miércoles, 26 de octubre de 2011

EL MOVIMIENTO DE LOS SERES HUMANOS

EL MOVIMIENTO DE LOS SERES HUMANOS

Rodrigo Enríquez Meza, MD
Docente Facultad de Educación
I.U. CESMAG


PUBLICADO EN REVISTA INSTITUCIONAL TIEMPOS NUEVOS No 18, IUCESMAG, AGOSTO DE 2011 / ISSN No 0123 - 1359.


“Nuestros movimientos y acciones parecen fáciles; apenas pensamos en ellos cuando tenemos que alargar el brazo para coger algo, cruzar una habitación o incluso hablar. Sin embargo, los movimientos cotidianos requieren una intrincada secuencia de actividad muscular”[1] .


El movimiento es una característica exclusiva de los seres vivos, sin necesidad que se presente el desplazamiento; sin embargo, en los seres humanos los movimientos que permiten el desplazamiento, son los que determinan la realización de acciones voluntarias que integran a la sociedad y permiten la comunicación verbal y corporal. Para ello, es necesaria la integridad de los sistemas locomotor y nervioso. El sistema locomotor está compuesto por los huesos, las articulaciones y los músculos que, a través de la formación de un conjunto de palancas bien organizadas de primero, segundo y tercer género, por medio de la contracción muscular, permiten la biomecánica de los movimientos conscientes. El sistema locomotor es coordinado con precisión por el sistema nervioso, que origina y ordena los movimientos a través de programas o planes motores que se generan y se almacenan en el encéfalo, lo que corresponde al estudio de la cinestesis del movimiento.


Nociones como plan motor o programa motor, han recibido un fuerte respaldo de los investigadores de esta disciplina, aunque no sin que otros adviertan de la complejidad de estos términos (Rosembaum, 1991). Son metáforas poco precisas que transmiten la idea de que los movimientos y los actos complejos son controlados y producidos por un conjunto de órdenes dadas a los músculos, las cuales están totalmente establecidas antes de que tenga lugar la acción. El feedback procedente de estos movimientos puede informar al programa motor sobre el modo en que la ejecución se está desarrollando (Pearson, 1993). [2]

La locomoción humana tiene que ver con una serie de movimientos alternantes y rítmicos de los miembros superiores e inferiores y del tronco que permiten el desplazamiento del cuerpo. Para la locomoción, son fundamentales todos los componentes del sistema locomotor, los huesos forman el esqueleto o armazón del cuerpo humano, responsable de la forma de la figura humana, de la postura bípeda, de sostener o proteger otros órganos y sistemas, de formar a través de las articulaciones un sistema de palancas funcionales que le garanticen el desplazamiento en el espacio de forma periódica por acción de la contracción muscular, coordinada por el sistema nervioso de manera consciente.


El sistema esquelético consta de dos partes esenciales:
El esqueleto axial, formado por los huesos de la cabeza (cráneo), cuello (hueso hioides y vertebras cervicales) y tronco (costillas, esternón, vertebras y sacro).
El esqueleto apendicular, compuesto por los huesos de los miembros, incluidos los que forman las cinturas pectoral (hombro) y pélvica.[3]


Los huesos son órganos formados por un tejido de sostén bastante duro conocido como tejido óseo, el cual se compone de células llamadas osteocitos, los cuales producen una sustancia intercelular que contiene sales de calcio y fósforo, responsables de la dureza de estos órganos. En ellos, se diferencian dos tipos de tejido óseo de acuerdo a su aspecto y función, uno compacto y otro esponjoso, son igual de duros y se encuentran en todos los huesos del cuerpo. En medio de este tejido se encuentra otro llamado conjuntivo reticular, el cual forma la médula ósea o tuétano, en la que se producen las células sanguíneas.


Los huesos tienen diferentes formas tridimensionales según su ubicación anatómica y la función que cumplen. Éstos pueden ser largos, cortos, planos o irregulares. Los largos son huesos cuya longitud supera el ancho y el grosor, se encuentran en los miembros superiores e inferiores y forman las palancas que le permiten al cuerpo el desplazamiento. Los cortos se caracterizan por tener sus tres dimensiones similares entre sí y permitir pocos movimientos. Los planos son huesos aplanados y generalmente curvos, poseen poca o ninguna movilidad, y su función principal es la protección de otros órganos. Los irregulares no cumplen con las características de las otras tres formas y permiten pocos movimientos.


