Biomecanica_de_la_columna_Lumbar

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Biomecanica de la columna Lumbar 
 
Daniela Duran, Sebastian Romero, Emma Kressin, Victoria Medina, Carlos Olave 
 
Departamento de kinesiología, Universidad Santo Tomás de Concepción, Fisiología Articular, 29 de Abril 2019. 
 
Resumen: La unidad funcional de la columna lumbar constituye un segmento móvil 
(vértebra disco y vertebra), el movimiento es pequeño entre las dos vértebras, pero el centro 
instantáneo de movimiento se dispone dentro del disco lumbar, el disco intervertebral tiene 
función hidrostática ya que almacena energía y distribuye distintas cargas, esta función se 
reduce con la degeneración del disco. 
la articulación interapofisaria guía el movimiento del segmento móvil y las facetas tienen una 
orientación que determina el movimiento, estas facetas pueden soportar cargas 
compresivas especialmente durante la hiperextensión y los músculos del tronco 
proporcionan estabilidad extrínseca a la columna, los ligamentos y los discos proporcionan 
estabilidad intrínseca. 
 
Palabra Clave: ​ disco lumbar, hidrostática, interapofisaria, facetas, hiperextensión, 
estabilidad extrínseca e intrínseca, charnelas, movimientos, biomecánica. 
 
Abstract:​The functional unit of the lumbar spine constitutes a mobile segment (disc 
vertebrae and vertebra), the movement is small between the two vertebrae but the 
instantaneous center of movement is disposed within the lumbar disc, the intervertebral disc 
has hydrostatic function since it stores energy and distributes different charges, this function 
is reduced with disk degeneration. 
The interapofisary joint guides the movement of the mobile segment and the facets have an 
orientation that determines movement, facets can withstand compressive loads especially 
during hyperextension, and trunk muscles provide extrinsic stability to the spine, ligaments 
and discs provide intrinsic stability 
 
Introducción 
 
La columna vertebral o raquis, es una 
estructura ósea en forma de pilar que 
soporta el tronco, es un sistema dinámico 
compuesto por elementos rígidos, las 
vértebras y elementos elásticos, los 
discos vertebrales (Miralles y Puig, 1998), 
además de una multitud de componentes 
pasivos y activos. 
 
El raquis está compuesto por 
aproximadamente 33 o 34 vértebras 
superpuestas, separadas por discos 
fibrocartilaginosos unidos por estructuras 
ligamentosas y apoyada por músculos. 
Del total de las vértebras, 24 se 
consideran móviles las que contribuyen al 
movimiento del tronco (Hamill y Knutzen 
1995). El raquis se encuentra dividido en 
cuatro segmento y en su plano sagital una 
serie de curvaturas; 7 vértebras cervicales 
(C1 a C7) con curvatura de convexidad 
anterior, 12 dorsales o torácicas (T1 a 
T12) de convexidad posterior, 5 lumbares 
(L1 a L5) de convexidad anterior, 5 sacras 
(S1 a S5) fusionadas formando un solo 
hueso el sacro, de convexidad posterior y 
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4 coccígeas que forman el cóccix (fig. 1). 
De estas, las cervicales y lumbares son 
las más móviles, en cambio las torácicas 
son las más rígidas, aportando menos 
movilidad. La estructura de la columna 
tiene tres principales funciones: entregar 
rigidez para el soporte de cargas axiales, 
proteger las estructuras que componen el 
sistema nervioso central (la médula, 
meninges y raíces nerviosas) y otorgar 
movilidad y flexibilidad para los 
movimientos del tronco. 
 
 
 
Fig 1: vista anterior y sagital que muestran las regiones 
del raquis y las curvaturas que esta presenta 
 
 
Desde el punto de vista de la ingeniería, 
la disposición curvada del raquis es 
importante, por que según Kapandji, la 
ingeniería ha demostrado que la 
resistencia de la columna es proporcional 
al cuadrado de número de curvas más 
una (R = N^2 + 1). En nuestro caso como 
la columna vertebral posee tres 
curvaturas: cervical, dorsal y lumbar (R = 
3^2 + 1), esto la convierte en 10 veces 
más resistente que si fuera totalmente 
recta, debido a esto se genera mayor 
estabilidad y aumenta la resistencia a la 
compresión axial. 
De este hecho podemos deducir que si 
durante el desplazamiento de una carga 
se producen movimientos fuera de los 
rangos fisiológicos para los que están 
preparados nuestras articulaciones 
vertebrales, se pondrá en riesgo la 
integridad de la columna pudiendo 
provocar alteraciones estructurales 
dañinas. (fig. 2) 
 
 
 
 
Fig. 2: resistencia raquis a esfuerzos de compresión axial y rangos de 
movimientos. 
 
