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El efecto de un programa de fortalecimiento de la cadera en la mecánica durante la carrera y durante una sentadilla con una sola pierna

Willy, Richard W., and Irene S. Davis. “The effect of a hip-strengthening program on mechanics during running and during a single-leg squat.” Journal of orthopaedic & sports physical therapy 41.9 (2011): 625-632.

https://doi.org/10.2519/jospt.2011.3470

La mecánica anormal de cadera y rodilla se ha asociado con una serie de lesiones relacionadas con la carrera. Estas lesiones incluyen fracturas de estrés tibial, síndrome de la banda iliotibial y síndrome de dolor patelofemoral (PFPS). En particular, el PFPS se ha relacionado con una aducción excesiva de la cadera, rotación interna de la cadera, caída pélvica contralateral, y rotación externa de la rodilla durante la carrera. Estos movimientos excesivos también se han identificado durante una sentadilla con una sola pierna, aterrizajes de salto con una sola pierna, y maniobras descendentes en mujeres con PFPS. Se cree que este patrón de movimiento aumenta la carga del plano frontal de la rodilla y el ángulo dinámico del cuádriceps, lo que resulta en un seguimiento lateral de la rótula y una carga anormal de la articulación patelofemoral.

Varios estudios sugieren que las mujeres con PFPS demuestran debilidad de la musculatura que controla la aducción de cadera, la rotación interna de la cadera, la caída pélvica contralateral y la rotación externa de la rodilla. Por lo tanto, se recomienda el fortalecimiento de la cadera para mejorar la mecánica de cadera, con la intención de reducir la incidencia o los síntomas relacionados con PFPS. Aunque se ha demostrado que estos programas mejoran la fuerza y reducen o pueden prevenir los síntomas, no está claro si fortalecer la cadera realmente mejora las mecánicas anormales de cadera y rodilla durante actividades funcionales como correr y ponerse en cuclillas.

Snyder y col. han publicado el único estudio para examinar los efectos del fortalecimiento de los abductores de cadera y los rotadores externos en la mecánica normal de cadera y rodilla durante la carrera en mujeres sanas y activas. Con la excepción de un pequeño aumento en la excursión de aducción de cadera, los autores no observaron cambios en la cinemática de cadera y rodilla. Sin embargo, su estudio no se centró en individuos con mecánica anormal, lo que limitó su capacidad para examinar los posibles cambios en la mecánica.

Hasta la fecha, solo 2 estudios han examinado los efectos del fortalecimiento de la cadera en individuos con mecánica anormal de las extremidades inferiores. Mascal y col. informaron sobre un estudio de caso que involucró a una mujer con dolor anterior de rodilla, que demostró una aducción excesiva de cadera, rotación interna y caída pélvica contralateral durante una maniobra descendente. De manera similar, Tonley y col. describieron un estudio de caso que involucró a un hombre con dolor piriforme y posterior en el muslo, que también demostró una mecánica anormal de disminución, similar a la descrita por Mascal y col. En ambos casos, estas mecánicas anormales se redujeron significativamente después de programa de fortalecimiento de 16 y de 12 semanas, respectivamente.

Sin embargo, ambos programas también incluyeron el entrenamiento neuromuscular de la mecánica adecuada durante todos los ejercicios de postura con una sola pierna y ejercicios de reducción, y ambos autores reconocieron que esta reeducación neuromuscular adicional podría haber influido en los patrones de movimiento de los participantes. También es posible que se vean cambios mayores en aquellos con mecánica anormal. Estos informes de casos, junto con el estudio de Snyder y col. sugieren que se justifica un examen más detallado del efecto del fortalecimiento en la mecánica.

