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El efecto del patrón de apoyo del pie sobre la carga del tendón de Aquiles durante la carrera

Almonroeder, Thomas, John D. Willson, and Thomas W. Kernozek. “The effect of foot strike pattern on Achilles tendon load during running.” Annals of Biomedical Engineering 41.8 (2013): 1758-1766.

https://doi.org/10.1007/s10439-013-0819-1

En este estudio se comparo los parámetros de carga del tendón de Aquiles durante la carrera descalza entre mujeres con diferentes patrones de apoyo de pie.

Se ha estimado que más de 35 millones de estadounidenses usan la carrera como modo de ejercicio.1 Desafortunadamente, se espera que hasta el 74% de los corredores experimenten una lesión musculoesquelética que provoque dolor o entrenamiento limitado cada año.7 El tendón de Aquiles, que funciona para transmitir fuerzas desde los músculos gastrocnemio y sóleo medial y lateral al calcáneo, 26 puede estar involucrado en el 10% de las lesiones relacionadas con la carrera.37 La lesión del tendón de Aquiles puede resultar de una carga submáxima repetitiva, creando desgarros microscópicos en las fibras de colágeno que experimentan altas fuerzas de tensión durante el funcionamiento.18,23 El material colagenoso, como el tendón, también puede ser propenso a lesiones en los tejidos blandos cuando las cargas se aplican repetidamente a una velocidad alta.6,27,41 Aunque la síntesis de colágeno en el tendón se inicia por cargas mecánicas, un descanso inadecuado entre las sesiones de carrera puede provocar una degradación del colágeno que supera la síntesis, dejando el tendón debilitado y vulnerable a lesiones. Esto puede ser especialmente cierto para las corredoras, ya que se ha observado que el estrógeno tiene un efecto inhibitorio sobre el colágeno y la síntesis de la matriz en respuesta a la carga24,43.

Los diferentes patrones de golpe del pie durante la carrera pueden afectar la fuerza del tendón de Aquiles, la velocidad de carga y el potencial de lesión del tendón de Aquiles. En los Estados Unidos, más del 70% de los corredores de élite15 y más del 85% de los corredores recreativos20 demuestran tradicionalmente un patrón de huelga en el retropié (RFS) donde el talón hace el primer contacto con el suelo. Las zapatillas con talón acolchado pueden promover el patrón de golpe RFS observado en estos corredores21, 31–33. Sin embargo, recientemente se ha observado un patrón RFS como el patrón de golpe predominante durante la carrera a velocidades de resistencia entre personas habitualmente descalzas, 16 lo que sugiere que El patrón de huelga del pie durante la carrera puede ser independiente del calzado.

Existe un interés generalizado en correr descalzo entre atletas recreativos y competitivos. Una encuesta reciente reveló que el 76% de los corredores están interesados ​​en correr descalzo y el 22% de los corredores ya han intentado correr descalzo.34 Este interés se basa en gran medida en la premisa de que correr descalzo resultará en una transición de un patrón RFS a Patrón RFS (NRFS) donde el mediopié o el antepié hacen el primer contacto con el suelo durante la carrera. Se cree que las consecuencias mecánicas del cambio de un patrón de RFS a NRFS minimizan algunos factores de riesgo asociados con las lesiones relacionadas con la carrera, como las lesiones por estrés tibial, la fascitis plantar, las fracturas por estrés tibial y el dolor patelofemoral.7

Hasta la fecha, existe evidencia limitada de que los corredores que utilizan un patrón NRFS tienen un riesgo menor de lesiones relacionadas con la carrera. Un estudio transversal reciente sugirió que las personas que corren descalzas o en calzado minimalista que informaron usar un patrón NRFS tenían significativamente menos probabilidades de reportar una lesión relacionada con la carrera.13 Además, se ha descubierto que los corredores que utilizan un patrón RFS tienen más de 2.5 veces más probabilidades informar una lesión por estrés repetitivo que los corredores con un patrón NRFS.7 Sin embargo, en este mismo estudio, las mujeres que informaron un patrón NRFS tenían cuatro veces más probabilidades de quejarse de tendinopatía de Aquiles que las mujeres con un patrón RFS. Esto sugiere que un patrón NRFS puede reducir los factores de riesgo de lesiones para algunos tejidos, pero puede aumentar la carga del tendón de Aquiles y la propensión general a la tendinopatía.

