UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID 
FACULTAD DE MEDICINA 
Departamento de Cirugía 

 
 

  
 
 

TESIS DOCTORAL  
 

Uso de toxina botulímica paravertebral para detener la progresión de 
escoliosis en pollos pinealectomizados: la columna vertebral como 

sistema de tensegridad 
 
 

MEMORIA PARA OPTAR AL GRADO DE DOCTOR 
 

PRESENTADA POR 

 
Álvaro González Miranda 

 
 

Directores 
 

Óscar Gabriel Riquelme García 
Francisco del Cañizo López 

Pedro García Barreno 
 
 
 

Madrid, 2017 
 
 
 
 
 

© Álvaro González Miranda, 2016 



 

FACULTAD DE MEDICINA 
Departamento de Cirugía 

 

 

 

USO DE TOXINA BOTULÍNICA PARAVERTEBRAL 
PARA DETENER LA PROGRESIÓN DE ESCOLIOSIS 
EN POLLOS PINEALECTOMIZADOS: LA COLUMNA 

VERTEBRAL COMO SISTEMA DE TENSEGRIDAD 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
 

 

Álvaro González Miranda 

Madrid, Octubre 2015 

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 2 

  



 

 

Facultad de Medicina, Departamento de Cirugía 

 

USO DE TOXINA BOTULÍNICA PARAVERTEBRAL PARA DETENER LA 

PROGRESIÓN DE ESCOLIOSIS EN POLLOS PINEALECTOMIZADOS: 
LA COLUMNA VERTEBRAL COMO SISTEMA DE TENSEGRIDAD 

TESIS DOCTORAL 

 

ÁLVARO GONZÁLEZ MIRANDA 
Licenciado en Medicina 

Dirección de Tesis: 
Prof. Dr. D. Óscar Gabriel Riquelme García 

Prof. Dr. D. Francisco del Cañizo López 
Prof. Dr. D. Pedro García Barreno 

Madrid, Octubre 2015  



 4 

 
 
 
 
 
 

Uso de toxina botulínica 
paravertebral para  

detener la progresión de 
escoliosis 

 en pollos pinealectomizados: 
La columna vertebral como 

sistema de tensegridad. 
 
 

 
Á González Miranda 

  



 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Imagen del autor 

 
 
 
 

Si buscas resultados distintos, no hagas siempre lo mismo. 

Albert Einstein 
(1879-1955)  

  



 6 

  



 

 

 

 

 

 

 

 

D. Óscar Gabriel Riquelme García, Profesor Asociado del Departamento de 
Cirugía de la Facultad de Medicina de la Universidad Complutense de Madrid,  

D. Francisco del Cañizo López, Profesor Titular del Departamento de Cirugía 
de la Facultad de Medicina de la Universidad Complutense de Madrid, 

D. Pedro García Barreno, Catedrático del Departamento de Cirugía de la 
Facultad de Medicina de la Universidad Complutense de Madrid,  

 

directores de la Tesis presentada por D. Álvaro González Miranda 

 

CERTIFICAN 
Que D. Álvaro González Miranda ha realizado bajo su dirección y tutela el 

trabajo para optar al grado de Doctor en Medicina titulado: “Uso de toxina 

botulínica paravertebral para detener la progresión de escoliosis en pollos 

pinealectomizados: la columna vertebral como sistema de tensegridad”, 

cumpliendo todos los requisitos necesarios para su presentación como Tesis 

Doctoral. 

 

Madrid, Octubre 2015 

 

 

 

Óscar Gabriel Riquelme García       Francisco del Cañizo López  Pedro García Barreno 



 8 

Informe de Director de Tesis (1) 

Originalidad: La tesis aporta nuevas posibilidades para un tratamiento 

ampliamente utilizado en ortopedia infantil, la toxina botulínica, utilizada de 

forma rutinaria para el manejo de patología musculoesquelética, como en el 

caso de los pacientes espásticos. 

Definición Objetivos: Se exponen los objetivos de forma ordenada y 

concisa. El número de objetivos es limitado y adecuado al diseño del estudio. 

Metodología: Claramente definida. Permite una fácil reproductibilidad del 

experimento. Cuenta con la aprobación del Comité de Experimentación 

Ánimal pertinente y la correspondiente autorización de la Consejería de 

Sanidad y Medioambiente de la Comunidad de Madrid. El procesamiento de 

datos y análisis estadístico se adapta al tamaño muestral, la selección de test 

es adecuada.  

Relevancia de los resultados: Resultados muy interesantes que permiten 

plantearse nuevos estudios para trasladar su uso a la práctica clínica. 

Discusión y conclusiones: Las conclusiones se encuentran en el texto 

enumeradas y redactadas de forma concisa. Están en relación estricta a los 

objetivos planteados en el estudio y no concluyen aspectos más allá de lo 

investigado. Se han reservado para la discusión otros planteamientos 

surgidos a raíz de la investigación y que presentan un interés especial, como 

puede ser el uso de los modelos de tensegridad para el estudio de las 

patologías del aparato locomotor. También se han discutido de forma 

suficiente los distintos aspectos relacionados con la metodología y los 

resultados obtenidos.  

 

Madrid, a 13 de Octubre de 2015 

 

 

Fdo.: Dr. Óscar Riquelme García 

 



 

Informe de Director de Tesis (2) 

El proyecto presentado trata de establecer la posibilidad de la utilización 

de toxina botulínica para el tratamiento de las escoliosis. El trabajo es muy 

original y tremendamente relevante, ya que supone el establecimiento de un 

tratamiento alternativo de las escoliosis mucho más llevadero para el enfermo 

y que retrasaría o evitaría otros tratamientos, como el quirúrgico o los corsés. 

El modelo animal seleccionado, el pollo, es también muy original y poco 

frecuente, aunque muy adecuado para este tipo de investigación. 

La hipótesis y los objetivos son claros, concretos y evaluables con la 

metodología utilizada. 

La metodología es muy completa y está claramente descrita. 

La discusión incluye un apartado importante sobre la columna como 

modelo de tensegridad que aclara muchos aspectos de la fisiopatología de 

las escoliosis. 

Las conclusiones responden adecuadamente a los objetivos planteados. 

 

Madrid, a 7 de Octubre de 2015 

 

 

 

 

Fdo.: Juan F. del Cañizo 

 

  



 10 

Informe de Director de Tesis (3) 

La tesis presentada es un ejercicio intelectual de sinergia de campos 

científicos que pocas veces encuentran un espacio común con la Medicina, 

como son la Arquitectura, las Matemáticas y la Ingeniería Estructural. No cabe 

duda de la originalidad del proyecto. A pesar de lo diverso y novedoso de los 

conceptos expuestos en el trabajo, se han conseguido interrelacionar de 

manera sencilla aspectos tan dispares como la deformación elástica, la 

tensegridad y la columna vertebral escoliótica. El diseño del estudio es 

adecuado a la disponibilidad de recursos existente y cumple con el rigor 

estadístico necesario, que permite obtener conclusiones válidas a partir de 

sus resultados. La discusión se desarrolla de manera argumentada, en base a 

una búsqueda de literatura suficiente y actual. La iconografía del trabajo 

ilustra correctamente los temas tratados en el mismo. Se puede considerar, 

de forma global, una tesis apta para optar a la obtención del título de Doctor 

correspondiente. 

 

Madrid, a 13 Octubre de 2015 
 

 

 

 

Fdo.: Dr. Pedro García Barreno 

 

  



 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DEDICATORIA Y 

AGRADECIMIENTOS 
 

 

La amabilidad es el lenguaje que los sordos pueden oír  
y los ciegos pueden ver. 

Mark Twain 
(1835-1910) 

  



 12 

  



 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A la Medicina y a la Ciencia. 

A mi madre y a mi padre. 

A mi hermana y a  mi hermano. 

A mis amigos. 

A las Rosas de mi vida. 

 

 

(y no necesariamente por ese orden…) 

 



 14 

  



 

Nací en un hospital, como la mayoría de la gente hoy en día supongo. 

Pero a diferencia de la mayoría, sin un hospital no hubiese seguido 

viviendo poco tiempo después de nacer. Me operaron a vida o muerte 

a las pocas horas de llegar a este mundo y he pasado gran parte de mi 

infancia y adolescencia en contacto con los hospitales. Y, como quiera 

que haya sido, el roce ha debido de hacer el cariño y ahora trabajo en 

ellos. 

Supongo que este primer agradecimiento tiene que ir a la Medicina, 

con mayúsculas, que día a día otorga una segunda oportunidad a 

muchas personas. Y, aunque no es capaz de sacar adelante a todas, 

nunca se cansa, no se rinde, no huye. Siempre busca nuevas formas de 

sobreponerse al pasado y enfrentar el presente con las ideas del futuro. 

En segundo lugar, les debo la vida a mis padres, Mari Luz y Pedro, y no 

sólo por concebirme, sino por conocer a una tercera persona. Y es que 

mi familia, en ese sentido es un poco extraña, pues no son dos si no tres 

los padres que me sacaron adelante aquel día que conocí por primera 

vez un quirófano. Mi madrina Carmen Martín, una leyenda del 

madrileño Hospital Universitario La Paz, fue providencial para que hoy 

pueda estar escribiendo estas líneas. Gracias a los tres por la vida. 

Pero no sólo con la vida puede uno llegar a construir un proyecto 

como es esta tesis doctoral. Para ello hacen falta muchas cosas, por las 

que tengo que dar las gracias a muchas personas. 

De nuevo a mis padres, por educarme en total libertad (o al menos 

habérmelo hecho sentir así). 

A mis hermanos, Alonso y Carmela (por orden de llegada) por 

enseñarme que en el mundo uno no está solo, que tiene que compartir 

y sólo así valora lo que tiene. 

A mis amigos, porque soy vuestro espejo para lo bueno que tenéis y lo 

sois vosotros para lo malo que tengo. Así es imposible no estar 

obligado a ser mejor persona. 



 16 

Al Dr. D. Pedro García Barreno, mi maestro y mentor, por sembrar en 

mí la semilla de la curiosidad científica y regarme sin parar con su buen 

hacer humano. Esta tesis empezó por su culpa, cuando todavía era 

estudiante de Medicina y él un faro en el cielo. 

Al Dr. Del Cañizo López y al Dr. Riquelme García, por dirigir esta tesis y 

hacerla tan fácil. 

Al Dr. Casado Pérez, mi actual jefe, y al resto de mis compañeros del 

Hospital La Paz, por animarme a terminar la tesis antes de jubilarme… 

lo habéis conseguido. 

Al mejor equipo de investigación que haya podido encontrarme: Gabi, 

Carlota, Agustín, Pedro, Pablo… y todos los que habéis experimentado 

junto a mí. 

A otras tantas personas que, en algún momento de mi vida, la habeís 

cambiado a mejor. Marisa GB (gracias por insistir), Dr. Mariño Espuelas 

(gracias por trabajar aquel día), y otro sinfín de nombres que saben lo 

importante que son para mí. 

A Rosa Mondaray, porque “eres de lo que no hay”. Y tengo la suerte de 

compartir un precioso barco contigo, llamado “La Corporación”, que es 

más que un barco, más que un mar y más que un océano. Es un mundo 

sublime, donde todo es posible. Te quiero. 

Y a mi abuela Rosa, la persona a la que quizá más ilusión haga esta 

tesis, aunque no la entienda del todo. Sin su “presión“ y su cariño, quizá 

nunca la habría terminado… 

  



 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ABREVIATURAS, ACRÓNIMOS 

Y SIGLAS 
 

 

Por nuestra codicia lo mucho es poco;  
por nuestra necesidad lo poco es mucho. 

Quevedo 
(1580-1645) 

  



 18 

  



 

Abreviaturas 

o = grados (grado sexagesimal, unidad de medida de ángulos) 

et al. = et alii (y otros) 

Fig. = Figura 

gr = gramos (unidad de masa) 

h = horas (unidad de tiempo) 

N = Newton (unidad de fuerza) 

Pág. = Página 

sem = semanas (unidad de tiempo) 

U/kg = Unidades/Kilogramo (dosis de toxina botulínica en función del 
peso corporal) 

Acrónimos y Siglas 

EI = Escoliosis idiopática 

EMG = Electromiograma, electromiografía o electromiográfico 

PNX = Pinealectomía 

RAE = Real Academia Española 

TxBt = Toxina Botulínica 

  



 20 

  



 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ÍNDICE DE CONTENIDOS 
 

 

El envoltorio puede ser importante, 
el contenido debe serlo. 

Paco de Lucía 
(1947-2014) 

  



 22 

  



 

RESUMEN ESTRUCTURADO 1 

RESUMEN 3 

ABSTRACT 7 

 

I. CONCEPTOS PRELIMINARES 9 

I. 1. MECANICA BÁSICA 11 

I. 1.1 TENSIÓN (MECÁNICA)  11 

Elementos de tensión, tracción o tirantes  11 

I. 1.2 COMPRESIÓN (MECÁNICA)  13 

Elementos de compresión  13 

I. 1.3 PANDEO  14 

I. 1.4 DEFORMACIÓN ELÁSTICA  16 

I. 1.5 DEFORMACIÓN PLÁSTICA  16 

I. 1.6 LÍMITE ELÁSTICO Y TENSIÓN DE ROTURA  16 

I. 1.7 ESTRUCTURAS RETICULARES  17 
 

I. 2. TENSEGRIDAD 19 

Nota lingüística 19 

Nota aclaratoria (1)  20 

Nota aclaratoria (2)  20 

I. 2.1 EL CONCEPTO DE TENSEGRIDAD 21 

I. 2.2 EL ORIGEN DE LA TENSEGRIDAD 23 

I. 2.3 TENSEGRIDAD COMO PRINCIPIO ESTRUCTURAL 29 

I. 2.4 INDICIOS DE TENSEGRIDAD EN LA NATURALEZA Y APLICABILIDAD 33 
 

I. 3. MODELOS DE ESTUDIO DE ESCOLIOSIS 37 

I. 3.1 REVISIÓN HISTÓRICA Y METODOLÓGICA 37 

I. 3.2 EL POLLO COMO MODELO ANIMAL DE ESCOLIOSIS 42 
 

 

 

 

 

 

 



 24 

II. INTRODUCCIÓN 47 

II. 1. ESCOLIOSIS IDIOPÁTICA EN NIÑOS: DEFINICIÓN, EPIDEMIOLOGÍA Y 

PRESENTACIÓN CLÍNICA  49 

II. 2. ETIOPATOGENIA, HISTORIA NATURAL Y OPCIONES DE TRATAMIENTO  51 

II. 3. ESCENARIO PARA LA INVESTIGACIÓN  56 

III. JUSTIFICACIÓN 57 

JUSTIFICACIÓN  59 
 

IV. HIPÓTESIS 61 

HIPÓTESIS  63 
 

V. OBJETIVOS 65 

V. 1. OBJETIVO PRINCIPAL  67 

V. 2. OBJETIVOS SECUNDARIOS  67 
 

VI. MATERIAL Y MÉTODOS 69 

VI. 1. ANIMALES, PUESTA A PUNTO Y GRUPOS EXPERIMENTALES  71 

VI. 1.1 Fase de obtención de datos del efecto a medir y puesta a 
punto de la técnica quirúrgica  71 

VI. 1.2 Fase de desarrollo del estudio  72 

VI. 2. PROCEDIMIENTOS QUIRÚRGICOS  72 

VI. 3. PROCEDIMIENTOS NO QUIRÚRGICOS INVASIVOS  75 

VI. 4. PROCEDIMIENTOS NO QUIRÚRGICOS NO INVASIVOS  78 

VI. 5. ANÁLISIS ANATOMOPATOLÓGICOS  79 

VI. 6. ESTABULACIÓN Y TRASLADO DE ANIMALES  80 

VI. 7. CUIDADOS POSTOPERATORIOS Y SACRIFICIO DE ANIMALES  80 

VI. 8. MÉTODOS ALTERNATIVOS Y GARANTÍAS 81 

VI. 9. ANÁLISIS ESTADÍSTICO 82 
 

VII. RESULTADOS 83 

VII. 1. SUPERVIVENCIA, PROCEDIMIENTOS Y DISTRIBUCIÓN DE LOS DATOS  85 

VII. 2. VALORES DEL ÁNGULO DE COBB Y LATERALIDAD DE LA CURVA  87 

VII. 3. DESARROLLO PONDERAL  93 



 

VIII. DISCUSIÓN 97 

VIII. 1. OBJETIVOS DE LA TESIS 99 

VIII. 1.1 OBJETIVO PRINCIPAL 99 

VIII. 1.2 OBJETIVOS SECUNDARIOS 99 

VIII. 1.2.1 Capacidad escoliógena de la toxina botulínica 
paravertebral 99 

VIII. 1.2.2 Determinación de la dosis óptima de toxina botulínica 100 

VIII. 1.2.3 Influencia de la toxina botulínica sobre el desarrollo 
ponderal 101 

VIII. 1.2.4 Investigación traslacional y aplicabilidad clínica 102 
 

VIII. 2. LIMITACIONES METODOLÓGICAS 103 

VIII. 2.1 TAMAÑO MUESTRAL 103 

VIII. 2.2 ESTUDIOS DE IMAGEN 104 
 

VIII. 3. ELECCIÓN DEL MODELO 105 

VIII. 3.1 RESULTADOS DE LA PINEALECTOMÍA EN LA LITERATURA Y 

COMPARACIÓN CON EL TRABAJO ACTUAL 105 

VIII. 3.2 LA PINEALECTOMÍA COMO MODELO DE ESCOLIOSIS IDIOPÁTICA  109 
 

VIII. 4. TOXINA BOTULÍNICA 112 

VIII. 4.1 USO DE TOXINA BOTULÍNICA EN EL POLLO 113 

VIII. 4.2 USO DE TOXINA BOTULÍNICA EN EL SER HUMANO 114 
 

VIII. 5. BIOMECÁNICA Y TENSEGRIDAD 116 

VIII. 5.1 BIOMECÁNICA DE LA COLUMNA VERTEBRAL 116 

VIII. 5.2 COLUMNA VERTEBRAL Y SISTEMA MUSCULOESQUELÉTICO COMO 

ESTRUCTURAS DE TENSEGRIDAD 125 

VIII. 5.3 INFLUENCIA DE LOS TENSORES: EL PAPEL DE LA MUSCULATURA 

PARAVERTEBRAL EN UN SISTEMA DE TENSEGRIDAD 133 

VIII. 5.3.1 Evidencia favorable 133 

VIII. 5.3.2 Evidencia desfavorable 138 
 

IX. CONCLUSIONES 143 
 

BIBLIOGRAFÍA 147 



 26 

ANEXOS 169 

PUBLICACIONES Y PONENCIAS 173 

PUBLICACIONES  175 

PONENCIAS  175 

ÍNDICE DE TABLAS 177 

ÍNDICE DE FIGURAS 181 

CONFLICTOS DE INTERÉS Y AYUDAS A LA INVESTIGACIÓN 189 

CONFLICTOS DE INTERÉS 191 

AYUDAS A LA INVESTIGACIÓN 191 

 



 

 1 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RESUMEN ESTRUCTURADO 
 

 

Todo se debería simplificar al máximo, 
pero no más.  

Albert Einstein 
(1879-1955) 

  



 2 

  



 

 3 

RESUMEN 

Introducción 
La escoliosis idiopática infantil no tiene un tratamiento satisfactorio 

que permita reducir la importante morbilidad y mortalidad asociada a 

los casos más severos y progresivos de la enfermedad. 

Independientemente de su origen, se postula que las curvas de 

escoliosis presentan una debilidad estructural de partes blandas en el 

lado de la convexidad de la curva. 

Trabajos previos subrayan la capacidad de la pinealectomía en 

pollos de experimentación para producir escoliosis, como modelo de 

estudio de la enfermedad. Por otro lado, la toxina botulínica se ha 

usado ampliamente con resultados satisfactorios y un perfil de 

bioseguridad demostrado en la población pediátrica. 

Objetivo 

El objetivo principal del estudio es valorar la influencia de la toxina 

botulínica, inyectada de forma unilateral en la musculatura 

paravertebral de la concavidad de la deformidad, en la progresión de 

las curvas de escoliosis de pollos pinealectomizados. 

Material y Métodos 

Se han utilizado 52 pollos Broiler hembra, en los que se ha practicado 

pinealectomía para producir escoliosis progresiva. Se ha comparado la 



 4 

evolución de la deformidad entre un grupo control y un grupo 

intervención asignado a recibir toxina botulínica paravertebral a dosis 

adecuadas, en la concavidad de la curva, bajo control 

electromiográfico. Se han realizado estudios radiográficos y 

anatomopatológicos de los animales para evaluar los resultados. El 

grado de deformidad de la escoliosis se ha medido utilizando el 

método del ángulo de Cobb. 

Resultados 

Cinco animales no han sobrevivido al estudio (uno en el grupo 

control y cuatro en el grupo de intervención). En el grupo control se ha 

observado una deformidad media de 32,92 grados (n= 25) y en el 

grupo intervención de 18,84 grados (n=22), encontrándose diferencias 

estadísticamente significativas (p<0,05). El 36,17% de las curvas fueron 

de convexidad izquierda (17 animales), frente al 63,83% (30 animales) 

en que fueron derechas. 

