Una marcha es una forma de movimiento de las extremidades realizada 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 se producen movimientos sinuosos de diferentes segmentos del cuerpo con poca energía gastada. Los modos de marcha variados se caracterizan por diferencias como 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 andares humanos se clasifican de varias maneras. Cada modo de andar se puede clasificar generalmente como natural (uno que los humanos usan instintivamente) o entrenado (un modo de andar no instintivo que se aprende mediante entrenamiento). Ejemplos de estos últimos incluyen caminar con las manos y andares especializados utilizados en artes marciales . [3] La marcha también se puede clasificar según si la persona permanece en contacto continuo con el suelo. [2]
Una variable en la marcha es la pisada : cómo el pie contacta el suelo, específicamente qué parte del pie contacta primero con el suelo. [4]
Al correr, la marcha suele incluir un golpe con el antepié, pero el talón no toca el suelo.
Algunos investigadores clasifican la pisada según el centro de presión inicial; Esto se aplica principalmente a correr calzado (correr con zapatos). [5] En esta clasificación:
La pisada varía hasta cierto punto entre zancadas y entre individuos. Varía significativa y notablemente entre caminar y correr, y entre usar zapatos (calzados) y no usar zapatos (descalzos).
Por lo general, caminar descalzo implica un golpe con el talón o la parte media del pie, mientras que correr descalzo presenta un golpe con el medio pie o el antepié. Correr descalzo rara vez implica un golpe con el talón porque el impacto puede ser doloroso y 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 modernas golpean el talón; [6] las zapatillas para correr se caracterizan por una suela acolchada, suelas rígidas y soporte para el arco, y descienden desde un talón más acolchado hasta un antepié menos acolchado.
Se desconoce la causa de este cambio en la forma de andar al correr con zapatos, pero Lieberman señaló que existe una correlación entre el estilo de aterrizaje del pie y la exposición a los zapatos. [6] En algunas personas, el patrón de marcha prácticamente no cambia (las posiciones de las piernas y los pies son idénticas en los pies descalzos y en los zapatos), pero la forma de cuña del acolchado mueve el punto de impacto hacia atrás desde el antepié hasta la parte media del pie. [5] En otros casos se cree que el acolchado del talón suaviza el impacto. Esto da como resultado que los corredores modifiquen su forma de andar para mover el punto de contacto más atrás en el pie. [6]
Un estudio de 2012 que involucró a corredores de la Universidad de Harvard encontró que aquellos que "habitualmente golpean con el pie trasero tenían aproximadamente el doble de tasa de lesiones por estrés repetitivo que las personas que habitualmente golpean con el antepié". [7] Este fue el primer estudio que investigó el vínculo entre la pisada y las tasas de lesiones. Sin embargo, estudios anteriores han demostrado que se generaban fuerzas de colisión más pequeñas al correr con el antepié en comparación con el retropié. Esto puede proteger las articulaciones del tobillo y las extremidades inferiores de algunas de las lesiones relacionadas con impactos que sufren los que golpean con el pie trasero. [8]
En un artículo de 2017 titulado "Patrón de pisada en niños durante la carrera calzado-descalzo", se observó a más de 700 niños de 6 a 16 años utilizando múltiples dispositivos de grabación de video para estudiar los patrones de pisada y el apoyo neutral. El golpe con el pie trasero fue más común, tanto en corredores calzados como descalzos, y tanto en niños como en niñas. Hubo una reducción significativa en el apoyo del pie trasero de calzado a descalzo: niños calzados - 83,95% RFS, niños descalzos - 62,65% RFS; niñas calzadas - 87,85% RFS, niñas descalzas - 62,70% RFS. [9]
A partir de 2021, había un nivel muy bajo de evidencia que sugiriera una relación entre el patrón de pisada y las lesiones del corredor. Los estudios utilizaron diseños retrospectivos, tamaños de muestra bajos y autoinformes potencialmente inexactos. [10]
El sistema nervioso central regula la marcha de forma muy ordenada mediante una combinación de procesos voluntarios y automáticos. El patrón locomotor básico es un proceso automático que resulta de estallidos rítmicos recíprocos de actividad flexora y extensora. Este disparo rítmico es el resultado de los Generadores de Patrones Centrales (CPG), [11] que operan independientemente de si un movimiento es voluntario o no. Las GPC no requieren información sensorial para mantenerse. Sin embargo, los estudios han identificado que los patrones de marcha en animales sordos o inmovilizados son más simplistas que en animales neurológicamente intactos. (La desaferentación y la inmovilización son preparaciones experimentales de animales para estudiar el control neuronal. La desaferentación implica cortar 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 información sensorial no se ve afectada.) [12]