Por lo tanto, el propósito de este estudio fue examinar el efecto de un programa de fortalecimiento de la cadera que incluía entrenamiento de movimiento para la sentadilla con una sola pierna en la mecánica de la cadera y la rodilla durante la carrera y en cuclillas en mujeres que exhibían una mecánica anormal durante la carrera. Se planteó la hipótesis de que la aducción máxima de la cadera, la rotación interna de la cadera, la caída pélvica contralateral y la rotación externa de la rodilla se reducirían durante las sentadillas con una sola pierna debido a la reeducación neuromuscular específica de esa actividad. Sin embargo, sin un entrenamiento neuromuscular específico para correr, no se esperaba que un programa de fortalecimiento de cadera altere la cinemática de cadera y rodilla durante la carrera. Debido a la falta de entrenamiento de fuerza o estímulos de educación de movimiento, no esperábamos cambios en la fuerza o en la cinemática de cadera y rodilla en el grupo de control.

MÉTODOS

Se requirió de 9 corredores por grupo para impulsar adecuadamente esta investigación. Para tener en cuenta una tasa de abandono del 10%, elegimos reclutar 10 corredores por grupo. Para ser incluidos, los corredores tenían que ser mujeres, entre las edades de 18 y 35 años, y correr al menos 10 km por semana. Además, todos los corredores debían abstenerse de cualquier entrenamiento de resistencia de las extremidades inferiores durante al menos 90 días antes de la inscripción en el estudio. Se requirió que cada participante atestiguara que estaba libre de cualquier afección musculoesquelética o cirugía que afectara su mecánica de carrera o sentadillas.

Evaluación de referencia

Todos los participantes potenciales se sometieron a una evaluación inicial para determinar si cumplían con los criterios de inclusión de la mecánica anormal de la cadera durante la carrera. Treinta y cinco marcadores retrorreflectantes (Vicon Motion Systems, Oxford, Reino Unido) se unieron a las extremidades inferiores para analizar la cinemática de carrera. La ubicación del marcador anatómico se registró mediante un marcador dispositivo de colocación como se muestra en la FIGURA 1. Se ha demostrado que este dispositivo aumenta la fiabilidad diaria de los datos cinemáticos.

Fig. 1

Los corredores usaban zapatillas de deporte neutrales estandarizadas (Nike Pegasus). Después de un calentamiento de 5 minutos, se recogieron 5 zancadas consecutivas mientras los participantes corrían 3,35 m / s (8 min / milla) en una cinta de correr instrumentada. La fase de apoyo se determinó estableciendo un umbral de 50 N de fuerza de reacción vertical en el suelo.

Los centros de las articulaciones de la cadera se calcularon utilizando un algoritmo funcional de cadera. Finalmente, se recopilaron datos de sentadilla de una sola pierna. Durante la sentadilla con una sola pierna, se les pidió a los participantes que mantuvieran una postura de una sola pierna mientras mantenían las extremidades superiores en posición horizontal para ayudar con el equilibrio. En esta posición, se pusieron en cuclillas a aproximadamente 60° de flexión de la rodilla, manteniendo un ritmo de 1 Hz para las fases descendente y ascendente. Los datos fueron recolectados ya que los participantes realizaron 5 sentadillas consecutivas.

Las variables cinemáticas de interés fueron HADD pico, rotación interna máxima de cadera (HIR), caída pélvica contralateral máxima (CPD) y rotación externa máxima de rodilla (KER). Para la sentadilla con una sola pierna, las variables cinemáticas se analizaron a 45° de flexión de la rodilla, ya que esto correspondía con el ángulo aproximado de flexión máxima de la rodilla durante la carrera en este grupo.

La mecánica anormal de la cadera se definió operacionalmente como un HADD máximo de 20° durante la carrera, un valor que representaba 1 desviación estándar por encima de la media de una base de datos normativa de género mixto de corredores saludables. El criterio HADD pico excesivo durante la carrera se eligió como criterio de inclusión cinemática, ya que comúnmente se ha asociado con varias lesiones en las extremidades inferiores al correr. Todos los corredores con HADD pico de 20° o más durante la carrera (obtenido de datos de referencia) fueron invitados a participar en el estudio. Cuando el pico HADD era igual o mayor que 20° para ambas extremidades inferiores, se utilizó el lado con el pico máximo HADD. Todos los corredores calificados fueron asignados a un grupo de entrenamiento (TR) o de control (CON). La asignación grupal fue aleatorizada en bloque para asegurar la correspondencia por edad y distancia de carrera semanal. Los corredores fueron cegados a los criterios de calificación cinemática para el grado de su inscripción en el estudio. Esto se hizo para eliminar cualquier posible cambio consciente en la marcha de los participantes. Sin embargo, los investigadores no estaban cegados a la asignación de grupo.

