CONCEPTO DE CINESIOLOGIA 1 TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LA CINESIOLOGÍA. CONTENIDO.- Definición y concepto de Cinesiología. Desarrollo histórico de la Cinesiología. Objetivos de la Cinesiología. OBJETIVOS.- Al concluir este tema el alumno debe estar capacitado para: - Definir el concepto de Cinesiología. - Exponer los hechos históricos fundamentales que han dado origen y desarrollado la Cinesiología humana. - Enumerar y describir los objetivos de estudio de la Cinesiología. CONCEPTO DE CINESIOLOGIA Etimológicamente el término Cinesiología deriva de dos verbos griegos: "Kinein", que significa mover, y "Logos", estudiar. Sin embargo, resulta un tanto simplista limitar el concepto de Cinesiología a su mera acepción etimológica. Para establecer un concepto vivo, y por lo tanto evolutivo, de la Cinesiología debemos aplicar la metodología científica propia de las Ciencias Morfológicas respondiendo a las preguntas qué es?, para qué es?, de dónde procede? En este apartado se responde a estas cuestiones, delimitando el concepto de la disciplina y la relación con otras ciencias en las que se basan sus principios y su función, exponiendo, a continuación, el análisis histórico de la Cinesiología. DELIMITACIÓN CONCEPTUAL DE LA CINESIOLOGÍA La Cinesiología es la ciencia que estudia el movimiento humano. Sus conceptos y principios son válidos para cualquier tipo de desempeño motor humano. Para Steindler (123) : La Cinesiología es la ciencia que estudia el movimiento en sus relaciones con la acción de las fuerzas mecánicas que lo producen.
CONCEPTO DE CINESIOLOGIA 2 Según Luttgens y Wells (83), "La Cinesiología es el estudio de los movimientos humanos desde el punto de vista de las ciencias físicas". Sin embargo como señalan Rasch y Burke (110) el cinesiólogo no puede limitarse al mero análisis mecánico del movimiento del cuerpo humano y establecen cinco subdivisiones en la Cinesiología: 1) Cinesiología morfológica y funcional, relativa a las interrelaciones entre la forma y la función del cuerpo; 2) Fisiología del ejercicio, es decir la correlación entre la Cinesiología y las ciencias básicas como la Fisiología y la Bioquímica; 3) Biomecánica, o sea la investigación del movimiento humano por medio de los conceptos de la Física y la Ingeniería; 4) Cinesiología del desarrollo, es decir la relación de la Cinesiología con el crecimiento, desarrollo físico, nutrición, envejecimiento y aspectos similares, y 5) Cinesiología psicológica, que es el estudio de las reciprocidades del movimiento y su significado, por ejemplo, en sus relaciones con la imagen corporal, expresión estética, comunicación cultural, personalidad y motivación. Los cinesiólogos estudian la Anatomía, ciencia de la estructura del cuerpo, la Fisiología, ciencia de la función del mismo, y la Mecánica, ciencia que estudia las fuerzas y los movimientos, para constituir la Cinesiología, ciencia que estudia los movimientos del cuerpo, sus causas y efectos. Algunas autoridades se refieren a la Cinesiología como a una ciencia por derecho propio, aunque los principios en los que se basa derivan de bases científicas como Anatomía, Fisiología y Física, siendo su contribución la selección de los principios que están relacionados con el movimiento humano (83). Cada estructura que participa en el movimiento del cuerpo lo hace obedeciendo a principios físicos y fisiológicos. De cualquier modo el desarrollo alcanzado por la Cinesiología en las últimas décadas obedece a su progresiva aplicación en diferentes ámbitos (médico, deportivo, ocupacional, trabajo espacial, diseño automotriz...), analizaremos algunos de ellos: Medicina Física y Rehabilitación. Las posibilidades que éstas ciencias ofrecen para mejorar la salud y la calidad de vida las han consolidado como un campo de conocimientos en continua expansión, capaz de aportar soluciones científicas que alcanzan sectores como los sistemas de evaluación de la capacidad motora humana, las ayudas técnicas a discapacitados, las ortesis y prótesis... El fin primordial de la Rehabilitación es la restauración de las funciones deterioradas y la compensación de dichas funciones. Los conocimientos en Cinesiología nos permiten analizar la postura y las alteraciones de la movilidad del aparato locomotor, aportando soluciones para una correcta evaluación funcional así como para su reparación, al facilitar el aprendizaje de destrezas necesarias en las actividades de la vida diaria y funciones esenciales para la adaptación y la productividad. Deportivo. La Cinesiología y la Biomecánica van a contribuir a la participación óptima en las distintas actividades físicas y a la mejoría de la estructura humana a través de la selección
