Evaluating the effect of a water exercise routine on the postural stability of the elderly.

Background: Postural stability enables humans to maintain the center of mass of their body within their base of support. Nevertheless, over time, such stability is affected by different factors such as age, repetitive strain, and accidents. Although studies in this field have investigated the effectiveness of hydrotherapy, only a few of them have explored its influence on postural stability, which is reflected in a lack of research that estimates its impact on rehabilitation. Aim: To determine the immediate and final effects of an aquatic routine protocol on the postural stability of elderly subjects.
Methods: The postural stability of 20 adults over 60 years of age was analyzed using electromyographic and baropodometric methods. Electromyographic signals were obtained from the tibialis anterior, soleus, both gastrocnemius, vastus medialis, and biceps femoris to calculate the coactivation percentage of the muscles in charge of postural stability. The baropodometric data were collected to analyze the area of the stabilometric ellipse, mean plantar pressure, and weight distribution percentage.
Results: The outcome of both methods revealed improvements in the elderly patients after the aquatic routine protocol was applied, which indicates that the type of water exercises implemented in this study has positive effects on their postural stability.
Conclusion: The postural stability of the elderly participants was improved after each session because their stability index decreased along with the electrical activity of some muscle pairs, their body weight was better distributed, and the area of body oscillation was reduced. However, this effect was immediate and not final.

Remark

Introduction

As a result of better treatments to cure diseases and multiple other reasons, most people’s life expectancy has been extended to 60 years or more. The number of seniors will almost double in the coming years , and they will suffer from conditions such as balance disorders, which lead to musculoskeletal disorders (MSDs) and are generally degenerative. This situation poses serious problems for public health and the overall quality of life , because such medical conditions significantly increase the cost of rehabilitation processes if they are not timely prevented or treated .

Water exercises have proven to be effective and efficient to restore body functions in the short term , because the movements are slower and more predictable than on the ground, providing more significant sensory-motor feedback, balance, stability, and coordination, and facilitating postures such as a standing position . Nevertheless, few studies so far have examined the influence of water on postural stability, and most of them are anecdotal or biased due to a lack of standardized protocols to evaluate its impact on rehabilitation .

This study evaluates the postural stability of elderly individuals based on their muscle coactivation and baropodometric variables to assess the immediate and final effects of implementing a water exercise protocol.

In this study, two techniques were employed to assess postural stability. First, muscle coactivation (i.e., the simultaneous contraction of agonist and antagonist muscles) was measured using electromyography , and its role in maintaining articular stability was demonstrated . Second, a baropodometric platform was used to measure the area of stabilometric ellipse, mean plantar pressure, and weight distribution percentage on the footprint ; therefore, it was proven that the second technique can be used for quantifying postural control , .

Materials and Methods

Type of study

This was a prospective cohort pilot study conducted with a single group of elderly individuals. Participants were recruited from INDER Medellín, an active senior group. The protocol was followed in 12 one-hour sessions over four weeks, and it was finished when the subject abandoned or finished the study.

Population

None of the participants had been diagnosed with joint disorders in lower limbs such as arthrosis or arthritis, disc wounds with radiating pain to lower limbs from L3-S1, neuropathies, neurological disorders (ataxia or multiple sclerosis), cerebellar problems, epilepsy, vertigo, diabetes, peripheral venous insufficiency, severe kidney disease, urinary and/or anal incontinence, open wounds, or amputation of lower limbs. The subjects had to attend the twelve sessions to be included in this study even after being selected. Before their voluntary participation, they signed an informed consent approved by the Ethics Committee of Instituto Tecnológico Metropolitano, which observes the principles established in the Declaration of Helsinki (DoH), as recommended by the World Medical Association .

Exercise protocol

This exercise protocol was followed in a 1.63-meter-deep sports pool at Instituto Tecnológico Metropolitano. The water exercise routine for lower limbs was focused on postural stability and divided into 12 one-hour sessions over four weeks. In each of the four weeks, participants performed different exercises (at least fifteen repetitions after the respective warm-up exercises), as follows: (i) stretching to work on their joint mobility and flexibility; (ii) eccentric joint movements with bipedal standing to improve strength and proprioception; (iii) seated marching workout and stairs with unipedal standing to work on balance and proprioception; and (iv) exercises to identify the joint position (eyes open/closed) with unipedal and bipedal standing for coordination, speed, and functionality.

