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Contribuciones de la fuerza muscular a la carga del ligamento cruzado anterior

Revisión escrita por Dr Teddy Willsey info

Puntos clave

  1. Los isquiosurales parecen proteger contra la carga del ligamento cruzado anterior (ACL), mientras que los cuádriceps inducen la carga del ACL y la fuerza de cizallamiento anterior.
  2. El sóleo y el glúteo medio parecen proteger de la carga del ACL aplicando una fuerza de cizallamiento posterior a la tibia y manteniendo la rodilla en una alineación óptima, respectivamente.
  3. Las estrategias de movimiento son extremadamente variadas e individuales, y se desconoce si centrarse en entrenar músculos específicos reducirá la incidencia de desgarros del ACL.

ANTECEDENTES Y OBJETIVO

Los desgarros del ligamento cruzado anterior (ACL) son una de las lesiones de rodilla más comunes sufridas durante la práctica deportiva, y se caracterizan por una rehabilitación costosa y prolongada (1). Se han informado tasas de reincidencia de lesiones del ACL de hasta el 30 %, muchos atletas pierden varias temporadas competitivas debido a la rehabilitación de este tipo de lesiones (2). Las lesiones del ACL ocurren con mayor frecuencia durante tareas dinámicas sin contacto, poco después del contacto inicial, donde la rodilla experimenta altas cargas mecánicas, compresión, carga rápida en flexión y grandes grados de valgo y rotación.

Se cree que el entrenamiento efectivo de grupos musculares específicos y patrones de movimiento puede mitigar las cargas del ACL durante escenarios perjudiciales, protegiendo así al ACL de lesiones. Un requisito previo importante para los clínicos en la rehabilitación y el ejercicio preventivo comprender cómo los músculos individuales contribuyen a la carga del ACL.

Los autores buscaron resumir la evidencia existente sobre cómo los músculos específicos de las extremidades inferiores contribuyen a la carga del ACL.

Se han informado tasas de reincidencia de lesiones del ACL de hasta el 30%.
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Los isquiosurales, el sóleo y el glúteo medio tienen la mayor capacidad para oponerse a la carga del ACL.

MÉTODOS

  • Los autores incluyeron una variedad de estudios para su revisión narrativa.
  • En la investigación, existen 3 métodos principales para evaluar cómo la fuerza muscular puede contribuir a la carga del ACL: experimentos in vitro (o in situ) con cadáveres, experimentos in silico con simulación por computadora y experimentos in vivo con organismos vivos.
  • Cada método viene con distintas ventajas y limitaciones.

LIMITACIONES

  • Los experimentos in vitro a menudo aplican fuerzas estáticas utilizando robótica para manipular articulaciones cadavéricas. No tienen en cuenta la cinemática de cuerpo completo. Sin embargo, su clara ventaja es que pueden cargar el tejido hasta el fallo y cuantificar la resistencia final del tejido.
  • Los experimentos in silico utilizan datos recopilados de organismos sanos y modelos informáticos para simular fuerzas. Los resultados de estos estudios deben interpretarse con cautela, ya que estos métodos tienen poca validez y se basan en suposiciones e incertidumbres.
  • Los experimentos in vivo ofrecen opciones de carga más dinámicas, ya que la implantación quirúrgica de un transductor de reluctancia variable diferencial en las fibras del ACL puede cuantificar la tensión del ACL en el movimiento de la vida real. Los métodos menos invasivos, como la EMG y la fluoroscopia, proporcionan, en el mejor de los casos, una estimación aproximada. Los métodos in vivo solo pueden evaluar las cargas de lesión por debajo del umbral.
  • Por último, los datos que analizan los patrones de movimiento y la activación muscular carecen de generalización, ya que no tienen en cuenta la variabilidad individual.

RESULTADOS

Cuadríceps

  • El grupo muscular cuádriceps contribuye significativamente a la carga del ACL al producir una fuerza de cizallamiento anterior en la tibia.
  • Con una flexión de la rodilla <30-50 , el cuádriceps induce la mayor carga del ACL, lo que contribuye a la traslación anterior de la tibia, la rotación interna de la tibia, la rotación en valgo de la rodilla y el momento en valgo de la rodilla.
  • Con una flexión de la rodilla >80°, el cuádriceps ayuda a descargar el ACL debido al cambio del ángulo de tracción del tendón rotuliano en relación con el eje longitudinal de la tibia.
  • La mayoría de las lesiones del ACL ocurren con una flexión de la rodilla <70 , lo que hace que el cuádriceps sea un antagonista del ACL en el escenario de la lesión.

