il Piede: Biomeccanica e Funzioni

di

Piede - Ortopedia Dr. Mazzucchelli Parma

Cos’è un piede?

  • Il piede è una struttura alquanto complessa, in cui sono presenti 26 ossa33 articolazionie più di un centinaio tra muscoli (20)tendinilegamenti. La sua struttura è un capolavoro biomeccanico.
  • Il piede è il punto fisso al suolo su cui gravita l’intero peso del corpo. E’ alla base del sistema di controllo antigravitario (sistema posturale o di equilibrio) che permette all’uomo di assumere la postura eretta e di spostarsi nello spazio.
  • Il piede è sia un effettore sia un ricettore: riceve ed esegue dei comandi (risposta motoria), tramite i muscoli, e, nel contempo, interagisce col resto del corpo (il sistema miofasciale, esterocettori cutanei della pianta e dai propriocettori dei suoi muscoli, tendini e articolazioni).

Il piede come organo di senso

Gli esterocettori cutanei del piede sono ad alta sensibilità e rappresentano l’interfaccia costante tra l’ambiente e il sistema tonico posturale o dell’equilibrio.

Le informazioni plantari infatti sono le uniche a derivare da un recettore sensoriale fisso a diretto contatto col suolo. Il riflesso plantare, è in grado di attivare e modulare riflessi molto complessi con funzioni posturali di notevole importanza. Pertanto il piede è considerato il principale organo di senso e di moto antigravitario del corpo umano, come si denota nelle rappresentazioni motorie e sensitive dell’homunculus.

Per questo motivo il piede, nelle popolazioni dei paesi sviluppati che vivono su un terreno poco fisiologico (non stimolante) quale è il terreno piano, è (quasi) normalmente l’origine dello squilibrio posturale. Nello stesso tempo esso è anche l’elemento adattativo che tampona, meglio che può, gli squilibri alti, in genere discendenti dall’apparato stomatognatico(denti e articolazione temporo-mandibolare) e/o dagli occhie/o dal vestibolo.

Note:  “l’uomo, anche quando è in movimento, tende al maggior risparmio energetico possibile. Soprattutto se in presenza di patologia”

Le funzioni del Piede

  • Garantisce stabilità alla posizione eretta;
  • Assorbe buona parte del peso del corpo;
  • Permette la locomozione. Grazie alla sua complessa anatomia, il piede consente all’uomo di camminare, correre, saltare e camminare anche su superfici irregolari.
  • Tampona i disturbi discendenti;
  • Fornisce infinite informazioni.

Biomeccanica applicata

  • In biomeccanica, nessuna forza interna a un corpo, ossia che si esaurisce nell’ambito del corpo (rappresentata dai muscoli nel caso dell’uomo), è in grado di spostarlo nello spazio. Affinchè il corpo si muova è necessaria una forza esterna. Le forze esterne ambientali per eccellenza sono: la gravità, la reazione dal suolo e l’attrito. L’uomo moderno ha nei piedi i più efficaci strumenti per prelevare dalla gravità le energie necessarie per la locomozione. 
  • Solo un vigile controllo (sistema tonico posturale) riesce, in tale condizione, a ricercare l’equilibrio dinamico stabile nella stazione eretta e l’equilibrio dinamico instabile durante la locomozione (che consente la trasformazione dell’energia potenziale in energia cinetica). Ciò avviene soprattutto grazie a un servizio informativo (esterocettori cutanei e propriocettori) talmente preciso e tempestivo con interventi energeticamente economici (non rilevabili elettromiograficamente) da parte di muscoli con prevalenza di fibre rosse. Si tril privilegio di adattarsi alle più svariate condizioni ambientali.atta della manifestazione informativa più importante in quanto fornisce all’uomo

Il piede, nel suo ruolo di “base antigravitaria”, in un primo tempo prende contatto con la superficie di appoggio adattandosi ad essa rilasciandosi, successivamente si irrigidisce, divenendo una leva per “respingere” la superficie stessa. Il piede deve quindi alternare la condizione di rilasciamento con la condizione di irrigidimento. L’alternanza di lassità-rigidità giustifica l’analogia con l’elica a passo variabile. Retropiedee avampiede si dispongono infatti in piani che si intersecano in modo variabile. Nella condizione ideale, il retropiede è disposto verticalmente e l’avampiede orizzontalmente. A piede sotto carico la torsione tra retropiede e avampiede si attenua nel rilassamento (il piede diviene una piattaforma modellabile) e si accentua nell’irrigidimento (il piede diviene una leva).

L’immaginario collettivo: piede cavo o piede piatto!

Biomeccanica del piede - Ortopedia Dr. Mazzucchelli
arco del piede - Ortopedia Dr. Mazzucchelli
Il tibiale posteriore - Ortopedia Dr. Mazzucchelli

Il muscolo Tibiale Posteriore

Origina dalla superficie della tibia al di sotto del muscolo soleo e della membrana interossea, e dalla faccia mediale del perone. Il suo tendine entra nel piede passando tra il malleolo mediale e il calcagno, passando nel retinacolo dei muscoli flessori. Si inserisce con due capi, il capo superficiale sulla tuberosità dell’osso navicolare, il capo profondo sul primo secondo e terzo cuneiforme. È responsabile dell’inversione e della flessione plantare del piede, agisce inoltre sorreggendo l’arcata plantare del piede.

La disposizione ad arco è apparente essendo espressione del grado di avvolgimento dell’elica podalica. Il piede quindi non ha il significato di un arco o volta reale ma apparente, che si alza durante l’avvolgimento e si abbassa durante lo svolgimento dell’elica.

