UNIVERSIDAD DE TALCA FACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUD ESCUELA DE KINESIOLOGIA

Transcripción

1 UNIVERSIDAD DE TALCA FACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUD ESCUELA DE KINESIOLOGIA EVALUACIÓN DEL EFECTO DE LA TERAPIA STOTT PILATES SOBRE LA RESISTENCIA MUSCULAR DE LOS MULTÍFIDUS A TRAVÉS DE UN TEST ISOMÉTRICO SUBMÁXIMO UTILIZANDO ELECTROMIOGRAFÍA DE SUPERFICIE MEMORIA DE TÍTULO ALUMNOS: Rodolfo García Duarte Paulina Méndez Martínez PROFESOR GUIA: Klga. Edith Elgueta Cancino. TALCA CHILE 2010

2 A nuestras familias por el apoyo incondicional que nos ha brindado siempre. A nuestros amigos por su generosa compañía e incondicionalidad. Y a Dios por la fuerza que nos da para levantarnos al momento de caer. 1

3 INDICE Pág. RESUMEN I. INTRODUCCIÓN II. PREGUNTA DE INVESTIGACIÓN III. HIPÓTESIS IV. OBJETIVOS V. MARCO TEÓRICO V.a Estabilidad de la Columna V.b Fatiga V.c Electromiografía i) Procesamiento de la Señal Electromiográfica V.d Terápia en Columna Lumbar i) Pilates - Stott Pilates VI. METODOLOGÍA Y MATERIALES VI.a Sujetos VI.b Evaluación i) Electromiografía y Ejecución del Test ii) Descripción y Ejecución de la Prueba

4 iii) Procesamiento de la Señal VI.c Intervención Mediante Stott Pilates VI.d Materiales VII. RESULTADOS VIII. DISCUSIÓN IX. CONCLUSIONES X. BIBLIOGRAFÍA XI. APÉNDICES

5 RESUMEN El presente estudio se caracteriza por ser de tipo correlacional cuantitativo experimental, en el que se realizó una evaluación de la resistencia a la fatiga muscular local de los multífidus bilaterales, a 4 sujetos sedentarios sanos, mediante electromiografía de superficie utilizando un test isométrico submáximo (Test de Biering-Sorensen modificado), con el objetivo de evaluar si existen cambios en la resistencia muscular local de los multífidus bilaterales, pre y post intervención terapia Stott Pilates, luego de 24 sesiones en un periodo de 2 meses. Luego de ser evaluados todos los sujetos, los resultados indicaron cambios favorables y desfavorables en la resistencia muscular local de los multífidus de manera bilateral, reflejados en el índice de fatiga muscular local. Esto arrojó un 50 % de los sujetos con mejoras en su resistencia muscular post terapia Stott Pilates. Dentro de los cambios favorables se encuentra el sujeto 3, el cual muestra cuantitativamente un mayor aumento; en donde el multífidus izquierdo incrementó en un 75% y el derecho en un 90% en su resistencia muscular local. De acuerdo a lo anterior mencionado, el 50% de los sujetos presentó un menor índice de fatiga muscular post intervención Stott Pilates por un período de 2 meses, lo que podría demostrar que la terapia genera cambios favorables en la resistencia muscular local de los multífidus de manera bilateral. 4

6 I. INTRODUCCIÓN La columna es un sistema mecánico que debe cumplir con tres funciones: permitir los movimientos entre sus elementos, soportar cargas y proteger a la médula y a sus raíces nerviosas (Panjabi, 2003). También se considera a la columna como una estructura inherentemente inestable (McGill S, 2003), donde su estabilidad la entrega una serie de patrones de activación muscular altamente coordinados, que involucra varios músculos, los cuales deben participar en co-contracción para realizar los movimientos solicitados en las actividades de la vida diaria (Panjabi, 2004). Existen tres subsistemas a nivel de columna que deben actuar de manera íntegra para lograr la estabilidad lumbar, tales como: el sistema pasivo, compuesto por las estructuras osteoligamentosas de columna; el sistema activo, lo componen los músculos estabilizadores lumbares, donde el más importante es el multifidus; y por último, el sistema neural encargado de transmitir y traducir la información proveniente de los sistemas activos y pasivos (Panjabi, 2004). Éstos subsistemas pueden llegar a alterarse mediante diferentes mecanismos: movimientos más allá de los rangos funcionales, sobrecargas sostenidas en el tiempo, aplicación de cargas cíclicas o por posturas mantenidas en el tiempo. Además, cuando un individuo se encuentra en un estado bajo de actividad física, la musculatura de columna puede someterse a cambios y repercutir en alteraciones musculoesqueléticas, tales como: síndrome de dolor lumbar (SDL), contracturas y desequilibrios musculares, y también, inestabilidad lumbar (Panjabi MM, 1992; Panjabi MM, 2003). 5

7 Por lo anterior, la musculatura estabilizadora de columna puede ser intervenida con diversas terapias o protocolos, siendo una de ellas el Stott Pilates, la cual es una rama del Pilates, y se utiliza en pacientes con o sin patologías de columna (Corporation, 2007). Es así como, en este estudio, se utilizó la terapia Stott Pilates como medio de intervención para evaluar la resistencia muscular de los multifidus bilaterales mediante un test isométrico submáximo, en donde se registró la fatiga mucular local utilizando electromiografía de superficies. 6

8 II. PREGUNTA DE INVESTIGACION Se logran cambios en la resistencia muscular local de los multífidus bilaterales después de 24 sesiones en sujetos sedentarios sanos, utilizando la terapia Stott Pilates como medio de intervención?. III. HIPÓTESIS H0: Después de 24 sesiones de terapia Stott Pilates, no se logran cambios en la resistencia muscular evaluada mediante la obtención del índice de fatiga muscular local de los músculos multífidus bilaterales, utilizando electromiografía de superficie, en sujetos sedentarios sanos. H1: Después de 24 sesiones de terapia Stott Pilates, se logran cambios en la resistencia muscular evaluada mediante la obtención del índice de fatiga muscular local de los músculos multífidus bilaterales, utilizando electromiografía de superficie, en sujetos sedentarios sanos. 7

