La influencia de la fuerza de los extensores de cadera y los extensores de la columna lumbar en la carga de la columna lumbar durante una sentadilla

Puntos clave

1. En este estudio, el aumento de la fuerza de los extensores de cadera y lumbares se asoció con momentos extensores lumbares más altos durante una sentadilla, lo que sugiere que los individuos más fuertes utilizan estos músculos de manera más eficaz.
2. Los individuos con extensores de cadera más débiles mostraron un aumento de la activación de los músculos paraespinales lumbares, potencialmente como una estrategia compensatoria para manejar las demandas de la sentadilla.
3. Contrariamente a las suposiciones previas, los individuos más débiles parecían modificar sus patrones de movimiento para reducir la carga de la columna lumbar en lugar de aumentarla.

ANTECEDENTES Y OBJETIVO

El patrón de movimiento de sentadilla una participación significativa de los extensores de cadera (glúteo máximo e isquiotibiales) y extensores lumbares (músculos paraespinales), que trabajan sinérgicamente para estabilizar y generar fuerza. Se ha teorizado durante mucho tiempo que la debilidad en estos grupos musculares aumenta la carga de la columna lumbar, potencialmente contribuyendo a un mayor riesgo de lesiones y patrones de movimiento ineficientes(1-3).

Los estudios sugieren que los individuos con extensores de cadera más débiles pueden experimentar un aumento de los momentos de la columna lumbar durante la sentadilla, lo que supone una mayor demanda para la musculatura espinal (4-5). Sin embargo, la relación exacta entre la fuerza de los extensores de cadera y lumbares y la demanda de la columna lumbar no se ha cuantificado completamente. Comprender estas relaciones es fundamental para refinar los protocolos de rehabilitación, optimizar los programas de entrenamiento de fuerza y mitigar los riesgos de lesiones asociados con la mecánica de sentadilla.

Este estudio tuvo como objetivo examinar la influencia de la fuerza de los extensores de cadera y los extensores de la columna lumbar en la carga de la columna lumbar durante una sentadilla.

La sentadilla es un movimiento fundamental tanto en las actividades diarias como en entornos ocupacionales, que a menudo requiere que los individuos manejen cargas sustanciales que ejercen estrés mecánico sobre la columna lumbar.

Fortalecer los extensores de cadera y lumbares puede mejorar la generación de fuerza durante las tareas de sentadilla mientras reduce la dependencia de patrones de movimiento compensatorios que pueden contribuir a lesiones.

MÉTODOS

Participantes: 27 mujeres sanas, de 18 a 40 años, participaron en el estudio. Los criterios de inclusión requerían que los participantes estuvieran libres de dolor en la parte baja de la espalda o en las extremidades inferiores durante al menos 12 meses. Los criterios de exclusión incluyeron embarazo, antecedentes de cirugía espinal o de extremidades inferiores, y falta de dominio del inglés.

Instrumentación:

• La fuerza de los extensores de cadera y lumbares se midió utilizando un dinamómetro motorizado.

• Los datos cinemáticos se recopilaron a través de un sistema de captura de movimiento de 16 cámaras.

• Las fuerzas de reacción del suelo se midieron utilizando placas de fuerza.

• La actividad electromiográfica (EMG) de los músculos paraespinales lumbares se registró utilizando electrodos de superficie.

Procedimientos: Los participantes realizaron pruebas de fuerza isométrica para los extensores de cadera y lumbares utilizando un dinamómetro motorizado para determinar su producción máxima de torque. Tras la evaluación de la fuerza, los participantes ejecutaron una sentadilla estandarizada mientras sus movimientos eran capturados mediante un sistema de análisis de movimiento. Se colocó una caja con peso equivalente al 40% de su peso corporal frente a ellos a una distancia estandarizada. Se les instruyó para levantar la caja utilizando una técnica de sentadilla sin entrenamiento adicional para asegurar patrones de movimiento naturales. Ver Video 1 para un ejemplo de esto.

TÉCNICA DE SENTADILLA

Análisis de Datos:

• Los momentos de la columna lumbar se calcularon utilizando ecuaciones de dinámica inversa.

• La actividad EMG se normalizó y analizó como un porcentaje de la contracción voluntaria máxima.

RESULTADOS

Fuerza de los Extensores Lumbares y Momentos Lumbares:

Se encontró una correlación positiva significativa (r = 0.498, p = 0.008) entre la fuerza de los extensores lumbares y los momentos extensores lumbares durante la sentadilla. Los extensores lumbares más fuertes generaron mayor fuerza, probablemente debido a un reclutamiento paraespinal más eficiente.

Fuerza de los Extensores de Cadera y Momentos Lumbares:

La fuerza de los extensores de cadera se asoció positivamente con los momentos de extensión lumbar (r = 0.382, p = 0.049). Los extensores de cadera más fuertes contribuyeron más eficazmente a la generación de fuerza, reduciendo la dependencia de mecanismos compensatorios.

