Base neurofisiológica y regulación de la locomoción
La base de la fisiología de la marcha es un complejo sistema de conexiones entre neuronas ubicadas en distintos segmentos de la médula espinal. Es precisamente esta red espinal la que proporciona la coordinación básica: la contracción oportuna y alterna de los músculos flexores y extensores.
El control superior de la locomoción lo ejercen las estructuras corticales y del tronco del encéfalo. Son responsables de la adaptación de los movimientos; en particular, regulan la longitud del paso y la frecuencia de las contracciones musculares. Las vías motoras descendentes que van desde el cerebro hasta la médula espinal se dividen funcionalmente en dos sistemas separados. Cada uno de estos sistemas asume el control de grupos musculares estrictamente definidos que participan en el proceso de desplazamiento del cuerpo en el espacio.
Ciclicidad y períodos de la marcha
Los movimientos durante la marcha no son caóticos, sino que forman una secuencia estricta y repetitiva: el ciclo de la marcha. Este ciclo consta de períodos alternos que fluyen sin problemas uno hacia el otro:
- Período de doble apoyo: fase inicial en la que ambas piernas están en contacto simultáneo con la superficie de apoyo.
- Fase asimétrica: la pierna izquierda pasa al período de apoyo simple (sostiene el peso), mientras que la derecha se encuentra en el período de oscilación (avanza).
- Segundo período de doble apoyo: un retorno breve al apoyo en ambas extremidades.
- Cambio de roles: la pierna derecha pasa al período de apoyo simple, y la izquierda realiza la oscilación.
Curiosamente, al cambiar el ritmo (acelerar), la duración total del ciclo disminuye de manera previsible. Sin embargo, esta reducción no es uniforme: el tiempo se ahorra exclusivamente mediante la reducción del período de apoyo, mientras que la duración de la fase de oscilación permanece prácticamente invariable.
Biomecánica de los períodos: apoyo y oscilación
Cada período del ciclo de la marcha se caracteriza por un patrón único de actividad muscular y cambios biomecánicos.
Período de apoyo (fenómeno de «pierna en columna») En esta fase, el tronco descansa sobre la extremidad y la pierna se endereza por completo, soportando el peso corporal. Los elementos clave aquí son:
- Los flexores del pie, que proporcionan la rotación necesaria del pie alrededor del tobillo.
- El músculo cuádriceps femoral, responsable de la potente extensión de la articulación de la rodilla.
Justo antes del contacto con el suelo, se activan tanto los flexores como los extensores. Su contracción conjunta (cocontracción) confiere a la pierna la máxima rigidez, convirtiéndola en un soporte fiable: una columna.
Período de oscilación Esta fase combina procesos biomecánicos activos y pasivos:
- Movimiento activo: se produce debido a la contracción del músculo iliopsoas, que tira de la pierna hacia adelante.
- Movimiento pasivo: paralelamente, se observa una flexión pasiva de la extremidad en las articulaciones de la cadera y la rodilla.
De particular importancia es el final de la fase de oscilación. Para evitar que la pierna siga moviéndose hacia adelante por inercia, se produce una contracción brusca del músculo bíceps femoral (m. biceps femoris). Actúa como un freno fisiológico, deteniendo el movimiento de la extremidad justo antes de su contacto con el apoyo.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿En qué dos sistemas separados se dividen las vías motoras descendentes que controlan la locomoción?
Las vías motoras descendentes de la médula espinal se dividen funcionalmente en dos sistemas que controlan diferentes grupos musculares durante la marcha.
- Sistema motor medial: inerva las motoneuronas situadas en las astas anteriores de la médula espinal de forma más medial; es responsable principalmente de los movimientos del tronco y las piernas, asegurando la bipedestación y la marcha.
- Sistema lateral: responsable de los movimientos suaves y precisos de los antebrazos y las manos.
¿Qué centros espinales y generadores forman el ritmo locomotor (reflejo de marcha)?
La fase de flexión durante la locomoción está determinada en gran medida por el generador espinal del acto locomotor. Cada extremidad cuenta con varios generadores de este tipo; su trabajo se adapta rápidamente bajo la influencia de la aferencia que llega a la médula espinal.
A nivel espinal, en la transmisión de órdenes motoras participan:
- las interneuronas de la médula espinal, eslabones intermedios a través de los cuales muchas vías descendentes se conectan con las motoneuronas;
- la motoneurona alfa de la médula espinal, la «vía final común» que inerva el músculo esquelético.
Durante el paso voluntario, las órdenes iniciales provienen de las áreas motoras de la corteza cerebral directamente a las motoneuronas de los flexores y extensores.
Para recordar la biomecánica de la aceleración: imagina que al correr el suelo se vuelve «caliente». Intentas retirar la pierna más rápido (se acorta el período de apoyo), pero el tiempo que la pierna pasa en el aire (oscilación) se mantiene estable.
Preguntas de clases y exámenes
¿A expensas de qué se acorta el ciclo de la marcha al acelerar el ritmo?
Durante la aceleración, la duración del ciclo se reduce únicamente debido a la disminución del período de apoyo. El tiempo de la fase de oscilación permanece prácticamente constante.
¿Qué músculo detiene la pierna al final del período de oscilación?
El movimiento de la pierna hacia adelante antes de apoyarse es detenido por la contracción del músculo bíceps femoral (m. biceps femoris).
¿En qué consiste el fenómeno de la «pierna en columna»?
Es un estado biomecánico en el cual la contracción simultánea de los músculos flexores y extensores endurece la pierna para soportar de manera fiable el peso del tronco.
¿Qué regiones del SNC regulan la longitud y la frecuencia del paso?
Estos parámetros de la actividad motora son controlados por las estructuras corticales y del tronco del encéfalo.
Qué más repasar sobre el tema
- División funcional de las vías motoras descendentes de la médula espinal durante la locomoción
- Biomecánica detallada del músculo iliopsoas
- Interacción de las neuronas segmentarias de la médula espinal
- Mecanismos de la flexión pasiva en las articulaciones de la cadera y la rodilla
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