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1.     Introducción

    La Biomecánica es una disciplina que se perfila en la última década como una alternativa provista de rigor científico para interpretar y explicar el comportamiento motriz de los sistemas biológicos. Particularmente, el movimiento corporal humano, que ha sido mirado parcialmente por la Biología, la Anatomía y la Fisiología, encuentra en la Biomecánica un hilo conductor entre la estructura del sistema osteomuscular y sus funciones.

    El cuerpo humano es una estructura dinámica que ocupa un lugar en el espacio, sus respuestas motrices son el resultado de su confrontación con las fuerzas del entorno. Estas interacciones condicionan versátiles mecanismos de adaptación que le permiten mantener un equilibrio bio-psico-social.

    Se discuten en este artículo diferentes argumentos que contrastan beneficios y desventajas cuando se somete el hueso en crecimiento a cargas de diferentes tipos. Particularmente se analizan diferentes hipótesis y teorías sobre las respuestas del hueso en desarrollo ante las fuerzas exógenas de compresión.

2.     Desarrollo

    Para analizar la posibilidad de someter a individuos en edad de crecimiento al trabajo con cargas y los efectos que sobre el hueso puede tener el mismo, se requiere el abordaje integral de los conceptos biomecánicos aplicados a los contextos morfo-funcionales del movimiento corporal humano. El hueso se adapta a las demandas mecánicas impuestas sobre él (Nordin & Frankel, 2004), pudiendo alterar sus propiedades y configuración. Para comprender las propiedades mecánicas del hueso, debemos explorar primero las características estructurales de su composición. El hueso es un material bifásico compuesto en un 75% por una parte inorgánica de tipo mineral donde predomina el calcio en diferentes presentaciones, una de las cuales, el fosfato cálcico cristalizado es el responsable de su consistencia dura, rigidez y resistencia a la compresión. El otro 25% corresponde a la parte orgánica de tipo protéico donde predomina el colágeno, responsable de su resistencia a la tracción.

    La apariencia macroscópica evidencia dos tipos de hueso: el cortical o compacto y el esponjoso o trabecular. El hueso cortical tiene alta densidad mientras que el hueso trabecular presenta una densidad variable en amplio rango.

    El examen microscópico evidencia dos tipos de hueso: el tejido que es inmaduro (no laminar, reticular, fibroso) y el laminado que es más maduro (Salter, 1986).

    El hueso tejido se encuentra entre otros, en la región metafisiaria de los huesos en crecimiento, y dada su inmadurez, no posee la mineralización suficiente para tolerar las cargas compresivas aplicadas sobre el, generando posibles bloqueos del crecimiento, enlentecimientos y/o deformaciones óseas, obedeciendo a la Ley de Delpech. En cambio, las tracciones que no excedan los límites de flexibilidad del hueso en las zonas cartilaginosas de los discos epifisiarios, pueden favorecer su adecuado crecimiento.

    De otra parte, la unidad estructural fundamental del hueso es el osteón o sistema de Havers, constituído por una serie concéntrica de laminillas mineralizadas rodeando un canal central denominado conducto de Havers que contiene vasos sanguíneos y fibras nerviosas. Cada laminilla contiene lagunas, y cada laguna contiene un osteocito (la célula ósea madura). Las lagunas de láminas adyacentes se comunican por canalículos hasta conectar el canal de Havers. Los procesos celulares llegan hasta los canalículos permitiendo la nutrición de los osteocitos. Entre las láminas discurren abundantes fibras de colágeno, pero estas, al igual que los canalículos, no sobrepasan la línea de cemento que rodea la periferia del osteón. Esta es la razón del incremento de la resistencia del hueso a la solicitación mecánica y explica la mayor fragilidad de la línea de cemento dentro de la microestructura ósea.

    En los huesos en crecimiento encontramos gran cantidad de fibras de colágeno entrelazadas longitudinalmente entre las laminillas pobremente mineralizadas, situación que explica la cesión del hueso como resultado de la aplicación de compresiones excesivas que producen agrietamiento de los osteones (Nordin & Frankel, 2004). En cambio, al aplicar sobre los huesos fuerzas tensiles excesivas, ceden por la desunión de los osteones en las líneas de cemento generando microfracturas.