La arquitectura del hueso esponjoso y compacto varía según la función. El hueso compacto provee de la fuerza para la carga. La cantidad de hueso compacto en los huesos largos, creados para la rigidez y la inserción de músculos y ligamentos, aumenta al máximo cerca del centro del cuerpo, donde más se puede combar. Además, los huesos largos muestran elevaciones (p. ej., bordes, crestas y tubérculos) que sirven de contrafuerte (apoyo) para la inserción de pesados músculos. Los huesos vivos tienen cierta elasticidad (flexibilidad) y mucha rigidez (dureza)[4] .


Las articulaciones son las uniones o engranajes entre los huesos y/o cartílagos del esqueleto, algunas permiten movimientos, pero otras, sólo constituyen una estructura de unión entre las partes óseas. Las articulaciones más abundantes que permiten mayor movilidad son las articulaciones sinoviales; su nombre deriva del latín sinovia, que hace referencia a la presencia de líquido dentro de la articulación y constituye el elemento lubricante y amortiguador de ésta, evita que los huesos rocen con los movimientos. Este líquido está contenido dentro de la articulación por una estructura rígida conocida como cápsula articular, que une los huesos articulados; en su parte interna, esta cápsula está recubierta por una delgada membrana, en la cual se filtra el plasma sanguíneo para formar el líquido sinovial, ésta se denomina membrana sinovial.


El líquido sinovial es una sustancia viscosa, con aspecto de la clara del huevo, se produce en la membrana sinovial y nutre al cartílago articular que recubre las superficies articulares de los huesos que se unen. En estas articulaciones, también se encuentran los ligamentos, estructuras fibrosas que le dan estabilidad a la articulación, unos están por fuera de la capsula articular y se denominan colaterales, se mantiene tensos con todos los movimientos; otros están dentro de la capsula y se llaman cruzados, permanecen tensos con algunos movimientos y relajados con otros. Algunas articulaciones grandes, como las de las rodillas, en su interior están parcialmente divididas por estructuras de cartílago fibroso que se conocen como los meniscos, dos discos que estabilizan la articulación, sirven de tope en algunos movimientos y son amortiguadores cuando la rodilla soporta peso.


Las articulaciones sinoviales tienen diferentes formas en las superficies articulares que permiten o no variados movimientos. Hay articulaciones planas que presentan movimientos de deslizamiento de las superficies articulares, otras con forma de bisagra o trócela que solo facilitan movimientos de flexión y extensión, o acercamiento y separación de los huesos que se articulan; otras tienen forma de pivote y permiten movimientos de rotación; otras con forma de silla de montar o de elipses (condileas) posibilitan los movimientos de flexión, extensión, aducción (se acerca al plano medio) y abducción (se aleja del plano medio); otras tienen forma en segmento de esfera y permiten todos los tipos de movimiento mencionados y la rotación medial y lateral, además, éstas, al igual que las condileas o elipsoidales, ejecutan los movimientos conocidos como circunducción, en los cuales se conjugan todos los movimientos articulares como se puede observar en los hombros cuando se hace la brazada al nadar.


Figura 1. Huesos y articulaciones de los seres humanos.



Fuente: MOORE, Keith y DALLEY, Arthur. Anatomía con orientación clínica. 4 ed. Buenos Aires : Editorial Médica Panamericana, 2003. p. 25.


“Ciertas articulaciones, como la cadera, son uniones casi universales, pueden permitir movimientos en muchos planos. Otras, como el codo o la rodilla, son más limitadas y toleran poca desviación respecto al eje principal de rotación”[5] .


También, para el movimiento consciente son esenciales los músculos estriados (presentan estrías transversales) o esqueléticos (recubren el esqueleto) o voluntarios (permiten realizar movimientos voluntarios), que son los que le dan funcionalidad al esqueleto; ellos se unen a los huesos adyacentes, entre los cuales se encuentra una articulación sinovial, a través de la cual los huesos se acercan cuando los músculos se contraen o se acortan funcionalmente para hacer evidente el movimiento. Otros músculos se unen a órganos como los ojos, a la piel de la cara y a mucosas como la de la boca para imprimirles movimientos.


