La marcha es una forma de movimiento de las extremidades que se realiza durante la locomoción . [1] La marcha humana son las diversas formas en que los humanos pueden moverse, ya sea de forma natural o como resultado de un entrenamiento especializado. [2] La marcha humana se define como la propulsión bípeda hacia adelante del centro de gravedad del cuerpo humano, en la que hay movimientos sinuosos de diferentes segmentos del cuerpo con poco gasto de energía. Las distintas marchas se caracterizan por diferencias en los patrones de movimiento de las extremidades, la velocidad general, las fuerzas, los ciclos de energía cinética y potencial y los cambios en el contacto con el suelo.
Los modos de andar humanos se clasifican de varias maneras. Cada modo de andar puede clasificarse en general como natural (el que los humanos utilizan instintivamente) o entrenado (un modo de andar no instintivo que se aprende mediante entrenamiento). Algunos ejemplos de este último modo son la marcha con las manos y los modos de andar especializados que se utilizan en las artes marciales . [3] Los modos de andar también pueden clasificarse según si la persona permanece en contacto continuo con el suelo. [2]
Una variable en la marcha es el impacto del pie : qué parte del pie conecta primero con el suelo. [4]
El sprint generalmente implica un impacto con el antepié, pero el talón no suele entrar en contacto con el suelo.
Algunos investigadores clasifican el impacto del pie según el centro de presión inicial; esto se aplica principalmente a correr con calzado (correr con zapatillas). [5] En esta clasificación:
La pisada varía según el tipo de zancada. Cambia de forma significativa y notable entre caminar y correr, y entre llevar zapatos (calzado) y no llevarlos (descalzo).
Por lo general, al caminar descalzo se apoya el pie con el talón o la parte media del pie, mientras que al correr descalzo se apoya el pie con la parte media del pie o el antepié. Al correr descalzo rara vez se apoya el pie con el talón porque el impacto puede ser doloroso, ya que la almohadilla del talón humano no absorbe gran parte de la fuerza del impacto. [4] Por el contrario, el 75 % de los corredores que usan zapatillas de running modernas apoyan el pie con el talón; [6] las zapatillas de running se caracterizan por tener una suela acolchada, suelas rígidas y soporte para el arco, y una pendiente descendente desde un talón más acolchado a un antepié menos acolchado.
Se desconoce la causa de este cambio en la forma de andar al correr con calzado, pero Lieberman observó que existe una correlación entre el estilo de aterrizaje del pie y la exposición al calzado. [6] En algunas personas, el patrón de la marcha no varía en gran medida (las posiciones de las piernas y los pies son idénticas con los pies descalzos y con calzado), pero la forma de cuña del acolchado desplaza el punto de impacto desde el antepié hasta la parte media del pie. [5] En otros casos, se cree que el acolchado del talón suaviza el impacto. Esto hace que los corredores modifiquen su forma de andar para desplazar el punto de contacto más atrás en el pie. [6]
Un estudio de 2012 en el que participaron corredores de la Universidad de Harvard concluyó que aquellos que "habitualmente apoyan el pie trasero sobre el suelo tenían aproximadamente el doble de probabilidades de sufrir lesiones por estrés repetitivo que aquellos que habitualmente apoyan el pie delantero sobre el suelo". [7] Este fue el primer estudio que investigó la relación entre el apoyo del pie y las tasas de lesiones. Sin embargo, estudios anteriores han demostrado que se generaban fuerzas de colisión menores cuando se corría apoyando el pie delantero sobre el suelo en comparación con cuando se apoyaba el pie trasero. Esto puede proteger las articulaciones de los tobillos y las extremidades inferiores de algunas de las lesiones relacionadas con el impacto que sufren quienes apoyan el pie trasero sobre el suelo. [8]
