Aula: Biomecánica: Columna. Parte 2 de 3 (páginas 16 30) Dr. Rodrigo Miralles Dr. Tomás Sempere Sonia Monterde

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1 Aula: Biomecánica: Columna Parte 2 de 3 (páginas 16 30) Dr. Rodrigo Miralles Dr. Tomás Sempere Sonia Monterde

2 3 Mecánica de los movimientos En los movimientos globales de la columna participan todos los segmentos aunque hay segmentos más especializados en determinados movimientos. La columna dorsal tiene mínimos movimientos de flexo-extensión (5º), algo más en inclinación lateral (7º) y sólo unos 10º de rotaciones para cada articulación. La columna cervical es globalmente la más móvil en las flexiones, inclinaciones y rotaciones, especialmente los dos segmentos más bajos (C5-C6 y C6-C7). En la columna lumbar domina la flexión y extensión siendo mínimas las rotaciones. Aunque la movilidad por segmentos pueda ser pequeña la suma de cada uno de ellos lleva un rango de movilidad total importante. El rango de movimiento que vamos a analizar son los máximos y corresponden a personas jóvenes, elásticas y con buena musculatura. Todos ellos se van perdiendo de forma fisiológica con el paso de los años. 3.1 Flexión y extensión de la columna La extensión de la columna cervical es de unos 75º y la flexión de 40º (Fig. 18). Todo este rango de movimiento no es necesario en la vida diaria ni se llega a utilizar. Es más, la extensión forzada es peligrosa cuando la columna ya está rígida por causa de la edad. Fig. 18: Flexión y extensión de la columna cervical La flexión dorsal es de 30º y la extensión de 20º. A nivel lumbar la flexión es de 60º y la extensión de 35º (Fig. 19). 16

3 Fig. 19: Flexión y extensión de la columna dorso-lumbar La flexión global posible de la columna es de 110º y la extensión de 140º. Recordemos que en los gestos de la vida diaria la extensión habitual es de 30º y a expensas fundamentalmente de la columna cervical, en cambio la flexión es mucho más habitual. Cuando flexionamos la columna para recoger algo del suelo se empieza por los 60º de flexión lumbar y, a partir de ahí, empieza a flexionarse la cadera (Fig. 20) en lo que se llama ritmo lumbo-pélvico. Fig. 20: Ritmo lumbo-pélvico 3.2 Inclinaciones laterales En las inclinaciones laterales el mayor rango está en la columna cervical con 35º. La región dorsal y lumbar presenta 20 cada una (Fig. 21). Aunque éstas tienen una movilidad idéntica, la movilidad por segmentos es mucho mayor en cada una ya que la dorsal tiene 12 articulaciones y la lumbar solo cinco. 17

4 Fig. 21: Inclinaciones de la columna De estos 75º de inclinación global para cada lado, en la vida diaria se utiliza más la inclinación cervical completa y la parcial de la columna dorso-lumbar conjuntamente. 3.3 Rotaciones Las rotaciones de la columna llegan a permitir colocar el plano de la cara perpendicular al plano del tronco, fundamentalmente gracias a la capacidad de rotación del raquis cervical (50º). La capacidad de rotación de la columna lumbar es mínima y algo mejor la de la columna dorsal (35º). De estos 90-95º de rotación a la derecha y a la izquierda (Fig. 22) se llegan a utilizar todos en algún momento, de forma principal a nivel cervical. Fig. 22:Rotaciones de los distintos segmentos de la columna 18