9 IV. OBJETIVOS: General: Evaluar la resistencia de la musculatura de multífidus bilaterales a través de un test isométrico submáximo, utilizando electromiografía de superficie, pre y post intervención terapia Stott Pilates, en sujetos sedentarios sanos. Específicos: Registrar la señal electromiográfica de los multífidus bilaterales pre y post intervención terapia Stott Pilates de cada sujeto. Obtener el índice de fatiga muscular local de los multífidus bilaterales pre y post intervención terapia Stott Pilates de cada sujeto. Describir los resultados del índice de fatiga muscular local de los multífidus bilaterales, pre y post intervención terapia Stott Pilates de cada sujeto. Analizar los resultados del índice de fatiga muscular local de los multífidus bilaterales, pre y post intervención terapia Stott Pilates de cada sujeto. 8

10 Comparar los resultados del índice de fatiga muscular local de los multífidus bilaterales, pre y post intervención terapia Stott Pilates de cada sujeto. Comparar los resultados del índice de fatiga muscular local de los multífidus bilaterales, pre y post intervención terapia Stott Pilates entre cada sujeto. 9

11 V. MARCO TEÓRICO La columna vertebral es una estructura compleja, cuyas principales funciones son proteger la médula espinal y transferir las cargas de la cabeza y tronco hacia la pelvis. Cada una de las vértebras se articulan entre sí, para permitir el movimiento en tres planos. Entre cada vértebra se ubican los discos intervertebrales, ligamentos y músculos adyacentes (Nordin M. y cols, 2001). El segmento móvil, siendo a su vez la unidad funcional de la columna vertebral, comprende dos vértebras y sus tejidos interpuestos. La porción anterior del segmento se compone de dos cuerpos vertebrales superpuestos, el disco intervertebral y los ligamentos longitudinales. Los arcos vertebrales correspondientes, las articulaciones intervertebrales formadas por las facetas, los procesos transversos y espinosos, y los distintos ligamentos forman la porción posterior. Los arcos y cuerpos vertebrales forman el canal vertebral, que protegen la médula espinal (Nordin M. y cols, 2001). Las vertebras superpuestas una sobre otra en la columna, forman curvaturas en toda su trayectoria, observables en el plano sagital y frontal. En el plano frontal se muestra, en individuos normales, de forma vertical y rectilínea, pero al momento de presentar desviaciones laterales, ésta se encontraría con curvaturas patológicas denominadas escoliosis. En el plano sagital la columna presenta cuatro curvaturas, descritas de cefálico a caudal como: lordosis cervical, cifosis dorsal, lordosis lumbar y curvatura sacra (Kapanji A.I, 1998). Las curvaturas son las que permiten a la columna vertebral soportar cargas tanto en posiciones estáticas como dinmámicas, en donde el soporte externo que le proporcionan los músculos y estructuras adyacentes, ayudan a estabilizar y modificar las cargas ejercidadas sobre la ella (Nordin M. y cols, 2001). 10

12 V.a ESTABILIDAD DE LA COLUMNA En la columna, la estabilidad la entrega el funcionamiento íntegro de los subsistemas activo, pasivo y control neural, logrando generar movimiento en rangos seguros para no causar daño o microtraumas repetitivos en las estructuras que conforman los subsistemas (Panjabi MM, 1992; Panjabi MM, 2003). La estabilidad se relaciona directamente con el concepto de rigidez de la columna vertebral, el cual integra al sistema osteoligamentoso y la activación neuromuscular coordinada de la musculatura agonista y antagonista, controlando el movimiento, mediante incrementos en la rigidez de los componentes pasivos y activos. El sistema osteoligamentoso o sistema pasivo, además de ser una red de soporte, posee la función de captar los cambios de longitudes, posiciones y tensiones articulares, mediante los mecanoreceptores, los cuales son fundamentales para enriquecer las respuestas comandadas por el control neural (Panjabi, 2005). Dentro del control neural existen distintos mecanismos para mantener la estabilidad de la columna, uno de ellos es el Reflejo Ligamento Muscular o Sinergismo Ligamento Muscular, el cual es activado cuando los ligamentos de la columna vertebral se tensan, activando sus mecanoreceptores, los cuales, en el centro integrador de la médula espinal, se traducen en una respuesta protectora de los componentes de la articulación hacía la musculatura (Solomonow M. y cols, 1998; Stubbs M. y cols, 1998). A nivel de columna lumbar, varios estudios observan el comportamiento electromiográfico de la musculatura de multífidus de manera bilateral al estresar el ligamento supraespinoso, donde la descarga electromiográfica de mayor magnitud de los multifidus se presenta al momento de ser deformado el ligamento. También, luego de ser estresado el ligamento supraespinoso se evidencia electromiográficamente la activación muscular de los multifidus bilaterales hasta dos niveles, superiores e inferiores (Indahl A. y cols, 1995; Solomonow M. y cols, 1998; Stubbs M. y cols, 1998; Holm S. y cols, 2002). Esta activación muscular, mediante la estimulación de los mecanoreceptores de los ligamentos, no solo ha sido estudiada en 11

13 columna lumbar, si no que también en otras articulaciones, tales como: rodilla, ATM (articulación temporomandibular), mano, entre otras (Solomonow M. y cols, 1987, Zimny M.L., 1988,; Michael R. y cols, 2002). Por otra parte, también son componentes del control neural los mecanismos de feedback y feedforward, Los mecanismos de feedback o retroalimentación, ayudan a mantener la estabilidad mediante respuestas más complejas a diferencia de la refleja local (reflejo ligamento muscular). A lo anterior, también contribuye la propiocepción la cual entrega 3 sensaciones claves: La sensación de posición y de movimiento articular; la sensación de fuerza, esfuerzo, torpeza, pesadez, y por último, la sensación de percibir el timming de contracción muscular (Mannion A. y cols, 1999; Taimela S. y cols, 1999). A su vez, los mecanismos de feedforward han sido definidos como respuestas anticipatorias de algunos músculos, las cuales son preplanificadas por el sistema nervioso central (SNC) actuando como mecanismos protectores del sistema articular. Tal como lo propone Cresswell y col (Cresswell A.G. y cols, 1994) en un estudio electrofisiológico, en el que muestra que al agregar peso en la zona ventral del sujeto, ocurre una contracción anticipatoria de algunos músculos, como el transverso abdominal, para así poder manejar de mejor forma la sobrecarga adicional a la columna. El sistema activo lo componen los músculos que generan estabilidad y controlan las cargas articulares vertebrales, en posiciones estáticas y dinámicas al contraerse simultaneamente (agonistas y antagonistas del movimiento), es decir, en co-contracción (Cholewicki J., 1997; Granate K., 2000; Vera-Garciaa F.J., 2009). Estos músculos pueden ser clasificados en dos grupos: profundos y superficiales (Guillén del Castillo, 2002). La musculatura profunda es de longuitudes pequeñas y va de una vertebra a otra y también dos o tres vertebras superiores e inferiores. Son los responsables de los movimientos pequeños entre las vertebras vecinas y participan de forma sinergista según la orintación de sus fibras en la extensión, inclinacion lateral y rotaciones de la columna. También son capaces de generar mayor resistencia muscular a la hora de mantener posturas estáticas de larga duración, relacionándose directamente con el mantenimiento de la estabilidad de los segmentos vertebrales. La musculatura superficial está compuesta por una masa común que 12