En un artículo de 2017 llamado "Patrón de pisada en niños durante la carrera con y sin calzado", se observó a más de 700 niños de 6 a 16 años utilizando múltiples dispositivos de grabación de video para estudiar sus patrones de pisada y apoyo neutral. La pisada con la parte trasera del pie fue la más común, tanto en carreras con calzado como sin calzado, y tanto en niños como en niñas. Hubo una reducción significativa en la pisada con la parte trasera del pie de correr con calzado a correr sin calzado: niños con calzado: 83,95 % de la RFS; niños sin calzado: 62,65 % de la RFS; niñas con calzado: 87,85 % de la RFS; niñas sin calzado: 62,70 % de la RFS. [9]
En 2021, había un nivel muy bajo de evidencia que sugiriera una relación entre el patrón de pisada y las lesiones de los corredores. Los estudios utilizaron diseños retrospectivos, un tamaño de muestra reducido y autoinformes potencialmente inexactos. [10]
El sistema nervioso central regula la marcha de una manera muy ordenada a través de una combinación de procesos voluntarios y automáticos. El patrón locomotor básico es un proceso automático que resulta de ráfagas recíprocas rítmicas de actividad flexora y extensora. Esta activación rítmica es el resultado de los generadores de patrones centrales (GPC), [11] que funcionan independientemente de si un movimiento es voluntario o no. Los GPC no requieren de información sensorial para mantenerse. Sin embargo, los estudios han identificado que los patrones de marcha en animales deaferentes o inmovilizados son más simplistas que en animales neurológicamente intactos. (La deaferenciación y la inmovilización son preparaciones experimentales de animales para estudiar el control neural. La deaferenciación implica seccionar las raíces dorsales de la médula espinal que inervan las extremidades del animal, lo que impide la transmisión de información sensorial mientras mantiene intacta la inervación motora de los músculos. Por el contrario, la inmovilización implica inyectar un inhibidor de acetilcolina , que impide la transmisión de señales motoras mientras que la entrada sensorial no se ve afectada). [12]
La complejidad de la marcha surge de la necesidad de adaptarse a los cambios esperados e inesperados en el entorno (por ejemplo, cambios en la superficie para caminar u obstáculos). La información sensorial visual , vestibular , propioceptiva y táctil proporciona una retroalimentación importante relacionada con la marcha y permite el ajuste de la postura de una persona o la colocación del pie según los requisitos de la situación. Al acercarse a un obstáculo, se utiliza información visual sobre el tamaño y la ubicación del objeto para adaptar el patrón de pisada. Estos ajustes implican un cambio en la trayectoria del movimiento de la pierna y los ajustes posturales asociados necesarios para mantener el equilibrio. La información vestibular proporciona información sobre la posición y el movimiento de la cabeza a medida que la persona se mueve a través de su entorno. Los propioceptores en las articulaciones y los músculos proporcionan información sobre la posición de las articulaciones y los cambios en la longitud de los músculos. Los receptores de la piel, denominados exteroceptores, proporcionan información táctil adicional sobre los estímulos que encuentra una extremidad. [12]
La marcha en humanos es difícil de estudiar debido a cuestiones éticas . Por lo tanto, la mayor parte de lo que se sabe sobre la regulación de la marcha en humanos se determina a partir de estudios que involucran a otros animales o se demuestra en humanos utilizando imágenes de resonancia magnética funcional durante la visualización mental de la marcha. [13] Estos estudios han proporcionado al campo varios descubrimientos importantes.
Hay tres centros específicos dentro del cerebro que regulan la marcha: [11] [13]
Estos centros están coordinados con los sistemas de control de la postura dentro de los hemisferios cerebrales y el cerebelo. Con cada movimiento conductual, los sistemas sensoriales responsables del control de la postura responden. [11] Estas señales actúan sobre la corteza cerebral, el cerebelo y el tronco encefálico. Muchas de estas vías están actualmente bajo investigación, pero algunos aspectos de este control se entienden bastante bien.