Fuerza de los Extensores de Cadera y Activación Paraespinal Lumbar:

Se encontró una correlación negativa significativa (ρ = -0.382, p = 0.049) entre la fuerza de los extensores de cadera y la activación de los músculos paraespinales lumbares. Los extensores de cadera más débiles mostraron un aumento de la activación paraespinal lumbar, probablemente como una estrategia de estabilización compensatoria. En contraste, los extensores de cadera más fuertes distribuyeron las fuerzas de manera más eficiente, reduciendo el estrés lumbar.

LIMITACIONES

Los resultados del estudio actual deben interpretarse considerando varias limitaciones.

• Primero, los investigadores evaluaron una pequeña muestra de mujeres jóvenes, sanas, sin antecedentes recientes de dolor lumbar. Como tal, los resultados no pueden generalizarse a hombres, personas mayores o aquellos con síntomas lumbares.

• Segundo, el requisito de realizar una sentadilla puede haber limitado la capacidad de los participantes para compensar completamente la debilidad de los extensores de cadera y extensores lumbares. Es posible que permitir una estrategia de sentadillaautoseleccionada (es decir, cualquier variación de una sentadillainclinada o en cuclillas) podría haber resultado en un desenlace diferente.

• Finalmente, las cargas requeridas para la sentadillaeran relativamente bajas y cargas más altas podrían cambiar la estrategia de sentadilla.

IMPLICACIONES CLÍNICAS

Los individuos más fuertes exhibieron mayores momentos extensores lumbares durante la sentadilla en lugar de una reducción de la carga espinal. Esto sugiere que los individuos con niveles de fuerza más altos utilizan activamente sus extensores de cadera y lumbares para generar fuerza, mientras que aquellos con extensores más débiles parecen modular sus estrategias de movimiento para evitar una carga excesiva de la columna lumbar. Estos hallazgos desafían la suposición de que la debilidad en estos grupos musculares aumenta directamente el estrés lumbar. En cambio, los individuos más débiles parecen adoptar ajustes biomecánicos sutiles, potencialmente trasladando la carga a otros grupos musculares o alterando la postura para compensar la fuerza reducida. Esto se alinea con las observaciones en poblaciones con dolor lumbar, donde surgen adaptaciones de movimiento para limitar el estrés de la columna lumbar.

Dada la relación entre la fuerza y la carga lumbar, el entrenamiento progresivo de resistencia debería ser un componente fundamental de los programas de rehabilitación y rendimiento.

Fortalecer los extensores de cadera y lumbares puede mejorar la generación de fuerza durante las tareas de sentadilla mientras reduce la dependencia de patrones de movimiento compensatorios que pueden contribuir a lesiones.

Los clínicos deberían evaluar las estrategias de movimiento en individuos con fuerza reducida, ya que los mecanismos compensatorios como el aumento de la dependencia de la activación paraespinal lumbar pueden conducir a una fatiga excesiva y un mayor riesgo de lesiones. Identificar estos patrones tempranamente permite intervenciones dirigidas, incluyendo fortalecimiento y reentrenamiento del movimiento, optimizando la distribución de la carga y mitigando el estrés de la columna lumbar.

Para los individuos en riesgo de dolor lumbar, trabajadores manuales y deportistas que frecuentemente realizan tareas de sentadilla, asegurar niveles adecuados de fuerza puede ayudar a reducir la prevalencia de lesiones y mejorar la salud musculoesquelética a largo plazo. Además, incorporar escenarios de sentadilla realistas en los programas de rehabilitación y fuerza es esencial. Entrenar a los individuos en condiciones que imiten sus actividades diarias o demandas ocupacionales fomenta el desarrollo de estrategias de movimiento eficientes basadas en la fuerza.

+Referencia del Estudio

Patterson C, Lohman E, Asavasopon S, Dudley R, Gharibvand L, Powers C (2022) The influence of hip extensor and lumbar spine extensor strength on lumbar spine loading during a squat lift. J Electromyogr Kinesiol, 62, 102620.

REFERENCIAS DE APOYO

1. Puniello, M.S., McGibbon, C.A., Krebs, D.E., 2001. Lifting strategy and stability in strength-impaired elders. Spine (Phila Pa 1976) 26 (7), 731–737.
2. Hwang, S., Kim, Y., Kim, Y., 2009. Lower extremity joint kinetics and lumbar curvature during squat and stoop lifting. BMC Musculoskelet Disord. 10 (5), 1–15.
3. van Dieen, J.H., Hoozemans, M.J.M., Toussaint, H.M., 1999. Stoop or squat: a review of biomechanical studies on lifting technique. Clin. Biomech. (Bristol, Avon) 14 (10), 685–696.
4. Zhu, R., Niu, W.X., Zeng, Z.L., Tong, J.H., Zhen, Z.W., Zhou, S., Cheng, L.M., et al., 2017. The effects of muscle weakness on degenerative spondylolisthesis: A finite element study. Clin. Biomech. (Bristol, Avon) 41, 34-38
5. Hu, B., Ning, X., 2015. The Changes of Trunk Motion Rhythm and Spinal Loading During Trunk Flexion and Extension Motions Caused by Lumbar Muscle Fatigue. Ann. Biomed. Eng. 43 (9), 2112–2119.