Trabajo práctico de educación física

”introducción a la biomecánica”

Fecha de entrega: 2 de diciembre 2008

1-Contracciones musculares estaticas y dinamicas.

Las contracciones musculares dinámicas, como las que se producen al correr, andar en bicicleta y nadar, se caracterizan por periodos de relajación entre contracciones, que permiten el flujo sanguíneo en los músculos activos durante la relajación, y facilitan el retorno venoso por medio de la presión que ejercen las contracciones (bombeo muscular ). Las contracciones estáticas o isométricas, o contracciones con un componente estático, (cavar, por ejemplo), constriñen los vasos sanguíneos que llegan a los músculos y propician una respuesta cardiovascular exagerada en relación con el nivel de captación de oxigeno. Cuando la contracción supera el 60% de la fuerza de contracción voluntaria máxima, el flujo sanguíneo al musculo se ve gravemente reducido. Estas diferencias se reflejan en las respuestas de la frecuencia cardiaca y la presión sanguínea durante ambos tipos de contracción.

Los ejercicios dinámicos se caracterizan por incrementos moderados de la frecuencia cardiaca y la presión sanguínea sistólica. Por el contrario, las contracciones estáticas provocan un exagerado aumento de la frecuencia cardiaca y las presiones arteriales sistólica, diastólica y media cuando se comparan con las contracciones dinámicas al mismo nivel de captación de oxigeno. La presión arterial media es el producto del gasto cardiaco y la resistencia periférica total.

2-La pelvis y su función

La pelvis es la región anatómica más inferior del tronco. Siendo una cavidad, la pelvis es un embudo ósteomuscular que se estrecha hacia abajo, limitado por el hueso sacro, el cóccix y los coxales (que forman la cintura pélvica) y los músculos de la pared abdominal inferior y del perineo.

Genéricamente, el término pelvis se usa incorrectamente para denominar a la cintura pelviana o pélvica misma. Más adelante se ahonda en esto.

Topográficamente, la pelvis se divide en dos regiones: la pelvis mayor o (también se le puede llamar pelvis Falsa) y la pelvis menor o (pelvis Verdadera) . La pelvis mayor, con sus paredes ensanchadas es solidaria hacia adelante con la región abdominal inferior, las fosas ilíacas e hipogastrio. Contiene parte de las vísceras abdominales. La pelvis menor, la parte más estrecha del embudo, contiene la vejiga urinaria, los órganos genitales, y parte terminal del tubo digestivo (recto y ano).

Pélvis ósea

Los huesos ilíacos (coxales), el sacro y el cóccix articulados entre sí forman la pelvis ósea, en referencia a la estructura ósea de la pelvis. Por el contrario, cintura pelviana o pélvica implica una referencia morfofisiológica a la parte de la pelvis que participa en la articulación del miembro inferior, es decir los coxales. A este respecto conviene recordar que la cintura pelviana tiene su homólogo en el miembro superior: la cintura escapular.

En la pélvis ósea se pueden describir, dos superficies y dos aberturas:

• una superficie exterior

• una superficie interior

• una abertura superior

• una abertura inferior.

superficie exterior

• parte ánterolateral: sínfisis pubiana + lámina cuadrilátera + raza horizontal y descendente del pubis + agujero isquiopubiano;

• parte lateral: fosa ilíaca externa + cavidad cotiloidea + rama descendente del isquion + tuberosidad isquiática;

• parte posterior: cara posterior del hueso sacro y del cóccix.

superficie interior

La cavidad que limita la superficie interior está dividida en dos partes por un relieve casi circular llamado estrecho superior: una parte superior o pelvis mayor y una parte inferior o pelvis menor o excavación pélvica (cavum pelvis).

Variaciones de la pelvis ósea según el sexo

En la mujer:

• las paredes de la pelvis son menos gruesas que en el hombre.

• la sínfisis pubiana está a una altura menor.