Los músculos estriados están formados por células alargadas llamadas fibras musculares, las cuales tienen la característica de acortarse a la mitad de su longitud original, proceso conocido como contracción muscular; a esto contribuye la conformación de las fibras musculares por unidades alargadas llamadas miofibrillas que, a su vez, se componen de unidades más pequeñas llamadas sarcomeras, que están intercaladas con otras conocidas como discos Z. Las sarcomeras son la unidad funcional y estructural de los músculos, están formadas por proteínas contráctiles llamadas actina y miosina que forman las estructuras funcionales denominadas puentes cruzados de actina y miosina, que al aproximarse disminuyen la longitud de las sarcomeras, y hacen evidente el acortamiento de las fibras musculares; por su parte, los discos Z se estructuran por proteínas no contráctiles que se ubican de forma lineal entre las sarcomeras y favorecen el proceso de contracción y relajación muscular al individualizar las unidades contráctiles de las miofibrillas.


Para que las sarcomeras se contraigan es necesaria la presencia de calcio y adenosin tri fosfato (ATP) en el interior de la fibra muscular, además es necesaria la presencia de un potencial de acción o impulso nervioso proveniente de las motoneuronas o neuronas del movimiento que transmiten el impulso originado en la corteza cerebral. Este impulso llega a la parte central del músculo que se va a contraer y actúa sobre una estructura especializada llamada placa o unidad motora que se encarga de transmitir el impulso a todas las fibras que se van a contraer, con el fin de garantizar que se contraigan simultáneamente y se haga evidente el movimiento muscular. Las neuronas motoras se comunican a través de las uniones neuronales o sinapsis, por medio de una sustancia química conocida como acetilcolina.


La contracción muscular es regulada por la información proveniente de los receptores sensoriales de los músculos, husos musculares y los tendones musculares, órgano tendinoso de Golgi, los cuales envían información a la médula espinal para controlar la intensidad de la contracción y el tono muscular de una manera refleja por medio de las neuronas de asociación presentes en la médula espinal, las cuales integran la información sensitiva y originan una respuesta motora acorde a la información recibida, lo cual se conoce como arco reflejo.


Figura 2. Estructura y contracción de los músculos estriados.



Fuente: ROSENZWEIG, Mark; LEIMAN, Arnold y BREEDLOVE, S. Marc. Psicología biológica. Barcelona : Ariel Neurociencia, 2001. p. 395.


Por lo anteriormente referido, para la contracción muscular es necesaria la coordinación del sistema nervioso, el cual es responsable de mantener en reposo el tono muscular, estado de semicontracción del musculo que tiene origen reflejo, y en movimiento se hace responsable de coordinar, de manera precisa, la contracción de los músculos agonistas, que cumplen la misma función, y la relajación de los antagonistas que realizan la función opuesta. Por lo tanto, a pesar de que estos músculos a través del sistema nervioso nos permiten ejecutar actividades voluntarias, el mecanismo funcional que determina la contracción y relajación muscular, es determinado de manera inconsciente por el sistema nervioso; para ello, este sistema cuenta con tres niveles de control del movimiento que actúan en relación estrecha: un nivel medular, un nivel encefálico bajo o subcortical y un nivel encefálico superior o cortical, este último coordina los otros niveles y origina los movimientos voluntarios.


“Casi todos los movimientos << voluntarios>> que inician en la corteza cerebral se realizan por la activación cortical de <> de función que se almacenan en áreas cerebrales inferiores (en la médula, el tronco encefálico, los ganglios basales y el cerebelo). Estos centros inferiores, a su vez, envían la mayor parte de las señales activadoras a los músculos” [6].


El nivel medular es el nivel más primitivo de control del movimiento, se encuentra en las neuronas de la médula espinal, donde llega la información proveniente de todo el cuerpo, excepto de la cabeza; en ella se originan respuestas motoras de tipo reflejas que permiten el control de movimientos reflejos o inconscientes como los reflejos osteotendinosos, de protección, de bipedestación, de la postura, de los vasos sanguíneos, del tono muscular y de la regulación de la contracción muscular. Para ello, a la médula llegan las neuronas sensitivas, por la parte posterior, trayendo información de los diferentes órganos y sistemas del cuerpo, incluidas las articulaciones y los músculos; de esta información se originan las respuestas motoras reflejas que salen de la parte anterior de la médula a través de las motoneuronas que se dirigen hacia los músculos.


