Durante más de un siglo, los biólogos evolutivos han admirado el diseño exquisito del pie humano y cómo sus características hacen posible que caminemos erguidos sin ningún esfuerzo. Por ejemplo, los dedos cortos de nuestros pies nos permiten correr distancias largas.
Ahora, un artículo publicado el 25 de febrero en Nature defiende que otra parte de nuestra anatomía -un arco a lo ancho de la zona dorsal del pie- tiene un papel para la movilidad más importante de lo que se pensaba. Según comentan los expertos, el descubrimiento aumenta nuestro entendimiento sobre la evolución de la biomecánica del pie y podría contribuir a que se fabriquen pies robóticos y prostéticos más precisos, ayudar a los ortopedistas en el tratamiento de los trastornos de los pies e incluso inspirar mejores diseños de zapatos.
El llamado arco transversal tarsiano (la curva horizontal que cruza la parte superior del pie), un atributo que anteriormente se subestimaba, asegura más del 40 por ciento de la rigidez del pie humano moderno, de acuerdo con el equipo de investigadores de Estados Unidos, Japón y el Reino Unido. Este arco superior trabaja en equipo con el arco más conocido ubicado en la planta del pie, llamado arco longitudinal medial. Juntos son la causa de la rigidez única del pie humano, lo cual nos permite impulsarnos para despegar el pie del suelo sin caernos y nos diferencia de otros primates que necesitan un pie más flexible para sujetar las ramas de los árboles.
"Nos sorprendió el efecto que tenía", mencionó Madhusudhan Venkadesan, autor principal del estudio y profesor adjunto de ingeniería mecánica y ciencias de los materiales de la Universidad de Yale. "Ha habido debates importantes en torno a la manera en que la forma del pie se relaciona con la rigidez, pero estos se han concentrado en el arco longitudinal medial [el arco largo que va desde el metatarso hasta el talón en la parte interna del pie]", precisó.
Es fácil comprender la relación entre la curva de un arco y la rigidez del pie si tomas un billete. Coloca el billete plano y enrosca un poco sus bordes a lo largo para que la parte de en medio se levante, como para formar el túnel de una carretera o de un metro. Esto crea un arco a lo largo del billete. Presiona con un dedo la parte de en medio del arco del billete y notarás cierta resistencia o rigidez. El equipo de Venkadesan quería demostrar que nuestros pies se rigen por un principio similar, el cual también explica por qué doblar ligeramente a lo largo una rebanada de pizza la vuelve menos flexible.
"Tuvimos que encontrar la forma de poner a prueba esta idea en pies reales", mencionó Venkadesan.
Por lo tanto, diseñaron una serie de experimentos para llevar a cabo pruebas de flexibilidad en los pies de dos cadáveres humanos. En humanos vivos, es demasiado difícil aislar el papel del arco transversal porque funciona en sincronía con otras partes del pie. Sin embargo, en los pies de los cadáveres, los investigadores pudieron eliminar el tejido elástico entre los huesos largos -llamados metatarsianos- para medir directamente el impacto del arco en la rigidez del pie.
El siguiente paso fue comprender el papel del arco transversal en el contexto de la evolución humana. Para esto, el equipo de Venkadesan desarrolló un modelo matemático con el objetivo de reconstruir la historia del pie humano comparando nuestro arco actual con los fósiles de especies extintas de homininis.
Como se esperaba, la aparición del arco transversal -el cual se desarrolló en otros homininis más de tres millones de años antes de que los humanos modernos caminaran sobre la Tierra- fue un elemento importante para la bipedestación. El arco longitudinal medial se desarrolló después, hace 1,8 millón de años para ser precisos. En conjunto, aseguraron la rigidez necesaria para que finalmente pudiéramos correr maratones y tomarnos fotos saltando para subirlas a las redes sociales.
"Hemos sabido de la presencia del arco transversal durante mucho tiempo, pero nunca habíamos encontrado una manera de medirlo y no sabíamos cómo afectaba la función total del pie", señaló Nicholas Holowka, profesor adjunto de antropología en la Universidad de Búfalo, en Nueva York, que estudia la evolución del pie humano. "Esto profundiza aún más nuestro conocimiento sobre cómo la forma única del pie humano permite nuestra particular locomoción bípeda", argumentó.
Entonces, ¿qué significa esta investigación para la gente con pie plano? Que el arco transversal es su héroe anatómico no reconocido.
La falta del arco longitudinal medial en el pie plano puede provocar estrés en otras zonas del cuerpo y generar dolor en los pies. En cierto momento, fue motivo de rechazo automático del ejército.
No obstante, la investigación de Venkadesan sirve para entender por qué la mayoría de la gente con pie plano no sufre de dolor crónico ni lesiones, mencionó Holowka.
"Uno puede imaginarse tener un pie plano con un arco longitudinal bajo pero, si se tiene un arco transversal relativamente alto, el pie puede tener suficiente rigidez", dijo Holowka, y agregó que las investigaciones futuras deberían examinar los vínculos entre los grados de pie plano de la gente y sus arcos transversales. Holowka también está instando buscar mecanismos para cuantificar la curvatura del arco transversal en la gente viva a fin de comprender mejor el dolor del pie, una posible clave para desarrollar una ortopedia correctiva.
Otras investigaciones futuras deberían estudiar el rango de la anatomía del arco transversal de los humanos para averiguar la correlación entre una curvatura alta y altos niveles de rigidez, agregó Glen Lichtwark, profesor asociado de biomecánica en la Universidad de Queensland, campus St. Lucia, en Australia.
"Tal vez tengas una curva pronunciada, pero quizá se compense en otro lugar. O tal vez usas tus músculos de una manera diferente. Todavía no lo sabemos", mencionó Lichtwark.
Según Lichtwark, coautor de un artículo anexo en Nature, esta investigación tiene usos prácticos para la salud de los pies, entre ellos el diseño de dispositivos robóticos y prostéticos y la aclaración del misterio de por qué las cirugías ortopédicas alivian el dolor en algunos pacientes, pero en otros no.
