Biomecánica – Anatomía de la rodilla (página 2)

   · Ligamento cruzado posterior: Nace del
área intercondilea posterior de la tibia, posteriormente a
las inserciones de los meniscos lateral y medial. Sus inserciones
se prolongan inferoposteriomente en la parte superior de la
depresión vertical, que es
continuación del área intercondilea posterior.
Desde ese punto, el ligamento se dirige superior, anterior y
medialmenbte, y termina, siguiendo una línea de
inserciño horizontal, en la parte anterior de la cara
intercondilea o medial del cóndilo medial del fémur
y en el fondo de la fosa intercondilea.

Biomecánica de la Rodilla

La articulación de la rodilla puede permanecer estable
cuando es sometida  rápidamente a cambios de carga
durante la actividad, lo cual se conoce como estabilidad dinámica de la rodilla
 y   es  el
resultado de la integración de la geometría
articular, restricciones de los tejidos blandos y
cargas aplicadas a la articulación a través de la
acción
muscular y el punto de apoyo que sostiene el peso.

La arquitectura
ósea de la rodilla suministra una pequeña
estabilidad a la articulación,  debido a la
incongruencia de los cóndilos tibiales y femorales; sin
embargo, la forma, orientación y propiedades funcionales
de los meniscos mejora la congruencia de la articulación y
puede suministrar alguna estabilidad, que es mínima
considerando los grandes pesos trasmitidos a través de la
articulación. La orientación y propiedades materiales de
los ligamentos, cápsula y tejidos musculotendinosos de la
rodilla contribuyen significativamente a su
estabilidad. 

Los ligamentos de la rodilla guían los segmentos
esqueléticos adyacentes durante los movimientos
articulares y las restricciones primarias para la
traslación de la rodilla durante la carga pasiva. Las
restricciones de fibras de cada ligamento varía en
dependencia del ángulo de la articulación y el
plano en el cual la rodilla es cargada. La estabilidad de la
rodilla está asegurada por los ligamentos cruzados
anterior y posterior y los colaterales interno (tibial) y externo
(peroneo). El ligamento cruzado anterior (LCA) tiene la función de
evitar el desplazamiento hacia delante de la tibia respecto al
fémur; el cruzado posterior (LCP) evita el desplazamiento
hacia detrás de la tibia en relación con el
fémur, que a 90º de flexión se verticaliza y
tensa y por ello es el responsable del deslizamiento hacia
atrás de los cóndilos femorales sobre los platillos
tibiales en el momento de la flexión, lo cual proporciona
estabilidad en los movimientos de extensión y
flexión.

Los ligamentos laterales brindan una estabilidad adicional a
la rodilla; así, el colateral externo o peroneo (LLE),
situado en el exterior de la rodilla,   impide que esta
se desvíe hacia adentro, mientras que el colateral interno
o tibial (LLI) se sitúa en el interior de la
articulación, de forma que  impide la
desviación hacia afuera, y su estabilidad depende
prácticamente de los ligamentos y los músculos asociados.

Consecuentemente, en la mayoría de los casos hay muchos
ligamentos que contribuyen sinergísticamente a la
estabilidad dinámica de la rodilla; mientras que los
esfuerzos combinados de ligamentos y otros tejidos blandos
suministran a la rodilla buena estabilidad en condiciones cuando
las cargas aplicadas a la articulación son moderadas, la
tensión aplicada a estos tejidos durante alguna actividad
agresiva (detener o cambiar con rapidez la dirección en ciertos deportes) suele exceder a su 
fuerza. Por
esta razón se requieren fuerzas estabilizadoras
adicionales para mantener la rodilla en una posición donde
la tensión en los ligamentos permanezca dentro de un rango
seguro. Las
fuerzas compresivas de la rodilla, resultantes del soporte del
peso del cuerpo y las cargas aplicadas a los segmentos
articulares por actividad muscular, suministran estas fuerzas
estabilizadoras.

La articulación de la rodilla realiza fundamentalmente
movimientos en 2 planos perpendiculares entre sí:
flexoextensión en el plano sagital (eje frontal) y
rotación interna y externa  en el plano frontal (eje
vertical).

Para los movimientos debe tenerse  en cuenta que el
espesor y volumen de un
ligamento son directamente proporcionales a su resistencia e
inversamente proporcionales a sus posibilidades de
distensión.