La fuerza del tendón de Aquiles durante la carrera se ha informado en relativamente pocos estudios. En la mayoría de esos estudios, la fuerza del tendón de Aquiles durante la carrera se ha estimado dividiendo los momentos netos de la articulación del tobillo estimados utilizando el enfoque de dinámica inversa por el brazo del momento del tendón de Aquiles.12,17,29,35 Según nuestro conocimiento, solo una comparación previa de Aquiles La fuerza del tendón se ha realizado entre corredores con diferentes patrones de golpe de pie utilizando estos métodos. Perl et al.29 informaron que correr descalzo con un patrón NRFS aumenta el impulso del tendón de Aquiles en un 24% para cada paso en comparación con correr con un patrón RFS. Sin embargo, una limitación principal del uso de los momentos netos de la articulación calculados usando dinámica inversa para estimar la fuerza de Aquiles es que este método no tiene en cuenta la cocontracción del tibial anterior observada durante la fase de carga mientras se ejecuta con un patrón RFS40. Por lo tanto, la magnitud de La fuerza del tendón de Aquiles puede haber sido subestimada durante la fase de carga de la carrera con un patrón RFS con este tipo de enfoque.

El software de modelado muscular de computadora de código abierto se ha desarrollado para proporcionar simulaciones dinámicas de movimientos que permiten al investigador estimar las fuerzas musculares durante la carrera a partir de datos experimentales comúnmente recolectados en un laboratorio de captura de movimiento.8
Este enfoque puede usarse para estimar mejor la fuerza generada por los músculos flexores plantares individuales y, por lo tanto, la fuerza transmitida al tendón de Aquiles durante la carrera. El propósito de este estudio fue comparar la fuerza del tendón de Aquiles durante la carrera con un patrón RFS y NRFS entre las personas que comienzan una transición a correr descalzo. Presumimos que la fuerza máxima del tendón de Aquiles y la tasa de carga serán más bajas entre las personas que corren descalzas con un patrón RFS que entre las que corren con un patrón NRFS. También planteamos la hipótesis de que el impulso del tendón de Aquiles por paso y el impulso total por milla serán más bajos entre los corredores descalzos con un patrón RFS.

MATERIALES Y MÉTODOS

Los procedimientos del estudio fueron aprobados por una Junta de Revisión Institucional y todos los participantes dieron su consentimiento informado antes de su participación. Como parte de un estudio más amplio sobre los efectos de acomodación de correr descalzo o con calzado minimalista, reclutamos a 19 corredoras sanas de tres universidades del área, de 18 a 35 años, que corrían al menos 10 millas por semana (Tabla 1). Los participantes que informaron alguna patología cardiovascular o cirugía a cualquiera de las extremidades inferiores en los últimos 12 meses fueron excluidos. También se excluyeron aquellos que informaron síntomas de las extremidades inferiores durante la carrera que interfirieron con su programa de entrenamiento deseado durante los últimos 2 años. Cada participante informó que tradicionalmente corrían para hacer ejercicio al aire libre usando calzado de tacón acolchado, pero que se sintieron atraídos por el estudio debido a su interés en entrenar descalzos o en calzado minimalista.

Tabla 1

Les pedimos a los participantes que corrieran descalzos usando su patrón de huelga de pies preferido, que se determinó durante una sesión de práctica en la que los participantes corrieron descalzos sobre varios tramos de una pista de concreto de 125 pies cubierta con baldosas de linóleo. Durante esta sesión de práctica, se informó a los participantes que muchas personas eligen aterrizar sobre el antepié mientras corren descalzos, pero que deben experimentar con su propio patrón de golpe y elegir el estilo de carrera que les resulte más cómodo. Se permitió a los participantes practicar correr descalzos todo el tiempo que quisieran antes de realizar más pruebas. El tiempo de práctica varió entre los participantes, pero ningún participante practicó más de 10 minutos antes de la recopilación de datos.

