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Reducción de las variables de la fuerza de reacción en el suelo corriendo descalzo

Samaan, Cynthia D., Michael J. Rainbow, and Irene S. Davis. “Reduction in ground reaction force variables with instructed barefoot running.” Journal of Sport and Health Science 3.2 (2014): 143-151.

https://doi.org/10.1016/j.jshs.2014.03.006

El correr descalzo (BF) ha aumentado recientemente en popularidad con afirmaciones de que es más natural y puede provocar menos lesiones debido a una reducción en la carga de impacto. Sin embargo, los corredores principiantes de BF no necesariamente cambian inmediatamente a un patrón de golpe en el antepié. Esto puede aumentar los parámetros mecánicos, como la velocidad de carga, que se ha asociado con ciertas lesiones relacionadas con la carrera, específicamente, fracturas de estrés tibial , dolor patelofemoral y fascitis plantar . El propósito de este estudio fue examinar los cambios en los parámetros de carga entre la ejecución típica de calzada y la ejecución instruida de BF con retroalimentación de fuerza en tiempo real.

Métodos

Cuarenta y nueve pacientes que buscaban tratamiento para una lesión en la extremidad inferior corrieron en una cinta de correr con detección de fuerza en su condición típica calzada y luego BF a la misma velocidad. Mientras BF recibieron instrucción verbal y retroalimentación en tiempo real de las fuerzas de reacción en tierra vertical .

Resultados

Mientras que el 92% de los sujetos ( n  = 45) demostraron un patrón de golpe en el retropié cuando calzaron, solo el 2% ( n  = 1) lo hizo durante la carrera instruida de BF. Además, mientras BF 47% ( n  = 23) eliminó el transitorio de impacto vertical en los ocho pasos analizados. Todas las variables de carga de interés se redujeron significativamente de la condición de BF calzada a la instruida. Estos incluyeron velocidades máximas de carga vertical instantánea y media de la fuerza de reacción del suelo ( p  <0.0001), rigidez durante la carga inicial ( p  <0.0001) y  fuerzas e impulsos de reacción del suelo medial ( p  = 0.001) y lateral ( p <0.0001) en vertical ( p  <0,0001), medial (p  = 0.047) y  direcciones laterales ( p <0.0001).

Conclusión

Como la carga de impacto se ha asociado con ciertas lesiones relacionadas con la carrera, la instrucción y la retroalimentación sobre el patrón de ataque adecuado del antepié pueden ayudar a reducir el riesgo de lesión asociado con la transición a la carrera BF.

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Palabras clave

Correr descalzoFuerza de reacción del sueloTasas de cargaFuerzas mediolateralesRigidez vertical

1 . Introducción

Correr descalzo (BF) ha aumentado recientemente en popularidad entre los corredores con la percepción de que es más natural y puede causar menos lesiones. De hecho, la razón principal por la cual los corredores informan para elegir la transición a BF o carrera mínima es la noción de prevención de lesiones. 1 El potencial para un menor riesgo de lesiones se postula con base en el fortalecimiento del pie, 2 y los cambios en los parámetros de carga debido a alteraciones en el patrón de carrera asociado con la carrera BF. 3

Se ha documentado que hasta el 89% de los corredores tradicionalmente calzados aterrizan sobre sus talones o con un golpe de pie trasero (RFS). 4 , 5 Este patrón de impacto está asociado con un impacto transitorio en la fuerza de reacción vertical del suelo (VGRF), seguido de un pico propulsivo. El impacto transitorio aparece como un cambio distinto en la pendiente positiva de la traza VGRF, a veces caracterizada por un máximo local o pico de impacto (VIP). La tasa de desarrollo del VGRF se denomina tasa de carga ( Fig. 1A ). Las altas tasas de carga y los transitorios de impacto se han asociado con una serie de lesiones comunes relacionadas con la carrera, como fracturas de estrés tibial , 6 dolor patelofemoral, 7y fascitis plantar. 8 La mayoría de los corredores habituales de BF aterrizan sobre la punta del pie, lo que se conoce como golpe de antepié (FFS) con el pie en una orientación relativamente plana. 9 Este patrón generalmente tiene un único pico de propulsión en el VGRF, que carece de un transitorio de impacto vertical distinto. 10 La eliminación de este impacto transitorio se logra al reducir la rigidez vertical del cuerpo. La rigidez vertical se puede evaluar utilizando un modelo de resorte de masa simple 11 , 12 que funciona bien para un patrón de FFS. Sin embargo, cuando hay transitorios de impacto, se debe utilizar un modelo de doble rigidez, como el descrito por Hunter 13 .

