscular ayuda a controlar los movimientos generados por fuerzas externas. Esta actividad se expresa mediante diversos modos de contracción en función de las circunstancias, para lo cual necesita recursos energéticos adecuados. Medir la actividad eléctrica muscular permite interpretar de forma global la acción sinérgica necesaria para una marcha lo más eficiente posible, es decir, aquélla cuya relación gasto energético/ rendimiento motor sea la más apropiada. 8 La actividad muscular se expresa mediante tres modos de contracción (isométrica, concéntrica, excéntrica). Es útil recordar que el término contracción no implica necesariamente una modificación de la longitud del músculo, sino una actividad muscular. Una contracción isométrica no produce desplazamiento. Al contrario, contribuye a inmovilizar o a estabilizar una articulación. La tensión que genera es igual a las fuerzas externas que actúan sobre los segmentos corporales en cuestión. A pesar de la falta de desplazamientos, los tendones están sometidos a tensiones considerables. La fuerza máxima producida por este tipo de contracción y la energía necesaria son intermedias entre lo que concierne a las contracciones concéntricas y excéntricas. Los músculos estabilizadores o antigravitatorios trabajan en modalidad isométrica con el fin de mantener los segmentos óseos en buena posición. Cuando la contracción muscular promueve una aproximación de las inserciones musculares (contracción concéntrica), la fuerza producida es superior a las fuerzas externas y tiende a acelerar el desplazamiento. La fuerza máxima producida por este tipo de contracción es inferior a la producida en modalidad isométrica. En cambio, los movimientos son más rápidos. El coste energético es muy elevado. En la fase de propulsión, los flexores plantares del tobillo actúan de forma concéntrica. Por último, cuando las inserciones musculares se distancian a pesar de la contracción muscular (contracción excéntrica), la fuerza producida es inferior a las fuerzas externas y contribuye en términos de resistencia. En una contracción excéntrica, la fuerza producida es muy elevada (y superior a la producida en modalidad isométrica o concéntrica). En cambio, el coste energético es bajo [27]. En la fase de carga, los flexores dorsales del tobillo trabajan en modo excéntrico. Durante la marcha, gran parte de la actividad muscular es excéntrica. Sin embargo, el modo de contracción de un músculo dado es siempre igual. A menudo, una contracción excéntrica precede a una contracción concéntrica, que se beneficia de la energía acumulada por el estiramiento previo. Durante la marcha, por ejemplo, los músculos flexores plantares del tobillo producen contracciones excéntricas durante las fases de apoyo medio y final del apoyo, antes de contraerse de modo concéntrico en la fase preoscilante. En muchas situaciones motoras, la potencia muscular predomina sobre la fuerza suministrada. Es el producto de la fuerza por la velocidad del desplazamiento. Así, durante una contracción isométrica, la potencia es nula. En la marcha, la potencia es positiva cuando se genera energía (por tanto, movimiento). El modo de contracción muscular es concéntrico. Al contrario, la potencia es negativa cuando se absorbe energía (el movimiento se frena). El modo de contracción es excéntrico. El análisis combinado de la cinemática, la cinética y la actividad muscular permite determinar la modalidad de la contracción muscular. Actividad muscular durante la marcha Durante la locomoción, la función de los músculos es triple. Deben frenar (o controlar), estabilizar o acelerar el desplazamiento de los segmentos corporales. En los músculos biarticulares, estas acciones son moduladas por la posición de los segmentos implicados. Durante el apoyo unipodal, por ejemplo, la posición del tronco influye sobre la tensión ejercida sobre la rodilla por los isquiotibiales. Estas acciones musculares no son aisladas. Son coordinadas en su período y su intensidad de activación para crear un patrón de activación muscular. El electromiograma (EMG) dinámico permite determinar los períodos de activación de los músculos, pero Podología
  • Marcha ¶ E – 27-020-A-15 Glúteo medio Bíceps femoral Tensor de la fascia lata Semimembranoso Recto femoral Vasto lateral Peroneo largo Peroneo corto Gastrocnemios Sóleo Tibial anterior 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Ciclo de la marcha Figura 12. Actividad muscular durante la marcha. no la intensidad de la fuerza producida. La actividad eléctrica muscular se estudia mediante la implantación de agujas en el músculo o, con más frecuencia hoy y de forma no invasiva, con electrodos de superficie. Estos sensores registran la actividad de las motoneuronas a y se colocan enfrente de las zonas de menor diafonía con el fin de limitar los ruidos parásitos. En este sentido, debido a la baja intensidad de las señales estudiadas, hay que tener cuidado con no recoger la actividad eléctrica de un músculo vecino ni alterar la calidad del registro, por ejemplo, a raíz de artefactos cutáneos. Para minimizar estas dificultades, el proyecto europeo SENIAM (Surface ElectroMyoGraphy for the NonInvasive Assessment of Muscles) propone emplear sensores cuya localización y tamaño sean los adecuados para una recogida óptima de los datos. Normalizada en función del ciclo de marcha, la actividad de cada músculo puede relacionarse con los datos cinemáticos y cinéticos. Esta actividad produce un trabajo (W, expresado en julios) que corresponde a la modalidad de contracción. Es el producto de la fuerza expresada por el desplazamiento de su punto de aplicación. Es positivo cuando se desplaza en el mismo sentido que la fuerza y negativo cuando lo hace en sentido opuesto. Dicho de otro modo, en una contracción de tipo concéntrico el trabajo es positivo, en una contracción de tipo excéntrico el trabajo es negativo y en una contracción de tipo isométrico el trabajo es nulo. La potencia (P, expresada en vatios) describe la cantidad de trabajo suministrada en función del tiempo. Si es positiva, produce movimiento. Si es negativa (o absorbida), frena el movimiento [28]. El estudio del patrón de activación muscular de la marcha normal (Fig. 12) permite demostrar la actividad muscular en su conjunto y, en especial, detectar las anomalías temporales de contracción: anticipada, prolongada, permanente, ausente o invertida. Aspectos energéticos La actividad muscular es necesaria para movilizar los segmentos corporales implicados en la marcha, pero también para luchar contra fuerzas de resistencia, en especial vinculadas a la gravedad. Para que esta actividad sea posible, debe existir un aporte de energía. Sin embargo, como se dijo antes, no es la única causa del movimiento en el caso de la marcha. Participan varias formas de energía. La energía metabólica se obtiene a partir de la alimentación a través de los procesos metabólicos. La energía mecánica reviste varias formas. Es una medida de la capacidad para efectuar un trabajo. Se presenta en forma de energía potencial gravitatoria, que es la capacidad de un cuerpo para efectuar un trabajo en función de su posición en el campo gravitatorio. La energía asociada al movimiento es la energía cinética. Representa la capacidad de un cuerpo para suministrar un trabajo destinado a producir un desplazamiento. Depende de la masa y la velocidad, y puede Podología ser lineal o angular. Para que el cuerpo se detenga, la energía debe disiparse. Por ejemplo, para detener la marcha, la actividad muscular frena los segmentos corporales de manera progresiva hasta la parada completa. El aumento o la disminución de la velocidad de desplazamiento, es decir, de la energía cinética, necesita un gasto de energía química. Este gasto es mayor cuando la masa del cuerpo es más grande. Por último, la energía elástica representa la capacidad de un cuerpo para recuperar su forma inicial tras haber sufrido una modificación de su forma inicial. Así, la energía necesaria para la marcha es de origen metabólico (químico) o mecánico y puede almacenarse. El resultado de los procesos metabólicos es la adenosina trifosfato (ATP). Se almacena en una cantidad que puede