Después de la práctica de correr descalzo, preparamos a los participantes para las mediciones de análisis de movimiento en 3D. Se usaron marcadores reflectantes para rastrear los movimientos tridimensionales del tronco, la pelvis, los fémures bilaterales, las espigas y los pies de los participantes mientras corrían, con cada segmento modelado como un cuerpo rígido. Los marcadores anatómicos utilizados para establecer los sistemas de coordenadas segmentarias se colocaron sobre el acromión bilateral, las crestas ilíacas, los trocánter mayores, los cóndilos femorales medial y lateral, los maléolos medial y lateral y las cabezas metatarsianas primera y quinta. Los marcadores de seguimiento, que permanecieron en su lugar para todas las pruebas de carrera, se colocaron como un grupo de cuatro marcadores en el tronco, tres marcadores para la pelvis en cada espina ilíaca superior anterior y en el espacio intermedio L5-S1, un grupo de cuatro marcadores en el muslo lateral, un grupo de cuatro marcadores en el vástago posterior y tres marcadores en el calcáneo posterior. Después de una calibración permanente
prueba todos los marcadores anatómicos fueron eliminados para las pruebas de rendimiento en ejecución.

Todas las mecánicas de carrera se registraron mientras los participantes corrían a lo largo de una pista de 20 m cubierta con losetas de moqueta baja con fibra de vidrio y respaldo compuesto de termoplástico. La velocidad de carrera fue de entre 3.52 y 3.89 m / s como lo indica la velocidad de avance del marcador L5-S1 en el sistema de coordenadas del laboratorio al momento del contacto con la plataforma de fuerza. Después de al menos cinco ensayos de práctica a lo largo de la pista de laboratorio, se recogieron cinco ensayos para su posterior análisis. Durante cada prueba, los datos del marcador se recopilaron a 120 Hz utilizando ocho cámaras digitales Eagle (Motion Analysis Corporation, Santa Rosa, CA, EE. UU.) Colocadas alrededor de la pista. Las fuerzas de reacción en el suelo medidas con una plataforma de fuerza al ras de la superficie de la pista se registraron a 1200 Hz (Modelo 4080, Bertec Corporation, Columbus, OH). Las trayectorias de los marcadores y las señales analógicas de la plataforma de fuerza se filtraron digitalmente a 15 Hz utilizando un filtro recursivo Butterworth de cuarto orden de paso bajo.

Utilizamos OpenSim (software de código abierto desarrollado por Simtk.org) para estimar las fuerzas musculares de las extremidades inferiores durante la carrera entre los corredores que prefirieron correr descalzos con un patrón RFS y aquellos que no lo hicieron.8 Un segmento de ocho segmentos y 19 grados de libertad ( El modelo DOF) se desarrolló en base al modelo gait2392 utilizando el software OpenSim 2.3.2 (Simtk.org). La cabeza y el tronco se modelaron como un solo segmento con tres DOF ​​rotacionales en relación con la pelvis. El segmento de la pelvis tenía seis DOF ​​y podía rotar y trasladar en las tres dimensiones con respecto al suelo. La articulación de la cadera se modeló como una bola en una articulación con tres DOF ​​rotacionales. La articulación de la rodilla se modeló como una articulación de bisagra DOF única donde cualquier traslación tibio-femoral y rotaciones no sagitales se restringieron en función de la flexión de la rodilla. La articulación del tobillo se modeló como una sola articulación de bisagra del plano sagital DOF con las articulaciones subtalar y metatarsal-falangeas bloqueadas en una posición neutral que no permite ningún movimiento. Las características de inercia de los segmentos utilizados en el modelo se basaron en la masa corporal total de los sujetos y las longitudes de los segmentos.

Noventa y dos actuadores musculotendónicos separados representaban las unidades músculo-tendón en el modelo. Ochenta y seis actuadores representaban las unidades músculo-tendón de las extremidades inferiores y seis representaban el tronco. Las propiedades fisiológicas de los actuadores músculo-tendón se basaron en un modelo tipo Hill donde las relaciones de fuerza-longitud-velocidad para la unidad músculo-tendón se basaron en Zajac.44 Estas propiedades musculares se escalaron para cada individuo según el pico isométrico. fuerza muscular, longitud óptima de la fibra muscular, ángulo de penetración y longitud de holgura del tendón según Delp et al.9.

