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Desarrollo del arco: Implicaciones funcionales

Escrito por Aycart. Publicado en Aún hay más

fig 1En 2001 Williams y McClay2 finalmente resolvieron la controversia respecto a la altura del arco y el movimiento en 3D. Utilizando un método muy fiable para cuantificar la altura del arco (ratio de la altura del arco), estos investigadores realizaron un análisis del movimiento en 3D en los corredores de arcos altos y bajos. Demostraron de manera concluyente que la altura del arco y la función se correlaciona de facto: las personas con arcos bajos tienen mayor velocidad y excursión de eversión del retropié, y que las personas con arcos elevados, presentan mayor tasa de carga vertical.

En un estudio de seguimiento3, estos autores determinaron que la altura del arco era también predictiva de lesiones: los corredores de arcos longitudinales bajos presentan más lesiones de zona medial, partes blandas y rodilla (e. g. : la distensión del abductor, la lesión del tobillo y medial a la rodilla, y la lesión de la primera articulación metatarso-falángica, y sesamoideos), mientras que los corredores con arco elevado tenían una mayor prevalencia de las lesiones óseas (e. g. : las fracturas de estrés) y las lesiones laterales (e. g. : la bursitis del trocánter mayor, el síndrome de fricción en la banda iliotibial, y los esguinces laterales del tobillo).

Según Gould y cols4, la formación de un ALI normal demanda la formación de un sustentáculum tali bien desarrollado, un tendón tibial posterior sano, un ligamento deltoideo adecuado, un tendón de Aquiles sin acortamiento, y un ligamento astrágalonavicular inferior en posición correcta. Estos autores señalan que el desarrollo del ALI no estará completo hasta la edad de los 8 años y que la hiperpronación, a menudo secundaria al genu valgum, es la normal en los niños hasta los 5 años de edad.

Beneficios de andar descalzos

Aunque rara vez se discute, la actividad con los pies descalzos se ha demostrado que beneficia al desarrollo del ALI. En un estudio sobre 2300 niños, de entre 4 y 13 años, nativos de la India rural, Rao y Joseph5 utilizaron pedigrafías estáticas para evaluar la influencia del calzado en el desarrollo del arco medial. Descubrieron que los niños criados sin zapatos raramente presentaban ALI bajo; a los 13 años, sólo el 2,8% de los niños descalzos tenían los pies planos en comparación con una prevalencia del 8,6% de pies planos en los niños que usaban zapatos. (Los dos grupos de niños eran similares respecto al peso corporal y otros factores que contribuyen a la aparición de los pies planos.) La prevalencia de ALI bajo también variaba con el tipo de zapato usado: los niños que usan zapatos cerrados tenían un ALI mas bajo que los niños que calzaban sandalias.

Los autores sugieren que debido a que los niños que usan sandalias eran más propensos a quitárselas para sus juegos que los que llevaban zapatos cerrados, los intermedios resultantes de la actividad descalza pueden haber influido en la menor prevalencia de ALI bajo en esta muestra de población. El estudio fue interesante, ya que revela una clara tendencia a que el ALI aumente con la edad, por ejemplo, el 14,9% de los niños de 6 años tenían ALI bajo, mientras que sólo el 5,3%, de 9 años de edad, el 3,3%, de 11 años de edad, y el 2,2%, a la edad de 12 años. Debido a la mayor prevalencia de ALI bajo entre los niños de 6 años que llevaban los zapatos en comparación con los descalzos, los autores concluyeron que el período crítico para el desarrollo del ALI es hasta los 6 años de edad.

Creo que esta importante investigación confirma que la estimulación sensorial consecuente al deambular con los pies descalzos, produce un aumento del tono muscular, que es capaz de elevar el ALI. Esto es coherente con la investigación de Robbins y Hanna 6, que encontraron como la actividad descalza producía un aumento mensurable en la altura del ALI de adultos visionando radiografías en carga. El aumento protectivo en el tono es muy valioso para los niños, ya que podrían alterar la arquitectura ósea, permitiendo el desarrollo de un sustentaculum tali sano. Dado que la obesidad aumenta el potencial para el pie plano7, revisiones periódicas para evaluar el desarrollo del arco longitudinal medial en niños con sobrepeso se hace imprescindible, en especial desde los 4 a los 7 años de edad.