CONCEPTO DE CINESIOLOGIA 3 inteligente de actividades y del uso eficiente del cuerpo. La importancia que estas ciencias han ganado en este campo ha permitido desarrollar y mejorar las técnicas y métodos de entrenamiento, diseñar materiales deportivos adecuados y sobre todo mejorar el rendimiento del deportista. Ergonomía. Fundamentalmente la Biomecánica Ocupacional ofrece soluciones para mejorar el medio laboral y doméstico, mediante el análisis de la interrelación mecánica del cuerpo humano con los elementos que le rodean, para adaptarlos a sus necesidades. Estas ciencias aportan los conocimientos necesarios para resolver los problemas asociados a las posturas de trabajo, al transporte manual de cargas, tratando de mejorar el rendimiento laboral y de disminuir la fatiga. El rasgo esencial de la Cinesiología, para Steindler, es que trata todos los actos motores como hechos mecánicos (123). Puede considerarse al hombre como una máquina, un instrumento para la trasmisión de la energía; recibe combustible, susceptible de ser convertido en energía, y a su vez ésta puede ser utilizada para realizar trabajo. Pero como señala el Dr. William Skarstrom, la máquina humana tiene una ventaja sobre la manufacturada: "así como ésta última se funde con el uso, la primera se mejora (dentro de ciertos límites), presuponiendo que se use con los principios del movimiento humano eficiente" (83). Por tanto la función de la Cinesiología es contribuir a la óptima participación en las distintas actividades físicas y a la mejoría de la estructura humana a través de la selección inteligente de actividades y del uso eficiente del cuerpo. EVOLUCION HISTORICA DE LA CINESIOLOGIA. El título de "padre de la Cinesiología" suele atribuirse a Aristóteles (384-322 a. de J. C.), que en su tratado "Partes de los Animales, Movimiento de los Animales y Progresión de los Animales", describió por primera vez las acciones de los músculos y las sometió a un análisis geométrico, estudiando los movimientos de rotación y traslación de los cuerpos (8). También fué el primero que analizó y describió el complejo proceso de la marcha, en el que el movimiento de rotación se transforma en movimiento de traslación. Sus conceptos sobre las acciones de la palanca y función del centro de gravedad eran notablemente exactos y fueron precursoras de las leyes del movimiento de Newton (110). Arquímedes (287-212 a. de J. C.) determinó los principios hidrostáticos que gobiernan a los cuerpos más livianos que el agua. Sus tratados sobre la determinación del centro de gravedad son la base de la moderna mecánica teórica. Galeno (137-201 d. de J. C.), médico de los gladiadores de Marco Aurelio, poseía un sustancial conocimiento del movimiento humano; en su ensayo titulado De Motu Musculorum estableció la diferencia entre los nervios motores y sensitivos, así como también entre los músculos agonistas y antagonistas. Describió el tono e introdujo términos como diartrosis y sinartrosis, que todavía hoy revisten primordial importancia en la terminología artrológica.
CONCEPTO DE CINESIOLOGIA 4 Desde los estudios de Galeno, la Cinesiología permaneció estancada durante más de un milenio, hasta el Renacimiento. En esta época Leonardo da Vinci (1.452-1.519), uno de los hombres más grandes de la historia, se interesó particularmente en la estructura del cuerpo humano en relación con los movimientos y en la relación existente entre el centro de gravedad y el equilibrio. Describió la mecánica del cuerpo en actitud erecta, en la marcha y en el salto e inició el análisis del mecanismo de la contracción muscular (17). Su talento para dibujar los músculos mientras el cuerpo realiza un movimiento resultó de gran utilidad para los estudiantes de Medicina y un aporte a la Cinesiología. Representó maquetas esqueléticas en las cuales las cuerdas o tirantes eran reemplazadas por músculos, con el fin de establecer el equilibrio entre grupo agonista y antagonista, las sinergias musculares y la mecánica articular (29). Algunas de sus láminas ponen de manifiesto el interés de Leonardo en la estructura del cuerpo humano en relación con los movimientos, así como sus conocimientos de biomecánica, que le permitían interpretar la fisiología articular (24). Da Vinci presentó también un amplio análisis sobre el mecanismo de pronosupinación de antebrazo, en el que define como principal músculo supinador al bíceps braquial, cuya función flexora considera secundaria. Estableció el sinergismo entre el diafragma y los músculos abdominales durante la respiración (28). Andrea Vesalio (1.514-1.564) es considerado el fundador de la Anatomía moderna (75) ; su publicación "De Humani Corporis Fabrica" en 1.543 señaló el comienzo de la ciencia moderna, según muchos historiadores. Galileo Galilei (1564-1643), tras estudiar medicina durante tres años en la Universidad de Pisa, llegó a la conclusión de que la naturaleza está escrita en símbolos matemáticos y emprendió el estudio de las matemáticas en busca de las leyes que rigen los fenómenos físicos, constituyendo la base para el advenimiento de la Cinesiología como ciencia. Investigó y estableció la formulación sobre la caída libre de los cuerpos y el movimiento parabólico. Galilei intuye lo que pasará a ser considerada como la Primera Ley de Newton o de la inercia, estableciendo que:... en ausencia de fuerzas exteriores, un cuerpo puede permanecer quieto o seguir moviéndose en línea recta a velocidad constante (46). La tendencia a equiparar el cuerpo humano a una máquina, es una constante en los hombres que formaron parte del movimiento científico denominado: IATROMECANICA, y cuyo principal representante fue Alfonso Borelli. Borelli (1608-1679) recoge en su tratado De Motu Animalium un estudio sobre la fuerza generada por diversos músculos durante su contracción y la pérdida de la misma, originada por la acción mecánica desfavorable que ofrece la resistencia del agua y del aire cuando se ejecuta el movimiento (16). Borelli sostuvo la teoría de que los huesos son palancas y que los músculos funcionan de conformidad con principios matemáticos:... "No hay mejor medio ni más simple para producir el movimiento, es así como la naturaleza economiza esfuerzos en su forma de actuar, siendo fiel, al mismo tiempo, a las leyes mecánicas que rigen el universo y a las que necesariamente no se puede contradecir" (9).