14 va desde la cara posterior del sacro hasta la región cervical y tienen como función generar movimientos de rangos articulares amplios, ya que son de grandes longitudes. Al contrario de la musculatura profunda, la superficial tiene una menor resistencia al momento de mantener posiciones estáticas, ya que se activan mejor durante movimientos dinámicos que implican rangos articulares amplios (Guillén del Castillo, 2002). El principal músculo estabilizador profundo lumbar es el multífidus, que fue descrito por Andry Vleeming, 2008 como: Anatómicamente es el mayor y más medial de la columna, en donde sus fibras más profundas se originan en la zona posteroinferior de cada lámina vertebral y cápsula anterior de la articulación facetaría, y se insertan en los tubérculos mamilares de dos segmentos por debajo. Sus fibras laminares L5 no tienen tubérculos mamilares para insertarse, por lo que lo hacen en el sacro justo por encima del primer agujero sacro posterior. La mayor masa muscular corresponde a los otros cinco fascículos que irradian desde los procesos espinosos lumbares y un tendón común. En cada segmento se origina un fascículo en la base y borde inferolateral de proceso espinoso, y se originan varios fascículos, mediante un tendón común, en el extremo inferior del proceso espinoso. Las fibras más superficiales de cada fascículo se insertan en el extremo inferolateral de los procesos espinosos. Según, el fascículo con origen en la base del proceso espinoso L1 se inserta en el tubérculo mamilar L4, mientras que los procedentes del tendón común se insertan en el tubérculo mamilar L5-S1, así como en la cara medial de la cresta iliaca. (Fig. 1); de esta forma, su anatomía da entender mejor su rol como estabilizador y no como movilizador. Para ejercer su función estabilizadora, el multífidus debe activarse en conjunto y secuencialmente con la musculatura lumbar y abdominal durante un movimiento específico, conociéndose como patrón motor (Janda V., 2000; Sahrman S., 2002). Es por esto que el patrón motor se refiere a la forma en cómo los músculos son activados de manera secuencial durante un movimiento específico, que acompaña una tarea controlada (Comeford M., 2001; Sahrman S., 2002; McGill S. y cols, 2003), en donde existe una secuencia de activación muscular (Janda V., 2000). 13

15 Figura 1: Anatomía de Multífidus (Netter F., 2007). Por otro lado, y desde el punto de vista mecánico, la estabilidad de la columna lumbar se consigue principalmente a través de diferentes mecanismos, tales como: la presión intrabdominal (PIA) y la co-contracción de los músculos lumbares con los abdominales. La PIA se refiere a la presión que se consigue dentro de la cavidad abdominal por una contracción coordinada del diafragma, los músculos abdominales y los músculos del suelo pélvico. Estudios reportan que entre los músculos abdominales, el transverso abdominal (TrA) es el que más se relaciona con el aumento de la PIA, ya que se recluta en la preparación de movimientos rápidos de los miembros (Cresswell A.G y cols, 1989; Cresswell A.G. y cols, 1992). El aumento de la PIA se relaciona directamente con el 14

16 aumento de la actividad electromiografica en los músculos abdominales y lumbares al cocontraerse. La PIA se relaciona también con el aumento de la rigidez de columna lumbar para alcanzar mayor estabilidad (Cholewicki J. y cols, 1996; Cholewicki J. y cols, 1999). Sin embargo, otras investigaciones observan un patrón de co-contracción global en toda la musculatura paravertebral al aumentar la PIA, lo cual lleva a estabilizar la columna vertebral a costa de un aumento de las fuerzas de compresión sobre la misma (McGill S.M. y cols, 1987; Gardner-Morse M.G. y cols, 1995; Marras W.S. y cols, 1996; Cholewicki J. y cols, 1999; Granata K.P. y cols, 2000). El principal responsable de la generación de compresión abdominal y aumento de la PIA es la activación del músculo transverso abdominal (Fig. 2) contribuyendo a la estabilidad mecánica de la columna lumbar. Algunos estudios afirman que la activación simultánea del músculo diafragma junto con el transverso abdominal desempeñan un papel importante en la estabilización lumbar al momento de prepararse para los movimientos de las extremidades superiores e inferiores (Nordin M. y cols, 2001). Algunos estudios electromiográficos de la activación anticipatoria o de feedfordward del Transverso abdominal y del multifidus lumbar, previo a los movimientos de las miembros superiores e inferiores y de la columna vertebral, evidencian la respuesta comandada por el control neural para conseguir la estabilidad mecánica a nivel lumbar (Hodges P.W. y cols, ; Hodges P.W. y cols ). Figura 2: Esquema de Músculo Transverso Abdominal (O`Rahilly R., 2008). 15

