Control del movimiento en el envejecimiento

El control normal del movimiento en el envejecimiento humano se refiere a los cambios en los músculos , las neuronas motoras , los nervios , las funciones sensoriales , la marcha , la fatiga y las respuestas visuales y manuales, tanto en hombres como en mujeres a medida que envejecen, pero que no presentan trastornos neurológicos , musculares ( atrofia , distrofia , etc.) o neuromusculares . Con el envejecimiento, los movimientos neuromusculares se ven afectados, aunque con entrenamiento o práctica, algunos aspectos pueden prevenirse.

Para la producción voluntaria de fuerza, los potenciales de acción se originan en la corteza cerebral . Se propagan por la médula espinal , las motoneuronas y el conjunto de fibras musculares que inervan. Esto da como resultado una contracción muscular cuyas propiedades están determinadas por dos mecanismos: el reclutamiento de unidades motoras y la codificación de frecuencia . Ambos mecanismos se ven afectados por el envejecimiento. Por ejemplo, el número de unidades motoras puede disminuir, el tamaño de las unidades motoras, es decir, el número de fibras musculares que inervan, puede aumentar, y la frecuencia con la que se desencadenan los potenciales de acción puede reducirse. En consecuencia, la producción de fuerza generalmente se ve afectada en los adultos mayores. ^{[ 1 ]}

El envejecimiento se asocia con una disminución de la masa y la fuerza muscular . Esta disminución puede deberse parcialmente a la pérdida de neuronas motoras alfa . A partir de los 70 años, esta pérdida se produce tanto en los músculos proximales como distales . En el bíceps braquial y el braquial , los adultos mayores muestran una disminución de la fuerza (en un tercio) correlacionada con una reducción en el número de unidades motoras (a la mitad). Los adultos mayores muestran evidencia de que las unidades motoras restantes pueden aumentar de tamaño a medida que inervan las fibras musculares colaterales. ^{[ 2 ]}

En el primer interóseo dorsal , casi todas las unidades motoras se reclutan con una codificación de frecuencia moderada, lo que da lugar a un 30-40% de la contracción voluntaria máxima (CVM). Las tasas de descarga de las unidades motoras medidas al 50% de la CVM no difieren significativamente entre los sujetos jóvenes y los adultos mayores. Sin embargo, para las contracciones de esfuerzo máximo, existe una diferencia apreciable en las tasas de descarga entre ambos grupos de edad. Las tasas de descarga obtenidas al 100% de la CVM son un 64% menores en los adultos mayores que en los sujetos jóvenes: 31,1 ± 11,8 impulsos/s en los sujetos mayores y 50,9 ± 19,5 impulsos/s en los sujetos jóvenes. ^{[ 3 ]}

La fuerza isométrica y el área de sección transversal física de los flexores y extensores del codo se reducen en hombres mayores en comparación con los jóvenes. La fuerza normalizada (fuerza voluntaria máxima en relación con el tamaño del músculo que la produce) de los extensores del codo es la misma en ambos grupos. La fuerza normalizada de los flexores del codo se reduce en los hombres mayores en comparación con los jóvenes. Esta menor fuerza normalizada de los flexores del codo podría deberse a un aumento en la coactivación de los músculos agonistas y antagonistas . ^{[ 4 ]}

En comparación con el grupo joven, el grupo de mayor edad presenta un menor torque isométrico de los dorsiflexores en todos los ángulos, y un menor torque isométrico de los extensores de la rodilla en ángulos >90°. La disminución en la producción de fuerza es específica de cada músculo. Durante el ejercicio dinámico , el grupo de mayor edad requiere más tiempo para alcanzar una velocidad objetivo y tiene menor capacidad para alcanzar velocidades elevadas. La disminución de la velocidad de contracción voluntaria con la edad parece influir en la pérdida de torque dinámico. ^{[ 5 ]}

