Para evaluar la estabilidad mecánica de un cuerpo, estructura o sistema debemos aplicarle cargas o perturbaciones y observar su respuesta 2 . De este modo, muchos de los métodos biomecánicos utilizados para valorar la core stability, se basan en aplicar de forma controlada fuerzas de diferentes características (dirección, magnitud, duración, etc.) y analizar las respuestas de sus estructuras mediante técnicas cinemáticas y dinamométricas. Partiendo de la definición de estabilidad presentada anteriormente, cuanto menos se desplace el tronco de su posición o trayectoria y/o más rápidamente retome su posición o trayectoria ante las fuerzas aplicadas, mayor será la capacidad de estabilización.

La mayoría de estudios biomecánicos que valoran la estabilidad del core aplican fuerzas al tronco utilizando 2 paradigmas principales:

1) Perturbaciones unidireccionales aplicadas de forma súbita mediante mecanismos mecánicos, electrónicos y/o neumáticos. Las perturbaciones se aplican en diferentes direcciones y sentidos, mediante cargas súbitas (sudden loading) o descargas súbitas o rápidas (sudden unloading o quick release) y con los participantes en sedestación o bipedestación. Las cargas rápidas son fuerzas de magnitud, punto de aplicación, duración, dirección y sentido conocidos y se aplican sobre el participante de forma súbita y controlada (fig. 1) 3–5 . Por otro lado, en las descargas rápidas se pide al participante que ejerza un nivel de fuerza determinado contra un cable de acero anclado a un electroimán, liberando el cable súbitamente para provocar el desequilibrio 6–9 . Otra forma de aplicar las descargas es, primero, someter al participante durante un tiempo determinado a una fuerza o carga horizontal mientras este mantiene el tronco en posición vertical, y posteriormente, quitar de forma súbita la carga para provocar el desequilibrio 10 .

Figura 1.

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En estas imágenes se presenta un mecanismo de tracción neumática para la aplicación de fuerzas súbitas en diferentes direcciones y sentidos. Para ello, el participante se sitúa en posición semisentada en una silla de madera que permite la colocación del raquis en posición neutra. Una célula de carga colocada entre el pistón neumático y el arnés permite conocer el momento del inicio y la magnitud de la alteración. La respuesta cinemática del tronco ante las fuerzas súbitas se mide gracias a un sistema de análisis de movimiento en 3 D.

Las variables más utilizadas de esta metodología para cuantificar la estabilidad del tronco ante las perturbaciones son el desplazamiento angular del tronco respecto a L4-L5 y la rigidez del tronco 3,4,11 , es decir, la relación entre el momento de fuerza aplicado y el desplazamiento observado tras la perturbación 3 . Generalmente, a menor desplazamiento o mayor rigidez ante las fuerzas aplicadas, mayor es la capacidad de estabilización 4,5,10 . Registros electromiográficos han permitido también analizar la respuesta muscular ante las perturbaciones, especialmente la intensidad y la latencia de la respuesta de los músculos del tronco 4,5,8,9 .

Son muchos los estudios biomecánicos que han analizado la estabilidad del raquis mediante la utilización de cargas y/o descargas rápidas. Los datos obtenidos han permitido conocer los efectos de diversos factores sobre la respuesta del tronco, como por ejemplo, la intensidad de la activación y la coordinación muscular 4,5,10 , la dirección e intensidad de las fuerzas aplicadas 3,4 , la incertidumbre sobre el momento de aplicación de la perturbación 11,12 , la deformación plástica (creep) de los tejidos 13 , la fatiga 11–13 , la vibración 12 y la patología o el dolor lumbar 7–9 .

2) Perturbaciones constantes aplicadas mediante el paradigma del asiento inestable. En los estudios que utilizan esta metodología 6,14–17 , los investigadores colocan al participante sobre un asiento inestable, apoyado sobre una plataforma de fuerzas y le solicitan realizar tareas de diversa dificultad (fig. 2). Posteriormente, con el objeto de evaluar el control postural del tronco en sedestación, se analiza el desplazamiento del centro de presiones (calculado a partir de los datos obtenidos en la plataforma). La inestabilidad la confiere la base de la silla, la cual es una hemiesfera o casquete esférico de radio y altura conocida (fig. 2). A menor radio, la silla es más inestable, y por tanto, las tareas a realizar son más complejas 6,8 . Con el objeto de evitar la participación de los miembros inferiores en la tarea, las piernas del participante se fijan a un reposapiés (solidario con la silla) mediante una serie de cinchas (fig. 2). En algunos protocolos se ha utilizado feedback visual para establecer diferentes condicionantes en la tarea. Así, en el estudio de Elvira et al. 14 se proyectó frente al participante un software donde se mostraba la posición del centro de presiones, así como la de un punto de referencia que permitía plantear tareas de diversa dificultad. En general, el grado de control del participante era valorado mediante su capacidad para colocar su centro de presiones sobre el punto criterio durante el mantenimiento de una postura o durante la realización de movimientos en diferentes planos (con el menor error posible).