17 Otro componente clave para conseguir la estabilidad mecánica lumbar es el rol que cumplen las fascias toracolumbares sobre la columna lumbar. Éstas se dividen en tres capas: capa facial anterior (CPA) y capas faciales media y posterior (CFM y CFP). Las CFM y CFP se insertan en los procesos transversas y espinosos lumbares (respectivamente), y circundan de forma colectiva a los músculos paraespinales. Las tres capas convergen y se fusionan a nivel del rafe lateral, entre la duodécima costilla y la cresta ilíaca. Las inserciones en este rafe incluyen fascículos del TrA, oblicuo interno (OI) y oblicuo externo (OE), así como del dorsal ancho (DA) (Vleeming A. y cols, 1999). Tanto la CFM como la CFP cumplen un rol propioceptivo en la estabilidad lumbar y al insertarse en ligamentos y músculo se relacionan con cada uno de los subsistemas estabilizadores. Es importante considerar que la columna lumbar es una estructura inherentemente inestable (McGill S. y cols, 2003). Panjabi (Panjabi MM, 1992 (Parte II)) plantea que la inestabilidad de la columna vertebral se teorizaría con la zona neutra (ZN), la cual sería una región laxa alrededor de la posición neutra de un segmento vertebral. En presencia de lesiones de cualquiera de los subsistemas o en procesos degenerativos, se ha evidenciado un aumento en la zona neutra vertebral (Fig. 3) (Panjabi MM, 1992 (Parte II); Panjabi MM, 2003). Al encontrarse regiones mas laxas en la zona neutra, la estabilidad será menor. La ZN es un método que explica la estabilidad articular lumbar, a través del modelo de la bola sobre una superficie, como se muestra en la figura 3, donde el Rango de Movimiento (ROM) y la ZN se utilizan para evaluar la estabilidad lumbar. En la figura 3, se observa que la forma de la superficie determinará si la bola puede permanecer estable o inestable. Cuando la superficie es profunda y con poca extensión, la bola se moverá fácilmente dentro de la ZN, pero requerirá un mayor esfuerzo para moverse fuera de la ZN, así es como la bola permanecerá estable. Por el contrario, si la superficie es poco profunda y más extendida, la bola podrá deslizarse dentro y fuera de la ZN ya que los mecanismos que restringen el ROM vertebral están alterados. (Panjabi MM, 1992 (Parte II) Por otro lado, cuando se refiere a la inestabilidad, ésta puede diferenciarse en dos tipos: clínica y mecánica. La clínica se define como la pérdida de la capacidad de la 16

18 columna para mantener los patrones de desplazamientos bajo cargas fisiológicas y además no hay déficit neurológico inicial o adicional, sin deformaciones mayores y sin dolor incapacitante (While A.A. y cols, 1990). Desde otro punto de vista, la inestabilidad mecánica es la pérdida del control motor de un segmento articular con desplazamiento de su superficie articular más allá del rango fisiológico, que puede o no estar acompañada de signos y síntomas neurológicos (Panjabi MM, 1992 (Parte I); Panjabi MM, 1992 (Parte II)). Por lo tanto, el origen fundamental de la insetabilidad lumbar es la pérdida de la integridad mecánica de cualquiera de sus tejidos de soporte resultando en una disminución o pérdida de la rigidez y un aumento del riesgo a conductas inestables (Panjabi MM, 1992 (Parte II); McGill S., 2002; Hodges P.W. y cols., 2003). En donde el sistema activo disminuye su resistencia, es decir, el tejido muscular al ser activado no logra mantener una determinada contracción en el tiempo, la cual se denomina Fatiga Muscular. Figura 3: ZN = Zona Neutra. ROM = Rango de Movimiento Esquematización de la Zona Neutra. A) ZN aumentada y ROM disminuido. B) ZN disminuida y ROM aumentado (Panjabi MM., 2003) 17

19 V.b. FATIGA La fatiga en general como concepto es algo complejo, ya que involucra un estado físico y psíquico (Boyas S., 2009). Barbany en el 2002, la señala como: un estado funcional de significación protectora, transitorio y reversible, expresado en una respuesta de índole homeostática, a través de la cual se impone de manera ineludible la necesidad de cesar o reducir la magnitud del esfuerzo o la potencia del trabajo que se está efectuando. Por otra parte, De Luca en 1997, la establece como el punto en el cual el músculo es incapaz de mantener un grado de tensión constante (punto de falla) a través del tiempo. Este último concepto implica que la fatiga ocurre en un punto específico en el tiempo de un músculo específico o de un grupo muscular, trayendo consigo algunas desventajas prácticas, ya que sólo es detectada después de haber ocurrido (De Luca, 1997). De esta forma, la fatiga cumpliría su rol protector de las estructuras del propio músculo, evitando lesiones. La fatiga muscular se puede dividir en dos tipos según el punto donde se origina, central o periférica. Es así como puede asociarse con alteraciones del sistema nervioso central, o bien, obedecer a causas que inciden en la activación contráctil muscular. Es por esto que durante una contracción muscular, la fatiga puede alterar los mecanismos a diferentes niveles, desde los acontecimientos que conducen a la contracción muscular voluntaria provenientes del cerebro hasta los puentes cruzados de actina-miosina. (Barbany, 2002) Cuando ocurre una contracción fatigante que afecta un territorio mucular concreto, se refiere a fatiga local y se ve directamente relacionada con la ejecución de un movimiento. A diferencia de la fatiga general, que se observa en el organismo en conjunto y es propia del ejercicio, involucrando grandes masas musculares (Barbany, 2002). 18

20 Como se mencionó la fatiga muscular local guarda relación con el movimiento generado por un músculo (Boyas S., 2009). Por lo tanto, ésta se verá reflejada tanto en movimientos de alta carga y pocas repeticiones como en los de baja carga y altas repeticiones (Holtermann A., 2009). Normalmente, la fatiga local no se ubica en un solo punto, sino que ésta será provocada por problemas simultáneos en diferentes niveles del proceso de contracción muscular, como: una insuficiencia del suministro de oxígeno, en el agotamiento de reservas energéticas, en la disminución del ph intracelular, en desequilibrios iónicos y deshidratación, en agotamiento de neurotransmisores y en la participación de la amoniogénesis (Mortimer J.T., 1970; Hultman E., 1980; Zwarts M.J., 1987; Kazumi Masuda, 1999; Barbany, 2002). Durante una contracción fatigante ocurren cambios bioquímicos y fisiológicos en el músculo, pudiendo ser analizados con distintas herramientas, una de ellas es la electromiografía de superficie, en la cual se registran las señalas eléctricas emitidas por los músculos, que en un momento fatigante se manifiestan alteraciones de amplitud y frecuencia de la señal emitida (Barbany, 2002; De Luca, 2005). Para determinar la fatiga muscular local se utilizan test dinámicos o estáticos que involucran contracciones isométricas, concéntricas o excéntricas. El test de Biering- Sorensen es uno de los cuales utiliza contracciones isométricas submáximas para medir el tiempo de mantención de la postura solicitada o fatiga mecánica y se lleva a cabo de la siguiente manera: El sujeto se ubicaba en posición prona con el tronco descubierto en una camilla acolchada desmontable. Se verifica que las espinas iliacas antero-superiores (EIAS) queden en el borde del pliegue desmontable de la camilla. Las caderas son sujetas a la altura de las crestas iliacas, los pies son afirmados por unos rodillos posteriores, las manos se encuentran pegadas al cuerpo y el tórax quedaría formando un ángulo de 90º con el borde de la camilla, manteniendo esta posición horizontal el mayor tiempo posible al momento de desmontar la camilla. Antes de la realización de esta fase del protocolo conviene explicar al sujeto en qué condiciones se va a realizar la prueba dándole las 19

