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Efecto del entrenamiento de los músculos intrínsecos plantares sobre la morfología del arco longitudinal interno y la función dinámica

Mulligan, Edward P., and Patrick G. Cook. “Effect of plantar intrinsic muscle training on medial longitudinal arch morphology and dynamic function.” Manual therapy 18.5 (2013): 425-430.

https://doi.org/10.1016/j.math.2013.02.007

Se ha sugerido un programa de entrenamiento específico que enfatiza el reclutamiento neuromuscular de los músculos intrínsecos plantares del pie, conocido coloquialmente como entrenamiento de ejercicio de “pie corto” (SFE), como un medio para apoyar dinámicamente el arco longitudinal medial (MLA) durante las tareas funcionales. Se realizó un estudio repitiendo medidas antes y después de la intervención para determinar si un programa de entrenamiento de la musculatura intrínseca del pie de 4 semanas afecta la cantidad de la caída navicular (ND), aumenta el índice de altura del arco (AHI), mejora el rendimiento durante una maniobra de alcance funcional unilateral, o la evaluación cualitativa de la capacidad de mantener la posición del arco en la posición de una sola extremidad en una cohorte asintomática.

El papel de la fascia plantar, el ligamento calcaneonavicular, el tibial posterior y la congruencia de la arquitectura ósea de la articulación subtalar (STJ) en el soporte del arco longitudinal medial (MLA) está bien establecido. Lo que no se sabe tanto es sobre el papel de la musculatura intrínseca del pie en la estabilidad, la absorción de impactos y el valor de atenuación de fuerza de los músculos plantares más pequeños en la planta del pie. La pronación excesiva, representada por una pérdida de la altura del MLA, es un hallazgo común en muchas afecciones patológicas que involucran la extremidad inferior, como la fascitis plantar, el síndrome de dolor patelofemoral, la tendinopatía tibial posterior, la tendinopatía de Aquiles y el síndrome de sobreuso tibial posterior y anterior.

Hay sistemas pasivos y activos que sostienen al MLA. El sistema de soporte pasivo incluye la forma inherente del MLA y su soporte ligamentoso. El arco óseo consiste en el calcáneo, el astrágalo, el navicular (escafoides), la primera cuña y el primer metatarsiano. El sistema de soporte ligamentoso incluye la aponeurosis plantar, los ligamentos plantares largos y cortos y el ligamento calcaneonavicular. El hueso navicular sirve como la piedra angular para el MLA y juega un papel fundamental en la pronación y supinación de la STJ. Investigaciones anteriores han demostrado que un procedimiento de taping puede soportar pasivamente el MLA y reducir la cantidad de caída navicular (ND) durante una tarea funcional.

El sistema de soporte activo para el MLA incluye el tibial anterior y posterior, el peroneo lateral largo y los músculos intrínsecos plantares del pie. Si alguna de estas estructuras contráctiles falla, una pronación excesiva o prolongada puede provocar una lesión. Muchas actividades terapéuticas se centran en los músculos extrínsecos para estabilizar el MLA. Por el contrario, los ejercicios de pie corto apuntan al reclutamiento de la musculatura intrínseca plantar del pie; sin embargo, se han realizado pocos estudios sobre el efecto del entrenamiento motor intrínseco plantar del pie para controlar el MLA.

Estudios electromiográficos (EMG) realizados previamente han demostrado que la alteración o el deterioro de los músculos intrínsecos plantares del pie influyen en la altura del navicular y la forma del MLA. Un estudio de Fiolkowski y col. (2008), encontraron que un bloqueo del nervio tibial que anula la actividad muscular intrínseca causó una gran disminución en la actividad EMG del abductor hallucis que correspondió a un aumento significativo en la cantidad de caída navicular. En otro estudio, la fatiga inducida por el ejercicio de la musculatura intrínseca plantar se correlacionó con un aumento significativo de la cantidad de caída navicular.