5 Por ello una de las características de la artrosis cervical es la pérdida de rotaciones con lo que la rotación global se ve muy perjudicada y el individuo debe girar la pelvis para dirigir la mirada hacia un lado. 3.4 Bipedestación La bipedestación está determinada por la verticalidad de la columna. La postura bípeda de referencia es aquella en que la columna se encuentra complemente erguida sobre su base, formada por la cintura pélvica alineada en el mismo plano con las extremidades inferiores y con la cabeza como prolongación de la columna cervical. Esto le permite al individuo dirigir la mirada al frente (Fig. 23). Fig. 23: Eje de carga de la columna El eje de carga entre la base del cráneo y las caderas pasa por delante de los cuerpos vertebrales aproximándose a los cervicales y al cuerpo de la vértebra L5. El Centro de Gravedad del cuerpo está situado delante del cuerpo de L4. Todo ello nos permite apreciar que, por estar el centro de gravedad algo por delante de la columna, esta se encuentra sometida a esfuerzo de flexión que sólo compensa la musculatura extensora de la columna. Esta fuerza permanente flexora favorece con los años la inclinación hacia delante de la columna dorsal y su compensación progresiva por el segmento cervical y el lumbar. Con los años perdemos altura y aumentamos las curvaturas de la columna, lo que favorece también la deformidad de las vértebras, especialmente las dorsales. Un movimiento del tronco hacia delante desplaza el Centro de Gravedad hacia delante y se debe compensar por un movimiento simultáneo de la pelvis y las rodillas hacia atrás para evitar la caída (Fig. 24). 19

6 Fig. 24:Inclinación del tronco hacia delante y compensación por la pelvis y rodillas Este desplazamiento del Centro de Gravedad hacia delante tiene unas enormes repercusiones sobre la columna ya que al aumentar el brazo de palanca la fuerza que debe realizar la musculatura dorsal para compensar el esfuerzo es enorme, tal como veremos en el capitulo 1.6. (levantamiento de cargas). Lo mismo sucede cuando elevamos un brazo hacia un lado. El cuerpo tiende a compensar el peso inclinando el tronco hacia el otro lado. La habilidad para mantener la postura erecta depende de la localización del centro de Gravedad en relación con la base de soporte. En la postura bípeda la base de sustentación está determinada por la posición de los pies e incluye el área que ocupa y el espacio entre ellos. Por tanto, cuanto más separados estén, más grande será la base de soporte y más estable el individuo. Los estímulos visuales (referencia con el entorno) actúan como si se aumentara la base de soporte. Por ejemplo construir una torre humana (castells) es mucho más difícil en un espacio abierto que en una plaza donde las referencias están próximas y son evidentes. 3.5 Postura sentada A nivel de la columna vertebral la sedestación con ligera flexión (Fig. 25) supone una disminución de la compresión en las articulaciones y sobre el anillo fibroso. La disminución de la movilidad de la columna relaja la musculatura y dificulta la circulación de retorno por la falta de actividad de la extremidad inferior. 20

7 Fig. 25: Efecto sobre la columna de la postura sentada. El brazo de palanca disminuye al enderezar la columna Esta postura aumenta la compresión en la parte anterior del anillo fibroso y la presión sobre el núcleo lo cual puede favorecer la patología de la columna. Como existe disminución de la información a nivel de los ligamentos, con lo que disminuye más la actividad muscular, y éstos se distienden. También disminuyen los estímulos óseos impidiendo el correcto deposito del calcio y se provoca una nutrición deficiente de los cartílagos articulares. Una postura sentada anómala y sostenida durante tiempo prolongado puede producir fenómenos degenerativos en los discos intervertebrales y las articulaciones, insuficiencia muscular, compresión y desplazamiento de los órganos abdominales, varices y tumefacción de las piernas. En la postura sentada la pelvis bascular hacia atrás con lo que se verticaliza el sacro y la curva lumbar disminuye (Fig. 26). En este caso la presión sobre el disco puede ser un 50% mayor que en la postura de pie, sencillamente por aumentar el brazo de palanca. Para obtener la postura erguida se precisa la báscula anterior de la pelvis que da lugar a una moderada lordosis. Fig. 26: Bascula de la pelvis y orientación de la columna 21