Conclusiones 

El uso de toxina botulínica, administrada de forma unilateral en la 

concavidad de la curva de escoliosis de pollos pinealectomizados, frena 

la progresión de la deformidad. La toxina botulínica, utilizada en estos 

términos sobre la musculatura paravertebral de pacientes que 

padecen escoliosis idiopática progresiva, podría resultar de interés 

como terapia alternativa para controlar la progresión de la 



 

 5 

enfermedad en estos niños. Su empleo podría evitar los inconvenientes 

derivados de los tratamientos actuales y posponer la cirugía definitiva, 

cuando fuese necesaria, al momento de madurez músculo-esquelética. 

Son necesarias nuevas investigaciones para determinar la aplicabilidad 

clínica de esta terapia. 

Palabras Clave 

Escoliosis idiopática, toxina botulínica, pinealectomía en el pollo, 

musculatura paravertebral, estructuras de tensegridad 

  



 6 

  



 

 7 

ABSTRACT 

Background 

Severe and progressive idiopathic scoliosis has no satisfactory 

treatment since high rates of morbidity and mortality are associated. 

Regardless of its etiology, it´s assumed that scoliosis curves show a soft 

tissue structural weakness at the convexity side. 

Previous works highlight pinealectomy as a reliable method to induce 

scoliosis in chickens, as an animal model to study such disease. On the 

other hand, botulinum toxin has been widely used with satisfactory 

results and a proven biosafety profile in children. 

Objective 

The main objective of this study is the assessment of botulinum toxin 

influence, injected unilaterally in the paravertebral muscles of the 

deformity´s concave side, in the scoliosis curve progression in 

pinealectomized chickens. 

Methods 

Surgical pinealectomy was performed in 52 Broiler chickens to 

induce progressive scoliosis. We compared the scoliosis progression 

between a control group and an intervention group assigned to 

paravertebral injection of botulinum toxin electromyographycally 

assisted. Conventional x-ray and anatomopathologic studies were 



 8 

conducted. Cobb angle method was used to measure spine 

deformation. 

Results 

Five animals died (one in the control group and four in the 

intervention group). Mean scoliosis values observed were 32´92 

degrees (n= 25) and 18,84 degrees (n= 22) for control and intervention 

groups respectively (p<0.05). Regarding convexity, 36´17% of all curves 

were left (17 animals) and 63´83% (30 animals) were right. 

Conclusions 

Paravertebral injection of botulinum toxin restrains scoliosis 

progression in pinealectomized chickens. Such use of botulinum toxin in 

paravertebral muscles of patients suffering idiopathic progressive 

scoliosis could be interesting as an alternative therapy to control 

disease progression in these children. It´s application might prevent 

from experiencing disadvantages of current therapies and postpone 

definitive surgery, when it was required, to the end of musculoskeletal 

maturity period. Further studies are necessary to determine clinical 

applications of this therapy. 

Key Words 

Idiopathic scoliosis, botulinum toxin, chicken pinealectomy, 

paravertebral musculature, tensegrity structures 



 

 9 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I. CONCEPTOS 

PRELIMINARES 
 

 

Las cosas son percibidas, los conceptos son pensados,  
los valores son sentidos.  

Max Scheler 
(1874-1928) 

  



 10 

  



 

 11 

I. 1. MECANICA BÁSICA 

I. 1.1 Tensión (mecánica) 

1. Estado de un cuerpo sometido a la acción de fuerzas opuestas 

que lo atraen. (RAE) 

2. Fuerza de tracción a la que está sometido un cuerpo. (RAE) 

Elementos de tensión, tracción o tirantes 

Son aquellos elementos de una estructura que trabajan bajo fuerzas 

de tracción. Particularmente suelen ser cables, cuerdas, gomas o 

similares. En el caso del cuerpo humano son ligamentos, tendones, 

músculos y fascias. 

Las fuerzas de tensión se aplican a los extremos del elemento, en 

sentido opuesto divergente. Tienden a estirar y estrechar el elemento, 

pues su masa no varía (efecto Poisson). Característicamente sólo son 

capaces de trabajar de forma axial (Fig. 1), de modo que si se desplaza 

el punto de aplicación de la fuerza de uno de los extremos, el elemento 

seguirá dicho desplazamiento hasta reorientarse en el eje de las 

fuerzas y reafirmar su forma recta y lineal. Además, sólo soportan 

esfuerzos de tracción, ya que si las fuerzas son opuestas pero 

convergentes, el material se deforma sin oponer resistencia (Fig. 2). 

Como veremos más adelante, los elementos de tensión no sufren 

pandeo. 



 12 

Figura 1. Elementos de tensión (1). Trabajan de forma axial respecto al eje de 
las fuerzas (flechas rojas) de tracción aplicadas. 

(Imagen del autor, Autodesk®3dsMax®2015) 

Figura 2. Elementos de tensión (2). Si las fuerzas (flechas rojas) son 
convergentes, como en el caso de la compresión, el elemento se deforma sin 

oponer resistencia. 
(Imagen del autor, Autodesk®3dsMax®2015) 

  



 

 13 

I. 1.2 Compresión (mecánica) 

1. Esfuerzo a que está sometido un cuerpo por la acción de dos 

fuerzas opuestas que tienden a disminuir su volumen. (RAE) 

2. Acción y efecto de comprimir. (RAE) 

Elementos de compresión 

Son aquellos elementos de una estructura que trabajan bajo fuerzas 

de compresión. Particularmente suelen ser barras, prismas, columnas o 

similares. En el caso del cuerpo humano son huesos. 

Las fuerzas de compresión se aplican a los extremos del elemento, 

en sentido opuesto convergente. Tienden a acortar y ensanchar el 

elemento, pues su masa no varía (efecto Poisson) (Fig. 3). 

 Figura 3. Elementos de compresión (1). Trabajan de forma axial y no axial. Si las 
fuerzas (flechas rojas) no son axiales los elementos incrementan su posiblidad 

de sufrir pandeo, pero oponen resistencia. 
(Imagen del autor, Autodesk®3dsMax®2015) 



 14 

Característicamente son capaces de trabajar de forma axial y no 

axial, de modo que si se desplaza el punto de aplicación de la fuerza de 

uno de los extremos el elemento puede mantener su resistencia. 

También son capaces de trabajar a tracción, ya que oponen resistencia 

tanto a fuerzas opuestas convergentes como divergentes (Fig. 4). 

Como veremos a continuación, los elementos de compresión sí 

pueden sufrir pandeo. 

 

I. 1.3 Pandeo 

1. En la construcción, flexión de una viga, provocada por una 

compresión lateral. (RAE) 

2. Acción y efecto de pandear. (RAE) 

Figura 4. Elementos de compresión (2). Tanto si las fuerzas (flechas rojas) son 
convergentes (de compresión) como divergentes (de tensión) los elementos 

oponen resistencia. 
(Imagen del autor, Autodesk®3dsMax®2015) 



 

 15 

El pandeo es un fenómeno de inestabilidad elástica que puede darse 

en elementos comprimidos. Se manifiesta por la aparición de 

desplazamientos importantes transversales a la dirección principal de 

compresión, que se produce principalmente de forma axial al elemento 

(Fig. 5). 

 

En ingeniería estructural el fenómeno aparece principalmente en 

pilares y columnas. Los tirantes o elementos sometidos a tracción no 

sufren pandeo, puesto que se trata de un fenómeno característico del 

soporte de cargas sobre estructuras de compresión. 

 

Figura 5. Elementos de compresión (3). Fenómeno de pandeo que puede 
aparecer en elementos comprimidos. 

(Imagen del autor, Autodesk®3dsMax®2015) 



 16 

I. 1.4 Deformación elástica 

También denominada deformación reversible o no permanente. En 

ella el cuerpo recupera su forma original al retirar la fuerza que le 

provoca la deformación. El material varía su estado tensional y 

aumenta su energía interna en forma de cambios termodinámicos 

reversibles. 

I. 1.5 Deformación plástica 

También denominada irreversible o permanente. En ella el cuerpo no 

regresa a su forma original después de retirar la carga aplicada. En 

este caso, el material varía su estado tensional y aumenta su energía 

interna en forma de cambios termodinámicos irreversibles. 

I. 1.6 Límite elástico y tensión de 
rotura 

Se entiende por límite elástico al máximo valor de la fuerza aplicada 

sobre un objeto para que su deformación sea elástica. En cambio, la 

tensión de rotura hace referencia al máximo valor de la fuerza aplicada 

sobre un objeto que, más allá de su deformación plástica lo lleva a su 

fractura o rotura. 

En el diseño mecánico es el límite elástico el que presenta mayor 

importancia y es el que se adopta como variable de diseño, 



 

 17 

particularmente en mecanismos. Una vez superado el límite elástico 

aparecen deformaciones plásticas (que son permanentes tras retirar la 

carga) comprometiendo la funcionalidad de ciertos elementos 

mecánicos. 

I. 1.7 Estructuras reticulares 

En ingeniería estructural, una celosía es un ejemplo de estructura 

reticular, formada por barras rectas interconectadas en nodos 

formando triángulos planos (en celosías planas) o pirámides 

tridimensionales (en celosías espaciales). En muchos países se las 

conoce como armaduras o reticulados (truss en inglés). El interés de 

este tipo de estructuras es que las barras trabajan predominantemente 

a compresión y tracción presentando comparativamente flexiones 

pequeñas (Fig. 6). Como veremos más adelante, las estructuras 

tensegríticas son reticulares, ya sean cúpulas geodésicas o estructuras 

pretensadas. 



 18 

 

Figura 6. (Arriba) Primer tren sobre el puente del ferrocarril del río 
Papaloapan, Méjico, 31 de Octubre de 1902. El puente se mantiene hasta la 

actualidad y está construído a base de celosías planas, un ejemplo de 
estructura reticular. (Abajo) Detalle de un plano de construcción del 

puente, publicado en 1902. 
(Imágenes tomadas del blog Veracruz Antiguo, 

www.aguapasada.wordpress.com) 



 

 19 

I. 2. TENSEGRIDAD 

“- What´s Tensegrity? 
- Food for thought.” 

Jörg Schlaich 
(1934-) 

Nota lingüística 

El término tensegridad no está aceptado, al menos hasta el día de 

hoy, en el Diccionario de la Real Academia Española (RAE). Tampoco lo 

están sus derivados, como pudiera ser el término tensegrítico, para 

hacer referencia a un elemento con propiedades estructurales 

derivadas de su naturaleza de tensegridad. Sin embargo, la máxima 

autoridad reguladora en la lengua inglesa, la Oxford University (a falta 

del equivalente a la RAE en los países angloparlantes), sí incluye en su 

diccionario el término tensegrity, del cual deriva tensegridad. 

La palabra original tensegrity, acuñada por Richard B Fuller, proviene 

de la contracción de otras dos: tensional integrity. La traducción al 

castellano de ese binomio debe hacerse como integridad tensional y no 

confundirse con tensión integral, tal y como se explica más adelante. 

Por lo tanto y a pesar de esta última anotación, parece lógico pensar 

que el término análogo en castellano fuese tensegridad, para favorecer 

la similitud fonética y respetar el orden de las palabras propio del 

inglés. 



 20 

Nota aclaratoria (1) 

Como se ha mencionado no se debe confundir integridad tensional 

con tensión integral. Si bien el primer concepto hace referencia a la 

tensegridad como principio estructural, el segundo lo hace a la 

tensegridad como principio místico y ritual. En este último caso 

tensegridad es la versión moderna de ciertos movimientos llamados 

“pases mágicos”, desarrollados por chamanes indios que vivieron en 

Méjico en tiempos previos a la conquista española. Con ellos buscaban 

conectar con el mundo de lo onírico y visionario. Actualmente existen 

agrupaciones de personas que practican de forma reglada la 

tensegridad así entendida. Consideran que es un vocablo sumamente 

apropiado, ya que es la mezcla de los dos términos, tensión e 

integridad,  que mejor denotan las dos fuerzas impulsoras de esos 

“pases mágicos”. 

Nota aclaratoria (2) 

Una vez dilucidados estos aspectos semánticos y culturales, en 

adelante se utilizará el término tensegridad y sus derivados sin letra 

cursiva, como uno más de los que componen esta tesis doctoral. 

  



 

 21 

I. 2.1 El concepto de tensegridad 

La tensegridad es un principio estructural relativamente novedoso 

(con apenas 50 años de antigüedad) basado en el empleo de 

elementos comprimidos aislados entre sí e inmersos en una red 

continua traccionada. Esto significa que las piezas sometidas a 

compresión (normalmente barras) no se tocan entre sí y están unidas 

únicamente por medio de los componentes tensados (habitualmente 

cables), que son los que delimitan espacialmente al sistema así 

conformado. 

Este principio de “tensión continua - compresión discontinua”, ha 

sido aplicado también para explicar fundamentos básicos de la 

naturaleza.  Así lo demuestra el famoso artículo The architecture of life 

publicado en 1998 por Donald E Ingber, biólogo celular de Harvard, en 

el que se aplica la tensegridad al citoesqueleto celular, como 

herramienta para explicar la transducción de señales a nivel 

histológico (relación células - matriz extracelular) 1. O las referencias al 

campo de la Anatomía de Stephen M Levin en 1982, en su trabajo 

Continuous tension, discontinuous compression: A model for 

biomechanical support of the body 2. Ambos ejemplos no son más que 

la prueba de una creciente producción científica entorno a la 

aplicación de la tensegridad en las Ciencias Naturales o 

Biotensegridad. 



 22 

 

En cambio, lo más llamativo para la persona que ve una estructura 

tensegrítica  por primera vez (Fig. 7), es el impacto que produce una 

incomprensible estabilidad que mantiene a las barras unidas entre sí 

únicamente por cables, sin contacto directo entre ellas. Esa imagen 

conduce de manera inconsciente a la siguiente pregunta: si los cables 

están intentando atraer las barras, tirando de sus extremos, ¿qué es lo 

que impide que el sistema colapse y se concentre todo en el centro del 

mismo? Hasta el día de hoy son estructuras poco conocidas debido a 

que su difusión está bastante limitada por la escasa aplicabilidad que 

presentan fuera de círculos de conocimiento muy especializados sobre 

Figura 7. Needle Tower, Hirshhom Museum and Sculpture Garden 
(Washington DC, Estados Unidos). 

(Imagen tomada del libro Kenneth Snelson; Art & Ideas, 2013.) 



 

 23 

el tema. De hecho, probablemente lo más conocido de la tensegridad 

no sean sus fundamentos técnicos ni su potencial funcionalidad, sino la 

controversia generada en torno a la autoría de su descubrimiento. El 

trabajo de Valentín Jáuregui profundiza de manera detallada en todos 

estos aspectos 3. 

I. 2.2 El origen de la tensegridad 

Alrededor del origen de este novedoso principio se encuentran tres 

hombres considerados como los inventores de la tensegridad: Richard 

Buckminster Fuller (diseñador, arquitecto e inventor estadounidense; 

1895-1983), David Georges Emmerich (arquitecto e ingeniero húngaro; 

1925-1996) y Kenneth Snelson (escultor y fotógrafo estadounidense; 

1927-). Emmerich puso de manifiesto que el primer prototipo de 

sistema tensegrítico, conocido como Gleichgewichtkonstruktion, fue 

creado por Karl Ioganson en 1920 (Fig. 8). Sin embargo, puntualiza que 

esta protoforma era muy similar a la 

estructura de tres barras y nueve 

tirantes que él había ideado, con la 

diferencia de que la suya estaba 

pretensada, característica esencial de 

los sistemas tensegríticos de la que 

carecía el modelo de Ioganson. 

Pero más polémica ha sido, sin lugar a dudas, la controversia 

mantenida durante más de 30 años entre Fuller y Snelson, que aún 

Figura 8. "Structure-
Sculpture" de Ioganson. 

(Imagen tomada de 
www.tensegridad.es) 



 24 

Figura 9. “Structure autotendante” de Emmerich, 1962 (Museo Nacional de Arte 
Moderno, Centro Pompidou, Paris). 
(Imagen tomada por Michel Carlué) 

llega hasta el día de hoy. Durante el verano de 1948 Fuller trabajó como 

profesor sustituto en el Black Mountain College (Carolina del Norte, 

EEUU), a cuyas clases acudió Snelson, que por aquella época era un 

estudiante de artes plásticas de la Universidad de Oregón. Snelson 

quedó fascinado por las enseñanzas recibidas en aquellas clases de 

modelos geométricos y durante el siguiente otoño comenzó a estudiar 

diversos modelos tridimensionales para sus esculturas, lo que 

finalmente acabó generando un nuevo tipo de estructura hasta 

entonces nunca concebida, una estructura de tensegridad. 

Paralelamente y sin conocer lo que sucedía al otro lado del Atlántico, 

David Georges Emmerich, quizá inspirado en la estructura de Ioganson, 

empezó a investigar en Francia diferentes tipos de configuraciones, 

que definió y patentó como "structures tendues et autotendantes" 

(estructuras tensadas y auto-tensadas) (Fig. 9), muy similares a las 



 

 25 

esculturas sobre las que trabajaban Snelson y Fuller, que se 

apresuraron a registrar en la Oficina de Patentes de Estados Unidos 

(Fig. 10) 4,5. Aunque al principio Fuller mencionara a Snelson como el 

autor del descubrimiento, él mismo acuñó el término tensegrity que 

más adelante se fue popularizando, lo que aprovechó para insinuar 

sutilmente al mundo que el invento era suyo. Fuller siempre defendió la 

idea de que si no fuera porque él impulsó el descubrimiento de 

Snelson, la tensegridad nunca se habría convertido en lo que es, sino 

que se habría relegado a una simple tipología escultórica de peculiar 

equilibrio interno. Se podría concluir, como bien señala Jáuregui, que

Figura 10. (Izquierda), Tensile-Integrity Structures (United States Patent 
Office, 3.063.521, RB Fuller, 13 Nov 1962) (Derecha), Continuous Tension, 

Discontinuous Compression Structures (United States Patent Office, 3.169.611, 
K Snelson, 16 Feb 1965). 

(Imágenes extracto de los documentos respesctivos de la Oficina 
Estadounidense de Patentes) 



 26 

 la invención de las tensegridades como estructuras corresponde a 

Snelson, mientras que el descubrimiento de la tensegridad como 

principio estructural es atribuible a Fuller. 

En los años siguientes continuó la evolución de los estudios sobre la 

tensegridad de ambos personajes, y con ellos la pugna. Mientras Fuller 

entraba en una espiral de obsesión en la que trataba de aplicar los 

principios de la tensegridad al funcionamiento del Universo, Snelson 

desarrollaba de forma intuitiva nuevas esculturas tensegríticas, 

prescindiendo de los complejos cálculos matemáticos y geométricos 

que iban publicando diferentes autores que se especializaron en el 

tema, como René Motro (Topologie des structures discrètes. Incidence 

sur leur comportement mécanique. Autotendant icosaédrique, 1973), 

Anthony Pugh (An introduction to tensegrity, 1976) o Robert Burkhardt 

(A practical guide to tensegrity design, 1994). Sirvan como ejemplos de 

la deriva de ambos autores las siguientes citas: 

"Todas las estructuras, propiamente entendidas, desde el 

sistema solar hasta el átomo, son estructuras tensegríticas. El 

Universo es integridad omnitensional… Este esquema estructural 

de esferas de compresión aisladas, cohesionadas por la 

atracción de sus masas únicamente, también caracteriza a las 

integridades estructurales del núcleo atómico. Los 

descubrimientos acerca de la tensegridad introducen nuevos y 

muy diferentes tipos de principios estructurales que parecen ser 

aquellos que gobiernan toda la estructura del Universo, bien 

macroscópico o microscópico." 

Del libro Synergetics 
(RB Fuller, 1975) 



 

 27 

“Yo, sencillamente, me encontré con que el Universo es 

compresivamente discontinuo y traccionadamente continuo. La 

integridad estructural del Universo es tensional, tal y como 

Kepler descubrió. Y le di a este fenómeno el nombre de 

tensegridad”   

Extracto de la correspondencia con Robert Burkhardt 
(RB Fuller, 1982) 

"Sí, Fuller declaró que todo en el universo era tensegridad. Las 

estructuras tensegríticas son estructuras pretensadas 

endoesqueléticas - y esta restricción deja fuera una incontable 

cantidad de casos-. Como ya dije en una ocasión, si todo es 

tensegridad, entonces la tensegridad no es nada en particular; 

luego, ¿qué sentido tiene usar esta palabra?” 

Extracto de la correspondencia con René Motro 
(K Snelson, 1990) 

En la misma línea de pensamiento que comenzara Fuller, aparecen 

otros autores que postulan esta estrategia de “tirar y empujar” para 

explicar el comportamiento de algunos seres vivos. Es el caso de 

Wilken en su libro A Gift Tensegrity (2001), que describe diversas 

clases de relaciones vitales basadas en la tensegridad: en radiación-

fotosíntesis, donde las hojas de las plantas están continuamente tirando 

para crecer mientras el sol empuja de forma discontinua debido a la 

rotación terrestre y los cambios climáticos; en presa-depredador, 

donde la presa está continuamente atrayendo a los depredadores 

mientras que éstos solo tienen hambre de forma ocasional, con lo que 

presionan de forma discontinua sobre la población de presas; o en el 

sistema nervioso central, donde las neuronas sensitivas están siempre 



 28 

percibiendo información (continuamente recibiendo), mientras que las 

neuronas motoras sólo ocasionalmente están implicadas en acciones 

motrices (discontinuamente emitiendo). 