    Además, las compresiones excesivas pueden precipitar de manera precoz la confluencia de las cavidades medulares epifisiaria y diafisiaria, haciendo desaparecer el disco de crecimiento, fenómeno conocido como cierre epifisiario, donde el crecimiento óseo se ha completado dejando como vestigio la línea epifisiaria y el único cartílago que queda es el hialino de las superficies articulares del hueso (Ross & Pawlina, 2007).

    Desde el punto de vista morfo-fisiológico (estructura y función), encontramos algunas explicaciones válidas en la Ciencia de Resistencia de Materiales (específicamnente en Biomateriales), que considera los huesos largos similares a columnas (Gonzalez, 1974), que no fallan, en general, porque se aplasten bajo la presión que soporten, más bien lo hacen porque las fuerzas aplicadas sobre ellas no están simétricamente distribuidas o perfectamente centradas, generando un fenómeno de pandeo donde se combinan fuerzas de tracción y compresión que pueden exceder la resistencia del hueso. El efecto de estas fuerzas externas debe atenuarse por medio de “capiteles” o “basamentos”, que en los huesos largos se denominan “epífisis” en contraposición a la “diáfisis”. En los huesos en crecimiento, el papel de la epífisis resulta crucial, el tejido trabecular dispuesto en trayectorias específicas para soportar la compresión y la tracción, constituyen un mecanismo efectivo para impedir el fenómeno de pandeo, y en consecuencia, protege a los discos de crecimiento del retardo y el bloqueo. Además, al ser el hueso largo un cilindro hueco, desde la epífisis se proyectan vigas resistentes que ayudan a preservar la integridad de la diáfisis obteniendo una mayor resistencia. El objetivo primordial de la epífisis, es entonces dirigir las fuerzas a lo largo del eje diafisiario (Jou, Llebot, Pérez, 1994), de tal forma que la resultante de las fuerzas que actúan sobre el hueso se centralice en una sola dirección, garantizando una mejor absorción energética y finalmente, preservando la integridad ósea, muscular y articular.

    Nos atrevemos también a explorar un argumento biomatemático utilizando la relación existente entre las variables esfuerzo y deformación unitaria. Al someter el hueso a la aplicación de fuerzas externas y examinar su comportamiento bajo carga, podemos entender funcionalmente, sus propiedades mecánicas tan importantes como fuerza y rigidez. Los efectos de una carga sobre un hueso pueden ser una deformación o un cambio en sus dimensiones estructurales. Estos resultados pueden ser graficados en un sistema de coordenadas donde el eje de las abscisas representa la deformación unitaria, y el eje de las ordenadas representa el esfuerzo o solicitación , así la curva obtenida nos permite analizar el esfuerzo o solicitación en función de la deformación unitaria. El esfuerzo se define como la fuerza que representa una determinada carga por unidad de área , y la deformación unitaria

se define como la relación entre la deformación alcanzada con respecto a la longitud original , en el caso de una deformación lineal.

 

    La gráfica No.1 presenta varias zonas que son importantes para nuestro análisis del comportamiento óseo en personas en edad de crecimiento. En la zona elástica cada esfuerzo aplicado sobre el hueso produce una deformación unitaria, de tal forma que ambas variables son directamente proporcionales y su relación exhibe un comportamiento lineal. Dentro de esta zona, desde el origen del sistema coordenado (0,0) hasta el punto de límite elástico o punto de deformación , cuando se deja de aplicar el esfuerzo, es decir, cuando se produce la descarga, el hueso recupera su forma original, y decimos que se trata de una deformación elástica que se caracteriza por ser transitoria. Matemáticamente, este comportamiento elástico se puede expresar mediante el módulo de Young que es la pendiente del segmento rectilíneo que refleja la rigidez del material. Así, un segmento más inclinado indica un mayor 

valor de la pendiente y por tanto una mayor rigidez, y si se quiere, una menor flexibilidad. Un material más rígido que otro, requiere un mayor esfuerzo para conseguir la misma deformación unitaria.