CONCEPTO DE CINESIOLOGIA 5 Glisson (1.579-1677) rebatió las teorías de Borelli acerca de que los músculos se agrandan durante la acción muscular, afirmando que el volumen del músculo al contraerse no varía, es sólo la expresión del acortamiento de sus fibras. Newton (1642-1727) escribió "Principia Mathematica Philosophiae Naturalis", que quizás sea la pieza de razonamiento científico más poderosa y original jamás publicada, y estableció los cimientos de la dinámica moderna. Muy importante fué su enunciación de las tres leyes del reposo y del movimiento, que expresan la relación entre las fuerzas (interacción) y sus efectos (110). Luigi Galvani (1.737-1.798) descubrió la excitabilidad muscular, señalando que el movimiento del músculo obedecía a que su carga negativa externa se unía con la electricidad positiva que circulaba por el nervio, constituyendo probablemente la primera manifestación explícita referente a la existencia de potenciales eléctricos en nervios y músculos. Se considera a Galvani como el padre de la neurofisiología experimental. Los estudios de Galvani abrieron los horizontes de la moderna Electrofisiología de la que Guillermo Benjamin Amand Duchenne, más conocido como Duchenne de Boulogne (1.806-1.895), fué un importante representante; éste descubrió la función de los músculos aislados estimulándolos eléctricamente, aunque reconoció que la acción muscular aislada no existe en la naturaleza. Su obra "Physiologie des Mouvements" ha sido considerada uno de los libros más grandes de todos los tiempos (71). Los hermanos Weber, publicaron en 1836 un importante tratado sobre la locomoción y fueron los primeros que investigaron la reducción de la longitud de cada músculo, en particular durante la contracción, y estudiaron la función desempeñada por los huesos como palancas mecánicas. También fueron quienes primeramente describieron con detallado orden cronológico los movimientos del centro de gravedad (96). El progreso de los conocimientos referentes a la mecánica corporal se vió considerablemente dificultado por la falta de un método satisfactorio para reproducir cronológicamente los movimientos. Este progreso se logró cuando Jansen, astrónomo, realizó fotografías seriadas de la trayectoria de Venus y en 1878 sugirió tomar fotografías cinematográficas para estudiar el movimiento humano. Este método fue empleado por Jules Marey (1830-1904) que describió métodos gráficos y fotográficos para la investigación del movimiento. Estas técnicas fotográficas permitieron los estudios experimentales de Wilhelm Braune (1831-1892) y de Otto Fischer (1861-1917), quienes calcularon las velocidades y aceleraciones de algunos segmentos corporales durante la marcha humana (19). Muybridge (1831-1904) en su obra Animal Locomotion realizó el primer y fundamental aporte de la técnica moderna al estudio del movimiento (26), empleando técnicas de fotografía cronocíclica para analizar la marcha. Charles Ducroquet desde 1900 efectuó un estudio pormenorizado de la marcha normal y de sus diversas patologías por medio de estudio cinematográfico (37).
