Los trastornos musculosqueléticos se encuentran entre los problemas más importantes de salud en el trabajo, tanto en los países desarrollados como en los en




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Funciones


Las funciones de la columna vertebral son varias, principalmente interviene como elemento de sostén estático y dinámico, proporciona protección a la médula espinal recubriéndola, y es uno de los factores que ayudan a mantener el centro de gravedad de los vertebrados.[]

La columna vertebral es la estructura principal de soporte del esqueleto que protege la médula espinal y permite al ser humano desplazarse en posición “de pie”, sin perder el equilibrio. La columna vertebral está formada por siete vértebras cervicales, doce vértebras torácicas o pectorales, cinco vértebras lumbares centrales, cinco vértebras dorsales inferiores soldadas al sacro, y tres a cinco vértebras soldadas a la “cola” o cóccix. Entre las vértebras también se encuentran unos tejidos llamados discos intervertebrales que le dan mayor flexibilidad.

La columna vertebral sirve también de soporte para el cráneo.

Constitución


La columna vertebral está constituida por piezas óseas superpuestas y articuladas entre sí, llamadas vértebras, cuyo número —considerado erróneamente casi constante— es de 33 piezas aproximadamente, dependiendo de la especie.[][]

Las vértebras están conformadas de tal manera que la columna goza de flexibilidad, estabilidad y amortiguación de impactos durante la locomoción normal del organismo.[]

La columna vertebral de un humano adulto mide por término medio 75 cm de longitud, y en su extensión presenta varias curvaturas.

DISCOS INTERVERTEBRALES
Los discos intervertebrales ocupan alrededor de la tercera parte de la columna. Dado que no sólo proporcionan flexibilidad a ésta, sino que también transmiten carga, su comportamiento mecánico posee una gran influencia sobre la mecánica de toda la columna. Una elevada proporción de casos de dolor lumbar guardan relación con el disco, ya sea directamente a través de una hernia de disco, o indirectamente porque los discos degenerados someten a una tensión excesiva a otras estructuras de la columna.
Anatomía

En la columna vertebral del ser humano existen 24 discos intervertebrales, intercalados entre los cuerpos vertebrales, con los que forman el componente anterior (frontal) de la columna vertebral, mientras que las superficies articulares, las apófisis transversas y espinosas forman los elementos posteriores (traseros). El tamaño de los discos aumenta según se va descendiendo por la columna. El disco está formado por tejido cartilaginoso y consta de tres regiones diferenciadas

La región interna (núcleo pulposo) es una masa gelatinosa, sobre todo en las personas jóvenes. La región externa del disco (anillo fibroso) es firme y en forma de banda. Las fibras del anillo están entrelazadas de tal forma que le permiten resistir fuerzas elevadas de flexión y de torsión. Al aumentar la edad el núcleo pierde agua, aumenta su firmeza y la diferencia entre las dos regiones resulta menos clara. El disco está separado del hueso por una fina capa de cartílago hialino, la tercera región.

En la edad adulta, tanto la placa basal de cartílago como el propio disco carecen normalmente de vasos sanguíneos propios, y dependen del aporte sanguíneo de los tejidos adyacentes, como los ligamentos y los cuerpos vertebrales, para el transporte de nutrientes y la eliminación de productos de desecho. Sólo está inervada la porción externa del disco.
Composición

El disco, al igual que otros cartílagos, está formado fundamentalmente por una matriz de fibras colágenas (incluidas en un gel de proteoglucano) y agua que, en conjunto, constituyen el 90-95 % de la masa tisular total, aunque las proporciones varían según la localización en el interior del disco y la edad y el estado de degeneración. Dispersas por toda la matriz existen células responsables de la síntesis y el mantenimiento de sus distintos componentes

Agua: El agua es el componente principal del disco y constituye hasta el 65-90 % del volumen tisular, dependiendo de la edad y de la región del disco.

La cantidad de agua también varía dependiendo de la carga aplicada al disco; por ello, el contenido de agua es diferente de noche y de día, ya que la carga será muy diferente durante el sueño. El agua es importante tanto para el funcionamiento mecánico del disco como para proporcionar el medio de transporte de las sustancias disueltas dentro de la matriz.

Colágeno: El colágeno es la principal proteína estructural del organismo y está constituido por una familia de al menos 17 proteínas diferentes. Todos los colágenos poseen regiones helicoidales y están estabilizados por una serie de enlaces cruzados intra e intermoleculares, que refuerzan la resistencia de las moléculas ante las tensiones mecánicas y la degradación enzimática. La longitud y la forma de los diferentes tipos de moléculas de colágeno varían, así como su proporción helicoidal. El disco está formado por varios tipos de colágeno que constituyen el andamiaje estructural del disco.