La torsione (avvolgimento) dell’elica podalica è connessa alla rotazione esterna (extrarotazione) dei segmenti sovrapodalici (gamba e femore). L’astragalo ruotando all’esterno solidalmente con le ossa della gamba, sale sul calcagno chiudendo in tal modo l’articolazione medio-tarsica; il retropiede si verticalizza. L’avampiede aderente tenacemente al suolo reagisce alle forze torcenti applicate sul retropiede; il piede è quindi irrigidito.
Occorre tener presente che in biomeccanica sono presenti numerosi meccanismi elicoidali in quanto, fungendo come piani inclinati, consentono di agire con sforzi minimi su rilevanti resistenze.

I componenti dell’ elica (tacco-Vdito-Idito)

Funzionalmente e strutturalmente è possibile suddividere il piede in:
– retropiedeformato da astragalo e calcagno. Dispositivo centrale del controllo biomeccanico della gravità;
– avampiedeformato da scafoide, cuboide, 3 cuneiformi (definiti anche mesopiede, tarso con il retropiede), 5 raggi metatarsali (metatarso) e le falangi delle 5 dita; funge da “adattatore e reattore”.

IL retropiede

Il retropiede - Ortopedia Dr. Mazzucchelli

Il complesso articolare peri-astragalico (retropiede) è composto da:

  1. articolazione tibio-peroneo-astragalica;
  2. articolazione sotto-astragalica posteriore (astragalo-calcaneare)
  3.  articolazione sotto-astragalica anteriore (astragalo-scafoidea)
  4. articolazione medio-tarsica o di Chopart (astragalo-scafoidea + calcaneo-cuboidea)

NB: L’astragalo è l’unico osso che non presenta inserzioni muscolari e che si muove a seguito delle forze trasmesse dalle ossa adiacenti.

Avampiede e articolazione di Chopart

L’articolazione medio-tarsica o di Chopartè costituita dalle due articolazione astragalo-scafoidea e calcaneo-cuboidea. Essa è la sede di separazione tra retropiede e avampiede nonchè il luogo dove converge il contrasto retro-avampodalico durante l’elicazione del piede. Da questa articolazione l’azione procede chiamando in causa le articolazioni distaliossia dell’avampiede.
L’avampiede assume il significato, oltre che di “adattatore” alla superficie di appoggio (fase di rilasciamento), di “reattore” in quanto sede di applicazione della reazione al suolo ossia della spinta propulsiva che nell’arco dell’irrigidimento migra in direzione calcaneo-digitale; le sue articolazioni sono:

– articolazione tarso-metatarsale (di Lisfranc)

– articolazioni metatarso-falangee

– articolazioni falangee

L’intervento dell’articolazione tarso-metatarsale o articolazione di Lisfrancnella meccanica podalica determina il comportamento del ventaglio costituito dai metatarsi. Nell’articolazione di Lisfranc si definisce l’adattamento dell’avampiede alla superficie di appoggio, per via delle sollecitazioni di quest’ultima sulle teste metatarsali.
Le articolazioni metatarso-falengee, tramite la flessione dorsale delle dita, avviano il meccanismo dell’arganonel periodo ultimo e definitivo dell’irrigidimento podalico (propulsione), durante la deambulazione. L’estensione dorsale delle dita tende la aponeurosi plantare (immagine) realizzando il grado estremo di irrigidimento; L’avvolgimento delle singole digitazioni dell’aponeurosi plantare attorno al capitello del relativo metatarso realizza una condizione meccanica simile a un argano (elica –> leva –> argano). Nella fase di rilasciamento, al contrario, le dita si adagiano e ampliano la superficie di appoggio e l’aponeurosi plantare è detesa.

Considerazioni finali

La disposizione ad arco è in realtà apparente essendo espressione del grado di avvolgimento dell’elica podalica. Il piede quindi non ha il significato di un arco o volta reale ma apparente, che si alza durante l’avvolgimento e si abbassa durante lo svolgimento dell’elica. E’ errore comune non considerare il piede come un organo di senso, ossia porta di ingresso e filtro degli stimoli ambientali.

Le anomalie strutturali del piede non solo rendono precaria la risposta motoria (ovvero l’avvolgimento dell’elica) ma sono anche ragione di ostacolo alla ricezione corretta della stimolazione ambientale. La ricettività dei recettori gravitari, presenti in gran numero nei muscoli e nelle formazioni articolari e aponeurotichedel piede (immagine), risulta alterata essendo anomali la disposizione e la condizione circolatoria dei tessuti che li ospitano. I legamenti(legamento deltoideo, legamento calcaneo-scafoideo plantare, legamento interosseo ecc.) e le formazioni muscolo-tendinee (nel piede piatto ovvero nel difetto di avvolgimento dell’elica podalica, in particolare, il tibiale posteriore, il flessore lungo dell’alluce e il flessore lungo delle dita, essendo strutture che controllano la pronazione), infatti, sono sollecitati da tensioni abnormi. Come conseguenza di ciò, il circuito di controllo della gravità risulta almeno parzialmente occluso.

Risulta chiaro che un appoggio non corretto può far sentire le conseguenze a caviglia, ginocchio, anca, tutta la colonna vertebrale, fino a interessare il posizionamento del cranio e quindi il apparato occlusale(stomatognatico) e visivo.

Dr. Mazzucchelli Luca

Fisioterapista e Tecnico della Riabilitazione

Lo studio della postura attraverso l’esame baropodometrico e stabilometrico per la realizzazione dei plantari su misura può essere di grande aiuto per risolvere tali problematiche.

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