• más ancha más corta y más abierta

Contenido de la pelvis

La pelvis puede ser dividida en dos porciones, una superior y otra inferior, al trazar una línea oblicua y curveada denominada línea iliopectínea. La parte superior de esa línea se denomina pelvis mayor o pelvis falsa y la porción inferior a la línea illiopectínea se le conoce como pelvis menor o pelvis verdadera.[3]

Pelvis mayor.

La cavidad de la pelvis falsa se sitúa por encima de la línea terminal y, por ende, de la pelvis menor o pelvis verdadera. Contiene las vísceras intestinales no contenidas en la pelvis menor y, en el embarazo, al útero grávido. No tiene importancia en obstetricia, aunque tiene cierta aplicación en cirugía pelviana. Sus límites:

• Hacia los lados, las fosas ilíacas;

• Hacia atrás, las últimas dos vértebras lumbares; y

• Hacia delante, la parte inferior de la pared anterior del abdomen.

Pelvis menor.

La cavidad de la pelvis verdadera va desde la sínfisis púbica, rodeando la superficie interna del ilion por una línea imaginaria, llamada línea arcuata, arqueada o innominada,[4] hasta el promontorio del hueso sacro. Dentro de esta cavidad se sitúan parte del colon, el recto en la parte posterior de la pelvis, la vejiga en la parte anterior justo detrás de la sínfisis púbica y, en la pelvis femenina no-operada, la vagina y el útero que se sitúan entre el recto y la vejiga.

La pelvis verdadera es una especie de cilindro irregular con una leve concavidad anterior. En este espacio se estudian varios estrechos u orificios, uno de entrada o superior, uno de salida o inferior y, entre los dos, la escavación pelviana. En la escavación pelviana es de importancia los puntos en que las dimensiones del diámetro son menores, conocido como estrecho medio.

Estrecho superior

Es el orificio de entrada a la pelvis desde el abdomen y delimitada por:

• El borde superior de la sínfisis púbica, que se continúa con el borde superior de las ramas horizontales del pubis;

• La eminencia ileopectínea que consigue continuidad con la línea innominada o línea terminal;

• La articulación o sincondrosis sacroilíaca;

• El alerón del hueso sacro que termina en el promontorio sacro.

Diámetro antero-posterior.

Son tres, todos comenzando desde el promontorio del hueso sacro y terminan en puntos diferentes de la sínfisis púbica.

- Diámetro suprapúbico o conjugado verdadero, termina en el borde superior de la sínfisis púbica y es el primer diámetro que la pelvis le ofrece al feto durante el parto. El valor mínimo normal de este diámetro en la pelvis femenina es de 11 cm.

- Diámetro retropúbico o conjugado obstétrico, termina en una eminencia—llamada cúlmen retropubiana—situada en la unión del 1/3 superior con los 2/3 inferiores de la sínfisis púbica. Es el diámetro de menor longitud del estrecho superior, mide 10.5 cm.

- Diámetro subpúbico o conjugado diagonal, termina en el borde inferior de la sínfisis púbica y mide en la pelvis femenina 12 cm normalmente.

-Diámetro transversal: Atraviesa la pelvis de un lado al otro desde la línea nominada de un lado hasta el punto opuesto del otro lado, en un punto intermedio entre la sincondrosis sacroilíaca y la eminencia ileopectínea. Su longitud en la pelvis femenina es de unos 13 cm.

-Diámetro oblicuo: Se extiende desde la articulación sacroilíaca de un lado hasta la eminencia ileopectínea del lado opuesto y mide, en la pelvis femenina, unos 13 cm.

Estrecho medio

Es un orificio imaginario que ocupa la excavación pélvica de gran importancia en obstetricia, pues en esto punto, la pelvis femenina suele presentar una marcada reducción de diámetros. Los puntos de referencia y los límites son:

• Hacia adelante el borde inferior de la sínfisis púbica y recorre por el 1/3 inferior de la cara interna del cuerpo del pubis;

• Lateralmente, la espina ciática, pasando por la parte media del agujero ciático mayor y, pasada la espina ciática, recorre el ligamento ciático mayor

• Hacia atras, corta el sacro en su cara anterior, aproximadamente entre 1 y 2 cm por encima de la punta del sacro.