Jáuregui ha resumido de forma muy concisa los orígenes de la 

tensegridad, íntimamente ligados a la escultura. Seguidamente, 

estuvieron relacionados con la mecánica y las matemáticas; más tarde 

con la ingeniería y la arquitectura, con la persistente búsqueda de 

aplicaciones en el campo de la construcción. Sin embargo, 

paralelamente se ha intentado hallar en la tensegridad la respuesta a 

fenómenos presentes en las Ciencias Naturales, a los principios básicos 

del universo y, en última instancia, a la búsqueda de la estructura de la 

Naturaleza. Por tanto, se pueden englobar un sinfín de fenómenos bajo 

el epígrafe de tensegridad  dependiendo de la definición que se le 

atribuya. Es decir, estructuras, sistemas, esculturas, organismos 

anatómicos, relaciones e interacciones entre diversos elementos del 

medio son susceptibles de ser considerados tensegridades. Sin 

embargo, no corresponde a esta tesis realizar tales ejercicios 

conceptuales, por lo que se acotará el campo de la tensegridad al que 

la define como un principio estructural. 

  



 

 29 

I. 2.3 Tensegridad como principio 
estructural 

No es la intención del autor demostrar complejas fórmulas 

matemáticas y propiedades relacionadas con la Ingeniería y el diseño 

de estructuras puesto que, ni pertenecen al campo de su conocimiento 

ni son el objeto de discusión de esta tesis. El objetivo de este apartado 

es introducir al lector en la comprensión de las características básicas 

de las estructuras de tensegridad, para facilitar posteriormente una 

discusión conceptual argumentada sobre la columna vertebral como 

estructura tensegrítica. 

Como se ha mencionado anteriormente, se trata de un principio 

estructural basado en el empleo de elementos comprimidos aislados 

entre sí e inmersos en una red continua traccionada. Las 

características más relevantes de estas estructuras de compresión 

flotante (término que acuñaría uno de sus creadores, Kenneth Snelson) 

(Fig. 11) se pueden resumir de la siguiente forma: 

1. Se componen de elementos de compresión (más bien rígidos e 

inelásticos) y elementos de tensión (más bien flexibles y elásticos), 

representados fundamentalmente por barras y cables 

respectivamente. 

2. Los elementos de compresión se encuentran aislados entre sí, 

discontinuamente comprimidos e inmersos en una red continua de 



 30 

Figura 11. Sleeping dragon, Exhibición de George Rickey y Kenneth Snelson en 
2006, Jardines del Palacio Real (París, Francia) 

(Imagen tomada del libro Kenneth Snelson; Art & Ideas, 2013.) 

elementos de tensión, que están permanentemente tensados en 

alguna medida (son estructuras pretensadas). 

3. Su equilibrio depende solamente de las fuerzas de tensión y 

compresión que se producen a lo largo del eje de cada componente. 

4. No existen fuerzas de torsión (o dichas fuerzas se descomponen 

en vectores axiales a los elementos que conforman la estructura). 

5. Los componentes se encuentran conectados dinámicamente, de 

forma que cualquier fuerza aplicada a uno de ellos se transmite de 

forma instantánea a la estructura entera. 

Resultan inherentes a estas características una serie de cualidades, 

que otorgan a estas construcciones ciertas peculiaridades. A 

continuación se describirán las más relevantes de cara a su aplicación 

en el campo del sistema musculoesquelético: 



 

 31 

1. La discontinuidad de los elementos de compresión permite que 

realicen su trabajo sobre todo de forma local. Debido a que no 

tienen que transmitir cargas a lo largo de largas distancias, son 

menos susceptibles de colapsar por pandeo, permitiendo un diseño 

más esbelto de dichos elementos sin sacrificar la integridad de la 

estructura. 

2. La respuesta conjunta de todos los elementos a la acción de 

cargas externas se sigue de la recuperación en bloque de la forma 

inicial una vez cesan las cargas. Esta cualidad de resiliencia es 

también diferencial con respecto a otras tipologías estructurales 6. 

3.  No existen (o se reducen al mínimo) los elementos redundantes, 

lo que proporciona ligereza a la estructura. 

4. No dependen de la gravedad, ni necesitan un punto de anclaje o 

fijación para funcionar. Son sistemas estables en cualquier posición. 

5. Figuras tensegríticas más elementales se pueden ensamblar entre 

sí para dar lugar a configuraciones mayores y más complejas, sin 

perder las propiedades del sistema. 

6. Son estructuras sinérgicas, por lo que la respuesta del conjunto no 

es predecible a partir del comportamiento individual de sus 

elementos 3. 

La descripción presentada hasta ahora hace referencia a una 

tipología concreta de estructuras de tensegridad: las estructuras 

pretensadas. Sin embargo, pertenecen a un conjunto más amplio de 

construcciones englobadas bajo el término de tensegridades. Todas 

ellas comparten una estructura reticular, completamente triangulada y 



 32 

Figura 12. Cúpula geodésica de la Biosphère, Museo del Agua y el 
Medioambiente de Canadá. El edificio era el antiguo pabellón de los EE.UU en 

la Expo de 1967 en Montreal. La concepción es obra de RB Fuller. 
(Imagen del autor) 

con una distribución de cargas por el conjunto de la armadura siempre 

en forma de tensión o compresión, sin rozamiento, con momento de 

fuerza cero en sus articulaciones o puntos de unión. En el plano, el 

reticulado más sencillo es el triángulo. Con él se pueden formar 

hexágonos (a su vez compuestos por  triángulos de vértice 

concéntrico), que de forma sumatoria pueden crear una red más 

amplia. En el espacio tridimensional, es el icosaedro la estructura 

básica reticular. La suma de doce icosaedros genera un nuevo 

icosaedro que a su vez se puede unir con otro, como si de una 

estructura de esferas colindantes se tratara. En definitiva, las 

estructuras tensegríticas son reticulares, ya sean cúpulas geodésicas, 

estructuras pretensadas u otras (Fig. 12). 



 

 33 

I. 2.4 Indicios de tensegridad en la 
naturaleza y aplicabilidad 

“… el Libro de la Naturaleza puede ser escrito 
 con los caracteres de la geometría.” 

 
Galileo Galilei 

(1564-1642) 

Conocer todas las partes de una compleja máquina no significa 

comprender cómo funciona. En otras palabas, identificar y describir el 

puzle molecular de cada componente aislado servirá de poco si no se 

comprenden las reglas que rigen su forma de ensamblarse. El hecho de 

que la naturaleza aplique reglas comunes de ensamblaje a distintos 

niveles (desde la escala molecular a la macroscópica) está implícito en 

la recurrencia de ciertos patrones de conformación, como las espirales, 

los pentágonos o los triángulos. Estos patrones aparecen desde en 

estructuras cristaloides altamente regulares hasta en proteínas 

asimétricas y diversos organismos como virus, plancton o humanos. 

Después de todo, tanto la materia orgánica como la inorgánica están 

hechas con los mismos ladrillos: átomos de carbono, hidrógeno, 

oxígeno, nitrógeno y fósforo. La única diferencia es cómo estos átomos 

están organizados en el espacio tridimensional. Es más, las moléculas y 

células que forman nuestros tejidos están en constante recambio. Y es 

el mantenimiento del patrón y la arquitectura del tejido lo que Ingber 

ha venido a llamar “la vida” 1. 



 34 

Este fenómeno de organización, en el que cada componente se junta 

con otros para formar una estructura mayor y estable, con nuevas 

propiedades que no eran predecibles a partir de las características de 

cada componente aislado, se conoce como auto-ensamblaje. Se puede 

observar a diferentes escalas de la naturaleza. En el cuerpo humano, 

por ejemplo, las macromoléculas se auto-ensamblan en organelas, que 

a su vez se auto-ensamblan en células, que a su vez se auto-ensamblan 

en tejidos, que a su vez se auto-ensamblan en órganos. El resultado es 

un cuerpo organizado jerárquicamente, como una pila de sistemas 

dentro de sistemas. Por lo tanto, si queremos comprender a fondo de 

qué forma los seres vivos se crean y funcionan, necesitamos desvelar 

estos principios básicos que guían la organización biológica. 

La tensegridad es el modo más eficiente y económico de construir a 

cualquier escala. Es posible que las estructuras trianguladas 

tensegríticas hayan sido seleccionadas a lo largo de la evolución por su 

eficiencia estructural: alta resistencia mecánica utilizando el mínimo 

material. La flexibilidad mostrada por las estructuras tensegríticas 

pretensadas sería ventajosa, porque permite a las estructuras adoptar 

diferentes formas según las necesidades. Las estructuras tensegríticas 

son omnidireccionales, estables en cualquier dirección e 

independientes de la gravedad. Por ejemplo, si dos barras opuestas y 

paralelas de un sistema no tensegrítico son empujadas o traccionadas, 

se desvían localmente, tendiendo a deformar la estructura de forma 

asimétrica. En el caso de un sistema tensegrítico, las barras no actúan 

de forma independiente, sino de forma concertada con toda la 



 

 35 

estructura, lo que permite una mejor adaptación al entorno. Las 

estructuras de tensegridad se encuentran principalmente bajo tensión 

o tracción, por lo que su tendencia es más a expandirse que a 

colapsarse. Explosionan más que implosionan. Además, en lugar de 

romperse por su propio peso cuanto más grandes y más subdivididas 

son, más resistentes y proporcionalmente más ligeras se hacen. Este 

fenómeno es lo que habría permitido al brontosaurio desarrollar huesos 

de tamaño gigante sin colapsarse, que se hacían más resistentes a 

medida que aumentaban en tamaño, a pesar de mantener la misma 

densidad. Según la ley cuadrático-cúbica de Galileo, cuando un objeto 

se somete a un aumento proporcional en tamaño, su nuevo volumen es 

proporcional al cubo del multiplicador y su nueva superficie lo es al 

cuadrado del multiplicador; si la envergadura de un animal aumentara 

de forma considerable, su fuerza muscular relativa sería muy reducida, 

ya que la sección transversal de sus músculos se incrementaría solo por 

el cuadrado del factor de escala, mientras que su masa se 

incrementaría por el cubo. Como resultado, funciones vitales como las 

cardiovasculares y respiratorias, se verían gravemente comprometidas 

y, como consecuencia, su vida seriamente amenazada. 

No cabe duda de que este principio aplicado a las Ciencias 

Naturales, relativamente novedoso, requiere de mucha investigación 

todavía. Hoy en día, siguen siendo la Ingeniería y la Arquitectura sus  

principales motores. Sin embargo, cada día se pueden encontrar más 

sinergias entre las diferentes disciplinas del conocimiento que lo 

manejan: por ejemplo, los principios estructurales de la tensegridad 



 36 

aplicados a la columna vertebral han permitido diseñar nuevas 

propuestas en el campo de la robótica. (Fig. 13) 7 

Figura 13. (Arriba) Diseño de columna articulada de tensegridad, compuesta 
por tetraedros conectados entre sí por ocho tirantes. (Abajo) Prototipo 

TetraSpine. 
(Imágenes extraídas del artículo de Mirletz et al., Design and control of 

modular spine-like tensegrity structures. The 6th World Conference of the 
International Association for Structural Control and Monitoring. 2014.) 



 

 37 

I. 3. MODELOS DE ESTUDIO DE 
ESCOLIOSIS 

I. 3.1 Revisión histórica y 
metodológica 

La aparición espontánea de escoliosis congénita y no congénita 

entre las distintas especies animales es relativamente rara, más aún la 

de naturaleza idiopática 8,9,10,11,12. Ésta última se demuestra así como un 

fenómeno casi exclusivo del ser humano. De hecho, el único modelo 

cuadrúpedo que presenta con cierta regularidad escoliosis espontánea 

es el perro Cavalier King Charles spaniel, acompañada de 

malformaciones tipo Chiari 13. Por esta razón, se han realizado grandes 

esfuerzos para conseguir un modelo de escoliosis animal válido. 

Durante los últimos 50 años, se han desarrollado cerca de 200 modelos 

diferentes, con una gran heterogeneidad de métodos y resultados 

obtenidos. 

El animal más investigado ha sido el pollo, seguido del conejo, la rata 

y el ratón. También se han realizado experimentos con primates, 

cabras, ovejas, cerdos, vacas, ranas, perros y peces, entre otros 10,11. En 

general, la mayoría de las técnicas para generar estos modelos utilizan 

animales que no han alcanzado la madurez esquelética, lo que refleja la 

creencia de que la escoliosis está íntimamente ligada al crecimiento, 

debido a su naturaleza de proceso dinámico y evolutivo. La primera 



 38 

referencia sobre un modelo animal de escoliosis data de 1888, cuando 

Von Lesser trataba de obtener dicha deformidad mediante la disección 

unilateral del nervio frénico en conejos. 

Diversos estudios genéticos han sugerido la predisposición a 

padecer escoliosis idiopática (EI), con múltiples genes localizados en 

diversos cromosomas ligados a su herencia. Por ejemplo, se han 

realizado extensos análisis del genoma humano y del ratón en busca de 

secuencias génicas similares (fenómeno conocido como sintenia) 

relacionadas con procesos de escoliosis, que han llevado con éxito a 

identificar mutaciones idénticas en el síndrome VACTERL (ligado a 

alteraciones vertebrales entre otras) y modelos murinos de la 

enfermedad. 

Se han desarrollado infinidad de modelos animales de naturaleza 

mecánica, ligados a sistemas o dispositivos tanto externos como 

internos. Característicamente en casi todos ellos se hace 

imprescindible dañar la columna vertebral y/o sus tejidos circundantes. 

En 1961 Langenskiöld trató de sistematizar las técnicas disponibles para 

inducir escoliosis en animales cuadrúpedos: (a) la exéresis o 

denervación local de musculatura, (b) la resección de costillas y (c) la 

fusión de vértebras o costillas. Según él, cada uno de estos procesos 

servía para crear una asimetría en la columna o sus tejidos 

circundantes sin alterar la propia estructura de los cuerpos vertebrales. 

Defendía que el desarrollo de curvaturas en estos modelos animales 

cuadrúpedos concordaba con la evidencia clínica de que los pacientes 



 

 39 

con encamamientos prolongados y, por tanto, en posición horizontal y 

perpendicular al eje de bipedestación, podían desarrollar escoliosis, por 

lo que la acción axial de la fuerza de la gravedad no era un requisito 

necesario para producir el proceso. Hasta la fecha, la mayoría de los 

experimentos para producir modelos animales de escoliosis han 

seguido estos principios, aunque con diferente éxito 14. Por ejemplo, la 

resección unilateral de costillas, llevada a la práctica clínica por Piggot 

et al. 15, se ha demostrado inconstantemente eficaz en primates 16,17. Los 

modelos que han conseguido la mayor incidencia de escoliosis son los 

que inducen una asimetría de origen mecánico mediante cerclajes o 

tensores 8. Este tipo de modelos se ha utilizado con éxito para probar 

novedosas técnicas alternativas de corrección de la deformidad, como 

la implantación de un alambre metálico con memoria para restaurar la 

conformación rectilínea de la columna de forma progresiva, descrita 

por Sánchez-Márquez et al. 18 (Fig. 14). 

Otras teorías se han basado en el crecimiento asimétrico de las 

vértebras para generar escoliosis, como en el modelo propuesto por 

Beguiristain et al. mediante epifisiodesis selectiva del cartílago 

neurocentral de cuatro a cinco vértebras consecutivas en el cerdo 19. 

Recientemente se ha descrito un modelo “espontáneo” de escoliosis 

en la naturaleza con importantes similitudes con la EI infantil. Se trata 

de la especie Poecilia reticulata, comúnmente conocida como olomina, 

un pequeño pez que se encuentra en arroyos, originario del noreste de 

Sudamérica. Ha sido desde principios del siglo XX un modelo de 

estudio para investigación ecológica, evolutiva y genética.



 40 

 Sin embargo, la línea curveback para el estudio de escoliosis se ha 

desarrollado en 2003, a partir del cruce endogámico de especímenes 

curvados y no curvados en laboratorio. Al igual que en la EI infantil, 

presenta deformidades más severas y mayor incidencia en el sexo 

femenino, diferentes edades de inicio, tasa de progresión y magnitud 

de la curva. Además la progresión de la deformidad ocurre sólo 

durante el crecimiento, se estabiliza con la madurez sexual e incluso se 

Figura 14. (Arriba) Columna vertebral de una rata con escoliosis previamente 
generada, con un alambre de nitinol anclado a las apófisis espinosas. (Abajo) 

Radiografías dorsoventrales seriadas, antes de implantar el alambre de nitinol, 
en el postoperatorio inmediato, a las 72 h y a las 2 semanas de la cirugía. 

(Imágenes del artículo de Sánchez-Márquez et al., Modulación del crecimiento 
de columnas escolióticas en animales de experimentación mediante el uso de 

barras de metal inteligente, Rev Esp Cir Ortop Traumatol. 2013; 57:310-7. 
Cortesía del Dr. J. M. Sánchez-Márquez.) 



 

 41 

han descrito regresiones de algunas curvas antes de la madurez 

esquelética. Por el contrario, presenta evidentes inconvenientes como 

modelo animal para escoliosis, siendo el principal que la deformidad se 

produce más bien en el plano sagital que en el coronal (Fig. 15) 20. 

De gran relevancia para el desarrollo de esta tesis ha resultado la 

comunicación realizada por Indahl et al. 21 en Abril de 2006, durante el 

XI Simposio Internacional Phillip Zorab, en Oxford. En ella se establece 

la incapacidad de la toxina botulínica (TxBt) utilizada sobre la 

musculatura paravertebral del cerdo para generar un modelo válido de 

escoliosis. Sin embargo, el diseño del estudio presenta deficiencias, 

como un escaso tamaño muestral (tan sólo seis animales) y, lo que es 

Figura 15. Poecilia reticulata u olomina como modelo “espontáneo” de 
escoliosis animal. (Arriba) Hembra adulta no curva de la especie curveback. 

(Abajo) Hembra adulta curva de la especie curveback. 
(Imagen extraída del artículo de Gorman et al., Structural and micro-

anatomical changes in vertebrae associated with idiopathic-type spinal 
curvature in the curveback guppy model. Scoliosis. 2010; 5:10.) 



 42 

más importante, la ausencia de monitorización electromiográfica para 

garantizar una correcta y uniforme administración de la sustancia 

dentro de los músculos deseados. 

I. 3.2 El pollo como modelo animal 
de escoliosis 

Como se ha mencionado, el animal más utilizado ha sido el pollo. En 

1968 Rigdon et al. comunicaron la existencia de escoliosis espontánea 

en este animal 22. Los primeros experimentos se realizaron en el campo 

de la genética, mediante cruces endogámicos de líneas con y sin 

escoliosis, con el fin de descubrir patrones de herencia de la 

enfermedad aplicables a la clínica 23. Sin embargo, casi diez años antes 

del descubrimiento de Rigdon, Thillard comunicó las primeras 

pinealectomías (PNX) en pollos con la consiguiente obtención de 

escoliosis 24. Fueron necesarios más de treinta años para que el modelo 

se popularizase a través de los trabajos de Machida et al. sobre la 

etiopatogenia de la escoliosis en pollos pinealectomizados y la posible 

influencia de la melatonina (Fig. 16) 25,26,27. Deguchi et al. demostraron 

primero la capacidad escoliógena de la resección costal en el pollo y 

más tarde la utilizaron para corregir la escoliosis progresiva producida 

sobre pollos pinealectomizados 28,29. Con el tiempo, este modelo ha ido 

perdiendo vigencia debido a que no se ha podido reproducir con éxito 

en otras especies 30,  particularmente en animales superiores y 

primates 31, lo que prácticamente lo ha invalidado para el estudio de la 



 

 43 

etiología y patogenia de la EI 

infantil. Hay razones que pueden 

esclarecer el fracaso a la hora 

de reproducir el modelo en otros 

animales o de encontrar 

analogías en la especie humana. 

Por ejemplo, el pollo posee 

muchos receptores de 

melatonina ampliamente 

distribuidos en el organismo, 

incluyendo el bulbo raquídeo y 

la sustancia gris dorsal de la 

médula espinal, a diferencia de 

los primates. Además, dichos 

receptores presentan diferentes 

mecanismos de interacción en 

los humanos. En cualquier caso, 

a día de hoy la disputa sigue en 

pie, con multitud de estudios 

que siguen apuntando al papel de la melatonina en la génesis de la EI 

26,32,33,34 y otros tantos que se postulan en contra 35,36,37,38,39,40,41,42. 

No es el objeto de esta tesis el estudio de la etiología de la EI infantil, 

ni mucho menos el del posible papel de la melatonina en su desarrollo. 

Como se describirá más adelante, el objetivo es analizar la influencia 

de la TxBt en la progresión de la deformidad como posible terapia 

Figura 16. Diferencia en la columna 
vertebral entre (izquierda) pollo 

sometido a simulación de 
pinealectomía y (derecha) pollo 

pinealectomizado. 
(Imagen extraída del artículo de 

Machida et al., Pathologic mechanism 
of experimental scoliosis in 

pinealectomized chickens. Spine. 2001; 
26:17.) 



 44 

alternativa al arsenal de tratamientos disponibles hoy en día. Para ello, 

se ha considerado el modelo como el más óptimo debido a tres 

características fundamentales: 

1. Su capacidad de generar escoliosis progresiva sin manipular la 

columna vertebral ni sus tejidos circundantes. 

2. Su potencial de crecimiento, puesto que los animales multiplican 

su peso por 50 aproximadamente en tan sólo 8 semanas. 