El entrenamiento con el ejercicio de pie corto (SFE) es una actividad de ejercicio específica que se ha demostrado que es un medio eficaz para reclutar al abductor del dedo gordo y prevenir la disminución excesiva del MLA. El ejercicio tiene como objetivo activar los músculos intrínsecos plantares del pie debilitados o inhibidos intensificando y optimizando el contacto de la planta con el piso. Los músculos intrínsecos plantares se originan e insertan dentro del pie y funcionan para mejorar la alineación dinámica, controlar la posición del arco y estimular los propioceptores en la planta del pie para mejorar el equilibrio.

Clínicamente, el SFE (ejercicio de pie corto) enfatiza la flexión de la articulación metatarsofalángica e interfalángica proximal durante las actividades de equilibrio mientras minimiza la flexión interfalángica distal. Esta actividad ha sido recomendada como un medio para mejorar el control neuromuscular y la fuerza intrínseca del pie. El sujeto realiza el ejercicio utilizando los músculos intrínsecos del pie para atraer las cabezas metatarsianas hacia el talón. La intención de este ejercicio es “acortar el pie” sin curvar los dedos de los pies. Este movimiento debería causar una ligera elevación del arco sin comprometer los flexores largos del dedo del pie. La intensidad del ejercicio es de naturaleza submáxima y enfatiza la técnica adecuada y la adquisición de nuevas habilidades físicas. Se demostró que este tipo de entrenamiento desafía al abductor hallucis al 45% de una contracción isométrica voluntaria máxima en una posición sentada que aumentó al 73% cuando el músculo se activó en una posición de pie.

Los resultados de estos estudios parecen indicar que la musculatura intrínseca plantar puede tener un papel importante en el soporte del MLA. El propósito de esta investigación fue evaluar el impacto de un programa de entrenamiento de 4 semanas en la estabilidad activa del MLA y su capacidad de traducirse en control dinámico durante las tareas funcionales.

MÉTODOS

Se utilizó un diseño de pre-test-post-test para este estudio piloto. La variable independiente fue un programa de entrenamiento de los IFM de 4 semanas. Las variables dependientes fueron la ND, el cambio en el IAH, el rendimiento intrínseco de la musculatura del pie y el rendimiento en la prueba de equilibrio de excursión de estrella (SEBT) medida al inicio, a las 4 semanas y a las 8 semanas.

Una muestra de 21 sujetos (que representan 42 pies) voluntarios se utilizo para el estudio (3 hombres y 18 mujeres). La información demográfica sobre los sujetos de estudio se presenta en la Tabla 1.

Tabla 1 – Datos demográficos.

Los criterios de exclusión del estudio fueron cualquier signo de dolor en el pie, antecedentes de síndrome de dolor patelofemoral, fascitis plantar, disfunción tibial anterior o posterior, o evidencia de enfermedad sistémica o neurológica en los últimos seis meses que afectaría la función motora. Ninguno de los sujetos tenía experiencia personal previa con el método de entrenamiento intrínseco plantar especifico del pie utilizado en el estudio.

  • Procedimientos

Todos los sujetos se sentaron en una silla con las caderas y las rodillas flexionadas a 90 grados. El sujeto estabilizó su rodilla mientras el examinador palpaba la posición del astrágalo. La posición neutra de la articulación subtalar (STJN) se identificó a través de la palpación de la cabeza del talar medial y lateral mientras el sujeto prononaba y supinaba su STJ al elevar y colapsar su arco. La posición STJN se definió como congruencia talonavicular y se determinó manualmente por la posición en la que la profundidad de la cabeza del talar era palpable simétricamente en ambos lados. Una vez que se identificó la posición STJN, el examinador palpó la posición más anterior e inferior de la tuberosidad navicular y la marcó con un marcador lavable de punta fina. Se le pidió al sujeto que mantuviera esa posición mientras se medía la altura de la tuberosidad navicular con un calibrador digital (Fig. 1).

Fig. 1- Evaluación de la altura navicular en la articulación subtalar neutra con calibrador digital.

Antes de que el sujeto se pusiera de pie y mientras se mantenía la posición STJN, se tomaron medidas adicionales para calcular el IAH del sujeto. Usando una cinta métrica de tela, se midieron las longitudes total y truncada del pie en una posición sentada con aproximadamente el 10% del peso corporal sobre el pie. La longitud total del pie era la distancia desde el aspecto más posterior del calcáneo hasta la punta del dedo más largo. La longitud truncada era la distancia desde el aspecto más posterior del calcáneo hasta el centro de la primera cabeza metatarsiana. A continuación, se midió la altura del dorso del pie con un cuadrado de carpintero modificado con un brazo nivelador de burbujas (Fig. 2). La altura del pie del dorso se midió al 50% de la longitud total del pie.