Diámetro anteroposterior.

Comienza en el borde inferior de la sínfisis púbica hasta el sacro y mide, en la pelvis femenina, 12 cm. Por ser la medida más ámplia de este estrecho, tiene menor importancia obstétrica.

Diámetro transversal.

Es uno de los diámetros y puntos de referencia obstétricos de mayor importancia, llamado diámetro biciático o biespinoso, porque va de una espina ciática a la del lado opuesto. Su longitud en la pelvis femenina es de unos 10.5 cm.

Estrecho inferior

El estrecho más inferior de la cavidad pélvica tiene forma romboidal debido a que los puntos de referencia laterales—las tuberosidades isquiáticas—están a una mayor altura que el plano anteroposterior, formando así, dos triángulos imaginarios, uno anterior y otro posterior. Los límites del estrecho inferior son:

• Borde inferior de la sínfisis púbica y recorre el borde inferior de la misma;

• Parte más inferior e interna de las ramas isquiopubianas y de las tuberosidades isquiáticas;

• Ligamento sacrociático mayor hasta la punta del hueso sacro.

Diámetro anteroposterior.

Va desde la punta del hueso sacro hasta el borde inferior de la sínfisis púbica y mide, en la pelvis femenina, 11.5 cm.

Diámetro transversal.

Llamado también biisquiático o bituberoso, porque se extiende desde la parte inferior e interna de una tuberosidad isquiática hasta la homóloga del lado opuesto. Su longitud en la pelvis femenina es de unos 10.5 cm.

Este conjunto óseo cumple varias funciones: da soporte mecánico y protección a los órganos pélvicos y del bajo vientre; articula los miembros inferiores a la porción inferior del tronco; permite la biodinámica de la bipedestación; etc

3-Articulaciones de la pelvis ósea

• articulación sacrococcígea

• articulación sacroilíaca

• cadera

• ligamentos sacrociáticos

• membrana obturatriz

4-movimientos de la pelvis

En dinámica, a nivel de la pelvis se generan dos

torsiones opuestas debido a que un miembro inferior

está en apoyo y el otro en oscilación.

Biomecánicamente, a nivel de la pelvis sucede lo

siguiente:

- Por un lado tenemos el sacro, que forma parte

del tronco y acompaña al raquis en el movimiento

de la columna lumbar.

La torsión puede ser a derecha

o izquierda sobre cualquiera de los dos ejes

oblicuos.

- Por otro lado tenemos los ilíacos, que son arrastrados

por los movimientos de los miembros

inferiores y que a su vez arrastran la columna

lumbar a través de la tensión sobre los ligamentos

iliolumbares. El ilíaco se desplaza respecto

al sacro alrededor del eje axial,

y tiene dos movimientos: rotación

anterior y rotación posterior.

A cada paso, durante la deambulación, la carrera o

el salto, la coxo-femoral, la pelvis y la columna lumbar

se mueven arrastradas por el movimiento que

generan los miembros inferiores, sus movimientos

son mecánicamente indisociables. El movimiento

de flexión de la coxo-femoral va acompañado de

una retroversión pélvica debida a la tensión de los

músculos posteriores extensores y a su vez acompañada

de una flexión lumbar.

5-huesos de la rodilla

La rodilla es una articulación muy vulnerable que soporta una gran cantidad de presión en las actividades cotidianas, como levantar objetos y arrodillarse, y en otras actividades de gran impacto como correr y hacer ejercicios aeróbicos.

Las siguientes partes componen la rodilla:

• Tibia - hueso de la espinilla o hueso más grande de la parte inferior de la pierna.

• Fémur - hueso del muslo o hueso de la parte superior de la pierna.

• Rótula - hueso plano situado delante de la articulación de la rodilla.

6-otros componenetes de la rodilla

Los extremos de los huesos están cubiertos por una capa de cartílago que amortigua los golpes y protege la rodilla. Básicamente, la rodilla es la confluencia de dos huesos largos de la pierna unidos por músculos, ligamentos y tendones.