agotarse rápidamente pero es suficiente para iniciar el movimiento; es producida por diversas vías metabólicas (aeróbica, anaeróbica aláctica y anaeróbica láctica) en función de la tipología del músculo y del esfuerzo que deba suministrarse. La ley de la conservación de la energía indica que la suma de las energías implicadas en el movimiento es constante. Por lo tanto, sólo pueden pasar de una forma a otra. Por ejemplo, la energía química se transforma en el músculo en energía mecánica. En este caso, la transformación se acompaña de una producción de calor. Hay distintas maneras de evaluar el coste energético de la marcha. El índice de gasto energético (IGE) es un indicador simple de fácil obtención. Representa la relación entre la frecuencia cardíaca media a los 5 minutos de una marcha a velocidad espontánea sobre la velocidad de marcha [29]. La determinación del coste energético (expresado en J/kg/m) es más difícil. Representa el consumo de oxígeno por unidad de masa corporal en función de la velocidad del desplazamiento. El coste ventilatorio representa la cantidad de aire espirado por unidad de masa corporal en función de la velocidad del desplazamiento. Por último, el coste cardíaco representa el número de pulsaciones en función de la velocidad del desplazamiento [30]. La aplicación de estos indicadores en numerosos estudios relativos a la marcha ha permitido determinar que la velocidad espontánea es la menos costosa en energía para cada persona [31]. Una curva característica en U indica claramente que el coste metabólico de la marcha es mucho más elevado a velocidades infra o supraespontáneas. El coste energético de la marcha también se ve afectado por la flexibilidad y la amplitud articular [32]. Este hecho se explica, sobre todo, por la disminución de energía elástica potencial debido a la rigidez y a los esfuerzos necesarios para movilizar las articulaciones. Se ve claramente que el coste energético de la marcha depende de numerosos factores. La velocidad de desplazamiento, la frecuencia, la longitud de los pasos o la distancia tienen una influencia real [33]. La optimización energética de la marcha depende de la interacción de estos parámetros, que cooperan de forma dinámica en el desarrollo de la marcha. En el caso de las marchas patológicas, la determinación del índice de gasto energético o de coste energético facilita un seguimiento global, con independencia de los factores subyacentes al desarrollo de la marcha. ■ Equilibrio y estabilidad durante la marcha Además del desplazamiento en sí mismo, uno de los retos de la marcha es el mantenimiento del equilibrio por razones evidentes de seguridad, pero también por razones energéticas [34]. La localización de dos tercios de la masa corporal en los dos tercios superiores del cuerpo permite comparar el cuerpo humano con un péndulo invertido, que es un factor intrínseco de inestabilidad. 9
  • E – 27-020-A-15 ¶ Marcha Esta inestabilidad se encuentra condicionada por la proyección del centro de gravedad dentro de la base de sustentación en posición estática o cerca de ésta durante el movimiento. Tal como se presenta, la distribución de las masas del cuerpo hace que su estabilidad sea muy sensible a los movimientos de la parte superior del cuerpo. En posición erguida, el control permanente del sistema neuromusculoesquelético mantiene la proyección del centro de gravedad dentro del polígono de sustentación y facilita la estabilidad. En el plano sagital, en especial, se han descrito dos estrategias bien conocidas: la estrategia del tobillo y la estrategia de la cadera [35]. Los movimientos de flexión plantar y dorsal del tobillo influyen habitualmente sobre el control del péndulo invertido. Sin embargo, cuando las perturbaciones posturales son demasiado intensas o cuando los músculos del tobillo no pueden actuar con eficacia, la estrategia de la cadera contribuye a estabilizar el cuerpo mediante una flexión con el fin de desplazar la proyección del centro de gravedad hacia atrás o mediante una extensión con el objeto de desplazar la proyección del centro de gravedad hacia delante [36]. En su conjunto, los músculos del tobillo (flexores y extensores) participan en la estabilidad en el plano sagital, mientras que los músculos de la cadera (abductores y aductores) lo hacen en el plano frontal. Durante la marcha, las estrategias de equilibrio son distintas, sobre todo debido a la participación del tobillo en la locomoción. En el aspecto postural, es decir, de la organización de los segmentos corporales con relación al vector gravitatorio, la marcha puede interpretarse como un desequilibrio contenido. Desde el comienzo del paso, el centro de gravedad se proyecta hacia delante, lo que provoca una inestabilidad anterior que inicia la marcha. Por el contrario, durante la parada, el centro de gravedad se desplaza hacia atrás, dentro de la superficie de apoyo [37]. Durante la marcha propiamente dicha, la proyección del centro de gravedad al suelo evoluciona hacia delante según un trazado sinusoidal que bordea en cada paso la cara medial del talón del pie apoyado. La estabilidad dinámica de la marcha se obtiene así por la alternación del apoyo y la disminución de la anchura del paso. El doble apoyo, en el caso de la marcha normal, no puede considerarse como un período de reestabilización. En este sentido, el traslado del peso se efectúa sobre la superficie limitada de un talón cuando el otro se despega del suelo. El conjunto cabeza-tronco-brazos (CTB), unidad funcional «pasajera» según la definió Perry [9], se articula con la unidad funcional «locomotora» a través de las caderas. Debido a su masa y su inercia, experimenta aceleraciones horizontales. La actividad muscular en la pelvis y la columna vertebral controla de forma activa este conjunto, sobre todo en sentido anteroposterior. Esta atenuación va escalonándose de manera progresiva. La aceleración horizontal de la cabeza es un 30% menor que la de la pelvis [38]. La acción de la cintura escapular y el balanceo de los brazos participan en la estabilización del conjunto CTB. En el traslado de peso durante el doble apoyo, el movimiento de rotación de la pelvis crea en el plano horizontal un momento angular contrabalanceado por un movimiento de rotación opuesto de la cintura escapular. El movimiento de balanceo alternado de los miembros superiores es contrario al movimiento alternado de los miembros inferiores. Cuando una cadera está en flexión, el hombro del mismo lado está en extensión [39, 40]. Los movimientos pendulares de los brazos, controlados por la actividad muscular alrededor del hombro y del codo [41], neutralizan los efectos de los momentos angulares creados por los miembros inferiores alrededor del eje horizontal [42, 43]. Así, por efecto inercial, el balanceo de los brazos contribuye a la 10 estabilidad de la marcha [44] con el fin de estabilizar la cabeza y la recogida de información visual [45]. Por esta acción de los brazos, el momento angular del cuerpo está reducido y lo esencial de la energía cinética contribuye al desplazamiento rectilíneo. Básicamente estabilizadora en el plano frontal, la función de los brazos es menor en el sentido vertical. ■ Descripción funcional de la marcha Primero se ha de estudiar la marcha a través de cada una de las articulaciones del miembro inferior, poniendo en perspectiva para cada una de las fases del ciclo de la marcha el análisis cinemático, cinético y muscular [9, 46] (Fig. 1). Tobillo En el contacto inicial (el 0-3% del ciclo de la marcha), el tobillo está en posición neutra. El contacto del talón se inicia con la parte externa por acción del tibial anterior. El vector de la fuerza de reacción (VFR) del suelo pasa por detrás de la articulación del tobillo, generando un momento de fuerza externa de flexión plantar. Los músculos tibial anterior, extensor largo del dedo gordo y extensor largo de los dedos del pie están activos. Estos músculos, flexores dorsales del tobillo, frenan la inclinación del pie hacia el suelo facilitada por el momento externo. Los músculos flexores plantares no están activos. Durante la respuesta a la carga (el 3-10% del ciclo de la marcha), en un período muy breve, el 60% del peso del cuerpo se traslada hacia el pie que acaba de entrar en contacto con el suelo [9] . El tobillo efectúa un movimiento de flexión plantar de unos 10° por efecto del VFR controlado por los músculos flexores, que actúan en contracción excéntrica. Esta flexión plantar controlada ayuda a absorber el golpe. Al final de esta fase, toda la superficie plantar del pie está apoyada en el suelo. Durante este período de carga, el eje de rotación del pie en el plano sagital pasa por el talón. Perry [9] lo llama 1.er giro o giro del talón. El VFR pasa de forma progresiva hacia la parte delantera del eje articular del tobillo. Durante el apoyo medio, el máximo de superficie plantar del pie apoya en el suelo. La pierna avanza hacia delante y provoca una flexión dorsal del tobillo de unos 5°. Es el 2.