Signal acquisition

Surface electromyography was used to capture muscle coactivation signals, and a baropodometric platform recorded their plantar pressures. The signals were obtained while the participants were standing on both feet on the platform for 6 seconds before and after the water exercise protocol to calculate all the measurements and obtain 24 signals per subject.

Stability measured by muscle coactivation

The muscle coactivation percentage of the subjects’ self-reported dominant leg was calculated by means of surface electromyography (EMG) of the six muscle groups that are directly involved in the stability of lower limbs: tibialis anterior (TA), soleus (S), gastrocnemius medialis (GM), gastrocnemius lateralis (GL), vastus medialis (VM), and biceps femoris (FB) (Figure 1A ).

Figure 1

(A) Placement of the electrodes: front (TA, S, and FB muscles) and back (GM, GL, and VM muscles). (B) Area of the muscle coactivation percentage. (C) Baropodometric variables (weight distribution, area of the stabilometric ellipse, and mean plantar pressure).

The protocol of the SENIAM (Surface Electromyography for the Non-Invasive Assessment of Muscles) project was applied to place the electrodes . The signals were acquired with an ML138 differential amplifier connected to a PowerLab 16/35 polygraph manufactured by AD Instruments Inc. A 2-kHz sampling frequency was used, and the signal was preprocessed with LabChart Pro software implementing a 60-Hz notch filter and another passband with a cutoff frequency between 10 and 500 Hz.

Matlab was employed to calculate the coactivation percentage. The signals obtained from the muscles were filtered once again using a fifth-order digital Butterworth bandpass filter with cutoff frequencies between 10 and 300 Hz. The root mean square (RMS) of each resulting signal was calculated with a window of 250 samples and an overlapping of 50 samples. Finally, four muscle groups (VM/BF, T/S, T/GM, and T/GL) were created to be normalized using the following equation:

Where 𝑋𝑛 denotes the normalized signal; 𝑋, the original signal; and 𝑋𝑚𝑖𝑛 and 𝑋𝑚𝑎𝑥, the minimum and maximum values of the original signal, respectively. Afterward, the coactivation percentage between muscles was calculated using Equation 2 .

where % COACT is the coactivation percentage between the agonist and antagonist muscles; A area, the area under the curve of the processed EMG signal of the A muscle; 𝐵 𝑎𝑟𝑒𝑎, the area under the curve of the processed EMG signal of the B muscle; and A & B common area, the region of activity shared by the A and B muscles (Figure 1B) . Note that, when this percentage approaches 100%, stability is low; and, when it tends to 0%, stability is high , .

Stability measured by baropodometry

The pressure platform Ecowalk and its software EcoFoot 4.0 calculated the baropodometric variables in this study. Such measurement system comprises a 67-cm-long, 54-cm-wide portable platform equipped with 2,300 capacitive sensors. After the participants stood on the platform and maintained their standard anatomical position for 6 seconds, the following data were collected: area of stabilometric ellipse, mean plantar pressure, and weight distribution percentage (Figure 1C). Said distribution was calculated as the difference between the anterior and posterior distribution of weight; likewise, the lateral distribution resulted from subtracting 50% from the lateral distribution of the dominant foot because only one foot was measured. The variables mentioned above describe the stability of each participant , .

Characterization of the captured data

The immediate and long-term effects of this exercise protocol were analyzed. The former were studied by comparing each variable before and after the exercise sessions; and the latter were established by comparing the measurements before the first routine and after the twelfth session. Additionally, the sessions that had a significant influence on the measured variables were examined in detail.

The data were statistically analyzed using SPSS software (version 24). The Kolmogorov- Smirnov test for normality was employed with a significance level of 0.05. Some of the data presented normality, however, a non-parametric test, Wilcoxon signed rank test were applied to all the variables to determine significant differences between the groups of variables mentioned above for each exercise protocol effect.

Results

Snowball sampling, a non-probability technique, was implemented to select, among 42 adults, only 20 participants. As a result, the sample was composed of 17 women and 3 men aged 62.5 ± 9.2. Their data were collected between August and December 2018 to measure the effectiveness of the aquatic exercise protocol in improving postural stability. Six participants abandoned the study after the ninth session for personal reasons or due to incompatibilities in their schedules. No accidents were reported during the implementation of the protocol. The immediate effects of the exercise protocol were analyzed by comparing each one of the measurements before and after every exercise session. In the final effect, the first session before performing the protocol was compared with the twelfth session after performing the exercises.

