Resumen de Evaluación dinámica del morfotipo raquídeo y análisis electromiográfico de la musculatura del tronco en ciclistas
- español
El dolor espalda es una de las dolencias más prevalentes en ciclismo. Por ello, es importante conocer los aspectos que podrían influir sobre la morfología de la columna vertebral y la musculatura del tronco. Así, se podrían aplicar posibles programas de entrenamiento a los ciclistas y/o ajustar la biomecánica de sus bicicletas, con el objetivo de mejorar la salud raquídea de estos deportistas.
En este sentido, uno de los principales objetivos de la presente tesis doctoral fue conocer si el ciclismo afecta a la morfología de la columna, tanto en las posturas realizadas fuera de la bicicleta, como su adaptación sobre la bicicleta en función del tipo y posición del manillar. Para ello, se realizó una revisión sistemática de la literatura científica siguiendo la estructura PRISMA. Los estudios seleccionados cumplieron con los siguientes criterios: a) el diseño del estudio fue transversal o longitudinal (experimental o de cohortes); b) dichos estudios evaluaron la disposición sagital del raquis en posturas fuera de la bicicleta y sobre ella; c) se incluyeron a ciclistas sanos y entrenados, sin lesiones o sin dolor lumbar. En cuanto a los resultados, quince estudios informaron que se observó una mayor inclinación pélvica cuando el manillar estaba en una posición más baja. Dieciséis estudios encontraron que la flexión lumbar era mayor cuando el agarre del manillar estaba más bajo y distal con respecto al sillín. Doce estudios reportaron una tendencia hacia una mayor flexión torácica a medida que aumentaba el tiempo de pedaleo sobre la bicicleta. En conclusión, durante la práctica del ciclismo, la columna vertebral se adapta a las diferentes configuraciones del manillar (según la distancia y altura con respecto al sillín). Además, en las posturas mantenidas fuera de la bicicleta, los ciclistas presentan un aumento de la cifosis torácica en bipedestación, así como una mayor inclinación pélvica y una mayor capacidad de flexión lumbar en la posición de flexión del tronco, en comparación con personas que no practican ciclismo.
El segundo estudio que compone esta tesis doctoral, tuvo como objetivos principales: 1) evaluar y comparar la morfología de la columna torácica, lumbar e inclinación del sacro, en el plano sagital, en bipedestación versus la posición de pedaleo sobre la bicicleta de carretera; 2) evaluar y comparar la actividad de la musculatura del trapecio (fibras superiores y medias), infraespinoso, dorsal ancho, erector de la columna, recto anterior del abdomen, oblicuo externo y pectoral mayor, en bipedestación versus pedaleando sobre la bicicleta de carretera; y 3) correlacionar la morfología raquídea con la actividad de la musculatura del tronco, en las posturas de bipedestación y pedaleando sobre la bicicleta de carretera. Para ello, 12 ciclistas sanos y activos en competición, participaron voluntariamente en el estudio. A todos ellos, utilizando un sistema de 16 cámaras infrarrojas, se les evaluó la morfología de la columna torácica y lumbar, y la inclinación del sacro, tanto en bipedestación en el suelo, como pedaleando sobre sus bicicletas a baja resistencia. Además, utilizando un equipo de electromiografía de superficie, se les registró la actividad de la musculatura del tronco en dichas posturas.
Los resultados mostraron una mayor cifosis torácica en bipedestación, en comparación con la postura adoptada sobre la bicicleta (37,71º ± 9,43º vs. 35,82º ± 9,91º, respectivamente; p = 0,51; d = 0,20). La curvatura lumbar se modificó, pasando de lordosis en bipedestación (-26,82º ± 6,36º) a una flexión lumbar durante la pedalada (15,14º ± 6,14º) (p < 0,001; d = 1,92). La inclinación del sacro fue significativamente mayor al pedalear sobre la bicicleta, que en la postura de bipedestación (27,81º ± 5,47 vs. 15,13º ± 7,88º, respectivamente; p < 0,001; d = 2,43). Con respecto a la activación muscular, pedaleando sobre la bicicleta, se observaron incrementos significativos de la musculatura del infraespinoso, el dorsal ancho, el oblicuo externo y el pectoral mayor, en comparación con la postura en bipedestación. En conclusión, la morfología de la columna vertebral (torácica y lumbar) y la inclinación del sacro son dinámicas (cambian cíclicamente sus valores angulares) dependiendo de la posición del pedal durante el ciclo de pedaleo. Además, durante la pedalada a baja resistencia se produce una mayor activación de la musculatura del tronco con respecto a la postura en bipedestación.