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Fig.1 . Ajustes de modelos complejos y simples de la fuerza de reacción vertical del suelo (VGRF). (A) VGRF que indica cómo se calcula la tasa de carga promedio (VALR) del 20% al 80% de la fuerza en el punto de interés (POI); en este caso el pico de impacto vertical (VIP). (B) Curva de rigidez para los modelos simples y complejos. El modelo simple utiliza una rigidez constante, k c , mientras que el modelo complejo tiene una rigidez variable en el tiempo que comienza con una rigidez alta, k h , durante la fase de carga inicial (IL) y pasa a una rigidez baja k l. (C) Gráficos de la fase de carga de la curva VGRF con el modelo simple y el complejo superpuestos para tres casos. Caso 1: la diferencia porcentual para los valores de R 2 entre los dos ajustes (% diff R 2 ) es <3.0; se elige el modelo simple; la rigidez durante IL se establece en k c ; La tasa de carga se calcula a partir del 13% de la postura. Casos 2 y 3:% diff R 2  > 3.0; se elige el modelo complejo; rigidez durante IL se establece en k h . Caso 2: No hay pico de impacto (IP); El PDI para calcular las tasas de carga es el tiempo de transición. Caso 3: IP presente; El PDI para calcular las tasas de carga es el VIP .

La influencia del patrón de ataque en los componentes medial y lateral de la fuerza de reacción del suelo (GRF) no está bien establecida. El GRF lateral puede contribuir a la pronación del pie, que cuando se ha relacionado en exceso con dolor en la parte inferior de la pierna y la rodilla. 14 , 15 Los cambios en la fuerza lateral pueden influir en la tendencia del corredor a sobrepronar. Por lo tanto, evaluar el cambio en este parámetro entre corredores calzados y BF puede dar una idea futura del vínculo entre estas condiciones de carrera y ciertas lesiones.

La carrera BF también se asocia con un paso más corto y una cadencia más alta. 16 , 17 Se ha informado que correr con una cadencia más alta reduce la carga en la cadera y la rodilla, 18 lo que puede influir en el riesgo de lesiones. Una cadencia más alta también resulta en un tiempo de postura más corto con cada golpe de pie. Por lo tanto, se espera que los impulsos verticales y mediolaterales también se reduzcan.

Mientras que los corredores habituales de BF generalmente aterrizan con un golpe de medio pie (MFS) o un patrón de FFS, 3 corredores principiantes de BF pueden persistir con un patrón de RFS y experimentar tasas de carga más altas que cuando están calzados. 3 , 16 Se ha teorizado que un RFS es incómodo o doloroso cuando se ejecuta BF, por lo que se alienta a los corredores a realizar una transición natural a un FFS. Sin embargo, se desconoce el tiempo que tardan los corredores principiantes de BF en esta transición. En un estudio reciente, 20 de 30 corredores principiantes de BF hicieron la transición inmediatamente a un FFS sin instrucción. 19A pesar de esta transición, dos de los 20 corredores mantuvieron altas tasas de carga. Por lo tanto, proporcionar retroalimentación e instrucción al principio del proceso puede ayudar a reducir los impactos y las tasas de carga cuando se aprende por primera vez a la transición a BF corriendo.

El propósito de este estudio fue determinar los cambios en los parámetros de carga cuando los corredores habitualmente calzados que exhiben un impacto transitorio corren BF mientras reciben instrucción verbal y retroalimentación visual en tiempo real de sus VGRF. Presumimos que las variables de resultado derivadas de la GRF (rigidez vertical, tasas de carga vertical, fuerzas e impulsos mediolaterales) disminuirán cuando los corredores hagan la transición de una carrera calzada típica a una carrera BF durante una sola sesión de entrenamiento con retroalimentación.

2 . Métodos

2.1 . Participantes

Un total de 100 pacientes que buscaron tratamiento por una lesión crónica de las extremidades inferiores entre el 24 de julio de 2012 y el 6 de agosto de 2013 fueron considerados para su inclusión en este estudio. Como se trataba de una investigación que incluía datos recopilados únicamente con fines clínicos, el IRB institucional otorgó autorización y una renuncia al consentimiento informado. Se les pidió a los pacientes que experimentaban dolor agudo que reprogramasen sus citas hasta que pudieran correr cómodamente en una cinta de correr por hasta 10 minutos. Los pacientes fueron excluidos si no podían correr en la condición de BF debido al dolor por agravar su lesión existente ( n  = 2). Para que las velocidades sean consistentes entre las condiciones, también se excluyó a aquellos que se sentían incómodos corriendo a su propio ritmo seleccionado cuando corrían BF (y por lo tanto corrieron más lento) ( n = 33). A lo largo del análisis, un paso se definió como un impacto transitorio si demostraba un cambio en la rigidez vertical durante la fase de carga de la postura (descrita en la Sección 2.3.2 ). Centramos el estudio en los corredores que generalmente tenían un impacto transitorio y requerirían un cambio en el patrón de carrera para eliminarlo. Por lo tanto, los pacientes que carecían de un impacto transitorio en al menos cinco de los ocho pasos durante la condición calzada fueron excluidos ( n = 16). Esto produjo 26 mujeres y 23 hombres con una edad media de 33.7 años (rango: 15.0-69.9 años), una altura promedio de 1.72 m (rango: 1.50-1.93 m) y un peso de 66.2 kg (rango: 46.0-95.2 kg ) Todos los pacientes recibieron una evaluación que incluyó una evaluación de fuerza inicial en una cinta de correr instrumentada donde se registraron los datos, seguida de un análisis de video en una cinta de correr motorizada en la clínica. En la clínica, se les pidió a los pacientes que calificaran cualquier dolor que experimentaran mientras corrían en una escala de 0-10. La calificación promedio de dolor fue 1.45 ± 1.7 a la derecha y 1.08 ± 1.98 a la izquierda (media ± DE).