21 instrucciones necesarias, para que mantenga, por el mayor tiempo posible la posición horizontal, ya que al momento de perder la horizontalidad se registra la fatiga de la musculatura lumbar (Biering-Sorensen FA, 1983). Además el factor motivacional de este test influye directamente en los resultados (Biering-Sorensen FA, 1983). V.c ELECTROMIOGRAFÍA La evaluación por medio de la electromiografía (EMG) consiste en el registro y el análisis de la actividad eléctrica que emite el músculo y se realiza utilizando un electrodo con forma de aguja siendo insertado en el mismo músculo o con un electrodo de superficie, con el fin de registrar la señal o actividad eléctrica. Este método provee un fácil acceso a procesos fisiológicos que llevan al músculo a generar fuerza, causando movimiento y lograr interactuar con el medio (De Luca, 1997). La señal electromiográfica también se podría explicar como la manifestación eléctrica de la activación neuromuscular asociada a un músculo contrayéndose. La señal representa la corriente generada por el flujo iónico a través de la membrana de fibras musculares, que se propaga a través de los tejidos interpuestos para alcanzar la superficie de detección del electrodo (De Luca, 1997). Lo anterior mencionado, permite construir gráficamente una imagen denominada electromiograma, la cual representa la suma lineal, espacial y temporal de los potenciales de acción de la unidad motora, mostrando la amplitud, frecuencia y el tiempo de activación muscular durante una contracción (De Luca, 1997). Dentro de la técnica electromiográfica, se encuentra la electromiografía de superficie (SEMG), con la cual estudia la actividad mioeléctrica en forma no invasiva, mediante la grabación de diferencias de potencial expresadas en la superficie de la piel sobre un músculo, como resultado de la actividad eléctrica generada en éste a raíz de su contracción (De Luca, 1997). 20

22 Un músculo analizado con SEMG muestra en un inicio una señal en reposo, siendo la contracción muscular basal. Cuando se solicita una contracción del músculo esta señal empieza a aumentar su amplitud, viendo como se expande de forma vertical, revelando los potenciales de acción individuales de grupos pequeños de fibras musculares. Mientras la capacidad de fuerza de la contracción muscular aumenta, más fibras musculares son activadas y la tasa de descarga de las fibras aumenta (De Luca, 1997). Existen tres formas de analizar la señal electromiográfica, según su amplitud, tiempo (activación muscular y período de contracción) y la sumatoria de la frecuencia de descarga de las unidades motoras (MUAPs). La amplitud nos ayuda a estimar la fuerza generada, el tiempo de activación nos indica el timming de respuesta, y por último, la frecuencia indica la manifestación de fatiga muscular local (De Luca, 1997). Estas mediciones en SEMG conllevan a varios problemas ya sea en contracciones dinámicas o estáticas. Las dinámicas presentan los siguientes problemas: Las contracciones excéntricas y concéntricas, generan cambios en la distancia de los puntos de inserciones musculares, ya sea acercándolos o alejándolos, lo que ocasionan el movimiento del electrodo de superficie, entonces las características del filtrado espacial entre las fibras activas cambian (De Luca, 1997; Didier S.A., 2009). También, con respecto a la inervación muscular, ésta se divide en zonas, siendo la mejor el vientre muscular, ya que en zonas cercanas a la unión miotendinosa hay menos fibras musculares. En las zonas cercanas a la regiones laterales del músculo, ocurre un mayor crosstalk (señal recibida de músculos adyacentes) (De Luca, 1997; Didier S.A., 2009), y también el movimiento de los electrodos afecta a la señal obtenida de las unidades motoras (De Luca, 1997; Didier S.A., 2009), alterando los resultados. Por otro lado, en las contracciones estáticas no se presentan los problemas anteriormente mencionados, pero ocasionan otros, tales como: La disminución del flujo sanguíneo, con la consecuencia de una baja en el aporte de oxígeno, que aumenta la PCO2. El retorno venoso también se afecta, disminuyendo la remoción de H+ y K+, que afecta también la excitabilidad de la membrana muscular (Hultman E., 1980). 21

23 Por esta razón, en los estudios de SEMG para obtener el índice de fatiga muscular local, se utilizan pruebas de contracciones estáticas, ya que se pueden evitar los problemas de las contracciones dinámicas, las que alteran con mayor cuantía la señal registrada por el electromiógrafo (De Luca, 1997; Didier S.A., 2009). El índice de fatiga es el resultado del procesamiento de las frecuencias de descarga emitidas por las unidades motoras, obtenido mediante EMG. El índice de fatiga entregaría información para inferir la fatiga fisiológica, la que precede a la fatiga mecánica, siendo más confiable ya que representa directamente la actividad muscular evaluada y no el movimiento generado que podría estar mantenido y/o ayudado por otros grupos musculares sinergistas (De Luca, 1997). i) Procesamiento de la Señal Electromiográfica El estudio de la señal SEMG, con respecto al índice de fatiga muscular local, es utilizado para medir y describir el comportamiento de la señal en el tiempo, para así poder constatar de forma más objetiva los cambios que puedan ocurrir en la contracción mantenida de un músculo en términos electrofisiológicos. Esta contracción debe ser entre el 30% - 80% de la contracción voluntaria máxima, manifestando fatiga al disminuir la frecuencia de descarga de los MUAPs. El índice de fatiga muscular local ha sido estudiado en la musculatura erectora lumbar realizando contracciones isométricas mantenidas en sujetos sanos o con patologías musculares lumbares, siendo utilizado como referencia objetiva de fatiga muscular fisiológica (Denis G., 1992; Tsuboi T., 1994; O Brien P.R., 1997; Silvestre A. y cols, 2002; Danneels L.A., 2002; Dupreyrona A., 2010). El índice de fatiga se obtiene al finalizar el procesamiento de la señal electromiográfica. Para esto, se determinan las variaciones en la frecuencia de la señal. Ésta se fracciona en ventanas de un segundo, obteniendo un total de 100 ventanas, lo que indica los primeros 100 segundos de la prueba en cada sujeto (Fig. 4). A cada una de las ventanas, 22

