Gravedad – Postura – Bipedestación – Sistema antigravitacional

El centro de gravedad en un Estudio Biomecánico de la pisada Sevilla

Gravedad

La ley de la Gravitación Universal es una ley física clásica que describe la interacción gravitatoria entre distintos cuerpos con masa. Ésta fue presentada por Isaac Newton  en 1687, donde establece por primera vez una relación cuantitativa (deducida de la observación) de la fuerza con que se atraen dos objetos con masa. Así, Newton dedujo que la fuerza con que se atraen dos cuerpos de diferente masa únicamente depende del valor de sus masas y de la distancia que los separa. También se observa que dicha fuerza actúa de tal forma que es como si toda la masa de cada uno de los cuerpos estuviese concentrada únicamente en su centro (lo que se denomina “centro de gravedad”, es decir, es como si dichos objetos fuesen únicamente un punto, lo cual permite reducir enormemente la complejidad de las interacciones entre cuerpos complejos. 
Así, con todo esto resulta que la ley de la Gravitación Universal predice que la fuerza ejercida entre dos cuerpos de masas  y  separados una distancia  es proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia.



La Estática del Hombre en Bipedestación

Ante la existencia de la fuerza de gravedad que la Tierra realiza, el cuerpo debe asumir varias funciones: tiene que permitir al sujeto mantenerse en pie, en equilibrio, desplazarse y finalmente expresarse a través del gesto, la palabra o el pensamiento. 
Para responder a esta finalidad de movimiento, de intercambio con el mundo que lo rodea, el cuerpo tiene que asegurarse una fuente de energía y gestionar la reserva de ésta de manera muy económica. Esta ley de economía se aplica en el sistema locomotor pero también en otras funciones internas encargadas de asegurar su autonomía. Tres leyes rigen la compresión del cuerpo humano.
 Su conocimiento permitirá decodificar el lenguaje del cuerpo y darle un significado a través de sus propios esquemas de compensación.

La primera ley es la del equilibrio
Equilibrio físico, biológico (homeostasis), y también mental. El equilibrio perfecto, es decir, inmóvil, no existe. El equilibrio es siempre relativo y sólo puede ser activo, dinámico.

La segunda ley es la de la economía
Toda la fisiología humana traduce la ingeniosidad de los sistemas adoptados para respetar esta  ley. Las funciones de base (respiratoria, circulatoria, digestiva, estática, motriz) tienen  que consumir poca energía. El sujeto debe preservar su capacidad vital a fin de expresarse.

La tercera ley es la del confort
El hombre no soporta vivir con informaciones esencialmente nociceptivas (que le generen daño). Para vivir de forma confortable, el sujeto inventará esquemas de compensación que pondrán de relieve la relación “continente-contenido”.

Para construir al hombre en bipedestación se partirá de dos prioridades:  La primera, evidente cuando se considera que el hombre, fuera de su período de sueño, tiene que asumir su verticalidad de doce a dieciséis horas por día: la función estática debe ser económica. Debe evitar el agotamiento que anularía todas las ganas de comunicarse con el mundo exterior. Segunda prioridad: la solución adoptada debe ser confortable a fin de no poner trabas a las vías propioceptivas.

"El hombre en bipedestación, no está en equilibrio, sino en un desequilibrio anterior.  A nivel cefálico, la línea de gravedad pasa  por el orificio occipital, repartiendo el peso de la cabeza con los 2/3 hacia delante por 1/3 hacia atrás.  A nivel plantar, la línea de gravedad pasa por delante del maléolo externo. 
Este desequilibrio anterior, parece desafiar la estática. Si existiera el equilibrio perfecto del modelo postural, el cuerpo sería más inestable y los centros del equilibrio estarían continuamente en alerta a una multitud de informaciones. El desequilibrio anterior se gestiona más fácilmente, ya que los pies y los ojos están dirigidos hacia delante, lo que a la vez lo hace más seguro."
Es evidente que la estructura ósea responde a la función estática, tanto en la inmovilidad como en el movimiento . Pero ¿la estática puede utilizar la función muscular? Aunque la concepción clásica le atribuye al músculo mucho valor en la función estática, sólo tiene un papel secundario.
En efecto, los musculos no están hechos para una acción constante, gastarían demasiada energía, y se contraerían sin respetar las leyes de la economía ni la del confort. Aunque el mantenimiento y la corrección de la postura se atribuyen al sistema muscular, este no puede realizar su tarea sin la ayuda y soporte de la fascia .
Basmajian afirma que “… entre todos los mamíferos, el hombre posee los mecanismos antigravitatorios más eficientes, una vez alcanzada la postura erecta. El gasto de energía muscular necesario para mantener esta postura, aparentemente desgarbada, en realidad es mínimo” .