Por último, el tercer estudio que compone esta tesis doctoral, tuvo como objetivos: 1) evaluar el comportamiento de la columna torácica, lumbar e inclinación del sacro en el plano sagital; la flexión de la columna torácica y lumbar en el plano frontal y la torsión del tronco en el plano transversal; 2) comparar la activación de la musculatura del core (trapecio, infraespinoso, dorsal ancho, erector de la columna, recto anterior del abdomen, oblicuo externo y pectoral mayor) en función de los umbrales ventilatorios, identificados durante un test incremental en ciclismo y; 3) identificar qué musculatura del core tiene una mayor activación en cada zona de intensidad. Para ello, a un total de 12 ciclistas se les evaluó la postura de la columna y la activación de ocho músculos del core, durante un test incremental de carácter maximal, con sus propias bicicletas. La flexión de la columna torácica, lumbar y la inclinación del sacro, así como la activación de la musculatura del core, aumentaron significativamente a medida que incrementaba la intensidad de esfuerzo (Inicio < VT1 < VT2 < VO2max). Concretamente, el recto abdominal mostró una significativa mayor activación muscular que el resto de los músculos evaluados del core. Como conclusión, a medida que aumenta la intensidad del esfuerzo en ciclismo, los ciclistas incrementan significativamente la flexión de la columna torácica, lumbar e inclinación del sacro en el plano sagital, la flexión de la columna torácica y lumbar en el plano frontal, la rotación del tronco en el plano transversal, así como la activación de la musculatura del core, principalmente del recto anterior del abdomen.
- English
Back pain is one of the most prevalent ailments in cycling. Therefore, it is essential to know the aspects that could influence the spine and trunk musculature morphology. Thus, possible training programs could be applied to cyclists and/or adjust their bicycles' biomechanics to improve these athletes' spinal health.
In this sense, one of the main objectives of this doctoral thesis was to determine whether cycling affects the spinal morphology, both in the postures performed outside the bicycle and its adaptation on the bicycle, depending on the type and position of the handlebars.
Therefore, a systematic review of the scientific literature was carried out, following the PRISMA structure. The selected studies met the following criteria: a) the study design was transversal or longitudinal (experimental or cohort); b) these studies evaluated the sagittal arrangement of the rachis in off-bike and on-bike postures; c) healthy and trained cyclists, without injuries or low back pain, were included. In terms of results, fifteen studies reported that a more significant pelvic tilt was observed when the handlebars were in a lower position. Sixteen studies found that lumbar flexion was greater when the handlebar grip was lower and more distal to the saddle. Twelve studies reported a trend toward greater thoracic flexion as the time spent cycling increased. In conclusion, during cycling, the spine adapts to the different configurations of the handlebars (according to distance and height). In addition, in postures maintained outside the bicycle, cyclists present an increase in thoracic kyphosis in standing position, a greater pelvic tilt, and a greater capacity for lumbar flexion in the trunk flexion position compared to people who do not practice cycling.
The second study that composed this doctoral thesis had as main objectives: 1) to evaluate and compare the morphology of the thoracic spine, lumbar spine, and pelvic tilt, in the sagittal plane, in standing versus pedaling position on the road bicycle; 2) to evaluate and compare the activity of the trapezius musculature (upper and middle fibers), infraspinatus, latissimus dorsi, erector spinae, anterior rectus abdominis, external oblique and pectoralis major, in standing versus pedaling on the road bicycle; and 3) to correlate the spinal morphology with the activity of the trunk musculature, in the standing and pedaling postures on the road bicycle. For this purpose, 12 healthy cyclists, active in competition, voluntarily participated in the study. The morphology of the thoracic and lumbar spine and the inclination of the sacrum were evaluated while standing and pedaling on their bicycles with a system of 16 infrared cameras. In addition, using surface electromyography equipment, the activity of the trunk musculature in these postures was recorded.
The results showed a greater thoracic kyphosis while standing compared to the posture adopted on the bicycle (37.71º ± 9.43º vs. 35.82º ± 9.91º, respectively; p = 0.51; d = 0.20).
Lumbar curvature went from lordosis when standing (-26.82º ± 6.36º) to lumbar flexion when pedaling (15.14º ± 6.14º) (p < 0.001; d = 1.92). Sacral tilt was significantly greater pedaling on the bicycle than in the standing posture (15.13º ± 7.88º vs. 27.81º ± 5.47, respectively; p < 0.001; d = 2.43). Regarding muscle activation and pedaling on the bicycle, significant increases were observed in the infraspinatus, latissimus dorsi, external oblique, and pectoralis major muscles compared to the standing posture. In conclusion, the morphology of the spine (thoracic and lumbar) and the inclination of the sacrum are dynamic (their angular values change cyclically) depending on the position of the pedal during the pedaling cycle, in addition to there being a greater activation of the trunk musculature compared to the standing posture.
Finally, the third study that composed this doctoral thesis had the following objectives:
1) to evaluate the behaviour of the thoracic spine, lumbar spine, and sacral tilt in the sagittal plane, thoracic and lumbar spine flexion in the frontal plane, and trunk torsion in the transverse plane; 2) to compare the activation of core muscles (trapezius, infraspinatus, latissimus dorsi, erector spinae, anterior rectus abdominis, external oblique, and pectoralis major), as a function of ventilatory thresholds, identified during an incremental cycling test; and 3) to identify which core musculature has greater activation in each intensity zone. A total of 12 cyclists were assessed for spinal posture and activation of the eight core muscles during an incremental maximal test on their bicycles.
Thoracic spine flexion, lumbar spine flexion, and pelvic tilt, as well as core muscle activation, increased significantly with increasing exertion intensity (Start < VT1 < VT2 < VO2max). Specifically, the rectus abdominis showed significantly greater muscle activation than the other core muscles evaluated. In conclusion, as the intensity of cycling effort increases, cyclists significantly increase thoracic spine flexion, lumbar spine flexion and pelvic tilt in the sagittal plane, thoracic and lumbar spine flexion in the frontal plane, trunk rotation in the transverse plane, as well as core musculature activation.
