Ginocchio: Biomeccanica, Anatomia e Funzioni Articolari Essenziali
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Anatomia e Biomeccanica del Ginocchio
1. Anatomia Articolare
- Articolazioni: Tibio-femorale (bicondiloidea, a troclea) e Patello-femorale.
- Componenti: Capsula articolare, menischi, tessuto connettivo, legamenti e tendini muscolari.
2. Osteocinematica del Ginocchio
2.1. Movimenti Attivi
- Flessione: 140° (tibia sul femore).
- Estensione: 180° (tibia sul femore).
- Rotazione Mediale: Tibia sul femore.
- Rotazione Laterale: Tibia sul femore.
2.2. Posizioni Funzionali
- Posizione di Blocco (Close-Packed Position):
- Patello-femorale: Da 30° a 60° di flessione.
- Tibio-femorale: Piena estensione (180°) o iperestensione (-5°).
- Posizione di Riposo (Loose-Packed Position):
- Patello-femorale: Iperestensione (-5°).
- Tibio-femorale: 10°-20° di flessione.
3. Artrocinematica del Ginocchio
3.1. Movimenti Componenti
- A. Movimento in Estensione con il Piede a Terra (Catena Cinetica Chiusa):
- La rotula scivola superiormente sul femore.
- La tibia scivola anteriormente sul femore.
- Scivolamento Postero-Anteriore (P/A) del condilo mediale; Scivolamento Antero-Posteriore (A/P) del condilo laterale.
- B. Movimento in Flessione con il Piede Sollevato (Catena Cinetica Aperta):
- La rotula scivola caudalmente sul femore.
- La tibia scivola posteriormente sul femore.
- La tibia si inclina anteriormente rispetto al femore, a circa 100° di flessione.
- Scivolamento Antero-Posteriore (A/P) del condilo mediale; Scivolamento Postero-Anteriore (P/A) del condilo laterale.
3.2. Movimenti Accessori (Joint Play)
- Patello-femorale:
- Equilibrio sull'asse trasversale.
- Equilibrio sull'asse longitudinale.
- Scivolamenti laterali e mediali.
- Tibio-femorale:
- Distrazione.
- Inclinazione mediale, laterale.
- Tibio-fibulare:
- Scivolamento anteriore/posteriore.
- Scivolamento laterale/mediale.
- Scivolamento superiore/inferiore.
4. Rotazione Automatica del Ginocchio
- Catena Aperta: Differenza nella lunghezza della superficie di contatto del piatto tibiale.
- Catena Chiusa: Sviluppo diseguale del contorno condilare. Forma della glenoide. Orientamento dei legamenti collaterali.
4.1. Rotazione Automatica: Azione Muscolare
- Catena Aperta:
- Flessione del ginocchio (rotazione interna): Semitendinoso, Semimembranoso, Gracile, Popliteo.
- Estensione del ginocchio (rotazione esterna): Tensore della fascia lata.
- Catena Chiusa:
- Flessione del ginocchio (rotazione esterna): Bicipite femorale.
5. Funzione dei Legamenti Crociati
5.1. Ruolo dei Legamenti Crociati nelle Catene Cinetiche
- Catena Aperta:
- Estensione del ginocchio: LCA: Resiste alla rotazione esterna del ginocchio.
- Flessione del ginocchio: LCP: Resiste alla rotazione interna del ginocchio.
- Catena Chiusa:
- Estensione del ginocchio: LCP: Facilita la rotazione interna del femore.
- Flessione del ginocchio: LCA: Facilita la rotazione esterna del femore.
6. Stabilità Meccanica del Ginocchio
6.1. Stabilità Patello-femorale
- Angolo Q.
- Bordo laterale della troclea.
- Meccanismo del quadricipite.
- Vasto mediale obliquo.
6.2. Funzioni della Rotula
- Aumenta il braccio di leva efficace del quadricipite.
- Fornisce stabilità operativa sotto carico, offrendo una superficie articolare per la troclea all'aumentare dell'angolo di flessione del ginocchio.
- Permette che la forza del quadricipite sia trasmessa durante l'angolo di flessione senza perdita di potenza dovuta all'attrito.
- Fornisce uno scudo osseo per la troclea e i condili con il ginocchio flesso.
- Fornisce un buon aspetto estetico con la flessione del ginocchio, esponendo i condili femorali.
6.3. Stabilità Capsulare
- Stabilità ai movimenti in valgo: Capsula posteriore interna.
- Stabilità ai movimenti in varo: Capsula posteriore esterna.
- Stabilità ai movimenti di rotazione:
- Rotazione interna: Capsula interna e posteriore, legamento crociato anteriore.
- Rotazione esterna: Capsula posteriore esterna.
- Stabilità ai movimenti di estensione: Capsula posteriore interna ed esterna.
- Nota: La capsula posteriore contribuisce alla stabilità in misura 3 volte superiore rispetto ad altre strutture (es. legamenti mediali e superiori).
7. Fattori Meccanici del Movimento Meniscale
7.1. Fattori Attivi
- Catena Aperta:
- Movimento di estensione: Tensione dei legamenti menisco-rotulei (menisco interno ed esterno). Tensione dei legamenti menisco-femorali (menisco).
- Flessione: Contrazione del muscolo popliteo (menisco laterale). Contrazione del muscolo semimembranoso (menisco mediale).
- Catena Chiusa (Rotazione):
- Tensione delle fibre menisco-rotulee dal lato opposto della rotazione.
7.2. Fattori Passivi
- Catena Chiusa (Flessione ed Estensione):
- Spostamento del condilo femorale.
- Catena Chiusa (Rotazione):
- Spostamento immediato (effetto Bennett).
- Catena Aperta:
- Legamento trasverso e legamenti coronari.
8. Funzioni Meccaniche del Menisco
- Aumenta la congruenza tra le superfici articolari del femore e della tibia.
- Partecipa al sostegno del peso corporeo nell'articolazione.
- Aiuta la lubrificazione.
- Resiste ai movimenti in valgo e varo (da 0° a 20° di flessione) e alle rotazioni.
- Rotazione interna: Menisco laterale (catena chiusa).
- Rotazione esterna: Menisco mediale (catena chiusa).
9. Sistema dei Legamenti del Ginocchio
- Legamento rotuleo.
- Legamenti posteriori (Popliteo arcuato e obliquo).
- Legamento collaterale mediale (LCM).
- Legamento collaterale laterale (LCL).
- Legamento crociato anteriore (LCA).
- Legamento crociato posteriore (LCP).
10. Funzione Meccanica dei Legamenti Collaterali
- Legamento Collaterale Mediale (LCM):
- Stabilità ai movimenti in valgo.
- Stabilità ai movimenti di rotazione.
- Stabilità in flessione ed estensione del ginocchio.
- Legamento Collaterale Laterale (LCL):
- Stabilità ai movimenti in varo.
- Stabilità ai movimenti di rotazione.
- Stabilità in estensione del ginocchio.
- Entrambi i Legamenti:
- Blocco della rotazione del ginocchio in estensione completa (catena chiusa).
11. Funzione Meccanica dei Legamenti Crociati
- Aiutano a guidare le superfici articolari femorali e tibiali l'una rispetto all'altra (modello a quattro barre).
- Resistono al movimento antero-posteriore: Stabilizzatori primari (30°-90° di flessione).
- Generano resistenza ai movimenti in valgo e varo: Stabilizzatori secondari del ginocchio.
- Resistono ai movimenti di rotazione assiale in flessione ed estensione del ginocchio.
- Resistono al movimento di flesso-estensione del ginocchio.