Immediate effect

Regarding stability by coactivation, only the values of T/GM exhibited a significant difference. The coactivation of the tibialis anterior decreased compared to that of the gastrocnemii (T/GM and T/GL), while the coactivation of VM/BF and T/S increased slightly; hence, only two of the four muscle pairs presented reduced coactivation (Table 1).

Table 1

Immediate effect of the exercise protocol.

Variables		Measurement	Mean ± SD	Median	Kolmogorov-Smirnov Test	Wilcoxon signed rank test
					P-value	Significance Level	Significant difference
Muscle Coactivation	Vastus Medialis vs Biceps Femoris (%)	Before	42.28 ± 23.12	42.95	0.004	614.0	No
		After	42.68 ± 21.43	43.57	0.200
	Tibialis anterior vs Soleus (%)	Before	43.25 ± 22.78	42.28	0.005	510.0	No
		After	41.29 ± 24.46	42.95	0.002
	Tibialis anterior vs Gastrocnemius Medialis (%)	Before	44.07 ± 22.62	43.65	0.002	33.0	Yes
		After	39.29 ± 22.13	40.64	0.007
	Tibialis anterior vs Gastrocnemius Lateralis (%)	Before	44.19 ± 24.45	47.35	0.000	224.0	No
		After	41.39 ± 24.89	41.30	0.003
Stabilometry	Anteroposterior weight distribution (%)	Before	27.15 ± 17.18	24.20	0.007	128.0	No
		After	29.16 ± 17.31	27.60	0.044
	Lateral weight distribution (%)	Before	20.37 ± 13.83	18.10	0.001	218.0	No
		After	22.06 ± 15.23	19.90	0.000
	Area of ellipse (cm2)	Before	14.16 ± 27.40	3.99	0.000	21.0	Yes
		After	16.52 ± 22.79	8.40	0.000
	Mean pressure (kPa)	Before	22.71±12,07	19.25	0.000	12.0	Yes
		After	21.26±11.74	19.00	0.000

When postural stability was determined by means of baropodometry, only the ellipse area and mean pressure exhibited significant differences, the latter being the only one that did not show an increase after the protocol was applied (Table 1). Additionally, more body weight was distributed on the right foot in 54% of the population, and on the hindfoot in 86% of them.

Final effect

The stability by coactivation of the VM/BF muscle pair was the only variable that decreased in the long term, although it showed no significant difference after the entire exercise protocol (Table 2).

Table 2

Final effect of the exercise protocol.

Variables		Measurement	Mean ± SD	Median	Kolmogorov-Smirnov Test	Wilcoxon signed rank test
					P-value	Significance Level	Significant difference
Muscle Coactivation	Vastus Medialis vs Biceps Femoris (%)	Before	43.84 ± 22.99	42.96	0.200	925.0	No
		After	40.89 ± 20.05	34.13	0.123
	Tibialis anterior vs Soleus (%)	Before	44.89 ± 21.12	37.13	0.042	221.0	No
		After	35.14 ± 24.44	40.40	0.200
	Tibialis anterior vs Gastrocnemius Medialis (%)	Before	33.55 ± 19.34	30.71	0.156	433.0	No
		After	42.28 ± 22.39	36.11	0.052
	Tibialis anterior vs Gastrocnemius Lateralis (%)	Before	41.79 ± 29.03	41.71	0.015	975.0	No
		After	39.92 ± 25.36	41.10	0.200
Stabilometry	Anteroposterior weight distribution (%)	Before	33.13 ± 20.24	24.3	0.030	221.0	No
		After	25.94 ± 15.28	23.9	0.200
	Lateral weight distribution [%]	Before	27.53 ± 17.31	19.7	0.034	158.0	No
		After	19.60 ± 16.07	14.40	0.145
	Area of ellipse (cm2)	Before	3.60 ± 6.70	1.02	0.001	8.0	Yes
		After	19.18 ± 22.68	8.93	0.054
	Mean pressure (kPa)	Before	28.64 ± 7.37	19.85	0.200	221.0	No
		After	16.34 ± 9.47	12.90	0.138

As in the case of the immediate effect measured by baropodometry, the area of the ellipse presented a significant difference. Nevertheless, the mean pressure did not, which was reflected in a decrease in all the variables, except for the area of the stabilometric ellipse (Table 2). Additionally, more body weight was distributed on the right foot in 57% of the population, and on the hindfoot in 79% of them.

