Patrones de tensión in vivo en el tendón de Aquiles durante actividades dinámicas: un estudio completo de la literatura
- octubre 6, 2023
- 9:25 am
Patrones de tensión in vivo en el tendón de Aquiles durante actividades dinámicas: un estudio completo de la literatura. Las tensiones máximas medidas aumentaron del 4 % a más del 10 % desde las contracciones hasta caminar, correr y saltar, en ese orden.
In Vivo Strain Patterns in the Achilles Tendon During Dynamic Activities: A Comprehensive Survey of the Literature | Sports Medicine – Open | Full Text (springeropen.com)
Introducción
El tendón de
Aquiles (AT) es el tendón más grande del cuerpo humano. Es una
estructura mecánica pasiva clave que almacena, transmite y libera
energía para permitir movimientos dinámicos y de pie. Puede soportar
fuerzas de hasta 8 a 10 veces el peso corporal durante el sprint [1] y,
en consecuencia, quizás también sea uno de los tendones que se lesionan
con más frecuencia [2].
Las patologías más comunes son la tendinopatía y la rotura [3], que se originan casi exclusivamente por el ejercicio, a diferencia de una condición subyacente (2%) [3, 4]. Las tendinopatías se originan por sobrecarga crónica, mientras que las roturas suelen producirse tras un traumatismo agudo [5]. La tendinopatía se caracteriza por dolor e hinchazón que dificultan el movimiento [3] y que surgen de una sobrecarga excesiva debida a regímenes de entrenamiento extenuantes. La respuesta fisiológica de AT a la sobrecarga frecuente implica la degeneración del colágeno y la inflamación de la vaina [6]. La principal etiología de las roturas de AT, por otro lado, es una tensión aguda y elevada durante un movimiento brusco [4], con o sin cambios degenerativos previos. De hecho, algunos sitios de ruptura de AT muestran un suministro vascular deficiente o fibras de colágeno desorganizadas [7]. En ese caso, a menudo se piensa que un estilo de vida sedentario causa estos cambios [8]. Los trastornos de AT pueden ocurrir a lo largo de la vida, pero ambas lesiones son más prevalentes en atletas masculinos recreativos y competitivos de mediana edad [9]. Las tendinopatías representan alrededor del 60% de todos los trastornos relacionados con la TA [3] y a menudo se diagnostican, por ejemplo, en atletas de atletismo, tenis, voleibol y fútbol, extendiéndose hasta alrededor del 8% de la incidencia anual en corredores de alto nivel. [3, 10]. Aunque el perfil típico de paciente con ruptura de AT es el del “guerrero de fin de semana” de mediana edad, las rupturas también ocurren en el nivel de élite durante la gimnasia, el baloncesto o el fútbol americano [11]. La incidencia de lesiones por TA ha aumentado constantemente en las últimas décadas [3, 12] y actualmente afecta a 2 de cada 1.000 personas, lo que indica que las patologías de TA son un importante problema de salud social.
La recuperación de una rotura de AT puede llevar hasta un año o más y cuesta unos 14.000 dólares estadounidenses solo para los tratamientos quirúrgicos y conservadores [13]. Además, los pacientes que se recuperan de una rotura del AT y de tendinopatías frecuentemente experimentan una reducción permanente en el desempeño de la tarea funcional, específicamente una reducción en la altura de elevación del talón y el torque de flexión plantar [14-16], a menudo acompañada de una variedad de comorbilidades asociadas y una calidad de vida sustancialmente reducida. 17].
Para abordar estos problemas, una comprensión integral de la función mecánica in vivo del AT durante actividades dinámicas podría proporcionar información importante sobre la función fisiológica óptima del tejido, los efectos de los programas de entrenamiento [28, 29], la comprensión de los mecanismos de lesión y la mejora de la cirugía. Técnicas de reparación y protocolos de rehabilitación.