Otros parámetros musculares, como los puntos de inserción muscular y los puntos de envoltura, fueron determinados por Delp et al.9 Usamos cinemática inversa calculada por el software Visual 3D (C-Motion Inc, Rockville, MD) y las fuerzas de reacción del suelo como entradas en el algoritmo de reducción residual de OpenSim (RRA) ) Este algoritmo calcula los momentos articulares necesarios para seguir el movimiento experimental lo más cerca posible alterando el centro de masa del torso del modelo específico del sujeto para corregir movimientos excesivos izquierda-derecha o anterior-posterior. La pelvis en nuestro modelo se representaba como una unión de seis DOF ​​en relación con el suelo y, por lo tanto, tenía su propio actuador de torque, llamado actuador residual. Tres actuadores residuales representaban el DOF traslacional entre la pelvis y el suelo, y se conocen como fuerzas residuales (Fx, Fy, Fz). Los otros tres actuadores residuales representan DOF rotacional y se denominan pares residuales (Mx, My, Mz). Como el modelo no tiene brazos, se crean inconsistencias dinámicas que llevan a las fuerzas y momentos medidos a desviarse de la Segunda Ley de Newton (RF = ma). Por lo tanto, los seis residuos de los modelos esencialmente agregan una nueva variable a la ecuación de Newton (RF + FResidual = ma). Después de que se realizó el algoritmo RRA en los datos experimentales, el error de raíz cuadrática media (RMS) entre las rotaciones y traslaciones pélvicas calculadas experimentales y RRA, flexión de cadera derecha e izquierda, aducción de cadera, rotación de cadera, ángulo de rodilla, ángulo de tobillo, lumbar la extensión, la flexión lumbar y la rotación lumbar se calcularon para garantizar que todos los errores de RMS cayeran por debajo de 1 (o 10 mm para las traducciones pélvicas).

Después del algoritmo RRA, utilizamos el algoritmo de control muscular computarizado (CMC) para estimar un conjunto de patrones de excitación muscular moviendo el modelo para que coincida con la cinemática deseada.39 Este algoritmo utiliza una técnica de optimización estática para estimar las excitaciones musculares en cada paso de tiempo. el modelo para que coincida con los momentos netos conjuntos. Debido al número infinito de patrones de excitación muscular que podrían generar la cinemática deseada, el modelo se optimizó para minimizar la suma ponderada de las activaciones de músculo cuadrado.38 El modelo avanzó un solo paso de tiempo y los resultados se compararon con la cinemática original. El procesamiento CMC se repitió hasta que se cumplió la tolerancia de la convergencia del optimizador para nuestro ángulo de segmento del modelo y la salida de velocidad angular con la cinemática deseada del procesamiento RRA.3,39 Se utilizó un criterio de convergencia del optimizador de 0.1.

Después del procesamiento del CMC, calculamos la fuerza máxima del tendón de Aquiles, la tasa de carga promedio de Aquiles y el impulso de Aquiles durante la fase de postura a partir de los datos de la serie temporal del CMC de cada prueba en ejecución utilizando un software personalizado (LabView 8.6, National Instruments, Austin, TX). La fase de postura se definió como el período de tiempo en que la fuerza de reacción vertical del suelo era mayor de 25 Newtons. La fuerza del tendón de Aquiles se calculó sumando las fuerzas estimadas del actuador que representan los músculos gastrocnemio medial, gastrocnemio lateral y sóleo. Este valor se normalizó al peso corporal (BW) de cada participante. La tasa de carga máxima de Aquiles instantánea y promedio también se calculó como el cambio máximo en la fuerza del tendón entre muestras secuenciales de datos y el cambio en la fuerza del tendón desde el contacto inicial a la fuerza máxima dividido por el tiempo hasta la fuerza máxima.
 espectivamente
Para facilitar la comparación de nuestras estimaciones basadas en simulación con estudios previos que utilizan momentos netos de la articulación para estimar la fuerza del tendón de Aquiles durante la carrera, también calculamos la fuerza máxima del tendón de Aquiles utilizando métodos descritos por autores anteriores. Específicamente, dividimos el momento neto del plano sagital del tobillo calculado usando la dinámica inversa durante las pruebas de carrera por un brazo estimado del momento del tendón de Aquiles de 0.05 m.19,35

Cambiar el patrón de huelga del pie durante la carrera también puede afectar la longitud del paso del corredor, lo que afectaría el número de pasos utilizados para completar la distancia de una milla. Esto también puede influir en el impulso total del tendón de Aquiles por milla durante la carrera. Por lo tanto, también estimamos el impulso total del tendón de Aquiles por milla corriendo multiplicando el impulso del tendón de Aquiles estimado durante una sola fase de postura por el número de pasos necesarios para correr una milla. La longitud del paso se usó para calcular el número de pasos necesarios para correr una milla y se determinó tomando la diferencia en la ubicación del marcador distal del talón durante cada prueba de carrera entre las piernas derecha e izquierda en el contacto inicial durante las pruebas de rendimiento de laboratorio.