Existen dos grupos de músculos en la rodilla: el cuádriceps (ubicado en la parte frontal del muslo), que permite enderezar la pierna, y el músculo de parte posterior del muslo, que permite doblar la pierna en la rodilla.

Los tendones son cordones resistentes de tejido que conectan los músculos con los huesos. Los ligamentos son bandas de tejido elástico que conectan los huesos entre sí. Ciertos ligamentos de la rodilla proporcionan estabilidad y protección a las articulaciones, mientras que otros limitan el movimiento de la tibia (hueso de la espinilla) hacia delante y hacia atrás.

7-movimientos de la rodilla

Se realizan  alrededor de un eje frontal, bicondíleo, que pasa los epicóndilos femorales.

La cara posterior de la pierna se aproxima a la cara posterior del muslo en el curso de la flexión, pero sucede lo contrario durante  el  movimiento de extensión.

A partir de la posición 0º (posición de reposo: cuando el muslo y la pierna   se prolongan entre sí en línea recta, formando un ángulo de 180º), la flexión de la pierna alcanza por término medio 130º; pero el límite máximo de la amplitud de ese movimiento no es este, pues tomando el pie con una mano puede ampliarse.

La flexoextensión de la rodilla resulta de la suma de 2 movimientos parciales que ejecutan los cóndilos femorales: un movimiento de rodado, similar al que realizan las ruedas de un vehículo sobre el suelo y un movimiento de deslizamiento de aquellos sobre las cavidades glenoideas; este último de mayor amplitud que el primero.

El movimiento de rotación o rodado tiene lugar en la cámara femoromeniscal; y la fase de deslizamiento, en la  meniscotibial.  8, 19

En los movimientos de flexiónextensión, la rótula se desplaza en un plano sagital. A partir de su posición de extensión, retrocede y se desplaza a lo largo de un arco de circunferencia, cuyo centro está situado a nivel de la tuberosidad anterior de la tibia y cuyo radio es igual a la longitud del ligamento rotulando. Al mismo tiempo, se inclina alrededor de 35º sobre sí misma, de tal manera que su cara posterior, que miraba hacia atrás, en la flexión máxima está orientada hacia atrás y abajo; por tanto, experimenta un movimiento de traslación circunferencial con respecto a la tibia.  20

Limitantes de la flexión:  a)  Distensión de los músculos extensores (cuádriceps crural); b) por la masa de los músculos flexores en el hueco poplíteo; y c) El segmento posterior de los meniscos.

Limitantes de la extensión: a) Distensión de los músculos flexores; b) el segmento anterior de ambos meniscos; c) la distensión de la parte posterior del manguito capsuloligamentoso; d) los 2 ligamentos laterales, que al estar situados por detrás del eje de movimientos, se ponen cada vez más tensos a medida que el movimiento de extensión progresa.

En la fase de postura, la flexión de la rodilla  funciona como un amortiguador para ayudar en la aceptación del peso.

La función de  los ligamentos cruzados en la limitación de los movimientos angulares de la rodilla varía, según la opinión de los diferentes autores.

Consisten en la libre rotación de la pierna, o sea, en que tanto la tibia como el peroné giran alrededor del eje longitudinal o vertical de la primera, en sentido externo o interno.

La rodilla  puede realizar solamente   estos movimientos de rotación cuando se encuentra en posición de semiflexión, pues se producen  en la cámara distal de la articulación y consisten en un movimiento rotatorio de las tuberosidades de la tibia, por debajo del conjunto meniscos-cóndilos femorales.

En la extensión completa de la articulación, los movimientos de rotación no pueden realizarse porque lo impide la gran tensión que adquieren los ligamentos laterales y cruzados.