1.  Movimientos de flexión y extensión: Se
realizan  alrededor de un eje frontal, bicondíleo,
que pasa los epicóndilos femorales.

La cara posterior de la pierna se aproxima a la cara posterior
del muslo en el curso de la flexión, pero sucede lo
contrario durante  el  movimiento de
extensión.

A partir de la posición 0º (posición de
reposo: cuando el muslo y la pierna   se prolongan
entre sí en línea recta, formando un ángulo
de 180º), la flexión de la pierna alcanza por
término medio 130º; pero el límite
máximo de la amplitud de ese movimiento no es este, pues
tomando el pie con una mano puede ampliarse.

La flexoextensión de la rodilla resulta de la suma de 2
movimientos parciales que ejecutan los cóndilos femorales:
un movimiento de rodado, similar al que realizan las ruedas de un
vehículo sobre el suelo y un
movimiento de deslizamiento de aquellos sobre las cavidades
glenoideas; este último de mayor amplitud que el
primero.

El movimiento de rotación o rodado tiene lugar en la
cámara femoromeniscal; y la fase de deslizamiento, en
la  meniscotibial.

En los movimientos de flexiónextensión, la
rótula se desplaza en un plano sagital. A partir de su
posición de extensión, retrocede y se desplaza a lo
largo de un arco de circunferencia, cuyo centro está
situado a nivel de la tuberosidad anterior de la tibia y cuyo
radio es igual
a la longitud del ligamento rotulando. Al mismo tiempo, se
inclina alrededor de 35º sobre sí misma, de tal
manera que su cara posterior, que miraba hacia atrás, en
la flexión máxima está orientada hacia
atrás y abajo; por tanto, experimenta un movimiento de
traslación circunferencial con respecto a la tibia.

Limitantes de la flexión: 

 a)  Distensión de los músculos
extensores (cuádriceps crural); b) por la masa de los
músculos flexores en el hueco poplíteo; y c) El
segmento posterior de los meniscos.

Limitantes de la extensión:

a) Distensión de los músculos flexores; b) el
segmento anterior de ambos meniscos; c) la distensión de
la parte posterior del manguito capsuloligamentoso; d) los 2
ligamentos laterales, que al estar situados por detrás del
eje de movimientos, se ponen cada vez más tensos a medida
que el movimiento de extensión progresa.

En la fase de postura, la flexión de la rodilla 
funciona como un amortiguador para ayudar en la aceptación
del peso.

La función de  los ligamentos cruzados en la
limitación de los movimientos angulares de la rodilla
varía, según la opinión de los diferentes
autores.

2.  Movimientos de rotación de la rodilla:
Consisten en la libre rotación de la pierna, o sea, en que
tanto la tibia como el peroné giran alrededor del eje
longitudinal o vertical de la primera, en sentido externo o
interno.

La rodilla  puede realizar solamente   estos
movimientos de rotación cuando se encuentra en
posición de semiflexión, pues se producen  en
la cámara distal de la articulación y consisten en
un movimiento rotatorio de las tuberosidades de la tibia, por
debajo del conjunto meniscos-cóndilos femorales.

En la extensión completa de la articulación, los
movimientos de rotación no pueden realizarse porque lo
impide la gran tensión que adquieren los ligamentos
laterales y cruzados.

La máxima movilidad rotatoria activa de la pierna se
consigue con  la rodilla en semiflexión de 90º.
La rotación externa es siempre más amplia que
la  interna (4 veces mayor, aproximadamente).

En la rotación interna, el fémur gira en
rotación externa con respecto a la tibia y arrastra la
rótula hacia afuera: el ligamento rotuliano se hace
oblicuo hacia abajo y adentro. En la rotación externa
sucede lo contrario: el fémur lleva la rótula hacia
adentro, de manera que el ligamento rotuliano queda oblicuo hacia
abajo y afuera, pero más oblicuo hacia fuera que en
posición de rotación indiferente.

La capacidad de rotación de la articulación de
la rodilla confiere a la marcha humana mayor poder de
adaptación a las desigualdades del terreno y, por
consiguiente, mayor seguridad. 
Los movimientos de rotación desempeñan 
también una función  importante en la
flexión de las rodillas, cuando se pasa de la
posición de pie a la de cuclillas. La capacidad de
rotación de  la rodilla permite otros muchos
movimientos, por ejemplo: cambiar la dirección de la
marcha, girar sobre sí mismo, trepar por el tronco de un
árbol y tomar objetos entre las plantas de los
pies.