    Cuando el esfuerzo aplicado supera el esfuerzo de deformación, decimos que la estructura está en la zona plástica, en la que al suspender el esfuerzo se produce una deformación residual permanente, hasta llegar finalmente al punto de colapso donde se produce la fractura.

    Cuando un material exhibe un comportamiento linealmente elástico, pero luego presenta una larga región plástica, se dice que es dúctil y se deforma extensamente antes del colapso. En este caso, al unir los fragmentos, el material no recupera su forma original.

Gráfica 1

    En cambio, cuando un material exhibe un comportamiento linealmente elástico pero se colapsa abruptamente con una pequeña deformación (falta la zona plástica o es muy pequeña), se dice que es un material vidriado (Nordin & Frankel, 2004). En este caso, al unir los fragmentos, el material recupera su forma original.

    He aquí el argumento que necesitabamos: experimentalmente en cadáveres frescos, se ha demostrado que los huesos más jóvenes, específicamente aquellos en período de crecimiento, presentan un comportamiento más dúctil que vidriado, lo que hace que al ser sometidos a cargas compresivas que superen el punto de deformación elástica, ocurran deslizamientos epifisiarios como deformaciones permanentes en los cartílagos de crecimiento que inhiben y/o retardan el crecimiento óseo. Este punto es de la mayor trascendencia, ya que la lámina epifisiaria es una estructura cartilaginosa, altamente especializada, a través de la cual se produce el crecimiento longitudinal del hueso, por lo que requiere una estructura intacta, una irrigación normal y presiones intermitentes asociadas con la actividad física normal. La lámina epifisiaria puede reaccionar en forma limitada ante las agresiones generadas por diferentes tipos de cargas que exceden su resistencia: aumento del crecimiento, disminución del crecimiento o crecimiento torsional. Una lesión de la lámina epifisiaria secundaria a cargas excesivas, puede hacer que deje de crecer parte o la totalidad de la misma. La hiperemia prolongada produce un aumento del aporte de nutrientes y oxígeno que estimula el crecimiento, mientras que la isquemia relativa produce una disminución del aporte retardando el crecimiento. En caso de una isquemia completa de la epífisis, se produce una necrosis (muerte tisular) de la lámina adherida y, por tanto, el cese completo del crecimiento. Tanto una excesiva presión continua sobre la lámina epifisiaria, como una disminución de la presión intermitente normal (ante la ausencia importante de cargas externas) retrasan el crecimiento. Si se produce estimulación o retraso de una parte de lámina epifisiaria mientras que en el resto continúa el crecimiento normal, éste se hace irregular y el hueso desarrolla una deformidad progresiva por angulación durante el crecimiento posterior.

    El concepto general de fatiga ósea es fundamental para comprender la vulnerabilidad del hueso. Un hueso se fractura cuando la carga aplicada sobre él excede sus límites de flexibilidad, lo que equivale a sobrepasar su capacidad de deformación o, simplemente, superar su resistencia. Sin embargo, el hueso también puede fracturarse con una carga inferior a su resistencia si ésta es aplicada de una forma repetitiva. Este tipo de fractura se conoce como “fractura por fatiga” y, en la medida en que el número de repeticiones de carga con determinada frecuencia aumenta, disminuye la magnitud necesaria de ésta para producirla. En ensayos en vitro se ha comprobado que el hueso se fatiga rápidamente cuando la carga aplicada se acerca al punto de colapso o rotura, lo que explica la alta incidencia de fractura por sobrecarga en deportistas, por la solicitación mayor del aparato locomotor respecto a la población general (Viladot, et al. 2001). Resulta claro que la sobrecarga con un aumento en el número de series y repeticiones aumentan la vulnerabilidad de los huesos en todas las edades.

    Estas consideraciones resultan ser muy generales para todos los huesos en crecimiento, pero el deslizamiento de la epífisis superior del fémur reviste particular interés. La epífisis proximal del fémur posee un cuello largo que relaciona dos bloques esponjosos: la cabeza femoral y el bloque trocantéreo. Las cargas que inciden sobre la cabeza femoral, provocan un proceso de asimilación, distribución y traslado de vectores resultantes en la longitud del cuello, hasta la formación esponjosa del bloque trocantéreo. Las fuerzas que inciden sobre la cabeza son compresivas producidas principalmente por el peso corporal y, las fuerzas que inciden sobre el bloque, son de tracción producidas por la acción muscular (Hernández, 1991).