Figura 2.

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Vista lateral de un participante durante la ejecución de una prueba sobre asiento inestable. El asiento está apoyado sobre una plataforma de fuerzas que permite el análisis del desplazamiento del centro de presiones y de esta forma, la valoración del control postural del tronco en sedestación. Una barandilla de seguridad rodea al participante para evitar caídas y hacer que este se sienta seguro durante la prueba.

Las variables más utilizadas para evaluar la estabilidad del tronco mediante esta metodología se han obtenido generalmente a través del análisis de las fluctuaciones del centro de presiones del participante respecto a la posición o trayectoria deseada. Así, el rango, la desviación típica, el área barrida y la distancia recorrida han sido utilizadas para cuantificar el grado de dispersión y velocidad del desplazamiento del centro de presiones 6,15,17 . Adicionalmente, se ha utilizado el exponente de Lyapunov 15,17 , el análisis de fluctuaciones sin tendencia 15,17 y/o la entropía aproximada y muestral 17 , para evaluar la estructura y complejidad de las fluctuaciones del centro de presiones (autocorrelación, predictibilidad, etc.).

La utilización del paradigma del asiento inestable ha permitido establecer relaciones entre déficits en la estabilidad del tronco en sedestación y enfermedades como el Parkinson 18 , el síndrome del dolor lumbar 8,16,19 , la escoliosis idiopática 20 y los accidentes cerebrovasculares 21 . Asimismo, esta metodología ha sido capaz de discriminar, entre deportistas de varias disciplinas deportivas, en función de su capacidad para controlar la estabilidad del tronco en sedestación 14 y ha permitido analizar el efecto negativo de la fatiga sobre el control de la estabilidad del tronco en gimnastas de élite 22 .

Estas metodologías se basan en la medición y análisis de datos empíricos. Otro de los métodos utilizados en biomecánica para la valoración de la core stability es la modelación matemática. Así, partiendo de las teorías y formulaciones realizadas por Bergmark 23 , el Spine Biomechanics Laboratory (Universidad de Waterloo, Canadá), del profesor Stuart M. McGill desarrolló un método complejo, basado en la utilización de 3 modelos matemáticos interdependientes (Link-Segment Model, Lumbar Spinal Model y Distribution-Moment Model) 24,25 . A partir de los resultados obtenidos en los 3 modelos se establecen 2 medidas de estabilidad basadas en las variaciones de la energía potencial y la rigidez del sistema 26 ; es decir, un índice de estabilidad general, que proporciona una visión global de la estabilidad de todas las articulaciones lumbares, y un valor de estabilidad mínimo (valor más bajo obtenido en cualquiera de las articulaciones del raquis lumbar), que indica el punto más débil o inestable del sistema. Según esta metodología, para que el raquis se encuentre estable, las 2 medidas de estabilidad deben ser positivas. El uso de estos modelos biomecánicos, que cuantifican la core stability en términos de rigidez, ha mejorado el conocimiento sobre los factores que modulan la capacidad de estabilizar el raquis en condiciones estáticas o cuasi-estáticas, sin embargo, no permite una valoración adecuada de la estabilidad en condiciones dinámicas.

Los métodos utilizados en biomecánica para la valoración de la core stability requieren de materiales costosos, son complejos de llevar a cabo y precisan de un entorno controlado (el laboratorio). Por estas razones no son los más ideales para su utilización en centros deportivos, clases de educación física o clínicas de rehabilitación. En estos entornos se utilizan test de campo, de fácil aplicación y que no precisan ni de materiales costosos, ni de tratamientos de datos sofisticados. Sin embargo, muchas de estas pruebas presentan limitaciones importantes, relacionadas principalmente con la validez de la medida. Los test se pueden agrupar principalmente en 3 tipos de pruebas diferentes:

1) Test de condición muscular. Partiendo del concepto de core strength, utilizado por algunos autores como sinónimo de core stability 27–29 , se ha propuesto la utilización de test de resistencia muscular (Biering-Sorensen test, side bridge test, plank to fatigue test, etc.) o test de fuerza-potencia muscular (front abdominal power test, side abdominal power test, etc.) como medidas de core stability 28–30 . En la figura 3A se muestra el Biering-Sorensen test, una de las pruebas de campo más utilizadas en el entrenamiento y la medicina del deporte 28,29 . Aunque los test de condición muscular miden variables relacionadas con la función de los músculos del tronco, mediante protocolos sencillos y económicos, no existen datos en la literatura que demuestren su validez como medidas de estabilidad. En este sentido, si bien la resistencia y la fuerza muscular, al igual que otras variables como la edad o la patología lumbar, son variables que pueden influir en la capacidad de estabilización de las estructuras de la zona central del cuerpo, los resultados de los test de resistencia o fuerza muscular no son medidas de estabilidad en sí mismas, por lo que es necesario realizar estudios que evalúen la validez de estas pruebas como test indirectos de estabilidad.

Figura 3.

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Diferentes test de campo utilizados para la valoración de la core stability. A) Biering-Sorensen test: consiste en mantener el tronco en posición horizontal, contra gravedad, el mayor tiempo posible. B) Three-plane core strength test: consiste en realizar movimientos del tronco en diferentes planos (la imagen de la figura corresponde a la valoración realizada en el plano sagital), desplazando el tronco desde la vertical hasta tocar la pared, mientras se mantiene el equilibrio corporal en apoyo monopodal; el participante debe mantener la pelvis, la columna y la cabeza lo más alineadas posible y evitar oscilaciones del miembro inferior durante el test (un evaluador valora visualmente la ejecución en una escala de 1-4). C) Double-leg lowering test: consiste en mantener la región lumbar apoyada sobre la camilla, con la pelvis en retroversión y la lordosis lumbar aplanada, mientras descienden las piernas con las rodillas extendidas; un evaluador coloca una mano bajo la región lumbar del participante y utiliza un goniómetro para medir el ángulo (entre el muslo y la horizontal) alcanzado por este mientras todavía es capaz de mantener la columna y la pelvis en la posición referida.

2) Test de equilibrio corporal. Algunos de los test que han sido utilizados para medir la core stability son test de equilibrio corporal en apoyo monopodal, como por ejemplo, el three plane core strength test (fig. 3 B), el one-leg standing balance test y el one leg squat test 31,32 . Al igual que en el caso de los test de condición muscular, no existen datos publicados que demuestren la validez de estas pruebas para medir la core stability. En nuestra opinión, estas pruebas no miden de forma aislada la core stability, sino más bien el control postural y la estabilidad de todo el cuerpo. Además, el three-plane core strength test, utilizado habitualmente en el ámbito clínico, presenta valores bajos de fiabilidad intra- e interobservador 32 .

En la literatura existen también otras pruebas de equilibrio que se realizan sobre plataformas de estabilidad, como por ejemplo el quadruped arm raise test ejecutado sobre la plataforma de Lafayette Instrument Co. 33 . A pesar de que el control del equilibrio corporal en cuadrupedia puede tener una buena relación con el control de la estabilidad de las estructuras del core, el coste de la plataforma y la necesidad de realizar varias medidas de familiarización para controlar el efecto de aprendizaje 33 , limita las posibilidades de utilización del quadruped arm raise test como prueba de campo.

3) Test de control de la postura del raquis lumbar y la pelvis, como por ejemplo, el double-leg lowering test (fig. 3 C) 28,34,35 , el bent knee lowering test 36 y el Sahrmann core stability test 37 . Estas pruebas se realizan en decúbito supino y consisten, básicamente, en controlar la postura del raquis lumbar y la pelvis ante las fuerzas aplicadas por el movimiento de los miembros inferiores o por su colocación en posiciones elevadas respecto al suelo. Desde un punto de vista teórico y, teniendo en cuenta la definición de estabilidad presentada en la introducción de este trabajo, los test referidos pueden ser medidas válidas de core stability. No obstante, es necesario realizar estudios que analicen la relación entre los resultados obtenidos en estos test y gold standards establecidos mediante test de laboratorio. Además, estudios sobre la validez de las medidas podrían aclarar la controversia existente sobre si el double-leg lowering test es válido para medir la estabilidad lumbo-pélvica o la fuerza de la musculatura abdominal 34,38 .

