EL CUERPO HUMANO EN MOVIMIENTO

1. EL CUERPO HUMANO EN MOVIMIENTO

2. Sin duda, las diferentes manifestaciones artísticas, así como el deporte, han sido la inquietud que ha potenciado el estudio de las posturas y del movimiento. Estas dos actitudes las encontramos íntimamente unidas en la Grecia antigua. Las representaciones artísticas en movimiento de los atletas fueron una fuente de conocimiento para aquella época y las posteriores, y demostraban un interés por el movimiento humano. Para ello se requerían importantes conocimientos de la anatomía superficial del cuerpo humano.

3. La matemática de Pitágoras (alrededor del 582 AC) planteaba que todas las formas pueden ser definidas por números y que el universo y el cuerpo eran como un instrumento musical cuyas cuerdas requieren equilibrio y tensión para producir armonía. Las relaciones matemáticas son las que contienen los secretos del universo.

4. En medicina, Hipócrates (460- 370 AC) enuncia que el principio de causalidad no existe, ya que cada cosa existe por alguna razón. Según él, la observación está basada totalmente en percepciones y los errores diagnósticos se admiten, pero deben analizarse. Fue el pionero de la utilización del razonamiento científico con fundamento en la observación y la experiencia.

5. La filosofía de Aristóteles (384-322 a.C.), por la cual el conocimiento de la naturaleza se realiza mediante la observación, no era totalmente científica, ya que no incluía la verificación, pero insistía en que todo movimiento debe relacionase con un motor, de forma directa o indirecta, puesto que la acción a distancia es inconcebible. Su obra acerca del movimiento de los animales describe por primera vez el movimiento y la locomoción, un análisis científico de la marcha y un primer análisis geométrico de la acción muscular, así como la fuerza de reacción del suelo.

6. Herófilo (hacia el 300 AC) funda la moderna anatomía sobre la base de disecciones sistemáticas, identificando numerosos órganos por vez primera y definiendo las diferencias entre tendones y nervios.Arquímedes (287- 212 AC) pensó que podría moverse la tierra si se usaran complejas poleas y palancas, y utilizó métodos geométricos para medir curvas y el área y el volumen de cuerpos sólidos. Además de su famoso tratado sobre la flotabilidad de los cuerpos, enseñó cómo encontrar el centro de gravedad en estructuras planas o parabólicas, con lo cual sentaba las bases de la mecánica racional.

7. Galeno (131-201 DC) fue médico del colegio de gladiadores a los 28 años y, como dice Nigg (1994), sería el primer médico deportivo de la historia, pero lo cierto es que estudió el cuerpo humano y sus movimientos. Escribió una interesante obra ( De Motu Musculorum) sobre los músculos, sus partes y su funcionamiento. Diferencia entre músculos agonistas y antagonistas y entre nervios motores y sensitivos. Apasionado por el auge de las matemáticas de su tiempo, intenta hacer de la medicina una ciencia exacta sobre la base de descripciones precisas y buscando correlaciones entre causa y efecto. Lamentablemente, como no le gustaba la disección de seres humanos, sólo la realizó en animales.

8. Durante el largo periodo de la Edad Media (Edad Oscura), existen pocas aportaciones a la biomecánica, salvo la utilización de sistemas mecánicos para la corrección de las deformidades, como hiciera Guy de Chauliac (1360), quien utilizó armaduras para corregir desviaciones de la columna.

9. Con el Renacimiento surgen interesantes figuras como la de Leonardo Da Vinci y Vesalio. Leonardo empezó como aprendiz del pintor Verrochio, faceta que utilizaría posteriormente para mejor plasmar y transmitir sus ideas y conocimientos enciclopédicos (hoy lo llamaríamos un buen comunicador). Fue sobre todo un ingeniero civil y militar, y contribuyó al conocimiento de la mecánica de su tiempo, describió el paralelogramo de fuerzas, definió la diferencia entre fuerzas simples y compuestas, estudió la fricción, relacionó fuerza, peso y velocidad, y preparó la tercera ley de Newton en sus estudios sobre el vuelo de los pájaros.

10. Estudió anatomía a escondidas y utilizó su excepcional habilidad como pintor para dejarnos una bella colección de descripciones anatómicas. Entendió perfectamente que las articulaciones en bola (enartrosis), como el hombro y la cadera, poseen movimientos universales y que los músculos con sus inserciones relativas pueden realizar varios tipos de movimiento. Asimismo esquematizó la acción de los músculos como líneas de fuerzas siguiendo sus fibras dominantes.

11. Vesalio (1514-1564) recibió educación en medicina y fue un anatomista metódico sobre cadáveres de ajusticiados. En la época en que Copérnico publica su obra fundamental “De Revolutionibus Orbiun Coelestium” sobre el heliocentrismo, Vesalio también revoluciona la anatomía con su “De Humani Corporis Fabric”. Demostró que durante la contracción, el músculo se acorta y aumenta de grosor, y planteó discrepancias con las descripciones anatómicas de Galeno.

