Los humanos desarrollamos un 'resorte' en los pies para caminar mejor

Desde luego, en términos evolutivos resulta muy complejo pasar de caminar 'a cuatro patas' a hacerlo solo con dos. Para poder erguirnos, por ejemplo, tuvimos que cambiar el centro de gravedad de nuestro cuerpo, la posición de la columna, la función y anatomía de las caderas... y la estructura de nuestros pies.

Un montón de trabajosas modificaciones corporales que la naturaleza no se habría molestado en aplicar si las ventajas de hacerlo no hubieran sido excepcionales. Ahora, un nuevo estudio que profundiza en la 'letra pequeña' de esas adaptaciones físicas acaba de demostrar que los humanos desarrollamos, en nuestros pies, un arco similar a un resorte para ayudarnos a caminar mejor.

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Durante mucho tiempo, los investigadores que estudian la evolución de la marcha bípeda han asumido que ese arco actúa como una especie de palanca que impulsa el cuerpo hacia delante y nos ayuda a caminar. Pero ahora un equipo internacional de científicos ha descubierto que el retroceso de ese arco flexible reposiciona, a cada paso, el tobillo en posición vertical para caminar de manera más efectiva.

Los efectos al correr son mayores, lo que sugiere que la capacidad de correr de manera eficiente podría haber sido una presión selectiva para un arco flexible que también hizo que el acto de caminar fuera más eficiente. El descubrimiento, que se publica hoy en 'Frontiers in Bioengineering and Biotechnology', podría incluso ayudar a los médicos a mejorar los tratamientos para los problemas de los pies de los pacientes actuales.

«Originalmente - explica Lauren Welte, autora principal del estudio- pensábamos que el arco en forma de resorte ayudaba a levantar el cuerpo para el siguiente paso. Y resulta que, en cambio, el arco es un resorte retrocede para ayudar al tobillo a levantar el cuerpo».

La evolución de nuestros pies, incluido el arco medial elevado que nos diferencia de los grandes simios, es crucial para la marcha bípeda. Se cree que el arco les da a los homínidos más fuerza cuando caminan erguidos: el mecanismo no está claro, pero cuando el movimiento del arco se restringe, correr exige más energía. El retroceso del arco, sin embargo, nos convierte en corredores más eficientes al impulsar la masa central del cuerpo hacia adelante o al compensar el trabajo mecánico que, de otro modo, los músculos se verían obligados a hacer.

Para investigar sus hipótesis, el equipo seleccionó a siete participantes con movilidad de arco variable, que caminaron y corrieron mientras sus pies eran filmados por cámaras de captura de movimiento de rayos X de alta velocidad. Se midió la altura del arco de cada participante y se realizó una tomografía computerizada del pie derecho de cada uno. Los científicos crearon después modelos rígidos y los compararon con el movimiento medido de los huesos del pie para probar el efecto de la movilidad del arco en las articulaciones adyacentes. También midieron qué articulaciones contribuyeron más al retroceso del arco y la contribución del retroceso del arco mismo al centro de masa y la propulsión del tobillo.

Aunque esperaban encontrar que el retroceso del arco ayudaba a la palanca rígida del arco a levantar el cuerpo, los investigadores descubrieron que un arco rígido sin retroceso hacía que el pie se levantara antes del suelo, lo que probablemente disminuía la eficiencia de los músculos de la pantorrilla e inclinaba los huesos del tobillo demasiado hacia adelante. Lo cual se refleja, sin ir más lejos, en la postura que adoptan los chimpancés al caminar, muy diferente a la postura erguida característica de la marcha humana.

El arco flexible, por lo tanto, ayudó a colocar el tobillo en posición vertical, lo que permite que la pierna se levante del suelo con mayor eficacia. Los científicos también hallaron que la articulación entre dos huesos en el arco medial, el navicular y el cuneiforme medial, es de la máxima importancia para la flexibilidad del arco. Los cambios en esta articulación podrían ayudarnos a rastrear el desarrollo del bipedalismo en el registro fósil de los homínidos. «La movilidad de nuestros pies -explica Michael Rainbow, también autor principal del estudio- parece permitirnos caminar y correr erguidos en lugar de inclinarnos hacia adelante o dar el siguiente paso demasiado pronto».

Por último, estos hallazgos también abren la puerta a nuevas vías terapéuticas para las personas cuyos arcos están rígidos debido a lesiones o enfermedades: favorecer la flexibilidad del arco podría mejorar la movilidad general. «Nuestro trabajo -dice Welte- sugiere que permitir que el arco se mueva durante la propulsión hace que el movimiento sea más eficiente. Si restringimos el movimiento del arco, es probable que haya cambios correspondientes en el funcionamiento de las otras articulaciones».

«En esta etapa -añade Raibow- , nuestra hipótesis requiere más pruebas porque necesitamos verificar que las diferencias en la movilidad del pie en la población conducen a los tipos de cambios que vemos en nuestra muestra, que es limitada. Dicho esto, nuestro trabajo prepara el escenario para una nueva y emocionante vía de investigación».