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c a p í t u l o

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BIOMECÁNICA DEL PIE

El pie representa un puzzle perfecto, en el que no es posible modificar o aislar cualquiera de sus partes sin influir directamente sobre el resto.

Podríamos considerarlo como un servoamortiguador, dotado de la resistencia suficiente para mantenernos y propulsarnos vigorosamente, pero con la elasticidad adecuada para que el movimiento resulte suave y progresivo. Consistencia que le confieren sus partes óseas, elasticidad que le proporcionan sus articulaciones y componentes fibroelásticos y vigorosidad de que le dotan sus potentes músculos y tendones.

En la fase de apoyo de talón, su esquema mecánico sería de columna, en el momento estático se comportaría como una hemibóveda y en el dinámico sería el equivalente a una palanca, que, haciendo apoyo sobre la porción metatarsodigital, debe desplazar un peso que gravita sobre el astrágalo.

Apoyo talón: columna Fase media=bóveda Momento impulso: palanca

Así, funcionalmente, el fulcro lo constituye una unidad: el antepié, pero mecánicamente lo forman cinco metatarsianos, dos sesamoideos y 13 ó 14 huesos más pequeños representados por las falanges.

Observando la forma y disposición de las estructuras del pie, tanto duras como fibroelásticas, así como de los planos de movimiento articular, y teniendo en cuenta que la forma final es el resultado de la acción y coexistencia de unos factores genéticos sometidos a unas leyes físicas de crecimiento y desarrollo, debiendo cada elemento cumplir unas exigencias mecánicas con un margen de garantía, podemos observar que:

1. En la disposición ósea espacial del pie no existen dos huesos situados en el mismo eje vertical. De esta forma se evita la compresión directa, se gana resistencia y elasticidad y se generan desequilibrios secuenciados que producen movimientos económicos.

2. Los dos huesos de mayor tamaño del pie representan la única estructura vertical y son los más posteriores, por lo que soportan en primera instancia más compresión.

3. El sistema del calcáneo finaliza en dos vectores divergentes de longitud creciente de afuera hacia adentro.

La doble desalineación en un plano vertical y anterior genera un momento de amortiguación y aumenta la resistencia mecánica del retropié

El doble desequilibrio posterior hace que el apoyo del antepié se realice desde atrás hacia adelante y desde afuera hacia adentro

Detalle de la situación de los dos huesos posteriores

Constituye por tanto un arco con poca altura, poco movimiento, pocos músculos y grandes ligamentos, y está sometido a más carga: será, pues, un arco de resistencia.

El calcáneo tiene relación distal tan sólo con el cuboides, y a partir de éste con los segmentos cuarto y quinto. Además recibe carga en sentido vertical desde el astrágalo y la transmite verticalmente hacia el suelo en un plano más externo y posterior, y anteriormente sobre el cuboides. Por tanto, este hueso recibe una gran carga vertical o de compresión que es capaz de absorber a base de desequilibrarse en sentido anterior y lateromedial. Como hemos observado, el calcáneo, al ser comprimido sobre el suelo, cae en sentido anterointerno y esa inercia la transmite al cuboides a través de una articulación en forma de silla de montar, “arrastrándolo” en su caída y propiciando un movimiento hacia la pronación. El momento de giro que produce en el cuboides se aprovecha para empujar lateralmente las cuñas y el escafoides y anteriormente los metatarsianos quinto y sobre todo cuarto, el cual, al tener menor movimiento, se convierte en el elemento anterior más fijo del arco de carga o externo, de ahí que resulte afectado más fácilmente por una sobrecarga que el quinto, que, por su parte, además de ser más móvil, está discretamente apoyado por su apófisis estiloides, donde las inserciones de los peroneos anterior y corto “vigilan” y contribuyen a que el momento de inercia sea siempre anterointerno, contribuyendo así a la estabilidad del pie.

El calcáneo se apoya anteriormente sobre el cuboides, y éste sobre el quinto y cuarto metatarsianos, formando un arco de resistencia o carga

4. El sistema astragalino finaliza en tres vectores divergentes de atrás hacia adelante, de los que el más fijo es el central y el más móvil es el más periférico. Como ocurría con el arco calcáneo, en el astragalino la onda de choque es fragmentada en cada articulación y cada hueso la transmite sobre el siguiente, cada vez más reducida. Es importante observar en esta reconducción de fuerzas la misión del escafoides, cuya forma ovalada ayuda a diversificar más la presión, repartiéndola hacia las cuñas a través de articulaciones artrodiales.

La concavidad posterior del escafoides hace que la presión ejercida por el astrágalo en el momento de apoyo sobre el suelo no se transmita al mismo tiempo sobre los segmentos metatarsocuneales, sino de forma secuencial con un movimiento de barrido interno

El astrágalo se relaciona anteriormente con los segmentos metatarsodigitales primero, segundo y tercero a través del escafoides y de las cuñas. Cuando recibe el peso del cuerpo a través de la tibia, lo dispersa hacia el calcáneo en sentido plantar y hacia el escafoides en sentido anterior. La transmisión de carga en sentido vertical es interna en relación con el cuerpo del calcáneo, al estar parcialmente apoyado en un “voladizo” representado por el sustentáculo del astrágalo (sustentaculum tali). Igualmente, la carga anterior se realiza en un “barrido” gracias a la divergencia interna del cuello astragalino en relación con el cuerpo, estando la polea orientada hacia el segundo metatarsiano, y el cuello hacia el primero. Por tanto, la magnitud de la carga recibida es dispersada en dos componentes.