Por último, existe una rotación axial llamada
"automática", porque va unida a los movimientos de
flexoextensión de manera involuntaria e inevitable. Cuando
la rodilla se extiende, el pie se mueve en rotación
externa; a la inversa, al flexionar la rodilla, la pierna gira en
rotación interna. En los movimientos de rotación
axial, los desplazamientos de la rótula en relación
con la tibia tienen lugar en un plano frontal; en posición
de rotación indiferente, la dirección del ligamento
rotuliano es ligeramente oblicua hacia abajo y afuera.

Los 2 ligamentos cruzados limitan el movimiento de
rotación interna, que aumentan su cruzamiento, y deshacen
este último  cuando la pierna rota internamente, por
lo que no pueden restringir  este movimiento de manera
alguna. El movimiento de rotación externa es limitado por
el ligamento lateral externo, que se tuerce sobre sí
mismo, y por el tono del músculo poplíteo.

Al igual que sucede en los movimientos de
flexoextensión, los meniscos también se desplazan
en el curso de los movimientos rotatorios de la pierna;
desplazamientos en los cuales reside la causa de su gran
vulnerabilidad.

Las lesiones meniscales solamente se pueden producir,
según esto, en el curso de los movimientos articulares, y
no cuando la rodilla se encuentra bloqueada en
extensión.

Combinaciones incoordinadas de los movimientos de
rotación (sobre todo la interna), que hunden el menisco en
el ángulo condilotibial, punzándole, con los de
flexión y extensión, son causantes  de tales
lesiones meniscales.

Hay autores  que describen otras 2 clases de movimientos
en la rodilla:

3. Movimientos de abducción y
adducción:   Son más conocidos en
semiología con el nombre de movimientos de
inclinación lateral y corresponden realmente más a
un juego
mecánico de conjunto, que a una función que posea
una utilidad
definida.  En la posición de extensión, y
fuera de todo proceso
patológico, son prácticamente inexistentes. Su
amplitud es del orden de 2 a 3º y obedecen  a uno de
los caracteres del cartílago articular, que es el de ser
compresible y elástico.

4. Movimientos de la rótula: Generalmente se
considera que los movimientos de la rótula no
influyen  en  los  de la rodilla.  La patela
sufre un ascenso en la extensión y desciende en la
flexión.

Desplazamientos en la articulación
femororrotuliana

El movimiento normal de la rótula sobre el fémur
durante la flexión es una traslación vertical a lo
largo de la garganta de la tróclea y hasta la escotadura
intercondílea. El desplazamiento de la rótula
equivale al doble de su longitud (8 cm) y lo efectúa
mientras gira en torno a un eje
transversal; en efecto, su cara posterior, dirigida directamente
hacia atrás en posición de extensión, se
orienta hacia arriba cuando la rótula, al final de su
recorrido, se aplica en la flexión extrema, debajo de los
cóndilos, por lo cual  se trata de una
traslación circunferencial.

Desplazamientos de la rótula sobre la tibia

Es posible  imaginarse la rótula incorporada a la
tibia para formar un olécranon como en el codo; 
disposición que al impedir  todo movimiento de la
rótula en relación con la tibia, limitaría
de modo notable su movilidad e inhibiría  incluso
cualquier movimiento de rotación axial.

La  rótula efectúa 2 clases de movimientos
con respecto a la tibia, según se considere la
flexión-extensión o la rotación axial.

Las fuerzas que actúan sobre la rodilla durante la
marcha son: el peso del cuerpo, equilibrado con la fuerza de
reacción del suelo y las contracciones de los grupos
musculares, que originan  un movimiento entre los elementos
articulares mediante el desplazamiento de las superficies
articulares entre sí, producido por el par de fuerzas
generado por el peso del cuerpo y las contracciones musculares.
La fuerza resultante que cierra y equilibra al sistema que
actúa sobre la articulación, sin producir
movimiento, es la fuerza de reacción articular que
comprime las superficies articulares entre sí.