    La articulación de la cadera está sujeta probablemente a mayores fuerzas físicas que otras articulaciones, además, la placa epifisiaria femoral superior está colocada oblicuamente en relación con el eje diafisiario femoral, y por consiguiente, está sometida a fuerzas tangenciales de cizalladura. Así, en presencia de una debilidad general o localizada de la placa epifisiaria, y bajo la acción de cargas compresivas, tensiles, pandeos y cizallas, la epífisis femoral superior está muy propensa a deslizarse del cuello del fémur a través de la placa debilitada.

    Tomar (2008) mediante microfotografías utilizando un procedimiento reciente de Métodos de Elementos Finitos de Cohesión (CFEM), estudió los efectos de las fuerzas de tracción y compresión trabajando experimentalmente en huesos fémur de ovinos. Encontró que las cargas de tracción que exceden los límites de flexibilidad del hueso, producen una daño localizado en una trabécula, evento al que le sigue inmediatamente un daño de toda la microestructura trabecular; en cambio, después de aplicar cargas de compresión que exceden los límites de flexibilidad del hueso, no sucede inmediatamente un daño de la microestructura trabecular posterior al daño de una sola trabécula. Sus trabajos apoyan la hipótesis de que la disposición estructural y la composición jerárquica del hueso, contribuyen en buena parte a las propiedades de resistencia ósea a la fractura. Sus hallazgos son coherentes con la teoría de la mayor resistencia ósea a la compresión debido al mayor componente inorgánico con predominio de minerales y, la menor resistencia ósea a la tracción debido al menor componente orgánico con predominio protéico. No obstante, la mayoría de herramientas utilizadas hasta ahora para evaluar las propiedades mecánicas de los huesos y determinar predictivamente los riesgos de lesión, se basan en el estudio de su fase inorgánica, privilegiando su componente mineral. Actualmente, Estudios realizados por el método de Absorciometría de Rayos X (DXA) (Wynnyckyj, et al. 2008), permite evaluar las propiedades mecánicas del hueso (densidad, flexibilidad, elasticidad, resistencia, etc.) basándose en el estudio de su fase orgánica, específicamente en el comportamiento del colágeno, encontrando que su degradación, más que su eliminación, constituye una factor importante en la disminución de su resistencia y por ende, en su mayor vulnerabilidad.

    Es bien conocido que el hueso aumenta en longitud conforme la placa epifisiaria deposita hueso nuevo en el extremo de la diáfisis, y la anchura de dicha placa es proporcional a la velocidad de crecimiento. El crecimiento lineal del hueso puede producirse durante todo el tiempo que las epífisis estén separadas de la diáfisis del hueso, pero este crecimiento se detiene después de que estas se unen, proceso llamado cierre epifisiario. En los huesos en crecimiento, la aplicación de cargas no muy intensas pero en forma repetitiva, así como de cargas intensas con pocas repeticiones, pueden no solo precipitar el cierre epifisiario deteniendo el crecimiento, sino también, generar fatiga ósea que exceda el esfuerzo último del hueso o punto de colapso, tras el cual se produce la fractura.

    Garrison et al. (2008) estudiaron la relación entre los efectos sobre la dureza debidos al daño provocado por carga compresiva sobre el eje diafisiario de hueso trabecular de bovinos, y los efectos producidos por la densidad y la arquitectura ósea. Encontraron que las variaciones normales en la dureza debidas a la densidad y arquitectura, predominaron sobre los cambios inducidos por compresión. Concluyeron que la autolimitación de la naturaleza de las microfracturas en el hueso trabecular, pueden inhibir la propagación de esas microfracturas para producir macrofracturas, limitando así el daño en la dureza. Este trabajo permite hacer un análisis comparativo, por el cual el hueso humano en crecimiento con una densidad mineral baja y una arquitectura trabecular incipiente, no tendrá la capacidad de soportar cargas compresivas altas sobre su eje diafisiario, no solo por las lesiones que se pudieran generar, sino tambien por las potenciales deformaciones e inhibición de los discos de crecimiento óseo.