La complejidad de la marcha surge de la necesidad de adaptarse a cambios esperados e inesperados en el entorno (p. ej., cambios en la superficie para caminar u obstáculos). La información sensorial visual , vestibular , propioceptiva y táctil proporciona información importante relacionada con la marcha y permite ajustar la postura de una persona o la colocación del pie según los requisitos situacionales. Al acercarse a un obstáculo, se utiliza información visual sobre el tamaño y la ubicación del objeto para adaptar el patrón de pasos. Estos ajustes implican cambios en la trayectoria del movimiento de las piernas 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 por su entorno. Los propioceptores de 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 preocupaciones 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 con otros animales o se demuestra en humanos mediante 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, responden los sistemas sensoriales responsables del control de la postura. [11] Estas señales actúan sobre la corteza cerebral, el cerebelo y el tronco del encéfalo. Muchas de estas vías están actualmente bajo investigación, pero algunos aspectos de este control se comprenden bastante bien.
Para realizar tareas locomotrices especializadas se requiere 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 transmite al área motora suplementaria (SMA) y al área premotora de la corteza cerebral donde se crean programas motores para el movimiento intencional de las extremidades y ajustes posturales anticipados. Por ejemplo, la corteza motora utiliza información visual para aumentar la precisión de los movimientos de pasos. Al acercarse a un obstáculo, un individuo hará ajustes en su patrón de pasos basándose en 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 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 previsto. Cuando hay una discrepancia entre estas dos señales, el cerebelo determina la corrección adecuada y transmite esta información al tronco del encéfalo y a la corteza motora. Se cree que la salida del cerebelo al tronco del encéfalo está específicamente relacionada 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 del encéfalo 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 al dar pasos 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 sólo generan el ritmo de locomoción a través de las GPC sino que también aseguran 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 alternos. Un reflejo de estiramiento ocurre cuando un músculo se estira y luego se contrae de manera protectora mientras los grupos de músculos 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 postura. 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 se produzca hasta que la pierna esté lo suficientemente descargada 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 pasos naturales , en orden creciente de velocidad, son caminar , trotar , saltar, correr y esprintar . [2] [17] Si bien otras formas de andar de velocidad intermedia pueden ser naturales para algunas personas, estos cinco modos de marcha básicos ocurren naturalmente en casi todas las culturas. Todos los modos de andar naturales están diseñados para impulsar a la persona hacia adelante, pero también pueden adaptarse para el movimiento lateral. [2] Como andares naturales todos tienen el mismo propósito; se distinguen principalmente por el momento en que 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 postura" de la marcha. Un patrón de marcha maduro se caracteriza porque el ciclo de la marcha comprende aproximadamente un 60% de la fase de postura y un 40% de la fase de balanceo. [18] La iniciación 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 peso de una pierna. El centro de masa sólo 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 es un modo de andar que muestran los niños cuando tienen entre cuatro y cinco años. [2] Si bien un trote es similar al trote de un caballo , el salto está más cerca del equivalente bípedo del galope de un caballo . Para investigar las estrategias de marcha que probablemente se vean favorecidas en condiciones de baja gravedad, un estudio realizado por 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 de marcha en particular. Utilizaron una estrategia de optimización computacionalmente eficiente, que permitió múltiples simulaciones. Sus resultados revelan que saltar es más eficiente y menos fatigante que caminar o correr y sugiere la existencia de una transición caminar-saltar en lugar de una transición caminar-correr en condiciones de baja gravedad. [17]