CONCEPTO DE CINESIOLOGIA 6 Wilhelm Roux (1850-1924) publicó el concepto de que la hipertrofia muscular se produce sólo después de que los músculos han trabajado prolongadamente, lo que demostró experimentalmente Siebert (122). Importantes fueron los trabajos de Rudolf Fick (1.866-1.939), sobre mecánica del movimiento articular y muscular, que constituyen una guía indispensable para los estudiosos de la cinética. También realizó estudios sobre el centro de gravedad y la postura. Afirmó que si se toman en consideración individuos de distintas razas y culturas, no existe ninguna postura que sea normal para todos; esta opinión ha sido confirmada en otras investigaciones antropológicas (60) La formación de la arquitectura ósea del cuerpo y las influencias que contribuyeron a modelarlo fueron objeto de estudio por parte de numerosas personas a través de la etapa de desarrollo de la Cinesiología. Karl Culman (1.821-1.881) elaboró una hipótesis que condujo a la teoría trayectorial de la arquitectura de los huesos, lo que llevó a Julius Wolff (1.836-1.902) a expresar su famosa ley: "Todo cambio en la forma y función de un hueso, o en su función solamente, va seguido por ciertos cambios definidos en su arquitectura interna y secundariamente por alteraciones en su conformación externa de conformidad con las leyes matemáticas". El concepto de Wolff de que el hueso se forma a través de la tensión de los músculos y la presión del peso del cuerpo junto con el empuje gravitacional, constituye la tesis principal de los actuales expertos en desarrollo esquelético. Jules Amar publicó en 1914 "The Human Motor", considerado el primer compendio amplio sobre mecánica corporal; intentó resumir todos los principios fisiológicos y cinesiológicos conocidos relacionados con el trabajo industrial y la ejecución de ciertos movimientos deportivos. Desde entonces se han realizado muchos trabajos sobre aplicación de principios científicos de la mecánica corporal a la industria, lo que se conoce como ingeniería humana ó ciencia de la ergonomía. Arthur Steindler (1878-1959) publicó "Mechanics of normal pathological locomotion in man" en 1.933 y "Kinesiology of the human body under normal and pathological conditions" en 1.955, constituyendo una contribución importante en el conocimiento de la mecánica corporal (58). El perfeccionamiento de algunos instrumentos nuevos para el estudio de las acciones físicas en el hombre ha ayudado mucho en el campo de la Cinesiología. Angelo Mosso (1.843-1.910) inventó el ergógrafo. Hacia 1.880 Wedenski demostró la existencia de corrientes de acción en los músculos humanos, lo que tuvo aplicación práctica tras el descubrimiento por Einthoven en 1.906 del galvanómetro de alambre. Los aspectos fisiológicos de la electromiografía fueron tratados por primera vez por Piper, y Adrian señaló que se podía demostrar la cantidad de actividad de los músculos humanos en cualquier fase de un movimiento. El desarrollo del electromiógrafo representa uno de los más grandes avances en la Cinesiología. Hacia el final de la Segunda Guerra Mundial, con el mejoramiento de los aparatos de electrónica y la creciente difusión de instrumentos de este tipo, los cinesiólogos fueron empleando la
CONCEPTO DE CINESIOLOGIA 7 electromiografía cada vez más y como señala Jonh V. Basmajian, cuyos trabajos cinesiológicos mediante electromiografía han sido importantes y de gran influencia para el conocimiento de las acciones musculares:... Los métodos de estudio clásicos en los que se basaba la mayor parte de lo que sabíamos sobre la función son incompletos, no importa que se consideren en conjunto o por separado. No pueden revelar bien - como sucede con la electromiografía- la función de los músculos profundos que no se palpan ni las secuencias cronológicas exactas de la actividad. La electromiografía revela de manera objetiva la fina interrelación o coordinación de los músculos (10). Muy importante fue el descubrimiento de Harold Edgenton, el estroboscopio electrónico, que es capaz de realizar exposiciones de sólo una millonésima de segundo de duración y registra en una serie de fotografías instantáneas todo el desarrollo del movimiento. En la actualidad se usan nuevos dispositivos para estudiar el movimiento mediante análisis cinético (plataformas dinamométricas, plantillas instrumentadas, los podómetros electrónicos, etc.), cinemático ( electrogoniometría, la acelerometría, la estéreo-fotogrametría, cinematografía, técnicas cinerradiográficas, etc. ), fisiológico (electromiografía dinámica, consumo energético) y mediante técnicas antropométricas (antropómetro electrónico, bioestereometría, estereofotogrametría, escáner con rayos gamma, tomografía axial o resonancia magnética). Los métodos de tratamientos de datos basados en la Informática tienen una corta edad y sin ellos no hubiera sido posible abordar los problemas de cálculo en que actualmente se basa la metodología cinesiológica. La Cinesiología, al igual que todos los campos de conocimiento con vocación aplicada, depende en gran medida de otras ciencias y tecnologías. Los conocimientos cinesiológicos científicos guardan correspondencia con la Anatomía y Fisiología del cuerpo humano, con la salvedad de que la Cinesiología intenta añadir el apellido cuantitativo, con la pretensión de hacer inteligibles en clave mecánica la forma y función, estableciendo ecuaciones constitutivas y modelos de los materiales, estructuras y actividades del cuerpo humano bajo todo tipo de circunstancias.