Para realizar tareas locomotoras especializadas, se requiere la información sensorial de múltiples áreas de la corteza cerebral, como la corteza visual, la corteza vestibular y la corteza sensorial primaria. Esta información se integra y se transmite al área motora suplementaria (AMS) y al área premotora de la corteza cerebral, donde se crean programas motores para el movimiento intencional de las extremidades y los ajustes posturales anticipatorios. Por ejemplo, la corteza motora utiliza información visual para aumentar la precisión de los movimientos de los pasos. Al acercarse a un obstáculo, una persona realizará ajustes en su patrón de pasos en función de la información visual sobre el tamaño y la ubicación del obstáculo. [11] La corteza motora primaria es responsable del control voluntario de la pierna contralateral, mientras que la AMS está vinculada al control postural.
El cerebelo desempeña un papel importante en la coordinación motora , regulando los procesos voluntarios e involuntarios. [14] [15] La regulación de la marcha por parte del cerebelo se conoce como " error/corrección ", porque el cerebelo responde a las anomalías en la postura para coordinar el movimiento adecuado. Se cree que el cerebelo recibe información sensorial (por ejemplo, visual, vestibular) sobre los patrones de pasos reales a medida que ocurren y los compara con el patrón de pasos deseado. Cuando hay una discrepancia entre estas dos señales, el cerebelo determina la corrección adecuada y transmite esta información al tronco encefálico y la corteza motora. Se cree que la salida cerebelosa al tronco encefálico está relacionada específicamente con el tono muscular postural, mientras que la salida a la corteza motora está relacionada con los procesos de programación cognitiva y motora. [11] El cerebelo envía señales a la corteza cerebral y al tronco encefálico en respuesta a las señales sensoriales recibidas de la médula espinal. Las señales eferentes de estas regiones van a la médula espinal, donde se activan las neuronas motoras para regular la marcha. Esta información se utiliza para regular el equilibrio durante el paso e integra información sobre el movimiento de las extremidades en el espacio, así como la posición y el movimiento de la cabeza. [12]
Los reflejos espinales no solo generan el ritmo de locomoción a través de los CPG, sino que también garantizan la estabilidad postural durante la marcha. [16] Existen múltiples vías dentro de la médula espinal que desempeñan un papel en la regulación de la marcha, incluido el papel de la inhibición recíproca y los reflejos de estiramiento para producir patrones de pasos alternativos. Un reflejo de estiramiento ocurre cuando un músculo se estira y luego se contrae de manera protectora mientras los grupos musculares opuestos se relajan. Un ejemplo de esto durante la marcha ocurre cuando la pierna que soporta el peso se acerca al final de la fase de apoyo. En este punto, la cadera se extiende y los flexores de la cadera se alargan. Los husos musculares dentro de los flexores de la cadera detectan este estiramiento y desencadenan la contracción muscular de los flexores de la cadera necesaria para el inicio de la fase de balanceo de la marcha. Sin embargo, los órganos tendinosos de Golgi en los músculos extensores también envían señales relacionadas con la cantidad de peso que se soporta a través de la pierna de apoyo para garantizar que la flexión de la extremidad no ocurra hasta que la pierna esté adecuadamente sin peso y la mayor parte del peso se haya transferido a la pierna opuesta. [12] La información de la médula espinal se transmite para su procesamiento de orden superior a las estructuras supraespinales a través de los tractos espinotalámico , espinorreticular y espinocerebeloso . [11]
Los llamados modos de andar naturales , en orden creciente de velocidad, son caminar , trotar , saltar , correr y esprintar . [2] [17] Si bien otros modos de andar de velocidad intermedia pueden ocurrir naturalmente en algunas personas, estos cinco modos de andar básicos ocurren naturalmente en casi todas las culturas. Todos los modos de andar naturales están diseñados para impulsar a una persona hacia adelante, pero también pueden adaptarse para el movimiento lateral. [2] Como todos los modos de andar naturales tienen el mismo propósito, se distinguen principalmente por cuándo se utilizan los músculos de las piernas durante el ciclo de la marcha.