2.2 . Protocolo

Los pacientes corrieron por primera vez en su condición típica calzada en una cinta de correr con detección de fuerza en tándem (AMTI, Watertown, MA, EE. UU.) A un ritmo cómodo autoseleccionado (rango: 4.8–8.0 mph). Esto fue seguido inmediatamente por una carrera BF a la misma velocidad. Durante la carrera BF, los pacientes fueron informados de la traza VGRF que se muestra en un monitor y se les dieron algunas instrucciones simples. Se les pidió que hicieran un seguimiento de la fuerza vertical “lo más suave posible”. Si no adoptaron automáticamente un patrón de FFS, se les indicó que aterrizaran “lo más suavemente posible” y que “aterrizaran en la punta del pie”. Usando un sistema de captura de movimiento Vicon (Vicon Motion Systems Ltd., Oxford, Reino Unido), se recopilaron datos analógicos a 1200 Hz durante aproximadamente 15 s durante las condiciones de funcionamiento calzadas y BF (después de la instrucción verbal).

2.3 . Análisis

Se usó el GRF de la ejecución calzada y BF para determinar la rigidez vertical durante la carga inicial (VILS), la tasa de carga instantánea media y máxima (VALR y VILR), las fuerzas medias y laterales máximas (PMF, PLF), los impulsos en la vertical, medial y direcciones laterales (V-Imp, M-Imp y L-Imp), longitud de paso (SL) y velocidad de paso (SR). Todas las variables de resultado se calcularon para ocho pasos en el lado derecho y luego se promediaron para cada paciente. La excepción fue SR, que generalmente se calcula a partir de ambos pies y, por lo tanto, se determinó para 16 pasos: los mismos ocho pasos derechos y los pasos izquierdos correspondientes. El patrón de ataque fue clasificado visualmente para cada condición como FFS, MFS o RFS por un solo evaluador usando video grabado a 100 Hz.

2.3.1 . Definición transitoria de impacto

La rigidez vertical responsable de producir un determinado VGRF se utilizó para distinguir entre los pasos que tuvieron un impacto transitorio y los que no. A lo largo de este documento, se definió un paso como tener un “transitorio” si hubo un cambio distinto, de corta duración en la rigidez vertical durante la fase de carga de la postura. Este cambio en la rigidez vertical corresponde a un cambio de corta duración en el desarrollo del VGRF, denominado “impacto transitorio”. Esta es una distinción importante de la definición típica de un transitorio de impacto que a menudo es sinónimo de un “pico” de impacto.

2.3.2 . Rigidez vertical

La rigidez vertical se determinó ajustando el VGRF con el modelo de ejecución de masa de resorte,

donde t es el tiempo, x ( t ) es el desplazamiento del centro de masa, 20 y k ( t ) es la rigidez vertical. Por lo tanto, ajustamos VGRF desde el golpe de pie hasta el VGRF máximo con dos modelos. El primero fue un modelo simple con una constante de rigidez k c y el segundo un modelo más complejo con rigidez no constante que variaba en función del tiempo. 13 La rigidez constante, k c , se definió como el VGRF máximo dividido por la excursión al centro de masa. 12 El modelo complejo ajusta VGRF en el sentido de mínimos cuadrados al estimar k ( t) con una función ojiva logística de 4 parámetros, 21

donde k h fue una alta rigidez durante la carga inicial (IL) que pasó en el tiempo, t T , a un valor de rigidez bajo, k l . El cuarto parámetro, m , análogo a la pendiente, controlaba la suavidad de la transición entre k h y k l ( Fig. 1B ). Los cálculos para los ajustes del modelo se realizaron utilizando un código personalizado escrito en MATLAB (The MathWorks, Inc., Natick, MA, EE. UU.).

Para determinar qué modelo y, por lo tanto, qué rigidez vertical describió un paso dado, se utilizó una comparación de los valores de R 2 . Si la diferencia porcentual entre los valores de R 2 para los modelos simples y complejos fue inferior al 3.0%, se consideró el modelo simple. Esto indicó la ausencia de un impacto transitorio. De lo contrario, se consideró necesario el modelo de rigidez dual más complejo ( Fig. 1C ). En este caso, el paso se clasificó como de impacto transitorio.

Centramos nuestro análisis en la IL y definimos la rigidez vertical durante la IL (VILS). IL se define como el tiempo desde el contacto hasta el transitorio de impacto, cuando existe ( Fig. 1A ). Esta fase es interesante ya que se usa para calcular las tasas de carga, que están vinculadas a un mayor riesgo de ciertas lesiones relacionadas con la carrera. Para el modelo complejo, la rigidez durante IL es equivalente a k h . Para el modelo simple, la rigidez es constante en toda la postura, por lo tanto, VILS es equivalente a k c .