Discussion

The slightly lower coactivation of most of the calf muscles that was found in this study may indicate an immediate improvement of the postural stability of the elderly after the water exercise protocol was applied. Such muscles are directly involved in the stability of lower limbs because they are located close to the ankle joint , closer than the VM/BF muscle pair in the thigh, which has no direct influence on the postural stability of lower limbs. Additionally, studies suggest that the coactivation of the T/S muscles decreases mainly after an exercise routine on the floor ; therefore, water may produce changes in the activation of said group.

Nevertheless, there is no consensus in the field to compare the results of aquatic exercises with those of traditional balance therapy. Some evidence in related works shows there is no statistically significant difference between conventional therapy and hydrotherapy; therefore, regardless of the environment where therapy is performed, an improvement in postural stability can be achieved . Even using other measuring instruments (e.g., Berg Balance scale and the Timed Up and Go test), perceived stability has been reported to be lower when the task is performed in the water compared to on the ground , .

The results of this study show an immediate increase in lateral and anteroposterior weight distribution, but a slight decrease in mean plantar pressure. This outcome may have expanded the area of the stabilometric ellipse, which is the variable most closely related to postural stability .

The final coactivation of the VM/BF muscle pair was reduced, which suggests a general improvement in postural stability. This decrease in coactivation only in the thigh muscles and not the calf could indicate that the final proprioception exercises in the protocol focus more on that area.

It has been shown that stabilometric parameters measured using pressure platforms provide valid information about postural stability . All the baropodometric variables in this study exhibited lower values in the long term, except for the stabilometric ellipse area, which is possibly due to the fact that a standard position was not established for participants to place their feet on the pressure platform and their base of support could affect said variable .

This study has two limitations: (a) the pool water temperature and the feet posture on the pressure platform were not standardized and (b) there was no control group. As a result, future work should consider factors such as water temperature (typical hydrotherapy pools are between 33.5° and 35.5° C) because this aspect determines the behavior of seniors’ bodies, as the heat transfer starts immediately after the initial immersion, affecting muscular behavior . Furthermore, the support base should be measured or normalized as an additional variable related to stability .

Conclusion

After the 12-session protocol was completed, the baropodometry and muscle coactivation showed improvements, which indicates that the water exercises considered in this work may have positive effects on postural stability. This protocol can be part of an optimal intervention strategy to prevent falls because it involves training to improve the strength and balance of patients with osteoarthritis, as claimed by Martínez-Amat et al. .

Contribución del estudio

Introducción

Como resultado de mejores tratamientos para curar enfermedades y muchas otras razones, la esperanza de vida de la mayoría de las personas se ha ampliado a 60 años o más. La cantidad de personas mayores casi se duplicará en los próximos años , y sufrirán afecciones como desórdenes del equilibrio, que conducen a trastornos musculoesqueléticos (TME) y son generalmente degenerativos. Esta situación plantea serios problemas para la salud pública y la calidad de vida en general , debido a que tales condiciones médicas aumentan significativamente el costo de los procesos de rehabilitación si no se previenen o tratan oportunamente .

Los ejercicios acuáticos han demostrado ser efectivos y eficientes para restaurar las funciones corporales a corto plazo , porque los movimientos son más lentos y predecibles que en el suelo, proporcionando una retroalimentación sensorial-motora, un equilibrio, una estabilidad y una coordinación más significativa y facilitando posturas como la bipedestación . Sin embargo, hasta el momento pocos estudios han examinado la influencia del agua en la estabilidad postural, y la mayoría de ellos son anecdóticos o sesgados debido a la falta de protocolos estandarizados para evaluar su impacto en la rehabilitación .

Este estudio tiene como objetivo evaluar la estabilidad postural de adultos mayores a partir de su coactivación muscular y variables baropodométricas con el fin de evaluar los efectos inmediatos y finales de la implementación de un protocolo de ejercicio acuático.

En este estudio, se emplearon dos técnicas para evaluar la estabilidad postural. En primer lugar, se midió la coactivación muscular (es decir, la contracción simultánea de los músculos agonistas y antagonistas) mediante electromiografía , y se demostró su papel en el mantenimiento de la estabilidad articular . En segundo lugar, se utilizó una plataforma baropodométrica para medir el área de la elipse de estabilidad, la presión plantar media y el porcentaje de distribución de peso corporal ; por tanto, se comprobó que la segunda técnica puede utilizarse para cuantificar el control postural ,.