Durante las actividades del miembro inferior se generan 
fuerzas en la rodilla: una de ellas en la articulación
femororrotuliana y otra en la femorotibial, que a su vez puede
descomponerse en un componente en el compartimento medial y otro
en el lateral. Dichas fuerzas son las causantes  del
daño
progresivo de las superficies articulares, al ir lesionando la
estructura del
cartílago con sus componentes de compresión,
fundamentalmente, y de cizallamiento; este último se
desprecia en los estudios biomecánicos, por ser
prácticamente inexistente, debido al bajísimo
coeficiente de fricción cartílago-cartílago
que obedece,  por un lado, a las propiedades
viscoelásticas de este y, por otro, a la
lubricación proporcionada por el líquido
sinovial.

La articulación femorotibial (FT) posee un movimiento
tridimensional y, por tanto, 3 componentes de giro:
angulación varovalgo (plano frontal, eje anteroposterior),
rotación (plano transversal, eje vertical) y
flexoextensión (plano sagital, eje transversal).
También tiene 3 componentes de desplazamiento:
mediolateral, anteroposterior y
compresión-separación, de los cuales solo  es
trascendente el segundo  en un mecanismo combinado con el
rodamiento de los cóndilos femorales sobre la tibia,
guiado por el ligamento cruzado posterior, que predomina en los
primeros grados de flexión y el desplazamiento al final de
esta. El desplazamiento mediolateral resulta mínimo,
atribuible a la congruencia articular proporcionada por los
meniscos y las partes blandas (ligamentos y contracción
muscular).

El movimiento de rotación suele ser  generalmente
automático e involuntario y de un orden de magnitud poco
importante (nulo en extensión completa, con máximo
de 10 a 90° de flexión); así pues, el
movimiento principal es el de flexoextensión.

Conviene señalar que el grado de flexión de la
rodilla en un ciclo de marcha, varía a lo largo de dicho
ciclo, pero nunca logrará estar  completamente
extendida. Este movimiento de flexoextensión funciona como
un helicoide y no como una bisagra simple, pues existe una
combinación de flexoextensión con rotaciones,
debida a la mayor dimensión proximodistal del
cóndilo medial respecto al lateral.

Asimismo, para el movimiento de flexión, el
deslizamiento anteroposterior femorotibial aumenta la potencia del
aparato extensor hasta en  30 %, al obtener un momento
mecánico más favorable.

Por el mecanismo de rotación automática descrito
anteriormente sucede el fenómeno conocido como
autoatornillamiento, que produce el bloqueo femorotibial en
extensión completa y aumenta la estabilidad articular,
entre otras situaciones, en el instante del apoyo del
talón en la marcha. Dicho mecanismo tiene lugar mediante
la rotación externa progresiva, con la extensión de
la rodilla en fase de balanceo, y provoca el bloqueo
progresivo  en los últimos 15° de
extensión.

El centro instantáneo de rotación de la
articulación FT para la flexoextensión se
encuentra, en condiciones normales, en el fémur,
aproximadamente en la inserción de los ligamentos
colaterales en la perpendicular al punto de contacto y va
desplazándose dorsalmente con la flexión, en una
línea curva suave de concavidad craneal;  tal
desplazamiento es explicable, entre otros factores, por el
deslizamiento femoral sobre la tibia durante la flexión. A
causa de esta variación, los diferentes grupos musculares
van variando su momento en un sentido que favorece su funcionalismo.

Conclusión

La rodilla constituye  uno de los elementos más
complejos del cuerpo humano,
debido a su diseño.  Esencialmente es una
articulación dotada de un solo sentido de libertad de
movimiento: la  flexión-extensión; pero
de  manera accesoria posee un segundo sentido de libertad:
la rotación sobre el eje longitudinal de la pierna, que
solo aparece cuando la rodilla está flexionada.

Con todo lo anterior, la rodilla consigue sus 2 objetivos
básicos: amplia libertad de movimientos y total
estabilidad, sobre todo en extensión completa;
posición en la que  soporta grandes presiones,
debidas al peso del cuerpo y  la longitud de los brazos de
palanca.

Alcanza una gran movilidad a partir de cierto ángulo de
flexión, muy necesaria en la carrera y para orientar
óptimamente el pie en relación con las
irregularidades del terreno.

Autora

Duran Sarmiento, Maria J.

Docente: Dacio Casanova

San Cristobal, Junio de 2008

República Bolivariana de Venezuela

Colegio Nacional de Técnicos en Traumatología y
Ortopedia

Seccional Táchira