12. La revolución científica del siglo XVII gira alrededor de pensadores que utilizaron el análisis científico de la naturaleza (Galileo, Kepler, Descartes y Newton). En este ambiente surge un personaje poco conocido, Giovanni Alfonso Borrelli (1608-1679), llamado el padre de la biomecánica.

13. Borelli fue profesor de matemáticas en Pisa y trabajó junto a Malpihi, profesor de medicina. Esto constituye un buen ejemplo de colaboración científica entre diversas áreas del conocimiento, tal como hoy día se están realizando.

14. La obra de Borelli, “De Motu Animalium” (1680), integra la fisiología y la física (yatrofísica), y demuestra mediante métodos geométricos los movimientos humanos como correr, saltar y nadar, y la influencia de la dirección de las fibras musculares sobre el movimiento resultante de su contracción. Reconoce que los músculos trabajan con brazos de palanca muy cortos y compensan el peso del cuerpo provocando, a nivel articular, presiones muy superiores al propio peso del cuerpo. De hecho, y tal como señala Maquet, la balanza de Pauwels, ya quedó definida antes de 1680.

15. Posiblemente fue Borelli el primero en determinar de forma experimental el centro de gravedad humano, colocando al individuo sobre una tabla que se balanceaba. Observó también que durante la marcha se describen ondulaciones con la pelvis tanto lateralmente como en un plano transversal.

17. Newton (1642-1727) analiza los trabajos de Galileo, Kepler y Descartes, y pone orden entre ideas contradictorias planteando sus tres leyes: ley de la inercia, ley de la aceleración, ley de la acción y reacción, y posteriormente la ley de gravedad, con lo cual todos los movimientos de la naturaleza se pueden describir o predecir. La segunda ley es un instrumento fundamental para el análisis de los movimientos cinético y cinemática. Ésta, analiza el grado de movilidad o rango de movimiento de un cuerpo o una articulación, la cinética de las fuerzas que actúan sobre él o las fuerzas que el movimiento genera.

18. EJES Y PLANOS

19. Ejes del cuerpo humano. A: Eje longitudinal, B: Eje transversal, y C: Eje ánteroposterior

20. Planos del Cuerpo Humano. A: Plano anteroposterior, B: Plano transversal, y C: Plano sagital.

21. HUESOS Y ARTICULACIONES

22. Entre las principales funciones del esqueleto, están el favorecer la locomoción y permitir el desarrollo de movimientos rápidos. También es primordial su papel como estructura que sostiene el cuerpo y la que protege sus órganos más delicados (como el cerebro, el corazón o los pulmones).

23. Como es sabido, el aparato locomotor humano se ha ido ajustando a sus funciones relacionadas con la evolución del estilo de vida.

24. Las partes del aparato locomotor humano poseen en su interior, un esqueleto axial compuesto de huesos de gran resistencia. Cada hueso particular está unido al esqueleto completo, por medio de conexiones y articulaciones que facilitan la ejecución de sus funciones, tanto estáticas como dinámicas.

25. En caso de un trabajo estático, el esqueleto transmite fuerzas quietas, mientras que en un trabajo dinámico, los huesos sirven de palancas sobre las que actúan las fuerzas de aceleración. Dada esta exigencia funcional múltiple, los huesos y las articulaciones han de soportar diferentes clases de cargas, tales como: tracción, presión, suspensión y torsión.

26. En las articulaciones del aparato motor humano coinciden dos cabezas óseas colindantes con sus cavidades, haciendo posible la realización de movimientos rotativos. Una de las terminaciones del hueso tiene la forma de cabeza y la otra de acetábulo. Según la forma de estas dos terminaciones óseas, la articulación posee mayor o menor libertad rotativa.

27. La mayoría de las articulaciones tiene forma y superficie de cuerpos rotativos. Según la clase de cada articulación, en forma cilíndrica, elipsoidal o de silla, varía también el eje de la rotación misma. La articulación esférica permite, fundamentalmente, la rotación en tres ejes. Desde el punto de vista geométrico, y tratándose de cuerpos rotativos, no pueden darse articulaciones con dos ejes de rotación. Cuando un cuerpo rotativo recibe el segundo eje de giro, inmediatamente obtiene también el tercero.

28. Sin embargo, el aparato motor humano dispone de articulaciones de dos ejes, por ejemplo:, la articulación elipsoidal del carpo. El segundo grado de libertad de movimiento rotativo surge, porque las superficies de la cabeza de la articulación y el acetábulo no se acoplan perfectamente y los ligamentos laterales, no excesivamente tensos, permiten cierta movilidad. Por otra parte, si en una articulación esférica sus dos ejes no se emplean durante largo tiempo, tiene lugar una regresión que la convierte en una articulación elipsoidal.

29. En cada articulación del aparato motor humano con superficies de un cuerpo rotativo, deben determinarse rigurosamente los desplazamientos del eje de rotación, porque en todas estas articulaciones la forma de sus superficies se desvía de la de un cuerpo rotativo. A causa de lo complicado de sus respectivas formas de superficie, los ejes de sus rotaciones también transcurren paralelamente.

30. Las superficies de la cabeza de articulación y del acetábulo están cubiertas de cartílago muy liso que permiten una buena rotación. Para facilitar más todavía los movimientos rotatorios, las cápsulas fibrosas de la articulación segregan un líquido lubricante.