Como ha demostrado Gould y cols4, la pronación excesiva antes de los 7 años (cuando el sustentaculum tali está completamente osificado) puede alterar la morfología del sustentaculum tali de manera que forme una pendiente hacia abajo, por lo que pudiera hacerle incapaz de soportar al astrágalo adecuadamente (Figura 1). El desarrollo normal del sustentaculum tali es esencial para la formación de un arco longitudinal medial funcional porque permite que la anatomía ósea favorezca la deambulación, disminuyendo así la tensión muscular y ligamentosa durante la fase de apoyo. Debido a que el genu valgus evolutivo típico presente en niños de 2 a 3 años se corrige entre los 4 y 6 años (reduciendo el desplazamiento a medial del centro gravitacional responsable de la pronación y ALI bajo), el caminar descalzos a esa edad favorece el incremento del tono muscular, lo que contribuye a la formación de un ALI normal.

En situaciones en que caminar descalzo no es posible o cuando el niño tiene un sobrepeso importante, la incorporación de ortesis prefabricadas o a medida del pie, puede ser la indicación ideal, ya que contribuirían positivamente al desarrollo del ALI, posicionando el astrágalo sobre del sustentaculum tali, lo que favorece el desarrollo normal de esta importante prominencia ósea.8

Las causas del pie plano

fig 2_esAunque no se discuta en detalle aquí ya que son poco frecuentes y, a menudo tratadas con intervención quirúrgica, determinadas deformidades patológicas como el astrágalo vertical, los “skew foot” o la coalición tarsiana pueden dar lugar a deformidades del pie plano extremas. El profesional sanitario bien entrenado debería ser capaz de diferenciar estas circunstancias desde el pie plano no patológico, y demandar el examen y la consulta del especialista mas versado.

Mientras que las deformidades patológicas del pie plano se ven poco en consulta, ya que se tratan, por rutina, durante los primeros meses de vida, Harris y Beath9 describen un tipo de ALI bajo conocido como “pie plano hipermóvil” que se ve con frecuencia en la práctica clínica puesto que la situación es a menudo sintomática. Además de cómo un ALI bajo, esta deformidad puede identificarse por el grado de inversión del antepié (la articulación mediotarsiana puede permitir hasta 50° de inversión en el antepié), y de eversión en el retropié (el calcáneo a menudo se encuentra evertido más de 10° durante la fase de apoyo). Más incontestable, la dorsiflexión del tobillo se reduce drásticamente; los 25° negativos de dorsiflexión del tobillo medidos con la articulación astragaloescafoidea en posición neutra, no son inverosímiles.

De acuerdo con Harris y Beath9 el pié plano hipermóvil resulta de una malformación hereditaria en la que el sustentaculum tali forma un proceso “como de lengua” que se proyecta hacia proximal (Figura 2). Los autores señalan que una placa radiográfica en proyección dorsoplantar es un índice útil para la determinación del grado de la deformidad, ya que muestra una sombra sobre la zona de la cabeza del astrágalo que no está soportado por la parte anterior del calcáneo (por ejemplo, compare el lector la zona sombreada en la figura 2A con la de la Figura 2B). El sustentaculum tali malformado no es capaz de sostener la cabeza del astrágalo, y el peso corporal soportado permite que el astrágalo se aduzca y flexione a plantar, mientras que al mismo tiempo, el calcáneo se evierta. La excesiva flexión plantar del astrágalo sólo sirve para amplificar la inestabilidad al tiempo que la cabeza del astrágalo se comporta cual cuña, que separá aún más al incompetente sustentaculum tali del navicular.

