Biomecanica articular del pie

En anatomía, el pie es una estructura biológica utilizada para la locomoción que se encuentra en muchos animales. Sus características varían de un animal a otro. Muchos vertebrados que tienen piernas también poseen pies situados en su extremo inferior.

Para estos animales, el pie es una compleja estructura de huesos, músculos y otros tejidos conectivos.

El ser humano usa sus piernas y pies para la locomoción bípeda. Las estructuras del pie y la mano humanas son variaciones en la anatomía de los mismos cinco dígitos, en común con muchos otros vertebrados, y una de las dos estructuras de huesos más complejas del cuerpo.

El pie está dividido en tres partes:

                   Tarso 7 huesos.

                   Metatarso 5 huesos.

                   Falanges 14 huesos.

El podólogo es el especialista del pie. Es el encargado de la recepción, atención y administración de medicamentos hacia el paciente afectado de alguna patología en esta zona del cuerpo.

Huesos que lo forman

                               Tarso (7 huesos):

                   Calcáneo

                   Astrágalo

                   Escafoides o Navicular

                  Cuboides

                   Cuñas (x3)

                               Metatarsos (x5)

                               Falanges

                   Falange proximal o falange (x5)

                   Falange media o falangina (x5)

                   Falange distal o falangeta (x4; el dedo gordo sólo tiene 2 falanges)

Tipos de pies en el ser humano

Se distinguen tres tipos:

                   Pie griego.- Así llamado porque se observa en las estatuas de la época clásica: el segundo dedo es el más largo después del dedo gordo, y el tercero prácticamente mide lo mismo, y el cuarto y el quinto dedos son más pequeños. En este tipo de pie las cargas se distribuyen mejor sobre la parte delantera del pie.

                   Pie polinesio o cuadrado.- Como el que se observa en los cuadros de Gauguin: los dedos son casi todos iguales y están a la misma altura.

                   Pie egipcio.- Visible en las estatuas de los faraones: el dedo gordo es el más largo y los otros le siguen por tamaño y orden decrecientes. Es el tipo de pie más expuesto, ya que se sobrecarga más con el calzado y predispone a juanetes (hallux valgus) y a la artrosis metatarso-falángicas (hallux rígidus).

Tipo de articulación

Artrodias: movimientos de deslizamiento pequeños.- Ligamentos: tiene la función de aguantar el peso del cuerpo, por tanto mantienen la bóveda del pie.- Entre ellos podemos encontrar: Ligamento calcáneo-navicular plantar | Ligamento calcáneo-cuboideo o plantar corto | Ligamento plantar largo o gran plantar | Ligamento bifurcado

ARTICULACIONES

• Articulación metatarsofalángicas: son condíleas (movimientos de flexión/extensión y abducción/adducción)

• Articulación interfalángica: son trócleas (movimientos de flexión/extensión)

De superficial a profundo encontramos:- Aponeurosis plantar- Músculos del pie- Bóveda plantar-Aponeurosis plantar (tejido similar al de la mano, pero más potente).

• La articulación TIBIO-TARSIANA, está formada por elementos pertenecientes a la pierna (tibia y peroné) y al pie (astrágalo). La tibia y el peroné encierran el astrágalo en lo que suele llamarse la mortaja o pinzaTibia-peronea. Las prominencias óseas de sus extremos dístales se denominan maleolos. La tibia y el peroné están unidos por potentes ligamentos que impiden su separación aunque permiten cierta movilidad pasiva. El astrágalo queda encerrado en estas paredes, la tibia por medial y el maleolo peroneo por lateral, de tal manera que solo se le permite un grado de libertad de movimiento, fexoextensión.

• Articulación astrágalo-calcárea o sub-astragalina.

Se distinguen dos articulaciones: la posterior, la mas grande, que articula ambos cuerpos óseos, la subastragalina anterior, que articula la apósifis anterior del calcáneo sustentaculutali, con el cuello y la cabeza del astrágalo. Entre ambas articulaciones queda un espacio, no articular, llamado seno del tarso. La articulación subastragalina es la primera articulación del pie, formada por el astrágalo por arriba y el calcáneo por debajo. En esta articulación se realiza la pronosupinación del pie. El astrágalo se apoya en dos carillas articulares: la posterior, más amplia y la anterior, que presenta por parte del calcáneo una apófisis por su cara medial. Se denomina sustentaculum tali.