La tensión AT, el alargamiento
del tendón en relación con su longitud floja proporciona una métrica
cuantificable para investigar la función dinámica AT dentro de
poblaciones sanas y patológicas. La medición de la tensión del AT in
vivo permite comprender el papel del AT en la función de la unidad del
tendón del músculo tríceps sural (MTU) a través del almacenamiento,
liberación y disipación de energía. Las mediciones de tensión de AT in
vivo han ganado fuerza recientemente a medida que los métodos de
medición se han adaptado más a las actividades dinámicas. Aunque la
resonancia magnética ya se había utilizado para estudiar la tensión del
tejido, las galgas extensométricas, el ultrasonido y la captura de
movimiento, junto con el modelado, han ganado terreno como herramientas
para acceder a la tensión in vivo. El estudio del comportamiento global
de AT ha permitido obtener importantes conocimientos sobre la función de
MTU in vivo, y el conocimiento de los patrones de tensión y fuerza de
AT ha ayudado a establecer condiciones límite para modelar o guiar
experimentos ex vivo [18]. El estudio del comportamiento de la AT
también permite estimar el almacenamiento y liberación de energía
durante el movimiento y la absorción de energía durante el aterrizaje
[31], que son intereses clave en la ciencia del deporte. Dado que se
cree que la carga y las tensiones del AT son mayores durante el salto y
el aterrizaje, estas actividades presentan un alto riesgo de ruptura del
AT.
Los estudios anatómicos han demostrado que el AT se compone de
tres subtendones giratorios que se originan en los gastrocnemios y el
sóleo y que exhiben patrones de tensión no uniformes [19]. Si bien las
definiciones anatómicas de estas estructuras siguen siendo diversas,
comprender sus tensiones locales de AT durante actividades dinámicas
podría tener grandes implicaciones. En primer lugar, se sabe que se
producen diferencias en la uniformidad de la deformación espacial de AT
entre poblaciones sanas y patológicas [20], donde la caracterización de
los patrones de deformación locales podría ayudar a rastrear cómo la
función de MTU se adapta a la patología. Además, en el caso de roturas
AT, el desgarro casi siempre se produce en el mismo lugar, de dos a
cuatro centímetros por encima de la inserción del calcáneo [21]. Aquí,
se plantea la hipótesis de que las malas alineaciones del calcáneo valgo
y varo son factores que contribuyen a la ruptura durante la carrera, ya
que podrían inducir una carga de corte adicional (fuerzas ortogonales
al eje largo de la estructura) en las fibras AT [3]. Dado que la
magnitud de la deformación y la velocidad de deformación (qué tan rápido
se estira el tendón) son dos predictores conocidos de falla del tendón
[22], caracterizar los patrones de deformación local de AT in vivo
podría arrojar luz sobre sus mecanismos de lesión asociados. Finalmente,
se ha demostrado que la tensión aplicada a los tendones in vitro da
como resultado la adaptación del colágeno [23] y la remodelación del
tejido. De hecho, un rango de tensión aplicado de alrededor del 6% ha
dado lugar a adaptaciones anabólicas del colágeno in vitro en ratas
[24]. De manera similar, en humanos, el entrenamiento de flexión plantar
in vivo con una magnitud de deformación del 5% mostró un aumento en la
rigidez del AT [25], pero no se comprende completamente hasta qué punto
dicha adaptación promueve la cascada de procesos de curación [26]. Por
lo tanto, el conocimiento de las relaciones entre los patrones de
tensión globales y locales podría mejorar nuestra comprensión de la
remodelación anabólica en sitios específicos lesionados por AT. Sin
embargo, medir patrones de tensión no uniformes en humanos durante
actividades in vivo sigue siendo un desafío debido a las limitaciones
inherentes de los métodos de medición y la compleja arquitectura de AT.
Si bien la caracterización de los patrones de deformación globales y
locales de la AT tiene un gran potencial fundamental y aplicado,
identificar dónde las fuentes de error influyen en los resultados de la
deformación es de vital importancia.