2.3.3 . Tasas de carga

Las tasas de carga se calcularon de manera diferente según el modelo utilizado. Cuando se utilizó el modelo complejo de doble rigidez, el punto de interés (POI) desde el cual calcular las tasas de carga se eligió como VIP , cuando existía. Si no había VIP, pero se usó el modelo complejo, el tiempo de transición t T se usó como POI. Para el modelo simple, el POI se tomó como el 13% de la posición, ya que se informó que es la ubicación promedio del VIP cuando uno está presente 22 ( Fig. 1C ). El VALR se calculó como la pendiente promedio del 20% al 80% del VGRF en el POI 23 ( Fig. 1A) La velocidad de carga instantánea (VILR) fue la pendiente máxima calculada entre cada cuadro del VGRF desde el contacto hasta el POI.

2.3.4 . Picos de fuerza e impulsos

El GRF máximo en las direcciones medial y lateral se determinó a partir de la fase de postura completa y se informó en newtons (N). Los impulsos se calcularon como el área encerrada por la línea cero y la curva de reacción del suelo para cada dirección de interés en Ns. Lateral se definió como positivo, con medial siendo negativo.

2.4 . análisis estadístico

Cada paso se clasificó utilizando la técnica de ajuste del modelo y las medidas de resultado se calcularon paso a paso. Los resultados se promediaron en ocho pasos dentro de cada sujeto y condición. Sin embargo, también rastreamos qué modelo se ajustaba a los pasos individuales y si había un VIP presente. Se realizó una prueba t pareada entre las condiciones shod y BF después de la instrucción para cada variable de resultado. Se usó un valor de p inferior a 0,05 para indicar una diferencia estadística. La rigidez vertical se comparó solo durante la IL y no con el VGRF máximo. Los coeficientes de correlación de Pearson se calcularon para establecer la relación entre el cambio en VILS y los cambios en VALR y VILR. Todos los cálculos se realizaron en MATLAB.

3 . Resultados

Cuarenta y cinco de 49 (92%) pacientes emplearon un RFS durante su carrera típica calzada, mientras que dos (4%) corrieron con un MFS y dos (4%) corrieron con un patrón de FFS. Durante la carrera BF, después de la instrucción, 47 de 49 (96%) pacientes emplearon un patrón de FFS, mientras que solo uno (2%) usó un MFS y uno (2%) un patrón de RFS.

3.1 . Impactos transitorios

Se identificó un transitorio de impacto en 384 pasos (98% de los pasos) durante la condición calzada y solo 99 (25% de los pasos) durante la condición BF instruida. De estos, 34 escalones calzados y 58 pasos BF no tenían un VIP ( Tabla 1 ). El ochenta y seis por ciento ( n  = 42) tuvo un impacto transitorio en los ocho pasos, mientras que solo el 12% ( n  = 6) tuvo un impacto en siete de los ocho pasos y el 2% ( n  = 1) tuvo un impacto en seis de los ocho pasos. Al ejecutar BF, con instrucción, el 47% de los pacientes no tuvo impacto transitorio en ninguno de los ocho pasos ( n  = 23), y solo el 14% ( n  = 7) tuvo un impacto transitorio en cinco o más pasos.

Tabla 1 . Impacto de la presciencia transitoria, tiempo de ocurrencia y frecuencia.

Condición           Impacto transitorio?       Pico de impacto?             Punto de interés              % De postura (media ± DE)                Numero de pasos

Calzado Y             Y              Pico de impacto               12,5 ± 2,4            350

Y             norte    Tiempo de transición     16.9 ± 4.3            34

norte    norte    13% de postura N / A     8

Instruido descalzo           Y             Y             Pico de impacto               20,3 ± 6,8            41

Y             norte    Tiempo de transición     23,9 ± 5,7            58

norte    norte    13% de postura N / A     293

3.2 . Tasas de carga

Las tasas de carga tanto instantáneas como promedio se redujeron significativamente ( p  <0,0001) durante la ejecución instruida de BF en comparación con la condición calzada ( Tabla 2 ). VALR durante el funcionamiento calzado osciló entre 34,9 y 138,3 BW / s. Todos los participantes, con la excepción de uno (> 4 DE de la media), redujeron su VALR a entre 15.4 y 36.8 BW / s durante la ejecución instruida de BF ( Fig. 2 ). En promedio, VILR y VALR se redujeron en un 51% y un 57% respectivamente, de calzadas a carreras BF instruidas.

Tabla 2 . Prueba t pareada para la comparación entre condiciones de BF calzadas e instruidas.