Caminar implica tener al menos un pie en contacto con el suelo en todo momento. También hay un período de tiempo dentro del ciclo de la marcha en el que ambos pies están simultáneamente en contacto con el suelo. [2] Cuando un pie se levanta del suelo, esa extremidad está en la "fase de balanceo" de la marcha. Cuando un pie está en contacto con el suelo, esa extremidad está en la "fase de apoyo" de la marcha. Un patrón de marcha maduro se caracteriza por un ciclo de marcha que consta aproximadamente de un 60 % de fase de apoyo y un 40 % de fase de balanceo. [18] El inicio de la marcha es un proceso voluntario que implica un ajuste postural preparatorio en el que el centro de masa se mueve hacia adelante y lateralmente antes de quitar el peso de una pierna. El centro de masa solo está dentro de la base de apoyo de una persona cuando ambos pies están en contacto con el suelo (lo que se conoce como postura de doble extremidad). Cuando solo un pie está en contacto con el suelo (postura de una sola extremidad), el centro de masa está delante de ese pie y se mueve hacia la pierna que está en la fase de balanceo. [11]
Saltar a la comba es un modo de andar que los niños presentan cuando tienen entre cuatro y cinco años. [2] Mientras que el trote es similar al trote de un caballo , el salto es más parecido al equivalente bípedo del galope de un caballo . Para investigar las estrategias de marcha que probablemente se favorezcan en situaciones de baja gravedad, un estudio de Ackermann y Van Den Bogert realizó una serie de simulaciones computacionales predictivas de la marcha utilizando un modelo fisiológico del sistema musculoesquelético, sin asumir ningún tipo particular de marcha. Utilizaron una estrategia de optimización computacionalmente eficiente, que permitió múltiples simulaciones. Sus resultados revelan que saltar a la comba es más eficiente y menos fatigoso que caminar o correr y sugieren la existencia de una transición de caminar a saltar en lugar de caminar a correr en situaciones de baja gravedad. [17]
Los parámetros de tiempo y distancia de los patrones de marcha dependen de la edad del niño . La edad diferente conduce a una velocidad y un ritmo de paso diferentes. El balanceo de los brazos se hace más lento cuando aumenta la velocidad de la marcha. La altura de un niño juega un papel importante en la distancia y la velocidad de la zancada. Cuanto más alto sea el niño, más larga será la zancada y más lejos será el paso. Los patrones de marcha dependen de la velocidad y la edad. Por ejemplo, a medida que aumenta la edad, también lo hace la velocidad. Mientras tanto, a medida que aumenta la edad, la cadencia (la velocidad a la que alguien camina que se mide en pasos por minuto) del patrón de marcha disminuye. Los atributos físicos como la altura, el peso e incluso la circunferencia de la cabeza también pueden desempeñar un papel en los patrones de marcha de los niños. El estado ambiental y emocional también juegan un papel en la velocidad, la velocidad y los patrones de marcha que utiliza un niño. Además, los niños de diferentes géneros tendrán diferentes ritmos de desarrollo de la marcha. Se producen cambios significativos en el desarrollo de los parámetros de la marcha, como el tiempo de zancada, el tiempo de balanceo y la cadencia, en la marcha de un niño dos meses después del inicio de la marcha independiente, posiblemente debido a un aumento del control postural en este punto del desarrollo. [19]
A los tres años, la mayoría de los niños dominan los principios básicos de la marcha, al igual que los adultos. La edad no es el único factor decisivo en el desarrollo de la marcha. Se han observado diferencias de género en niños pequeños ya a los tres años. Las niñas tienden a tener una marcha más estable que los niños entre los 3 y los 6 años. Otra diferencia incluye el área de contacto plantar. Las niñas mostraron un área de contacto más pequeña en los patrones de carga plantar que los niños en niños con pies sanos. [19]
Existen diferencias sexuales en los patrones de marcha humana: las mujeres tienden a caminar con pasos más pequeños y con mayor movimiento pélvico. [20] El análisis de la marcha generalmente tiene en cuenta el sexo biológico. [21] Las diferencias sexuales en la marcha humana se pueden explorar utilizando una demostración creada por el Laboratorio BioMotion de la Universidad de York en Toronto. [22]