La movilidad de la subastragalina no se realiza en un solo plano. Por el contrario, el movimiento de prono-supinación se ejecuta en tres planos, de tal manera que en la pronación:

a) el astrágalo cabecea sobre el calcáneo b) rota sobre un plano horizontal hacia medial c) y se desliza hacia delante.

Realmente se supone que el astrágalo se encuentra fijo en la mortaja tibio-peronea. Los movimientos de la subastragalina los realiza el calcando. Suelen resumirse en términos náuticos, diciendo que este hueso en la pronación-supinación rola, vira y cabecea.

El eje común de este triple movimiento de la articulación subastragalina, se denomina eje de Henke. Como el escafoides y cuboidesescafoides y cuboides siguen los movimientos de la subastragalina, conjuntamente este eje representa también el eje de movimiento de la articulación de Chopart.

Resumen movimientos articulación subastragalina.

• Articulaciónastrágalo-escafoidea. Esta articulación forma una semicircunferencia prolongada por la cápsula y los ligamentos de refuerzo. La cabeza del astrágalo es un segmento de esfera que se corresponde perfectamente con la concavidad del escafoides.

• Articulacióncalcáneo-cuboidea. Es una articulación plana. Una línea imaginaria que se prolonga por la articulación calcáneo-cuboidea y sigue por la articulación astrágalo-escafoidea, describiendo una doble curva en forma de S muy alargada que se denomina generalmente articulación de Chopart. (limite del retropié con el mediopié).

• Articulación escafo-cuneana. El escafoides articula por delante con la primera, segunda y tercera cuña.

• Articulación cubo-cuneana. Articula el cuboides con el quinto y cuarto metatarsiano, y la tercera cuña.

• Articulación tarso-metatarsiana. La línea imaginaria que resulta de unir las líneas articulares de las articulaciones cuneo-metatarsiana y cuboideo-metatarsiana se denominaarticulación de lisfranc. Es el limite del mediopié con el antepié.

• Articulaciones metatarso-falángicas: Son las articulaciones de cada metatarso con su correspondiente falange. La más importante funcionalmente es la comprendida entre el primer meta y la primera falange del primer dedo. Esta articulación es la mas importante después de la subastragalina. Solo tiene un grado de libertad de movimiento flexo-extensión. La extensión dorsal de la primera falange se realiza pasivamente en el momento de iniciar el despegue del suelo del pie. Debe alcanzar unos 30 o 40 grados. La flexión plantar se realiza por acción de un músculo muy potente. El flexor propio del dedo gordo, fundamentalmente para despegar el pie del suelo (el antepié) durante la marcha y especialmente al andar de puntillas o en la carrera. Esta articulación es asiento frecuente de deformidades (Hallux Valgus) o localización de enfermedades (gota, artrosis) altamente invalidantes.

Las otras articulaciones metatarso-falángicas juegan menos papel en la marcha. Sin embargo también sufren alteraciones mecánicas cuando se produce un desbalance funcional entre el sistema de músculos extensores-flexores(dedos en garra, dedos en martillo) que pueden ser manifestaciones únicas o acompañar a otras alteraciones del pie (pie cavo que acompaña dedos en martillo).

Articulaciones interfalángicas. Próximales entre la primera y segunda falange y dístales entre la segunda y la tercera falange.

Los elementos estructurales del pié al relacionarse entre sí determinan una serie de puntos de referencia, ejes, ángulos, planos arcos o bóvedas etc. Lo más notorio del pié humano es la disposición que tomas los elementos óseos formando arcos o bóvedas solución mecánica arquitectónica de gran eficacia para sostener el peso del cuerpo, tanto en posición estática como en marcha.

Movimientos

Dorsiflexión (Flexión dorsal)

        Movimiento que efectúa la cara dorsal del pie hacia la cara anterior de la tibia; esta acción depende de los músculos extensores del tobillo.

Flexión Plantar

        Movimiento de la planta del pie hacia abajo; se logra por la contracción de los flexores del tobillo.

Abducción

        Movimiento de los dedos del pie hacia afuera

Aducción

        Movimiento de los pies hacia adentro.