3. Su disponibilidad y consumo de recursos (espacio, alimento, 

traslados, etc…), que nos ha permitido desarrollar una “n” suficiente 

para valorar los efectos estudiados. 

Por último, cabe reseñar algunas particularidades anatómicas del 

modelo elegido. El pollo presenta 39 vértebras (a diferencia de las 33 

del ser humano), 13 cervicales, 7 torácicas, 14 lumbo-sacras y 5 

coccígeas. Las articulaciones intervertebrales presentan importantes 

diferencias, ya que en lugar de discos intervertebrales se encuentra de 

forma variable una articulación diartroidal sinovial o una articulación 

cartilaginosa sin hendidura articular. Esta característica, junto a la 

progresiva fusión de las primeras vértebras torácicas para formar el 

hueso notatorio, proporciona más rigidez a la columna, imprescindible 

para el movimiento de las alas. La sexta vértebra torácica es libre. La 

séptima y última vértebra torácica se halla fuertemente unida al 

segmento lumbo-sacro, que se encuentra fusionado en bloque junto 

con la primera vértebra coccígea, dando lugar al sinsacro. Las últimas 

vértebras coccígeas se hayan fusionadas formando el pigostilo, una 



 

 45 

Figura 17. Particularidades de la columna vertebral tóraco-lumbo-sacra del 
pollo. 

(Imagen elaborada por el autor) 

osificación que sostiene las plumas y la musculatura de la cola de las 

aves. (Fig. 17). En cuanto a la musculatura, presenta un sistema muy 

similar al humano en cuanto a componentes pero con algunas 

particularidades. La región cervical se encuentra hipertrofiada con 

respecto a la tóraco-lumbar, debido a la diferente demanda de 

movilidad de cada segmento. En cuanto a las fibras musculares, en las 

aves poseen una mayor densidad de miocitos y menos tejido conectivo 

que en mamíferos. La grasa intramuscular es más escasa y el color del 

músculo depende de la región corporal 43. 

  



 46 

  



 

 47 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II. INTRODUCCIÓN 
 

 

La utopía está en el horizonte. 
Camino dos pasos, ella se aleja dos pasos y el horizonte 

se corre diez pasos más allá. 
¿Entonces para qué sirve la utopía? 

Para eso, sirve para caminar. 

Eduardo Galeano 
(1940-2015) 

  



 48 

  



 

 49 

II. 1. Escoliosis idiopática en niños: 
definición, epidemiología y 
presentación clínica 

La escoliosis idiopática (EI) infantil y del adolescente se define como 

una deformidad estructural tridimensional, consistente en una 

curvatura lateral o desviación de la columna vertebral de más de 10 

grados, asociada a una rotación vertebral y de etiología desconocida 

en un niño por lo demás sano. Se trata de un diagnóstico de exclusión, 

al que se llega sólo cuando se han descartado otras causas de 

escoliosis, como malformaciones vertebrales, trastornos 

neuromusculares u otros procesos. En función de la edad de 

presentación, se divide en EI infantil (de 0 a 3 años), juvenil (de 3 a 10 

años) y del adolescente (mayor de 10 años), con diferentes 

características clínicas y epidemiológicas para cada grupo. La EI 

infantil representa menos del 1% de los casos de EI y es más frecuente 

en varones en una proporción 3:2, con tendencia a resolverse en la 

mayoría de los casos de forma espontánea. La EI juvenil supone cerca 

del 20% de los casos, con mayor afectación femenina, en torno a 3:1, 

que tiende a aumentar con la edad. Debido a que se trata de un 

periodo de crecimiento espinal lento, son lentamente progresivas. Sin 

embargo, debido a su inicio temprano tienden a convertirse con más 

frecuencia en deformidades severas que aquellas que se instauran en 

la adolescencia, exhibiendo además menor respuesta a los 

tratamientos conservadores. La EI del adolescente supone cerca del 



 50 

Figura 18. Caso clínico de niña de 14 años con escoliosis idiopática del 
adolescente. (Izquierda) Fotografía que demuestra ápex torácico derecho 
con elevación de hombro ipsilateral. (Derecha) Radiografía posteroanterior 

que demuestra deformidad severa superior a 60o. 
(Imagen extraida del artículo de El-Hawary et al., Update on evaluation and 

treatment of scoliosis. Pediatr Clin North Am. 2014; 61:6.) 

80% de las EI y presenta una incidencia estimada del 1-3% entre la 

población de niños entre 10 y 16 años, con predominio en el sexo 

femenino en una proporción aproximada de 6:1 (FIgs. 18 y 19) 44,45. 

El tamaño de la curva tiende a incrementarse a lo largo de la vida, 

pero el grado de progresión depende de muchos factores. Los más 

importantes son la madurez del paciente (edad en el momento del 

diagnóstico, madurez sexual y crecimiento esquelético restante), 

magnitud de la curva y localización del ápex de la misma. Diversas 

publicaciones coinciden en apuntar a las curvas con ápex torácico 



 

 51 

como las de mayor riesgo de progresión (Fig. 20). Así mismo, la 

probabilidad de progresión se incrementa a mayor inmadurez sexual y 

esquelética, así como a mayor grado de deformidad en el momento del 

diagnóstico 46,47,48,49. De hecho, se han desarrollado fórmulas para 

cuantificar el riesgo de progresión en cada caso determinado, que 

pueden resultar de utilidad, tanto al especialista como al paciente, para 

tomar decisiones a la hora de plantear posibles tratamientos 50,51. 

II. 2. Etiopatogenia, historia natural 
y opciones de tratamiento 

A pesar de las múltiples publicaciones y teorías, su origen y 

etiopatogenia siguen siendo desconocidos o, cuando menos, apuntan a 

un origen multifactorial sobre el que existe poco conocimiento 52. 

Parece evidente que posee un importante componente genético, si 

bien su patrón de herencia resulta complejo. Se ha descrito ligado a 

Figura 19. Giba costal asociada a deformidad escoliótica, más evidente 
durante la realización de la prueba de Adam, en la que la paciente se inclina 

hacia adelante. La giba coincide con el apex de la curva. 
(Imagen tomada de www.eurospine.org) 



 52 

Figura 20. Diferencia entre escoliosis 
torácica (izquierda) y lumbar (derecha). La 

primera presenta mayor riesgo de 
progresión debido a su localización. 

(Imagen tomada de www.eurospine.org) 

diversos cromosomas e 

incluso con carácter 

autosómico dominante en 

determinadas familias 53. Sin 

embargo, su penetrancia 

incompleta y expresión 

variable apuntan a la 

implicación de más de un 

gen y la influencia de otros 

factores. Existe abundante 

literatura que relaciona la EI 

con trastornos del sistema 

nervioso, con las hormonas y 

el metabolismo, con el 

crecimiento esquelético, con 

factores biomecánicos y con factores ambientales y de estilo de vida 54. 

La deformidad escoliótica se puede apreciar también asociada a 

diferentes patologías bien descritas, como la osteogénesis imperfecta 55, 

la distrofia muscular de Duchenne 56, el síndrome de Marfan 57, la 

enfermedad de Charcot-Marie-Tooth 58, el síndrome de Prader-Willi 59 o 

la enfermedad de Ehlers-Danlos 60, entre otras. De particular interés 

resulta la elevada prevalencia de deformidades severas que requieren 

cirugía en los casos de neurofibromatosis tipo I 61. 

Como se ha indicado anteriormente, no todos los casos acaban 

desarrollando deformidades severas, por lo que pueden llegar a 



 

 53 

permitir una calidad de vida adecuada sin precisar tratamiento. Para 

ello, una buena comunicación médico-paciente y un buen 

entendimiento de la historia natural de la enfermedad y sus 

implicaciones es fundamental 62. Globalmente se ha encontrado una 

buena adaptación social e integración de los pacientes con EI, si bien 

en algunos casos se pueden ver afectados desde el punto de vista 

funcional, del dolor y cosmético. Sin embargo, son los casos más 

progresivos y con deformidad más severa los que muestran mayor 

interferencia con las actividades de la vida diaria y diversas 

comorbilidades asociadas, fundamentalmente de tipo respiratorio 63. 

Por tanto, aunque la mayoría de los casos (sobre todo los no 

progresivos) no precisan intervención 44, la historia natural de la EI 

Figura 21. Corrección quirúrgica de escoliosis idiopática en niña de 12 años. 
Proyecciones radiológicas posteroanteriores y laterales. (Izquierda) Imágenes 
preoperatorioas de escoliosis torácica de apex derecho. (Derecha) Imágenes 
postoperatorias tras corrección quirúrgica mediante artodesis instrumentada 

y costoplastia. 
(Imagen tomada de www.madridscoliosiscenter.com,  

cortesía del Dr. O. Riquelme García.) 



 54 

puede conducir a la necesidad de tratamientos quirúrgicos agresivos 

(Fig. 21), con importantes secuelas funcionales y  complicaciones no 

despreciables, como la pérdida masiva de sangre, el daño accidental 

de órganos, la infección del material implantado con su posterior 

fracaso y retirada o el síndrome de la arteria mesentérica superior. Se 

ha descrito una tasa de complicaciones, neurológicas y no 

neurológicas, que varía entre el 5,7-13,4% según los estudios, llegando a 

ser letales en el 0,03% 64,65. No es infrecuente la necesidad de realizar 

trasfusiones sanguíneas tras alguno de los procedimientos quirúrgicos, 

con los riesgos asociados que ello conlleva 66,67. Adicionalmente, los 

tratamientos de fusión vertebral conducen a la pérdida de movilidad 

de segmentos del raquis, lo que en los casos más severos tiene un 

impacto negativo en el desarrollo de algunas actividades. En cuanto al 

manejo conservador mediante el uso de corsés, existe controversia en 

cuanto al resultado de su uso en comparación con la cirugía, tal y como 

se refleja en las recientes revisiones Cochrane realizadas por Bettany-

Saltikov et al. 68 y Negrini et al. 69, sobre todo en los casos más límite, 

donde las curvas de escoliosis superan los 40º de deformidad. En 

cualquier caso, el uso de dispositivos ortésicos para frenar la 

progresión de la curva supone un impacto importante en el desarrollo 

normal de la vida diaria del niño, debido al elevado número de horas 

que requiere su uso para poder resultar efectivo en el mejor de los 

casos 70 (Fig. 22). 



 

 55 

El coste asociado a los procedimientos de fusión espinal se ha 

incrementado considerablemente en los últimos años. Según 

Vigneswaran et al. más del 90% de los procedimientos se han pasado a 

realizar mediante abordaje posterior y, tanto el uso de matrices óseas 

recombinantes, los sistemas de navegación quirúrgica y la calidad de 

los implantes, han supuesto un notable aumento de los gastos 

derivados de estas intervenciones. En una década, en E.E.U.U se ha 

duplicado el coste asociado al tratamiento quirúrgico de la EI, pasando 

de 75.000$ en 2000 a 150.000$ en 2010 aproximadamente 71,72. Por 

todo ello, se ha llegado a sugerir la posibilidad de que un screening 

precoz sobre EI infantil y del adolescente podría disminuir el gasto 

sanitario dedicado a esta enfermedad, sobre la base de que las 

medidas conservadoras instauradas de manera temprana podrían 

llegar a disminuir la necesidad de cirugía en los casos más graves 73. 

Figura 22. Corsés para frenar la progresión de escoliosis. (Centro izquierda) 
Spinecor. (Centro derecha) Cheneau. (Derecha) Cheneau ligero. 

(Imagen tomada de www. early-onset-scoliosis.com) 



 56 

* Se puede encontrar una descripción más detallada y exhaustiva sobre el modelo dentro 
de este trabajo, en el capítulo de Conceptos Preliminares, dentro de la sección Modelos de 
escoliosis, en el apartado El pollo como modelo animal de escoliosis (Págs. 66-69). 

II. 3. Escenario para la investigación 

Trabajos previos demuestran la capacidad de la pinealectomía (PNX) 

en pollos de experimentación para producir escoliosis como modelo de 

estudio de la enfermedad* 25,36,74,75,76. Por otra parte, el uso de toxina 

botulínica (TxBt) para distintos trastornos del sistema 

musculoesquelético ha sido establecido en estudios previos, mostrando 

criterios de seguridad y eficacia adecuados 77,78,79,80. 

Independientemente del origen de la EI, en este trabajo se postula 

que las curvas de escoliosis presentan una debilidad estructural de 

partes blandas en el lado de la convexidad de la curva, que podría 

compensarse mediante la aplicación de TxBt paravertebral a dosis 

adecuadas en el lado de la concavidad. De esta forma, se podría 

restablecer el equilibrio de las fuerzas que influyen sobre la 

conformación de la columna vertebral y su desarrollo. En este 

escenario, se presenta este proyecto de investigación para analizar el 

efecto de la TxBt aplicada de forma unilateral en la musculatura 

paravertebral para frenar la progresión de escoliosis en pollos 

pinealectomizados, como posible alternativa terapéutica en el manejo 

de la  EI juvenil y del adolescente. 

  



 

 57 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

III. JUSTIFICACIÓN 
 

 

El fin no puede justificar los medios,  
por la simple y obvia razón de que los medios empleados 

 determinan la naturaleza de los fines producidos. 
 

Aldous Huxley 
(1894-1963) 

  



 58 

  



 

 59 

Justificación 

Las consecuencias producidas por el desarrollo de escoliosis 

idiopática (EI) en niños y su práctica clínica actual dibujan un escenario 

particular y poco favorable para el paciente. Por un lado, las medidas 

para evitar la progresión de la enfermedad suponen una importante 

interferencia en la autonomía del niño y no están exentas de cierta 

controversia en cuanto a su efectividad. Por el otro, los procedimientos 

quirúrgicos para corregir y mantener la deformidad estable se asocian 

a diversas complicaciones, elevados costes y consecuencias 

funcionales no despreciables, puesto que el objeto de la columna 

vertebral es la movilidad y no la rigidez. En este contexto, parece 

pertinente cualquier estudio sobre nuevas terapias encaminadas a 

solventar o, cuando menos mejorar de forma razonable, las carencias 

existentes en este campo de la medicina. 

  



 60 

  



 

 61 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IV. HIPÓTESIS 
 

 

La intensidad de la convicción de que una hipótesis es verdadera 
no influye nada en si es cierta o no.  

Peter Brian Medawar 
(1915-1987) 

  



 62 

  



 

 63 

La influencia de las partes blandas (músculos, tendones y 

ligamentos) en el equilibrio estructural del aparato locomotor 

comienza a ser un relevante objeto de estudio, más allá de la 

consideración de las mismas como meros motores-estabilizadores del 

sistema esquelético. 

Hipótesis 

La administración unilateral de toxina botulínica a dosis 

adecuadas en la musculatura paravertebral de la concavidad de la 

curva de escoliosis en pollos pinealectomizados es capaz de detener 

la progresión de la deformidad. 

  



 64 

  



 

 65 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V. OBJETIVOS 
 

 

No hay ningún viento favorable 
 para el que no sabe a qué puerto se dirige. 

Arthur Schopenhauer 
(1788-1860) 

  



 66 

  



 

 67 

V. 1. Objetivo principal 

Valorar la influencia de la toxina botulínica inyectada, de forma 

unilateral en la musculatura paravertebral de la concavidad de la 

curva, en la progresión de escoliosis de pollos pinealectomizados. 

V. 2. Objetivos secundarios 

1. Valorar la influencia de la toxina botulínica inyectada, de forma 

unilateral en la musculatura paravertebral del pollo, en relación al 

desarrollo de escoliosis de convexidad homolateral al lado inyectado. 

2. Determinar la dosis de toxina botulínica más efectiva capaz de 

influir en el desarrollo de la deformidad escoliótica en pollos. 

3. Evaluar los posibles efectos del uso de toxina botulínica en el 

crecimiento normal de los animales estudiados. 

4. Ampliar los conocimientos para la investigación traslacional sobre 

el uso de terapias alternativas en el campo de la escoliosis idiopática 

(EI) infantil. 

  



 68 

  



 

 69 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VI. MATERIAL Y 

MÉTODOS 
 

 

No basta saber, se debe también aplicar.  
No es suficiente querer, se debe también hacer. 

Johann Wolfgang von Goethe 
(1749-1832) 



 70 

  



 

 71 

VI. 1. Animales, puesta a punto y 
grupos experimentales 

Se utilizaron pollos Broiler hembra de la estirpe Cobb de un día de 

edad. Debido a la ausencia de datos previos en la literatura sobre los 

efectos considerados en el estudio propuesto (administración de toxina 

botulínica [TxBt] en musculatura paravertebral en pollos), se diseñó el 

proyecto en dos fases, con el fin de optimizar el uso de los animales 

atendiendo a los principios establecidos por Russell y Burch para 

experimentación animal. El tamaño muestral se estableció mediante la 

calculadora GRANMO (Versión 7.12, Abril 2012, disponible en línea en 

www.imim.cat/ofertadeserveis/software-public/granmo/). 

VI. 1.1 Fase de obtención de datos del efecto a 
medir y puesta a punto de la técnica quirúrgica 

El objetivo de esta fase preliminar fue alcanzar una curva de 

aprendizaje razonable en relación a dos procedimientos poco 

frecuentes (pinealectomía [PNX] e inyección paravertebral con control 

electromiográfico [EMG]), especialmente en pollos. En ella se utilizaron 

un total de 23 animales, repartidos en dos ramas: 

‐ 15 animales para obtención de datos sobre el efecto de la TxBt 

administrada a diferentes dosis bajo control EMG, divididos en 3 

grupos de 5 animales cada uno (grupo 1: 0U/kg; grupo 2: 5U/kg; 

grupo 3: 10U/kg). Esta fase permitió determinar la dosis de 10U/kg 



 72 

como la más eficaz a la hora de producir un desequilibrio en la 

columna vertebral del pollo sano, con tendencia a la deformidad de 

la columna de convexidad en el lado inyectado y sin efectos letales 

sobre el animal (Figs. 23 y 24). 

- 8 animales para puesta a punto de la técnica quirúrgica de PNX. 

VI. 1.2 Fase de desarrollo del estudio 

En esta fase se utilizaron 52 animales, a los que se les practicó PNX 

para producir escoliosis progresiva. Se asignaron de forma aleatoria 

(mediante software informático en línea, disponible para acceso 

general en www.randomization.com) 26 animales a cada grupo 

experimental, a saber, un grupo control y un grupo intervención 

asignado a recibir TxBt paravertebral a dosis adecuadas en la 

concavidad de la curva, bajo control EMG (Fig. 25). 

VI. 2. Procedimientos quirúrgicos 

La PNX se realizó a las 48‐72h de vida del animal, bajo anestesia 

general inhalatoria (Sevorane® Abbvie Farmacéutica S.L.U.) mediante 

inducción en cámara al 8% y mantenimiento al 3,5%, vaporizado en O2 a 

1L/min, analgesia (Meloxicam® Boehringer Ingelheim España S.A) 

0,2mg/kg vía oral y con magnificación microscópica (OPMI pico Zeiss®). 

Se colocó al animal en decúbito prono, con la cabeza y el tubo de 

ventilación situados hacia el cirujano (Fig. 26). Se practicó una 



 

 73 

Figura 24. Animales de la fase de obtención de datos del efecto a medir a las 
6 semanas. Toxina botulínica paravertebral a dosis de 10UI/kg. Se aprecia 

deformidad leve de la columna, superior a 10o. 
(Imagen del autor, radiografía simple y aplicación del Software Meazure 

2.0®) 

 

Figura 23. Animales de la fase de obtención de datos del efecto a medir a las 
6 semanas. (Izquierda) Suero salino fisiológico paravertebral (sin toxina 

botulínica). (Derecha) Toxina botulínica paravertebral a dosis de 5UI/kg. En 
ambos casos se aprecia ausencia de deformidad. 

(Imágenes del autor, radiografía simple y aplicación del Software Meazure 
2.0®) 

 



 74 

Figura 25. Plan de aleatorización de los animales a cada grupo de estudio, 
generado mediante la plataforma www.randomization.com. 

(Imagen del autor) 

incisión longitudinal de unos 2cm con bisturí sobre la piel del cráneo 

centrada en la confluencia de los senos durales (visibles en el cráneo 

cartilaginoso del animal). Retracción lateral de colgajos cutáneos y 

nueva incisión en "U" sobre la calota expuesta, siguiendo 

transversalmente la línea de la sutura frontoparietal y 

longitudinalmente a través de los huesos frontales (Fig. 27). Dicha 

incisión se realizó mediante pinza bipolar para evitar el sangrado 

profuso que puede producirse, sobre todo en línea media por la 



 

 75 

presencia del seno venoso longitudinal. Despegamiento de colgajo de 

calota de base posterior y duramadre adherida, para exposición de 

glándula pineal a nivel de la confluencia de los senos venosos. 

Resección de glándula pineal y su tallo. En este punto, se debe evitar la 

manipulación del tejido encefálico, que se muestra como una masa 

friable con alta tendencia al sangrado. Reposicionamiento de colgajo 

de calota sin fijación y sutura absorbible de piel (Vicryl®4/0 Ethicon 

Endo‐Surgery Europe GmbH) (Fig. 28). 

VI. 3. Procedimientos no 
quirúrgicos invasivos 

A las 2 semanas de vida, los 15 animales destinados a la obtención de 

datos sobre el efecto a medir, recibieron una única administración de 

solución salina o TxBt a distintas dosis, mediante inyección directa 

sobre musculatura paravertebral unilateral, bajo control EMG (Cadwell 

Sierra® EMG/EP) con aguja monopolar con luz para administración 

directa sobre músculo (Ambu Neuroline Inoject® 27G/35mm). Se utilizó 

la misma anestesia que la descrita para procedimientos quirúrgicos. 