“En el siglo XIX, los científicos ya sabían que las raíces dorsales de la médula espinal atendían a funciones sensoriales, y que las raíces ventrales contenían fibras motoras; las conexiones entre ambas parecían proporcionar la base de los movimientos simples”[7] .


Figura 3. Integración sensomotora por la médula espinal.



Fuente: WILMORE, Jack H. y COSTILL, David L. Fisiología del esfuerzo y del deporte. 5 ed. Madrid : Editorial Paidotribo, 2004. p. 71.


El nivel encefálico bajo o subcortical se encuentra en los centros nerviosos subcorticales como son los ganglios basales, el tallo cerebral y el cerebelo, los cuales no actúan de forma independiente, sino en conexión con el nivel cortical y el nivel medular. Estos centros también son responsables de las funciones motoras inconscientes y la modulación de las funciones motoras conscientes. Los ganglios basales son estructuras de sustancia gris que se encuentran en la base de los hemisferios cerebrales y tienen que ver con la regulación de la información procedente de la corteza motora, no originan movimientos pero si controlan la velocidad, el grado de fuerza, la dirección y la amplitud de los mismos; también evitan que se produzcan movimientos anormales por la acción de neurotransmisores inhibidores.


En el tallo cerebral se regulan las funciones motoras vegetativas o autónomas que se encargan de los movimientos respiratorios y cardiovasculares; también en él se coordina el equilibrio cuando se realizan los diferentes movimientos corporales; a él llega información procedente de receptores cutáneos, articulares, musculares, vestibulares del oído interno y del órgano de la visión, por lo cual tiene que ver con la recuperación de la postura, corrección oportuna del tono muscular, la posición de la cabeza y del sistema ocular; también corrige las aceleraciones y desaceleraciones lineales para mantener el centro de gravead cuando se viaja en un bus o en una plataforma móvil. El cerebelo tiene relación con la regulación del tono muscular, la postura dinámica, el equilibrio, el inicio de los movimientos y la coordinación sensitivo motora. Además, realiza ajustes a movimientos voluntarios, por efecto inhibitorio, sobre los impulsos enviados de otras estructuras nerviosas implicadas en el origen de los movimientos del cuerpo.


El nivel encefálico superior o cortical se ubica en la corteza cerebral de los lóbulos frontales donde se encuentra el homúnculo motor en un área conocida como área motora primaria (área 4 de Brodman), en la cual se ubican todas las partes del cuerpo en cada hemisferio cerebral de acuerdo a la importancia funcional y no al tamaño corporal; las partes que presentan mayor movilidad ocupan mayor espacio en la corteza cerebral, y las de menos movilidad tienen un menor espacio. Esta área es responsable de todos los movimientos voluntarios de la hemicara del mismo lado del hemisferio cerebral y del hemicuerpo del lado contrario. Además, el área motora primaria tiene conexiones con otra que se encuentra por delante de ella llamada área premotora (área 6 de Brodman) en la cual se almacenan los programas motores y las destrezas deportivas.


Figura 4. Corteza motora primaria humana.


Fuente: ROSENZWEIG, Mark; LEIMAN, Arnold y BREEDLOVE, S. Marc. Psicología biológica. Barcelona : Ariel Neurociencia, 2001. p. 407.


También se encuentran otras áreas responsables de movimientos específicos como son: las áreas de los movimientos oculares (áreas 8, 17, 18 y 19 de Brodman), de la producción del habla (área de Broca), de la destreza manual y de la rotación de la cabeza (ubicadas en la parte media del área premotora), estas en conjunto con el área premotora se conocen como áreas motoras suplementarias.


Figura 5. Áreas motoras en la corteza cerebral.



Fuente: GUYTON, Arthur y HALL, John E. Tratado de fisiología médica. 10 ed. México : Mc Graw Hill editores. 2003. p. 767.


La corteza cerebral se encarga de originar los movimientos voluntarios transmitirlos a los músculos a través de dos vías nerviosas: una que va de forma directa a la médula espinal y se conoce como vía cortico-medular o vía piramidal, y otra que hace sinapsis en los núcleos del tallo cerebral (núcleos reticulares, vestibulares y núcleo rojo), se conoce como vía extrapiramidal.