Variable               Media ± DE         Prueba t emparejada

Calzado BF           Media (| calzada | – | BF |) a      pag        IC 95%

VALR (BW / s)    71,6 ± 26,6          26,7 ± 7,8            44,9       0.0000   36,9, 52,9

VILR (BW / s)     83,9 ± 29,0          36,5 ± 9,2            47,4       0.0000   38,4, 56,4

VILS (kN / m)     42,3 ± 11,2          27,6 ± 7,3            14,7       0.0000   11,9, 17,5

PLF (N) 69,5 ± 40,2          25,6 ± 19,2          44.0       0.0000   33,9, 54,1

PMF (N)               −77.4 ± 34.7        −64.1 ± 23.0       13,3       0.0014   −21.2, 5.4

V-Imp (Ns)         247,9 ± 45,8       231,3 ± 41,8       16,6       0.0000   12.9, 20.3

L-Imp (Ns)          2.10 ± 1.66          1.15 ± 1.42          0,95       0.0000   0.69, 1.21

M-Imp (Ns)        −6.02 ± 2.92        −5.61 ± 2.73       0,41       0,0474   −0.82, 0.00

SL (cm) 97,5 ± 11,7          92,1 ± 11,3          5.4          0.0000   4.1, 6.7

SR (pasos / min)               163,2 ± 8,5         172,9 ± 10,8       −9.8       0.0000   −12.1, 7.4

Abreviaturas: BF = descalzo; VALR = velocidad de carga promedio de la fuerza de reacción del suelo vertical ; VILR = velocidad de carga instantánea máxima de la fuerza de reacción vertical del suelo; VILS = rigidez durante la fase de carga inicial; PLF = fuerza de reacción lateral máxima del suelo; PMF = fuerza de reacción del suelo medial máxima; V-Imp = impulso de la fuerza de reacción vertical del suelo durante la postura; L-Imp = impulso de la fuerza de reacción lateral del suelo durante la postura; M-Imp = impulso de la fuerza de reacción del suelo medial durante la postura; SL = longitud del paso; SR = velocidad de paso (cadencia); CI = intervalo de confianza.

un

Nota: para valores positivos, la calce fue mayor en magnitud que BF; para valores negativos, el BF fue mayor en magnitud que Shod, en promedio.

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Fig.2 . Diagramas de caja que indican diferencias entre la condición calzada y la condición descalza instruida (hash) para la velocidad de carga vertical promedio (VALR), la velocidad de carga instantánea máxima (VILR), la rigidez durante la carga inicial (VILS), la fuerza de reacción lateral máxima en el suelo ( PLF), y la fuerza de reacción del suelo medial máxima (PMF).

3.3 . Rigidez vertical

La rigidez vertical durante la carga inicial (VILS) fue 33% más baja para el BF instruido en comparación con la ejecución calzada ( Tabla 2 ). La rigidez durante la carga inicial se correlacionó con VALR ( r  = 0.726, p  <0.0001) y VILR ( r  = 0.658, p  <0.0001). La proporción de pacientes con al menos un paso sin transitorios de impacto aumentó del 14% durante la carrera calzada al 92% durante la carrera BF después de la instrucción. Cuando los pacientes tuvieron un impacto transitorio en al menos un paso durante la carrera BF (53%), el VILS promedio todavía se redujo en comparación con la condición calzada ( Tabla 3 ).

Tabla 3 . Proporción de pasos descritos con cada modelo y el promedio de la rigidez vertical correspondiente (media ± DE).

Condición           Modelo simple  Modelo complejo

k c (kN / m)        norte     % de pasos         k h          k l           norte     % de pasos

Calzado 25.40 ± 6.40       7 7          14.3 ± 4.7            42,49 ± 11,10     23,24 ± 3,90       49           98.0 ± 5.3

Descalzo              24,69 ± 3,90       45           81,4 ± 23,8          33,86 ± 8,20       25.09 ± 4.70       26           47,6 ± 29,4

Notas: n , número de pacientes que tenían al menos un paso descrito con la rigidez dada; Porcentaje de pasos, promedio, en todos los pacientes que tuvieron al menos un paso con este modelo, del porcentaje de pasos descritos con la rigidez dada.

El valor de R 2 que describe el ajuste para el modelo de rigidez simple y constante fue mayor en promedio en la condición BF (0.974 ± 0.024) en comparación con la calzada (0.820 ± 0.121). El modelo de rigidez variable proporcionó un mejor ajuste que el modelo simple para la condición calzada con un R 2 de 0.987 ± 0.008.

3.4 . GRF pico e impulsos

La ejecución instruida de BF resultó en una disminución significativa del 53% ( p  <0.0001) en el pico de GRF lateral y del 9.7% ( p  = 0.0014) en el pico de GRF medial ( Tabla 2 ). Se observaron tendencias similares con una gran disminución estadísticamente significativa en el impulso lateral (44%, p  <0,0001) y una disminución menos drástica en el impulso medial (2,4%, p  = 0,0474). El impulso vertical también disminuyó significativamente entre el calce y el BF instruido (6.6%, p  <0.0001).