31. El aparto auxiliar de una articulación se compone de los ligamentos, que aseguran la consistencia de la misma. Los ligamentos se encuentran fundamentalmente a los lados de la articulación, impidiendo o limitando sus rotaciones. Los ligamentos limitan por consiguiente, la amplitud de los movimientos.

32. Mediante el entrenamiento se logra aumentar la amplitud del movimiento. Y así, especialmente los atletas, poseen articulaciones con elevadas amplitudes, mientras un hombre no entrenado se mueve con amplitudes restringidas.

33. Músculos, fuerza muscular y momento de fuerza muscular

34. Propiedades mecánicas básicas:los músculos son tejidos elásticos. Pueden compararse hasta cierto modo, con unas cintas de goma, cuya fuerza de tracción aumenta con su estiramiento.

35. Sin embargo, el músculo en oposición a tales cintas, se compone de su propia fibra en unidades contráctiles que están ordenadas de diferente manera en distintos músculos. Las unidades contráctiles pueden estar ordenadas en serie o paralelamente.

36. En caso de ordenación en serie, estamos ante una fibra larga; en caso de ordenación paralela se trata de fibras cortas. La estructura fibrosa del músculo corresponde a su función dentro del aparato motor. Los llamados músculos blandos son típicos para las extremidades superiores. Desarrollan pues, fuerzas limitadas, aún con grandes estiramientos. Por ello, en dichos músculos, la fibra está dispuesta en varias series, una detrás de la otra. En la mayoría de los casos se trata de músculos muy largos en forma de huso, con varias terminaciones e inserciones muy finas.

37. Por el contrario, las extremidades inferiores poseen musculatura fuerte que permite contracciones muy rápidas, por lo que realizan grandes fuerzas con pequeñas contracciones. Su origen es ancho y su fibra es diagonal. Pero también en este caso existen algunas series colocadas una detrás de la otra, porque el músculo es mas largo que su propia fibra. Hay que tener en cuenta que en los músculos largos y en forma de huso, el largo de la fibra es originariamente mayor.

38. Una disposición paralela pura la encontramos en el músculo serrato y en los abdominales. La elasticidad de un cuerpo se expresa en la mecánica mediante el módulo de elasticidad E, llamado de Young. Este módulo representa el crecimiento en el diagrama de tensión-extensión. En los metales, el módulo E tiene un valor constante.

39. La curva de tensión-dilatación de una fibra o de un músculo tiene un trazado en forma de S. El módulo de elasticidad por consiguiente no es constante. Esta propiedad se debe, seguramente, a la fricción interna de los músculos, que durante la dilatación, causa un aumento de temperatura.

40. Propiedades biológicas de base: el músculo goza de una importante propiedad biológica consistente en su inmediata contracción activa en correspondencia a los impulsos.

41. La contracción puede llegar hasta la tercera parte de su longitud en descanso. Durante la misma, el músculo puede realizar un trabajo mecánico.El impulso causante de las contracciones musculares es de carácter eléctrico.

42. La energía del impulso llega a las excitables fibras musculares desde las células de los ganglios del cerebro y de la médula espinal, a través de los conductos nerviosos motores. En las placas motrices terminales, los cordones nerviosos se desdoblan en finas fibras que se unen directamente a las fibras musculares.

43. En presencia de un impulso, las fibras musculares obedecen al principio de "todo o nada", es decir que la energía de impulso ha de tener cierto nivel para provocar la reacción de las fibras musculares. Por eso se dice que se ha de sobrepasar el umbral de excitación de las fibras.

44. En electrofisiología existen dos conceptos: 1)- Cronaxia: representa la duración mínima que necesita una corriente para producir la excitación del músculo, siendo la corriente de intensidad doble que la reobase. 2)- Reobase: es la corriente eléctrica mínima cuya acción prolongada no produce ningún estimulo.

45. La fuerza muscular se transmite a la estructura ósea a través de los tendones que en ella se insertan. Esta fuerza muscular se representa como un vector que se sitúa en la misma dirección del músculo y cuyo punto de aplicación se encuentra en el punto de inserción del músculo.

46. Los músculos pueden contraerse bruscamente, pero sólo son capaces de reducir su longitud en una pequeña fracción. Gracias a que están unidos a los huesos pueden multiplicar la eficiencia de su movimiento. Así, cuando se unen al extremo de un hueso largo, pueden provocar un desplazamiento mucho mayor en el otro extremo. Por ejemplo, una contracción muscular de 4 centímetros puede provocar un movimiento de 20.

47. Análisis del movimiento de la Flexión del Antebrazo sobre el Brazo desde la perspectiva Anátomo Funcional

48. Para el análisis de los movimientos, en este trabajo desde la perspectiva anatómica-funcional, tendremos en cuenta la existencia de una sistemática regional y de una sistemática funcional. El primer tipo es puramente descriptiva, mientras que el segundo tipo digamos que se interesa en el aparato locomotor activo en cuanto a sus funciones específicas.

50. Este movimiento en particular se desarrolla en el eje transversal y en el plano sagital del cuerpo humano en posición anatómica.