Fig. 2 – Altura del pie dorsal medida al 50% de la longitud del pie con un cuadrado de carpintero modificado con un brazo nivelado de burbuja.

Después de medir ambos pies, se pidió a cada sujeto que se parara y asumiera una posición de postura relajada. No se intentó colocar la STJ en una posición neutral. El sujeto colocó aproximadamente el 90% del peso corporal en la extremidad evaluada y se le permitió estabilizar su equilibrio con una varilla de espiga en la mano opuesta y el contacto del dedo del pie al piso con la extremidad inferior opuesta. Se repitió el proceso de marcar y medir la posición de altura navicular con un calibrador digital como se describió anteriormente.

Luego de la evaluación de la posición navicular relajada, el examinador usó el cuadrado del carpintero modificado para repetir las mediciones para determinar el IAH. La diferencia entre las posiciones naviculares sentadas y de pie se definió como la ND. El AHI, una medida sin unidades, se calculó dividiendo la altura del pie del dorso por la longitud truncada del pie para formar una relación tanto en la posición sentada como de pie. Otra relación, el índice de rigidez del arco, representa la movilidad estructural del MLA. Esta relación se calcula dividiendo el IAH de pie por el IAH sentado. Los números más cercanos a 1.00 representan un MLA más rígido y rígido, mientras que el aumento de la flexibilidad del pie se correlaciona con números que se elevan muy por encima de 1.00. Las pruebas piloto en cuatro individuos (8 pies) en semanas consecutivas revelaron una confiabilidad intra evaluador de 0.84 para el IAH y de 0.88 para el ND (ICC2,1).

La capacidad del sujeto para controlar funcionalmente la posición navicular y utilizar su musculatura intrínseca del pie se evaluó mediante una Prueba de Musculatura Intrínseca del Pie (IFMT) descrita por Jam (2006). Antes de la evaluación, los sujetos fueron instruidos en el propósito de la prueba y permitieron ensayos de práctica para asegurar la comprensión de la tarea. El sujeto estaba de pie sobre una sola extremidad con su arco en una posición modelada con las cabezas metatarsianas en el suelo y los dedos extendidos y relajados. El sujeto recibió instrucciones de pensar que su pie terminaba en la punta de los pies para que no se doblaran los dedos de los pies ni se agarraran al piso durante la prueba de equilibrio. A los sujetos se les permitió tocar ligeramente la pared si fuera necesario para evitar una caída. La pierna debía permanecer lo más quieta posible sin rotar la tibia ni rodar el tobillo hacia adentro o hacia afuera durante el IFMT.

El objetivo de esta tarea funcional era mantener la forma del arco y la altura navicular sin reclutar músculos extrínsecos al pie. Una vez que se entendieron las instrucciones, el examinador colocó pasivamente el pie en una posición STJN y le pidió al sujeto que mantuviera esta posición mientras reclutaba activamente los músculos en el arco del pie. Una vez que se levantó la pierna opuesta del suelo, el examinador observó el rendimiento de la prueba durante 30 s. Al finalizar la prueba, el examinador calificó el rendimiento en una escala ordinal de 3 puntos utilizando los criterios enumerados en la Tabla 2 (Jam, 2006). La prueba piloto de esta prueba de rendimiento mostró un acuerdo del 70% entre los examinadores con un coeficiente Kappa de 0,55, lo que indica que la prueba tiene una fiabilidad moderada.

Tabla 2 – Criterios de calificación de rendimiento para IFMT.

La variable dependiente final utilizada para evaluar el efecto del entrenamiento de pie corto fue la SEBT. En esta tarea, se pidió a los sujetos que llegaran lo más lejos posible con el pie de apoyo sin peso en cinco direcciones diferentes relevantes para la extremidad de postura anterior, anteromedial, medial, posteromedial y posterior. Las cintas métricas de tela se fijaron al piso en cada una de las 5 direcciones para medir la distancia máxima alcanzada.