 
En una vértebra se puede distinguir una 
porción anterior o cuerpo vertebral y un 
arco por detrás, con forma de herradura 
que se suelda al cuerpo, dejando entre 
ambos el agujero vertebral, cuya 
superposición en los diferentes 
segmentos vertebrales constituyen el 
conducto vertebral. A lo largo de todo el 
raquis se establecen tres columnas: por 
delante, una columna principal formada 
por el apilamiento de los cuerpos 
vertebrales este desempeña una función 
principalmente de soporte (estática), estos 
cuerpos están unidos entre sí por el disco 
intervertebral, por detrás del cuerpo 
vertebral, dos columnas secundarias 
constituidas por el apilamiento de las 
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apófisis articulares,que cumplen una 
función dinámica unidas por articulaciones 
del tipo de las artrodias. 
Conceptualmente la estabilización de la 
columna de debe a tres subsistemas: uno 
pasivo que es la columna osteoarticular y 
ligamentos, uno activo formado por 
músculos y tendones y un tercero el 
control neural (feedback) mecanismo 
transductor. 
Debemos entender por musculatura de la 
columna, los que se encuentran por 
posterior, por anterior, en los conductos 
vertebrales y los abdominales, estos 
últimos actúan directamente sobre sus 
movimientos e indirectamente sobre su 
estabilidad. 
 
Mecánica de los movimientos que 
actúan en el raquis lumbar: 
 
Flexión y Extensión: 
En flexión y extensión los rangos de 
amplitud de movimientos son de 40° – 
30°, respectivamente se producen en la 
columna lumbar y los otros 25° se 
producen en la pelvis, en la cual hay una 
fuerte contracción de los músculos del 
glúteo, que permite que la columna 
lumbar se estabilice. La flexión se inicia 
por los músculos agonistas que son los 
abdominales y la porción vertebral del 
psoas. El peso del tronco produce más 
flexión,gradualmente por los músculos 
antagonistas que son los paravertebrales, 
a medida que incrementa el rango la 
musculatura se inactiva una vez que 
estén completamente estirados este 
fenómeno se conoce como relajación en 
flexión. 
En la fase inicial de los músculos 
extensores se activan, este impulso de 
actividad decrece durante la extensión 
posterior y los músculos abdominales se 
activan para controlar y modificar el 
movimiento de una extensión de tronco 
siendo la más reducida con un 35° para el 
raquis lumbar. 
 
 
 
extensión. 
 
flexión 
 
Inclinación: 
En la inclinación lateral el movimiento en 
la columna lumbar, los espacios en forma 
de cuña entre las superficies articulares 
intervertebrales muestran variaciones 
durante este movimiento. Los sistemas 
espino-transverso y transverso-espinososde los músculos paravertebrales y 
abdominales se activan durante la 
inclinación lateral. Las contracciones 
homolaterales de estos músculos inician 
el movimiento y las contracciones 
contralaterales lo modifican. Los 
movimientos de inclinación dependen de 
los músculos multifidos, longísimos y recto 
abdominal ipsilateral. 
El cuerpo vertebral suprayacente se 
inclina hacia cóncavo y el disco se torna 
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cuneiforme y más grueso hacia la 
convexidad. Nucleo hacia la convexidad, 
los ligamentos intertransversos se tensan 
al convexo y se distienden en la 
concavidad. 
en cuanto a la amplitud mecánica de la 
columna lumbar en la inclinación lateral, 
es de aprox. 20 a 30° por lado. siendo 
limitada entre L5-S1 y máxima en L3-L4 y 
L4-L5. 
 
Amplitud en la inclinación lateral. 
 
 
Rotación: 
La mecánica rotativa en la columna 
lumbar es relativamente leve, por no decir 
inexistente. en términos de amplitud el 
raquis lumbar proporciona una rotación de 
derecha a izquierda segmentaria de 1° en 
cada segmento por término medio, es 
decir, 5° por lado y 10° en total. 
Este movimiento, en el raquis, ocurre 
cuando la vértebra superior gira y se 
desliza en relación a la subyacente, 
ocurriendo una solicitación en torsión axial 
y cizallamiento. 
La puesta en torsión de todos los 
ligamentos lumbares serán los limitantes 
de esta acción. 
 
Charnelas: 
 
La estructura vertebral, en general, posee 
curvaturas y cada una de estas curvaturas 
una transición una de la otra, a estas 
transiciones se les denomina ​charnelas. 
Estas estructuras anatómicas únicas, ​se 
ven forzadas a lidiar con dos vectores 
mecánicos de movimiento actuando en 
planos distintos, esto produce que no 
sean zonas especialmente móviles, pero 
que su movilidad sea esencial para el 
correcto comportamiento de las 
curvaturas que unifican. 
 