“La corteza dispone de una vía casi directa hasta las motoneuronas anteriores de la médula para algunos movimientos, que evitan otros centros motores del camino, en especial para el control de los movimientos finos de destreza de los dedos y de las manos”[8].


La vía piramidal se compone de fibras provenientes de la capa V de la corteza cerebral motora, las cuales tienen conexiones con el cuerpo estriado de los ganglios basales, la corteza homolateral (áreas secundarias), los núcleos talámicos y el tallo cerebral. Esta vía permite realizar movimientos voluntarios por su accionar sobre una estructura que se encuentra en la mitad del musculo conocida como unidad o placa motora, a la cual llega la motoneurona inferior y libera el neurotransmisor acetilcolina, la cual genera un cambio en todas las fibras musculares del músculo estimulado, ellas se contraen y generan el movimiento deseado. Simultáneamente la corteza cerebral inhibe los músculos antagonistas de los que se contraen para relajarlos.


Figura 6. Vía piramidal.


Fuente: GUYTON, Arthur y HALL, John E. Tratado de fisiología médica. 10 ed. México: Mc Graw Hill editores. 2003. p. 768.


Por lo tanto, todos los movimientos voluntarios realmente no se ejecutan de manera voluntaria, sino que nos permiten desarrollar actividades o acciones que deseamos, puesto que el proceso de coordinación perfecta de cada uno de ellos, es determinado de manera inconsciente por el sistema nervioso, para lo cual cuenta con dos mecanismos de control que se conocen como sistemas de control con bucle cerrado o dependiente de la retroalimentación, y con bucle abierto o de patrón pre establecido. El de bucle cerrado tiene que ver con movimientos que se ejecutan dependiendo de la información que llega al encéfalo proveniente de los receptores articulares, visuales o auditivos, como el parar cuando pita el juez de un partido, o el conducir de acuerdo a la situación, o detener la marcha por dolor. El de bucle abierto tiene que ver con movimientos aprendidos que no requieren de retroalimentación como ocurre con el lanzamiento de la pelota de beisbol o un paso de baile o el pedalear en bicicleta.


El ser humano nace con movimientos básicos para subsistir, se conocen como movimientos reflejos, respuestas simples a estímulos externos, muy estereotipadas y no aprendidas, dependen de los estímulos y de la necesidad de alimentarse principalmente. A medida que el niño crece, los reflejos se pueden volver acciones aprendidas y, con el tiempo, también puede aprender otras acciones motoras que no fueron reflejas inicialmente como hablar, caminar, correr y realizar actividad física deportiva, artística o cultural; para ello, según Paul Fitts[9], pionero en el estudio moderno del aprendizaje motor, el sistema nervioso cuenta con tres fases de aprendizaje de las destrezas motoras: una fase cognitiva, una fase asociativa y una fase automática.


En la adquisición de destrezas hay tres fases:
1. La fase cognitiva. Se desarrollan ideas sobre los distintos aspectos de la tarea y de los efectos de las acciones.
2. La fase asociativa. Se intentan soluciones de tipo ensayo y error y se definen estrategias eficaces.
3. La fase automática. Las acciones se realizan con poco reconocimiento consciente, y se reduce la variabilidad en la ejecución. En esta fase la conducta depende menos del feedback continuo, y ha llegado a tener una naturaleza más de bucle abierto[10].


Estas fases hacen que en la corteza cerebral se formen engramas, que corresponden a modelos motores aprendidos y almacenados en los núcleos de las neuronas de la corteza cerebral que permitirán, en el futuro, ejecutar movimientos a voluntad, estos son los llamados planes o programas motores. Se pueden almacenar en las áreas motoras y también en las áreas sensoriales. En las motoras se almacenan los movimientos más rápidos y en las sensoriales los más lentos. Para utilizar estos programas, siempre en cuestión de milisegundos, el sistema nervioso pasa por tres etapas: inicialmente, se toma la decisión del tipo de programa motor a ejecutar, luego se selecciona el programa y, finalmente, se lo ejecuta y controla para que el movimiento sea lo más preciso posible.