fig 3Debido a que los ligamentos plantares son a menudo incapaces de contener la cabeza del astrágalo, el arco medial pueden colapsar por completo, permitiendo que la cabeza del astrágalo haga contacto con el suelo. Esto produce un descenso paradójico de los síntomas puesto que el suelo, ahora, da apoyo al astrágalo, lo que reduce la tensión en los ligamentos astrágalo-naviculares plantares (el suelo actúa esencialmente como una ortosis plantar). De acuerdo con Harris y Beath, 9 las personas con esta deformidad a menudo aprenden a evitar los deportes y las actividades extenuantes. Aunque los síntomas tales como el dolor en las articulaciones y los músculos fatigados puede retrasarse indefinidamente con un estilo de vida sedentario, el dolor en el pie y el malestar por lo general empiezan en los primeros años de la adolescencia y pueden ser evidentes en niños de tan sólo 5 años.

Considerando que el pie plano hipermóvil representa una causa genética relativamente poco común para la formación de un arco longitudinal medial aplanado, la reducción de la altura del arco también podría deberse a condiciones menos graves, como un primer radio inestable, una articulación mediotarsiana anormal, o un tendón de Aquiles acortado. Con independencia de la causa precisa, una vez que el arco bajo se forma, ello puede alterar significativamente el movimiento a través de toda la cadena cinética.

Efectos biomecánicos

En su estudio en 3D de los corredores con arcos altos y bajos, Williams y cols10 confirman que, en comparación con las personas de arco alto, las personas con arcos bajos son más propensos a iniciar la fase de apoyo con un mayor grado de inversión del retropié. Un contacto lateralizado, puede representar un mecanismo de protección aprendido porque la excesiva inversión del calcáneo en el momento del contacto haya proporcionado al músculo tibial posterior mas tiempo para frenar la pronación subastragalina permitiendo que el retropié se mueva a través de una mayor amplitud de movimiento. Esto puede explicar por qué los corredores que apoyan en la cara lateral del talón sean menos propensos a incurrir en lesiones11 y por qué los corredores que llevan toda la vida corriendo, nunca se de esta manera, son más tendentes a golpear el suelo con el retropié en exceso que los corredores que golpean con un retropié vertical o evertido.12

Después del golpe de talón, el calcáneo de los individuos con arco bajo se evierte un 32% más rápido que el de las personas con arcos altos.10 La velocidad de eversión aumentada podría ser problemática, ya que pone mayor presión sobre los músculos y los ligamentos de sujeción. De hecho, algunos autores sugieren que la velocidad angular de pronación de la articulación subastragalina puede desempeñar un papel más importante en varias lesiones que el nivel general de pronación.13

La combinación de un arco bajo con un varo tibial es problemática porque la inversión excesiva del retropié en el momento del apoyo de talón, obliga a la articulación subastragalina en pronación rápidamente a través de una muy extensa amplitud de movimiento. Debido a que la pronación subastragalina alcanza el desplazamiento angular máximo durante la primera mitad de la fase de contacto, es frecuente que la articulación subastragalina se mueva en una amplitud de movimiento de hasta 16° en los primeros 0,08 s de la fase de contacto14, 15 Para que el individuo permanezca libre de lesiones, lo más rápido, a veces la amplitud de movimiento extrema asociada con pronación de la articulación subastragalina, habrán de ser alcanzados por los músculos y ligamentos de soporte. Una serie de las lesiones potenciales asociadas con pronación excesiva en la fase de apoyo se ilustran en la figura 3.

fig 4Además de producir diversas lesiones en la parte medial del pie, la pronación subastragalina excesiva también puede responsabilizarse de producir lesiones en la cadena cinética proximal. El tendón tibial posterior es muy propenso a las lesiones debido a su largo brazo de palanca para controlar el movimiento subastragalino, y por lo tanto se encuentra expuesto a esfuerzos de tracción mayores que los músculos que están trabajando a través de brazos de palanca más cortos. Esto explica porqué clínicamente vemos tan a menudo personas con pie plano hipermóvil que se presentan con tenosinovitis del tibial posterior. También es esto acorde con investigaciones previas que indican como la pronación subastragalina excesiva está causalmente relacionada con el síndrome del estrés tibial medial.13, 16