24 se le aplicó la transformada rápida de Fourier (FFT) (Fig. 5), obteniendo el espectro de frecuencia y así poder calcular la frecuencia mediana (MF) en cada una de ellas. Por lo tanto, se obtuvieron 100 MF que corresponden a cada segundo evaluado, describiendo su comportamiento en función del tiempo. Luego, los datos (100 MF) en función del tiempo, fueron sometidos a una regresión lineal simple para obtener la frecuencia mediana inicial (MFi). Con la MFi, se pueden normalizar las MF, expresándose como porcentaje de ésta. Después, los datos ya normalizados junto con la función tiempo, se someten a una regresión lineal simple para así obtener la pendiente de la curva de los datos normalizados (MFslope). La MFslope indica el valor del porcentaje de variación de la señal, en términos de MFi, por unidad de tiempo (Fig. 6). Figura 4: Se ilustra un ejemplo de una contracción voluntaria máxima al 60% del músculo vasto medial oblicuo. A: Indica el electromiograma en un gráfico de puntos dividido en ventanas. B: Indica la ventana del segundo 1, 30, 60 y 90. C: Indica el resultado de la Transformada de Fourier de la ventana del segundo 1, 30, 60 y 90. (Cifrek, M., 2009) 23

25 Figura 5: Espectro de frecuencia obtenido de la aplicación de la transformada rápida de Fourier (FFT) (azul). Espectro de la sumatoria lineal, espacial y temporal de los potenciales de acción de las unidades motoras (De Luca, 1997). Figura 6: Regresión lineal simple de los datos de las FMi normalizadas en función del tiempo (FMslope). 24

26 V.d TERAPIA EN COLUMNA LUMBAR El síndrome de dolor lumbar (SDL), es el motivo de consulta más frecuente en los centros de salud que tiene un elevado costo socioeconómico (Deyo R.A, 1987; Hides J., 2001). Se calcula que alrededor de un 70%-85% de la población sufrirá un cuadro de dolor lumbar, con una prevalencia que varía entre un 14% a 80% de la población (Biering- Sorensen FA, 1983; Andersson GB, 1999). Del 80% de los SDL un 2-5% desarrollará SDLC (síndrome de dolor lumbar crónico) después de haber sufrido un episodio agudo (Biering-Sorensen F.A., 1983; Coste J., 1994). El enfoque terapéutico para abordar ésta patología se consensó mundialmente y se le dio una aproximación multifactorial, donde el modelo biosicosocial cumple un rol fundamental, desplazando el modelo biomédico que era utilizado previamente como enfoque terapéutico del SDL (Lehman T.R., 1993; Norman R., 1998). Hace algunos años se sabe que el SDLC involucra factores que lo desencadenan, tales como el dolor, disminución del rango de movimiento, espasmos, contracturas musculares, disminución de la funcionalidad y distress psicológico. Pero actualmente se agrega a esto una atrofia muscular de los músculos estabilizadores estáticos de columna como el transverso abdominal y multífidus lumbar llevando a una sobreactividad de los erectores espinales superficiales, también a un cambio en el patrón de reclutamiento neuromucular y retardo en el timming de activación neuromuscular (feedfordward). A su vez, una disminución de la capacidad de reposicionamiento vertebral, pérdida del balance estático-dinámico, y por último, una disfunción de la resistencia isométrica de la musculatura lumbar y abdominal (Clark B., 2003; Van Dien J.H., 2003). Por lo anterior mencionado, los fisioterapeutas intentan actuar a nivel de prevención del SDLC, por lo que la actividad física y ejercicios terapéuticos han aumentado, estableciéndolos como principio primordial y esencial para mantener y mejorar la salud de la columna lumbar (World, 2010). 25

27 El ejercicio es cada vez más utilizado por los profesionales de la salud de diferentes disciplinas, particularmente por los fisioterapeutas, donde el ejercicio terapéutico cobra un rol fundamental para abordar gran parte de los factores involucrados en el SDL, ya que reduciría el miedo conductual y mejora la funcionalidad del paciente (O Sullivan P. y cols., 1998; Mannion A. y cols., 1999). El ejercicio terapéutico, como su nombre lo dice, es ocupado para mejorar la condición del paciente con un enfoque a prevenir y tratar patologías. Para lograr una buena terapia mediante el ejercicio, es fundamental evaluar de forma correcta para poder estimar qué maniobras, estiramientos o fortalecimientos musculares son los más pertinentes en cada caso en particular, siendo de gran ayuda para el mantenimiento de la salud y la instauración de un plan terapéutico a corto, mediano y largo plazo (Blum, 1998; Daniels L., 2008). En la actualidad existen dos escuelas dedicadas al desarrollo de pautas terapéuticas destinadas al manejo del dolor lumbar agudo y crónico. Uno de los modelos es el Canadiense, denominado Abdominal Bracing, y por otro lado, se encuentra el modelo Australiano, conocido como Abdominal Hollowing. Estas escuelas proponen que la cocontracción de la musculatura abdominal y lumbar es útil para la estabilidad lumbar (McGill S., 2001; McGill S. y cols, 2003). Ambas escuelas cuentan con un amplio respaldo de investigación clínica, de electrofisiología muscular y biomecánica articular (Richardson C. y cols, 1999; McGill S., 2001; McGill S. y cols, 2003). El modelo Abdominal Bracing (McGill S., 2001; McGill S. y cols, 2003) postula que muchos músculos participan en la estabilidad lumbar, donde la activación de cada uno de ellos es dependiente del momento requerido para sostener una postura o realizar un movimiento determinado, cambiando continuamente su activación a través de tareas realizadas. Por lo tanto se sostiene qué músculo es más importante en la estabilidad lumbar, dependiendo del momento transitorio en curso, de la dirección, amplitud y velocidad de los movimientos (McGill S. y cols, 2001; McGill S., 2002). El modelo Abdominal Hollowing sostiene que la actividad coordinada y específica de baja intensidad del transverso abdominal, en co-contracción con el multífidus lumbar, es el mecanismo principal de la estabilidad de la columna (Richardson C. y cols, 1999). La técnica del 26

