Columna Vertebral Anatomía Biomecánica - keyla Aguirre

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FISIOLOGÍA ARTICULAR 
COLUMNA 
VERTEBRAL
Mgrt. Nelsi Castillo
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 Columna Vertebral
Generalidades
Conceptos Biomecánicos
Anatomía vertebral
Segmento funcional vertebral
Elementos estabilizadores pasivos.
Elementos movilizadores.
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Introducción
La columna vertebral es un sistema dinámico que posee cualidades de resistencia y elasticidad para absorber las presiones que recibe durante los movimientos diarios y en posturas estáticas.
2022 20
Nordin, 2012
Kapandji, 2007
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Funciones de la columna vertebral
3/9/20XX
Nordin, 2012
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Permitir los movimientos en los tres planos entre cada uno de los elementos vertebrales.
Transferir la carga de la cabeza y tronco hacia la pelvis.
Proteger la médula espinal y raíces nerviosas.
Se compone de unidades funcionales, que estas a su vez están formadas por dos vértebras, sistema ligamentario y disco intervertebral.
Esta compuesta entre 31 a 33 vértebras, de las cuales 24 son unidades funcionales/móviles:
 7 cervicales
 12 dorsales
 5 lumbares
 5 sacras
3 a 4 coccígeas.
De acuerdo con las investigaciones la longitud promedio de la columna espinal desde el agujero magno hasta la punta del coxis es de 73.6 cm.
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Nordin, 2012
Kapandji, 2007
Curvaturas Fisiológicas
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En la columna estática o postura se identifican 4 curvaturas fisiológicas que se proyectarán en relación a la línea de la gravedad.
Cailliet, 2006
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Evolución Filogenética
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Ontogenesis
Feto: cifosis (concavidad anterior).
Nacimiento: la lordosis cervical aparece a los 2 o 3 meses de vida (control de cabeza).
Cuando el niño empieza a sentarse, a ponerse de pie y a caminar el segmento lumbar desarrolla la lordosis.
A los 10 años la configuración de las curvas es definitiva: lordosis cervical y lumbar, cifosis dorsal y sacra.
La columna dentro del proceso de evolución presenta grandes cambios que nos diferencian de los antropoideos (primates), es así que: 
Los cuadrúpedos no poseen la curvatura lordótica lumbar.
Las articulaciones no son móviles en la zona lumbar.
Los discos intervertebrales no son tan gruesos.
Kapandji, 2007
Miralles,1998
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La postura bípeda esta determinada por la verticalización de la columna sobre la cintura pélvica (base) y la posición de la línea de gravedad.
En la posición de pie la línea de gravedad pasa anterior al centro del cuerpo vertebral de L4. Esta línea va por delante del eje transversal de movimiento de toda la columna y como resultado se produce una flexión anterior del raquis, movimiento postural que debe ser limitado constantemente por los ligamentos y de los músculos antigravitatorios.
Nordin, 2012 
Kapandji, 2007
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Hay que tomar en cuenta que cualquier movimiento hará variar el centro de gravedad y su eje, los músculos posturales siempre estarán activos para mantener el momento y equilibrio de la columna.
Esta activación constante muscular antigravitatoria se denomina balanceo postural.
Para que el cuerpo regrese a su equilibrio estático aumenta la actividad muscular, lo que provocará un balanceo postural intermitente. Donde los músculos abdominales y psoas tendrán activaciones intermitentes, junto con los músculos erectores de la columna.(Urquhart y cols, 2025).
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Nordin, 2012
Función de las curvaturas raquídeas
Le permiten al individuo almacenar energía.
Aumentan la resistencia del raquis a la compresión axial y distribuyen la carga junto con los discos vertebrales.
Proporcionan eficiencia en los movimientos de la columna.
Nordin, 2012 
Kapandji, 2007
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Anatomía
 Columna Vertebral
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Vertebra Tipo
La morfología de las vértebras variará dependiendo del segmento vertebral que se estudie. Pero existe características anatómicas comunes en las vertebras, que se detalla a continuación:
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Nordin, 2012 
Kapandji, 2007
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Cailliet, 2006
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Porción anterior o cuerpo vertebral.