3.5 . Parámetros espaciales temporales

SR aumentó en un promedio de 10 pasos / min (6.0%) durante la ejecución de BF en comparación con calzada. Esto se complementó con una disminución del 5,5% en la longitud del paso para la condición BF. Sin embargo, a medida que aumentó la velocidad de paso hubo una disminución en el impulso vertical ( r  = −0.881, p  <0.0001) y baja rigidez, k l ( r  = 0.797, p  <0.0001).

4 . Discusión

Presumimos que los corredores habitualmente calzados que demostraron un impacto transitorio reducirían la carga y la rigidez vertical al ejecutar BF después de la retroalimentación verbal y visual para fomentar un patrón de FFS. Estudios anteriores demostraron un aumento en las tasas de carga cuando los corredores BF persistieron con un patrón RFS. 3 , 19 , 24 , 25 La distinción importante en este estudio fue que no permitimos que los corredores se adaptaran a la condición BF de forma independiente. Las ocho variables de interés (VILS, VALR, VILR, PMF, PLF, V-Imp, M-Imp, L-Imp) se redujeron significativamente en esta cohorte de corredores lesionados durante la carrera instruida de BF en comparación con la calzada.

4.1 . Impactos transitorios

La mayoría de los pacientes que tuvieron transitorios de impacto durante la carrera calzada (384 de 392 pasos) pudieron eliminar o reducir el número de estos durante la carrera BF instruida (99 de 392 pasos; Tabla 1 ). Es probable que esto esté relacionado con el hecho de que el 96% de los pacientes fueron capaces de convertirse a un patrón de FFS mientras ejecutaban BF con retroalimentación e instrucción verbal. Estos resultados son significativos ya que estudios previos sugieren que los corredores principiantes de BF pueden no adoptar un patrón de FFS de forma independiente. 3 , 16

Introdujimos un método robusto para clasificar la presencia o ausencia de un impacto transitorio. Esto difiere de muchos estudios que utilizan la presencia de un “pico” de impacto para indicar que existe un impacto transitorio. 16 El VIP es un máximo local que ocurre antes del pico general, definido por de Wit como “el primer pico de fuerza de impacto vertical”. La presencia o ausencia de este VIP influye en la manera en que se calculan otras variables, como la velocidad de carga y la rigidez. En los pasos donde no se detectó el “pico” de impacto, nuestro modelo determinó que se requería una rigidez alta y baja para aproximar adecuadamente el VGRF ( Tabla 1) y, por lo tanto, existía un impacto “transitorio”. A pesar de carecer de un “pico” de impacto, estas curvas a menudo exhibieron mayor rigidez durante la carga inicial y mayores tasas de carga de VGRF que los pasos que se ajustan al modelo simple. Si solo hubiéramos buscado máximos locales o picos de impacto, habríamos subestimado el número de pasos con un impacto transitorio en 34 y 58 pasos para las condiciones de BF calzadas e instruidas, respectivamente. Esto habría resultado en una subestimación de VILS para estos pasos en un 26% en la condición calzada (25.0 vs. 38.2 kN / m) y 35% en la condición BF (25.7 vs. 34,7 kN / m). Recomendamos que la definición más amplia de “impacto transitorio” definida en este estudio se adopte en futuros estudios. Si bien el término “pico de impacto” todavía puede referirse a un transitorio que exhibe un máximo local, un máximo local no es una condición necesaria para la existencia de un transitorio de impacto.

4.2 . Tasas de carga

El estudio actual demuestra que los corredores principiantes de BF tienen éxito en la reducción inmediata de los parámetros de carga cuando reciben instrucciones y comentarios en tiempo real sobre la transición a un patrón FFS. Reportamos una gran disminución en VALR y VILR durante la ejecución de BF en comparación con la calzada. Esto es contrario a otros estudios que informaron aumentos en las tasas de carga en principiantes BF 16 y corredores minimalistas 26 sin instrucción; sugiriendo que la instrucción puede estar jugando un papel. La cinemática indica que estos participantes a menudo continuaron RFS mientras ejecutaban BF o con zapatos mínimos. Estos estudios, combinados con literatura adicional 3 , 27.demuestre que no todos los corredores se convierten a un patrón FFS cuando hacen la transición a BF corriendo. Los estudios informan que los corredores BF que RFS tienen tasas de carga significativamente más altas que los delanteros y los corredores calzados que RFS. 3 , 24 , 25 Las mayores tasas de carga del VGRF se han relacionado con una serie de lesiones comunes relacionadas con la carrera. 6 , 7 , 8 Además, se ha demostrado que los corredores de RFS tienen 2.5 veces más probabilidades de sufrir una lesión por estrés retrospectivo y repetitivo que los corredores de FFS. 28

El uso de retroalimentación e instrucción probablemente alentó un patrón de FFS a medida que los corredores hicieron la transición a BF corriendo. La evaluación del video de alta velocidad indicó que el 96% de los corredores principiantes de BF pudieron adoptar un patrón de FFS. Este patrón de golpe alterado probablemente contribuyó a disminuir las tasas de carga durante la condición BF. La literatura que informa las tasas de carga entre corredores BF que emplean un patrón FFS y corredores calzados es extremadamente limitada. 25 Lieberman y col. 3 no informaron diferencias generales en las tasas de carga entre BF FFS y corredores calzados. Esto está en contraste con el estudio actual y un estudio reciente de Shih et al. 24donde a los corredores RFS habitualmente calzados se les pidió que ejecutaran BF y calzados con un patrón FFS y RFS. Los intervalos de confianza en cada condición indicaron que las tasas de carga se redujeron significativamente para un patrón FFS mientras BF y shod en comparación con un patrón RFS mientras shod. Es importante destacar que a los participantes en este estudio se les dijo que usaran un patrón de ataque específico y se les dio un breve tiempo para practicar un FFS antes de que se recopilaran datos.

