Organización postural de la iniciación de la marcha para el análisis biomecánico utilizando grabaciones de plataforma de fuerza

La iniciación de la marcha (GI), la fase transitoria entre la postura ortógrada y la locomoción en estado estacionario, es una tarea funcional y un paradigma experimental que se utiliza clásicamente en la literatura para investigar el control postural durante una tarea motora compleja que requiere propulsión y estabilidad simultáneas de todo el cuerpo¹. Se sabe que los pacientes con afecciones neurológicas, como la enfermedad de Parkinson², el accidente cerebrovascular³, la parálisis supranuclear progresiva⁴ y los “trastornos de la marcha de nivel superior”⁵, tienen dificultades para iniciar la marcha, lo que los expone a un mayor riesgo de caídas. Por lo tanto, es importante que las ciencias básicas y clínicas desarrollen conceptos y métodos para obtener información sobre los mecanismos de control postural en juego durante el inicio de la marcha, para obtener conocimiento científico y una mejor comprensión de la fisiopatología de los trastornos de la marcha y el equilibrio y poder remediarlos a través de intervenciones adecuadas.

El concepto de organización biomecánica de la iniciación de la marcha se describe a continuación, y el método clásico diseñado para investigar esta organización se detalla en la sección de protocolo. GI se puede subdividir en tres fases sucesivas: la fase de “ajustes posturales anticipatorios” (APA) correspondiente a los fenómenos dinámicos que ocurren en todo el cuerpo antes del swing heel-off, la fase de “descarga” (entre swing heel-off y toe-off), y la fase de “swing” que termina en el momento en que el swing foot entra en contacto con la superficie de apoyo. Esta subdivisión clásica del proceso GI tiene su origen en los estudios pioneros de Belenkii et ^al.6 y otros^7,8, centrándose en la coordinación entre la postura y el movimiento durante la elevación voluntaria del brazo a horizontal en la postura erecta. En este paradigma, los segmentos corporales que están directamente involucrados en la elevación del brazo corresponden a la cadena “focal”, mientras que los segmentos corporales que se interponen entre la parte proximal de la cadena focal y la superficie de apoyo corresponden a la cadena “postural”⁹. Estos autores informaron que la elevación del brazo fue precedida sistemáticamente por fenómenos dinámicos y electromiográficos en la cadena postural, que llamaron “ajustes posturales anticipatorios”. Para GI, swing heel-off (o swing toe-off, dependiendo de los autores) es considerado como el inicio del movimiento de la marcha¹⁰. En consecuencia, los fenómenos dinámicos que ocurren antes de ese instante corresponden a APA, y la extremidad oscilante es considerada como un componente de la cadena focal¹¹. Esta afirmación está de acuerdo con la concepción clásica de la organización biomecánica del movimiento, según la cual cualquier acto motor debe involucrar un componente focal y otro postural^12,13.

Desde un punto de vista biomecánico, APA asociado con GI se manifiesta como un desplazamiento hacia atrás y mediolateral (orientado hacia el lado de la pierna oscilante) del centro de presión, que actúa para impulsar el centro de gravedad en la dirección opuesta: hacia adelante y hacia el lado de la pierna de la posición. Cuanto mayor sea el desplazamiento anticipatorio hacia atrás del centro de presión, mayor será el rendimiento del motor en términos de la velocidad del centro de gravedad delantero en contacto con el pie^10,14. Además, al propulsar el centro de gravedad hacia el lado de la pierna de apoyo, los APA contribuyen a mantener la estabilidad mediolateral durante la fase de oscilación de GI 1,15,16,17. La literatura actual enfatiza que la alteración en este control anticipatorio de la estabilidad es una fuente importante de caídas en los ancianos¹. La estabilidad durante el GI ha sido cuantificada en la literatura con una adaptación del “margen de estabilidad”¹⁸, cantidad que tiene en cuenta tanto la velocidad como la posición del centro de gravedad dentro de la base de apoyo. Además del desarrollo de APA, se ha informado que la caída del centro de gravedad durante la fase de oscilación de GI bajo el efecto de la gravedad se frena activamente por el tríceps surae de la pierna de apoyo. Este frenado activo facilita el mantenimiento de la estabilidad después del contacto con el pie, permitiendo un aterrizaje suave del pie en la superficie de apoyo⁴.

El objetivo de este artículo es proporcionar a académicos, clínicos y estudiantes de educación superior información sobre el material y el método desarrollado en nuestro laboratorio para investigar la organización postural de GI a través de un enfoque biomecánico. Este método “global” (que también puede ser asimilado a un método “cinético” por las razones que se detallan a continuación) fue iniciado por Brenière y colaboradores^10,19. Se basa en el principio directo de la mecánica para calcular tanto la aceleración del centro de gravedad, como las posiciones instantáneas del centro de presión. Cada uno de estos puntos es una expresión global específica del movimiento.

Una es la expresión instantánea de los movimientos de todos los segmentos del cuerpo relacionados con el propósito del movimiento (el centro de gravedad; por ejemplo, la velocidad de progresión del cuerpo durante el GI); El otro (el centro de presión) es la expresión de las condiciones de apoyo necesarias para alcanzar este objetivo. Las posiciones instantáneas de estos dos puntos reflejan las condiciones posturodinámicas que deben satisfacerse para el inicio de la marcha. La plataforma de fuerza es el instrumento apropiado para este modelo porque permite la medición directa de las fuerzas externas y los momentos que actúan en la superficie de apoyo durante el movimiento. También permite la realización de movimientos naturales y no requiere ninguna preparación especial.

Se sabe que muchos factores influyen en la organización postural de la GI, incluyendo factores biomecánicos, (neuro)fisiológicos, psicológicos, ambientales y cognitivos ^1,20. Este artículo se centra en la influencia de dos factores, la velocidad de GI y la presión temporal, y proporciona valores típicos obtenidos en adultos jóvenes sanos.