Arco posterior en forma de herradura que se suelda al cuerpo.
Unidad funcional de la columna vertebral
La unidad funcional de la columna vertebral o segmento de movimiento esta formado por dos vértebras adyacentes y sus tejidos blandos.
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Nordin, 2012 
Kapandji, 2007
Porción anterior o pilar anterior
Esta compuesto por dos cuerpos vertebrales y dos discos vertebrales. 
Su función es de soporte y elasticidad.
Resistencia y amortiguación a cargas compresivas.
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Cailliet, 20026
Cuerpo Vertebral
Hueso corto, de tejido óseo esponjoso y una fina capa de hueso cortical que lo rodea. 
Las corticales del cuerpo son muy finas y son responsables sólo del 10% de la resistencia de la vértebra.
Existen trabéculas que atraviesan el hueso, el entrecruzamiento de estas líneas de fuerza establece puntos de menor y gran resistencia.
El cuerpo vertebral resiste muy bien las fuerzas de compresión a lo largo de su eje vertical.
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Miralles, 1998
Kapandji, 2007
La resistencia media a la fractura por compresión de los cuerpos vertebrales oscila entre los 600 y los 800 kg. El cuerpo vertebral se fractura antes que el disco.
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Miralles, 1998
Kapandji, 2007
Disco Intervertebral
Es un sistema amortiguador de estructura viscoelástica ubicado entre 2 vértebras, pretensado y cerrado. 
Esta formado por: núcleo pulposo y una estructura periférica llamada anillo fibroso.
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Cailliet, 2006
Disco Intervertebral
Estructura encargada dela absorción y transmisión de las cargas. 
Forma parte de las estructuras responsables de mantener las curvas fisiológicas de la columna vertebral, disipa la carga, promueve movilidad y estabilidad.
Carece de irrigación sanguínea directa y depende de la difusión para sus requerimientos nutricionales.
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Nordin, 2012
Kapandji, 2007
Componentes Histológicos del disco
Fuente: Roldan, 2011
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Agua.
Proteoglicanos: ácido hialurónico, condroitín-sulfato y kerato-sulfato.
Colágeno.
Núcleo Pulposo
Masa gelatinosa de material mucoide hidrófilo, constituida por proteoglicanos, grandes moléculas de glucoproteínas cuya función es absorber y retener el agua.
Bajo compresiones se deforma y transmite las fuerzas en todas las direcciones.
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Miralles, 1998
Kapandji, 2007
Anillo Fibroso
Constituye un verdadero tejido de fibras que encierran el núcleo pulposo y distribuye carga.
Compuesto por fibras de colágeno dispuestas a 30° de inclinación de forma alternante entre cada capa. Esta arquitectura hace que el anillo soporte grandes cargas de flexión y torsión.
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Cailliet, 2006
(Cailliet, 2006)
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Modelo de Hozapfel
Describe las características y densidad de las capas del anillo fibroso:
Poro elástico: fibras del anillo que se insertan en la placa terminal.
Poro hiperelástico: característica hidrofílica del disco - proteoglicanos
Poro hiperelástico reforzado: colágeno –orientación +/- 30°
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Cailliet, 2006
Placa Terminal
Es una capa cartilaginosa de aproximadamente 1mm de espesor que recubre la superficie del cuerpo vertebral, que se hallan fuertemente ancladas al disco y muy poco al cuerpo vertebral.
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Cailliet, 2006
3/9/20XX
Título de la presentación
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Fisiología de la biomecánica del disco intervertebral
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Fuente: Roldan, 2011
Placa terminal
Cizalla y tracción
Anillo Fibroso
Tracción y comprensión
Núcleo Pulposo
Carga compresiva
Estado de pretensión disco vertebral.
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Cailliet, 2006
Núcleo pulposo
Con o sin carga
Presión intrínseca
Aumenta tamaño
Estado de pretensión del disco intervertebral
Capacidad hidrofilia
Distribución de carga en el disco intervertebral.
Posee presión intrínseca de 10N/cm.
En las AVD es sometido a cargas de comprensión, tracción y torción constante.