Para el raquis lumbar las charnelas 
limítrofes que le pertenecen son las 
siguientes: 
Por superior, una transición de las 
vértebras D12 a L1, denominada 
Charnela o lugar de charnela 
DORSO-LUMBAR, que es, 
específicamente el punto de inflexión 
entre las vértebras torácicas, las que 
poseen un grado amplio o libre de 
rotación, y las lumbares, que por el 
contrario, tienen un grado de rotación muy 
bajo o casi invisible. 
Michel dufour y Michel pillu, en su libro, 
“biomecánica funcional” presentan a la 
charnela dorso-lumbar como una ​rótula 
funcional, ​es decir, ​una zona de 
movimiento neutro alrededor de la cual se 
realiza el movimiento torácico y lumbar, 
especialmente en las rotaciones. 
Por inferior, o hacia caudal, el raquis 
lumbar posee la transición de L5 a S1, o 
charnela LUMBO-SACRA, ésta constituye 
un punto débil de la estructura vertebral, 
debido a que, por su posición, L5 tiende a 
desplazarse por sobre S1, sin embargo la 
sólida unión del arco posterior de L5 
impiden que este deslizamiento se realice. 
Que la transmisión de estas fuerzas sea 
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constante, puede ocasionar que se 
produzca una degeneración de los arcos 
vertebrales en el istmo, permitiendo que 
L5 si se deslice, lo que, en ocasiones, 
desencadenaría una espondilolistesis. 
 
 charnela dorsolumbar. 
 
 
representación de la charnela 
lumbo-sacra. 
 
 
 
Musculatura abdominal en el raquis 
lumbar: 
 
La musculatura abdominal tiene un papel 
estabilizador del raquis. Su contracción 
provoca un aumento de la presión 
intra-abdominal (PIA) que interviene como 
mecanismo de protección durante el 
levantamiento de pesos y movimientos en 
flexión de tronco (Monfort y Sarti, 1998; 
Mueller y cols., 1998). Esta presión 
proporciona un empuje bajo el diafragma 
y sobre el suelo pélvico, que se transmite 
a la espina torácica y a los hombros por 
medio de las costillas, disminuyendo así la 
carga sobre el raquis. 
 
 
 
 
 
Radebold y cols. (1998) indican que un 
incremento de la rigidez derivada de la 
contracción abdominal, estabiliza el tronco 
y el raquis lumbar. 
los músculos que generan este rol 
estabilizador son; transverso abdominal, 
psoas y recto del abdomen. 
 
 
 
Musculatura Posterior: 
 
La musculatura posterior a la columna           
vertebral actúa como extensores, se         
disponen entre cada dos vértebras,         
cuando los músculos se contraen         
simétricamente, se produce la extensión. 
Una tracción transversal tiende a 
aproximar las apófisis espinosas, 
creándose así el momento extensor sobre 
todo el raquis lumbar. 
La musculatura paravertebral está pegada 
a las vértebras y cuando se contraen 
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estabilizan la columna lumbar. Esta 
capacidad sólo la tienen estos músculos y 
son los principales estabilizadores de la 
columna lumbar. 
Cuando actúan las porciones del 
cuadrado lumbar los mecanismos que se 
ayudan son la extensión del raquis 
acompañado de inclinaciones laterales, es 
decir, acortando el músculo en 
contracción para dar lugar a la inclinación 
mientras que la otra porción, se relaja. 
El multífidus posee inserciones que 
juntas forman un músculo potente con 
mucha capacidad estabilizadora sobre la 
columna lumbar. si se contraen de forma 
bilateral son músculos extensores 
lumbares y si la contracción es unilateral 
produce lateralización y rotación de las 
vértebras. 
 
Discusión  
La inestabilidad de la columna implicaría 
el movimiento dentro de la unidad 
funcional, no debe exceder el movimiento 
normal bajo niveles de carga fisiológicos, 
si se daña cualquiera de estos 
componentes de la unidad se puede 
producir una inestabilidad ( dos vértebras 
separadas por un disco, ligamentos, 
carillas articulares) una cantidad de 
estudios han sido fundamental para 
explicar la inestabilidad ya que estos 
determinaron la respuesta de la columna 
ante cargas de compresión, 
deslizamientos, flexión, torsión lateral y 
rotación axial y si se dañasen los 
ligamentos largos de la columna como si 
lo hiciese la cápsula articular se crearía la 
inestabilidad. 
 
 
Conclusión: 
 
Las cargas sobre la columna lumbar 
afectan la posición corporal provocando 
una fatiga muscular que puede exponer a 
la columna al aumentar su vulnerabilidad 
como resultado de una pérdida de control 
motor y por lo tanto un aumento de la 
solicitación sobre los ligamentos, discos y 
cápsulas articulares adyacentes. 
 
 
Referencias: 
 
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de los tejidos y las Articulaciones 
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http://osteobcn.com/cuando-la-curva-cambia-charnelas-vol-1/
http://osteobcn.com/cuando-la-curva-cambia-charnelas-vol-1/