Bipedestación - evolucion del ser humano



Postura, tono muscular

La posibilidad que tiene el ser humano para trasladarse, explorar el medio ambiente, adaptarse a él para luego transformarlo en su propio beneficio no sería posible sin la verticalidad, la bipedestación, el movimiento.
La posición erecta del ser humano es la conquista sobre la fuerza de gravedad, que a través de miles de años el hombre ha logrado, y que lo diferencia del resto de las especies.
Esta posibilidad se ha dado gracias a la correcta organización y relación que guardan los distintos segmentos corporales entre sí, en relación al espacio y a la fuerza de gravedad. A esta organización y relación corporal la conocemos con el nombre de postura.
A continuación estudiaremos a la postura desde el punto de vista biomecánico, neurológico y emocional.
Postura
La postura es el componente obligado del movimiento al cual se asocia precediéndolo, acompañándolo y sucediéndolo. Este concepto nos hace ver que la postura, contrario a lo que se piensa, no es siempre estática, sino dinámica y cambiante.
La postura depende del tono muscular y del equilibrio.
El equilibrio puede ser definido como fuerzas contrarias que se contrarrestan. En la postura humana, el equilibrio consiste en las modificaciones tónicas que los músculos elaboran a fin de garantizar la relación estable entre el eje corporal, la base de sustentación y el centro de gravedad. La meta es lograr la posición erecta.
La capacidad de generar respuestas antigravitacionales, tanto estáticas como dinámicas, es la condición esencial para la adaptación gradual del ser humano a su medio ambiente, para lo cual es necesario el control postural. La fuerza de gravedad representa el componente medio ambiental mayormente responsable de la adaptación postural.
     El equilibrio postural humano se da en relación al espacio, tanto interno como externo y depende de la integración de tres sistemas sensoriales que son:- El sensorial profundo o propioceptivo (sentido kinestesico), · El vestibular · El visual
 El trabajo conjunto de estos tres sistemas informa al cerebro acerca de los cambios o ajustes necesarios que el cuerpo ha hecho o debe hacer para adaptarse y responder a las demandas que el medio ambiente le exige.
Sabemos que los propioceptores son receptores del sentido kinestesico que se encargan de la sensibilidad profunda de los músculos e informan al cerebro acerca del tono muscular, movimientos corporales y equilibrio. Se localizan en el músculo, tendón y articulaciones.
El sistema vestibular a su vez se encarga de registrar e informar al cerebro acerca de los cambios de posición de la cabeza en relación al cuerpo y al espacio, por lo tanto tiene que ver con la estabilización horizontal de la cabeza y de las imágenes retinianas, con la formación de la sensación de orientación espacial y con el mantenimiento del equilibrio corporal reflejo en reposo y movimiento.
El sistema visual, cuya función es mantener los ojos en la horizontal y en coordinación con los movimientos de la cabeza, de esta manera orienta al cuerpo en el espacio a través de las imágenes que el ojo registra y envía al cerebro.
La suma de las percepciones propioceptivas, vestibulares y visuales permiten al cerebro anticipar  y/o corregir, los ajustes necesarios para que el cuerpo sea capaz de adaptarse a las necesidades que el medio le presenta. Esta información permite regular el tono muscular, la longitud del paso, la fuerza aplicada para mover un objeto, la altura de elevación de una pierna para subir un escalón, la reacción de defensa o equilibrio necesaria para evitar una caída, así como registrar cambios en el terreno sobre el cual se camina.