° giro descrito por Perry: el giro del tobillo. El VFR se encuentra delante del eje del tobillo y genera un momento externo de flexión dorsal que es controlado por una contracción excéntrica de los flexores plantares del tobillo, los cuales disminuyen la velocidad del avance de la tibia y estabilizan el pie en el suelo. El sóleo, músculo monoarticular, es el factor principal de la disminución de velocidad de la tibia. Los músculos gastrocnemios, biarticulares, actúan sobre la flexión de la rodilla hasta que el tobillo queda por detrás de la rodilla, lo que aumenta la participación del cuádriceps en el comienzo de la fase de apoyo medio. Al final del apoyo, el talón se eleva del suelo. El tobillo está en ligera flexión dorsal, mantenido por la acción del sóleo y de los gastrocnemios. El punto de apoyo (es decir, el punto de aplicación del VFR que pasa a la parte delantera del tobillo) avanza hacia el antepié a la altura de las cabezas metatarsianas. El momento externo es un momento de flexión dorsal en el que la longitud del brazo de palanca es máxima. La combinación entre la flexión del tobillo y la elevación del talón anterioriza la proyección del centro de gravedad y aumenta el desequilibrio anterior. Todo el peso del Podología
  • Marcha ¶ E – 27-020-A-15 cuerpo recae sobre este pie y aumenta la tendencia a la flexión dorsal. Los músculos flexores plantares controlan el adelantamiento de la tibia y el desequilibrio anterior. El eje de rotación del pie en el plano sagital pasa por el eje de las cabezas metatarsianas. Se trata del 3.er giro o giro del antepié. En el período preoscilante, el movimiento del tobillo en su conjunto es la flexión plantar. El peso del cuerpo se traslada al otro pie. Este aligeramiento facilita el paso del tobillo en flexión plantar y disminuye el esfuerzo muscular necesario para este efecto. Es útil señalar que el tríceps, que trabajaba en modo excéntrico, lo hace ahora en modo concéntrico, pero con menor esfuerzo. Comienza entonces la fase de balanceo, durante la cual el miembro inferior debe progresar hacia delante y el pie no debe engancharse en el suelo, sino prepararse para el contacto siguiente. Al comienzo de la fase de balanceo, el tobillo efectúa un movimiento de flexión dorsal por la acción de los músculos flexores del tobillo, en particular el tibial anterior. Se advierte también un movimiento de extensión de los dedos por efecto del extensor largo del dedo gordo y del extensor largo de los dedos. Estos movimientos del tobillo contribuyen a facilitar el avance del miembro oscilante y preparan la progresión del paso. En el medio de la fase de balanceo, la pierna pasa al eje vertical y el pie no debe chocar contra el suelo. El tibial anterior y el extensor largo del dedo gordo aumentan su actividad para facilitar el avance del paso. La disminución subsiguiente de intensidad de la contracción muscular indica que, en ese momento, mantener el tobillo en posición neutra no es esencial para el correcto desarrollo del paso. El final de la fase de balanceo prepara el próximo contacto inicial. El tobillo está en ligera flexión plantar y luego se mantiene en posición neutra por acción de los músculos flexores a fin de prepararse para el próximo contacto. En el plano frontal, la acción muscular registrada durante la fase de apoyo indica una actividad destinada a mantener la estabilidad del pie [46]. Rodilla Durante la marcha, los movimientos de la rodilla en el plano sagital ayudan a absorber las presiones generadas por el contacto del pie con el suelo, a mantener la estabilidad y a regular los desplazamientos del centro de gravedad. Además, facilitan el avance del miembro inferior durante la oscilación. En el plano frontal, los posicionamientos de la rodilla contribuyen a la estabilidad del apoyo unipodal. Por último, la escasa amplitud de rotación participa en la preservación de las alineaciones osteoarticulares, modificadas por los movimientos alternados de avance del tronco en cada paso. Para comprender mejor el papel funcional de la rodilla durante la marcha, es útil empezar por el final de la fase de balanceo. Al final de la fase de balanceo, la rodilla está casi completamente extendida. Con la flexión de la cadera, esta posición permite regular la longitud del paso. Frente a la brevedad de la duración de este movimiento de extensión y a la magnitud del preposicionamiento del miembro inferior antes del contacto inicial, la actividad muscular de los músculos vastos es considerable y está regulada por los músculos isquiotibiales. El músculo recto femoral, biarticular, no participa en este movimiento de extensión de la rodilla, puesto que una flexión de la cadera durante el contacto inicial sería perjudicial. La extensión de la rodilla y la flexión de la cadera son reguladas en modo excéntrico por los músculos isquiotibiales. Durante el contacto inicial (el 0-3% del ciclo de la marcha), la rodilla debe resistir el impacto del pie contra el suelo. Está en extensión casi completa por la acción Podología de los músculos vastos. El VFR pasa delante de la articulación de la rodilla y genera un momento de extensión de ésta que facilita el mantenimiento de la articulación en extensión. Los músculos extensores y flexores de la rodilla están activos a fin de regular la extensión de la rodilla, debida sobre todo al VFR. Durante la respuesta a la carga (el 3-10% del ciclo de la marcha), la rodilla debe amortiguar el traslado brusco del peso del cuerpo al miembro inferior que acaba de entrar en contacto con el suelo. También debe resistirse a las consecuencias del contacto para estabilizar el cuerpo en vista del próximo apoyo unipodal. A la vez que el tobillo efectúa un movimiento de flexión plantar (1.er giro), el VFR pasa gradualmente hacia atrás de la rodilla y produce un momento de flexión, al principio orientado por los músculos isquiotibiales. El cuádriceps controla esta flexión por una actividad excéntrica y la mantiene en una amplitud de unos 15°. La rodilla, en sinergia con la flexión plantar del tobillo, contribuye de este modo a absorber el golpe. En el plano horizontal, Perry y Burnfield [9] señalan en la rodilla otro mecanismo que contribuye a la estabilidad de la articulación y participa en la absorción del golpe. Durante la carga, el retropié efectúa un movimiento de valgo que abre el ángulo astragalocalcáneo [47] . El segmento tibial experimenta un par de rotación interno. Esta rotación es controlada por la puesta en tensión del tensor de la fascia lata y del bíceps femoral. En el plano frontal, el traslado del peso implica un desplazamiento de la rodilla en aducción a efectos de alinear la proyección del centro de gravedad en el eje del miembro nuevamente apoyado. Durante el apoyo medio, la rodilla tiende a la extensión para asegurar una estabilidad máxima. Tras la carga, el cuádriceps controla la flexión de la rodilla. El sóleo asegura la estabilidad vertical de la tibia, lo que facilita el avance relativo del fémur. En el medio de este período, la pierna y el muslo están alineados verticalmente y la rodilla está en extensión. El VFR pasa por delante de la articulación y crea un momento de extensión. El miembro inferior oscilante pasa por delante del que está apoyado. La actividad muscular del cuádriceps disminuye. La extensión de la rodilla es casi pasiva, debido a que el VFR está algo por delante de