Materiales and Métodos

Tipo de estudio

Este fue un estudio piloto de cohorte prospectivo realizado con un solo grupo de personas mayores. Los participantes fueron reclutados del INDER Medellín, un grupo de la tercera edad activo. El protocolo se siguió en 12 sesiones de una hora durante cuatro semanas y se terminó cuando el sujeto abandonó o terminó el estudio.

Población

Ninguno de los participantes había sido diagnosticado con trastornos articulares en miembros inferiores como artrosis o artritis, heridas discales con dolor irradiado a miembros inferiores desde L3-S1, neuropatías, trastornos neurológicos (ataxia o esclerosis múltiple), problemas cerebelosos, epilepsia, vértigo, diabetes, insuficiencia venosa periférica, enfermedad renal grave, incontinencia urinaria y / o anal, heridas abiertas o amputación de miembros inferiores. Incluso después de ser seleccionados, los sujetos debían asistir a las doce sesiones para ser incluidos en este estudio. Antes de su participación voluntaria, firmaron un consentimiento informado aprobado por el Comité de Ética del Instituto Tecnológico Metropolitano, que observa los principios establecidos en la Declaración de Helsinki (DoH), según lo recomendado por la Asociación Médica Mundial .

Protocolo de ejercicio

Este protocolo de ejercicio se siguió en una piscina deportiva de 1,63 metros de profundidad en el Instituto Tecnológico Metropolitano. La rutina de ejercicios acuáticos para miembros inferiores se centró en la estabilidad postural y se dividió en 12 sesiones de una hora durante 4 semanas. En cada una de las 4 semanas, los participantes realizaron diferentes ejercicios (al menos quince repeticiones después de los respectivos ejercicios de calentamiento), de la siguiente manera: (i) estiramiento para trabajar la movilidad y flexibilidad articular; (ii) movimientos articulares excéntricos con bipedestación para mejorar la fuerza y la propiocepción; (iii) entrenamiento de marcha sentado y escaleras monopodal en bipedestación para trabajar el equilibrio y la propiocepción; y (iv) ejercicios para identificar la posición articular (ojos abiertos / cerrados) con posición unipodal y bipodal para la coordinación, la velocidad y la funcionalidad.

Adquisición de la señal

Se utilizó la electromiografía de superficie para capturar las señales de coactivación muscular y una plataforma baropodométrica registró sus presiones plantares. Las señales se obtuvieron mientras los participantes estaban de pie sobre la plataforma durante 6 segundos antes y después del protocolo de ejercicios acuáticos para calcular todas las medidas y obtener 24 señales por sujeto.

Estabilidad medida por coactivación muscular

El porcentaje de coactivación muscular de la pierna dominante autoinformada de los sujetos se calculó mediante electromiografía de superficie (EMG) de los seis grupos musculares que están directamente implicados en la estabilidad de las extremidades inferiores: tibial anterior (TA), sóleo (S), gastrocnemio medial (GM), gastrocnemio lateral (GL), vasto interno (VM) y bíceps femoral (FB) ) (Figura 1A).

Figura 1

(A) Colocación de los electrodos: frontal (músculos TA, S y FB) y posterior (músculos GM, GL y VM). (B) Área del porcentaje de coactivación muscular. (C) Variables baropodométricas (distribución del peso corporal, área de la elipse estabilométrica y presión plantar media).

Para la colocación de los electrodos se aplicó el protocolo del proyecto SENIAM (Por sus siglas en inglés, Electromiografía de Superficie para la Evaluación No Invasiva de Músculos) . Las señales se adquirieron con un amplificador diferencial ML138 conectado a un polígrafo PowerLab 16/35 fabricado por AD Instruments Inc. Se utilizó una frecuencia de muestreo de 2 kHz y la señal se preprocesó con el software LabChart Pro implementando un filtro notch de 60 Hz y otro pasa banda con una frecuencia de corte entre 10 y 500 Hz.

