A1 Estabilidade e Falhas de Coordenação

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Em mamíferos, falhas de estabilidade e coordenação representam rupturas no sistema de controle postural que mantém o animal em equilíbrio dinâmico durante o movimento. Esse equilíbrio requer que a projeção vertical do centro de massa permaneça dentro do polígono de apoio, a região definida pelos pontos de contato dos membros com o solo. Enquanto a projeção permanecer dentro desse polígono, o controle postural mantém a condição de equilíbrio; quando a projeção se desloca para fora dessa região, a condição é violada. Danos neurológicos, fadiga e perturbações externas empurram a projeção do centro de massa para fora do polígono de apoio, e esse deslocamento causa instabilidade no animal.

O controle postural que previne essa instabilidade é fisicamente descrito como um pêndulo invertido: o corpo do animal oscila sobre o pé de apoio e precisa ser ativamente corrigido por torques musculares que são ajustados a cada instante para retornar a projeção do centro de massa ao polígono de apoio. Quando esse controle muscular falha de forma assimétrica entre os membros, surge a claudicação: os picos de força que cada membro exerce contra o solo no momento do impacto não são mais iguais em ambos os lados, e essa desigualdade é quantificada comparando-se os impulsos de força de um lado com os do lado oposto. Quando, por outro lado, o controle muscular falha de forma inconsistente de um passo para o outro, surge a ataxia: o comprimento e a duração de cada passo começam a variar erraticamente em torno de seu valor típico, e essa variabilidade aumentada é o que distingue uma marcha atáxica de uma marcha saudável.

A proximidade do animal a essa perda de equilíbrio é quantificada por uma margem de estabilidade lateral, que compara a posição de um centro de massa extrapolado para a frente no tempo com a borda do polígono de suporte: enquanto esse centro de massa extrapolado permanecer dentro da borda, a margem é positiva e o animal mantém a capacidade de se corrigir; quando o centro de massa extrapolado cruza a borda, a margem torna-se negativa, e uma margem negativa indica um risco iminente de queda.

Diante das assimetrias que causam claudicação, o controle muscular compensa redistribuindo os torques musculares entre as articulações. Nessa redistribuição, a articulação do lado saudável aumenta seu torque máximo para compensar a articulação afetada e manter a locomoção. Esse aumento sustentado do torque máximo na articulação saudável a sobrecarrega progressivamente, e essa sobrecarga eventualmente leva à degeneração secundária em uma articulação que originalmente não estava danificada.

O resultado combinado desses mecanismos corretivos, juntamente com a sobrecarga descrita, é que pequenas perturbações no centro de massa acabam produzindo correções desproporcionalmente grandes e energeticamente dispendiosas. Cada correção retorna a projeção do centro de massa para o interior do polígono de suporte, restaurando a condição de equilíbrio dinâmico com a qual esta descrição começou, mas a um custo crescente. Esse custo se expressa como uma redução na velocidade ideal de caminhada e um aumento no custo metabólico por metro percorrido, de modo que o controle postural acaba resolvendo a instabilidade ao preço de uma locomoção mais lenta e mais custosa.

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