la articulación y a la actividad de los gastrocnemios. La estabilidad de la tibia se mantiene por la actividad del sóleo. En la fase final del apoyo, la rodilla es mantenida en extensión por una buena estabilidad de la tibia, respecto a la cual el fémur continúa avanzando mientras el talón se despega del suelo. La inercia hacia delante, creada por el miembro oscilante, favorece la extensión de la cadera. El 3.er giro o giro del antepié facilita el mantenimiento de la rodilla en extensión, conservando el VFR algo por delante de la articulación. La actividad de los gastrocnemios y del poplíteo regula esta extensión. Al final de este período, la rodilla empieza a flexionarse. La flexión plantar del tobillo y el avance de la pelvis hacen retroceder el VFR con relación a la rodilla. La actividad de los gastrocnemios y del poplíteo, que impedía hasta entonces la hiperextensión, induce un movimiento de flexión de la rodilla, que está desbloqueada. En el período preoscilante, el peso del cuerpo se va a trasladar al otro miembro. El centro de presión se encuentra bajo el antepié y el miembro que entra en contacto con el suelo está delante. La flexión plantar del tobillo provoca el avance del segmento tibial. El traslado del peso hacia el otro lado crea un aligeramiento que hace más sensible a la rodilla en el momento de flexión inducido por el VFR que pasa por detrás. Al comienzo de la fase de balanceo, la flexión de la rodilla debe facilitar la progresión del paso, es decir, permitir el avance del miembro inferior sin que el pie 11
  • E – 27-020-A-15 ¶ Marcha choque contra el suelo. Puesto que la sola flexión dorsal del tobillo es insuficiente, parecen ser necesarios unos 60° de flexión de la rodilla [9, 46]. Con la acción de los flexores de la rodilla, en especial el bíceps femoral (cabeza corta), una adecuada flexión de la rodilla desde el período preoscilante (40°) y la flexión rápida de la cadera contribuyen a flexionar la rodilla por inercia. Este movimiento es controlado por el recto femoral. En medio de la fase de balanceo, cuando el pie ha pasado delante de la cadera, la rodilla inicia un movimiento de extensión. Facilitado por la disminución de velocidad y la interrupción subsiguiente de la flexión de la cadera, este movimiento se hace de modo relativamente pasivo por «efecto de badajo de campana». El segmento tibial avanza por efecto de inercia. La actividad de los músculos isquiotibiales permite regular este movimiento de extensión. Cadera En tanto que los movimientos del tobillo y de la rodilla se caracterizan en el plano sagital por alternaciones de flexión-extensión durante el ciclo de la marcha, la cadera efectúa un movimiento de extensión cuando el pie está apoyado en el suelo y un movimiento de flexión en la fase de balanceo. Durante el contacto inicial, la cadera se encuentra flexionada en unos 20°. Este valor sería muy apropiado para una longitud del paso suficiente y una buena estabilidad del pie. El VFR pasa ampliamente por delante de la articulación y crea un momento de flexión de la cadera. Este momento de flexión es controlado por la actividad de los músculos isquiotibiales y por la actividad del glúteo mayor. Esta actividad muscular también controla el avance del tronco. En este sentido, cuando el pie se apoya en el suelo e interrumpe el avance del segmento, el tronco avanza aún más por inercia. Durante la carga, la estabilidad del miembro inferior que se apoya es primordial. Al comienzo de este período, el VFR pasa por delante de la articulación. Los músculos extensores de la cadera son activados en diversos grados en función de su influencia sobre la rodilla; los isquiotibiales también son flexores de la rodilla, una acción que sería perjudicial para la estabilidad. La actividad del glúteo mayor va en aumento durante este período. Al final de la recepción de la carga, el VFR está cerca del eje articular de la cadera y contribuye a la estabilidad del apoyo. En el plano frontal, el traslado rápido del peso a la pierna apoyada necesita una estabilización de la pelvis sobre la cadera. La proyección del centro de gravedad se desplaza hacia el pie apoyado. La considerable activación de los músculos abductores de la cadera contribuye a estabilizar la pelvis frente al desequilibrio producido por la pierna oscilante. En el plano horizontal, la estabilización del apoyo con carga también depende de un esbozo de rotación interna de la cadera (por efecto del movimiento de eversión del pie en apoyo) y de un adelantamiento de la pelvis a causa de la flexión plantar del pie que se despega del suelo. El movimiento de extensión de la cadera va a seguir hasta el comienzo del período preoscilante. Durante la fase de apoyo medio, el miembro inferior avanza con un movimiento de giro del tobillo (2.° giro). La extensión de la rodilla por la actividad de los músculos vastos induce una tensión de los isquiotibiales (en especial, el semimembranoso y el semitendinoso), que son extensores de la cadera. El movimiento es facilitado por la posición del VFR, que se sitúa progresivamente detrás de la cadera y provoca un momento externo de extensión. En el plano frontal, la pelvis alcanza su posición lateral máxima hacia la mitad del período. Se estabiliza 12 por la acción muscular del glúteo medio y, sobre todo, del tensor de la fascia lata; también por el momento de inercia hacia delante y arriba del movimiento de flexión de la cadera del miembro oscilante. En la fase final del apoyo, la cadera prosigue su movimiento de extensión. El miembro inferior sigue avanzando, mientras efectúa un movimiento de giro sobre el antepié. El VFR se ubica detrás de la articulación. El tensor de la fascia lata contribuye a mantener un momento interno de abducción. Al final del período, el componente de flexión del aductor largo controla la extensión de la cadera. En el plano frontal, la proyección del centro de gravedad se desplaza progresivamente hacia el eje del cuerpo. El momento externo de abducción y la actividad muscular del tensor de la fascia lata facilitan este traslado gradual. El período preoscilante comienza con el contacto del pie opuesto con el suelo. El movimiento de flexión de la cadera es facilitado por la flexión y el avance de la rodilla gracias a la flexión plantar del tobillo (3. er giro). Así mismo, la actividad del recto femoral (que controla la flexión de la rodilla) también contribuye a la flexión de la cadera. Por último, en esta flexión participan las actividades del aductor largo y el grácil, que controla el traslado hacia el miembro que se acaba de apoyar. Hasta antes de que el pie se despegue del suelo, la actividad del sartorio (en su componente de abducción y de rotación externa de la cadera) controla el componente de aducción y de rotación interna de los músculos aductores activos. Durante esta fase, el movimiento de flexión de la cadera es muy rápido y, cuando el miembro va a despegarse del suelo, lo acelera hacia delante. En la continuidad del período preoscilante, la cadera prosigue su movimiento de flexión por efecto de la flexión plantar del tobillo al comienzo de la fase de balanceo. A velocidad espontánea, la actividad de los flexores de la cadera no es útil para este movimiento. En cambio, a velocidad infraespontánea o supraespontánea, la actividad del ilíaco contribuye a esta flexión. La actividad simultánea del sartorio y del grácil actúa sobre la flexión de la rodilla y también, respectivamente, sobre la abducción-rotación externa de la cadera y sobre la aducción-rotación interna de la cadera. Por último, si es necesario, el recto femoral controla la flexión de la rodilla. En la mitad de la fase de balanceo, la cadera sigue su movimiento de flexión en la continuidad del movimiento iniciado en el período preoscilante, casi sin actividad muscular. La actividad excéntrica de los isquiotibiales detiene el movimiento de flexión de la cadera en la parte final de la fase de balanceo. Actúan también sobre el control de la extensión de la rodilla y contribuyen a preparar el miembro para el contacto inicial. La actividad del glúteo mayor y del aductor mayor controla la extensión de la cadera antes del contacto, mientras que la actividad del glúteo medio controla el componente aductor de los músculos flexores de la cadera. Pelvis y conjunto «cabeza-troncobrazos» La pelvis está compuesta por los dos huesos coxales, el sacro y el cóccix. En ella se producen los movimientos simétricos entre ambos huesos coxales (que forman una unidad) y el sacro, los movimientos asimétricos entre cada hueso coxal y el sacro y los movimientos lumbopélvicos entre la pelvis y la columna vertebral (que forman una unidad) en torno a las cabezas femorales [48]. Constituye el nexo entre la unidad funcional «locomotora» y la unidad funcional «pasajera», tal como Podología