    Otro argumento interesante parte del análisis de las condiciones óseas a la vez rígidas y elásticas, de su capacidad de soportar fuerzas de tensión y compresión y sostener cargas estáticas y dinámicas equivalentes a varias veces el peso corporal. La arquitectura ósea refleja la admirable construcción de los huesos para combinar resistencia, elasticidad y poco peso, propiedades que pueden ser modificadas por determinadas condiciones mecánicas. La estructura del hueso reticulado que predomina sobre el cortical en las personas en edad de crecimiento, se interpreta frecuentemente según la teoría de las trayectorias o Ley de Wolff, según la cual, las trabéculas siguen las líneas de fuerza máxima interna, lo que les permite adaptarse a los esfuerzos y tracciones a que es sometido el hueso. Algunas trabéculas resisten las tracciones mientras otras resisten las compresiones, cada cambio en la forma o la función del hueso, produce alteraciones en su arquitectura trabecular y en su forma externa, situación que puede interpretarse bajo leyes matemáticas. Esta teoría expone que las fuerzas de tensión son la causa del crecimiento óseo, al tiempo que las fuerzas de compresión determinan su atrofia.

    Pero esto no es completamente cierto. Aunque el hueso inmaduro evidencia una mayor resistencia y rigidez a la tracción, y por tanto es más vulnerable a la compresión, se ha encontrado que en condiciones especiales, uno o ambos tipos de fuerza, pueden estimular el crecimiento óseo o inhibirlo o retardarlo. En general, el hueso tiene propiedades anisotrópicas (Viladot, et al. 2001), es decir, presenta un comportamiento físico diferente dependiendo de la dirección de las fuerzas aplicadas sobre él. En el hueso inmaduro las fibras de colágeno mineralizadas no presentan paralelismo, en estas formaciones de tejido óseo jóven el calibre de las fibras es grueso y muy irregular separadas entre sí por la sustancia intercelular poco mineralizada, lo que lo hace particularmente vulnerable a las fuerzas compresivas. Luego, en la medida del desarrollo y la actividad, los fascículos se hacen más apretados y disminuyen las posibilidades elásticas entre las fibras, a medida que se incrementa la mineralización y se cambia la orientación de las mismas para aumentar la resistencia a la compresión.

    Teniendo en cuenta que el conjunto trabecular esponjoso durante el crecimiento predomina sobre el conjunto compacto, puede descomponer los esfuerzos por asimilación y distribución superando la capacidad de traslación. Bajo este principio, las fuerzas que inciden sobre la esponjosa se distribuyen llevando consigo un proceso de asimilación, dando como resultado fuerzas muy inferiores en magnitud a las incidentes, orientadas por las trayectorias en dirección a la diáfisis. Así se protege de las fuerzas compresivas propias del peso corporal y soporta mejor las tracciones propias de las contracciones musculares necesarias para generar el movimiento, función que constituye el factor estimulante primordial en el crecimiento del hueso (Ross & Pawlina, 2007).

    Utilizando propagación de ondas ultrasónicas en una muestra de tejido cortical de fémur humano adulto, Espinoza, et al. (2008) encontraron evidencias de que las magnitudes de las constantes elásticas disminuye desde el centro de la diáfisis hacia las epífisis, pero el coeficiente de anisotropía elástica en sentido longitudinal y radial muestran la tendencia opuesta, demostrando una falta de homogeneidad tisular en la cortical ósea longitudinalmente, lo que se correlaciona con la densidad aparente de los tejidos en las diferentes zonas. Resulta razonable pensar que, una menor capacidad de retorno a la forma original de las epífisis, después la aplicación de fuerzas deformantes multidireccionales en huesos en período de crecimiento, generan variaciones en las propiedades mecanobiológicas del tejido afectando su homeostásis e integridad funcional.