Sistema Antigravitacional

La demostración de este sistema refleja la organización del cuerpo humano, que respeta siempre las tres leyes mencionadas. Considerando que “el equilibrio del cuerpo está basado en un desequilibrio anterior”, cabe pensar que los factores estáticos estén localizados preferentemente hacia atrás para oponerse a ello. 
Desde la cabeza a los pies, se encuentra la cadena estática posterior únicamente formada por estructuras conjuntivas (aponeurosis, ligamentos, vainas, tendones, láminas, cápsulas). Compuesta por: el ligamento cervical posterior, la aponeurosis dorsal, la aponeurosis lumbar y la aponeurosis del cuadrado lumbar que se unen al periostio del sacro (los planos ligamentosos vertebrales, también están incluidos en esta cadena), a nivel de las extremidades inferiores no se observa una continuidad metódica, ya que se extiende a través de los músculos semimembranoso, semitendinoso, tracto iliotibial, la lámina del sóleo, el tendón de aquiles y la aponeurosis plantar .
La cadena estática posterior tiene las cualidades de economía y de propioceptividad para gestionar el reequilibrio por la información que envían los músculos posteriores. Los músculos espinales son correctores, guardianes del equilibrio y su intervención es más evidente en la dinámica.
Según Perry, con el cuerpo en posición erecta y el peso distribuido entre los dos pies, el equilibrio estático puede ser mantenido sin acción muscular. Para esto, es necesario que el centro de gravedad del cuerpo esté alineado, es decir, que la línea imaginaria extendida de la cabeza a los pies, atraviese el orificio occipital, pase por delante de la columna dorsal, aproximadamente 1centímetro anterior a la cuarta vértebra lumbar, 0,6 centímetros por detrás de la articulación de la cadera, por delante de la articulación de la rodilla y termine entre 1,5 a 5 centímetros por delante de la articulación del tobillo. La posición bípeda “cómoda” tiene un mínimo margen de estabilidad.
La posición bípeda no es totalmente estacionaria, sino que revela un balanceo tanto en el plano sagital como en el frontal. Existe un pequeño, pero continuo, traspaso del peso del cuerpo entre los dos miembros inferiores.
Dos mecanismos contribuyen  a esta sutil inestabilidad del cuerpo: la dinámica cardiaca y la falta de propiocepción absoluta. 
Según Inman,  cuando una persona se encuentra en posición de pie cómoda, la línea vertical del peso del cuerpo pasa a través de la articulación de la cadera y por delante de las articulaciones de la rodilla y del tobillo. El  efecto sobre la articulación de la rodilla es producir un momento de extensión que la bloquea en esa posición sin requerir actividad en el músculo cuádriceps. También observó que si el peso del esqueleto se encuentra equilibrado entre los dos miembros inferiores no hay actividad eléctrica en los músculos psoas-ilíaco, glúteo mayor y glúteo medio.
Según Basmajián , los músculos antigravitatorios no intervienen demasiado en el mantenimiento de la postura erecta normal, sin  embargo, estos músculos intervienen en la producción de movimientos potentes, necesarios para cambios mayores como puede ser, levantarse, sentarse.  La mayoría de los electromiografistas están de acuerdo en que el electromiograma muestra la relajación completa del músculo estriado en reposo (Basmajian, 1952).
Por otra parte, sus observaciones han demostrado que no todos los 57 músculos de cada extremidad necesitan ser activados en la posición erecta, en otras palabras la posición humana erecta permite a muchos de los músculos de la extremidad inferior relajarse completamente 
Si bien la actitud erecta depende de una posición adecuada de las articulaciones del pie, rodilla, cadera, columna vertebral y occipito-vertebrales; algunos autores  opinan que los elementos responsables de mantener dicha postura son: los ligamentos y los músculos.
Considerando que la erecta se debe fundamentalmente a la acción muscular y los ligamentos contribuyen a fijar ciertas articulaciones, ahorrando esfuerzo contráctil a los músculos. Así los ligamentos amarillos de la columna vertebral impiden que el tronco caiga hacia delante y la contracción tónica de los músculos de los canales vertebrales que debería ser muy enérgica para mantener erecto el tronco si no existieran dichos ligamentos, es insignificante . Pero en las partes más móviles de la columna, cuello, región lumbar, la acción muscular es primordial. Por otro lado el ligamento ileofemoral impide que el tronco caiga hacia atrás, ayudando con su acción al psoas-ilíaco y al recto anterior del cuádriceps. En cambio en la pierna, la acción de los músculos de la pantorrilla, el sóleo fundamentalmente, impide que el cuerpo caiga hacia delante .
Los músculos que intervienen para mantener la actitud erecta del hombre son extensores y se llaman posturales o antigravitatorios.
La postura erecta depende de la contracción muscular tónica; la ligera tensión permanente a que da origen en el músculo la contracción tónica recibe el nombre de  tono muscular. El tono muscular es en última instancia la expresión en el tiempo de la contracción tónica muscular.
Reacciones que tienden a mantener y recuperar la postura

Para mantener y/o recuperar la postura normal se producen una serie de reacciones reflejas que pueden sistematizarse o clasificarse de la siguiente forma:

1. Reacciones de sostén tónico-estáticas
2. Reacciones de adaptación postural
3. Reacciones de enderezamiento
4. Reacciones de equilibración o tónico-cinéticas