Se empleó Matlab para calcular el porcentaje de coactivación. Las señales obtenidas de los músculos se filtraron una vez más utilizando un filtro pasabanda Butterworth digital de quinto orden con frecuencias de corte entre 10 y 300 Hz. La raíz cuadrada media (RMS) de cada señal resultante se calculó con una ventana de 250 muestras y una superposición de 50 muestras. Finalmente, se crearon cuatro grupos de músculos (VM / BF, T / S, T / GM y T / GL) para normalizarlos utilizando la siguiente ecuación:

Donde 𝑋𝑛 denota la señal normalizada; 𝑋, la señal original; y 𝑋𝑚𝑖𝑛 y 𝑋𝑚𝑎𝑥, los valores mínimo y máximo de la señal original, respectivamente. Posteriormente, se calculó el porcentaje de coactivación entre músculos mediante la Ecuación 2 .

Donde % COACT es el porcentaje de coactivación entre los músculos agonista y antagonista; área A, el área bajo la curva de la señal EMG procesada del músculo A; Área B, el área bajo la curva de la señal EMG procesada del músculo B; y el área común A y B, la región de actividad compartida por los músculos A y B (Figura 1B ) . Nótese que cuando este porcentaje se acerca al 100%, la estabilidad es baja; y, cuando tiende al 0%, la estabilidad es alta ,.

Estabilidad medida por baropodometría

La plataforma de presión Ecowalk y su software EcoFoot 4.0 calcularon las variables baropodométricas en este estudio. Dicho sistema de medición comprende una plataforma portátil de 67 cm de largo y 54 cm de ancho equipada con 2,300 sensores capacitivos. Después de que los participantes se pararon en la plataforma y mantuvieron su posición anatómica estándar durante 6 segundos, se recopilaron los siguientes datos: área de la elipse estabilométrica, presión plantar media y porcentaje de distribución del peso (Figura 1C ). Dicha distribución se calculó como la diferencia entre la distribución anterior y posterior del peso. Asimismo, la distribución lateral resultó de restar el 50% de la distribución lateral del pie dominante porque solo se midió un pie. Las variables mencionadas anteriormente describen la estabilidad de cada participante ,.

Caracterización de los datos capturados

Se analizaron los efectos inmediatos y a largo plazo de este protocolo de ejercicio. Los primeros se estudiaron comparando cada variable antes y después de las sesiones de ejercicio; y estos últimos se establecieron comparando las mediciones antes de la primera sesión y después de la duodécima sesión. Además, se examinaron en detalle las sesiones que tuvieron una influencia significativa en las variables medidas.

Los datos se analizaron estadísticamente mediante el software SPSS (versión 24). Se utilizó la prueba de normalidad de Kolmogorov-Smirnov con un nivel de significancia de 0.05. Algunos de los datos presentaron normalidad, sin embargo, se aplicó una prueba no paramétrica, prueba de rango con signo de Wilcoxon a todas las variables para determinar diferencias significativas entre los grupos de variables mencionados anteriormente para cada efecto del protocolo de ejercicio.

Resultados

El muestreo de bola de nieve, una técnica no probabilística, se implementó para seleccionar, entre 42 adultos, solo 20 participantes. Como resultado, la muestra estuvo compuesta por 17 mujeres y 3 hombres de 62.5 ± 9.2 años. Sus datos se recopilaron entre agosto y diciembre de 2018 para medir la efectividad del protocolo de ejercicio acuático en la mejora de la estabilidad postural. Seis participantes abandonaron el estudio después de la novena sesión por motivos personales o por incompatibilidades en sus horarios. No se reportaron accidentes durante la implementación del protocolo. Los efectos inmediatos del protocolo de ejercicio se analizaron comparando cada una de las medidas antes y después de cada sesión de ejercicio. En el efecto final, se comparó la primera sesión antes de realizar el protocolo con la duodécima sesión después de realizar los ejercicios.

Efecto inmediato

En cuanto a la estabilidad por coactivación, solo los valores de T/GM exhibieron una diferencia significativa. La coactivación del tibial anterior disminuyó en comparación con la de los gastrocnemios (T/GM y T/GL), mientras que la coactivación de VM/BF y T/S aumentó ligeramente; por tanto, sólo dos de los cuatro pares de músculos presentaron una coactivación reducida (Tabla 1).

Tabla 1

Efecto inmediato del protocolo de ejercicio.