    También debemos tener presente que la mayoría de los huesos presentan osificación indirecta, es decir se construye a partir de un molde previo de cartílago que posteriormente se disuelve y es sustituído por tejido óseo. Particularmente, los huesos largos presentan varios centros de osificación, pero no todo el cartílago de dichos centros se osifica, pues algunas zonas del mismo persisten como tales, como en el caso del cartílago articular y del metafisiario que se osifica aproximadamente a los 20 años cuando ha finalizado el proceso de crecimiento. Estos cartílagos de crecimiento pueden resultar afectados por desarreglos hormonales o como se ha dicho por una sobrecarga del esqueleto en la época del crecimiento, pues el hueso crece muy de prisa durante los primeros años de vida y, como es un tejido que se adapta a las necesidades locales y sistémicas del organismo, su conformación va variando para permitir el crecimiento de los demás órganos. De este modo, siempre que un tejido blando compita con el óseo por el mismo espacio, será el hueso el que ceda sitio, siempre y cuando disponga del tiempo suficiente para adaptarse. De aquí se deriva que una hipertrofia muscular excesiva en pleno proceso de crecimiento, pueda conducir a una detención del crecimiento óseo por la calcificación precoz del cartílago de crecimiento (Guillén & Linares, 2002).

    Cuando los músculos se contraen, actúan oponiéndose a la fuerza de presión a la que está sometido el hueso en caso de sobrecarga. Por ello, la contracción de los músculos que actúan como faja de tracción origina un alivio de los huesos y contribuye, en la época de crecimiento, a la configuración definitiva de la forma del hueso; por esta razón la capacidad de carga de un hueso no se modifica con las distintas posiciones y los diversos movimientos del mismo. Así, un aumento de la carga dentro de los límites fisiológicos puede soportarse perfectamente por el sistema de seguridad con el que se construyó el hueso. Además, con la carga dinámica las fuerzas son atenuadas en parte por los músculos, que se distienden a modo de fuelles y frenan el choque.

    Diferentes trabajos (Haywood, 1993; Malina et al., 1991; Beunen et al., 1988) apoyan la tesis de que desarrollo de la fuerza en personas en período de crecimiento, evoluciona paralelamente con el desarrollo corporal de los mismos, hasta el punto de llegar a generar en el adulto una fuerza muscular de 5 a 10 kgf por cada centímetro cuadrado de sección transversal de músculo (García Manso, et al. 2003). Pero en muchos textos se exponen aún resultados de trabajos anteriores de otros autores (Luttgens & Wells, 1985) quienes sostienen que la fuerza máxima que puede ejercer un músculo, depende del área de su sección transversal, pero en el hombre es de unos 3 a 4 kgf por cada centímetro cuadrado, lo que significa que para producir una fuerza muscular de 60 kgf se necesita un músculo con una sección transversal de 15 a 20 cm2. En la tabla No.1 se presenta el desarrollo comparativo por género de varios parámetros de desarrollo corporal:

Tabla 2. Desarrollo corporal y fuerza por género y edad

Sexo	♀	♂
Pico crecimiento Estatura: 2 (años)	12	14
Pico crecimiento Peso: 3 (años)	12.5	14.5
Pico ganancia Fuerza: 4 (años)	13	15
Pico masa muscular: 5 (años)	16 - 20	18 - 25
Pico fuerza máxima: 6 (años)	20	25

 

Gráfica 2. Desarrollo corporal y fuerza por género y edad

    Tanto en la tabla como en el gráfico se plasman los valores promedio que corresponden a un desarrollo natural de los diferentes parámetros, donde claramente, la fuerza mejora paralelamente con el aumento de la masa muscular con la edad, logrando las mujeres un desarrollo más temprano de los diferentes sistemas orgánicos señalados, pero los valores absolutos de los parámetros (no expresados), tales como masa ósea, muscular y fuerza máxima son relativamente mayores en varones que en mujeres. Tal incremento puede ser mayor dependiendo del tipo de ejercicio, la dieta y el uso de sustancias anabolizantes, entre otras.