Considerados colectivamente, los resultados de estos estudios recientes implican que no todos los patrones de FFS son equivalentes. No todos los corredores de BF que hacen contacto inicial con el suelo en la parte delantera del pie pueden necesariamente tener éxito en reducir significativamente las tasas de carga. La marcada disminución en las tasas de carga observada en este estudio puede atribuirse en parte al uso de retroalimentación en tiempo real. Esto permitió a los pacientes concentrarse no solo en contactar el suelo con el antepié, sino también en esforzarse por un aterrizaje “suave” que eliminara el impacto transitorio en el VGRF. El hecho de que un corredor pueda hacer una alteración inmediata en su patrón de golpe de pie no significa necesariamente que este cambio sea permanente. La adopción de un patrón de FFS impone mayores exigencias a la musculatura de la pantorrilla. 29Por lo tanto, si bien los pacientes pudieron convertirse a un patrón de SSC y reducir significativamente sus tasas de carga, se necesitaría entrenamiento adicional y acondicionamiento de la parte inferior de la pierna y el pie para mantener este patrón durante carreras de mayor duración. Además, el aumento de la carga en la musculatura de la pantorrilla, especialmente si ocurre repentinamente, podría poner al corredor en riesgo de dolor muscular o lesiones en los pies y los tobillos como resultado del uso excesivo. Esto respalda aún más la necesidad de capacitación, fortalecimiento y acondicionamiento adecuados para una transición adecuada a un patrón de FFS.

4.3 . Rigidez vertical

Los resultados de este estudio sugieren que un corredor que entra en contacto con el suelo con menos cumplimiento o una mayor rigidez vertical durante la IL, exhibirá un aumento más rápido en VGRF, aumentando la velocidad de carga. Encontramos fuertes correlaciones entre el cambio en VILS y los cambios en VALR y VILR. Tanto VALR como VILR, así como VILS disminuyeron significativamente de la ejecución forzada a la ejecución BF instruida ( Tabla 2 ). Esto sugiere que los corredores disminuyeron su rigidez vertical para eliminar los transitorios de impacto y reducir las tasas de carga.

La relación entre la rigidez y la velocidad de carga no siempre es evidente en la literatura debido a la técnica utilizada para calcular la rigidez vertical. La mayoría de los estudios utilizan una rigidez constante, que no modela el transitorio del VGRF, ignorando así la alta rigidez durante la IL. Por ejemplo, Shih et al. 24 informaron un aumento significativo en las tasas de carga entre un FFS y un patrón de RFS que tuvo un impacto transitorio temprano en la postura. Sin embargo, la rigidez fue similar entre los grupos. Del mismo modo, Divert et al. 30no encontró diferencia en la rigidez vertical entre corredores calzados y BF a pesar de informar que solo tres de los 12 corredores BF demostraron un pico de impacto. Esto se debe a que, en ambos estudios, la rigidez se evaluó como un valor promedio en toda la fase de carga. El modelo de rigidez constante tergiversa la rigidez vertical real en los casos en que existe un impacto transitorio. Sin embargo, el método introducido por Hunter 13 y empleado en este estudio es una herramienta importante que proporciona un cálculo más preciso de la rigidez, particularmente durante la carga inicial.

En el estudio actual, informamos una reducción significativa en VILS entre las condiciones calzadas y BF (media (| shod | – | BF |) = 14.7 ± 9.8 kN / m, p  <0.00001). Sin embargo, si se hubiera aplicado el modelo de rigidez constante simple a todos los pasos, ignorando el impacto transitorio, los resultados habrían indicado lo contrario. Hubiéramos visto un aumento en los VILS de la condición de BF calzada a instruida (calzada: 23.2 ± 3.9 kN / m, BF: 24.9 ± 4.1 kN / m; media (| shod | – | BF |) = −1.7 ± 2.2 kN / m; p  <0,00001). Este aumento en VILS durante la condición BF tergiversaría en gran medida lo que realmente está ocurriendo. De hecho, los resultados mostraron que la rigidez se redujo considerablemente durante la condición BF ( Tabla 3 ).