Por lo tanto, este estudio se
basa en resúmenes anteriores de la función del tejido AT [27, 28] para
revisar las mediciones in vivo de la AT humana sana para proporcionar el
estado actual del conocimiento sobre los patrones de elongación
funcional durante las actividades dinámicas. Por lo tanto, nuestro
objetivo es (1) unificar las definiciones anatómicas de las
subestructuras de AT para proporcionar un consenso común, (2) revisar
los valores máximos y sus rangos, así como la variabilidad temporal y
espacial en los patrones de tensión de AT durante las actividades
funcionales. y (3) proporcionan una descripción general de los factores
clave que gobiernan las cepas de AT. Basándonos en nuestro estudio
exhaustivo de la literatura, proporcionamos mejores prácticas para
mejorar la calidad de las mediciones de tensión AT.
Las lesiones del tendón de Aquiles (AT), como roturas y tendinopatías, han experimentado un aumento espectacular en la población de mediana y mayor edad. Dado que la AT desempeña un papel clave en todas las etapas de la locomoción, la rehabilitación fallida después de una lesión a menudo conduce a consecuencias perjudiciales para la salud a largo plazo. Comprender las distensiones saludables in vivo, así como las complejas interacciones entre las unidades músculo-tendinosas, mejorará el acceso a la etiología subyacente de las lesiones y cómo su funcionalidad puede restaurarse eficazmente después de la lesión. Los objetivos de este estudio de la literatura con una búsqueda sistemática fueron proporcionar un punto de referencia de cepas de AT saludables medidas in vivo durante actividades funcionales e identificar las fuentes de variabilidad observadas en los resultados. Se realizaron búsquedas en dos bases de datos y se incluyeron todos los artículos que proporcionaban deformaciones máximas medidas in vivo o el cambio en la deformación con respecto al tiempo. En total, en esta revisión se incluyeron 107 artículos que informaban sobre sujetos mayores de 18 años sin lesión previa de AT y medidos mientras realizaban actividades funcionales como contracciones voluntarias, caminar, correr, saltar o aterrizar con salto. En general, las definiciones anatómicas poco claras de las estructuras del subtendón y la aponeurosis han generado una considerable confusión en la literatura. La resonancia magnética, la ecografía y la captura de movimiento fueron los enfoques predominantes, a veces combinados con modelos. Las tensiones máximas medidas aumentaron del 4% a más del 10% desde las contracciones hasta caminar, correr y saltar, en ese orden. Es importante destacar que las deformaciones de AT medidas dependieron en gran medida de la ubicación de la medición, el método de medición, el protocolo de medición, la geometría de AT individual y las propiedades mecánicas, así como de la cinemática instantánea y la cinética de la actividad estudiada. A través de una revisión exhaustiva de enfoques y resultados, este estudio de la literatura converge hacia una terminología unificada de las estructuras y sus características subyacentes comunes y presenta el estado del conocimiento sobre sus patrones de deformación funcionales.
Puntos clave
Esta revisión
integral identifica las inconsistencias de las definiciones anatómicas
de las subestructuras del tendón de Aquiles y proporciona pautas para
estandarizar definiciones y mediciones.
Los 107 artículos incluidos han estudiado principalmente las contracciones voluntarias como actividad y la estructura del subtendón del gastrocnemio medial, pero las tensiones en las otras subestructuras y durante las actividades funcionales siguen siendo menos claras.
Fundamentalmente, demostramos que la amplia gama de resultados de deformación se origina en definiciones anatómicas, métodos de medición y condiciones de carga específicas de la actividad poco claros.
Adam NC, Smith CR, Herzog W, Amis AA, Arampatzis A, Taylor WR. In Vivo Strain Patterns in the Achilles Tendon During Dynamic Activities: A Comprehensive Survey of the Literature. Sports Med Open. 2023 Jul 19;9(1):60. doi: 10.1186/s40798-023-00604-5. PMID: 37466866; PMCID: PMC10356630.
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