En los movimientos de flexión, extensión e inclinación recibe cargas de comprensión y tracción.
En las rotaciones recibe cargas de cizalla.
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Nordin, 2012
Porción posterior o pilar posterior
Esta constituido por la superposición de la articulaciones interapofisiarias (facetarias o cigoapofisiarias), este segmento guía y orienta el movimiento en cualquier nivel de la columna. 
Soportan lacarga, mas en las rotaciones.
Participan en la estabilidad lateral del segmento de movimiento.
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Kapandji, 2007
Nordin, 2012
Las articulaciones interapofisarias son un excelente sistema de protección del disco intervertebral ya que reduce momentos de hipermovilidad y absorben parte de la carga de compresión que recibe la columna. Dependiendo del nivel y de la inclinación que tenga en cada momento/movimiento. 
La orientación de las caras articulares es distinta dependiendo del segmento de la columna, lo que influye en el movimiento de la columna.
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(Miralles, 2001)
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ELEMENTOS ESTABILIZADORES
DISCO VERTEBRAL SANONO
DISTRIBUCIÓN DE CARGA EN LA DINÁMICA VERTEBRAL
CAMBIOS DEGENERATIVOS DISCO VERTEBRAL 
DISCO INTERVERTEBRAL
ARTICULACIONES INTERVERTEBRALES
Carga en sup. articulares.
Estrés en el anillo fibroso.
Movimientos de rotación.
Presión intrínseca núcleo puposo.
Proteoglicanos.
Elasticidad.
3/9/20XX
Título de la presentación
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ESPESOR DEL DISCO 
ARTICULACIÓN CIGOAPOFISIARIA
3/9/20XX
Título de la presentación
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Ligamentos de la columna vertebral
Las estructuras ligamentosas alrededor de la columna son elementos estabilizadores intrínsecos. Poseen un alto contenido de colágeno, lo cuál limita su extensibilidad durante el movimiento de la columna.
Nordin, 2012
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Ligamentos Longitudinal Anterior
Banda fuerte de fibras que se extiende a lo largo de la cara ventral de toda la columna, desde el cráneo hasta el sacro cubriendo las cuerpos y discos intervertebrales por anterior.
Detiene las separaciones entre los cuerpos vertebrales durante la extensión del raquis.
Colabora limitando el desplazamiento anterior y posterior de los cuerpos vertebrales.
Interviene en la postura antigravitatoria.
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Nordin, 2012
Kapandji, 2007
Ligamento longitudinal posterior
Se extiende a lo largo de toda la columna, siguiendo la cara posterior de los cuerpos y discos vertebrales, formando una banda estrecha central que se expande lateralmente. Sus fibras de mezclan con las de anillo fibroso.
Este ligamento se opone a la separación de las caras posteriores de los cuerpos vertebrales.
Nordin, 2012
Kapandji, 2007
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Ligamento Amarillo
Conecta dos arcos vertebrales adyacentes en sentido longitudinal, se origina en el borde inferior de la lámina de la vértebra superior y se inserta en la articulación intervertebral y borde superior de la lámina de la vertebra inferior.
Tiene un gran porcentaje de elastina, esto permite que se contraiga durante la extensión, ayudando a recuperar la posición extendida a la columna desde la flexión.
Se tensa en los movimientos de flexión e inclinación lateral.
Nordin, 2012
Kapandji, 2007
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Ligamento Interespinoso:
Las fibras de este ligamento limitan la separación de las apófisis espinosas.
Se opone al deslizamiento anterior de los cuerpos vertebrales al final de la flexión.
Junto con el ligamento supraespinoso ayuda a restringir el movimiento de flexión pasiva, en combinación con la fascia lumbar; solos estos ligamentos únicamente aportan con un 5% adicional a la oposición de la flexión.
Kapandji, 2007
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Ligamento supraespinoso
Esta situado en la línea media, saltando entre los vértices de las apófisis espinosas y los espacios espinosos.