Durante la prueba, los sujetos tuvieron que mantener ambas manos en sus caderas durante todo el alcance y el regreso a la posición inicial mientras mantenían el equilibrio. Si el sujeto tocaba el suelo al llegar a la extremidad, debía repetir la prueba. Después de las pruebas de práctica, se utilizó un solo esfuerzo para determinar la distancia de alcance.

La evaluación previa a la línea de base de la confiabilidad intratest del SEBT del examinador mostró confiabilidad consistente con otros estudios Kinzey y Armstrong (1998), Hertel y col. (2000), Plisky y col. (2006) y Munro y Herrington (2010). Las pruebas piloto produjeron coeficientes de correlación intraclase de 0,87 para el alcance anterior, 0,88 para el alcance anteromedial, 0,76 para el alcance medial, 0,87 para el alcance posteromedial y 0,86 para el alcance posterior (ICC2,1).

  • Intervención

Todos los sujetos debían asistir a una sesión de entrenamiento de una hora antes de la evaluación de referencia. En esta sesión se explicó el diseño de la investigación, se proporcionó el cronograma de intervención y evaluación y se enseñó a los sujetos la técnica correcta para la realización y la progresión del SFE. Cada sujeto tenía que demostrar una técnica apropiada sin contribuciones musculares extrínsecas compensatorias antes de completar la sesión de entrenamiento.

Cada sujeto realizó una sesión no supervisada de entrenamiento sensoriomotor de pie corto durante hasta tres minutos cada día durante cuatro semanas en el hogar. Cada repetición se mantuvo durante cinco segundos y se repitió hasta por tres minutos (aproximadamente 30 repeticiones). La dificultad del ejercicio progresó cuando el sujeto sintió que podía realizar el ejercicio correctamente durante todo el período de ejercicio de tres minutos sin dolor muscular significativo al día siguiente. El entrenamiento comenzó en una posición sentada y progresó a una posición de postura doble, luego de una sola pierna. 20 de los 21 sujetos pudieron avanzar el programa de entrenamiento con ejercicios a una posición de postura unilateral durante las cuatro semanas de entrenamiento en un promedio de 19 días. Las variables que los sujetos utilizaron para ajustar la dificultad o la complejidad del ejercicio incluyeron alterar su estado de visión y la estabilidad de la superficie en la que se entrenaron.

El cumplimiento de la intervención se controló con un registro de ejercicio en el que los sujetos registraron la posición en la que ejercitaron, la necesidad de asistencia para el equilibrio, el estado visual (ojos abiertos o cerrados), la superficie de entrenamiento estable o inestable, y cualquier movimiento de la extremidad contralateral utilizado durante el mantenimiento de la posición de pie corto. Se pidió a los sujetos que mantuvieran sus niveles regulares de actividad y que no introdujeran nuevas rutinas de entrenamiento físico durante el estudio. La intervención de ejercicio solo evaluó las primeras cuatro semanas del estudio y se pidió a los sujetos que interrumpieran las sesiones de entrenamiento durante las siguientes cuatro semanas para evaluar cualquier efecto de arrastre del entrenamiento.

RESULTADOS

Los sujetos informaron un cumplimiento diario del ejercicio del 85% o un promedio de 5.9 sesiones de entrenamiento por semana. Al inicio del estudio, los sujetos tenían una ND media de 12.7 mm +/- 6.0 mm, que tuvo una disminución significativa a 10.9 +/- 5.5 mm de caída a las 4 semanas y 10.5 +/- 5.7 a las 8 semanas (Fig. 3).

Fig. 3 – Caída navicular media (mm) al inicio del estudio en comparación con las 4 y 8 semanas posteriores a la intervención de entrenamiento.

No hubo un cambio significativo entre los hallazgos de la ND a las 4 y 8 semanas después de que cesó el entrenamiento. El AHI y el IFMT también tuvieron un cambio significativo desde el inicio hasta las 4 y 8 semanas después de la intervención. Nuevamente, no hubo cambios en el IAH ni en el IFMT entre las semanas 4 y 8. Hubo una mejora significativa en la distancia de alcance a las 4 y 8 semanas desde el inicio en el SEBT para todas las direcciones con la excepción del alcance anterior. Con la excepción del alcance posteromedial, no hubo cambios significativos entre las semanas 4 y 8 para ninguna dirección de alcance en el SEBT (Tabla 3).