Comparamos variables dependientes de interés entre grupos de participantes que prefirieron un patrón de RFS mientras corrían descalzos y aquellos que no lo hicieron (NRFS) usando pruebas U no paramétricas de Mann-Whitney con un conjunto de 0.05 (SPSS versión 20, SPSS Inc., Chicago, IL ) Los tamaños del efecto (diferencia en las medias grupales en relación con la desviación estándar agrupada) también se calcularon para cuantificar la magnitud de los efectos observados entre los patrones de huelga de los corredores. Clasificamos a los participantes por su patrón de huelga de pies preferido durante las pruebas de carrera en función de la orientación de los tres marcadores calcáreos utilizados para seguir el segmento del pie en relación con la horizontal en el sistema de coordenadas del laboratorio en el contacto inicial con la placa de fuerza. Los ángulos de pie positivos mayores de 5 se consideraron ensayos de carrera RFS. Los ángulos de pie negativos inferiores a 25 se consideraron ensayos de carrera NRFS. Se ha encontrado que la referencia del segmento del pie al sistema de coordenadas del laboratorio es un método preciso para clasificar el patrón de huelga del pie durante la carrera.2 Sin embargo, para las pruebas con ángulos del pie dentro de 5 horizontales en el contacto inicial, también determinamos la ubicación del centro de presión en relación con el origen del segmento del pie (calcáneo posterior) en el momento del contacto inicial con la plataforma de fuerza (índice de golpe del pie) .5 Si el índice de golpe indicaba que el centro de presión era posterior a un punto la mitad de la distancia desde el En el punto medio de las cabezas del primer y quinto metatarsianos hasta el origen del calcáneo posterior, el ensayo se consideró un patrón de RFS. Cada ensayo fue evaluado. No se excluyeron datos basados ​​en el patrón de huelga del pie.

RESULTADOS

Tras la aclimatación a correr descalzo durante las pruebas de práctica, 11 de los 19 participantes (58%) prefirieron un patrón de RFS mientras corrían descalzos. El conjunto de fuerzas musculares promedio para aquellos músculos que se insertan en el tendón de Aquiles para cada conjunto de corredores que exhibieron un patrón RFS y NRFS se muestra en las Figs. 1–4. Los músculos medianos gastrocnemio y sóleo produjeron la mayor magnitud de fuerza durante la postura para cada patrón de golpe de pie (aproximadamente 2.0 y 3.0 BW, respectivamente). La fuerza muscular tibial anterior estimada varió de 0.5 a 1.0 BW y fue mayor durante la primera mitad de la postura entre los participantes que prefirieron un patrón de RFS (Fig. 5). La fuerza máxima del tendón de Aquiles ocurrió antes en la fase de postura (p = 0.007, ES = 1.61) pero no fue mayor entre los participantes que corrieron con un patrón NRFS (p = 0.31, ES = 0.69) (Tabla 2). Corredores con un patrón NRFS generalmente experimentó una mayor tasa de carga promedio del tendón de Aquiles. Sin embargo, la diferencia entre los grupos (15%) no fue estadísticamente significativa (p = 0.06, ES = 0.93).

No se observaron diferencias espacio-temporales entre los participantes que optaron por correr descalzos con un patrón RFS o NRFS (Tabla 2). El tiempo de postura, la longitud del paso y el número estimado de pasos por milla fueron muy similares entre los grupos. Sin embargo, los corredores que prefirieron NRFS experimentaron un impulso de Aquiles un 11% mayor en cada paso (p = 0.05, ES = 1.07) y un mayor impulso del tendón de Aquiles por milla que se acercó a la significación estadística (p = 0.06, ES = 0.95). Este hallazgo sugiere que un corredor experimentará un impulso adicional del tendón de Aquiles de 47.7 BW por cada milla recorrida con un patrón NRFS (Tabla 3).