El double-leg lowering test, el bent knee lowering test y el Sahrmann core stability test se han utilizado principalmente en el ámbito clínico, donde por lo general se realizan con la ayuda de un biofeedback de presión que permite controlar la posición de la región lumbo-pélvica 36,39 . Este sistema de biofeedback fue diseñado originalmente para educar o reeducar la función del músculo transverso del abdomen en pacientes con dolor lumbar 40 . Sin embargo, existen dudas sobre su reproducibilidad y validez para evaluar la actividad del transverso del abdomen 41,42 . En la educación física, el fitness y el entrenamiento deportivo, el uso de los test de control postural de la región lumbo-pélvica no está tan extendido, ya que estas pruebas requieren de uno o 2 evaluadores expertos por participante y, en algunos protocolos, de la utilización del biofeedback de presión, lo que dificulta la evaluación simultánea de varios deportistas. Además, se ha cuestionado la sensibilidad o capacidad de estas pruebas para discriminar entre deportistas de características similares 28,43 , por lo que su uso no parece recomendable en poblaciones homogéneas de deportistas.

Como se desprende de lo expuesto en los párrafos anteriores, actualmente se utilizan formas muy diferentes para valorar la core stability. En nuestra opinión, esta variedad de pruebas es un reflejo tanto de la dificultad para evaluar adecuadamente la core stability como de la ambigüedad existente en relación con el concepto de core stability 2 . Los primeros datos de un estudio correlacional que estamos desarrollando en nuestro laboratorio indican que son pocas y bajas las correlaciones existentes entre los resultados de test biomecánicos de core stability (respuesta del tronco ante cargas súbitas, control de la estabilidad estática y dinámica del tronco en sedestación, etc.) y los resultados de algunos de los test de campo comentados anteriormente, como por ejemplo el Biering-Sorensen test y el three-plane core strength test. En este contexto, es necesario prestar mucha atención a la selección de los test utilizados, ya que se podría emplear erróneamente cualquier medida relacionada con el tronco o con el equilibrio corporal como una forma válida de evaluar la estabilidad de las estructuras de la zona central del cuerpo.

Entre los métodos recomendados para la prevención y el tratamiento del síndrome de dolor lumbar destaca la realización de ejercicios de core stability 44 , es decir, aquellos cuyo objetivo es favorecer el aprendizaje y perfeccionamiento de patrones de coactivación muscular para la mejora del control motor y la estabilidad de las estructuras raquídeas 44,45 . En los últimos 20 años se han diseñado numerosos ejercicios de core stability. En general, estos ejercicios consisten en mantener el raquis en posición neutra, es decir, conservando las curvaturas fisiológicas cuando este es sometido a fuerzas internas o externas que ponen a prueba su estabilidad. Así, en los ejercicios conocidos como puentes o bridges 46–49 los participantes deben mantener diversas posturas sin apoyar la pelvis en el suelo, en contra de la fuerza de la gravedad (fig. 4). En los ejercicios denominados perro de muestra o bird dog y bicho muerto o dead bug, los participantes deben mantener la columna en posición neutra ante las fuerzas provocadas por el movimiento de las extremidades (fig. 5) 46,47,49,50 .

Figura 4.

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Ejercicios de estabilización en decúbito prono, decúbito supino y decúbito lateral manteniendo la pelvis elevada contra gravedad. A) Puente o plancha frontal. B) Puente o plancha dorsal. C) Puente o plancha lateral.

Figura 5.

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Participante realizando el ejercicio de estabilización conocido como perro de muestra. El ejercicio comienza en posición cuadrúpeda y consiste en elevar un brazo y la pierna contraria hasta la horizontal intentando mantener la columna en posición neutra (evitando la rotación de la pelvis o el tórax).

La selección de los ejercicios de core stability para el diseño y prescripción de programas de entrenamiento se basa fundamentalmente en criterios de eficacia y seguridad. La electromiografía de superficie permite valorar la eficacia de los ejercicios de estabilización a través del análisis de la intensidad de la activación muscular y la coordinación de los músculos del tronco (ver por ejemplo 47,49,50 ). Asimismo, diversos modelos matemáticos han permitido evaluar la seguridad de los ejercicios de core stability mediante el cálculo del estrés mecánico producido en la columna lumbar durante la realización de los mismos 25,51 . Los valores obtenidos a partir de estos modelos se suelen comparar con el nivel de seguridad establecido por el National Institute for Occupational Safety and Health (EE. UU.), según el cual, fuerzas de compresión lumbar superiores a 3.400 N suponen un riesgo importante para las estructuras vertebrales 52 .