Los animales del grupo 1 de la fase de obtención de datos recibieron 

solución para inyección estéril de cloruro sódico de 9mg/ml (0,9%), en 

dosis de 0,2mL (equivalente al volumen administrado de TxBt 

reconstituida a dosis de 10U/kg en un pollo de peso medio de 250gr a 

las 2 semanas de vida); Los animales de los grupos 2 y 3 



 76 

Figura 28. Cierre de abordaje de pinealectomía: reposición de colgajo de 
calota sin suturar y cierre directo de colgajos cutáneos con sutura continua 

reabsorbible. (Izquierda y Derecha) Detalle de animales en periodo 
postoperatorio inmediato. 

(Imágenes del autor) 

Figura 26. Colocación de los animales para los procedimientos quirúrgicos 
(Izquierda) Una vez dormido, se fija el animal junto con el tubo de ventilación 

en posición mediante gasas, para protegerlo del contacto directo con el 
pegamento del esparadrapo. (Derecha) La cabeza del animal y el tubo de 

ventilación quedan del lado del cirujano. 
(Imágenes del autor) 

Figura 27. Abordaje quirúrgico para pinealectomía (Izquierda) Incisión 
longitudinal sobre piel del craneo y retracción lateral de colgajos cutáneos. 

(Derecha) Marcaje de colgajo en “U” de base posterior sobre calota. 
(Imágenes del autor) 



 

 77 

recibieron TxBt tipo A (Botox® Allergan S.A), reconstituida en solución 

para inyección estéril de cloruro sódico de 9mg/ml (0,9%), en dosis de 

5U/Kg y 10U/kg respectivamente (Nota: 50U se reconstituyeron en 

4mL de solución para inyección estéril de cloruro sódico de 9mg/ml; 1U 

de TxBt tipo A equivale a 4mg de sustancia). 

Durante la fase de desarrollo del estudio, a los animales del grupo 

intervención asignados a recibir TxBt, se les administró la sustancia en 

dosis de 10U/kg, de forma paravertebral bajo control EMG, en la 

concavidad de la curva de escoliosis incipiente valorada mediante 

estudio radiográfico simple a las dos semanas de vida (Fig. 29). Cinco 

casos precisaron estudio radiográfico adicional a la semana por falta 

de evidencia de deformidad en el momento del estudio inicial. 

Figura 29. Procedimientos no quirúrgicos invasivos: inyección de toxina botulínica 
paravertebral mediante control electromiográfico a las dos semanas. (Izquierda y 

Centro) Detalle de la técnica de inyección. (Derecha) Actividad muscular 
paravertebral basal registrada mediante aguja monopolar con luz, que permite la 

inyección de toxina botulínica y el registro muscular de forma simultánea. 
(Imágenes del autor) 



 78 

VI. 4. Procedimientos no 
quirúrgicos no invasivos 

Se realizó estudio radiológico simple de la columna vertebral a las 2, 

4, 6 y 8 semanas de vida. Este procedimiento se realizó bajo anestesia 

general inhalatoria, de la misma forma descrita para los 

procedimientos quirúrgicos y no quirúrgicos invasivos. Se utilizó el 

método del ángulo de Cobb para medir la deformidad de la columna, lo 

que se determinó informáticamente mediante software apropiado 

(Meazure 2.0® C Thing Software). 

Debido a la limitada disponibilidad de recursos, el procedimiento de 

imagen radiográfica convencional se realizó solamente a 16 animales. 

Éstos fueron seleccionados para dicho procedimiento durante la 

realización del estudio radiológico simple mediante fluoroscan 

(Fluoroscan InSight™ mini C-arm Hologic, Inc.), que se practicó a todos 

los animales. El criterio de selección para realizar la radiografía 

convencional, prueba de imagen de mayor resolución, fue la 

observación de ángulos de Cobb representativos de cada grupo de 

estudio (Fig. 30). 

También se registró el peso de los animales a las 48h y 2, 4, 6 y 8 

semanas (aprovechando la anestesia inhalatoria de los procedimientos 

descritos para facilitar la medida sin distorsiones) y la lateralidad de la 

curva de escoliosis. 



 

 79 

Figura 31. Glándula pineal de pollo, 
estudio con Hematoxilina-Eosina. 

(Imagen del autor) 

VI. 5. Análisis anatomopatológicos 

Se realizó estudio microscópico 

con Hematoxilina‐Eosina tras 

fijación en formalina del tejido 

extraído tras la PNX para confirmar 

el procedimiento (Fig. 31). 

Figura 30. Procedimientos no quirúrgicos no invasivos: Estudio radiológico 
simple de la columna vertebral de un animal de la fase de obtención de datos. 
(Izquierda) Imagen obtenida mediante fluoroscan. (Derecha) Imagen obtenida 

mediante radiografía convencional correspondiente al mismo animal. 
(Imágenes del autor) 



 80 

VI. 6. Estabulación y traslado de 
animales 

Las aves se alojaron en baterías en una nave experimental 

(Universidad Complutense de Madrid, Facultad de Veterinaria, 

Departamento de Producción Animal, nº de registro ES280790000118), 

en condiciones de temperatura, humedad, renovación de aire e 

iluminación controladas automáticamente (24oC, humedad relativa 

45%, ciclos luz‐oscuridad de 12h). Los procedimientos se llevaron a cabo 

en el Laboratorio de Cirugía Experimental del Hospital Universitario La 

Paz (nº de registro ES280790001941). Los animales se trasladaron 

entre los centros en las condiciones apropiadas y según lo dispuesto en 

el artículo 5 del Real Decreto 1201/2005, tal y como se refleja en la 

autorización otorgada al estudio por la Dirección General de Medio 

Ambiente de la Consejería de Medio Ambiente y Ordenación del 

Territorio de la Comunidad de Madrid (Anexo 1). 

VI. 7. Cuidados postoperatorios y 
sacrificio de animales 

Los animales expuestos a procedimiento quirúrgico recibieron 

analgesia postoperatoria (Meloxicam® Boehringer Ingelheim España 

S.A), en dosis de 0,1mg/kg vía oral durante los 3 días siguientes y se 

revisó la herida quirúrgica de forma periódica para descartar signos 

de infección u otras alteraciones (hematomas, dehiscencias, etc…). Los 



 

 81 

animales se vigilaron cada 8h durante los 3 días siguientes a cada 

procedimiento quirúrgico y/o invasivo, en busca de signos de dolor o 

alteraciones del comportamiento. Se valoraron aspectos como 

apariencia del animal, alteración en hábitos alimenticios y signos de 

postración o sufrimiento (aislamiento, ausencia de movilidad habitual, 

etc…). 

Los animales se sacrificaron en campana de CO2 y se retiraron a 

través de un Gestor de Planta de Transformación autorizado por la 

Comunidad de Madrid (CIF B28218816). 

VI. 8. Métodos alternativos y 
garantías 

Hasta la fecha, no se han encontrado métodos alternativos para 

valorar los efectos del estudio propuesto, debido a la ausencia de 

modelos no animales válidos para reproducir el desarrollo progresivo 

de escoliosis y a la necesidad de valorar la respuesta dinámica del 

organismo vivo al efecto que produce la TxBt intramuscular sobre el 

conjunto del aparato neuromusculoesquelético en desarrollo. Además, 

tal y como se ha señalado previamente, la PNX en el pollo es el único 

método descrito para crear un modelo animal de escoliosis sin 

intervenir directamente sobre el área de la columna vertebral. Los 

protocolos descritos se llevaron a cabo de acuerdo a la normativa 

existente en relación a la experimentación animal, reflejada en la 

Directiva Europea 2010/63/UE, la Ley 32/2007 y el Real Decreto 



 82 

1201/2005. Se obtuvo la aprobación previa del Comité de 

Experimentación Animal de la Universidad Complutense de Madrid 

(Anexo 2). 

VI. 9. Análisis estadístico 

Los datos se almacenaron informáticamente mediante una base de 

datos en formato .xlsx (Microsoft Excel®). El procesamiento de datos y 

posterior tratamiento estadístico se realizó con el software SPSS 

versión 20.0 (IBM SPSS Statistics®). Se consideraron diferencias 

estadísticamente significativas aquellas que presentaron una 

probabilidad de error menor del 5% (p <0,05). La variable principal del 

estudio es de tipo cuantitativo (los grados de deformidad de la 

columna medidos mediante el método del ángulo de Cobb) y se 

describió como media y desviación estándar. Se realizó análisis de la 

distribución normal de los valores obtenidos para cada grupo con el 

test de Shapiro‐Wilks y la comparación de datos se realizó mediante 

pruebas paramétricas, utilizando la prueba de la t de Student. 

  



 

 83 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VII. RESULTADOS 
 

 

Nuestro carácter es el resultado de nuestra conducta. 

Aristóteles 
(384 a.C – 322 a.C) 

  



 84 

  



 

 85 

VII. 1. Supervivencia, 
procedimientos y distribución de 
los datos 

La supervivencia observada fue del 90,38% (cinco animales no han 

sobrevivido al estudio, uno en el grupo control y cuatro en el grupo 

intervención; cuatro de ellos no superaron el postoperatorio inmediato 

de la pinealectomía [PNX], el quinto falleció a las 6 semanas durante el 

traslado). El tiempo medio del procedimiento de PNX fue de 37 minutos 

(26-94 minutos) y el de inyección de toxina botulínica (TxBt) bajo 

control electromiográfico (EMG) de 5 minutos aproximadamente. Los 

cuatro animales que no sobrevivieron al postoperatorio inmediato 

sufrieron un fenómeno de sangrado masivo durante el procedimiento 

de PNX, si bien otros tres animales que sí sobrevivieron padecieron 

eventos similares, aunque de menor intensidad. Los cuatro animales 

que no sobrevivieron fueron intervenidos durante la primera mitad de 

la serie. 

La exploración de los datos demostró una distribución normal para 

ambos grupos de estudio (Fig. 32). 



 86 

 

Figura 32. Representación gráfica de la distribución normal de los valores 
obtenidos para el ángulo de Cobb (o) en ambos grupos de estudio. (Arriba) 

Grupo control, sometido a pinealectomía. (Abajo) Grupo intervención, 
sometido a pinealectomía e inyección paravertebral de toxina botulínica. 

(Imágenes del autor) 



 

 87 

VII. 2. Valores del ángulo de Cobb y 
lateralidad de la curva 

El valor medio del ángulo de Cobb para los animales del grupo 

control (PNX) fue de 32,92o (17,8o-47,7o) y para los del grupo 

intervención (PNX y posterior administración paravertebral de TxBt en 

la concavidad de la deformidad) fue de 18,84o (10,8o-31,2o), 

encontrándose diferencias estadísticamente significativas con valor de 

P<0,05 (Figs. 33 y 34). El 36,17% de las curvas fueron de convexidad 

izquierda (17 animales), frente al 63,83% (30 animales) en que fueron 

derechas (Tablas  1 y 2). Todas las curvas se localizaron en el segmento 

torácico-lumbar de los animales. 

  



 88 

 

Figura 33. Comparación de los valores del ángulo de Cobb. A la izquierda se 
observan los valores del grupo control (sometido a pinealectomía), a la 

derecha los del grupo intervención (sometido a pinealectomía e inyección 
paravertebral de toxina botulínica). 

(Imagen del autor) 



 

 89 

 

 

Figura 34.a. Comparación de los valores del ángulo de Cobb. En esta imagen 
se observa radiografía simple a las 8 semanas de un animal del grupo control, 

sometido a pinealectomía. Medición del ángulo de Cobb mediante software 
informático sobre imagen digitalizada. Escoliosis izquierda de 32,4o. 

(Imagen del autor) 



 90 

 

 

Fig 34.b. Comparación de los valores del ángulo de Cobb. En esta imagen se 
observa radiografía simple a las 8 semanas de un animal del grupo 

intervención, sometido a pinealectomía e inyección paravertebral de toxina 
botulínica. Medición del ángulo de Cobb mediante software informático sobre 

imagen digitalizada. Escoliosis derecha de 12,1o. 
(Imagen del autor) 



 

 91 

 

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 93 

VII. 3. Desarrollo ponderal 

El desarrollo ponderal de los animales del estudio fue el esperado 

para la edad de sacrificio, con valores que oscilaron entre los 1.683gr  y  

los  3.102gr 81 (Fig. 35). No se encontraron diferencias en este sentido 

entre los animales del grupo control y del grupo intervención, a  

excepción  del animal No 22 del grupo intervención, que quedó 

notablemente por debajo de dichos valores, con un peso final de 870gr 

(Fig. 36).  Al evaluar el grado de escoliosis en relación al peso 

alcanzado por cada animal, estableciendo un punto de corte en 2.400 

gr, se observó una tendencia a mayores ángulos de deformidad en 

aquellos animales más desarrollados ponderalmente (Fig. 37). Algunos 

animales presentaron tendencia al sueño durante las tres primeras 

semanas del estudio, que desapareció posteriormente. Ningún animal 

presentó reacciones adversas registrables tras la administración de 

TxBt. 

  



 94 

  

Figura 35. Evolución de la ganancia ponderal. En verde (rombos) el valor 
medio esperado para pollos Broiler hembra de la población general. En azul  
el valor medio (estrellas) y los valores reales (dispersión de círculos) de los 

animales del estudio. 
(Imagen del autor) 



 

 95 

Figura 36. Evolución de la ganancia ponderal, comparativa entre grupo 
control e intervención. En morado el valor medio (estrellas) y el valor real 

(dispersión de circulos) del grupo control. En azul el valor medio (trébol) y los 
valores reales (dispersión de círculos) del grupo intervención. En rojo la línea 

del valor del animal no 22 perteneciente al grupo intervención, muy por 
debajo del peso esperado. 

(Imagen del autor) 

 



 96 

  

Figura 37. Relación entre desarrollo ponderal de los animales y grado de 
escoliosis observada. A la izquierda se observan los valores del ángulo de 
Cobb para los animales por debajo de 2.400 gr (n= 23). A la derecha los 

valores del ángulo de Cobb para los animales por encima de 2.400 gr (n= 
24). 

(Imagen del autor) 



 

 97 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VIII. DISCUSIÓN 
 

 

El objeto de toda discusión no debe ser el triunfo, 
sino el progreso. 

. 

Joseph Joubert 
(1754-1824) 

  



 98 

  



 

 99 

VIII. 1. OBJETIVOS DE LA TESIS 

VIII. 1.1 Objetivo principal 

El objetivo principal del estudio fue valorar la influencia de la toxina 

botulínica (TxBt) inyectada de forma unilateral, en la musculatura 

paravertebral de la concavidad de la curva, en la progresión de 

escoliosis de pollos pinealectomizados. A la vista de los resultados 

obtenidos, se puede afirmar que dicha toxina se demuestra efectiva en 

el modelo estudiado para frenar el desarrollo de deformidad o, al 

menos, ralentizarlo. 

VIII. 1.2 Objetivos secundarios  

VIII. 1.2.1 Capacidad escoliógena de la toxina 
botulínica paravertebral 

Existe una asociación más débil con respecto al objetivo de valorar la 

capacidad escoliógena de la TxBt en el pollo sano, puesto que no ha 

sido el foco principal de la investigación y, por tanto, el diseño del 

estudio se ha centrado en optimizar los recursos para alcanzar 

conclusiones con relación al objetivo principal. La “n” utilizada para 

este objetivo secundario es a todas vistas insuficiente y no permite 

establecer una relación causa-efecto con significación estadística. 

Ahora bien, sí se ha encontrado una clara tendencia a iniciar una 

escoliosis de convexidad en el lado inyectado, de mayor intensidad 



 100 

cuanto mayor dosis de toxina administrada (ver Figs. 23 y 24 del 

capítulo Material y Métodos, pág. 99). Dicha capacidad es el 

fundamento del tratamiento planteado con TxBt. O dicho de un modo 

más gráfico: si la toxina es capaz de iniciar una convexidad ipsilateral a 

su inyección, podría compensar una concavidad cuando se administra 

en el lado de la misma. Como se discutirá más adelante, tanto los 

resultados observados para el objetivo principal como para este 

objetivo secundario, concuerdan con el modelo biomecánico de 

columna vertebral que se propone en este estudio. 

VIII. 1.2.2 Determinación de la dosis óptima de 
toxina botulínica 

En cuanto a la dosis de TxBt administrada, se ha establecido como 

10U/kg la más adecuada para alcanzar los objetivos del estudio. Dicha 

dosis se ha demostrado en la fase de obtención de datos del efecto a 

medir y puesta a punto de la técnica quirúrgica como la más efectiva a 

la hora de iniciar una deformidad en el plano coronal de la columna 

vertebral del pollo sano. Sin embargo, de los datos derivados de esa 

fase no se puede establecer una asociación causa-efecto con 

significación estadística, por las mismas razones comentadas en el 

punto anterior. Si bien en ningún caso se ha logrado detener por 

completo el desarrollo de escoliosis en ningún animal, también es cierto 

que la dosis óptima real para este propósito es desconocida. La 

limitada disponibilidad de recursos y la obligación ética de disminuir al 

mínimo el número de animales implicados en estudios de 



 

 101 

experimentación han impedido profundizar en este sentido. Por estas 

razones, se han comparado en la fase preliminar el placebo (suero 

fisiológico) con dosis crecientes de TxBt (5U/kg y 10U/Kg). Se ha 

tomado como óptima una dosis de 10U/kg, extrapolada de la práctica 

clínica habitual 77,80,82 y contrastada con un número muy reducido de 

animales. Aunque se ha mostrado como la dosis óptima entre las 

comparadas, no se puede descartar que sea una dosis insuficiente para 

observar resultados de mayor alcance. Es controvertido el diseño de 

nuevos estudios en animales con tal fin, puesto que el objetivo final es 

el tratamiento de la escoliosis progresiva en humanos y, por lo tanto, la 

dosis óptima debería explorarse en ese ámbito. 

VIII. 1.2.3 Influencia de la toxina botulínica sobre 
el desarrollo ponderal 

Analizar la posibilidad de que el uso de TxBt pudiera influir en el 

crecimiento normal de los animales ha sido otro objetivo secundario 

del trabajo. Para ello, se han registrado los distintos pesos que cada 

animal ha ido presentando cada dos semanas, coincidiendo con la 

realización de procedimientos quirúrgicos y no quirúrgicos, hasta su 

sacrificio. De los datos obtenidos, se pueden destacar dos hechos. En 

primer lugar, el conjunto de animales del estudio, ya sea del grupo 

control o del grupo intervención, ha presentado un crecimiento 

cercano al esperado 81, con una curva siempre progresiva, aunque algo 

más atenuada en las última semanas (ver Fig. 35 del capítulo 

Resultados, pág. 120). Por tanto, la pinealectomía (PNX), procedimiento 



 102 

común a todos los animales del estudio, no parece influir de forma 

llamativa en dicho crecimiento. En segundo lugar, se aprecia una 

superposición, con valores casi idénticos, de la evolución ponderal de 

los animales del grupo control y del grupo intervención (ver Fig. 36 del 

capítulo Resultados, pág. 121). En este caso, el uso de TxBt con la dosis, 

vía y momento de administración utilizados en este estudio, tampoco 

parece influir en la ganancia ponderal de los animales. La única 

excepción observada ha sido el animal nº 22 del grupo intervención, 

que ha quedado sensiblemente por debajo de los demás valores, con 

un peso final de 870gr. Por todo lo demás, dicho animal no ha 

presentado otras alteraciones observables y su comportamiento ha 

sido similar al resto del grupo. 

Aunque no ha sido un objetivo del trabajo, se ha encontrado una 

tendencia a mayor grado de deformidad cuanto mayor desarrollo 

ponderal del animal, lo que podría estar en relación a un mayor 

potencial de crecimiento. 

VIII. 1.2.4 Investigación traslacional y 
aplicabilidad clínica 

Finalmente, a la vista del efecto obtenido, es razonable plantear el 

diseño de nuevos estudios que confirmen la hipótesis planteada en este 

trabajo, sobre todo de carácter traslacional, para evaluar las 

posibilidades de esta terapia en los niños afectados por escoliosis 

idiopática (EI). De hecho, la TxBt se ha usado ampliamente con 



 

 103 

resultados satisfactorios y un perfil de bioseguridad demostrado en la 

población pediátrica 83. El desarrollo de un tratamiento efectivo con 

TxBt para detener, incluso de forma parcial, la progresión de la 

deformidad en EI infantil y del adolescente, ampliaría el arsenal 

terapéutico existente para tratar este padecimiento. Podrían llegar a 

evitarse los inconvenientes derivados del uso de corsés o cirugías 

practicadas durante el desarrollo del niño, posponiendo la cirugía 

definitiva, cuando se necesite, al momento de madurez 

musculoesquelética. Son necesarias nuevas investigaciones para 

determinar la aplicabilidad clínica de esta terapia. 