Procedimientos de dinamometría de cadera

Durante la siguiente visita, la abducción isométrica máxima de cadera (HABDS) y la fuerza de rotación externa (HERS) se midieron a través de un dinamómetro de mano, utilizando los métodos de anteriores estudios. La HABDS se midió en lateralidad, mientras que la HERS se midió en decúbito prono con la cadera en neutral. Esta posición se usó sobre una posición sentada (cadera flexionada), para colocar la cadera en una posición similar a la de correr. El dinamómetro se colocó a 5 cm de la línea lateral de la articulación de la rodilla para todas las mediciones de HABDS. Del mismo modo, el dinamómetro se colocó 5 cm proximal al maléolo medial para todas las mediciones de HERS. El dinamómetro se estabilizó contra los participantes con correas para eliminar el efecto potencial de la fuerza del examinador. Los valores de fuerza se normalizaron con el peso corporal y la longitud del brazo de palanca (porcentaje de peso corporal [BW] × m). El mayor valor de los 3 ensayos de esfuerzo máximo se utilizó para el análisis. La fiabilidad intratrater (ICC3,1) para las medidas HABDS y HERS fue de 0,96 y 0,91, respectivamente.

Programa de fortalecimiento

Los corredores en el grupo TR completaron un protocolo de educación de movimiento y fortalecimiento de cadera de 6 semanas, 3 veces por semana dirigido a los abductores de cadera y rotadores externos. Se eligió una intervención de 6 semanas, para ser coherente con los estudios clínicos que abordan PFPS; además, el 80% de los cambios de fuerza observados dentro de este intervalo se han atribuido a factores musculares, como la hipertrofia muscular. En los programas que duran 4 semanas o menos, se ha demostrado que las ganancias de fuerza se deben principalmente a cambios en el control neuromuscular. Las sesiones se realizaron en días no consecutivos para permitir una recuperación adecuada. Los ejercicios se realizaban semanalmente, bajo la supervisión de un fisioterapeuta ortopédico certificado. Los ejercicios se realizaron en 2 series de 10 repeticiones. Los tiempos de retención isométricos, los niveles de resistencia y la cantidad de resistencia externa se diseñaron para causar fatiga significativa al final del segundo conjunto. Se ha sugerido que este nivel de estímulo causa un aumento en la fuerza muscular cuando se aplica 3 veces por semana durante al menos 6 semanas. Cada semana, los participantes recibieron 2 ejercicios (TABLA 1), que completaron con ambas extremidades inferiores. Durante las primeras 2 semanas, los ejercicios se realizaron en una posición sin carga de peso (FIGURA 2). Se enfatizó la contratación de la musculatura del abductor de la cadera y del rotador externo de la cadera, lo que fue confirmado por palpación por el fisioterapeuta.

Tabla 1
Fig. 2

Durante las últimas 4 semanas, los ejercicios progresaron a posiciones de soporte de peso (FIGURA 3). Los niveles de resistencia para los ejercicios realizados con bandas de resistencia se eligieron de tal manera que los participantes no pudieron completar el rango completo de movimiento al final del segundo set. Durante todos los ejercicios con pesas, se enfatizó la alineación adecuada de las extremidades inferiores. Estas instrucciones incluían mantener el centro de la rótula en línea con la espina ilíaca superior anterior proximalmente y con el segundo dedo del pie distalmente. Los participantes también recibieron instrucciones de mantener su rótula apuntando hacia adelante para controlar la rotación interna de la cadera. Los participantes recibieron comentarios visuales de un espejo y comentarios verbales sobre la alineación de un fisioterapeuta. Durante las últimas 3 semanas, se agregaron ejercicios de sentadilla con una sola pierna (FIGURA 3). La dificultad de las sentadillas aumentó en la semana 5 al disminuir el soporte externo (FIGURA 3B). Para la última semana, se agregó una banda de resistencia, que requiere que los participantes resistan una fuerza de aducción externa de la cadera (FIGURA 3C).