    Aclaramos que el pico de fuerza máxima descrito se refiere a la edad en la cual el cuerpo humano adquiere su mayor capacidad de expresión de fuerza muscular en las condiciones naturales de su desarrollo, es decir, la capacidad límite para generar fuerza de modo voluntario. No debe confundirse con el desarrollo de la fuerza máxima para ejecutar determinadas actividades deportivas (pesas, máquinas, etc) a una intensidad del 90 al 98% de la máxima capacidad muscular, lo cual queda restringido para atletas con años de entrenamiento, ya que existe un alto riesgo de lesiones musculares y óseas en personas jóvenes en las que el sistema osteomuscular es aún inmaduro para soportar intensidades máximas.

    Actualmente se considera que la propiedad crítica del hueso no es tanto su peso como su resistencia, y que el control de la resistencia ósea se ejerce principalmente a través del efecto de las cargas mecánicas que inciden sobre el hueso. La contracción muscular representa la carga fisiológica más importante sobre el hueso y, en consecuencia, la estabilidad del hueso debe adaptarse a la fuerza muscular (la unidad funcional músculo-hueso). Las sugerencias y recomendaciones descritas esbozan un concepto nuevo: la masa y la resistencia ósea no estarían relacionadas con la edad. Se dispone cada vez de más pruebas de que la masa y la resistencia óseas estarían relacionadas con la función muscular. Del análisis se infiere que no existiría una entidad denominada ‘masa ósea máxima’. Se están realizando actualmente numerosos estudios para evaluar si estos nuevos enfoques incrementan la sensibilidad y la especificidad del pronóstico de fracturas en un individuo (Schoenau & Fricke, 2008).

    En el momento de nacer el crecimiento depende de la condroepífisis y, cuando está osificada, de la capa fisiaria. Las presiones mecánicas sobre la condroepífisis favorecen la formación de núcleos de osificación secundarios. La presión estática excesiva sobre la fisis inhibe el crecimiento y la presión intermitente lo estimula.

    Las fisis tienen potenciales de crecimiento relacionados con la madurez de los niños e importancia relativa en la longitud del hueso. Particular importancia revisten las extremidades inferiores donde las fisis más importantes son las que están rodeando la articulación de la rodilla. Es así, como la fisis distal del fémur genera aproximadamente el 75% de la longitud de este hueso y, la fisis proximal de la tibia genera aproximadamente el 60% de la longitud de esta (Miralles Marrero & Miralles Rull, 2007). Teniendo en cuenta que las fisis permanecen abiertas hasta los 13 – 16 años en las niñas y, hasta los 16 – 17 años en los niños, cualquier carga excesiva, actuando por compresión sobre la articulación de la rodilla, puede generar al menos, microtraumas que favorecen la formación de dismetrías importantes por la inhibición no homogénea de los núcleos de crecimiento.

    Guyton y Hall (2006) expresan que el hueso suele adaptar su resistencia al grado de tensión al que se encuentra sometido, por lo que el hueso aumenta de espesor cuando está sometido a cargas importantes, adaptando a su vez el depósito y resorción óseos a los patrones de sobrecarga. Particularmente, los huesos de los niños en los que las velocidades de depósito y resorción son rápidas, son poco frágiles en comparación con los de personas de edad avanzada, en quienes esas velocidades de depósito y resorción son más bajas. No obstante, los huesos de niños y jóvenes exhiben una potencial fragilidad en los discos de crecimiento.

    Tambien argumentan que el hueso se deposita de forma proporcional a las cargas de compresión que ha de soportar. Por ejemplo, los huesos de los deportistas se vuelven considerablemente más pesados que los de los sujetos no entrenados. La sobrecarga física continua estimula el depósito por los osteoblastos (células constructoras de hueso) y la calcificación del hueso. La sobrecarga sobre el hueso también determina, en ciertas circunstancias la forma de los huesos.

    Otros autores como Astrand & Rodhal (1992), apoyan la tesis de que el desarrollo de una mayor fuerza y resistencia del hueso ocurre por la sujeción a una mayor presión. Así, encontramos que puede ser beneficioso someter a niños y adolescentes al entrenamiento de la fuerza, cuya intensidad o aumento de carga sea suficientemente gradual como para permitir que el desarrollo de la resistencia esquelética sea sincrónico con el aumento de la potencia muscular.