El astrágalo no resulta comprimido con el peso del cuerpo porque se desequilibra hacia adelante, abajo y adentro, transmitiendo carga hacia el calcáneo y en forma de barrido a la cara cóncava del escafoides

Esto hace que, al ser comprimido por el peso, tenga un doble desequilibrio: plantar y anterior, ejerciendo un cabeceo al “resbalar” sobre el escafoides, que finalmente es mantenido por el ligamento calcaneoescafoideo plantar, situado en forma de hamaca. Si este ligamento fuese un elemento rígido, se fragmentaría con la presión recibida en cada apoyo.

La cabeza del astrágalo se encuentra en forma de “voladizo”, apoyada sobre el escafoides y soportada por el ligamento calcaneoescafoideo plantar, formando un arco de amortiguación

El ángulo de divergencia del cuello astragalino y el choque de su cabeza sobre una articulación ovalada, la cara cóncava del escafoides, también hacen que la presión se transmita sobre las cuñas de forma secuencial hacia el borde interno del pie, con lo que la presión transmitida a la siguiente fila ósea a través de la articulación de Lisfranc resulta fragmentada. Gracias a ello y a formar una estructura aérea, no soportada plantarmente, las cuñas, a pesar de su menor tamaño y su menor movimiento entre sí, pueden soportar la carga con garantía mecánica y a la vez transmitirla hacia los metatarsianos.

El desequilibrio del astrágalo y del calcáneo es transmitido a la siguiente línea ósea en sentido medial a través de lo que sería la parte aérea de la bóveda

Anteriormente, la articulacion de Lisfranc forma un perímetro irregular, al estar el segundo cuneiforme atrasado respecto al primero y el tercero, constituyendo así una mortaja que sirve de anclaje al segundo metatarsiano, circunstancia por la que es el más fijo de los cinco. Esta disposición plural y compleja posibilita los movientos helicoidales de supinación y pronación del antepié con varo-valgo del retropié, a la vez que da una gran estabilidad al segundo metatarsiano, que servirá de ayuda a la elasticidad del primero.

Podríamos decir que a través de las articulaciones mediotarsianas se direcciona, estabiliza y orienta el antepié tanto en el momento de apoyo sobre el suelo como en el de despegue, por lo que sus desequilibrios o limitaciones funcionales exigirán mecanismos compensatorios a otro nivel, siendo siempre en forma de torsión o rotación.

La articulación de Lisfranc orienta al antepié en su apoyo sobre el suelo

La estabilidad de la art. mediotarsiana garantiza el equilibrio del retropié

5. Los huesos del mediopié, de menor tamaño y más numerosos, están relacionados tanto en sentido anteroposterior como lateral y son cuadrangulares, unidos por articulaciones planas, y por tanto más preparados para soportar momentos torsionales. Es importante observar que el componente lateral de presión debe ser muy amortiguado, por lo que el arco interno del pie concentra el mayor número de inserciones musculares y tiene más movilidad. Una estructura rígida no podría absorber la presión y se lesionaría.

El arco interno garantiza su resistencia gracias a la elasticidad de sus estructuras y refuerzos musculares

6. Los componentes del metatarso forman segmentos arciformes radiales, sin relación transversa, excepto en la parte proximal, y ganan movilidad lateral a partir del más largo y alto, el segundo metatarsiano, formando por tanto sistemas de trabajo tipo palanca.

Los metatarsianos se organizan anteriormente en estructuras arciformes radiales independientes

Esta interpretación de la disposición ósea nos permite hablar de dos partes o sistemas diferenciados en el pie: uno externo o de carga (calcáneo-cuboides, cuarto y quinto metatarsianos) y otro interno o de impulso y amortiguación (astrágalo, escafoides, cuñas y los tres primeros metatarsianos).

El externo sería un arco de más resistencia pasiva, por lo que en dinámica actúa antes, es decir, a través de él depositamos el pie en el suelo al final de la fase aérea, mientras que el interno podría absorber mejor torsiones al ser más articulado, móvil y musculado, por lo que tiene más protagonismo en la amortiguación y el impulso.

El arco externo absorbe en primer lugar la carga vertical (resistencia) y el interno la amortigua

Si aplicamos estos conceptos arquitectónicos simples al estudio ralentizado de la marcha, resulta además evidente o al menos lógico pensar que el retropié está preparado para un trabajo de resistencia y fuerzas verticales, y el mediopié, para fuerzas de compresión, como cúspide de la bóveda, o de transmisión ante-roposterior y lateromedial durante el apoyo del antepié, que tendría una misión más de adaptación e impulso, a la vez que sus integrantes, al ganar altura desde fuera hacia adentro, y carecer de relación vertical, hacen posible la transmisión de movimientos helicoidales por deslizamiento de los unos sobre los otros.

Ahí desempeña un papel importante la disposición de las cuñas, que transversalmente forman un arco a partir del cuboides.

Los cuneiformes formarían una bóveda “sostenida”

Por tanto, el antepié estaría preparado para transmitir fuerzas en sentido anterior con movimiento cónico radial en el plano transversal a partir de la base del segundo metatarsiano como elemento más fijo y gracias a los movimientos de la art. mediotarsiana permitiría la adaptación a planos con inclinación lateral o anteroposterior, por lo que cabe decir que, en conjunto, la paleta metatarsiana es direccionada desde dicha articulación a modo de adaptador móvil.

Esta disposición ósea es básica desde el momento en que, si todos los huesos estuviesen relacionados en sentido vertical, el pie carecería de estabilidad lateral y de amortiguación o requeriría una base muy amplia. La combinación simultánea en los tres planos del espacio hace posible la resistencia, diversidad y complejidad de sus movimientos.