Células: La densidad celular del disco intervertebral es muy baja en comparación con la de otros tejidos. Aunque la densidad celular es baja, su actividad continua es vital para la salud del disco, ya que las células producen macromoléculas durante toda la vida para sustituir a las que se degradan y se pierden con el paso del tiempo.
Función

La principal función del disco es mecánica. El disco transmite la carga a lo largo de la columna vertebral y también permite su curvatura y torsión. Las cargas sobre el disco proceden del peso corporal y de la actividad muscular, y se modifican con la postura.

Durante las actividades diarias el disco está sometido a cargas complejas. La extensión o la flexión de la columna producen sobre todo fuerzas de tracción y de compresión sobre el disco, que aumentan de magnitud según se desciende por la columna, debido a las diferencias en el peso y en la geometría corporal. La rotación de la columna produce tensiones transversales (de cizallamiento).

Contribución de los componentes principales a la función

Proteoglucanos

La función del disco depende del mantenimiento de un equilibrio en el que la presión del agua está equilibrada con la presión de hinchamiento del disco. Esta presión depende de la concentración de los iones atraídos al disco por los proteoglucanos cargados negativamente y, por tanto, depende directamente de la concentración de proteoglucanos. Si aumenta la carga sobre el disco, la presión de agua aumenta y se altera el equilibrio. Para compensarlo, sale líquido del disco, lo que aumenta la concentración de proteoglucanos y la presión osmótica del disco. Tal expresión de líquido continúa hasta que se restablece el equilibrio o se retira la carga sobre el disco.

Los proteoglucanos también afectan al movimiento de los líquidos de otras maneras. Debido a su elevada concentración en el tejido, los espacios entre las cadenas son muy pequeños (0,003 a 0,004 µm). El flujo de líquido a través de estos poros tan pequeños es muy lento por lo que, incluso ante una gran presión diferencial, la velocidad a la que se pierde el líquido y, por tanto, la velocidad de “aplastamiento” del disco, es lenta. Sin embargo, dado que los discos degenerados tienen menores concentraciones de proteoglucanos, el líquido puede fluir más rápido a través de la matriz. Esta puede ser la causa de que los discos degenerados pierdan altura con más rapidez que los normales. La carga y la elevada concentración de proteoglucanos controlan la entrada y el movimiento de otras sustancias disueltas en el disco. Las moléculas pequeñas (nutrientes como glucosa, oxígeno) pueden penetrar fácilmente en el disco y moverse a través de la matriz.

Agua

El agua es el componente principal del disco, y la rigidez del tejido se mantiene por las propiedades hidrófilas de los proteoglucanos. Con la pérdida inicial de agua, el disco se hace más fláccido y deformable al relajarse la red de colágeno. Sin embargo, una vez que el disco ha perdido una fracción significativa de agua, sus propiedades mecánicas cambian drásticamente; el tejido se comporta más como un sólido que como un material compuesto sometido a carga. El agua también proporciona el medio a través del cual se intercambian nutrientes y productos de desecho entre el disco y la corriente sanguínea circundante.

Colágeno

La red de colágeno, que puede soportar altas cargas de tracción, proporciona un entramado para el disco y lo ancla a los cuerpos vertebrales vecinos. La red está inflada por el agua captada por los proteoglucanos; a su vez, contiene a los proteoglucanos e impide que escapen del tejido. Estos tres componentes en conjunto forman por tanto una estructura capaz de soportar altas cargas compresivas.

La organización de las fibrillas de colágeno proporciona al disco su flexibilidad. Este tejido altamente especializado permite al disco un extenso movimiento en cuña, lo que posibilita la curvatura de la columna.
Metabolismo

Las células del disco producen tanto moléculas grandes como enzimas que degradan los componentes de la matriz. En el disco sano, las tasas de producción y de degradación de la matriz están equilibradas. Si se trastorna el equilibrio, debe cambiar en última instancia la composición del disco. Las células del disco también responden a los cambios de la tensión mecánica y la carga siempre afecta al metabolismo del disco.
Aporte de nutrientes

Debido a que el disco recibe nutrientes procedentes del aporte sanguíneo de los tejidos adyacentes, los nutrientes como el oxígeno o la glucosa deben difundirse a través de la substancia intercelular hasta las células situadas en el centro del disco. En la interface entre el disco y el cuerpo vertebral, la concentración de oxígeno es de alrededor del 50 %, mientras que en el centro del disco es inferior al 1 %. El metabolismo del disco es principalmente anaerobio.

La disminución del aporte de nutrientes es una causa importante de la degeneración del disco. La permeabilidad de la placa basal del disco disminuye con la edad, lo que puede dificultar el transporte de nutrientes al interior del disco y podría ocasionar la acumulación de sustancias de desecho. En los discos en los que se ha reducido el transporte de nutrientes, las concentraciones centrales de oxígeno descienden hasta niveles muy bajos generándose cifras de pH bajas en las propias células quizá no sobrevivan a la exposición prolongada a un pH ácido. En los discos humanos se ha encontrado un elevado porcentaje de células muertas.
REGIÓN LUMBAR
Estructura y función

Debido a la postura erecta, la estructura de la parte inferior de la columna vertebral (columna lumbosacra) del ser humano difiere anatómicamente de la de la mayoría de los restantes vertebrados. La posición erecta también hace aumentar las fuerzas mecánicas que actúan sobre las estructuras de la columna lumbosacra. Normalmente, la columna lumbar posee cinco vértebras. El sacro es rígido, y el coxis carece de función en el ser humano.