Eversión

Movimiento de la planta del pie hacia afuera; el peso carga en el borde interno

Inversión

        Dirigiendo la planta del pie hacia adentro; el peso carga sobre el borde externo

Flexión de los dedos del pie

        Movimiento de los dedos hacia el suelo

Extensión de los dedos del pie

        Movimiento de los dedos hacia arriba

Músculos del pie

Atendiendo a su origen o inserción próximal se denominan intrínsecos y extrínsecos.Son músculos intrínsecos aquellos que tienen origen y terminación (o inserción distal) en el mismo pié.Son músculos extrínsecos los que originan en los huesos de la pierna.

Músculos intrínsecos del pie. Los principales músculos intrínsecos del pie son: a) Lumbricales b) flexor corto del .(primer dedo) flexor corto del dedo gordo c) Flexor corto de los dedos d) Extensor corto de los dedos e) Extensor corto del dedo gordo f) Interóseos(dorsales plantares) g) Abductor del dedo gordo h) Abductor del dedo gordo (dos fascículos) i) Abductor del quinto dedo los músculos intrínsecos son cortos pero algunos muy potentes. Juegan papel muy manutención de la estructura del pie, especialmente en el metatarso y en las falanges. Mucha importante en la patología del antepié y de los dedos se atribuye a un mal funcionamiento de estos músculos.

Músculos extrínsecos del pie. Atendiendo a su función se pueden clasificar:

a) Flexores plantares: trícepsb) Extensores o flexores dorsales: tibial anterior c) Inversores o supinadores: tibial anterior d) Eversores o pronadores: Peroneo Largo y Corto.

Otros músculos desempeñan funciones importantes como complemento de los anteriores:

Músculos intrínsecos del pie. Los principales músculos intrínsecos del pie son:

a) Lumbricalesb) Flexor corto del (primer dedo) flexor corto del dedo gordo c) Flexor corto de los dedos d) Extensor corto de los dedos e) Extensor corto del dedo gordo f)  Interóseos(dorsales plantares) g) Abductor del dedo gordo h) Abductor del dedo gordo (dos fascículos) i) Abductor del quinto dedolos músculos intrínsecos son cortos pero algunos muy potentes. Juegan papel muy mantención de la estructura del pie, especialmente en el metatarso y en las falanges. Mucha importante en la patología del antepié y de los dedos se atribuye a un mal funcionamiento de estos músculos.

Ligamentos del pie

Los ligamentos son estructuras fibroelásticas muy resistentes que refuerzan las cápsulas articulares, permitiendo una optima congruencia de los huesos en la articulación durante la carga o sobre-esfuerzo del pie. Juegan un papel fundamental en la mantención de los arcos o bóvedas plantares.

LOS LIGAMENTOS MAS IMPORTANTES SON:

a) Ligamento Tibio-astragalino (ligamento deltoideo)b) Ligamentos peroneo-astragalino y peroneo-calcáneo. c) Ligamento interóseo calcáneo-astragalinod) Ligamento calcáneo-escafoideo (ligamento "spring" e) Ligamento en Y de Chopartf)  Ligamento de Lisfrancg) Ligamento calcáneo-cuboideo h) Aponeurosis plantar La mortaja o pinza tibio-peronea sólo permite al astrágalo movimientos de flexoestensión (un grado de libertad de movimiento). El ligamento tibio-peroneo es un ligamento muy importante que mantiene unidos la tibia y el peroné.

Arcos y bóveda plantar

Arcos LongitudinalesClacaneo-astragalo-escafoides-primera cuña y primer metatarciano 20ºCalcaneo-astragalo-escafoides-segunda cuña y segundo metatarciano 15ºClacaneo-astraglo-tercera cuña y tercer metatarciano10ºClacaneo-cuboides y cuarto metatarciano 8ºCalcaneo-Cuboides y quinto metatarciano 5º parciamente paralelo al sueloArcos Transversales: son convexos por detrasAstragalo y calcaneoCuboides-Escafoides: ARco mas alto de todosCubiodes y CuñasMetatarsianosArticulación metatarsianaInvercion Calcaneo: Flexion Plantar (extension), Aduccion, SupinacionEscafoides y cuboides: Aduccion, supinacionEversionCalcaneo: Flexion Dorsal (Fexion), Abduccion, PronacionEscafoides y cuboides: Abduccion, Pronacion