Fig. 3

Los corredores del grupo CON no recibieron ninguna forma de intervención durante el período de 6 semanas. Se requirió que todos los participantes, independientemente de la asignación del grupo, mantuvieran su distancia de carrera semanal (+/- 10%) durante la duración de su participación en el estudio. La distancia de carrera semanal se registró a través de un registro.

Seguimiento de la recopilación de datos

Después de las 6 semanas de duración del estudio, todos los corredores regresaron para una sesión de seguimiento de análisis de fuerza y ​​movimiento.

RESULTADOS

Se evaluaron un total de 43 corredoras para obtener los 20 corredores que cumplieron con el criterio de pico excesivo HADD de 20°. Las pruebas t independientes no revelaron diferencias entre los grupos TR y CON por edad, distancia de carrera semanal e índice de masa corporal (IMC) al inicio del estudio (TABLA 2).

Tabla 2

La evaluación de los efectos simples indicó que el grupo TR mejoró en sus HABDS y HERS al un  SD promedio de 3.0%  1.5% (BW × m) y 0.8%  0.4% (BW × m), respectivamente, mientras que la fuerza del grupo CON se mantuvo sin cambios (TABLA 3).

Tabla 3

Los análisis post hoc revelaron que estos aumentos fueron significativos y se asociaron con grandes tamaños de efectos para aquellos en el grupo TR. Todos los datos de ejecución se distribuyeron normalmente, con la excepción del pico HADD para el grupo CON (prueba de Kolmogorov-Smirnov, D10 = 0.266; P <.05). El análisis de los datos de ejecución no pudo revelar una interacción para ninguno de los valores máximos de las variables cinemáticas de interés. Además, no se detectaron efectos principales entre los grupos para el pico HADD, HIR o CPD. Debido a la falta de interacción, no se examinaron los efectos simples (TABLA 4). Hubo un efecto principal significativo para el pico de KER entre los grupos (F = 7.070, P = .026), lo que indica una diferencia entre los grupos. Sin embargo, no se detectó ningún efecto principal significativo para el KER máximo a lo largo del tiempo (F = 0.113, P = .744), lo que sugiere que no hubo un efecto de intervención general.

Todos los datos de sentadilla de una sola pierna se distribuyeron normalmente, con la excepción del CPD máximo para el grupo TR (prueba de Kolmogorov-Smirnov, D10 = 0.289; P <.05). Hubo una interacción significativa para el pico HADD (F = 5.565, P = .043), así como para el pico HIR (F = 5.931, P = .038) y CPD (F = 5.082, P = .05) (TABLA 4 ) El análisis post hoc reveló reducciones significativas para las 3 variables para el grupo TR desde el entrenamiento previo al entrenamiento posterior. Las reducciones pico de HADD, HIR y CPD durante la sentadilla con una sola pierna se asociaron con grandes tamaños de efecto. Sin embargo, no se detectaron cambios significativos para el grupo CON. El análisis del pico KER no pudo demostrar una interacción significativa (F = 4.859, P = .055).