4.4 . GRF pico e impulsos

La investigación limitada que investiga los GRF mediales y laterales durante la carrera de BF sugiere que no hay cambio en el GRF medial y lateral máximo 31 , 32 o los impulsos 32 , 33 entre los corredores calzados y BF. Estos resultados no fueron específicos para corredores BF que emplean un patrón de FFS. El estudio actual reveló una disminución significativa en los impulsos medial y lateral y el pico de GRF en la condición de BF instruida en comparación con la calzada. Aunque se produjeron cambios significativos en ambas direcciones, el mayor de ellos fue evidente en el pico lateral y el impulso ( p  <0,0001). También se observaron disminuciones significativas en el V-Imp ( p  <0,0001).

El mecanismo exacto para la gran disminución de la carga lateral no está claro, pero probablemente se deba a muchos factores que interactúan. Hacer que los pacientes aterricen suavemente para reducir el impacto en el VGRF puede haberse traducido en reducciones similares en la dirección lateral. En una posición inicial, generalmente hay un transitorio GRF lateral ( Fig. 3 ), que tiende a coincidir aproximadamente con el VIP. Ocurrió dentro del ± 5% de la postura del VIP en el 73% de los corredores durante la condición calzada. Tanto el GRF lateral como el vertical contribuyen al momento de pronación externa que el pie debe controlar. Por lo tanto, la reducción del GRF vertical y lateral inicial puede reducir el momento pronatorio. Esto puede explicar, en parte, la reducción de la pronación durante la carrera BF observada por Bonacci et al. 17 Se requiere más investigación para explorar la cinemática del pie en conjunto con GRF para obtener una mejor comprensión de los mecanismos detrás de esta reducción en la carga mediolateral.

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Fig.3 . Los cambios en las fuerzas de reacción en el suelo vertical (A) y mediolateral (B) entre el golpe de pie raro calzado y el golpe de pie descalzo instruido corriendo. Obsérvese la eliminación del impacto vertical transitorio y la reducción significativa en el pico lateral temprano y rápido en el pie descalzo en comparación con la condición calzada.

Reportamos un aumento en la velocidad de paso entre el BF calzado y el BF instruido para la misma velocidad, por lo tanto, es probable que haya una disminución en el tiempo de postura durante la condición de BF. Dado que el impulso es una medida de la fuerza acumulada sobre la fase de apoyo, no es sorprendente que haya una disminución resultante en los impulsos vertical, medial y lateral para la carrera BF instruida. Esto daría como resultado una disminución de la carga acumulativa para cada paso y un aumento del número de ciclos en una distancia dada. Se ha demostrado que la reducción de la longitud del paso, a pesar del aumento en los ciclos de carga, disminuye el riesgo de fracturas por estrés . 34 Además, la reducción de la longitud del paso da como resultado una reducción significativa en las cargas de cadera y rodilla, así como reducciones significativas en la aducción de cadera. 18 La aducción de cadera se ha relacionado con una serie de lesiones relacionadas con la carrera, como fracturas por estrés, síndrome de la banda iliotibial , 35 , 36 y síndrome de dolor patelofemoral. 37 Juntos, estos estudios sugieren que a pesar del aumento en los ciclos de carga, correr con una longitud de zancada más corta probablemente reduce el riesgo de lesiones.

4.5 . Parámetros espaciales temporales

De acuerdo con otros estudios, 16 , 17 informamos un aumento en la RS y una disminución en la SL desde el calce típico hasta el BF instruido. También se ha demostrado que el aumento de la SR y la reducción de la longitud del paso reducen los resultados cinéticos, como los momentos de la cadera y la absorción de energía en la cadera y la rodilla, 18 así como VILR y VALR. 38

4.6 . Limitaciones

Este estudio fue limitado de varias maneras. Todos los participantes asistían a una clínica para el tratamiento de una lesión en la parte inferior del cuerpo. Por lo tanto, algunos pueden no haber exhibido un patrón de ejecución típico. Solo los participantes que se sentían cómodos corriendo el mismo ritmo BF que el seleccionado mientras estaban calzados se incluyeron en el conjunto de datos. Si bien este era un criterio necesario debido a la relación entre la velocidad y los parámetros de carga, puede haber inflado las mejoras medidas entre las condiciones. Además, se alteraron múltiples factores desde la condición inicial hasta la ejecución de BF. Los participantes se quitaron los zapatos, se convirtieron a un patrón de FFS y recibieron retroalimentación e instrucciones sobre cómo lograr esto. Sin un grupo de control es imposible distinguir la influencia de estos factores individuales en los resultados del estudio.

5 . Conclusión Con base en los resultados de este estudio, los pacientes con lesiones relacionadas con el funcionamiento de las extremidades inferiores pudieron reducir significativamente su carga de impacto, así como las fuerzas e impulsos máximos durante un breve episodio de BF FFS instruido. Como la carga de impacto se ha asociado con algunas de las lesiones más comunes relacionadas con la carrera, esta instrucción puede ayudar a reducir el riesgo de estas lesiones en las personas que hacen la transición a la carrera BF. Se requiere investigación posterior para evaluar directamente la relación entre el patrón de golpe y la lesión, así como explorar más a fondo el impacto de la instrucción