La detección de un estímulo por un receptor en las terminaciones nerviosas aferentes (en comparación con las eferentes ) es útil para proteger al cuerpo contra perturbaciones inesperadas. Estudios en sujetos post mortem respaldan que el grosor de las cápsulas de los husos musculares aumenta con la edad. Hay una ligera disminución en el número de fibras intrafusales en los sujetos de mayor edad. Algunos husos muestran cambios compatibles con la denervación asociada con atrofia por denervación agrupada . Se observan cambios relacionados con la edad en la ultraestructura de la inervación de los nervios del huso en forma de hinchazón axonal y placas terminales expandidas/anormales . ^{[ 6 ]}

Cuando se les somete a una tarea de propiocepción , los ancianos muestran una mayor cocontracción de los músculos agonistas y antagonistas, posiblemente para aumentar la activación gamma y la sensibilidad de los husos musculares. Se cree que esto se utiliza para el control postural. A pesar de esta estrategia de cocontracción, los adultos mayores presentan un mayor tiempo de reacción y también cometen mayores errores al estimar la posición de su tobillo . Los ancianos con mayores errores en la propiocepción dinámica también obtienen peores resultados en la prueba de equilibrio unipodal con los ojos cerrados. ^{[ 7 ]}

Los adultos mayores se balancean más que los jóvenes al mantener una postura erguida, especialmente con los ojos cerrados y una base de apoyo estrecha. Los jóvenes muestran "ingenio" al cambiar de una entrada sensorial ( visión ) a otra ( somatosensorial ), mientras que los adultos mayores no dependen de la variedad de entradas sensoriales, sino que responden rigidizando sus tobillos en las distintas tareas (base de apoyo amplia frente a base de apoyo estrecha, ojos abiertos frente a ojos cerrados). ^{[ 8 ]}

Los receptores sensoriales pueden iniciar respuestas rápidas a las perturbaciones gracias a las conexiones de corta latencia entre las inervaciones aferentes y las unidades motoras. Sin embargo, el envejecimiento produce una disminución en las velocidades de conducción motora. Esto puede deberse a la pérdida de las unidades motoras de conducción más rápidas. También hay evidencia de una ralentización tanto de los axones de conducción rápida como lenta, lo que puede explicarse por la disminución del diámetro del axón debido a la desmielinización y a la reducción de la longitud internodal . Algunos estudios sugieren una disminución general en el número de fibras mielinizadas. ^{[ 9 ]}

El envejecimiento provoca una disminución del tiempo de reacción en tareas de puntería, tanto para los movimientos oculares como manuales . Las comparaciones entre adultos jóvenes y mayores que deben seguir un objetivo solo con la vista o con un láser en la mano muestran que los parámetros indicativos de la función motora, como la velocidad, la duración y la amplitud del movimiento inicial, permanecen inalterados. Sin embargo, la duración del movimiento correctivo es mayor en los adultos mayores, lo que sugiere un deterioro del sistema sensorial. ^{[ 10 ]}

Ante un resbalón o tropiezo inesperado al caminar, los adultos mayores, en comparación con los jóvenes, presentan una estrategia de equilibrio menos eficaz : respuestas musculares posturales más pequeñas y lentas, una organización temporal y espacial alterada de la respuesta postural, coactivación de músculos agonistas y antagonistas, y mayor inestabilidad del tronco superior. Al comparar las condiciones de control y de resbalón, tras la perturbación, los jóvenes presentan una longitud de zancada mayor, una duración de zancada mayor y la misma velocidad de marcha, mientras que los adultos mayores presentan una longitud de zancada menor, la misma duración de zancada y una menor velocidad de marcha. ^{[ 11 ]}

En un experimento, para una tarea simple de caminar, el 24 % de los adultos mayores tienen una velocidad de marcha <0,8  m/s, pero para una tarea dual de caminar y hablar, el 62 % de los adultos mayores tienen una velocidad de marcha <0,8  m/s. En términos prácticos, esto significa que una gran proporción de adultos mayores sanos que viven en la comunidad pueden no caminar lo suficientemente rápido como para cruzar la calle de forma segura mientras mantienen una conversación simultáneamente. Estos hallazgos respaldan la afirmación de que generar habla espontánea exige muchos recursos cognitivos y sugieren que los efectos de la tarea dual en la marcha en el mundo real pueden estar subestimados por las tareas de tiempo de reacción. ^{[ 12 ]}