En la decisión participa la voluntad de la persona y el propósito del movimiento; ésta tiene su origen en la corteza cerebral y en ella las áreas suplementarias se encargan de la programación general de las diferentes subrutinas necesarias para la ejecución de los movimientos programados por el área motora primaria; el área premotora interviene en los movimientos intencionados, pero no relacionados con el pensamiento, está relacionada con los cambios de programas basados en la información sensitiva que le aporta el área parietal posterior y el área visual.


En la selección del programa se activan de forma adecuada cada uno de los músculos del movimiento a ejecutar, el área motora suplementaria interviene en la programación del movimiento, sobre todo, para el habla, la estabilización de la postura y la coordinación de los miembros; el área premotora participa en la programación del movimiento, sobre todo, de aquellos guiados por estímulos sensoriales externos. Además, interviene en la modulación de programas ya establecidos sobre la base de la información sensorial recibida del medio externo.


En la ejecución y control de los programas motores, una vez las áreas correspondientes deciden llevar a cabo un acto motor voluntario, envían de forma instantánea la información a los centros nerviosos de regulación o control de los mismos (ganglios basales y cerebelo), para que la información sea modificada y regresada a la corteza cerebral antes de llegar a las motoneuronas espinales para, luego, llegar a los músculos y realizar el movimiento programado.


Figura 6. Jerarquización del control del movimiento.



Fuente: ROSENZWEIG, Mark; LEIMAN, Arnold y BREEDLOVE, S. Marc. Psicología biológica. Barcelona: Ariel Neurociencia, 2001. p. 392.


En conclusión, los movimientos voluntarios requieren de información sensorial proveniente de las diferentes partes del cuerpo y del deseo o necesidad del ser humano de ejecutar una acción; para ello, el sistema nervioso coordina los centros responsables de los movimientos a través de una jerarquización que permite la ejecución perfecta de un movimiento específico. La medula espinal recibe la información sensorial y da una respuesta motora refleja acorde. En el tallo cerebral se originan las respuestas motoras subconscientes y tiene relación con el control postural. En el cerebelo se encuentra el control subconsciente de los movimientos y suaviza los movimientos originados en la corteza cerebral. En los ganglios basales se regula la intensidad de los movimientos originados en la corteza cerebral y evitan la producción de movimientos anormales. Y, en la corteza cerebral, se vuelven conscientes todas las sensaciones y se da origen a los movimientos voluntarios de acuerdo con la información recibida.

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[1] ROSENZWEIG, Mark; LEIMAN, Arnold y BREEDLOVE S. Marc. Psicología biológica. 1 ed. Barcelona : Ariel Neurociencia, 2001. p. 385.
[2] Ibid., p. 387.
[3] MOORE, Keith y DALLEY, Arthur. Anatomía con orientación clínica. 4 ed. Buenos Aires : Editorial Médica Panamericana. 2003. p. 15.
[4] Ibid., p. 15.
[5] ROSENZWEIG; LEIMAN y BREEDLOVE. Op.cit., p. 393.
[6] GUYTON, Arthur y HALL, John E. Tratado de fisiología médica. 10 ed. México : Mc Graw Hill editores, 2003. p. 765.
[7] ROSENZWEIG; LEIMAN y BREEDLOVE. Op.cit., p. 386.
[8] GUYTON y HALL. Op.cit., p. 765.
[9] FITTS, Paul. Citado por: ROSENZWEIG; LEIMAN y BREEDLOVE. Op.cit., p. 390.
[10] ROSENZWEIG; LEIMAN y BREEDLOVE. Op.cit., p. 390.


BIBLIOGRAFIA


GUYTON, Arthur y HALL, John E. Tratado de fisiología médica. 10 ed. México : Mc Graw Hill editores. 2003. p. 751-798.

MOORE, Keith y DALLEY, Arthur. Anatomía con orientación clínica. 4 ed. Buenos Aires : Editorial Médica Panamericana. 2003. p. 1-60.


ROSENZWEIG, Mark; LEIMAN, Arnold y BREEDLOVE S. Marc. Psicología biológica. 1 ed. Barcelona : Ariel Neurociencia, 2001. p. 385-426.

WILMORE, Jack H. y COSTILL, David L. Fisiología del esfuerzo y del deporte. 5 ed. Madrid : Editorial Paidotribo, 2004. p. 25-81.

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