  • Marcha ¶ E – 27-020-A-15 las definió Perry [9]. El conjunto de los grupos musculares dispuestos alrededor de la pelvis actúa minimizando los desplazamientos para estabilizar la posición erguida del tronco y mantener la cabeza en una posición neutra. A lo largo del ciclo de la marcha, los movimientos de la pelvis se efectúan en los tres planos. Con apoyo sobre la cadera del miembro de sustentación, los movimientos de baja amplitud expresan evoluciones posturales continuas. En el plano horizontal, la rotación de la pelvis en la dirección del pie que va a entrar en contacto con el suelo actúa sobre la longitud del paso y proporciona cadencia a la marcha. En el plano frontal, los desplazamientos mediolaterales en el transcurso del ciclo forman una sinusoidal simple y la pelvis se desplaza con alternación hacia el lado apoyado. Las posiciones extremas se alcanzan en la fase de apoyo medio, cuando todo el peso del cuerpo descansa en el miembro inferior apoyado. La posición neutra se sitúa al principio de la carga, durante el traslado del peso del cuerpo de un pie al otro (Fig. 13). En el eje vertical, la pelvis desciende del lado del miembro oscilante cuando el pie acaba de despegarse del suelo. Este descenso es controlado por los músculos abductores de la cadera y los músculos estabilizadores de la pelvis. En la mitad de la fase de balanceo está en posición neutra. La flexión de la cadera y el avance del miembro durante la fase de balanceo contribuyen a atenuar el descenso de la pelvis. En el plano sagital, Perry [9] describió una anteversión de la hemipelvis del lado apoyado en el momento del traslado del peso del cuerpo durante el doble apoyo. El conjunto CTB «descansa» sobre la pelvis. Estas estructuras forman el eje del cuerpo y están articuladas entre sí por estructuras móviles (la columna lumbar entre la pelvis y el tronco, y la columna cervical entre el tronco y la cabeza). Contribuyen a mantener una independencia relativa y a atenuar los efectos de los movimientos de unos respecto a los otros. Los desplazamientos de los segmentos axiales (cabeza, tronco y pelvis) acompañan los desplazamientos de los miembros inferiores. La pelvis es el lugar principal de estos movimientos de baja amplitud, esencialmente debidos a las consecuencias del impacto del contacto inicial y de los movimientos del miembro en oscilación durante el apoyo unipodal. La columna lumbar actúa entonces como una verdadera estructura de absorción de los golpes. En el plano sagital, los desplazamientos verticales del conjunto «cabeza-tronco» son idénticos para cada una de estas estructuras. Durante el ciclo de la marcha describen una sinusoidal doble, cuyo punto más alto corresponde a la fase de apoyo medio y el más bajo, al período de doble apoyo. La amplitud de estos desplazamientos aumenta con la velocidad (Fig. 14). Los desplazamientos anteroposteriores son mayores en el sacro que en el tronco y la cabeza. De igual modo, la aceleración anteroposterior de la cabeza está ampliamente disminuida con relación a la de la pelvis y las caderas. Esta atenuación se presenta escalonada en toda la B A 4° Figura 13. Desplazamientos mediolaterales de la pelvis en el plano frontal. Situación de comienzo del doble apoyo: pelvis horizontal (A) (línea roja, C). La pelvis es más baja del lado del miembro en suspensión (B) (línea verde, C) y está desviada hacia el lado apoyado (flecha verde, C). C columna vertebral, desde el segmento lumbar hasta la nuca [38]. Estos autores sugieren que la atenuación de la aceleración es anticipada (de arriba abajo) mediante la estabilización inicial de la cabeza. Enfoque funcional de la pelvis [2, 9] En el contacto inicial, la pelvis se presenta en la posición de referencia en los planos frontal y sagital. En cambio, en el plano horizontal está en ligera rotación interna, del lado en que el pie se apoya en el suelo. En el plano sagital, durante la respuesta a la carga, el sacro bascula hacia delante. La transmisión de este movimiento a la estructura suprayacente está muy Figura 14. Desplazamientos del centro de gravedad y de la línea de los hombros en el plano sagital. Obsérvese el aspecto «paralelo» de las dos líneas y sus oscilaciones en función del momento del ciclo de la marcha (más arriba durante el apoyo unipodal y más abajo al comienzo del doble apoyo). Podología 13
  • E – 27-020-A-15 ¶ Marcha y de transmisión de las fuerzas por restitución de energía y sujeción dinámica de las estructuras osteoarticulares. atenuada, sobre todo la aceleración, con una minimización de los efectos a nivel de la cabeza. En consecuencia, la extensión de la columna lumbar es mayor. En el plano frontal, el aligeramiento del miembro inferior que va a despegarse del suelo induce una elevación relativa de la pelvis en el lado del apoyo. Este movimiento es controlado por los músculos abductores de la cadera. La actividad de los músculos posteriores se dirige a limitar los movimientos y la aceleración hacia delante del tronco y de la pelvis. Durante el apoyo medio, el desplazamiento del tronco hacia el eje del miembro inferior de sustentación prosigue. En cambio, en los otros planos, la pelvis y el tronco tienden a mantenerse en posición neutra. Con la elevación del talón y la propulsión anterior mediante el giro del antepié, el eje del cuerpo se levanta en la parte final del apoyo. La inercia vinculada a la propulsión tiende a provocar una hiperextensión y una anteversión de la pelvis. El tronco es estabilizado por el músculo recto abdominal. El conjunto CTB está en su nivel más bajo en la fase preoscilante. En el plano horizontal, en ligera rotación externa del lado que va a despegarse del suelo, se desplaza hacia el lado que acaba de apoyarse en el suelo. En el plano frontal, se eleva del lado que acaba de apoyarse en el suelo. Al principio y en medio de la fase de balanceo, la pelvis recupera su posición de referencia en el plano horizontal y efectúa un movimiento de retroversión en el plano sagital. De forma progresiva, los segmentos axiales se elevan y alcanzan su posición más alta en la parte final de la fase de balanceo. En el plano horizontal, la pelvis esboza un movimiento de rotación interna hacia delante. Acoplamiento interarticular La complejidad del pie ha llevado a menudo a una gran simplificación de sus movimientos, que ha llegado incluso a establecer un modelo a modo de estructura rígida. Sin embargo, la estrecha relación entre los movimientos de las articulaciones y de los segmentos suprayacentes incita a un análisis más profundo de estos acoplamientos en los diversos períodos del ciclo de la marcha. La mayoría de los movimientos del retropié y del antepié se desarrollan esencialmente en el plano sagital y luego en el plano horizontal. Mucho más se producen, respectivamente, antes del comienzo del apoyo y después del apoyo medio, cuando el VFR se ejerce únicamente sobre el retropié o sobre el antepié. Los movimientos del antepié son muy limitados en el período inicial del apoyo, cuando toda la superficie del pie ha entrado en contacto con el suelo, lo que corresponde a la intensidad mínima del VFR [50]. Sin embargo, el acoplamiento entre los movimientos de las diversas articulaciones está claramente establecido: su combinación condiciona la forma del arco longitudinal del pie. En el plano sagital, la concavidad decrece desde el contacto inicial hasta el principio de la fase final del apoyo y aumenta luego hasta el final del período preoscilante. La participación de estos complejos articulares durante la marcha reside también en el