8 La pelvis es el punto de apoyo de toda la columna durante la sedestación y en concreto los isquiones en función de la orientación que tenga el sacro para cada persona. Recordemos que hay sacros mas verticalizados o más horizontalizados (Fig. 27). Esta inclinación del sacro influye sobre la lordosis lumbar y ésta sobre la cifosis dorsal. Los isquiones actúan como un balancín sobre el que gira la pelvis. Las molestias que aquejan en esta zona muchas personas delgadas se deben a la falta de protección grasa sobre este punto de apoyo constante. Fig. 27: Inclinación del sacro y orientación de la columna Es evidente que la columna se va a descargar en función de los apoyos que se establezcan y de su localización. Esta es la función del respaldo y del apoyabrazos. Hace casi treinta años quedó establecido que el estar sentado disminuía la presión sobre el disco intervertebral si se inclinaba la columna hacia atrás y se añadía un soporte lumbar (Fig. 28). La cantidad de apoyo lumbar está en relación con la inclinación del sacro de cada uno. Estos recursos mejoran la posición de la columna y las presiones que soporta pero no mejoran la potencia muscular, al contrario, la disminuyen. Por eso es recomendable permanecer inactivo sentado sino que hay que cambiar de postura, levantarse con frecuencia y caminar. Fig. 28: Estudio de Andersson de 1974 en que se demuestra la disminución de la presión sobre la columna lumbar al mejorar el apoyo de la columna lumbar. En este momento el utilizar el apoyabrazos descarga también la columna debido a los músculos que insertándose en los brazos terminan en la parte baja de la columna sujetándola como una faja (Fig. 29). 22

9 Fig. 29: Efecto del dorsal ancho sobre la columna lumbar Nachemson en 1974 demuestra que las presiones sobre la columna lumbar aumentan de la posición en decúbito a la bipedestación, de esta a la de sentado sin inclinación. Las mayores presiones se observan al inclinar la columna en bipedestación y en particular en posición de sentado (Fig. 30). Fig. 30: Modificación de las presiones sobre la columna lumbar en función de la postura 3.6 Levantamiento de cargas El levantar y transportar cargas es uno de los gestos más habituales tanto en la vida diaria (paquetes, niños pequeños) como en el trabajo. Esta manipulación de pesos no sólo representa el aumento de peso en si mismo sino, y esto es muy importante, la modificación del Centro de Gravedad. En gran parte del mundo llamado en vías de desarrollo los pesos se llevan sobre la cabeza incluso cargas enormes y durante el crecimiento (Fig. 31). Esta supuesta facilidad para transportarlas se debe, en parte, al entrenamiento pero el factor importante es que las sitúan de forma equilibradas en el mismo eje de carga del cuerpo, con lo cual el brazo de palanca es el mínimo. 23

10 Fig. 31: Transporte de pesos sobre la cabeza Nuestra cultura nos impide llevar los pesos sobre la cabeza (suponemos porque aplasta el peinado) y con ello hemos perdido la posibilidad de mantener equilibrada tanto la musculatura de nuestra columna como su densidad ósea. El paso siguiente ha sido transportar los pesos sobre los hombros o espalda (Fig. 32). En ese cambio ya hemos modificado el eje carga al inclinar la columna hacia delante o hacia un lado. Pero lo más habitual para pequeñas cargas es transportarlas sujetándolas con una o las dos manos. Fig. 32: Transporte de pesos sobre la espalda Si el peso se transporta con una mano la columna se inclina hacia el lado contrario (Fig. 33) tensando la musculatura de ese lado y las zonas bisagra de la columna (cérvico-dorsal y dorso-lumbar). 24

11 Fig. 33: Transporte de pesos con una mano Cuando se decide llevar la carga sujeta con las dos manos la columna se reequilibra en el plano frontal pero surge otro problema. No sólo influye la cantidad de peso sino, fundamentalmente, su volumen. A igualdad de peso un mayor volumen desplaza el Centro de Gravedad hacia delante y con ello aumenta el brazo de palanca (Fig. 34). Fig. 34: A igualdad de peso transportado el volumen multiplica el brazo de palanca y las presiones sobre la columna lumbar aumentan Ya hemos visto (Fig. 30) que la columna se sobrecarga más cuando se inclina hacia delante. En el momento que nos inclinamos para recoger y levantar un peso el Centro de Gravedad se desplaza y al peso del objeto le debemos multiplicar el brazo de palanca generado (Fig. 35). Por ese motivo pequeños pesos pueden sobrecargar mucho si tenemos que alargar los brazos para tomarlos. 25