Variables		Medición	Media ± DS	Mediana	Prueba Kolmogorov-Smirnov	Prueba de rango con signo de Wilcoxon
					P-valor	Nivel de Significancia	Nivel de Significancia
Coactivación Muscular	Vasto Medial vs Biceps Femoral (%)	Antes	42.28 ± 23.12	42.95	0.004	614.0	No
		Después	42.68 ± 21.43	43.57	0.200
	Tibial anterior vs Soleo (%)	Antes	43.25 ± 22.78	42.28	0.005	510.0	No
		Después	41.29 ± 24.46	42.95	0.002
	Tibial anterior vs Gastrocnemio Medial (%)	Antes	44.07 ± 22.62	43.65	0.002	33.0	Yes
		Después	39.29 ± 22.13	40.64	0.007
	Tibial anterior vs Gastrocnemio Lateral (%)	Antes	44.19 ± 24.45	47.35	0.000	224.0	No
		Después	41.39 ± 24.89	41.30	0.003
Estabilometría	Distribución anteroposterior del peso (%)	Antes	27.15 ± 17.18	24.20	0.007	128.0	No
		Después	29.16 ± 17.31	27.60	0.044
	Distribución lateral del peso (%)	Antes	20.37 ± 13.83	18.10	0.001	218.0	No
		Después	22.06 ± 15.23	19.90	0.000
	Area de la elipse (cm2)	Antes	14.16 ± 27.40	3.99	0.000	21.0	Yes
		Después	16.52 ± 22.79	8.40	0.000
	Presión media (kPa)	Antes	22.71±12,07	19.25	0.000	12.0	Yes
		Después	21.26±11.74	19.00	0.000

Cuando se determinó la estabilidad postural mediante baropodometría, solo el área de la elipse y la presión media presentaron diferencias significativas, siendo esta última la única que no mostró un aumento después de la aplicación del protocolo (Tabla 1). Además, el peso corporal se distribuyó mayormente en el pie derecho en el 54% de la población y en el retropié en el 86% de ellos.

Efecto final

La estabilidad por coactivación del par de músculos VM/BF fue la única variable que disminuyó a largo plazo, aunque no mostró diferencias significativas después de todo el protocolo de ejercicio (Tabla 2).

Tabla 2

Efecto final del protocolo de ejercicios.

Variables		Medición	Media ± DS	Mediana	Prueba Kolmogorov-Smirnov	Prueba de rango con signo de Wilcoxon
					P-valor	Nivel de Significancia	Nivel de Significancia
Coactivación Muscular	Vasto Medial vs Biceps Femoral (%)	Antes	43.84 ± 22.99	42.96	0.200	925.0	No
		Después	40.89 ± 20.05	34.13	0.123
	Tibial anterior vs Soleo (%)	Antes	44.89 ± 21.12	37.13	0.042	221.0	No
		Después	35.14 ± 24.44	40.40	0.200
	Tibial anterior vs Gastrocnemio Medial (%)	Antes	33.55 ± 19.34	30.71	0.156	433.0	No
		Después	42.28 ± 22.39	36.11	0.052
	Tibial anterior vs Gastrocnemio Lateral (%)	Antes	41.79 ± 29.03	41.71	0.015	975.0	No
		Después	39.92 ± 25.36	41.10	0.200
Estabilometría	Distribución anteroposterior del peso (%)	Antes	33.13 ± 20.24	24.3	0.030	221.0	No
		Después	25.94 ± 15.28	23.9	0.200
	Distribución lateral del peso (%)	Antes	27.53 ± 17.31	19.7	0.034	158.0	No
		Después	19.60 ± 16.07	14.40	0.145
	Area de la elipse (cm2)	Antes	3.60 ± 6.70	1.02	0.001	8.0	Yes
		Después	19.18 ± 22.68	8.93	0.054
	Presión media (kPa)	Antes	28.64 ± 7.37	19.85	0.200	221.0	No
		Después	16.34 ± 9.47	12.90	0.138

Como en el caso del efecto inmediato medido por baropodometría, el área de la elipse presentó una diferencia significativa. Sin embargo, la presión media no lo hizo, lo que se reflejó en una disminución en todas las variables, excepto en el área de la elipse estabilométrica (Tabla 2). Además, el peso corporal se distribuyó mayormente en el pie derecho en el 57% de la población y en el retropié en el 79% de ellos.

Discusión

La coactivación ligeramente menor de la mayoría de los músculos de la pantorrilla que se encontró en este estudio puede indicar una mejora inmediata de la estabilidad postural de los adultos mayores después de que se aplicó el protocolo de ejercicios acuáticos. Dichos músculos están directamente involucrados en la estabilidad de los miembros inferiores porque están ubicados cerca de la articulación del tobillo , más cerca que el par de músculos VM/BF en el muslo, lo que no tiene influencia directa sobre la estabilidad postural de los miembros inferiores. Además, los estudios sugieren que la coactivación de los músculos T/S disminuye principalmente después de una rutina de ejercicios en el suelo ; por tanto, el agua puede producir cambios en la activación de dicho grupo.