acoplamiento en los tres planos entre los diversos segmentos. Así, los movimientos del retropié en el plano frontal están bien acoplados con los movimientos de rotación del segmento tibial en el plano horizontal, y los movimientos del antepié en los planos sagital y horizontal. La fuerza de estos acoplamientos crece con la velocidad de desplazamiento. En cambio, el acoplamiento en el plano frontal entre el retropié y el antepié es débil [51]. Así, estas relaciones articulares sucesivas actúan a distancia y se advierte un nexo entre los movimientos de pronación y supinación del retropié y los movimientos de rotación interna/rotación externa de la cadera con el pie en apoyo [52]. Lafortune et al [53] han demostrado la acción compensatoria de la cadera cuando los movimientos de eversión o de inversión exagerados del retropié durante la marcha aumentan los movimientos de rotación interna o externa del segmento tibial. Más allá de los acoplamientos interarticulares, es interesante la complementariedad de acción entre estructuras muy distintas del pie. Así, una complementariedad de acción entre la almohadilla plantar del talón, la aponeurosis plantar y el complejo osteoarticular del retropié y del mediopié favorece la absorción del golpe en el instante de la carga y al comienzo de la fase de apoyo [54]. Movimiento alternativo de las cinturas pélvica y escapular El movimiento alternativo de las cinturas pélvica y escapular (y la oposición de fase entre los miembros superiores e inferiores) en el plano horizontal es una característica de la marcha humana. Umberger [49] explica con claridad los efectos cinéticos, cinemáticos y energéticos del balanceo de los brazos durante la marcha. Aunque las variables cinemáticas y cinéticas parecen idénticas en el plano sagital, con o sin balanceo de los brazos, presenta grandes diferencias en el plano horizontal. En este caso, supone un aumento del coste metabólico de la marcha con relación a la marcha normal. ■ Enfoque funcional del pie en la marcha La sinergia entre las articulaciones del miembro inferior es una condición esencial del buen desarrollo de la marcha. Sin embargo, también depende de la calidad de la relación entre el cuerpo y la base de sustentación, es decir, del propio desarrollo del apoyo en el suelo a través del pie y de sus efectos sobre los segmentos suprayacentes. El pie es una estructura compuesta (22 huesos) poliarticular y apta para cumplir tres acciones: amortiguamiento, equilibrio y progresión durante el desarrollo del paso [47]. Para ello, debe combinar capacidades de deformabilidad por la orientación y la movilidad de las articulaciones, de amortiguamiento por los tejidos blandos y el componente elástico de tendones y aponeurosis, 14 . Enfoque funcional del pie durante el ciclo de la marcha En el contacto inicial, el pie toca el suelo con la parte posteroexterna del talón, entre otras razones por la acción del tibial anterior que atenúa la inclinación del pie hacia el suelo. Este período de doble apoyo se efectúa, en ambos pies, sobre una superficie plantar reducida que aumenta la inestabilidad debida al traslado del peso [2]. Durante la carga, el pie recibe las fuerzas de impacto con la almohadilla plantar del talón en primer lugar. Se advierte la especificidad de estos tejidos blandos, que resisten el aplastamiento vertical pero se desplazan fácilmente en sentido lateral [2]. El traslado del apoyo induce un movimiento de eversión de la articulación subastragalina. La rotación externa del calcáneo disminuye el sostenimiento de la cabeza del astrágalo, que se Podología
  • Marcha ¶ E – 27-020-A-15 dirige en sentido medial junto con el eje del segmento tibial. La actividad del extensor largo del dedo gordo y del extensor largo de los dedos facilita el movimiento de eversión [55]. Las articulaciones mediotarsianas están menos constreñidas y la concavidad del arco longitudinal del pie disminuye. Durante el apoyo medio, el miembro inferior apoyado progresa hacia delante con un movimiento de giro en torno al astrágalo (2.° giro). La actividad excéntrica del tríceps sural, sobre todo del sóleo, contribuye a estabilizar el astrágalo controlando el adelantamiento de la tibia. La actividad conjunta del tibial posterior y del sóleo genera un movimiento de inversión de la articulación subastragalina. Este movimiento de inversión bloquea las articulaciones mediotarsianas y estabiliza el mediopié y el antepié, los cuales van a soportar el peso del cuerpo en la fase final del apoyo. A partir de la elevación del talón, el pie actúa como un brazo de palanca cuyo punto de apoyo es el giro del antepié. Mientras el VFR genera un momento de flexión dorsal del tobillo, la actividad del sóleo y de los gastrocnemios controla el avance de la tibia y genera un movimiento de flexión plantar. La actividad de los músculos peroneo largo, peroneo corto y tibial posterior controla las articulaciones subastragalina y mediotarsianas, mientras que la actividad del flexor largo del dedo gordo estabiliza las articulaciones metatarsofalángicas. Esta estabilidad es primordial cuando el peso del cuerpo se desplaza hacia el antepié y las articulaciones metatarsofalángicas se acomodan en flexión dorsal. La acción sobre el 1. er radio de los músculos flexores largo y corto del dedo gordo, sobre todo la acción del peroneo largo, contribuye a resistir el peso en el arco longitudinal del pie y a mantener el equilibrio mediolateral del antepié [56]. La proyección del centro de presión se ubica entonces en el 1.er espacio intermetatarsiano. Cabe señalar la acción estabilizadora pasiva de la aponeurosis plantar, puesta en tensión por la flexión dorsal de los dedos del pie [57]. La movilidad potencial de las articulaciones metatarsofalángicas y la actividad muscular excéntrica de los flexores facilitan el avance completo del punto de apoyo. En el período preoscilante, el traslado del apoyo hacia el pie que acaba de tocar el suelo se efectúa con rapidez y aligera del mismo modo el pie que va a despegarse del suelo. El aligeramiento de los músculos previamente puestos en tensión provoca un rápido movimiento de flexión plantar del tobillo, lo que aumenta la flexión de la rodilla. La actividad muscular para estabilizar el pie ya no es necesaria. Las fuerzas de propulsión parecen ser la consecuencia de una relajación de los tendones previamente estirados [58]. El movimiento de giro sobre los dedos del pie supone la existencia de un 4.° giro. Al principio y en la mitad de la fase de balanceo, la posición del pie y la actividad muscular deben facilitar el avance del paso y la progresión hacia delante del miembro oscilante. La actividad del extensor largo del dedo gordo y del extensor largo de los dedos del pie, cuando el pie que oscila empieza a cruzar la pierna apoyada, provoca una extensión de los dedos que acompaña al movimiento de flexión dorsal del tobillo. Esta actividad se refuerza al final de la fase de balanceo para contribuir a posicionar el pie de forma correcta para el próximo contacto inicial. ■ Enfoque de la coordinación de la marcha En su condición de actividad rítmica, la marcha es el resultado de la acción coordinada de todos los segmentos corporales por una organización muy fina de contracciones y relajaciones musculares [59, 60]. El control motor puede definirse como la capacidad de crear o Podología regular los mecanismos subyacentes a esta organización. Esto lleva al asunto de cómo el sistema nervioso central coordina y regula la acción de las estructuras musculoarticulares en su conjunto a fin de producir un movimiento como la marcha. Los movimientos son el resultado de la interacción entre factores vinculados a la persona, la tarea que se va a efectuar y el tipo de entorno. En lo que se refiere a la persona, la marcha implica al propio aparato locomotor, pero también a los procesos sensoriales y cognitivos. Para interpretar el control motor a este nivel es necesario analizar el nexo entre el sistema nervioso y las estructuras musculoarticulares. En especial, se plantea el problema de la redundancia de los grados de libertad. Un mismo movimiento puede efectuarse mediante la acción de distintos efectores, que el