Isquiosurales

  • Los isquiosurales producen una fuerza de cizallamiento posterior en la tibia, trabajando para descargar el ACL más allá de los 20-30 grados de flexión.
  • Debido a la línea de acción y la pequeña ventaja mecánica, los isquiosurales no pueden producir una fuerte fuerza posterior cuando la rodilla está casi en extensión completa.
  • Los estudios in vitro e in silico demuestran cómo la activación de los isquiosurales puede reducir la tensión del ACL durante la co-contracción de los isquiosurales y los cuádriceps.
  • Se cree que el bíceps femoral proporciona la mayor descarga protectora del ACL de los 3 músculos isquiosurales.

Tríceps sural

  • El papel del gastrocnemio en la carga del ACL sigue sin ser concluyente, ya que muchos estudios han publicado resultados contradictorios.
  • El sóleo es un músculo de una sola articulación. Aunque no atraviesa la articulación de la rodilla, su influencia sobre el tobillo afecta directamente a la rodilla.
  • La tensión pasiva del sóleo en dorsiflexión resiste la traslación tibial anterior, y la activación del sóleo provoca la traslación posterior de la tibia.

Glúteos

  • Nuestra comprensión de la fuerza del músculo glúteo y su asociación con la carga de la articulación de la rodilla se limita a investigaciones in silico.
  • Los estudios de modelado han demostrado cómo la disminución de la fuerza del glúteo medio puede conducir a un aumento de los momentos en valgo de la rodilla y una mayor carga en el ACL.
  • Otros estudios de modelado han mostrado resultados no concluyentes en el mejor de los casos.

Consulte la Figura 1 para ver una ilustración visual de los vectores de fuerza que actúan sobre la articulación tibiofemoral desde diferentes grupos de músculos.

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IMPLICACIONES CLÍNICAS

Los isquiosurales, el sóleo y el glúteo medio parecen tener la mayor capacidad para oponerse a la carga del ACL, mientras que el cuádriceps y el gastrocnemio parecen tener la mayor capacidad para inducir la carga del ACL. Sin embargo, en un escenario de movimiento funcional, es difícil separar la contracción del sóleo de la del gastrocnemio e influir en la co-contracción de los isquiosurales y los cuádriceps. Esta información se puede aplicar más fácilmente en un entorno de rehabilitación controlado y es más útil para los clínicos que prescriben ejercicio en la etapa inicial o intermedia de la rehabilitación.

Las estrategias de tareas compensatorias adoptadas por organismos individuales durante el movimiento dinámico, incluidas las fuerzas de valgo, varo y rotación en la rodilla, son extremadamente variables e individuales. Estudiar el movimiento es útil para comprender mejor los posibles patrones y estrategias de la cadena cinética; sin embargo, los datos no pueden generalizarse ni aplicarse ampliamente. Debemos tomar lo que aprendemos de los estudios in silico e in vivo con pinzas, entendiendo que son simplemente una contribución más a un gran cuerpo de investigación sobre la variabilidad del movimiento. Los estudios in vitro son útiles para comprender la artrocinemática, sin embargo, tienen importantes inconvenientes.

A pesar de las limitaciones, la investigación futura continuará investigando la carga del ACL con la esperanza de aumentar nuestra comprensión de las lesiones del ACL y mejorar nuestras técnicas de prevención y tratamiento.

+Referencia del Estudio

Maniar N, Cole M, Bryant A, Opar D (2022) Muscle Force Contributions to Anterior Cruciate Ligament Loading. Sports medicine. Online ahead of print.

REFERENCIAS DE APOYO

  1. Majewski M, Susanne H, Klaus S. 2006. Epidemiology of athletic knee injuries: a 10-year study. Knee.
  2. Grindem, H., Snyder-Mackler, L., Moksnes, H., Engebretsen, L., & Risberg, M. A. 2016. Simple decision rules can reduce reinjury risk by 84% after ACL reconstruction: the Delaware-Oslo ACL cohort study. BJSM.