Los parámetros de tiempo y distancia de los patrones de marcha dependen de la edad del niño . Diferentes edades conducen a diferentes velocidades y tiempos de paso. El balanceo de los brazos se ralentiza cuando se aumenta la velocidad al caminar. 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 aumenta la velocidad. Mientras tanto, a medida que aumenta la edad, la cadencia (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 influir en los patrones de marcha de los niños. El estado ambiental y emocional también influye en la velocidad, la velocidad y los patrones de marcha que utiliza un niño. Además, los niños de diferentes sexos tendrán diferentes tasas 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 en el control postural en este punto del desarrollo. [19]
A la edad de tres años, la mayoría de los niños dominan los principios básicos de la marcha, en consonancia con los de 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 desde los tres años de edad. Las niñas tienden a tener una marcha más estable que los niños entre las edades de 3 a 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 de sexo en los patrones de marcha humanos: las mujeres tienden a caminar con pasos más pequeños y más movimiento pélvico. [20] El análisis de la marcha generalmente toma en consideración el sexo biológico. [21] Las diferencias sexuales en la marcha humana se pueden explorar mediante una demostración creada por el Laboratorio BioMotion de la Universidad de York en Toronto. [22]
Aunque la locomoción plantígrada generalmente distribuye más peso hacia el final 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 para tanto caminata económica como carrera de resistencia . [23]
Para la misma distancia, caminar con el paso natural con el 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: "Aterrizar primero con el talón también nos permite transferir más energía de un paso al siguiente para mejorar nuestra eficiencia, mientras que colocar el pie plano en el suelo reduce la 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 variedad de características biomecánicas , controladas por el sistema nervioso para una mayor conservación y equilibrio de energía . [25] Estas características biomecánicas de la marcha normal se han definido como determinantes clave de la marcha. Por lo tanto, es necesario un control neurológico refinado y la integración de estas características de la marcha para lograr exactitud y precisión con menos gasto de energía. Como resultado, cualquier anomalía del sistema neuromusculoesquelético puede provocar anomalías en la marcha y un aumento del gasto energético.
Las seis cinemáticas o determinantes de la marcha, que se describen a continuación, fueron introducidas por Saunders et al. en 1953, [26] y han sido ampliamente adoptados con varios 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 garantizan una locomoción económica , [25] mediante la reducción de la excursión del centro de masa vertical (COM), que conduce a una reducción de la energía metabólica. Por tanto, se sugiere que el control preciso de estos determinantes de la marcha [32] conduce a una mayor conservación de energía. Estas características cinemáticas de la marcha se integran o coordinan para garantizar una trayectoria de arco circular del COM, como se propone en la teoría como "marcha en brújula (rodilla recta)". La teoría subyacente a los determinantes es contraria a la de la teoría del "péndulo invertido", en la que una pierna de apoyo estática 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 energía se describen a continuación en orden cronológico:
La marcha anormal es el resultado de la alteración de uno o más de estos tractos. Esto puede ocurrir durante el desarrollo o como resultado de una neurodegeneración . [11] El ejemplo más destacado de irregularidades en la marcha debido a problemas de desarrollo proviene de estudios de niños en el espectro del autismo . Tienen una coordinación muscular disminuida, lo que provoca anomalías en la marcha. [39] Algo de esto se asocia 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 el resultado de un derrame cerebral. Sin embargo, mediante el uso de la terapia en cinta rodante para activar el cerebelo, se pueden mejorar las anomalías en la marcha.
El autor del Libro Deuterocanónico de Sirach observa que "el atuendo de un hombre, su risa excesiva y su andar muestran lo que es". [41] El escritor bíblico JJ Collins sugiere que este versículo cita una máxima tradicional. [42]
La definición del diccionario de marcha en Wikcionario.