12 Fig. 35: Aumento de las presiones sobre la columna al inclinarse para levantar un peso por aumentar el brazo de palanca En esta situación las presiones que deben soportar los discos inferiores de la columna (L4-L5 y L5-S1) son muy altas, llegando a soportar 1000 kg. de presión para levantar un peso de 80 kg. Esta cantidad supera el punto de ruptura del disco. Pensemos, además, en la fuerza que hay que generar en los ligamentos y músculos posteriores de la columna para contrarrestar estas cargas. Para evitar estas enormes presiones estudiaremos estrategias de protección para la columna en el levantamiento y transportes de cargas en el Capítulo 4. 26

13 4 Síntomas de la sobrecarga Aula: Biomecánica: Columna Ante cualquier clínica de sobrecarga de la columna se debe recurrir al esquema anteriormente señalado en el capítulo 2.6. (inervación de la columna) en que se mostraban los nervios responsables de transmitir el dolor desde la columna. El dolor que provoca la patología de tipo articular (mecánica o degenerativa) se transmite por el RPNR. Se manifiesta como un dolor profundo, central lateral, que se modifica con los movimientos, en especial la extensión de la columna y disminuye con la flexión. La rotación asociada a la inclinación también lo aumenta. Este dolor puede irradiar por la extremidad, pero nunca llega ni a la mano ni al pie. No existe clínica de afectación neurológica (alteración de la sensibilidad o de la fuerza) y una infiltración anestésica hace desaparecer el dolor y confirma el diagnóstico. Es el dolor típico de las posturas inadecuadas o del esfuerzo (dolor mecánico). Cuando existe una raíz comprimida el dolor se transmite a través del RANR. La clínica es diferente. El dolor es más profundo y más violento y aumenta con los movimientos de flexión de la columna. Irradia por el brazo o la pierna hasta los dedos de la mano o los del pie. Existe alteración de la sensibilidad llegando incluso a disminuir la fuerza. Ocasionalmente, en personas mayores frecuentemente después de la jubilación) el dolor puede ser la suma de los dos anteriores. Se trata de pacientes con historia de afectación articular de muchos años de evolución y que recientemente inician el dolor de tipo neurológico. 4.1 Dolor cervical A nivel de la columna cervical son muy frecuentes las molestias, el dolor e incluso la incapacidad. Utilizaremos el modelo diagnóstico señalado de afectación articular o radicular. A partir de ahí se establecen los siguientes cuadros: Cervicalgia El dolor localizado a nivel del cuello, en uno o los dos lados, se denomina cervicalgia. Este dolor que puede irradiar al hombro, la cara anterior o posterior del tórax (Fig. 36) es de tipo mecánico (articular). Mejora con la flexión de la columna y aumenta con la extensión. 27