DISCUSIÓN

Este estudio buscó determinar el efecto de un programa de entrenamiento de fortalecimiento y movimiento de cadera que se centró en los abductores de cadera y los rotadores externos de cadera en la mecánica de carrera y sentadillas con una sola pierna en corredoras que exhibían mecánica anormal de cadera al correr. El entrenamiento del movimiento fue específico para la sentadilla con una sola pierna. Se observaron grandes ganancias en HABDS y HERS en el grupo TR. Si bien el programa de entrenamiento fue efectivo para alterar la mecánica de la cadera durante una sentadilla con una sola pierna, no se observaron cambios en la mecánica de la carrera. Por lo tanto, los resultados de este estudio confirmaron nuestras hipótesis. La intervención fue exitosa para aumentar la fuerza de la cadera en el grupo TR. Se ha demostrado que los ejercicios elegidos, que utilizaron peso corporal y bandas elásticas para la resistencia, invocan una alta actividad de los abductores de cadera y los rotadores externos. Después de haberse abstenido de realizar cualquier entrenamiento de fuerza en las extremidades durante al menos 90 días antes de ingresar al estudio, las grandes ganancias en fuerza no fueron sorprendentes. Los aumentos de fuerza observados en este estudio (media  DE para HABDS, 41.6%  21%; HERS, 40.0%  12.5%) fueron mayores que los señalados por Snyder y col. (HABDS, 13%; HERS, 19.6%). Sin embargo, estos autores se centraron en individuos sanos con mecánica de cadera normal. Además, sus sujetos no estaban obligados a abstenerse del entrenamiento de fuerza antes del estudio. Como resultado, podrían haber sido más fuertes al inicio, y su potencial para ganar fuerza podría haberse reducido. Por el contrario, Mascal y col. informaron un aumento de la fuerza mayor de 2 veces (HABDS, 50%; HERS, 317%) en comparación con nuestros hallazgos. Sin embargo, estos autores se centraron en un paciente con patología y aducción excesiva asociada de cadera y rotación interna de la cadera durante los movimientos funcionales. Además, el programa de fortalecimiento utilizado por Mascal y col. fue de 14 semanas. Estos factores podrían haber llevado a un mayor fortalecimiento en ese individuo.

A pesar de los aumentos en la fuerza de la cadera, no hubo reducciones significativas en el pico HADD, HIR y CPD durante la carrera. Este hallazgo está de acuerdo con los hallazgos de Snyder y col., así como con nuestra hipótesis. Con la excepción de KER pico, los 2 grupos no fueron estadísticamente diferentes al inicio o después del entrenamiento. Los corredores en este presente estudio tenían un buen potencial para cambios en la mecánica debido a su mecánica anormal de la cadera. Sin embargo, a pesar de los cambios relativamente grandes en la fuerza, la mecánica de carrera no se modificó significativamente. Esto sugiere que el fortalecimiento por sí solo puede no ser adecuado para alterar los patrones de movimiento anormales subyacentes que pueden estar asociados con la patología. Puede ser necesario un componente de reentrenamiento neuromuscular durante la carrera para alterar realmente la mecánica anormal de la carrera. De hecho, un estudio reciente de Noehren y col. mostró mejoras significativas en la mecánica de la cadera luego de una intervención neuromuscular solamente. En su estudio, las corredoras con PFPS y aducción excesiva de cadera se sometieron a un programa de reentrenamiento de la marcha de 8 sesiones. Los corredores recibieron retroalimentación cinemática en tiempo real sobre HADD mientras corrían en una cinta de correr instrumentada, y luego se les animó a que hicieran coincidir su curva HADD con una curva objetivo. Estos corredores tenían mecánicas similares a las del estudio actual. Sin embargo, los cambios en la mecánica de carrera reportados por Noehren y col. fueron grandes (reducción de HADD en 5.0 °, CPD en 3.0 ° y HIR en 3.0 °). Más importante aún, sus corredores experimentaron una resolución completa del dolor. Quizás lo más significativo es que estos cambios persistieron 1 mes después de la intervención. En contraste, el estudio actual no pudo demostrar ningún cambio en la mecánica de carrera después del fortalecimiento. Por lo tanto, las intervenciones neuromusculares que son específicas de la actividad pueden dar como resultado una mayor mejora de la mecánica aberrante que una intervención de solo fortalecimiento. Si bien no se observaron cambios en la mecánica de carrera, se observaron mejoras significativas en la alineación de las extremidades inferiores durante la sentadilla con una sola pierna. Según la hipótesis, el pico HADD, HIR y CPD durante la sentadilla con una sola pierna se redujeron. De hecho, la pelvis contralateral en realidad se volvió más elevada (0.8 ° -4.6 °) después de la intervención, de ahí el valor positivo. Las reducciones en los movimientos máximos de la cadera durante la sentadilla con una sola pierna fueron de magnitud similar a los de los casos reportados por Mascal y col. y Tonley y col. durante una maniobra de reducción. Si bien sus intervenciones incluyeron el fortalecimiento, un gran componente del programa incluyó entrenamiento neuromuscular específico para la postura de una sola pierna y maniobras de reducción. Como resultado, los autores reconocieron la influencia potencial del entrenamiento neuromuscular en sus resultados. Esto puede explicar la mejora en la mecánica observada en la sentadilla con una sola pierna del estudio actual, que también tenía un gran componente de las actividades de postura de una sola pierna. El entrenamiento neuromuscular específico para la sentadilla con una sola pierna consistió en retroalimentación espejo y verbal sobre la técnica.