Aunque la locomoción plantígrada suele distribuir más peso hacia el extremo de la extremidad que la locomoción digitígrada , lo que aumenta el gasto de energía en la mayoría de los sistemas, los estudios han demostrado que los humanos son caminantes económicos, pero no corredores económicos, lo que se dice que es consistente con la especialización evolutiva tanto para la caminata económica como para la carrera de resistencia . [23]
Para la misma distancia, caminar con un paso natural de talón primero quema aproximadamente un 70% menos de energía que correr. Diferencias de esta magnitud son inusuales en los mamíferos. [23] Kathyrn Knight del Journal of Experimental Biology resume los hallazgos de un estudio: "Caer con el talón primero también nos permite transferir más energía de un paso al siguiente para mejorar nuestra eficiencia, mientras que colocar el pie plano sobre el suelo reduce las fuerzas alrededor del tobillo (generadas por el suelo que empuja contra nosotros), que nuestros músculos tienen que contrarrestar". [24] Según David Carrier de la Universidad de Utah , quien ayudó a realizar el estudio, "Dadas las grandes distancias que recorren los cazadores-recolectores, no es sorprendente que los humanos sean caminantes económicos". [23]
Un patrón de marcha normal depende de una serie de características biomecánicas , controladas por el sistema nervioso para aumentar la conservación de la energía y el equilibrio . [25] Estas características biomecánicas de la marcha normal se han definido como determinantes clave de la marcha. Por lo tanto, es necesario el control neurológico refinado y la integración de estas características de la marcha para lograr precisión y exactitud con un menor gasto de energía. Como resultado, cualquier anomalía del sistema neuromusculoesquelético puede provocar una anomalía en la marcha y un mayor gasto de energía.
Los seis cinemáticos o determinantes de la marcha, descritos a continuación, fueron introducidos por Saunders et al. en 1953, [26] y han sido ampliamente adoptados con diversos refinamientos. [27] [28] [29] [30] [31] Estudios recientes han sugerido que los primeros tres determinantes podrían contribuir menos a reducir el desplazamiento vertical del centro de masa (COM).
Se sabe que estos determinantes de la marcha aseguran una locomoción económica [25] , mediante la reducción de la excursión vertical del centro de masa (CM), lo que conduce a una reducción de la energía metabólica. Por lo tanto, se sugiere que el control preciso de estos determinantes de la marcha [32] conduce a una mayor conservación de la energía. Estas características cinemáticas de la marcha se integran o coordinan para garantizar una trayectoria de arco circular del CM, como la teoría propuesta como la "marcha de brújula (rodilla recta)". La teoría subyacente a los determinantes es contraria a la de la teoría del "péndulo invertido", con una pierna de apoyo estática que actúa como un péndulo que prescribe un arco. [33] [34] [35] Los seis determinantes de la marcha y sus efectos sobre el desplazamiento del COM y la conservación de la energía se describen a continuación en orden cronológico:
La marcha anormal es el resultado de una alteración de uno o más de estos tractos. Esto puede suceder debido al desarrollo o como resultado de la neurodegeneración . [11] El ejemplo más destacado de irregularidades en la marcha debido a problemas de desarrollo proviene de estudios de niños en el espectro autista . Tienen una coordinación muscular disminuida, lo que da como resultado anomalías en la marcha. [39] Parte de esto está asociado con una disminución del tono muscular, también conocida como hipotonía , que también es común en el TEA. El ejemplo más destacado de marcha anormal como resultado de la neurodegeneración es el Parkinson. [11]
Aunque estos son los ejemplos mejor comprendidos de marcha anormal, existen otros fenómenos que se describen en el campo médico. [40]
La marcha anormal también puede ser consecuencia de un accidente cerebrovascular. Sin embargo, mediante el uso de la terapia en cinta de correr para activar el cerebelo, se pueden mejorar las anomalías en la marcha.
El autor del Libro Deuterocanónico del Sirácide observa que «la vestimenta de un hombre, su risa excesiva y su modo de andar muestran quién es». [41] El escritor bíblico JJ Collins sugiere que este versículo cita una máxima tradicional. [42]
La definición del diccionario de marcha en Wikcionario