A pesar de que los arcos bajos convierten un porcentaje menor de movimiento de retropié en el plano frontal en rotación tibial que los arcos altos, la rotación transferida todavía es capaz de dañar la tibia, tal vez debido a la mayor velocidad de eversión del calcáneo.10 En un estudio de 320 casos de fracturas de estrés en atletas, Matheson y cols 17 observaron una relación clínica entre la pronación excesiva y una inferior tasa de fracturas de estrés tibiales. Más recientemente, Milner y cols18 realizaron un análisis en 3D de los corredores con y sin antecedentes de fractura de estrés de la tibia, y se determinó que el grupo de las fracturas de estrés se movía a través de la fase de apoyo con más grados de eversión del retropié. Es posible que, debido a que el tercio inferior de la tibial tiene un momento de inercia inferior,19 sea menos capaz que el resto de la tibia para resistir tensiones de torsión asociadas con pronación excesiva y sea, por lo tanto, más propensa a desarrollar fracturas de estrés.

Efectos en la rodilla

fig 5_esSi bien los efectos de la pronación excesiva en el pie y el tobillo son relativamente sencillos, el efecto de la pronación en la fase de apoyo en el movimiento de la rodilla es menos obvio. A pesar de que las personas con arcos bajos se mueven a través de grandes distancias de eversión del calcáneo en comparación con las personas con arcos altos porque convierten un porcentaje menor de eversión del retropié en rotación de la tibia, el porcentaje de rotación tibial presente durante la fase de apoyo es casi el mismo en personas con arcos altos que con bajos.10 La investigación clínica confirma que las personas con arcos bajos son más propensas a desarrollar dolor retropatelar20 y osteoartritis de la rodilla,21 años, pero los mecanismos exactos no quedan claros.

En un intento por entender la conexión entre la pronación subastragalina y el dolor en la rodilla, LaFortune y cols22 insertaron quirúrgicamente barras intracorticales en la tibia proximal, fémur distal, y la rótula central de cinco voluntarios. Los indicadores vinculados a estas barras permitieron a los investigadores medir el grado exacto de rotación presente entre los huesos de la extremidad inferior mientras los participantes caminaban sobre un tapiz rodante usando plantillas equipadas con cuñas varizadoras (para reducir la pronación) y plantillas equipadas con cuñas valgizadoras (para aumentar la pronación).

Al usar la palmilla valguizadora, la rotación tibial interna aumentó 4° más que con la palmilla de varo. El aspecto sorprendente de este estudio fue que las palmillas valguizadoras, que aumentaban la amplitud de pronación subastragalina, no produjeron ningún cambio apreciable en el grado de rotación de la articulación tibio-femoral. Esto significa que mientras la palmilla valguizadora forzaba la tibia a rotar internamente, el fémur completaba el mismo grado de rotación de modo que no había rotación neta en la articulación femoro-tibial: todo el movimiento en el plano transverso inducido al pie por la cuña valguizadora había viajado a través de la rodilla siendo absorbido por la cadera. La implicación clínica de esta investigación es que la pronación excesiva es más probable que estrese la cadera y la pelvis antes que la articulación tibio-femoral.

tabla esEl hallazgo más importante de la investigación de LaFortune y cols22 es que puede explicar la conexión entre la pronación excesiva y el dolor retropatelar lateral. Los investigadores evidenciaron que el fémur rotando internamente, desplazaba el cóndilo femoral lateral contra la faceta patelar lateral (Figura 4). LaFortune y cols22 también hicieron la sorprendente observación de que, como el pie se ve obligado a la pronación por la cuña en valgus, la tibia se desplazaba otros 2 mm adicionales hacia medial en relación con el fémur en el plano frontal. Esto es significativo ya que el desplazamiento medial de la tibia con el fémur aumenta la tensión de tracción sobre el ligamento cruzado anterior (LCA), lo que podría explicar, en parte, la conexión clínica entre la pronación excesiva del pie y el aumento de la prevalencia de lesiones sobre el LCA.23