Tabla 2
Tabla 3

DISCUSIÓN

El propósito de este estudio fue comparar la fuerza estimada del tendón de Aquiles entre las personas que corren con un patrón RFS y NRFS al comienzo de su transición a correr descalzo. Nuestra hipótesis de que la fuerza máxima de Aquiles y la tasa de carga serían más bajas entre los corredores que usan un patrón RFS no fue estadísticamente compatible. Sin embargo, se observaron grandes tamaños de efectos y diferencias porcentuales entre los grupos RFS y NRFS. La magnitud de estos efectos sugiere que, en comparación con los corredores con un patrón NRFS, pueden existir grandes disminuciones clínicamente relevantes en la fuerza máxima y la tasa de carga promedio entre los corredores con un patrón RFS. También planteamos la hipótesis de que el impulso del tendón de Aquiles por paso y el impulso total por milla sería menor entre los corredores descalzos con un patrón RFS. El impulso del tendón de Aquiles por paso y el impulso por milla fueron ambos sustancialmente más bajos entre los corredores con un patrón RFS. Sin embargo, solo la disminución del impulso del tendón de Aquiles por paso fue estadísticamente diferente entre los grupos.

Las diferencias grandes pero estadísticamente insignificantes en la tasa de carga promedio del tendón de Aquiles y el impulso del tendón de Aquiles por milla sugieren que este estudio fue estadísticamente insuficiente para identificar efectos potencialmente significativos. Un cálculo de tamaño de muestra post hoc usando a = 0.05, b = 0.2, y la variabilidad promedio dentro del grupo de estas variables sugiere que serían necesarios 14 corredores por grupo para que las medias grupales reportadas aquí alcancen significación estadística.

Desafortunadamente, no fue factible reclutar a estos participantes. Por lo tanto, recomendamos que se realicen estudios futuros con un tamaño de muestra adecuado para validar de forma cruzada estos hallazgos. La novedad de los métodos utilizados en nuestro estudio merece una comparación con los resultados publicados anteriormente. En este estudio y en otros, la fuerza de Aquiles al correr se ha representado como una curva parabólica, comenzando en el contacto inicial y alcanzando su punto máximo poco después de la mitad de la postura.11,12,19,29,35 La fuerza máxima del tendón de Aquiles estimada en este estudio fue entre 6 y 7 BWs mientras se ejecuta a 3.7 m / s (± 5%), independientemente del patrón de golpe del pie. Basado en un software de modelado musculoesquelético personalizado y patentado (SIMM, Musculo-Graphics Inc., Santa Rosa, CA), Edwards informó valores promedio de fuerza máxima de Aquiles entre 7 y 8 BW mientras corría a 4.4 m / s para cuatro corredores con un patrón NRFS y seis corredores con un RFS
pattern.11 Sin embargo, esos datos se consideraron juntos y no se realizaron comparaciones entre corredores con diferentes patrones de strike. Las tendencias de la fuerza del tendón de Aquiles pico in vivo medidas con un transductor de hebilla en un solo sujeto masculino corriendo descalzo con un patrón RFS (5.2BWat 3.9 m / s) y NRFS (5.4BWat 3.8 m / s) también fueron similares a nuestros datos. La fuerza del tendón de Aquiles estimada usando el momento neto de la articulación del tobillo y los brazos estimados del momento del tendón de Aquiles se han reportado como 7.2 BW a 4 m / s, 6.3 BW a 5.1 m / sy 7.4 BW a 5.3 m / s para tres corredores con un patrón RFS .35 La variabilidad en la velocidad de carrera entre los estudios probablemente contribuye a las diferencias reportadas en las estimaciones de la fuerza del tendón de Aquiles previamente reportadas durante la carrera.

Una ventaja potencial de los métodos utilizados en este estudio para estimar la fuerza del tendón de Aquiles es que no se supone que la actividad muscular de dorsiflexión del tobillo sea cero durante la fase de postura de la carrera. Esta suposición es inherente al uso de los momentos netos de la articulación del tobillo derivados de la dinámica inversa para calcular la fuerza del tendón de Aquiles durante la carrera. Una consecuencia de esta suposición es el potencial de subestimar la fuerza muscular del tendón de Aquiles. Se determinó que la fuerza máxima del tendón de Aquiles era 5.9 (SD = 0.7) BW para corredores con un patrón NRFS y 5.0 (SD = 0.5) BW para corredores con un patrón RFS. Por lo tanto, nuestro enfoque de simulación da como resultado estimaciones de fuerza del tendón de Aquiles mayores que las calculadas usando dinámica inversa en un 10% para NRFS y un 18% para patrones de RFS. La mayor disparidad en las estimaciones de la fuerza del tendón de Aquiles entre estos dos métodos para corredores con un patrón RFS puede explicarse al menos parcialmente por una mayor actividad del músculo tibial anterior durante la fase de postura mientras se ejecuta con un patrón RFS en comparación con un patrón NRFS.36