Estos cambios en la mecánica de la sentadilla con una sola pierna pueden reflejar la adquisición de una nueva habilidad de movimiento, en lugar de cambios en la fuerza muscular isométrica. De hecho, los cambios en la mecánica de la cadera durante la sentadilla con una sola pierna fueron de la misma magnitud que los reportados por Noehren y col. KER no se redujo significativamente durante la sentadilla con una sola pierna (P = .06). Sin embargo, la reducción fue el doble que la de correr y el tamaño del efecto fue mayor (0,61 frente a 0,45), lo que, nuevamente, puede estar relacionado con la especificidad del entrenamiento para la sentadilla con una sola pierna.

En futuros estudios, se deben examinar otras variables del rendimiento muscular. Por ejemplo, se ha demostrado que la resistencia muscular de la musculatura de la cadera es un predictor significativo de la mecánica de la cadera durante la carrera en mujeres con PFPS. Además, mientras que las pruebas de fuerza isométrica se utilizaron en el estudio actual, las pruebas isocinéticas pueden tener una mayor validez para la dinámica movimientos como correr. Se necesita más estudio para mejorar la resistencia muscular, quizás evaluado con pruebas isocinéticas, sobre la mecánica anormal de la cadera durante la carrera. Las investigaciones futuras también deberían incluir una comparación de intervenciones solo neuromusculares versus intervenciones solo de fortalecimiento. Esto podría ayudar a aclarar aún más el mecanismo subyacente de los cambios en la mecánica de sentadilla de una sola pierna.

Con respecto a las limitaciones de este estudio, solo se evaluaron individuos sin dolor. Se debe tener cuidado al generalizar los resultados de este estudio a poblaciones sintomáticas. El efecto del fortalecimiento del abductor de la cadera y del rotador externo de la cadera sobre la mecánica de correr y ponerse en cuclillas en poblaciones sintomáticas debería ser un área de estudio futuro. Finalmente, el investigador que recopiló los datos cinemáticos y de fuerza no fue cegado, lo que podría haber introducido un sesgo en los datos.

CONCLUSIÓN

Los datos presentados en este estudio sugieren que el fortalecimiento por sí solo puede ser insuficiente para alterar los patrones de movimiento anormales de las extremidades inferiores durante la carrera. A pesar de las grandes y significativas ganancias en la fuerza de los abductores de cadera y los rotadores externos de cadera, no se observaron cambios en la mecánica anormal de la cadera durante la carrera. En contraste, se observaron reducciones en la abducción de cadera, rotación externa de cadera y caída pélvica contralateral durante la sentadilla con una sola pierna. Si bien estos cambios cinemáticos podrían deberse a las ganancias en la fuerza de la cadera, también podrían haber sido el resultado del entrenamiento neuromuscular específico de la sentadilla con una sola pierna.

PUNTOS CLAVE

  • RESULTADOS: El fortalecimiento de la cadera por sí solo puede no ser suficiente para cambiar la mecánica anormal de la cadera durante la carrera. El entrenamiento neuromuscular específico de la actividad puede ser necesario para alterar estos movimientos aberrantes.
  • IMPLICACIÓN: Los médicos deben incorporar el entrenamiento neuromuscular en los programas terapéuticos y de intervención si se desea la normalización de los patrones anormales de carrera.
  • PRECAUCIÓN: Estos resultados solo son directamente aplicables a corredoras sin dolor con mecánica anormal de la cadera.