Arco plantar Interno:- Piezas óseas: 1º metatarsiano, 1º cuña, escafoides, astrágalo y calcáneo.- Tensores: Musc. tibial posterior, peroneo lateral largo, flexor propio del dedo gordo, aductor del dedo gordo. Arco plantar Externo:- Piezas óseas: 5º metatarsiano, cuboides, calcáneo.- Tensores: Musc. Peroneo lateral corto, peroneo lateral largo y abductor del 5º dedo. - Gran ligamento calcáneo-cuboideo plantarà le da rigidez.- Apófisis mayor del calcáneoà clave de bóveda del arco. Arco plantar Anterior:-Piezas óseas:desde la cabeza del 1º metatarsiano hasta la cabeza del 5º metatarsiano. (Cabeza del 2ºà clave de la bóveda)- Haz transverso del abductor del dedo gordoà le da concavidad al arco.Curva Transversal:Sujeta por tres músculos, sucesivamente de anterior a posterior: Abductor del dedo gordo (haz transv.), peroneo lateral largo (actúa sobre los tres arcos) y las expansiones plantares del tibial posterior.Curva Longitudinal:Controlada por el aductor del dedo gordo, por dentro, y por el abductor del 5º dedo, por fuera.

Es el principal sistema de amortiguación de fuerzas, considerando a la bóveda plantar en su conjunto (tanto los arcos longitudinales, como el arco transversal). La bóveda plantar mantiene su estructura gracias a:

a) El acoplamiento de los hueso entre sí.b) Los ligamentos de unión articulares.c) La acción de los músculos.

BÓVEDA PLANTAR:

La estructura ósea, desprovista de elementos musculares o ligamentosos, se mantienen íntegra, siempre que se preserve la pinza o mortaja tibio-peronea. El segundo elemento de mantención de la bóveda plantar son los ligamentos. Finalmente, cuando el pie es solicitado por fuerzas superiores a la resistencia de los ligamentos, entre acción los grupos musculares, que secundariamente refuerzan la bóveda plantar.

Este triple componente: huesos, ligamentos y músculos, tiene una elasticidad pasiva muy importante durante la fase de apoyo, lo mismo ocurre con el lateral, que llega a planarse completamente en situaciones normales extremas y el arco transversal desaparece normalmente en el apoyo del antepié.

Una vez el pie deja de recibir el apoyo o peso del cuerpo, recupera elásticamente su posición primitiva. Este vaivén, elástico se realiza pasivamente, con escasa participación de la musculatura, es decir con muy poco consumo energético; por lo tanto con poca fatiga y sin dolor, evidencible crónicamente.

Estática del pie 

El pie en reposo soportando el peso del cuerpo distribuye las fuerzas que se ejercen sobre él en tres puntos fundamentales, creando un triángulo que va desde el calcáneo hacia el primer y quinto metatarsiano.

En condiciones normales, estando el calcáneo en el mismo plano que los metas, el peso del cuerpo se distribuye algo más del 50% sobre el talón. Pero cuando el pié se encuentra en un calzado con tacón que eleva el plano del talón, el peso se desplaza proporcionalmente hacia delante según la altura que exista entre el talón y el plano del suelo.

Visto desde arriba y estando los tres puntos del triángulo en el plano del suelo, la distribución de las fuerzas es igualmente:

Esta distribución del peso en los metas cambia durante la marcha. Según la teoría moderna, el segundo, tercero y cuatro metas también participan en la distribución del peso corporal.

Distribución de las fuerzas en el antepié.- Teoría moderna.

Las cabezas de los cinco metatarsianos participan en la distribución del peso que le corresponde a la parte anterior del triángulo del pié. 2/6 de la mitad del peso corporal caen sobre la cabeza del primer meta, y 1/6 sobre cada una de las restantes.

GRADOS DE MOVILIDAD

Flexion del dedo gordo 70 grados

Flexion, 25 grados

Referencias

http://www.apuntesdeanatomia.org/pie.htm#art

http://www.podoortosis.com/a_introduccion/a01e.htm

http://www.podoortosis.com/a_introduccion/a01f.htm

Autor:

Niro Silvana C