Nuestros hallazgos pueden ser relevantes para la patogenia de la tendinopatía de Aquiles, una lesión común entre los corredores. Se cree que la etiología de la tendinopatía de Aquiles está asociada con la carga mecánica repetida del tendón. Las cargas repetitivas de los tendones, como las experimentadas durante la carrera a distancia, inician la síntesis de colágeno y matriz extracelular y la degradación del tejido.

Con suficiente descanso entre los períodos de carrera (36–72 h), existe un equilibrio neto positivo en la síntesis de colágeno y matriz extracelular que puede contribuir a los cambios hipertróficos observados en el tendón de Aquiles entre los corredores habituales.22 Sin embargo, con un descanso inadecuado entre las sesiones de carrera, La degradación del tejido supera la síntesis y se cree que el tendón está debilitado y es vulnerable a las lesiones.22 Nuestros resultados sugieren que los corredores habituales que se convierten a un patrón NRFS experimentarán un impulso adicional del tendón de Aquiles del 10% cada carrera de una milla, o un 47.7 BW adicional / milla. Este cambio en la carga de Aquiles durante la carrera puede acelerar la remodelación del colágeno y puede requerir un descanso adicional entre las sesiones de ejercicio para evitar una pérdida neta de colágeno y matriz extracelular que puede predisponer a la lesión del tendón. Como tal, los corredores que hacen una transición a un patrón NRFS pueden beneficiarse de un descanso adicional entre los períodos de carrera para permitir la remodelación del tejido. Este resultado también puede subrayar la importancia de una transición gradual a un patrón NRFS para las personas interesadas en correr descalzo.

Nuestra investigación fue sobre corredoras recreativas. Puede ser particularmente importante que las corredoras se conviertan gradualmente a un patrón NRFS o que permitan un tiempo adecuado para la recuperación entre series de carreras. Se ha hipotetizado que las mujeres tienen una respuesta atenuada del tendón adaptativo a la carga repetitiva.42 Esta respuesta atenuada puede estar asociada a mayores niveles de estrógenos entre las mujeres. Se ha observado que el estrógeno tiene un efecto inhibitorio sobre la síntesis de colágeno y matriz en respuesta a la carga.24,43 De hecho, se ha informado que las corredoras descalzas con un patrón NRFS experimentan una tendinopatía de Aquiles con una prevalencia cuatro veces mayor que las mujeres que prefieren correr con un patrón RFS.7 Esto parece consistente con la hipotética respuesta atenuada del tendón adaptativo a la carga y nuestro hallazgo de un mayor impulso del tendón de Aquiles entre las mujeres con un patrón NRFS en comparación con un patrón RFS.

Los defensores de la conversión a correr con un patrón NRFS atribuyen los beneficios de la técnica en gran medida a una reducción en la fuerza de reacción en el suelo vertical grande y rápida que ocurre típicamente cuando el talón primero
hace contacto con el suelo (transitorio de impacto) durante un patrón de RFS.5,21,28 Se ha descubierto que la magnitud de esta tasa de carga transitoria y vertical de impacto predice algunas lesiones relacionadas con la carrera, como fracturas por estrés tibial y fascitis plantar en corredoras. .25,30 Correr con un patrón NRFS puede disminuir la velocidad de carga de la fuerza de reacción del suelo vertical.10 Sin embargo, nuestros resultados sugieren que esta reducción puede ser a expensas de una mayor velocidad de carga de Aquiles e impulso por paso. Como tal, esta técnica puede no ser adecuada para todos los corredores con lesiones relacionadas con la carrera, particularmente en individuos con antecedentes de lesión del tendón de Aquiles.
El mayor impulso del tendón de Aquiles por paso entre los corredores con un patrón NRFS es consistente con los hallazgos de Perl et al.29 quienes analizaron 13 corredores descalzos experimentados de hombres y 2 mujeres y reportaron un impulso del tendón de Aquiles un 24% mayor por paso cuando corrían con un patrón de RFS en calzado minimalista en comparación con los que usan un patrón RFS. En este estudio anterior, la fuerza del tendón de Aquiles se estimó dividiendo el momento neto de flexión plantar del tobillo obtenido del enfoque de dinámica inversa por el brazo del momento del tendón de Aquiles.