28 modelo Abdominal Hollowing se ejecuta en decúbito-supino solicitando una espiración y rectificando la zona lumbar, llevando la pelvis a posición neutra para solicitar una contracción específica del transverso abdominal y aislar la acción del recto anterior del abdomen, pudiendo ser ejecutada con ayuda de un biofeedback de presión (Fig. 7). Estudios también revelan que al realizar pautas en co-contracción de baja carga e intensidad durante periodos prolongados reduce el dolor lumbar, mejora el movimiento vertebral, reducen las reagudizaciones y mejora la funcionalidad (O`Sullivan P. y cols, 1998; Mannion A. y cols, 1999), avalando lo anteriormente descrito. Por lo tanto, de acuerdo a lo mencionado, los fisioterapeutas tienen varias herramientas para prevenir y tratar patologías lumbares como el SDL, donde el ejercicio terapéutico, avalado por los estudios realizados a través de los años, darían la confianza suficiente para utilizarlos dentro del plan terapéutico. Dentro de una gran gama de terapias que ocupan el ejercicio como pilar fundamental, existe la terapia de Pilates, la cual se ha ido perfeccionando con el paso de los años. Figura 7: Sujeto realiza plan de estabilización a través de la técnica de Abdominal Hollowing utilizando un biofeedback de presión en la zona lumbar (Jordán Díaz R, ). 27

29 i) Pilates - Stott Pilates Esta terapia fue creada por Joseph Pilates denominándola Contrología (que con el paso del tiempo fue conocida simplemente como Pilates) y describió su régimen como la completa coordinación del cuerpo, la mente y el espíritu. Esta disciplina fue creada con el fin de abarcar diversos elementos, estudiando el organismo, a nivel neuromuscular, pensando en un sistema que permitiría a la persona controlar sus propios músculos. También explora el desarrollo muscular, centrándose en la flexibilidad, así como en la fuerza y resistencia (Brent D., 2005). En la disciplina de Pilates también se ha estudiado la composición corporal y se ha visto que al realizar los ejercicios, se evidencia una disminución en la masa grasa local de las zonas específicas que trabaja el Pilates, a corto plazo. (Jago R., 2005; Betu l S., 2006) La terapia de Pilates tiene un fundamento biomecánico, donde la estabilidad vertebral es primordial para ejecutar los ejercicios propuestos, basándose en trabajar la estabilidad de la columna en términos de resistencia muscular y propiocepción. La estabilidad trabajada por esta técnica se enfoca en los segmentos lumbares en conjunto con la posición de la pelvis, ya que un cambio en la pelvis repercute directamente en la zona lumbar. Los dos músculos principales, en términos de estabilización de la columna vertebral, son el transverso abdominal y multífidus lumbar. El transverso abdominal es un músculo clave para mantener y progresar la estabilización cuando el control inicial del movimiento de la columna es alcanzado. Esto se explicaría por su acción estabilizadora, ya que al cocontraerse con el multífidus aumentaría la presión intrabdominal y tensa la fascia toracoabdominal, siendo entrenados con métodos dinámicos y funcionales en la disciplina del Pilates (Herrington L., 2003). También, Pilates fundamenta reforzar los músculos del tronco en su totalidad, siendo un cilindro rodeado de musculatura que mantiene en forma estable la columna vertebral. Es en estos grupos musculares en donde la SEMG ha sido una gran aliada en cuanto a la objetividad de la evaluación (Koumantakis G. A., 2003). 28

30 En general, los estudios mencionan mejoras en varios aspectos del sistema músculoesquelético evidenciados luego de un mínimos de 15 sesiones de terapia, siendo los más importantes: la flexibilidad, fuerza, resistencia, tonicidad, mejora la función respiratoria, mejora la postura, relajación mental y física (Betu l S., 2006; Souza, 2006). Dentro de las disciplinas derivadas del Pilates tradicional, existe una denominada Stott Pilates, la que presenta los mismos principios biomecánicos y neurofisiológicos establecidos por Joseph Pilates, pero con la diferencia de que se adiciona resistencias elásticas mediante un soporte denominado Reformer. Este elemento adicional permite pasar a un nuevo nivel de trabajo en el Pilates, ya que el uso de resistencias elásticas en los ejercicios planteados, ayudaría a trabajar los 3 tipos de contracción muscular: concéntrica, excéntrica e isométrica (Brent D., 2005; Corporation, 2007). Con lo anterior, se obtiene que Stott Pilates trabajaría la resistencia musuclar no solo con la carga del propio cuerpo, si no que con adición de resistencias elásticas, logrando avanzar en la progresión de la dificultad de los ejercicios. Los principios básicos de Stott Pilates hacen referencia a una serie de puntos de conciencia biomecánica del cuerpo que proporciona la base para los ejercicios de la técnica. En lugar de entenderse de forma aislada, los cinco principios: la respiración, la colocación de la pelvis, de la caja torácica y de la cabeza con la columna cervical y por último el movimiento y la estabilización de las escápulas, que trabajan en conjunto para crear un ejercicio seguro y eficaz (Musculino, 2004; Corporation, 2007). Por ejemplo, si se toma en cuenta la respiración en los ejercicios, mejora la estabilidad de la columna, ya que al momento de ejecutarlos, la respiración ayuda a manejar el momento en que se necesita aumentar la presión intrabdominal, mediante la activación del transverso abdominal, tensando la fascia toracoabdominal rigidizando la columna vertebral (McGill S., 2009). Las metas específicas que menciona la disciplina de Stott Pilates son siete: Activación muscular, estabilidad, movilidad, secuencia, resistencia, equilibrio y coordinación (Corporation, 2007). La activación muscular o músculos activos, se refiere a que cada ejercicio debe ser realizado con un fin específico, ya sea para fortalecer, trabajar 29