Las vértebras están unidas entre si por discos intervertebrales situados entre los cuerpos vertebrales, así como por ligamentos y músculos. Estas uniones mediante tejidos blandos hacen que la columna sea flexible. Dos vértebras adyacentes forman una unidad funcional. Los cuerpos y los discos vertebrales son los elementos que soportan el peso de la columna. Las partes posteriores de las vértebras forman el arco neural, que protege a los nervios en el canal vertebral. Los arcos vertebrales están unidos entre sí mediante facetas articulares (articulaciones cigoapofisarias) que determinan la dirección del movimiento. Los arcos vertebrales también están unidos entre sí por numerosos ligamentos que determinan el grado de movilidad o amplitud de movimiento en la columna. Los músculos que extienden el tronco hacia atrás (extensores) están unidos a los arcos vertebrales. Importantes puntos de unión son las tres proyecciones óseas (dos apófisis laterales y la apófisis espinosa) de los arcos vertebrales.

La médula espinal termina a la altura de las vértebras lumbares más altas (L1-L2). El canal vertebral lumbar está lleno por la extensión de la médula espinal denominada cola de caballo, formada por las raíces de los nervios espinales. Las raíces de los nervios salen por pares del canal vertebral a través de los agujeros intervertebrales. Cada una de las raíces de los nervios espinales da una rama que inerva los tejidos de la espalda. Se trata de terminaciones nerviosas que transmiten sensaciones dolorosas (terminaciones nociceptivas) de músculos, ligamentos y articulaciones. En un disco intervertebral sano no existen tales terminaciones nerviosas, excepto en las porciones más externas del anillo. Sin embargo, el disco se considera la fuente más importante de dolor lumbar. Se sabe que las roturas del anillo son dolorosas. Como secuela de la degeneración del disco puede producirse una herniación de la porción interna semigelatinosa del disco intervertebral, el núcleo, hacia el interior del canal vertebral, lo que causa compresión y/o inflamación de un nervio espinal acompañada de signos y síntomas de ciática.

Los músculos son los responsables de la estabilidad y del movimiento de la espalda. Los músculos de la espalda doblan el tronco hacia atrás (extensión), mientras que los músculos abdominales lo doblan hacia adelante (flexión). La fatiga debida a la carga mantenida o repetitiva o al esfuerzo excesivo brusco de músculos o ligamentos puede ocasionar dolor lumbar.
CUELLO
Anatomía y biomecánica del cuello
La parte musculosquelética del cuello está formada por siete cuerpos vertebrales, seis discos intervertebrales (formados por cartílago), ligamentos que los mantienen unidos y los conectan al cráneo y a la columna dorsal, y músculos que rodean a la columna.

Aunque cada articulación de la columna cervical posee una amplitud de movimiento muy limitada, el cuello se puede doblar, extender, girar y bascular con una amplitud de movimiento relativamente grande (véase la Tabla 6.5).

En posición erecta normal y con la mirada dirigida hacia adelante, el centro de gravedad de cabeza y cuello está realmente situado por delante del centro de apoyo, por lo que necesita ser equilibrado por los músculos dorsales, es decir, por los situados detrás de los cuerpos vertebrales.

Cuando se inclina la cabeza hacia adelante se necesita más fuerza muscular para equilibrar la cabeza, y cuando esta inclinación hacia adelante se mantiene durante períodos prolongados puede aparecer una fatiga muscular notable. Además de la fatiga muscular, la inclinación y la basculación de la cabeza dan lugar a una mayor compresión de los discos intervertebrales, lo que puede acelerar los procesos degenerativos.

Los músculos que rodean el cuello actúan también en el trabajo de los brazos, a fin de estabilizar el complejo hombro/brazo. El trapecio y otros varios músculos se originan en la columna cervical y se extienden hacia abajo y hacia afuera para insertarse en el hombro. Estos músculos suelen ser asiento de disfunciones y de trastornos, sobre todo en las tareas estáticas o repetitivas con los brazos elevados y la visión fija.

Las estructuras que estabilizan el cuello son muy robustas, lo que sirve para proteger el tejido nervioso situado dentro del canal vertebral y los nervios que salen de los agujeros intervertebrales para inervar el cuello, la extremidad superior y la parte superior del tórax. Los discos intervertebrales, las partes adyacentes de los cuerpos vertebrales y las facetas articulares de los agujeros intervertebrales son a menudo asiento de cambios degenerativos, que pueden ejercer presión sobre los nervios y estrechar su espacio. (Véase la Figura 6.13.)
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