14 Fig. 36: Irradiación del dolor cervical de origen articular Puede aparecer después de un movimiento forzado mantenido, por ejemplo trabajar mirando al techo (pintura, electricidad, enyesado) o descansar con el cuello muy inclinado. El aumento de la lordosis cervical (por aumento de la cifosis dorsal) se favorece en trabajos de oficina, concretamente el trabajo delante de un ordenador. Es muy importante señalar que en esta patología el dolor no desciende por el brazo y, si lo hace, es esporádico y no sobrepasa el codo. Hay tres factores que solos o asociados favorecen el dolor, la postura forzada, el frío o la humedad y la tensión nerviosa. Consideremos la postura tanto de día como durante el descanso. Si durante la noche el cuello está en una posición forzada como dormir boca abajo o tener almohadas excesivamente altas o bajas el dolor despierta durante la noche o aparece en el momento de levantarse. Durante el día cualquier posición que obligue el cuello a mantenerse en extensión o en rotación también lo puede provocar. El frío y la humedad también lo provocan. Por ejemplo el aire acondicionado dirigido hacia el cuello, la ventanilla abierta de un coche o sencillamente el entrar en cámaras frigoríficas o el llevar el pelo mojado sobre el cuello. Por último la tensión nerviosa, el estrés, es un factor desencadenante. Actúa aumentando la contractura muscular y aumentando la presión con lo que la curva hacia atrás del cuello se acentúa y se sobrecargan las articulaciones. En general, se asocian más de uno de estos factores. La postura durante el trabajo y el aire acondicionado o la ventana abierta con el cuello sudado o la postura y la tensión nerviosa. Todos estos factores vemos que se pueden dar durante la jornada laboral. Es importante diferenciar el dolor que aparece por la mañana al levantarse. Frecuentemente es debido a una almohada inadecuada o a hábitos incorrectos en la postura de descanso. El gesto laboral no hace más que mantener la clínica Dolor cervical irradiado al brazo Cuando está afectada una de las raíces cervicales el dolor comienza a nivel del cuello pero se irradia a lo largo del brazo hasta los dedos de la mano. Se le llama cervicobraquialgia. Es un dolor importante y profundo. Deja el cuello muy rígido 28

15 (contractura muscular) y cuando el nervio está muy comprimido existe alteración de la sensibilidad y de la fuerza. El dolor aumenta con los movimientos de la columna, en especial con la inclinación anterior y las rotaciones. Existe dificultad para colocar el cuello en una posición indolora y dificulta el descanso. Ha existido antecedente de sobrecarga progresiva con dolor difuso en el cuello que poco a poco desciende por el brazo o un movimiento brusco e importante y de forma inmediata aparece el dolor irradiado a los dedos. Las tres raíces que se afectan más son la C6 la C7 y la C8. La compresión de la raíz C6 provoca hormigueos en el primer y segundo dedos (Fig. 37) con dolor en el hombro y borde interno de la escápula, así como dolor en la cara externa del brazo y del antebrazo. Fig. 37: Afectación de la raíz C6 La lesión de la raíz C7 (Fig. 38) provoca un dolor parecido pero con alteración sensitiva en el segundo y tercer dedos y alteración motora en los músculos que extienden el codo (tríceps). Fig. 38: Afectación de la raíz C7 29

16 Cuando es la raíz C8 (Fig. 39) la alteración sensitiva es del cuarto y quinto dedos y la debilidad motora es de los músculos de la mano. Fig. 39: Afectación de la raíz C8 Se trata siempre de una patología importante ya que muestra que el nervio a la salida de la columna (raíz) está comprimido. En esta compresión diferenciaremos dos grandes tipos. Si la raíz está comprimida (irritada) existe dolor por toda la extremidad superior, a veces muy intenso, pero no existe debilidad muscular. Significa que la compresión es pequeña o lleva poco tiempo. Hablaríamos de un RANR de tipo irritativo. Si la compresión es mayor o lleva más tiempo aparece la disminución de la fuerza en el codo o en la mano. Clasificamos la patología como de RANR deficitario. Este, aparentemente, mínimo matiz nos va a permitir establecer un tratamiento de tipo conservador en el caso de una raíz irritada o mucho más agresivo en el caso de una raíz deficitaria. Dicho modelo diagnóstico y terapéutico se aplica igual en la columna lumbar. El motivo de la aparición la neuralgia cervicobraquial o cervicobraquialgia acostumbra a ser una salida del núcleo del disco por ruptura del anillo (hernia de disco o discal) (Fig. 40), aunque no es el único motivo. En personas mayores cualquier aumento del tamaño de las articulaciones debido a la artrosis puede ser el motivo de la compresión. Fig. 40: Hernia de disco cervical 30

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