La máxima movilidad rotatoria activa de la pierna se consigue con  la rodilla en semiflexión de 90º. La rotación externa es siempre más amplia que la  interna (4 veces mayor, aproximadamente). 1, 6, 7

En la rotación interna, el fémur gira en rotación externa con respecto a la tibia y arrastra la rótula hacia afuera: el ligamento rotuliano se hace oblicuo hacia abajo y adentro. En la rotación externa sucede lo contrario: el fémur lleva la rótula hacia adentro, de manera que el ligamento rotuliano queda oblicuo hacia abajo y afuera, pero más oblicuo hacia fuera que en posición de rotación indiferente.  21,  22

La capacidad de rotación de la articulación de la rodilla confiere a la marcha humana mayor poder de adaptación a las desigualdades del terreno y, por consiguiente, mayor seguridad.  Los movimientos de rotación desempeñan  también una función  importante en la flexión de las rodillas, cuando se pasa de la posición de pie a la de cuclillas. La capacidad de rotación de  la rodilla permite otros muchos movimientos, por ejemplo: cambiar la dirección de la marcha, girar sobre sí mismo, trepar por el tronco de un árbol y tomar objetos entre las plantas de los pies.

Por último, existe una rotación axial llamada "automática", porque va unida a los movimientos de flexoextensión de manera involuntaria e inevitable. Cuando la rodilla se extiende, el pie se mueve en rotación externa; a la inversa, al flexionar la rodilla, la pierna gira en rotación interna. En los movimientos de rotación axial, los desplazamientos de la rótula en relación con la tibia tienen lugar en un plano frontal; en posición de rotación indiferente, la dirección del ligamento rotuliano es ligeramente oblicua hacia abajo y afuera.

Los 2 ligamentos cruzados limitan el movimiento de rotación interna, que aumentan su cruzamiento, y deshacen este último  cuando la pierna rota internamente, por lo que no pueden restringir  este movimiento de manera alguna. El movimiento de rotación externa es limitado por el ligamento lateral externo, que se tuerce sobre sí mismo, y por el tono del músculo poplíteo.

Al igual que sucede en los movimientos de flexoextensión, los meniscos también se desplazan en el curso de los movimientos rotatorios de la pierna; desplazamientos en los cuales reside la causa de su gran vulnerabilidad.

Las lesiones meniscales solamente se pueden producir, según esto, en el curso de los movimientos articulares, y no cuando la rodilla se encuentra bloqueada en extensión.

Combinaciones incoordinadas de los movimientos de rotación (sobre todo la interna), que hunden el menisco en el ángulo condilotibial, punzándole, con los de flexión y extensión, son causantes  de tales lesiones meniscales.

Hay autores  4, 8, 11, 13  que describen otras 2 clases de movimientos en la rodilla:

  Son más conocidos en semiología con el nombre de movimientos de inclinación lateral y corresponden realmente más a un juego mecánico de conjunto, que a una función que posea una utilidad definida.  En la posición de extensión, y fuera de todo proceso patológico, son prácticamente inexistentes. Su amplitud es del orden de 2 a 3º y obedecen  a uno de los caracteres del cartílago articular, que es el de ser compresible y elástico.

Generalmente se considera que los movimientos de la rótula no influyen  en  los  de la rodilla.  La patela sufre un ascenso en la extensión y desciende en la flexión.

9-Articulación tibiotarsiana

El eje de la tibia es paralelo al de los cóndilos

femorales, sin embargo la retroposición del maléolo

externo torna al eje de la tibiotarsiana oblicua hacia

fuera y hacia atrás, lo que en la práctica es una

torsión bimaleolar externa, entre 18º a 20º.

El análisis está efectuado en cadena cinética cerrada,

teniendo en cuenta que en este momento cinético

debemos dividirlo en dos fases. La primera fase de

amortiguación es la tibia la que se desplaza sobre el

astrágalo, de atrás a delante en flexión dorsal, con el

pie fijo en el suelo.

La segunda es la extensión de la articulación

tibiotarsiana en la que se mueven tanto el pie como

la tibia con la elevación del talón en la fase de impulso

10-movimientos del tobillo

Dorsiflexion: movimiento de la parte superior del tobillo y del pie hacia la parte anterior de la tibia. Se realiza gracias a los musculos extensores del tobillo.

Flexion plantar: movimientos del tobillo y del pie, separándose de la tibia; se realiza por la acción de los musculos flexores del tobillo.