31 la resistencia muscular o para elongar la musculatura, dando énfasis según lo que se busca mejorar. La estabilidad en los ejercicios se refiere a que mientras se realizan los movimientos una parte del cuerpo se encontrará inmóvil, requiriendo control y mantención de la contracción muscular (Musculino, 2004; Corporation, 2007). Hay que tener en cuenta que en cada ejercicio se presta atención a la estabilización de la columna durante el movimiento, ya sea una flexión, extensión, rotación o una inclinación lateral. Como meta específica, la movilidad se refiere a que al momento de realizar los ejercicios se da énfasis al movimiento de una articulación determinada o un conjunto de articulaciones, siendo esta última el caso de la columna vertebral. Por lo tanto, se debe tener presente los segmentos que serán los de mayor y menor movilización según los objetivos planteados (Musculino, 2004; Corporation, 2007). Cuando hablamos de secuencia en Stott Pilates, se refiere al orden en el que toman lugar los movimientos de un ejercicio; por ejemplo, que articulación se mueve primero, cuál la sigue y de donde parte el movimiento. Esto es particularmente importante cuando se está hablando de un movimiento de la columna (si el movimiento parte de la región superior o inferior de la columna) (Musculino, 2004; Corporation, 2007). La resistencia, consta del empleo del mismo grupo muscular a lo largo de un período de tiempo sostenido. Lo cual es de gran importancia para trabajar la estabilidad que proporcionan los grupos musculares a la columna vertebral (Musculino, 2004; Corporation, 2007). El trabajo del equilibrio, se basa en mejorar las respuestas del sistema nervioso central y periférico disminuyendo la base de sustentación en determinados ejercicios (Musculino, 2004; Corporation, 2007). Y por último la coordinación, se refiere a realizar movimientos de forma simultánea o con secuencia de movimientos de manera creciente, es decir, de menor a mayor complejidad (Musculino, 2004; Corporation, 2007). Estas metas específicas del Stott Pilates, están enfocadas a trabajar principalmente un parte del cuerpo que lo denomina como Powerhouse, que traducido al castellano sería centro de poder. Esto quiere decir que es el lugar donde se encuentra el centro de todos los movimientos, ya que esta disciplina plantea que los movimientos se inician y se sostienen desde esta zona, cuya utilización debe estar siempre presente durante la práctica de los ejercicios. Joseph Pilates refiere que la ubicación del Powerhouse" es en la parte inferior del tronco, como una faja muscular y de tejido conectivo que rodea toda la zona lumbar y abdominal 30

32 (Musculino, 2004; Corporation, 2007). Se han identificado 3 efectos sobre el Powerhouse. El primero es el efecto sobre la postura pélvica, que consecuentemente se asocia a cambios posturales en la columna. Segundo, trabaja directamente sobre la estructura musculo-esquelética de la columna vertebral (la zona lumbar específicamente), flexibilizándola, estabilizándola y fortaleciéndola. Y tercero, el efecto sobre la integridad estructural o el tono de la cavidad abdomino-pélvica (Muscolino, 2004). Examinando las condiciones estructurales y funcionales de la pelvis, vemos que está ubicada en una posición específica, entre el tronco y los miembros inferiores, por lo tanto, cuando la pelvis se mueve genera cambios a nivel de la columna lumbosacra y también hacia los miembros inferiores. Los movimientos de la pelvis que causan mayor efecto sobre estas estructuras adyacentes, son los realizados en el plano sagital, es decir, la anteversión y retroversión pélvica (Muscolino, 2004), por lo que cualquier cambio en el plano sagital de la pelvis repercutiría sobre la columna lumbar, afectando la curvatura lordótica. Los músculos que se encargan del movimiento en el plano sagital de la pelvis serían fundamentalmente: el recto anterior abdominal y extensores de cadera (glúteo mayor), juntos regulan la inclinación posterior de la pelvis o retroversión; los extensores de la columna lumbar y los flexores de cadera (ileopsoas) regulan la inclinación anterior o anteversión de la pelvis. Si el balance de estos grupos musculares se alteran, la postura de la pelvis también se afecta, llevando a su vez cambios en la zona lumbar (Fig. 8). Por lo anterior mencionado, Joseph Pilates describe la importancia de construir un centro de fuerza del que fluye el movimiento hacia la periferia, el cual ayudaría a mantener una curvatura lordótica normal con una pelvis en posición neutral. 31

33 Figura 8: Muestra la relación entre los movimientos de la pelvis en el plano sagital y el componente musculo-esquelético (Corporation, 2007). Otro efecto del Stott Pilates es sobre la cavidad abdomino-pélvica, la que está compuesta principalmente por paredes musculares. La pared posterior está formada por los músculos de la columna lumbar, la pared anterior por el recto anterior y las paredes laterales por los oblicuos y transversos del abdomen. En esta cavidad es en dónde la PIA aumenta y contribuye con la estabilidad lumbar, gracias a la contracción de las paredes musculares (Fig. 9) (McGill S.M. y cols, 1987; Gardner-Morse M.G. y cols, 1995; Marras W.S. y cols, 1996; Cholewicki J. y cols, 1999; Granata K.P. y cols, 2000) 32

34 Figura 9: Efecto del aumento de presión desde la cavidad torácica hacia la abdominal y viceversa, así aumentando la estabilidad (Corporation, 2007). Por lo tanto, Stott Pilates busca como objetivo principal la estabilización de la columna lumbar, utilizando principalmente la propiocepción y la co-contracción de la musculatura paravertebral y abdominal, con un aumento de la PIA, generando respuestas anticipantorias óptimas y rigidez necesaria para mantener estable la columna lumbar (Musculino, 2004; Corporation, 2007; Cholewicki J. y cols, 1996; Cholewicki J. y cols, 1999). 33

35 VI. METODOLOGÍA Y MATERIALES El presente trabajo se clasificó como un estudio de casos de tipo correlacional cuantitativo experimental, el cual consiste en evaluar los cambios en el índice de fatiga muscular local del músculo multífidus bilateral utilizando SEMG, pre y post terapia Stott Pilates, la cual tuvo un total de 24 sesiones, 3 veces por semana durante 2 meses. VI.a SUJETOS: Los sujetos evaluados para este estudio son 4 alumnos regulares del año 2008 de la carrera de Kinesiología de la Universidad de Talca, quienes se seleccionaron según los siguientes criterios: Inclusión Sedentarios (realizar actividad física menos de 3 veces por semana, 30 min por día) a los menos desde hace 1 año. Tener entre 18 y 22 años de edad. 34