VIII. 2. LIMITACIONES 
METODOLÓGICAS 

VIII. 2.1 Tamaño muestral 

Se ha calculado un tamaño muestral necesario para establecer 

diferencias significativas (asumiendo un riesgo alfa de 0,05 y un riesgo 

beta de 0,2) sobre un efecto (TxBt sobre la musculatura paravertebral 

del pollo) del cual no existen datos previos en la literatura. Se ha 

asumido una desviación típica de 10 puntos, una proporción de 

pérdidas previstas del 5% y una diferencia mínima a detectar de 8 

puntos. Se trata de valores arbitrarios, ajustados a la limitada 

disponibilidad de recursos y la necesidad de utilizar el mínimo número 

de animales para experimentación. Aunque evidentemente, en otras 



 104 

circunstancias, se podría haber determinado un tamaño muestral 

diferente, el diseño actual ha permitido establecer unas conclusiones 

válidas con un nivel de fiabilidad suficiente y un consumo de recursos 

razonable. 

 

VIII. 2.2 Estudios de imagen 

Se realizó estudio radiológico simple de la columna vertebral a las 2, 

4, 6 y 8 semanas de vida. Sin embargo, debido a la limitada 

disponibilidad de recursos, sólo se obtuvo imagen radiográfica 

convencional de 16 animales. La selección de éstos se llevó a cabo 

durante la realización del estudio radiológico simple mediante 

fluoroscan, que se practicó a todos los animales. El criterio de selección 

para realizar la radiografía convencional, prueba de imagen de mayor 

resolución, fue la observación de ángulos de Cobb representativos de 

cada grupo de estudio. Si bien las imágenes obtenidas mediante 

fluoroscan permiten una estimación adecuada de la medida (Fig. 38), la 

resolución superior exhibida por la radiografía convencional facilita el 

uso del software de medición de ángulos y otorga valores más precisos. 

Resulta pertinente señalar esta limitación, aun cuando no parezca 

probable que haya podido influenciar de forma significativa en los 

resultados de la variable a estudio, a saber, los grados de deformidad 

de la escoliosis medidos según el método del ángulo de Cobb. 



 

 105 

Figura 38. Estudios de imagen de un mismo animal, realizados en el mismo 
momento. (Izquierda) Imagen de proyección posteroanterior de fluoroscan, 
(Derecha) Imagen de proyección posteroanterior de radiografía simple. Se 
observa una buena correlación entre pruebas, con mayor resolución para la 

radiografía simple. 
(Imágenes del autor) 

 

VIII. 3. ELECCIÓN DEL 
MODELO 

VIII. 3.1 Resultados de la 

pinealectomía en la literatura y 
comparación con el trabajo actual 

En relación al procedimiento de PNX en pollos, se encuentran 

diferencias en algunos aspectos al compararlos con otros trabajos 

publicados en la literatura. Con respecto a la incidencia de escoliosis, la 

presente investigación concuerda con otros estudios, ya que la 



 106 

incidencia esperada para pollos Broiler pinealectomizados es de 93-

100% 75,84,85,86. Sin embargo, existe una mayor variabilidad, en torno al 

52-100%, cuando la especie utilizada es White Leghorn 25,26,30,38,39,42,74,87 u 

otras, como la Steggles utilizada por Fagan et al.39. También existe 

cierta diferencia en cuanto a la supervivencia de los animales 

pinealectomizados, que aparece más reducida globalmente en la 

literatura. Este fenómeno puede encontrar su explicación debido a la 

diferencia de los procedimientos quirúrgicos utilizados, como se 

describe a continuación. 

Resultan llamativas las descripciones publicadas sobre la técnica 

quirúrgica, que en algunos casos ponen en duda si realmente se realiza 

un abordaje adecuado de la glándula pineal, una correcta manipulación 

de los tejidos y, en última instancia, del animal. La mayoría se basan en 

las descripciones comunicadas en los trabajos de Machida et al. 25,26 y 

de Wang et al. 74. Las más detalladas son las de éste último, en las que 

precisamente se ha basado el trabajo actual. Tras la fase preliminar de 

esta tesis, sorprende al autor que, en la práctica totalidad de los 

estudios, no se mencione la necesidad del uso de medios de 

magnificación para realizar el procedimiento. Éste tiene una extrema 

tendencia al sangrado masivo encefálico y meníngeo cuando la 

manipulación es grosera, en unos animales que se encuentran en un 

periodo muy vulnerable durante la primera semana de vida. Durante la 

fase de puesta a punto se intentó realizar el procedimiento con gafas 

lupa de 2.2 aumentos, idea que se desechó debido a la falta de la 



 

 107 

precisión necesaria para manipular los tejidos cráneo-cartilaginosos, 

meníngeos y encefálicos del pollo de 24-48h de vida (su peso medio 

oscila entre los 35 y los 50 gr). En adelante se realizó todo el estudio 

con la ayuda de microscopio quirúrgico, con un aumento medio de 4.5 

magnitudes, lo que permitió una hemostasia extrema. Por otra parte, 

en muchos de los artículos no se realiza ningún tipo de comprobación 

para demostrar la extirpación de la glándula pineal del animal. Dicha 

glándula tiene un tamaño que apenas llega a un milímetro, con un tallo 

prolongado y de consistencia muy friable. Debido a su localización es 

fácil confundirla con fragmentos de los senos venosos desgarrados 

durante una manipulación poco fina. Incluso algunos trabajos 

demuestran la génesis de escoliosis sin necesidad de retirar la  

glándula pineal directamente, ya que, simplemente el despegamiento y 

reposición agresivos del colgajo de calota, producen un sangrado 

profuso subdural que parece ser el responsable de lesionar la glándula, 

que en el ave se encuentra superficial, entre los lóbulos frontales y 

parietales, en la línea media. Algunos estudios ni mencionan cómo 

hacen la técnica 42, o hacen referencia sobre la técnica quirúrgica a 

artículos que no la describen y a  su vez citan a otros artículos, 

acabando todos en los mismos de Wang y Machida 33, 36,37,88. El único 

estudio más detallado, con referencia a magnificación, análisis 

histológico de la glándula pineal y una descripción metodológica más 

precisa es el de Fagan et al. en 2009 39. En él se describe una incidencia 

de escoliosis del 75% aproximadamente, aunque la especie utilizada no 

es Broiler sino Steggle. Reconocen dos patrones fundamentales de 



 108 

escoliosis, una curva más progresiva y suave, más parecida a la de la EI 

infantil (el más frecuente) y otra que definen como escoliosis angular, 

más brusca y menos progresiva, a veces entre dos niveles vertebrales 

(menos frecuente). 

Conviene subrayar, como ya se ha hecho anteriormente, que la 

resolución de nuestras imágenes, por la limitada disponibilidad de 

recursos, ha podido llevar a sobreestimar de algún modo los efectos de 

la PNX. A pesar del uso de software para la medición del ángulo de 

Cobb, la realidad es que las curvas por debajo de 15o son difícilmente 

medibles, pues un mínimo cambio en la inclinación de las líneas 

produce cambios significativos en el ángulo. Quizá sería interesante 

utilizar un observador externo para medir nuevamente los valores, lo 

que podría modificar los resultados. De todos modos, en la totalidad de 

los casos se han visto diferencias entre las columnas de los animales 

pinealectomizados y las de los animales sin pinealectomizar utilizados 

como control en la fase preliminar. 

Por otro lado, también resulta de interés resaltar que en muchos 

trabajos no se enseñan las pruebas de imagen, en ninguno se enseña nada 

en relación al procedimiento quirúrgico y en los que salen radiografías, 

muchas no están alineadas (la quilla, equivalente al esternón humano, 

debe quedar centrada sobre el eje principal de la columna para 

confirmar ausencia de rotación del animal a la hora de realizar el 

estudio de imagen) (Fig. 39). En ese sentido, el trabajo presentado ha 

tratado de ser más riguroso. El uso del fluoroscan se ha mostrado 



 

 109 

Figura 39. Error de proyección radiográfica. El eje de la columna (en 
rojo) y el de la quilla (en azul) se deben superponer para realizar una 

correcta evaluación de la deformidad lateral de la escoliosis. 
(Izquierda: imagen original tomada del trabajo de Fagan et al., 

Pinealectomy in the chicken: a good model of scoliosis?. Spine 2009; 
18:1154-9. Derecha: elaboración del autor) 

ventajoso a tal efecto, pues ha permitido repetir las proyecciones 

inadecuadas sin mayor problema. Adicionalmente, para alinear al 

animal en el momento del estudio de imagen, se han utilizado esponjas 

moldeadas a medida  para los diferentes tamaños de los especímenes 

en cada fase del estudio, con el fin de reproducir una posición 

“erguida” y disminuir los sesgos debidos a una proyección inadecuada. 

VIII. 3.2 La pinealectomía como 
modelo de escoliosis idiopática 

El modelo seleccionado para la realización de esta investigación 

presenta ventajas e inconvenientes. Dentro de las primeras, cabe 

destacar el hecho de que es el único modelo en el que, para generar 

una escoliosis, no se interviene de forma quirúgica directamente sobre 



 110 

la columna vertebral ni sus tejidos circundantes. A juicio del autor, ésta 

es una característica fundamental, ya que lo contrario puede generar 

factores de confusión e interferencias en la evaluación de cualquier 

terapia encaminada a corregir la escoliosis, como inflamación, efecto 

volumen, efecto tensión de tejidos cicatriciales, pseudocápsulas 

alrededor de implantes, entre otros. Es decir, si bien cualquier 

intervención sobre esa zona puede generar estos efectos, no parece 

conveniente duplicarlos, una vez para generar el modelo y otra vez 

para corregirlo. Por otro lado, el potencial de crecimiento de los 

animales (multiplican su peso por 50 aproximadamente en tan sólo 8 

semanas) permite desarrollar los estudios en corto plazo de tiempo, 

facilitando una estrecha monitorización de los cambios acontecidos 

durante su crecimiento. Adicionalmente, los bajos costes de obtención, 

estabulación, alimentación, manipulación y traslado asociados a este 

animal, son sin duda un elemento clave para poder desarrollar 

investigaciones de estas características en un contexto de escasez de 

recursos. 

Sin embargo, el modelo no está exento de inconvenientes. Parece 

que la escoliosis mediada por PNX en el pollo se alcanza mediante una 

degeneración acelerada de las articulaciones intervertebrales, una 

osteoporosis incrementada de hueso esponjoso y una alteración de la 

osificación endocondral, hechos que no se han demostrado en la EI 

infantil y del adolescente 76,86,85. El trabajo de Wang 74 encontró 

similitudes con la EI en cuanto a desarrollo de curvas simples y dobles, 

grados y estabilidad de la curva, número de vértebras implicadas, 



 

 111 

dirección de la rotación y características de la progresión. El mismo 

autor señaló como diferencias la variabilidad de las vértebras 

afectadas y  el acuñamiento vertebral que se produce. El estudio de 

Fagan et al. 39 subraya también otras diferencias con la EI en niños, 

como la ausencia de discos intervertebrales en la columna del pollo, 

observando en su lugar una articulación diartroidal sinovial o, en 

algunos casos, una articulación cartilaginosa sin espacio articular físico. 

Por otra parte,  describe  que cerca de la mitad de las curvas 

producidas fueron de tipo angular y  cortas, con un importante 

acuñamiento vertebral e incluso subluxación o luxación de los cuerpos 

vertebrales, a diferencia de las curvas de la EI infantil y del 

adolescente, más largas y progresivas. Estos hechos obligan a tomar 

precauciones a la hora de extrapolar los resultados obtenidos en 

experimentos realizados sobre este modelo de escoliosis al ámbito de 

la investigación clínica. 

Finalmente, el pollo no es un mamífero, aunque sí un vertebrado. Y, 

aunque es un animal bipedestante, no se podría afirmar que su 

posición estática o dinámica sea erguida, como la del ser humano.  Sin 

duda, se trata de factores que podrían limitar de manera importante la 

interpretación de cualquier estudio con intención traslacional pero, 

desde el punto de vista del autor, podrían presentar menos relevancia 

de la esperada 89 (Fig. 40). Como se discutirá más adelante, la 

consideración de la columna vertebral y sus tejidos circundantes como 

una estructura de tensegridad, sometida a sus principios, podría 

minimizar la trascendencia de estos hechos. 



 112 

 

VIII. 4. TOXINA BOTULÍNICA 

Se han discutido ya, en el primer punto de éste capítulo VIII, los 

aspectos relativos a la determinación de la dosis, la influencia sobre el 

crecimiento y el perfil de bioseguridad de la TxBt. Sin embargo, 

conviene resaltar algunos detalles de interés adicionales. 

Figura 40. Grabado de anatomía comparada. 
(Imagen extraída del libro de Pierre Belon du Mans, L´Histoire de la 

nature des oyseaux, avec leurs descriptions et naifs portraits retirez du 
naturel. Ed. Chez Guillaume Cauellat, París, 1555) 



 

 113 

VIII. 4.1 Uso de toxina botulínica en 
el pollo 

Existe abundante literatura en cuanto al efecto de la TxBt en los 

pollos 90,91,92,93,94. En cambio, no parecen existir estudios previos que 

describan su uso con fines similares a los de este trabajo, a saber, la 

administración percutánea intramuscular, en el animal vivo, con el 

objeto de debilitar temporalmente determinados grupos musculares. 

La TxBt pertenece a un grupo de sustancias denominadas 

bloqueantes de la placa motora. Su mecanismo de acción consiste en la 

inhibición de la liberación de acetil-colina al espacio sináptico de la 

placa motora, mediante su unión a la sinaptobrevina presente en la 

superficie de las vesículas del neurotransmisor, lo que estabiliza la 

estructura de ésta y le impide participar en el proceso de liberación 

(Fig. 41). Por tanto, es indispensable  la existencia de la placa motora y 

todos sus componentes para que la toxina pueda tener efecto. Este es 

el caso de las aves, aunque a diferencia de los mamíferos, que tienen 

músculos de inervación focal (cada fibra sólo posee una sinapsis), 

presentan músculos de inervación multifocal, con varias placas 

motrices en cada fibra. La consecuencia de ello es que estos últimos 

responden con una contractura a la activación de los receptores 

colinérgicos por acetilcolina u otros agonistas.  Los resultados 

obtenidos en esta investigación concuerdan con estos hallazgos. 



 114 

Figura 41. Acción de las toxinas botulínicas sobre los mecanismos de 
liberación de la acetilcolina. 

(Imagen extraída del libro de Florez J. Farmacología Humana, capítulo 13 
Transmisión colinérgica. Fármacos agonistas colinérgicos, pág 215, 3º edición, 

Masson S.A, 1997) 

VIII. 4.2 Uso de toxina botulínica en 
el ser humano 

La utilización de la TxBt como terapia alternativa para controlar la 

deformidad escoliótica en humanos podría contar con algunas ventajas 

relevantes. En primer lugar, su efecto es “reversible” o, mejor dicho, no 



 

 115 

permanente. Aunque la necesidad de repetir periódicamente su 

administración es, a priori, incómoda para el paciente y el especialista, 

esta característica permitiría modular su administración en función de 

los resultados que se van obteniendo durante el tratamiento, incluso 

llegando a suspenderlo en caso necesario. El inicio de los efectos tras 

su administración es casi inmediato, de tres a cinco días, y se prolonga 

durante unos cuatro meses 77. En segundo lugar, se puede aplicar sin 

necesidad de ingreso o utilización de quirófano, puesto que la 

monitorización electromiográfica (EMG) para su administración más 

precisa se puede realizar en régimen ambulatorio 83. 

Por el contrario, existe controversia acerca de los efectos de la TxBt 

en su utilización a largo plazo 95. Podría provocar una atrofia o 

disfunción muscular por su uso repetido. Y, en relación al tratamiento 

propuesto, podría conducir a una debilidad generalizada de la 

musculatura paravertebral, puesto que se debilitaría la concavidad en 

una columna donde se asume que la convexidad es ya débil. Diversas 

publicaciones se muestran favorables acerca de la ausencia de efectos 

deletéreos 96,97,98,99, aunque también hay otras que, si bien no se 

muestran contrarias, recomiendan precaución en cuanto a su uso en 

periodos prolongados 100,101. Sin duda, la estrecha monitorización de los 

pacientes con EI infantil en un entorno hospitalario facilitaría el control 

de los eventuales efectos adversos que pudieran producirse. 

Por último, cabe subrayar el uso clínico experimental, a modo de 

terapia de uso compasivo, que tanto Nuzzo et al. 102 en 1997 y 

Patatoukas et al. en 2014 103 han hecho de la TxBt paravertebral para 



 116 

tratar algunos casos de escoliosis paralítica, con resultados favorables. 

Sin embargo, la búsqueda de nuevas referencias sobre el tema no ha 

dado resultados. No ha sido posible localizar ninguna otra propuesta en 

la literatura para generalizar el uso de TxBt con los fines descritos ni 

ningún otro estudio experimental al respecto, a parte del trabajo de 

Indahl et al. 21, que presenta importantes deficiencias como ya se ha 

señalado (ver capítulo Conceptos Preliminares, sección Modelos de 

estudio de escoliosis, apartado Revisión histórica y metodológica, págs. 

65-66). 

VIII. 5. BIOMECÁNICA Y 
TENSEGRIDAD 

VIII. 5.1 Biomecánica de la columna 
vertebral 

Un gran número de artículos sobre modelos de escoliosis hacen 

constante referencia a la importancia de la bipedestación y la acción 

de la gravedad sobre la disposición de la columna vertebral, llegando 

incluso a forzar dicha posición en animales de experimentación que de 

forma natural son cuadrúpedos 8,104. Se sugiere que ambos factores son 

casi indispensables para explicar el desarrollo de escoliosis. Este 

axioma se repite una y otra vez en la literatura y, en la mayoría de los 

casos, no se sustenta en demostraciones científicas o, al menos, no 

aparecen reflejadas. 



 

 117 

La asunción del raquis como una estructura de soporte de 

compresión axial exclusivamente es controvertida, como lo 

demuestran algunos estudios biomecánicos sobre los discos 

intervertebrales, en los que se demuestra presión trasmitida no sólo 

por compresión, sino también por tensión y torsión 105,106. El modelo 

biomecánico tradicional considera la columna vertebral como un mero 

pilar, donde múltiples elementos apilados (las vértebras), articulados 

por unas almohadillas que les proporcionan cierto grado de movilidad 

(los discos intervertebrales) y estabilizados por unos anclajes semi-

rígidos (los ligamentos y cápsulas articulares), se puede mover gracias 

a la conexión con un aparato motor (los músculos). Si la columna 

vertebral se comportase como un pilar compuesto de múltiples piezas, 

la fusión de uno o varios niveles de los mismos no debería afectar a los 

otros. Sin embargo, algunos estudios existentes parecen coincidir en 

que dichas fusiones conducen a la degeneración acelerada de las 

articulaciones adyacentes, aunque con repercusión clínica variable 107,108. 

Las articulaciones son curvaturas resbaladizas en las que no puede 

existir el rozamiento (o éste es mínimo), lo que contrasta con el hecho 

de que, para transmitir cargas de forma lineal, las fuerzas deben ser 

por lo general perpendiculares a una superficie. Mientras que los 

pilares soportan las cargas desde arriba, la columna vertebral puede 

hacerlo desde cualquier dirección, con los brazos y piernas colocados 

en cualquier posición. 

Igualmente, la mayoría de las descripciones sobre los problemas 

biomecánicos de la columna se han realizado mediante diagramas de 



 118 

cuerpo libre, como los utilizados en física para describir las fuerzas que 

actúan sobre un sistema aislado. Éstos diagramas simplifican el análisis 

de los sistemas y proporcionan teorías razonables sobre la 

fisiopatología de algunos procesos, como la rotación vertebral 

asociada a la escoliosis progresiva (Fig. 42), que según Adam et al. 109 

se relaciona con la fuerza de la gravedad, mientras que Millner et al. 110 

postulan que es debida a la inestabilidad de las vértebras torácicas 

inherentes a su forma. Valga como ejemplo la articulación del codo, 

tradicionalmente representada como un brazo de palanca con punto 

de giro en la articulación y la inserción del bíceps en el antebrazo 

como motor de la flexión (Fig. 43) 111. Sin embargo, este tipo de modelos 

presentan deficiencias relevantes. En el ejemplo propuesto, el bíceps es 

un músculo que cruza la articulación glenohumeral, lo que crea un 

segundo momento de fuerza en el hombro. Ésta articulación se 

estabiliza mediante musculatura antagonista como el tríceps, que a su 

vez tiende a extender el codo, creando un bucle de retroalimentación 

con el bíceps, que no se tiene en cuenta en el modelo. Es más, la 

articulación glenohumeral se conecta al tronco mediante la escápula, 

que queda suspendida en la pared torácica mediante diversos 

músculos que deben estabilizarla y, a su vez, deberían entrar de alguna 

forma en la ecuación al generar sus propios ciclos de retroalimentación 

agonista-antagonista. Las cargas calculadas utilizando diagramas de 

cuerpo libre con frecuencia superan la capacidad de los tejidos. Por 

ejemplo, la musculatura espinal es capaz de resistir cargas de 2.000-

4.000N pero, según los cálculos tradicionales, durante ejercicios de 



 

 119 

Figura 42. La columna vertebral como modelo tradicional de columna. (A) 
Columna recta; las fuerzas de compresión trabajan en línea con el eje y. (B) 
Columna curvada en un plano, el xy en este caso; las fuerzas de compresión 

inducen una curvatura unidimensional sobre el plano. Es el caso de las cifosis-
lordosis fisiológicas. (C) Columna curvada en el espacio, tanto en el plano xy 

como en el yz; las fuerzas de compresión producen una curvatura 
bidimensional y rotación asociada en xz. 