sistema nervioso debe «escoger» y coordinar con un objetivo de eficacia y eficiencia [61]. Las dificultades que impone la tarea exigen tomar en cuenta las características del movimiento que condicionan las «necesidades» sensoriales y motoras. La complejidad, así como la índole moderada o cíclica, son elementos fundamentales para el correcto desarrollo del movimiento [62]. En fin, el carácter regular y previsible o, al contrario, el aspecto irregular, inesperado e imprevisible del entorno influyen en la complejidad y la atención necesaria para el desarrollo del movimiento. Las diversas teorías sobre el control motor ofrecen explicaciones acerca del modo en que el sistema nervioso va integrando las dificultades que se presentan. Hoy se consideran dos enfoques principales al respecto. La teoría cognitiva considera el movimiento humano a través del concepto de programa motor, que puede definirse como la asociación estructurada de órdenes musculares. Esta teoría del programa motor se basa en un gran número de situaciones experimentales y pone el énfasis en la posibilidad de un movimiento ordenado en ausencia de una información sensorial. Por ejemplo, la estimulación de la médula espinal en el animal permite desencadenar movimientos cíclicos como la marcha [63]. Este enfoque de la motricidad a través del concepto de programa motor se muestra relativamente flexible en comparación con las teorías anteriores, basadas en los reflejos. En este sentido, el movimiento puede depender tanto de estímulos sensoriales como de procesos centrales [64]. La aplicación estricta de esta definición implica la existencia de tantos programas como de situaciones posibles, aun en caso de movimientos tan elementales como la marcha. En respuesta a esta pregunta, Schmidt [62] propuso el concepto de «programa motor generalizado». Un movimiento se generaría con base en un esquema común a todas las situaciones, caracterizado por variables ajustables en función de las circunstancias. El programa motor generalizado organizaría una activación rítmica de los músculos flexores y extensores, que sería regulada en tiempo real por informaciones aferentes a través de arcos de control [65]. Para Paillard [66], «la existencia de una lógica reticular de unidades sinérgicas jerarquizadas y reunidas en unidades de programas completos [...] indica que los valores que deben ser controlados por el sistema de regulación de un comportamiento motor complejo son notablemente simples en todos los casos». Advierte, sin embargo, que se plantea el «problema de la desviación que puede tolerar el sistema respecto a la eficacia de su lógica reticular para seguir funcionando de forma automática». A esta limitación del papel de las informaciones sensoriales en el control del movimiento se añade el carácter invariable del programa, que difícilmente se adapta a la evolución del sistema en el tiempo con relación a un mismo movimiento. En el caso de la marcha, por ejemplo, el cansancio, el peso de una bolsa 15
  • E – 27-020-A-15 ¶ Marcha o las variaciones de la superficie suponen ajustes musculares; si no, un programa motor idéntico produciría resultados motores distintos en función de la evolución de tales situaciones. Para responder a estas críticas, los defensores del enfoque dinámico consideran que los mismos principios se aplican a cualquier operación motora, adquirida o espontánea, sencilla (como patear un balón) o cíclica como la marcha [67]. Sin entrar en detalles epistemológicos, los partidarios de esta teoría consideran que el comportamiento motor es un estado estable que resulta de la interacción entre las exigencias del terreno, los requerimientos propios de la tarea que se va a realizar y los factores propios de la persona [68]. El paso brusco (o transición) de un estado estable hacia otro estado estable se produce cuando la variación de un parámetro ambiental es suficiente para romper el equilibrio de interacción. Así, el aumento de la velocidad de desplazamiento provoca la transición de la marcha a la carrera. Los estudios de Bernstein [61] sugieren que la coordinación de las estructuras corporales implicadas en el desarrollo de una acción motora depende de la capacidad del sistema neuromusculoesquelético para controlar los grados de libertad en forma de una sinergia (quizá aún por definir). El comportamiento motor sería entonces la expresión de una organización multifactorial y con múltiples niveles del sistema neuromuscular, en la que intervienen factores biomecánicos, del entorno o propios de la tarea que se va a realizar. En numerosas situaciones, los movimientos necesarios exigen un aprendizaje, es decir, en términos dinámicos, la adquisición de un nuevo patrón de coordinación [69, 70]. De acuerdo con los estudios de Bernstein [61], esta adquisición se produce en dos etapas. Luego de una primera fase de bloqueo o de congelación, se establece una relajación progresiva de los grados de libertad. La adquisición da lugar a una sinergia que expresa, entre los componentes, una nueva organización que se estabiliza con la práctica. En la continuidad de estos conceptos de sinergia, Kelso propuso el concepto de patrón de coordinación, derivado de la teoría de los patrones dinámicos [71]. La aplicación de los elementos de este enfoque dinámico a la locomoción ofrece medios interesantes para interpretar la complejidad del comportamiento motor, coordinado a través de variables simples y desligado de cualquier vínculo específico con los componentes antropométricos o biomecánicos [72-74]. Si se compara el aparato locomotor con un sistema de osciladores acoplados, la fase relativa, que es la medida de sincronización entre los osciladores, refleja la coordinación entre los segmentos en movimiento. Su variabilidad expresa la estabilidad del patrón: indica la fuerza de acoplamiento entre dos segmentos corporales en movimiento [75]. Ofrece indicios de la capacidad del sistema neuromuscular para mantener un estado estable de coordinación, es decir, un mismo patrón de coordinación [71] . En cambio, se advierte que su aumento significativo en el análisis de la locomoción predice la transición brusca de un patrón de coordinación (por ejemplo, la marcha) hacia otro (por ejemplo, la carrera). Después de la transición hacia el nuevo patrón, la variabilidad vuelve a valores menores [76], lo que indica la mayor estabilidad del nuevo patrón adoptado como respuesta a las modificaciones individuales y/o del entorno. ■ Adquisición de la marcha La adquisición de la marcha es una etapa esencial del desarrollo psicomotor del niño. Requiere la capacidad de mantener el equilibrio, es decir, de mantener la proyección del centro de gravedad dentro del polígono de sustentación durante el apoyo bipodal. También es 16 necesario controlar la inestabilidad mediolateral y anteroposterior vinculada a la proyección del cuerpo hacia delante, apoyándose alternativamente sobre cada pie [20]. Este aprendizaje se efectúa en diversas etapas sucesivas del crecimiento y se consolida con la práctica [77]. Antes de desplazarse, el niño debe poder mantenerse erguido y de pie, por lo general con ayuda de apoyos. En esta situación, se enfrenta a una inestabilidad vinculada a la reducción de la superficie del polígono de sustentación (apoyo bipodal) y a la elevación del centro de gravedad. Durante este período que precede a la marcha propiamente dicha (entre los 10-12 meses), adquiere la capacidad para trasladar el peso del cuerpo a uno u otro de sus miembros inferiores. También desarrolla la fuerza muscular necesaria para sostener el peso del cuerpo y mantener un solo pie en apoyo, lo que va a permitir el avance del paso [78]. La marcha del principiante tiene características que la distinguen de la marcha madura. Además de los aspectos físicos relativos a la evolución de la anteversión femoral y la torsión tibial dependientes del crecimiento [79] , el niño, a fin de resolver las dificultades de equilibrio que enfrenta, va a efectuar sus primeros pasos con un ancho de paso mayor para aumentar la superficie del polígono de sustentación y limitar las fuentes de desequilibrio anteroposterior. En el plano frontal, los movimientos de la cadera se