Mientras que los individuos en el estudio de LaFortune presentaban amplitudes de eversión calcánea aumentadas con las cuñas en valgus, los hallazgos de los investigadores no explicaban la relación clínica entre los arcos bajos y el dolor en la rodilla, así como la típica persona con arcos bajos no se presenta con excesiva rotación tibial. Tal vez sea la mayor velocidad de la pronación asociada con los arcos bajos lo que aumente el riesgo de lesiones. También es posible que los arcos bajos sólo afecten las estructuras proximales cuando ocurren en combinación con otros factores que aumentan el malalineamiento de la extremidad inferior, por ejemplo, la debilidad de los músculos rotadores externos de la cadera, el genu valgum, y las caderas antevertidas.

La combinación de arcos bajos y caderas antevertidas es particularmente problemático, ya que casi siempre está asociada con el colapso del valgo excesivo en la rodilla, que puede ser extremo, sobre todo cuando se correr o se salta. Esto aumenta enormemente la probabilidad de lesionar el LCA, el ligamento colateral medial, y el ligamento oblicuo posterior, porque el colapso en valgo de la rodilla aumenta la tensión de tracción en estas importantes estructuras (Figura 5) 24

Para ser legible, el tratamiento conservador debería incluir ortesis a medida o prefabricadas para disminuir el efecto de la pronación del pie en la parte distal de la cadena cinética, junto con ejercicios específicos para controlar el movimiento de la cadera. Debido a que las cuñas en varo son, a menudo, menos efectivas para reducir el colapso en valgo cuando se utilizan en personas con arcos bajos, 25 es esencial que los individuos con las caderas antevertidas y pies planos, sean tratados con ejercicios de fortalecimiento específicos y de agilidad. En un estudio que evalúa la eficacia de estos ejercicios en 1435 jugadoras de la División I de la universidad, Gilchrist y cols26 determinaron que los atletas que incorporan una serie de sencillos calentamientos alternativos en la cancha a antes de participar en su deporte, tenían una reducción del 70% en la tasa de lesiones sin contacto del LCA. Los ejercicios específicos utilizados en dicho estudio se resumen en la Tabla 1. Programas de prevención de lesiones similares han sido descritos por otros.27, 28 Debido a su probada eficacia, este tipo de régimen se debe recomendar a todas las personas que presentan incluso una ligera tendencia al colapso en valgo de la rodilla, independientemente de la causa.

El arco bajo en la fase de apoyo tardía

A pesar de que la pronación excesiva asociada con un arco bajo es molesta durante el comienzo de la fase de apoyo puesto que sobrecarga la zona medial del pié y se asocia con una más rápida tasa de eversión del calcáneo,10 la pronación excesiva durante el final de la fase de apoyo es aún más probable que signifique una lesión en el pie al impulsar a la cabeza del astrágalo hacia abajo, forzando a la separación del sustentaculum tali desde el acetábulo navicular. Esta acción aumenta la tensión de tracción en los ligamentos plantares calcaneo-navicular (especialmente el ligamento en cabestrillo o sling) y la fascia plantar, llevando inciertamente a una deformidad plástica de estos importantes tejidos de limitación.

Un ligamento sling sobrecargado es una fuente de problemas ya que el músculo tibial posterior es incapaz de compensar la laxitud en este importante ligamento limitador29 y al astrágalo se le permite continuar su migración plantar, forzando a la fascia plantar. Con el tiempo, el esfuerzo de tracción añadido en la fascia plantar puede inhibir el natural efecto de la tirantez de las bandas que se asocia al mecanismo de molinete (windlass), pudiendo conducir al colapso de los huesos del tarso.