En comparación con los adultos jóvenes, los adultos mayores presentan resistencia a la fatiga muscular (fatiga periférica) durante la contracción voluntaria máxima isométrica sostenida, pero muestran mayor fatiga supraespinal al inicio de la tarea sostenida y durante la recuperación. La primera observación refleja cambios en la proporción de tipos de fibras ; con el envejecimiento, la proporción de fibras musculares de tipo I, adaptadas al esfuerzo prolongado, aumenta. La segunda observación probablemente sea resultado de los efectos acumulativos del ejercicio sobre el sistema nervioso central . ^{[ 13 ]}

En los extensores de rodilla, los adultos mayores producen menos torque durante las contracciones voluntarias máximas dinámicas o isométricas que los adultos jóvenes. Los mecanismos que controlan la fatiga en los ancianos durante las contracciones isométricas no son los mismos que los que influyen en la fatiga durante las contracciones dinámicas, mientras que los adultos jóvenes mantienen la misma estrategia. Los extensores de rodilla de los adultos mayores sanos se fatigan menos durante las contracciones isométricas que los de los adultos jóvenes con niveles similares de actividad física habitual. Por el contrario, no existen diferencias entre los grupos de edad en la fatiga durante las contracciones dinámicas. ^{[ 14 ]}

En adultos mayores, la disminución de la precisión sacádica , la latencia prolongada y la reducción de la velocidad sacádica pueden explicarse por la degeneración de la corteza cerebral asociada a la edad. Los adultos mayores muestran una amplitud reducida de las sacadas primarias y, por lo general, requieren más sacadas para alcanzar la fijación. Presentan un retraso significativo en las sacadas en todas las condiciones (pasos de objetivo de amplitud y tiempo predecibles, pasos de objetivo de amplitud impredecibles, pasos de objetivo de tiempo impredecibles). La ralentización relacionada con la edad solo es evidente para objetivos predecibles; sin embargo, otros estudios han mostrado lo contrario, aunque han observado una mayor varianza en la velocidad de los adultos mayores. ^{[ 15 ]}

Al instruirlos para que miren hacia (tarea de prosacadas) o lejos de (tarea de antisacadas) un objetivo excéntrico bajo diferentes condiciones de fijación, en niños pequeños (5-8 años) transcurre un tiempo prolongado entre la aparición del objetivo y el inicio del movimiento ocular (tiempo de reacción sacádica). Los adultos jóvenes (20-30 años) suelen tener los tiempos de reacción sacádica más rápidos. Los sujetos de edad avanzada (60-79 años) tienen tiempos de reacción sacádica más lentos y sacadas de mayor duración que cualquier otro grupo de edad. ^{[ 16 ]}

Los adultos mayores presentan una disminución de la destreza manual, observada a través de cambios en la fuerza de las yemas de los dedos al agarrar o levantar objetos. En comparación con los adultos jóvenes, los adultos mayores muestran un aumento en la fuerza de agarre y en los márgenes de seguridad (fuerza mínima necesaria para evitar un resbalón). Estos aumentos pueden explicarse por la mayor resbaladiza de la piel o por una disminución de la información cutánea. Los aumentos de fuerza no se asocian con una capacidad reducida para modular la fuerza de las yemas de los dedos de forma fluida. No hay evidencia de que los adultos mayores tengan menor capacidad para programar las yemas de los dedos basándose en la memoria de un levantamiento previo. ^{[ 17 ]}

El agarre prismático (cuatro dedos opuestos al pulgar), común en las actividades cotidianas, implica la organización de los dedos en tareas específicas y el equilibrio de la producción de fuerza/momento por cada dedo. Los adultos mayores presentan una alteración en la producción de fuerza de los dedos y la mano. Muestran una fuerza de agarre excesiva que podría estar relacionada con mayores momentos producidos por los dedos antagonistas. Ambos pueden considerarse un rendimiento energéticamente subóptimo, pero más estable. ^{[ 18 ]}