Tabla 3 – Cambio medio en la caída navicular, IAH, IFMT y SENT desde el inicio hasta el seguimiento de 4 y 8 semanas.

La Tabla 4 representa la frecuencia de los puntajes de calificación de rendimiento de IFMT al inicio y a las 4 y 8 semanas de seguimiento. 25 pies (59%) mejoraron su grado, 15 pies (36%) no cambiaron y 2 pies (5%) tuvieron puntajes más bajos en la reevaluación de 4 semanas.

Tabla 4 – Puntaje IFMT para todos los 42 pies al inicio del estudio, 4 semanas y 8 semanas de seguimiento.

DISCUSIÓN

Nuestros resultados iniciales respaldan que un programa de entrenamiento simple tiene un impacto en la ND, la morfología de la altura del arco, la función intrínseca del pie en posición estática y el equilibrio dinámico y las habilidades de alcance en una población asintomática. Estos hallazgos son similares a otros que han encontrado que las alteraciones en la actividad de IFM afectan el posicionamiento navicular (Fiolkowski y col., 2008; Campbell y col., 2008; Headlee y col., 2008). Estos resultados se correlacionan con estudios EMG anteriores que sugieren que la función IFM tiene un papel de apoyo en el mantenimiento del MLA. Estos músculos no solo evitan el aumento de el ND, sino que también tienen la capacidad de alterar el IAH con un régimen de ejercicio simple. El cambio significativo toma tan poco como cuatro semanas y el beneficio se mantiene al menos otras 4 semanas sin más entrenamiento. Este resultado es similar al impacto de un programa de entrenamiento de tres semanas reportado por Campbell y col. (2008). Se desconoce si este efecto dura más de ocho semanas.

Estos resultados contrastan con un ensayo controlado aleatorio reciente en el que se comparó el entrenamiento SFE con un curso de 4 semanas de entrenamiento con ejercicios de flexión de toalla (Lynn y col., 2012). En este estudio no hubo diferencias significativas después del entrenamiento entre los grupos de ejercicio con respecto a la altura navicular en postura relajada; sin embargo, el rango total de movimiento en el centro de presión de la extremidad no dominante durante una tarea de alcance dinámico fue menor para el grupo que se sometió a entrenamiento del SFE. La diferencia en la posición navicular puede atribuirse a los autores que usan una prueba modificada de caída navicular en la que la posición relajada de la altura del navicular se usó como una variable dependiente en lugar del cambio en la altura navicular de una posición neutral a una relajada como se usó en este estudio.

Es importante señalar que este estudio es una evaluación indirecta de la influencia del entrenamiento muscular intrínseco plantar del pie, ya que actualmente no existen estándares de oro para medir la fuerza muscular intrínseca aislada del pie. En cambio, hemos evaluado el efecto del entrenamiento muscular intrínseco plantar del pie en su capacidad de impactar la posición navicular e influir en las capacidades dinámicas durante las tareas con mayores demandas posturales.

La relevancia clínica de estos cambios aún no se ha establecido con la evaluación métrica de los valores mínimos de cambio detectable (MDC). Allen y Glasoe (2000) y Shrader y col. (2005) encontraron que el error estándar de medición (SEM) para la caída navicular está en el rango de 1-2 mm, que se calcula en un MDC de aproximadamente 6 mm. Este valor es sustancialmente menos de 2 cm de cambio que observamos entre el inicio y las 4 semanas. McPoil y col. (2009) informaron un SEM para medir la altura del arco dorsal que soporta peso en el rango de 10-20 mm, que representa aproximadamente el 1% de cambio en la relación AHI dada la longitud promedio del pie de los sujetos en este estudio.