Presenta un cambio anatómico y funcional a nivel de las dos últimas vértebras lumbares y las dos primeras sacras, ya que el espacio entre dichas estructuras es reducido y hace que el ligamento tenga una dirección lordótica pegado a las apófisis vertebrales. Esta disposición le da dos grandes ventajas a la columna del ser humano:
El brazo de palanca es grande en relación al centro del movimiento lumbar y reduce la presión sobre el disco.
Cuando el ligamento se tensa endereza el segmento L3 – S1 desde la flexión máxima a la extensión y minimiza la fuerza de deslizamiento hacia anterior producida por un levantamiento de peso.
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Kapandji, 2007
Ligamentos intertransversos
Hojas de tejido conectivo (fibras de colágeno de menor densidad) que se extienden desde el borde superior de la apófisis transversa al borde inferior de la inmediatamente superior.
Separan la musculatura anterior y posterior de la columna.
Kapandji, 2007
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LIGAMENTOS
VERTEBRALES
Unión extremadamente sólida
Resistencia mecánica
Abundante mecanoreceptores
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Estabilidad columna vertebral
Este sistema mecánico posee cualidades de resistencia y elasticidad para absorber las presiones que recibe durante los movimiento cotidianos.
(Miralles, 1998)
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Extrínseca
Músculos
Intrínseca
Ligamentos
Discos intervertebrales
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CUALIDADES DE LA COLUMNA VERTEBRAL
RIGIDEZ
Vertebras: aportan Estabilidad postura.
Soportan presiones
Protección médula
ESTABILIDAD
1°Ligamentos
2°Músculos
3°Carillas y facetas articulares
FLEXIBILIDAD
Conjunto articular vertebral: posibilita rango articular
ELASTICIDAD
Discos vertebrales
Músculos
Considerando la columna en conjunto desde el sacro al cráneo, constituye una sola articulación con tres grados de libertad:
Flexión / extensión.
Inclinación lateral/ flexión lateral.
Rotaciones.
La amplitud de movimiento en cada articulación es escasa, pero la suma de todos los grados de cada segmento le dan al raquis gran movilidad.
MOVIMIENTOS DE LA COLUMNA VERTEBRAL
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Flexión total: 145°
Extensión total: 140°
Raquis cervical: 
Flexión: 40°
Extensión: 60°
Raquis dorsal: 
Flexión: 45°
Extensión: 60°
Raquis Lumbar: 
Flexión: 60°
Extensión: 20°
Kapandji, 2007
Inclinación Lateral/flexión lateral: 75 a 85°
Raquis Lumbar: 20°
Raquis Cervical: 35° a 45°
Kapandji, 2007
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Raquis Torácico: 20°
Rotación axial total: 90°
Raquis cervical: 45° a 50°
Kapandji, 2007
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Raquis Torácico: 35°
Raquis Lumbar: 5°
Rotación automática
Cuando el raquis se inclina lateralmente se produce una rotación de los cuerpos vertebrales al lado opuesto. Este movimiento acoplado sucede porque:
Durante la flexión lateral se incrementa la presión en el disco del lado de la concavidad, su sustancia comprimida tiende a ir hacia el lado mas abierto, es decir hacia la convexidad, es así que se produce la rotación. Estos dos mecanismos son fisiológicos y sinérgicos.
Kapandji, 2007
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BIBLIOGRAFÍA
	Kapandji, A. (2007). Fisiología articular, Raquis. Tomo 3 (6.ª Ed.). Madrid, España: Panamericana.
	Nordin, M. (2013) Bases Biomecánicas del Sistema musculo esquelético (4ta Ed.) Wolters Kluwer Health, España.
	Miralles, R. (1998). Biomecánica clínica del aparato locomotor. Masson. España.
	Cailliet, R. (2006). Anatomía Funcional y Biomecánica, Ed. 1 Marban, 
	Stemper B, Board D. Biomechanical properties of human thoracic spine disc segments. J Craniovertebr Junction Spine. 2010.
	Hiroaki Nakashima, Yasutsugu Yukawa. Abnormal Findings on Magnetic Resonance Images of the Cervical Spines in 1211 Asymptomatic Subjects. Spine. 2015.
	RC Miralles, Biomecánica de la columna, Revista-Sociedad Española del dolor, 2001 - Revista.sedolor.es