Sin embargo, no existe consenso en el campo para comparar los resultados de los ejercicios acuáticos con los de la terapia tradicional del equilibrio. Existe evidencia en trabajos relacionados donde muestran que no hay diferencia estadísticamente significativa entre la terapia convencional y la hidroterapia; por lo tanto, independientemente del entorno donde se realice la terapia, se puede lograr una mejora en la estabilidad postural . Incluso utilizando otros instrumentos de medición (por ejemplo, la escala Berg Balance y la prueba Timed Up and Go), se ha informado que la estabilidad percibida es menor cuando la tarea se realiza en el agua en comparación con el suelo ,.

Los resultados de este estudio muestran un aumento inmediato de la distribución del peso lateral y anteroposterior, pero una ligera disminución de la presión plantar media. Este resultado puede haber expandido el área de la elipse estabilométrica, que es la variable más estrechamente relacionada con la estabilidad postural .

La coactivación final del par de músculos VM/BF se redujo, lo que sugiere una mejora general en la estabilidad postural. Esta disminución de la coactivación solo en los músculos del muslo y no en la pantorrilla podría indicar que los ejercicios de propiocepción al final del protocolo se centran más en esa zona.

Se ha demostrado que los parámetros estabilométricos medidos mediante plataformas de presión proporcionan información válida sobre la estabilidad postural . Todas las variables baropodométricas de este estudio exhibieron valores más bajos a largo plazo, excepto el área de elipse estabilométrica, lo que posiblemente se deba a que no se estableció una posición estándar para que los participantes coloquen sus pies sobre la plataforma de presión haciendo que su base de apoyo afecte dicha variable .

Este estudio tiene dos limitaciones: (a) la temperatura del agua de la piscina y la postura de los pies en la plataforma de presión no fueron estandarizados y (b) no había un grupo de control. En consecuencia, el trabajo futuro debe considerar factores como la temperatura del agua (las piscinas típicas de hidroterapia están entre 33.5 y 35.5 °C) porque este aspecto determina el comportamiento de los cuerpos de las personas mayores, ya que la transferencia de calor comienza inmediatamente después de la inmersión inicial, afectando el comportamiento muscular . Además, la base de apoyo debe medirse o normalizarse como una variable adicional relacionada con la estabilidad .

Conclusión

Una vez finalizado el protocolo de 12 sesiones, la baropodometría y la coactivación muscular mostraron mejoras, lo que indica que los ejercicios acuáticos considerados en este trabajo pueden tener efectos positivos sobre la estabilidad postural. Este protocolo puede formar parte de una estrategia de intervención óptima para prevenir caídas porque implica un entrenamiento para mejorar la fuerza y el equilibrio de los pacientes con artrosis, como afirman Martínez-Amat et al .

1) Why was this study conducted?

This study was carried out to test the effect of an aquatic exercise routine on the stability of the elderly by two different methods: stabilometry and electromyography.

2) What were the most relevant results of the study?

Both methods revealed immediate improvements in the postural stability of the elderly after the application of the routine aquatic protocol.

3) What do these results contribute?

In the decision-making of physiatrists, physiotherapists and other related health personnel when prescribing therapies in the elderly population. They can give priority to those activities that involve aquatic exercises when it is necessary to improve the postural stability of this population in the rehabilitation processes.

1) ¿Por qué se realizó este estudio?

Este estudio se llevó a cabo para determinar el efecto de una rutina de ejercicios acuáticos sobre la estabilidad corporal de los ancianos mediante dos métodos diferentes: estabilometría y electromiografía.

2) ¿Cuáles fueron los resultados más relevantes del estudio?

Ambos métodos revelaron mejoras inmediatas en la estabilidad postural de los ancianos tras la aplicación del protocolo acuático de rutina.

3¿Qué aportan estos resultados?

Ayuda en la toma de decisiones de los fisiatras, fisioterapeutas y demás personal sanitario afín, para prescribir terapias en la población anciana. Pueden dar prioridad a aquellas actividades que impliquen ejercicios acuáticos cuando sea necesario para mejorar la estabilidad postural de esta población en los procesos de rehabilitación.