caracterizan por una aducción limitada en la fase de apoyo [5]. Durante los primeros 3 meses de la marcha autónoma, los desplazamientos laterales son más pronunciados que la longitud de los pasos [80]. El desplazamiento hacia delante se efectúa durante el apoyo unipodal por adelantamiento del miembro oscilante. Esto requiere, en especial, una actividad sinérgica de los músculos agonistas y antagonistas del tobillo, dificultada por la inmadurez neuromuscular del niño [81]. Por esto, el desplazamiento hacia delante puede compararse con una sucesión de caídas controladas por el apoyo del pie al principio del doble apoyo. La estabilidad lateral, que se desarrolla mucho antes que la movilidad articular propiamente dicha, se revela como el factor esencial de la adquisición de la marcha [82]. Kubo y Ulrich [83], confirmando a Bril y Brenière [80] , señalan que el acoplamiento entre el control de las oscilaciones mediolaterales y anteroposteriores se efectúa en dos etapas: primero el control del equilibrio lateral, al que luego se añade el control del equilibrio anteroposterior. El control del tronco se revela aquí como una etapa fundamental [84], con la estabilización de la pelvis, que se presenta como un «referencial de base inherente a cada una de las actividades posturales y cinéticas» [85]. La estabilización de los hombros y de la cabeza se alcanza tras algunas semanas de marcha autónoma [77]. En este contexto, y para favorecer los desplazamientos hacia delante, el niño va a adoptar distintas estrategias posturales. McCollum [86] señala tres principales. El twister consiste en hacer movimientos de rotación del tronco con el fin de «lanzar» los miembros inferiores hacia delante. El faller aprovecha el desequilibrio anterior cuando el stepper va a progresar por desplazamientos laterales. Con estas estrategias, la posición de los brazos evolucionará con la soltura en la marcha, pasando de forma progresiva de una posición alta y rígida (con flexión de los codos) a una posición más baja y oscilante a medida que aumenta la estabilidad [87, 88]. En el aspecto cinemático, la marcha del principiante tiene especificidades, en particular en el plano sagital. La amplitud de la flexión-extensión del tobillo está limitada por la falta casi completa de flexión plantar y por el límite de la flexión dorsal. El pie apoya «plano». En la rodilla, el movimiento característico de muelle con flexión inicial en el instante del contacto (controlada por la actividad muscular excéntrica del cuádriceps) y Podología
  • Marcha ¶ E – 27-020-A-15 seguida por una extensión durante el apoyo unipodal aparece hacia los 4 años de edad. En el plano horizontal, la marcha del niño se caracteriza básicamente por una mayor apertura del paso. Sin embargo, las características cinemáticas del niño presentan una gran variabilidad, que se reduce de manera progresiva con los años [89]. Tras haber señalado la dificultad técnica para obtener una exploración cinética fiable en el niño de corta edad, Sutherland [5] indica una relativa similitud del aspecto de las curvas cinéticas en los tres planos entre los niños de 2 años y los adultos. Sin embargo, el segundo pico de fuerza (correspondiente a la propulsión) es inferior al 100%, lo que sugiere el límite de desarrollo de la actividad concéntrica de los músculos flexores plantares del tobillo. Oeffinger et al [90] han señalado un aumento del momento externo de flexión dorsal del tobillo en el plano sagital después de los 4 años, con una disminución de absorción a nivel de la articulación del tobillo y un aumento de generación de potencia a medida que avanza la edad. Además, se ha comunicado una disminución de generación de potencia en la cadera, tanto en la extensión de la cadera durante la fase preoscilante como durante la flexión al principio de la fase de balanceo. Estos resultados sugieren un trabajo más intenso de la articulación de la cadera en el niño, antes de empezar a hacer trabajar de forma progresiva el tobillo en flexión plantar a efectos de generar la potencia necesaria para el impulso. Durante la adquisición de la marcha, el niño se enfrenta a las dificultades inherentes a la locomoción bípeda propiamente dicha, en especial la estabilidad dinámica. También se enfrenta a sus propios límites de crecimiento y de maduración neuromuscular. Estos aspectos fundamentales de la marcha en el niño deben tenerse presentes para no considerar como «anómala» una marcha simplemente «inmadura». ■ Iniciación del paso En general, la ejecución voluntaria de un movimiento requiere la coordinación de dos acciones. La primera se refiere a la tarea motora y la segunda, a la preservación del equilibrio postural, para que sea posible llevar a cabo dicha tarea motora. En este sentido, la ejecución de un movimiento induce cambios de equilibrio, a los que es preciso anticiparse. Esta transición entre postura estable y movimiento se efectúa en dos etapas. Antes de la ejecución del movimiento propiamente dicho, una primera etapa preparatoria consiste en anticipar las consecuencias posturales. Así, los ajustes previos anticipan las perturbaciones venideras y se dirigen a mantener el equilibrio. Tales ajustes son específicos para el movimiento en cuestión y se adaptan a las perturbaciones posturales que éste provoca. La iniciación del paso (dar el primer paso) necesita la transición desde una posición de equilibrio estable hasta una situación de movimiento hacia delante del cuerpo en su conjunto. Los ajustes posturales deben producir las condiciones dinámicas que permitan el movimiento del cuerpo hacia delante, pero también hacia el pie que va a apoyarse. Estos ajustes van a provocar un «desequilibrio» que será neutralizado por el propio movimiento. En el plano sagital, se caracteriza por un retroceso del centro de presión [91]. Bouisset y Maton [11] indican que la duración y la amplitud de la fase anticipatoria aumentan con la velocidad de la marcha prevista. Para crear un movimiento hace falta una fuerza. Cuando una persona está inmóvil, la proyección del centro de presión y la proyección del centro de gravedad se confunden. El centro de gravedad es muy inercial, difícil de mover, mientras que el centro de presión es muy sensible. Un desfase entre los dos en el pie que se despegará del suelo producirá un momento externo Podología de flexión dorsal del tobillo, creando un par de desequilibrio [92]. En el plano muscular, la fase preparatoria de la marcha comienza por una desactivación bilateral del sóleo y de los gastrocnemios, seguida entre 60-100 ms más tarde por una activación del tibial anterior y el recto femoral, así como del semitendinoso del miembro que quedará apoyado y del glúteo medio del miembro que se despegará del suelo. Estos mecanismos de anticipación duran entre 360-575 ms antes del despegue del pie [11]. Primero determinan un desplazamiento hacia delante del centro de gravedad del cuerpo y hacia atrás del centro de presión. El efecto combinado de estas acciones musculares va a producir un momento externo de flexión dorsal del tobillo y un control del centro de gravedad en el plano frontal. Cabe señalar que los ajustes previos a la iniciación del paso se efectúan alrededor de los apoyos. Agradecimientos : Los autores agradecen al profesor Pier-Giorgio Zanone, director del Laboratoire Adaptation Perceptivo-Motrice et Apprentissage, Universidad de Toulouse-UPS, por su apoyo y al profesor Pierre Moretto, del Laboratoire Adaptation PerceptivoMotrice et Apprentissage, Universidad de Toulouse-UPS, por su apoyo y segunda lectura del artículo. . ■ Bibliografía [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] Bouisset S. Biomécanique et physiologie du mouvement. Abrégés. Paris: Masson; 2002. Viel E. La marche humaine, la course et le saut. Paris: Masson; 2000. Whittle MW. Gait analysis, an introduction. Oxford: Butterworth; 2002. Sekiya N, Nagasaki H. Reproducibility of the walking patterns of normal young adults: test-retest reliability of the walk ratio(step-length/step-rate). Gait Posture 1998;7:225-7. Sutherland D. The development of mature gait. Gait Posture 1997;6:163-70. Growney E. 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