(Imagen original extraída del artículo de Adam et al., Gravity-induced torque 
and intravertebral rotation in idiopathic scoliosis. Spine 2008; 33:30-7, 

modificada por el autor) 



 120 

Figura 43. Diagramas de cuerpo libre sobre modelos de biomecánica 
tradicional, clases de palanca. 

(Imagen extraída de la web Washington Ergonomics, Washington, EE.UU., 
disponible en línea en www.washingtonergonomics.com) 



 

 121 

levantamiento de peso dichas cargas pueden sobrepasar los 16.000N 112. 

Si se calculan las cargas considerando el cuerpo una barra o una 

palanca, el modelo linear Newtoniano crearía fuerzas de torsión que 

desgarrarían músculos, romperían huesos y agotarían la energía 

disponible (Fig. 44). Parece que la bioarquitectura necesita modelos no 

Newtonianos y no Hookeanos, que sean más adaptables a los seres 

vivos. 

Estudios previos han demostrado la importancia de la trasmisión 

axial de cargas en los cuerpos vertebrales para aumentar la resistencia 

de la columna 113,114. Es decir, debido a la configuración de lordosis-

cifosis fisiológicas de la columna, el plano trasversal de los cuerpos 

vertebrales (y los discos intervertebrales) no siempre es perpendicular 

a la vertical del suelo y, por lo tanto, tampoco lo es a la fuerza de la 

gravedad. Sin embargo, la acción de la musculatura y el resto de 

tejidos blandos permite que las fuerzas de compresión que sufre la 

columna de forma segmentaria se transmitan de forma prácticamente 

axial. Este tipo de cargas se han denominado “follower loads”, en virtud 

de su capacidad de seguir el eje longitudinal de la columna (Fig. 45). 

Parece existir un importante papel neuromuscular en la disposición 

de la columna vertebral, con influencia de las estructuras viscoelásticas 

(discos, cápsulas articulares y ligamentos) sobre el componente motor 

muscular estático (tono) y dinámico (contracción), como sugiere el 

trabajo de Holm et al. 115 en cerdos de experimentación (Fig. 46). 

Langenskiöld y Michelsson 116 ya apuntaron al desequilibrio 



 122 

Figura 44. Diagrama de cuerpo libre sobre modelo tradicional de la columna 
vertebral. 

(Imagen extraída de la web Washington Ergonomics, Washington, EE.UU., 
disponible en línea en  www.washingtonergonomics.com) 

Figura 45. Representación de las “follower loads” y la importancia del papel 
muscular para la estabilización de la columna. 

(Imagen extraída de la web Muskuloskeletal Biomechanichs Research 
Laboratory, Illinois, EE.UU., disponible en línea en  www.windycitylab.com) 



 

 123 

musculoligamentoso como posible causa responsable de escoliosis 

progresiva. En este sentido, surgen múltiples preguntas entorno al 

desarrollo de esta patología, la relación entre distintas especies, el 

papel de la columna vertebral y, por ende, la influencia que las partes 

blandas puedan tener en el aparato musculoesquelético, no sólo como 

meros apéndices motores, sino también como piezas clave en la 

estática y el desarrollo correcto del mismo. 

A continuación se enumeran algunas de las más relevantes: 

“¿Por qué todos los vertebrados, independientemente de si 

bipedestan o se desplazan a cuatro patas, e incluso aquellos que flotan 

en el agua, tienen una columna vertebral que conserva prácticamente 

intactos sus componentes esenciales filogenéticamente?” 

 

“¿Es válido un modelo tradicional de cargas axiales compresivas 

sobre la columna vertebral (y otros huesos del organismo) o existen 

otras fuerzas implicadas en el equilibrio estático-dinámico 

musculoesquelético?” 

 

“¿Cómo sería posible el movimiento de los astronautas en órbita, sin 

la influencia de la gravedad, en un sistema dependiente de 

compresiones de origen externo al mismo?” 

 

“¿De qué forma podría un paracaidista en caída libre realizar 

cualquier movimiento sin contar con un punto de apoyo estable?” 

 

 



 124 

 

Figura 46. Ilustración sobre la hipótesis de un sistema reflejo para la 
estabilización motora segmentaria de la columna. Existen vías aferentes 

desde las terminaciones nerviosas de los discos intervertebales, las cápsulas 
articulares y los ligamentos, que influyen en el las vías aferentes motoras. 

(Imagen extraída del artículo de Holm et al., Sensorimotor control of the spine. 
J Electromyogr Kinesiol 2002; 12:219-34.) 



 

 125 

VIII. 5.2 Columna vertebral y 
sistema musculoesquelético como 
estructuras de tensegridad 

El propósito de un pilar es la estabilidad, mientras que el objetivo de 

la columna vertebral es la flexibilidad y el movimiento. Las estructuras 

biológicas son móviles, flexibles, altamente eficientes en el consumo de 

energía y funcionalmente independientes de la fuerza de la gravedad. 

La mayoría de los estudios de biomecánica se basan en la premisa, 

nunca demostrada, de que el cuerpo es una estructura de carga axial y 

resistencia compresiva. Sin embargo, uno de los principios de la 

tensegridad es la sinergia, definida por Fuller como el comportamiento 

del sistema de forma integral, no predecible por los comportamientos 

aislados de sus componentes tomados por separado. Por ejemplo, no se 

pueden predecir las propiedades de la sal a través de las propiedades 

aisladas del metal sodio y el gas cloro. Por lo tanto, muchos estudio de 

elementos aislados como vértebras, discos, ligamentos, movilidad de 

segmentos acotados, etc… deberían ser replanteados. 

A modo de ejemplo, todo el sistema de soporte de la extremidad 

superior es un sistema de tensión basado en la musculatura 

entrelazada de la columna, el tórax y el brazo, de forma que la 

escápula no presiona el tórax y la clavícula actúa más como una barra 

de compresión, como lo haría en un modelo de tensegridad. 

Característicamente, la escápula no produce una impronta relevante 



 126 

en la pared torácica a pesar de las fuerzas que soportamos con los 

miembros superiores y, sin embargo, la mera presión directa que 

ejerce un expansor o prótesis mamaria es capaz de socavar dicha 

pared, incluso llegando a erosionar huesos. En el caso de la articulación 

sacroilíaca, la columna está anclada mediante potentes ligamentos, 

capaces de trabajar sólo a tracción. Se podría decir entonces que el 

sacro y, por consiguiente todo lo que está por encima de él, “se cuelga” 

de la pelvis y no depende tanto de fuerzas axiales compresivas. 

Los músculos, como elementos de tensión de una armadura reticular 

tensegrítica, actuarían al unísono más que como antagonistas. Y las 

cargas aplicadas sobre un punto de la estructura se distribuirían, de 

forma conjunta, a través del sistema de tensión y del de compresión, 

del mismo modo que las cargas sobre el punto de contacto de una 

rueda de radios se distribuyen por los radios y la llanta (a diferencia de 

la rueda de carro, donde la carga sobre el punto de contacto se 

concentra como fuerza de compresión sobre ese punto) (Fig. 47). 

Incrementar el tono de los elementos de tensión podría incrementar la 

rigidez de la estructura, del mismo modo que acortarlos o alargarlos 

podría alterar su forma o capacidad de movimiento. Las fuerzas de 

compresión sobre las articulaciones se trasmitirían a través de la 

tensión de las partes blandas. En el cuerpo humano así entendido, las 

extremidades no son elementos rígidos ensamblados en el cuerpo. Son 

segmentos discontinuamente rígidos y no lineales (huesos), 

interconectados por articulaciones no lineales y viscoelásticas 

(cartílagos, cápsulas y ligamentos) e integrados con un sistema motor 



 

 127 

Figura 47. Diferencias en el mecanismo de distribución de cargas entre dos 
tipologías distintas de rueda. Las flechas rojas representan el peso del eje y 

las marrones la resistencia del suelo. (Izquierda) Rueda de carro: debido a su 
rigidez, trabaja fundamentalmente sometiendo a compresión (flechas azules) 

el radio más inferior. (Derecha) Rueda de radios: la elasticidad de la llanta 
(flechas amarillas) relaja los radios más inferiores y somete a tensión 

progresiva (flechas verdes) a los más superiores. 
(Imagen elaborada por el autor) 

activo no lineal y viscoelástico (músculos, tendones y tejido conectivo). 

Los órganos viscerales se integran también dentro de este sistema, 

trabajando principalmente a compresión dentro de cavidades en 

tensión, como lo hacen las partículas de aire en el interior de un globo. 

Por lo tanto, no hay fronteras definidas que aíslen por completo 

territorios corporales y la estructura trabaja igualmente en posición 

erguida, tumbada, en el mar, en la tierra, en el aire o en el espacio. Este 

enfoque resuelve muchas de las incongruencias de los modelos 

tradicionales. 

Levin ha aplicado los mismos conceptos a la biomecánica de la 

columna vertebral y ha mostrado su desacuerdo con el modelo 



 128 

tradicional, que la considera un pilar 117. Según él, el peso ejercido por la 

cabeza en los movimientos de flexión y lateroflexión, debería romper 

una estructura de este tipo debido al excesivo momento de fuerza que 

se produciría en la columna cervical. De hecho, el problema de este 

tipo de construcciones es que son unidireccionales, lo que en caso de 

pandeo generaría torsiones que superarían con creces la resistencia de 

los materiales biológicos. Es más, las fuerzas necesarias para equilibrar 

una columna vertebral cuyo centro de gravedad está constantemente 

cambiando serían incalculables. Un pilar necesita una base fija y una 

conformación rígida para mantenerse estable, por lo que no puede ser 

considerado un modelo válido para explicar las propiedades 

biomecánicas de la columna vertebral. Por lo tanto, ésta se podría 

considerar como una estructura de tensegridad (Fig. 48), en la que un 

conjunto de elementos de compresión dispuestos de forma discontinua 

(vértebras) interacciona con un conjunto de elementos de tensión 

dispuestos de forma continua (músculos y ligamentos). Los discos 

intervertebrales jugarían un papel más como articuladores (sometidos 

a presión variable) para permitir movimiento que como puros 

trasmisores de carga axial. Es decir, las partes blandas no son sólo 

apéndices motores, sino que forman también parte de la estructura 118,119. 

Se podrían establecer tres principios básicos en este nuevo modelo: 

(1) Los ligamentos están bajo tensión continua. Los estudios de 

Nachemson 120, Tkaczuk 121 y Kazarian 122 han demostrado el estado de 

“pre-tensión” del ligamentum flavum (ligamento amarillo), el ligamento 

longitudinal anterior y el ligamento longitudinal posterior cuando la 



 

 129 

Figura 48. Prototipo de columna vertebral como modelo de tensegridad 
propuesto por Tom Flemons, de Intension Designs. 

(Imagen extraída de la web Intension Designs, Saltspring Island, Canadá, 
disponible en línea en  www.intensiondesigns.com) 



 130 

columna está en posición neutra. En ningún momento el conjunto de 

estos ligamentos está completamente relajado. Es más, el trabajo de 

Kazarian encontró que cuando los cuerpos intervertebrales están 

unidos sólo por los discos, tras cortar los ligamentos longitudinales 

anterior y posterior, la columna vertebral se expande, como se 

esperaría en un sistema tensegrítico si alguno de los miembros a 

tensión es seccionado. (2) Se pueden predecir ciertas configuraciones, 

puesto que los reticulados de tensegridad utilizan un ángulo de 60o 

para coordinarse (más eficiente desde el punto de vista estructural), en 

lugar de un ángulo de 90o. Estudios anatómicos de las fibras del 

annulus del disco intervertebral muestran esta interrelación de fibras 

próxima a 60o 123 (Fig. 49). (3) Aunque algunos de los componentes 

rígidos de un sistema de tensegridad pueden llegar a tocarse, eso no 

significa que se encuentren uno contra otro a compresión. 

De acuerdo con esta nueva perspectiva, los datos experimentales 

recogidos en el presente estudio parecen justificables. La 

administración de TxBt paravertebral en la concavidad de la curva de 

escoliosis, produciría una debilidad estructural en los componentes de 

tensión del lado inyectado. Como consecuencia de ello,  resultaría un 

restablecimiento del equilibrio del conjunto de la estructura de 

tensegridad, que se transmitiría a todos sus componentes, en forma de 

corrección de la deformidad (Fig. 50). 

  



 

 131 

Figura 49. Modelo tridimensional de elementos finitos de un segmento de la 
columna vertebral. Se aprecia el entramado de las fibras del disco 

intervertebral, con ángulos próximos a 60o. 
(Imagen extraída del artículo de Hussain et al., Reduction in disk and fiber 
stresses by axial distraction is higher in cervical disk with fibers oriented 
toward the vertical rather than horizontal plane: a finite element model 

analysis. J Manipulative Physiol Ther 2010; 33:252-60.) 

  



 132 

Corrección tras toxina botulínica 
 

La toxina botulínica induce una debilidad 
en los elementos de tensión del lado de la 

concavidad, favoreciendo el restablecimiento del 
equilibrio de tensión-compresión de toda la 

estructura 

 

La consecuencia es la tendencia del sistema 
a recuperar una conformación más simétrica, 

similar a la de la columna vertebral sana 

Concavidad de la curva de 
escoliosis 

 

Se postula que existe una debilidad 
comparativa en los elementos de tracción 
del lado de la convexidad con respecto a 
los de la concavidad, que induce pérdida 
de tensión de los mismos y la progresión 

de la deformidad 

 

La concavidad de la curva es el lugar 
indicado para la inyección de toxina 
botulínica paravertebral bajo control 

electromiográfico 

Figura 50. Simulación tridimensional de la columna vertebral como estructura 
de tensegridad. (Arriba) Situación pre-tratamiento. (Abajo) Situacion post-

tratamiento. 
(Simulación e imágenes elaboradas por el autor, Autodesk®3dsMax®2015) 

 



 

 133 

VIII. 5.3 Influencia de los tensores: 
el papel de la musculatura 
paravertebral en un sistema de 
tensegridad 

El origen de la EI en niños es desconocido, como lo demuestran las 

más de 1.500 publicaciones que resultan a día de hoy de la búsqueda 

de los términos idiopathic scoliosis etiology (etiología de la escoliosis 

idiopática) en PubMed. Se postulan múltiples teorías genéticas, 

biomecánicas, metabólicas, etc… que apuntan, como ya se ha señalado, 

a un probable origen multifactorial. Al margen de las posibles causas, 

en esta investigación se ha sugerido la existencia de una debilidad 

estructural de los tensores de la convexidad de las curvas de escoliosis, 

que favorece la progresión de la deformidad dentro de un sistema de 

tensegridad de la columna vertebral. 

 En este último apartado de la discusión se exponen algunos datos 

de la evidencia científica existente, tanto a favor como en contra, sobre 

esta teoría. 

VIII. 5.3.1 Evidencia favorable 

Pincott et al. demostraron la capacidad del virus de la poliomielitis 

de producir escoliosis en monos al inyectarlo sobre la médula espinal. 

Postularon que el mecanismo de producción de la deformidad fue la 

debilidad asimétrica de la musculatura paravertebral, debida a la 



 134 

pérdida de inervación propioceptiva secundaria al virus 124. Más 

adelante, confirmaron su hipótesis con un nuevo trabajo, mediante 

rizotomías selectivas de las raíces dorsales de la médula. La escoliosis 

resultante se localizó con la convexidad en el lado operado y la 

intensidad de la curva se relacionó con el número de raíces cortadas 125. 

En la misma línea de la afectación neuromuscular se encuentran otros 

muchos autores. Por ejemplo, Indahl et al. subrayaron que existe una 

estrecha interrelación entre el sistema osteoarticular de la columna y la 

musculatura circundante, con un relevante papel de la propiocepción y 

la señalización aferente-eferente 126. Garrosa et al. demostraron 

importantes cambios histopatológicos en la musculatura paravertebral 

en relación a procesos escoliogénicos 127. Werneck et al., mediante su 

modelo experimental en conejos, han sugerido que estos cambios 

puedan responder a procesos de denervación o a miopatías de oriden 

isquémico 128. Smith et al. encontraron un fuerte incremento de la 

deformidad, creada mediante cerclaje en un modelo de escoliosis en 

conejos, cuando producían una disfunción neuromuscular en el lado de 

la convexidad de la curva. Según los autores, dicha disfunción parece 

jugar un papel fundamental para resistir el colapso mecánico de la 

columna, hecho que podría llegar a ser un factor fundamental a la hora 

de diferenciar curvas severamente progresivas de otras más 

moderadas 129. Estudios experimentales en conejos han demostrado 

como la activación unilateral de parte de la musculatura paravertebral 

y accesoria de la columna produce una curva de convexidad 

contralateral al lado estimulado, con rotación de los cuerpos 



 

 135 

vertebrales hacia dicha convexidad 130. De nuevo, se observa un patrón 

de hiperactividad muscular relativa ligado a la concavidad de la curva. 

Whalen et al. 131 analizaron mediante electroforesis las características 

de la musculatura paravertebral de 13 pacientes con EI. 

Sorprendentemente encontraron que, en cinco de ellos, sólo coexistian 

fibras musculares con isoformas rápidas y lentas de las proteínas 

contráctiles (cadenas ligeras de miosina y subunidades TN-C de 

troponina) en el lado de la concavidad de la curva, mientras que en la 

convexidad sólo las isoformas lentas fueron detectadas.  

Por otro lado, MacEwen ha revisado estudios EMG realizados sobre la 

musculatura paravertebral que son de gran interés 9. Al comparar los 

resultados obtenidos entre controles sanos, pacientes con escoliosis 

progresiva intervenidos mediante artrodesis y pacientes con escoliosis 

progresiva sin intervenir, se han encontrado patrones de actividad 

eléctrica asimétrica sólo en el último grupo. Dichos patrones reflejaron 

un aumento de la actividad en el lado de la convexidad, que se 

incrementaba con las posturas que requerían más esfuerzo. Se ha 

postulado que dicho aumento responde a un intento de respuesta 

compensatoria, característica del estado de fatigua muscular o de 

ciertos estados de debilidad, ya que los músculos afectos tratan de 

reclutar mayor número de fibras para lograr el mismo efecto. Es decir, 

la amplitud y frecuencia de los potenciales registrados reflejan el 

esfuerzo que realiza el músculo, pero no la fuerza que desarrolla. Los 

trabajos concluyen que la EMG podría ayudar a planificar los 



 136 

Figura 51. Estudio gammagráfico de 
paciente adolescente de 15 años, con 

osteoma osteoide localizado en el lado 
izquierdo de la vértebra T12. Concavidad 

ipsilateral de la curva reactiva. 
(Imagen extraída del artículo de Sapkas 
et al., Undiagnosed osteoid osteoma of 
the spine presenting as painful scoliosis 
from adolescence to adulthood: a case 

report. Scoliosis 2009; 4:9-13.) 

tratamientos de los pacientes con EI, ya que podría detectar los casos 

más susceptibles de progresividad. 

Son llamativos diversos trabajos sobre escoliosis secundaria a 

osteoma osteoide y osteoblastoma en la columna vertebral. La 

presencia de este tipo de lesiones produce una escoliosis de 

concavidad ipsilateral secundaria a espasmo muscular, provocado por 

dolor en el lado de la afección (debido a cambios inflamatorios 

producidos en la musculatura adyacente) 132 (Fig. 51). Ambos tipos de 

lesiones son las que con más 

frecuencia producen una 

escoliosis reactiva por dolor. 

Característicamente, cuando la 

tumoración es de localización 

central en la línea media, no se 

produce escoliosis en ningún 

caso. Es más frecuente la 

aparición de escoliosis por este 

mecanismo cuando la lesión se 

localiza en la región torácica o 

lumbar. Y dentro de la región 

cervical, más frecuente en la 

zona cervical inferior que en la 

superior. Se postula la 

posibilidad de que la mayor 



 

 137 

movilidad de la columna en zonas altas puede conducir a trastornos 

más bien de rotación (tipo torticollis), que de latero-desviación, que 

son más habituales en zonas más bajas por su menor dinamismo 133. 

Otros autores señalan que, la reacción inflamatoria que se produce 

alrededor del osteoma osteoide en la espalda, conduce a miolisis de la 

musculatura circundante, con sustitución del músculo por tejido 

fibrograso no funcional. El espasmo muscular que conduce a la 

deformidad podría ser producido por musculatura secundaria 

ipsilateral, para proteger y disminuir el dolor de la miolisis 134. Una vez 

eliminada la lesión, desaparece la inflamación y la escoliosis mediada 

por dolor 135. 

Desde el punto de vista etiológico, se ha postulado que la disfunción 

neuromuscular podría tener un papel relevante a la hora de iniciar la EI 

infantil, que se volvería progresiva durante el pico de crecimiento de la 

adolescencia debido a factores biomecánicos 136. Los modelos animales 

que generan escoliosis mecánicamente mediante cerclajes o tensores, 

colocados de forma asimétrica en el tronco 104,137,138,139,140, de alguna 

forma reproducen la respuesta de un sistema de tensegridad a las 

fuerzas del crecimiento. De manera artificialmente inducida, parte de 

los elementos de tensión de ese sistema tienen una muy alta 

resistencia (debida al tensor o cerclaje), obligando a la estructura a 

reequilibrarse por otra vía, lo que generaría la escoliosis. Es más, la 

retirada de estos tensores añadidos pueden conducir a la regresión de 

la deformidad e incluso su completa desaparición 141. El concepto de 

Nottingham descrito por Burwell et al. en 1992 142 apunta también al 



 138 

relevante papel de la disfunción neuromuscular en la patogénesis del 

proceso, en la que también influirían el crecimiento y las fuerzas 

soportadas por la bipedestación. 