Como tal, este método no tiene en cuenta la fuerza muscular antagónica producida por el tibial anterior. En nuestros resultados y en estudios anteriores, el tibial anterior está activo durante la fase de carga de la carrera con un patrón de RFS a medida que el pie planta flexiona después del contacto inicial.40 Entre las corredoras con un patrón RFS en el presente estudio, la fuerza del músculo tibial anterior fue generalmente doble La fuerza medida entre los corredores usando un patrón de ataque NRFS durante la primera mitad de la postura. Esta mayor fuerza del tibial anterior entre los corredores con aRFS puede conducir a una subestimación de la fuerza del tendón de Aquiles con el tiempo en este estudio anterior. Esto puede explicar el menor efecto del patrón de ataque en el impulso del tendón de Aquiles por paso observado en este estudio en comparación con los datos proporcionados por Perl et al.29

En este estudio identificamos un tiempo más corto para alcanzar la fuerza máxima del tendón de Aquiles (p = 0.007, ES = 1.61) y un mayor impulso del tendón de Aquiles por paso al nivel de significación estadística (p = 0.05, ES = 1.07) entre las mujeres que corren descalzas con un Patrón de ataque NRFS en comparación con las mujeres que usan un patrón RFS. Además, aunque no es estadísticamente significativo, los corredores que prefieren un patrón NRFS mientras corren descalzos tienden a experimentar una mayor tasa de carga del tendón de Aquiles (p = 0.06, ES = 0.93) y un mayor impulso del tendón de Aquiles por milla (p = 0.06, ES = 0.95 ) Estos resultados deben verse en el contexto de varias limitaciones.
Por ejemplo, los participantes en este estudio eran corredores habituales sin experiencia previa en correr descalzo. Se ha sugerido que la mecánica de correr descalzo cambia con el tiempo y la experiencia.10 Como tal, nuestros resultados solo pueden generalizarse bien al creciente número de personas que comienzan la transición a correr descalzo. Además, los datos cinemáticos y las fuerzas de reacción en tierra se recopilaron cuando los participantes corrieron en una pista cubierta con moquetas comerciales de pelo bajo. El cumplimiento del sustrato de carrera puede afectar la preferencia del patrón de huelga del pie y la mecánica de las extremidades inferiores.14,16 La superficie de carrera en este estudio puede ser más o menos compatible que la superficie de entrenamiento típica preferida entre nuestra muestra. Se observaron grandes tamaños de efecto entre grupos de corredores con un patrón NRFS y RFS durante la carrera descalza.

Sin embargo, varias de estas comparaciones no lograron alcanzar significación estadística, lo que sugiere que es necesario un tamaño de muestra mayor para estudios posteriores sobre este tema. Finalmente, el modelado por computadora es una estimación de las fuerzas musculares durante el rendimiento del movimiento dinámico. La precisión de estas simulaciones de movimiento depende en gran medida de los modelos matemáticos subyacentes del sistema neuromuscular y esquelético utilizado y sus supuestos, así como las aproximaciones. Por ejemplo, en este estudio, el tobillo se modela como una articulación articulada que probablemente afecta la validez de estos resultados. Dadas estas limitaciones, los estudios futuros para validar de forma cruzada estos resultados o probar si estos hallazgos se aplican a otras poblaciones o entornos parecen justificados.

CONCLUSIÓN

En conclusión, el patrón de huelga del pie es un aspecto potencialmente modificable de la carrera que puede aumentar el riesgo de lesión del tendón de Aquiles. Dentro del contexto de las limitaciones de este estudio, nuestra interpretación de estos resultados es que correr descalzo con un patrón NRFS puede no ser aconsejable para todos los corredores. Esto puede ser particularmente cierto para los corredores con dolor en el tendón de Aquiles o antecedentes de lesión del tendón de Aquiles.