1.  Reacciones de sostén tónico-estáticas

Este tipo de reacciones posturales reflejas, tiende a mantener el cuerpo erguido sobre sus miembros en contra de la fuerza de gravedad. Para lograr ese objetivo las articulaciones que deben mantener fijas son las de los dedos de los pies, tobillos, rodillas, caderas, lumbosacras, intervertebrales y occipitovertebrales. Estas articulaciones, en posición de pie, al movilizarse pasiva o activamente originan en los músculos vecinos alargamiento que al estimular los receptores propioceptivos dan
origen a reflejos que tienden a volver la articulación a su posición adecuada. Para contribuir a mantener la postura, además de reacciones motoras reflejas originadas en receptores propioceptivos también se originan respuestas motoras ante la estimulación de receptores exteroceptivos, al estimular la planta del pie por el contacto con el suelo, su importancia es secundaria en el mantenimiento de la postura, porque la desaparición de este reflejo no la altera. Las reacciones posturales  tónico-estáticas más importantes se originan en los receptores propioceptivos de los músculos flexores de los dedos del pie y del tobillo y en los de los demás músculos posturales antigravitatorios. Al apoyarse el pie en el suelo se produce la reacción de apoyo positiva. Además los músculos cuádriceps, los de los canales paravertebrales y de la nuca, por estiramientos producidos en ellos, con producción del reflejo miotático, contribuyen a  fijar las articulaciones respectivas, colaborando en el mantenimiento de la postura. Todas estas reacciones estáticas de sostén se hallan presentes en el hombre y en el animal intacto. 
La reacción de apoyo negativa se manifiesta al levantar el pie del contacto con el suelo, al suprimirse de esta forma los estímulos extero y propioceptivos que producen la reacción de apoyo positiva se relajan los músculos liberando las articulaciones para que el miembro pueda adoptar las posiciones más adecuadas para ejecutar cualquier movimiento. El reflejo de extensión cruzada es una reacción segmentaria en la que estímulos provenientes de un miembro alteran el estado del miembro opuesto. Al flexionar una pata se contraen los extensores de la pata opuesta, con lo que el animal está en mejores condiciones para soportar su propio peso y mantener su postura fundamental.

2.  Reacciones de adaptación postural

Un animal que mantiene su postura fundamental puede, en un momento determinado tener necesidad de modificarla, sin alterarla  básicamente, para adecuarla a la necesidad de una situación determinada. Las reacciones de adaptación postural, llamadas también estáticas generales se producen por la acción de los músculos del cuello y de los órganos laberínticos, sobre los músculos del tronco y de las extremidades. Son reacciones de tipo intersegmentario y suprasegmentario. Las primeras o intersegmentarias, corresponden a la acción de los músculos del cuello (con su centro motor en la médula cervical) sobre los músculos del tronco y de las extremidades, que tienen sus neuronas motoras en la médula dorso-lumbar; la acción intersegmentaria se efectúa por medio de los fascículos espinoespinales o propios de la médula espinal, con intervención de neuronas de asociación intersegmentaria. Las segundas o suprasegmentarias corresponden a la acción de los núcleos vestibulares, estimulados por los receptores laberínticos estáticos,  y a través de los fascículos vestíbuloespinales actúan sobre los músculos del cuello.
En resumen, las reacciones de adaptación postural no modifican fundamentalmente la postura, sino que como su nombre lo indica producen en ellas las modificaciones necesarias para producir su adaptación a un fin determinado.

3.  Reacciones de enderezamiento

Las reacciones de enderezamiento entran en juego para recuperar la postura fundamental cuando esta ha sido alterada por varias causas. En esta serie de reacciones tiene importancia prioritaria la posición de la cabeza en el espacio. La alteración de la posición de la cabeza estimula los receptores estáticos laberínticos, y la variación de la posición de la cabeza con respecto al cuerpo estimula los músculos cervicales. Las reacciones de enderezamiento tienen una secuencia determinada: la cabeza es la primera que tiende a colocarse en posición normal y luego siguen los movimientos que tienden a colocar el cuerpo en relación con la cabeza.
Las reacciones de enderezamiento son también intersegmentarias y suprasegmentarias. Las intersegmentarias corresponden a los reflejos de enderezamiento del cuello actuando sobre el tronco y a los reflejos del cuerpo que actúan sobre la cabeza y el cuerpo. Las suprasegmentarias corresponden a los reflejos de enderezamiento laberínticos y a los visuales, estos últimos con su centro en la corteza occipital. Las reacciones reflejas de enderezamiento tienden en suma a la recuperación de la postura normal.

4.  Reacciones de equilibración

Las reacciones de equilibración constituyen el último grupo que tiende a mantener la postura normal. 
Estas reacciones son de dos tipos: propioceptivas musculares, originándose en receptores propioceptivos musculares de las extremidades, y propioceptivas laberínticas, que se originan en las crestas de los conductos semicirculares. Las reacciones que tienen su origen en los receptores laberínticos son suprasegmentarias y las que se originan en los receptores musculares son intersegmentarias. Estos dos tipos de reacciones son fásicas, produciéndose las primeras a partir del
cuerpo en reposo y las segundas a partir del cuerpo en movimiento. Las reacciones compensadoras de equilibración tienden a mantener el centro de gravedad del cuerpo dentro del plano de sustentación y a asegurar la postura fundamental cuando se desplaza el centro de gravedad.  

Autor: Prof. V. S. Spátola