Los resultados de los estudios electromiográficos y mecánicos indican que no existe un único ejercicio adecuado para acondicionar todos los músculos que participan en la estabilización del tronco (ver por ejemplo 47,51 ). Por el contrario, generalmente se recomienda realizar una batería de ejercicios que activen los diferentes grupos musculares del tronco, es decir, flexores, extensores, inclinadores y rotadores 44 . Partiendo de los criterios de eficacia y seguridad, los puentes, el perro de muestra y el bicho muerto son algunos de los ejercicios de estabilización más utilizados en la actualidad. Entre los puentes o planchas, los más conocidos son el puente ventral o frontal (fig. 4 A), el puente dorsal (fig. 4 B) y el puente lateral (fig. 4 C), los cuales activan principalmente los flexores, extensores e inclinadores del tronco, respectivamente 44–49,53 . Cuando los puentes se realizan con apoyo monopodal o se realizan ejercicios de estabilización con movimientos unilaterales de segmentos (como el perro de muestra), aumenta la activación de los músculos rotadores del tronco 47 .

Los ejercicios referidos se utilizan principalmente en el fitness, la educación física y el deporte de iniciación y recreación. Durante las fases iniciales de este tipo de entrenamiento, los ejercicios se suelen realizar sin la utilización de materiales y sobre superficies estables, para posteriormente, conforme aumenta el nivel de ejecución de los participantes, utilizar superficies inestables (Bosu®, Fitball®, etc.) (fig. 6 A) 48,53,54 , barras oscilantes (Flexibar®, Bodyblade®, etc.) (fig. 6 B) 25 , correas de suspensión (TRX®, Sling®, etc.) (fig. 6 C) 55 , sistemas de cables y poleas 56 , etc. Además, en el deporte de competición, se recomienda realizar actividades de carácter específico y funcional, reproduciendo los movimientos o posturas habituales de los deportistas, ya que en este contexto los ejercicios de estabilización convencionales no se han mostrado eficaces 43 .

Figura 6.

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Ejercicios de estabilización realizados con material específico. A) Encorvamiento del tronco con giro (cross-crunch) sobre fitball: la utilización de superficies inestables permite retar la capacidad de estabilización del tronco durante la realización de diversos movimientos o posturas. B) Ejercicio con barra oscilante (Flexibar®): la participante hace oscilar el aparato mientras intenta mantener el raquis en posición neutra; en función de la colocación del aparato se puede incrementar la activación de unos grupos musculares u otros 25 . C) Puente o plancha dorsal en suspensión: la utilización de correas de suspensión (TRX®) supone el apoyo de parte del peso corporal sobre estructuras inestables, incrementando las demandas de control postural sobre el sistema motor.

En ciertos ámbitos profesionales, relacionados con el fitness y la rehabilitación, existe la creencia de que la forma más adecuada de incrementar la core stability es realizar principalmente ejercicios que aíslen la activación de los músculos profundos del tronco, especialmente la maniobra de hundimiento abdominal o abdominal hollowing 57 . Los datos obtenidos por O'Sullivan et al. 58 y Hides et al. 59 indican que este tipo de ejercicios podría ser adecuado para el acondicionamiento de la musculatura referida y la mejora de la estabilidad del raquis, en pacientes con síndrome de dolor lumbar, especialmente aquellos con atrofia o disfunción de la musculatura profunda del abdomen. Sin embargo, no existen evidencias suficientes que indiquen que la realización de la maniobra de hundimiento abdominal, u otra de características similares, sea la forma más adecuada de mejorar la estabilidad del raquis y la pelvis. De hecho, estudios experimentales, que han comparado el efecto de programas de ejercicios de tronco convencionales (puentes, perro de muestra, encorvamientos del tronco o crunches, etc.) con programas de ejercicios basados en la coactivación de la musculatura profunda del tronco, han encontrado resultados similares en ambos tipos de entrenamiento tanto en pacientes con dolor lumbar 60 , como en deportistas universitarios 61 . Además, varios estudios biomecánicos han demostrado que la coactivación global de todos los músculos del tronco, mediante la maniobra conocida como abdominal bracing, similar a una maniobra de Valsalva, podría ser más eficaz que la maniobra de hundimiento abdominal para estabilizar el raquis cuando este es sometido a cargas de diferentes características 5 .

A pesar de la gran cantidad de estudios biomecánicos sobre la eficacia y seguridad de los ejercicios de core stability, son pocos los estudios experimentales que han analizado el efecto real de estos programas 27,60,61 . Por este motivo, carecemos de evidencias suficientes para determinar, bajo criterios científicos, muchas de las características de los programas de ejercicios de core stability, como por ejemplo, la intensidad, el volumen o la frecuencia de entrenamiento. Uno de los retos principales a los que nos enfrentamos es realizar estudios controlados y aleatorizados que proporcionen criterios para establecer las diferentes características de la carga del entrenamiento de estabilización. Para ello, teniendo en cuenta lo expuesto en el apartado anterior, primero será necesario desarrollar test de campo que midan de forma válida y fiable la estabilidad de las estructuras del core.