    Varios autores (Jansen, 1920; Rodhal et al., 1966; Greenleaf, 1984; Drinkwater, 1985) plantean que para conseguir tal propósito resulta necesario el mantenimiento del metabolismo mineral normal de los huesos largos, que entre otros factores, depende de la presión longitudinal sobre los huesos, debido al efecto gravitatorio sobre el armazón humano ambulatorio erecto.

    Izquierdo, et al. (2006) plantean el desarrollo de la fuerza muscular como una estrategia no solo para mejorar las condiciones de los atletas en el ámbito deportivo, si no también como una política de salud pública para la población general, promover la salud osteomuscular y prevenir dolencias y patologías como la osteoporosis, las lumbalgias, las dorsalgias, tener la posibilidad de valerse por si mismo durante la vejez, etc. Ellos mismos plantean de manera intrépida basados en varios estudios que, la realización de un entrenamiento sistemático de la fuerza máxima se acompaña de incrementos significativos en la producción de fuerza, independientemente de la edad y el sexo, siempre y cuando la intensidad y duración del período de entrenamiento sean suficientes.

    El hueso jóven podrá someterse a trabajos combinados de tracción y compresión, regulando principalmente en el segundo caso, cargas que no excedan los límites de flexibilidad ósea. Teniendo en cuenta que la fuerza relativa del cuerpo humano de un adulto promedio (definida como el cociente entre el peso que puede levantar una persona y su propio peso) es 0,5 (Cromer, 1992), es decir, un hombre promedio puede levantar alrededor de la mitad de su propio peso (50%) sin arriesgar su integridad corporal. En los niños las cargas submaximales de 40 a 60% de 1 RM (Resistencia Máxima) pueden permitir mejorar los niveles de fuerza (Chulvi, 2008), además de otros beneficios como el aumento de densidad mineral ósea, mejoras estructurales, etc.

3.     Conclusiones

    Teniendo en cuenta los argumentois presentados, puede concluirse:

• Debido a la inmadurez del hueso tejido, las cargas compresivas que excedan su resistencia, pueden producir bloqueo, enlentecimiento y deformaciones.

• Debido a la gran cantidad de fibras colágenas entrelazadas con laminillas pobremente mineralizadas, se puede presentar agrietamiento de los osteones.

• Debido a su comportamiento más dúctil que vidriado, puede presentar deslizamientos epifisiarios e inhibición de su desarrollo.

• La aplicación de cargas compresivas intensas con pocas repeticiones, o de cargas poco intensas con nuchas repeticiones, pueden precipitar el cierre óseo y/o producir fatiga y fractura.

• De acuerdo a la Ley de Wolff, las trayectorias trabeculares son más vulnerables a las compresiones, determinando condiciones de atrofia.

• En el hueso jóven las fibras de colágeno mineralizadas no presentan paralelismo, la que las hace más vulnerables a la compresión.

• La hipertrofia muscular generada por compresiones excesivas en pleno período de crecimiento óseo, genera una calcificación precoz de los núcleos de crecimiento, deteniendo el crecimiento óseo.

• Las adaptaciones del hueso humano y la conveniencia de someter a cargas los cuerpos de personas en período de crecimiento, dependen de características estructurales y funcionales, donde es determinante la confrontación con las fuerzas del medio ambiente. En el niño y en el adolescente, la actividad motriz se basa en el equilibrio estático y dinámico, en los ajustes motores globales, en la exploración de diversas maneras de sostenerse, de desplazarse, de saltar, de correr, de equilibrarse, de pararse, etc. Los ejercicios adoptan una forma global y dinámica, esencialmente a base de locomoción y de posturas que exijen una respuesta progresiva y oportuna a las cargas tensiles pero que no excedan los límites de flexibilidad de los huesos en crecimiento. En este sentido, aunque también deben utilizarse cargas compresivas, la implementación de la fuerza en las actividades físicas de los jóvenes debe ser gradual y de intensidad leve a moderada, con pocas repeticiones, para no afectar los núcleos de crecimiento y el desarrollo corporal total.

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revista digital · Año 15 · N° 144 | Buenos Aires, Mayo de 2010   © 1997-2010 Derechos reservados