En el fracaso de algunos modelos de experimentación también se 

pueden encontrar indicios de la relevancia de las partes blandas a la 

hora de inducir curvas de escoliosis. Por ejemplo, la resección unilateral 

de costillas se ha demostrado inconstantemente eficaz en primates 16,17. 

Si se analizan los trabajos más detalladamente, el abordaje utilizado en 

el estudio de Robin, que no consiguió desarrollar ninguna deformidad, 

fue paravertebral. Este hecho permitió respetar la musculatura 

circundante, muy potente en los primates por su postura semierguida, 

lo que podría explicar el efecto estabilizador de la misma y el fracaso 

del experimento. Otro ejemplo se puede observar en los experimentos 

de Langenskiöld 14, donde hay procedimientos de resección unilateral 

de partes blandas que no producen escoliosis o es mínima. Sin 

embargo, no se debe olvidar el tejido cicatricial, que ofrece resistencia, 

madura con el cuerpo en un intento de suplir lo dañado y trabaja como 

un elemento de tensión, lo que podría justificar los resultados. 

VIII. 5.3.2 Evidencia desfavorable 

McIntire et al. compararon la fuerza de rotación de la columna 

vertebral entre controles sanos y adolescentes con EI. Encontraron una 

asimetría de contracción, pero con mayor debilidad hacia el lado de la 

concavidad. Sin embargo, discuten los probables mecanismos que 

median éstos resultados sin llegar a conclusiones definitivas. Por 



 

 139 

ejemplo, subrayan que la musculatura paravertebral sólo contribuye en 

torno a un 5%  en el movimiento de rotación estudiado, por lo que dicha 

asimetría se puede deber a la compensación de otros grupos 

musculares, como los oblicuos 143. En el campo de la neurofisiología, 

existen estudios comparativos entre controles sanos y pacientes con EI 

del adolescente que no han encontrado diferencias significativas 144. 

Estos resultados contrastan con los presentados en el apartado previo 

en relación a la EMG. 

No son pocos los autores que postulan que la escoliosis es un 

fenómeno casi exclusivo de los humanos, debido a la bipedestación y 

las cargas axiales verticales que soporta la columna 145. Estos hechos 

generarían fuerzas de cizallamiento dorsal en el raquis, características 

solamente en el ser humano por su postura, que además inducirían un 

crecimiento óseo asimétrico, responsable de la deformidad 10,146 (Fig. 

52). Ouellet y Odent 11 subrayan también la ausencia de escoliosis 

espontánea en la naturaleza y el hecho de que los modelos inducidos 

experimentalmente en ratas presentan mayor incidencia de 

deformidad cuando se diseñan con el animal en bipedestación forzada. 

Según los autores, las cargas soportadas por la columna en animales 

cuadrúpedos actuarían como lo hacen en un puente colgante, 

exponiendo menos al raquis a desarrollar deformidades rotacionales y 

protegiéndolo de padecer escoliosis. La postura completamente 

erguida del ser humano, que sitúa su centro de gravedad encima de la 

pelvis, favorecería la acción de las descritas fuerzas de cizallamiento 

dorsal. 



 140 

Figura 52. Demostración esquemática de las fuerzas de cizallamiento dorsal 
generadas en la columna vertebral del ser humano. 

(Imagen extraída del artículo de Janssen et al., Experimental animal models in 
scoliosis research: a review of the literature. Spine J 2011; 11:347-58.) 



 

 141 

Éstas serían inexistentes en otros vertebrados bípedos, que mantienen 

una postura con las caderas y rodillas más flexionadas, permitiendo un 

centro de gravedad más adelantado. 

Finalmente, la contribución del principio de Hueter-Volkmann a la 

generación de la EI en niños, si bien no contradice la teoría tensegrítica 

del modelo, añade algunos matices. Este principio establece que la 

carga o compresión asimétrica de la placa de crecimiento en el lado 

cóncavo de la curva, inhibe el desarrollo óseo unilateral y conduce a un 

acuñamiento del cuerpo vertebral. Estas diferencias de altura en los 

cuerpos vertebrales son las que resultarían en una escoliosis, que se 

convertiría en progresiva debido a la existencia de un bucle 

“compresión - inhibición del crecimiento – deformidad”, cada vez más 

acentuado. El uso de corsés de descarga permitiría atenuar la 

compresión sobre las placas de crecimiento de la concavidad, 

favoreciendo así su normal desarrollo y deteniendo la progresión de la 

escoliosis. Sin embargo, existe cierto consenso en desaconsejar estos 

corsés en aquellas curvas que no consiguen corregir al menos un 20% 

con su uso 147. En cualquier caso, el principio de Hueter-Volkmann 

tampoco explica el origen primario de la enfermedad, ni contradice la 

consideración de la columna vertebral como un modelo de 

tensegridad. 

  



 142 

  



 

 143 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IX. CONCLUSIONES 
 

 

La vida es el arte de sacar conclusiones suficientes 
 a partir de datos insuficientes. 

 

Samuel Butler 
(1835-1902) 

  



 144 

  



 

 145 

1. La administración de toxina botulínica paravertebral en la 

concavidad de la curva de escoliosis de pollos pinealectomizados 

frena la progresión de la deformidad de forma estadísticamente 

significativa. 

2. Existe una tendencia favorable al efecto escoliogénico de la 

administración de toxina botulínica paravertebral en pollos sanos, 

con curvas de convexidad hacia el lado inyectado y de mayor 

intensidad cuanto mayor dosis de toxina administrada. 

3. La dosis de 10U/kg de toxina botulínica se ha demostrado como la 

más eficaz, durante la fase preliminar de este trabajo, para influir 

sobre la conformación de la columna vertebral del pollo. El diseño del 

estudio no permite afirmar que dicha dosis sea óptima, ni tampoco 

extrapolable a la práctica clínica. 

4. La administración de toxina botulínica, según la dosis, vía y 

momento de administración propuestos en esta investigación, no 

parece influir sobre el desarrollo ponderal de los animales 

estudiados. 

5. El uso de toxina botulínica, administrada sobre la musculatura 

paravertebral de la concavidad de la curva de la deformidad de 

pacientes que padecen escoliosis idiopática, podría resultar de 

interés como terapia alternativa para controlar la progresión de la 

enfermedad en estos niños. Su empleo podría evitar los 



 146 

inconvenientes derivados de los tratamientos actuales y posponer la 

cirugía definitiva, cuando fuera necesaria, al momento de madurez 

musculoesquelética. Son necesarias nuevas investigaciones para 

determinar la aplicabilidad clínica de esta terapia. 

  



 

 147 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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Cuanto más hacia atrás puedas mirar, 
más lejos puedes hacerlo hacia adelante. 

Sir Winston Churchill 
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147. Castro FP, Jr. Adolescent idiopathic scoliosis, bracing, and the 

Hueter-Volkmann principle. The spine journal. 2003;3(3):180-5. 

  



 

 169 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ANEXOS 
 

 

Todo hombre que conozco es superior a mí en algún sentido.  
En ese sentido, aprendo de él. 

Ralph Waldo Emerson 
(1803-1882) 

  



 170 

  



 

 171 

ANEXO 1. 

Autorización de la Consejería de Medioambiente y Ordenación del 
Territorio de la Comunidad de Madrid para la realización del 
procedimiento. 



 172 

ANEXO 2. 

Aprobación del Comité de Experimentación Animal (CEA) de la 
Universidad Complutense de Madrid para la realización del proyecto 
de investigación. 



 

 173 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PUBLICACIONES Y 

PONENCIAS 
 

 

El hombre no ha sabido organizar un mundo para sí mismo 
 y es un extraño en el mundo que él mismo ha creado. 

Alexis Carrel 
(1873-1944) 

  



 174 

  



 

 175 

La presente tesis doctoral ha permitido elaborar las siguientes 

publicaciones y ponencias: 

Publicaciones 

1. González-Miranda Á Riquelme García Ó, Moyano Ortega G, Viveros 

Montoro A, Largo Aramburu C, García Martín A. Abstracts of the 20th 

Congress of the Spanish Society for Surgical Research, October, 

2014, Albacete, Spain. The British journal of surgery. 2015;102 Suppl 

3:6-7. 

Ponencias 

1. González-Miranda Á. Uso de toxina botulínica paravertebral para 

detener la progresión de escoliosis en pollos pinealectomizados. 49º 

Congreso de la SECPRE, Granada, España, 2014. GALARDONADO CON 

EL PREMIO NACIONAL DE RESIDENTES PATROCINADO POR MENTOR. 

2. González-Miranda Á. Uso de toxina botulínica paravertebral para 

detener la progresión de escoliosis en pollos pinealectomizados. 20º 

Congreso de la SEIQ, Albacete, España, 2014. 

  



 176 

  



 

 177 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ÍNDICE DE TABLAS 
 

 

La vida es breve, el arte largo, la ocasión fugaz, 
vacilante la experiencia y el juicio difícil. 

Hipócrates 
(460-370 a.C) 

  



 178 

  



 

 179 

ÍNDICE DE TABLAS 

CAPÍTULO VII. RESULTADOS 

Tabla 1.  
Registro de datos de los animales del estudio: 
grupo control (pinealectomía) 91 

Tabla 2.  
Registro de datos de los animales del estudio:  
grupo intervención (pinealectomía y toxina botulínica) 92 

  



 180 

  



 

 181 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ÍNDICE DE FIGURAS 
 

 

Un filósofo casado es, para decirlo claro, una figura ridícula. 

Friedrich Wilhelm Nietzsche 
(1844-1900) 

  



 182 

  



 

 183 

ÍNDICE DE FIGURAS 

CAPÍTULO I. CONCEPTOS PRELIMINARES 

Figura 1.  
Elementos de tensión (1) 12 

Figura 2.  
Elementos de tensión (2) 12 

Figura 3.  
Elementos de compresión (1) 13 

Figura 4.  
Elementos de compresión (2) 14 

Figura 5.  
Elementos de compresión (3) 15 

Figura 6.  
(Arriba) Primer tren sobre el puente del ferrocarril del río 
Papaloapan, Méjico  
(Abajo) Detalle de un plano de construcción del puente 18 

Figura 7.  
Needle Tower, Hirshhom Museum and Sculpture Garden 22 

Figura 8. 
 "Structure-Sculpture" de Ioganson 23 

Figura 9.  
“Structure autotendante” de Emmerich 24 

Figura 10.  
(Izquierda), Tensile-Integrity Structures 
(Derecha), Continuous Tension, Discontinuous Compression 
Structures 25 

Figura 11.  
Sleeping dragon, Exhibición de George Rickey y Kenneth 
Snelson 30 

 
 



 184 

Figura 12. 
 Cúpula geodésica de la Biosphère, Museo del Agua y el 
Medioambiente de Canadá 32 

Figura 13.  
(Arriba) Diseño de columna articulada de tensegridad 
(Abajo) Prototipo TetraSpine 36 

Figura 14.  
(Arriba) Rata con escoliosis con un alambre de nitinol 
anclado a las apófisis espinosas 
(Abajo) Radiografías dorsoventrales seriadas 40 

Figura 15.  
Poecilia reticulata u olomina como modelo “espontáneo” de 
escoliosis animal  
(Arriba) Hembra adulta no curva de la especie curveback 
(Abajo) Hembra adulta curva de la especie curveback 41 

Figura 16. 
(Izquierda) Pollo sometido a simulación de pinealectomía 
 (derecha) Pollo pinealectomizado 43 

Figura 17.  
Particularidades de la columna vertebral tóraco-lumbo-sacra 
del pollo 45 

CAPÍTULO II. INTRODUCCIÓN 

Figura 18.  
Caso clínico de niña de 14 años con escoliosis idiopática del 
adolescente 50 

Figura 19. 
 Giba costal asociada a deformidad escoliótica 51 

Figura 20.  
Diferencia entre escoliosis torácica (izquierda) y lumbar 
(derecha) 52 

Figura 21.  
Corrección quirúrgica de escoliosis idiopática en niña de 12 
años 53 



 

 185 

Figura 22.  
Corsés para frenar la progresión de escoliosis 55 

CAPÍTULO VI. MATERIAL Y MÉTODOS 

Figura 23.  
Animales de la fase de obtención de datos del efecto a medir 
a las 6 semanas. (Izquierda) Suero salino fisiológico 
paravertebral (sin toxina botulínica). (Derecha) Toxina 
botulínica paravertebral a dosis de 5UI/kg 73 

Figura 24.  
Animales de la fase de obtención de datos del efecto a medir 
a las 6 semanas. Toxina botulínica paravertebral a dosis de 
10UI/kg 73 

Figura 25.  
Plan de aleatorización de los animales a cada grupo de 
estudio 74 

Figura 26.  
Colocación de los animales para los procedimientos 
quirúrgicos 76 

Figura 27.  
Abordaje quirúrgico para pinealectomía 76 

Figura 28.  
Cierre de abordaje de pinealectomía 76 

Figura 29.  
Procedimientos no quirúrgicos invasivos: inyección de toxina 
botulínica paravertebral mediante control electromiográfico 77 

Figura 30.  
Procedimientos no quirúrgicos no invasivos: Estudio 
radiológico simple de la columna vertebral 79 

Figura 31.  
Glándula pineal de pollo, estudio con Hematoxilina-Eosina 79 

 



 186 

CAPÍTULO VII. RESULTADOS 

Figura 32.  
Representación gráfica de la distribución normal de los 
valores obtenidos para el ángulo de Cobb (o) en ambos 
grupos de estudio 86 

Figura 33.  
Comparación de los valores del ángulo de Cobb 88 

Figura 34.  
Comparación de los valores del ángulo de Cobb. Radiografía 
simple a las 8 semanas 89 

Figura 35.  
Evolución de la ganancia ponderal 94 

Figura 36.  
Evolución de la ganancia ponderal, comparativa entre grupo 
control e intervención 95 

Figura 37.  
Relación entre desarrollo ponderal de los animales y grado 
de escoliosis observada 96 

CAPÍTULO VIII. DISCUSIÓN 

Figura 38.  
(Izquierda) Imagen de proyección posteroanterior de 
fluoroscan 
(Derecha) Imagen de proyección posteroanterior de 
radiografía simple 105 

Figura 39.  
Error de proyección radiográfica 109 

Figura 40.  
Grabado de anatomía comparada. 112 

Figura 41.  
Acción de las toxinas botulínicas sobre los mecanismos de 
liberación de la acetilcolina 114 

 



 

 187 

Figura 42. 
 La columna vertebral como modelo tradicional de columna 119 

Figura 43. 
 Diagramas de cuerpo libre sobre modelos de biomecánica 
tradicional, clases de palanca 120 

Figura 44.  
Diagramas de cuerpo libre sobre modelo tradicional de la 
columna vertebral 122 

Figura 45.  
Representación de las “follower loads” y la importancia del 
papel muscular para la estabilización de la columna 122 

Figura 46. 
 Ilustración sobre la hipótesis de un sistema reflejo para la 
estabilización motora segmentaria de la columna 124 

Figura 47.  
Diferencias en el mecanismo de distribución de cargas de las 
rueda 127 

Figura 48.  
Prototipo de columna vertebral como modelo de tensegridad 
propuesto por Tom Flemons 129 

Figura 49.  
Modelo tridimensional de elementos finitos de un segmento 
de la columna vertebral 131 

Figura 50.  
Simulación tridimensional de la columna vertebral como 
estructura de tensegridad 132 

Figura 51.  
Estudio gammagráfico de paciente mujer de 15 años, con 
osteoma osteoide localizado en el lado izquierdo de la 
vértebra T12 136 

Figura 52.  
Demostración esquemática de las fuerzas de cizallamiento 
dorsal generadas en la columna vertebral del ser humano 140 

  



 188 

  



 

 189 

 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CONFLICTOS DE INTERÉS Y 

AYUDAS A LA 

INVESTIGACIÓN 
 

 

La vanidad hace siempre traición a nuestra prudencia 
 y aún a nuestro interés. 

Jacinto Benavente 
(1866-1954) 

  



 190 

  



 

 191 

Conflictos de interés 

El autor declara no tener ningún conflicto de interés en relación a la 

investigación presentada. 

Ayudas a la investigación 

El presente trabajo ha obtenido una beca de investigación 

competitiva de la GEER (Sociedad para el Estudio de las Enfermedades 

del Raquis) en 2014, cuyo importe se ha dedicado íntegramente al 

desarrollo del proyecto. 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  



 192 

   



 

 193 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

… Paz y Bien. 
 

Pedro García Barreno 
(1943-) 

  



 194 

  



 

 195 

  



 196 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TESIS DOCTORAL 
2015 - 2016 


	Tesis Álvaro González Miranda
	PORTADA
	DEDICATORIA Y AGRADECIMIENTOS
	ABREVIATURAS, ACRÓNIMOS Y SIGLAS
	Abreviaturas
	Acrónimos y Siglas

	ÍNDICE DE CONTENIDOS
	RESUMEN ESTRUCTURADO
	RESUMEN
	ABSTRACT

	I. CONCEPTOS PRELIMINARES
	I. 1. MECANICA BÁSICA
	I. 1.1 Tensión (mecánica)
	Elementos de tensión, tracción o tirantes

	I. 1.2 Compresión (mecánica)
	Elementos de compresión

	I. 1.3 Pandeo
	I. 1.4 Deformación elástica
	I. 1.5 Deformación plástica
	I. 1.6 Límite elástico y tensión de rotura
	I. 1.7 Estructuras reticulares

	I. 2. TENSEGRIDAD
	Nota lingüística
	Nota aclaratoria (1)
	Nota aclaratoria (2)
	I. 2.1 El concepto de tensegridad
	I. 2.2 El origen de la tensegridad
	I. 2.3 Tensegridad como principio estructural
	I. 2.4 Indicios de tensegridad en la naturaleza y aplicabilidad

	I. 3. MODELOS DE ESTUDIO DE ESCOLIOSIS
	I. 3.1 Revisión histórica y metodológica
	I. 3.2 El pollo como modelo animal de escoliosis


	II. INTRODUCCIÓN
	II. 1. Escoliosis idiopática en niños: definición, epidemiología y presentación clínica
	II. 2. Etiopatogenia, historia natural y opciones de tratamiento
	II. 3. Escenario para la investigación

	III. JUSTIFICACIÓN
	Justificación

	IV. HIPÓTESIS
	Hipótesis

	V. OBJETIVOS
	V. 1. Objetivo principal
	V. 2. Objetivos secundarios

	VI. MATERIAL Y MÉTODOS
	VI. 1. Animales, puesta a punto y grupos experimentales
	VI. 1.1 Fase de obtención de datos del efecto a medir y puesta a punto de la técnica quirúrgica
	VI. 1.2 Fase de desarrollo del estudio

	VI. 2. Procedimientos quirúrgicos
	VI. 3. Procedimientos no quirúrgicos invasivos
	VI. 4. Procedimientos no quirúrgicos no invasivos
	VI. 5. Análisis anatomopatológicos
	VI. 6. Estabulación y traslado de animales
	VI. 7. Cuidados postoperatorios y sacrificio de animales
	VI. 8. Métodos alternativos y garantías
	VI. 9. Análisis estadístico

	VII. RESULTADOS
	VII. 1. Supervivencia, procedimientos y distribución de los datos
	VII. 2. Valores del ángulo de Cobb y lateralidad de la curva
	VII. 3. Desarrollo ponderal

	VIII. DISCUSIÓN
	VIII. 1. OBJETIVOS DE LA TESIS
	VIII. 1.1 Objetivo principal
	VIII. 1.2 Objetivos secundarios
	VIII. 1.2.1 Capacidad escoliógena de la toxina botulínica paravertebral
	VIII. 1.2.2 Determinación de la dosis óptima de toxina botulínica
	VIII. 1.2.3 Influencia de la toxina botulínica sobre el desarrollo ponderal
	VIII. 1.2.4 Investigación traslacional y aplicabilidad clínica


	VIII. 2. LIMITACIONES METODOLÓGICAS
	VIII. 2.1 Tamaño muestral
	VIII. 2.2 Estudios de imagen

	VIII. 3. ELECCIÓN DEL MODELO
	VIII. 3.1 Resultados de la pinealectomía en la literatura y comparación con el trabajo actual
	VIII. 3.2 La pinealectomía como modelo de escoliosis idiopática

	VIII. 4. TOXINA BOTULÍNICA
	VIII. 4.1 Uso de toxina botulínica en el pollo
	VIII. 4.2 Uso de toxina botulínica en el ser humano

	VIII. 5. BIOMECÁNICA Y TENSEGRIDAD
	VIII. 5.1 Biomecánica de la columna vertebral
	VIII. 5.2 Columna vertebral y sistema musculoesquelético como estructuras de tensegridad
	VIII. 5.3 Influencia de los tensores: el papel de la musculatura paravertebral en un sistema de tensegridad
	VIII. 5.3.1 Evidencia favorable
	VIII. 5.3.2 Evidencia desfavorable



	IX. CONCLUSIONES
	BIBLIOGRAFÍA
	ANEXOS
	PUBLICACIONES Y PONENCIAS
	Publicaciones
	Ponencias

	ÍNDICE DE TABLAS
	ÍNDICE DE FIGURAS
	CONFLICTOS DE INTERÉS Y AYUDAS A LA INVESTIGACIÓN
	Conflictos de interés
	Ayudas a la investigación