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