A menudo se prescriben ejercicios para curvar los dedos de los pies (juntar la toalla, levantar bolitas) para fortalecer la fuerza intrínseca del pie; sin embargo, estas actividades de ejercicio tienden a reclutar los flexores largos del dedo (flexor largo del dedo gordo y flexor largo de los dedos) en lugar de los músculos intrínsecos del pie. Por el contrario, el entrenamiento SFE se dirige a los músculos intrínsecos plantares del pie. Estos músculos intrínsecos pueden tener un papel funcional similar al de los estabilizadores del core profundo de la columna vertebral. Trabajan a niveles segmentarios para estabilizar el MLA y tienen un papel neuromuscular importante en el ajuste fino de la posición del arco durante las actividades funcionales que soportan peso. Estos hallazgos pueden ser valiosos para los médicos que atribuyen la pronación excesiva como un factor que contribuye a las lesiones de las extremidades inferiores.

Los sujetos en este estudio eran asintomáticos con un amplio rango de ND (0-21 mm) pero el análisis post hoc reveló un impacto significativamente mayor en la caída de la altura navicular en aquellos pies cuya ND basal fue mayor de 15 mm en comparación con aquellos con menos de 15 mm. Se eligió esta cantidad de ND ya que este valor es un estándar comúnmente aceptado como anormal o excesivo. El cambio medio general en ND para la población de estudio fue de aproximadamente 2 mm pero más cercano a 6 mm en los sujetos que tenían un ND basal de más de 15 mm. Por el contrario, los sujetos en el rango normal de una caída de 6-9 mm no vieron esencialmente ningún cambio en su ND después de 4 semanas de entrenamiento de pies cortos. Utilizando el estándar algo arbitrario, pero comúnmente aceptado de más de 10-15 mm ND, se podría especular que este entrenamiento puede tener un impacto más específico en sujetos con tendencias anormales de compensación de hiperpronación STJ. La investigación adicional en esta área puede beneficiarse al controlar esta variable potencialmente confusa al evaluar el impacto del entrenamiento muscular intrínseco plantar del pie en sujetos con diferentes puntajes en el índice de postura del pie.

Los resultados de este estudio también ofrecen evidencia preliminar que sugiere que el entrenamiento SFE en sujetos normales puede tener un impacto en las estrategias de reclutamiento muscular durante la postura unilateral y mejorar las habilidades de alcance de la extremidad contralateral en una dirección anteromedial, medial, posteromedial y posterior. Si bien los sujetos fueron educados para minimizar la actividad muscular extrínseca durante el entrenamiento físico, no es posible excluir el potencial de mejoras en el equilibrio dinámico que se atribuye a un mejor control de la articulación subtalar a través de una mayor conciencia y control de los músculos tibial posterior y peroneos.

Una limitación de este estudio es que evaluó la respuesta del entrenamiento de pies cortos en una muestra relativamente pequeña de pies emparejados en una población asintomática con características demográficas estrechas y habilidades algo homogéneas en sus tareas dinámicas y funcionales de movimiento. El estudio también supone que una ND excesiva y las alteraciones en el IAH son predictores compuestos precisos de la pronación compensatoria de STJ y los cambios en el MLA. Además, este estudio presume que las alteraciones en MLA pueden contribuir a la lesión de la extremidad inferior. Incluso si la fuerza intrínseca de la musculatura del pie plantar contribuye a la altura del MLA, no sabemos en qué medida esta variable afectaría un evento de movimiento multifactorial en una población sintomática. Sin embargo, la reversión de las deficiencias contráctiles intrínsecas plantares puede tener un papel importante en ausencia de otras discapacidades de mantenimiento del arco.

Otra fuente potencial de sesgo es que los sujetos fueron instruidos en los ejercicios de pies cortos inmediatamente antes de la evaluación inicial. Es posible que esta sesión de entrenamiento inicial haya activado la conciencia muscular latente e influido en las mediciones dinámicas de referencia del IFMT y SEBT.

CONCLUSIÓN

Un programa de entrenamiento de cuatro semanas que enfatice el reclutamiento de los músculos intrínsecos plantares puede tener valor para apoyar dinámicamente el MLA. El entrenamiento de IFM puede tener un papel coadyuvante en la prevención de ND excesiva, influir en el control dinámico durante las tareas funcionales, y tener un valor potencial como parte de un enfoque integral para abordar la mecánica de hiperpronación anormal en un subconjunto seleccionado de sujetos.