Los adultos mayores suelen mostrar una mayor coactivación de los músculos antagonistas durante el movimiento dirigido a un objetivo. Las contracciones de fuerza moderada a alta suelen mostrar activación de otros músculos ipsilaterales y contralaterales . Cuando la intensidad de la actividad contralateral es suficiente para producir movimiento, se denomina "movimiento en espejo". Al realizar una tarea unilateral, tanto los adultos jóvenes como los mayores muestran actividad concurrente en el músculo contralateral, pero esta es mayor en los adultos mayores. La actividad contralateral es mayor para las contracciones isométricas que para las anisométricas. La fuerza contralateral es mayor para las contracciones excéntricas que para las concéntricas . ^{[ 19 ]}

Las características de las fibras musculares de tipo I (área, número de contactos capilares , área de la fibra/contactos capilares) del vasto lateral no se ven afectadas por la edad. Los hombres mayores con buena condición física o entrenados tienen áreas de fibras musculares de tipo II más pequeñas y menos capilares alrededor de estas fibras que los hombres jóvenes. El suministro capilar por unidad de área de fibra de tipo II no se ve afectado por la edad, pero se ve mejorado por el entrenamiento. Los hombres mayores entrenados tienen actividades de succinato deshidrogenasa dentro de sus fibras musculares de tipo IIa similares a las de los hombres jóvenes y dos veces mayores que las de los hombres mayores con buena condición física. ^{[ 20 ]}

Los cambios neuronales, como la reducción de las tasas de descarga de las unidades motoras, el aumento de la variabilidad de la actividad de descarga de las unidades motoras y la alteración del comportamiento de reclutamiento y desreclutamiento, median las modificaciones en el control muscular. Por otro lado, los factores fisiológicos perjudiciales, como la pérdida de unidades motoras y el aumento de las proporciones de inervación de las unidades motoras, también afectan la fuerza muscular. Mediante el entrenamiento de fuerza , los adultos mayores pueden mejorar significativamente su control de la fuerza. La rápida adaptación sugiere modificaciones en la activación de las unidades motoras, un aumento de la excitabilidad del conjunto de motoneuronas y una disminución de la cocontracción antagonista. ^{[ 21 ]}

El entrenamiento de alta resistencia y el entrenamiento sensoriomotor dan como resultado un aumento de la contracción voluntaria máxima y del desarrollo de la fuerza cinética. Sin embargo, el entrenamiento sensoriomotor muestra adaptaciones más positivas en los reflejos posturales , lo que probablemente se deba al entrenamiento de la recepción/procesamiento sensorial, la integración central de la información aferente y la transformación de dicha información en una respuesta eferente adecuada. La disminución de la latencia de inicio y el aumento de la magnitud de la respuesta refleja con el entrenamiento sensoriomotor se asocian con una mayor rigidez de la articulación del tobillo durante las perturbaciones. ^{[ 22 ]}

Cuando se les pide que alcancen un nivel de fuerza determinado en un momento específico sin retroalimentación visual, los adultos mayores son menos precisos que los adultos jóvenes. Con la práctica de contracciones dirigidas a un objetivo, los adultos mayores pueden mejorar la precisión de tareas motoras novedosas (isométricas o dinámicas), aunque su estrategia difiere de la utilizada por los adultos jóvenes. En ambos grupos de edad, las mayores mejoras en la precisión se producen al inicio de la práctica. ^{[ 23 ]}

Los adultos mayores pueden mejorar la modulación de las fuerzas de agarre tras la práctica motora. Inesperadamente, la práctica motora no reduce las pérdidas de rendimiento de agarre en condiciones de doble tarea, pero sí reduce el deterioro del rendimiento cognitivo en dichas condiciones. Por lo tanto, la práctica motora parece liberar recursos cognitivos que antes se dedicaban a monitorizar el rendimiento motor, y los adultos mayores parecen utilizar estos recursos para mejorar su rendimiento cognitivo en condiciones de doble tarea. ^{[ 24 ]}