Desde una perspectiva biomecánica, la visión más perjudicial de la excesiva aducción del astrágalo es que aumenta el brazo de palanca del cuerpo para mantener la articulación subastragalina en posición de pronación completa a lo largo de las fases de medio apoyo y propulsión. Esto tiene efectos significativos tanto en la cadena cinética proximal y la zona medial del antepié. Durante el medio-apoyo, debido a que el astrágalo en aducción se mantiene en una posición fija por el peso corporal aplicado, el momento de rotación externa creado por la extremidad en oscilación, es incapaz de generar una fuerza lo suficientemente fuerte como para separar al astrágalo. Como resultado, las fuerzas torsionales asociadas con este momento de rotación externa, deben almacenarse temporalmente en la extremidad que está en apoyo. La liberación de estas fuerzas torsionales almacenadas podría manifestarse mediante un repentino "giro abductor" del retropié mientras se eleva el talón, por ejemplo, porque las fuerzas reactivas del suelo no mantengan el talón en su zona plantar más tiempo, todo el retropié queda libre para ajustarse hacia dentro, como si se liberara de un resorte.

Del mismo modo que una cadena será más frágil en su eslabón endeble, la aplicación prolongada de estas fuerzas puede producir laxitud en el plano transverso de las cápsulas articulares en la extremidad inferior, y la rodilla es más posible que pueda verse afectada por estas fuerzas torsionales. Coplan30 corroboró esto haciendo notar que los individuos con mayores cantidades de pronación subastragalina eran más propensos a mostrar porcentajes significativamente mayores de rotación tibio-femoral que los controles normales, especialmente cuando la rodilla se acercaba a la extensión completa (su posición normal de funcionamiento como pico de tensión torsional durante la fase de medio apoyo). En su estudio, en el que los participantes fueron evaluados en descarga, el promedio de rotación tibial cuando la rodilla se flexionaba 50 era de 11.40 para el grupo normal y de 18,50 para el grupo pronador. La autora especula que los opuestos momentos de fuerza rotacionales presentes durante el final del medio-apoyo producen laxitud en los tejidos que normalmente limitan la rotación de la rodilla. También es posible, sin embargo, que los sobre-pronadores sean más proclives a presentar laxitud ligamentosa, que daría lugar a grandes cantidades de rotación tibio-femoral.

Mientras que la pronación subastragalina excesiva durante el medio-apoyo predispone a la lesión, debido a los patrones de movimiento en conflicto entre la pierna y el astrágalo, la continuidad de la pronación subastragalina durante el período de propulsión puede ser aún más destructiva, ya que mantiene un paralelismo de los ejes medio-tarsianos. El paralelismo continuado de estos ejes desbloquea de suyo las articulaciones en el momento en que se necesita la máxima estabilidad. Esto concluye en un cambio patológico de los huesos tarsianos en el momento del pico de las fuerzas reactivas del suelo al principio de la propulsión: el pie se ve obligado a comportarse como un brazo de palanca flexible en lugar de como el apoyo rígido necesario para resistir las fuerzas verticales.

Conclusión

Aunque las primeras investigaciones sugieren una relación limitada entre la altura del arco y la función de la extremidad inferior, la investigación más reciente confirma que la altura del arco en efecto altera la función. La información que se pueda obtener de las mediciones que identifican con precisión la altura del arco longitudinal medial, podrían dar lugar a protocolos de tratamiento más eficaces. Al identificar lesiones específicas asociadas con arcos bajos y alto, quizás podamos, también prevenir estas lesiones.

Thomas C. Michaud, DC, publicó su primer libro, Foot Orthoses and Other Forms of Conservative Foot Care, en 1993. Este artículo ha sido extraído de su nuevo texto Human Locomotion: The Conservative Management of Gait-Related Disorders, que está disponible en www.humanlocomotion.org.

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Article reprinted with permission from Lower Extremity Review, www.lowerextremityreview.com.