Male al ginocchio? Colpa dell’anca

Questa settimana sono in leggero ritardo, ma visti gli impegni è quasi un miracolo che riesca a scrivere.

Inizialmente volevo parlare di un lavoro pubblicato recentemente sul British Journal of Sport Medicine. Tuttavia mi sono reso conto che era utile fare prima delle necessarie premesse per far comprendere meglio il contesto scientifico in cui quest’articolo va ad inserirsi. L’articolo in questione, prodotto dal gruppo di C. Barton, verrà analizzato la settimana prossima, ma se volete dargli un occhiata in anteprima lo trovate qui (se siete abbonati al BJSM) o qui se invece volete leggerlo free.

Per iniziare ad addentrarci sulla questione analizzerò questo bellissimo articolo che fa il punto sulla correlazione biomeccanica tra anca e ginocchio che dovete leggere assolutamente (e che trovare qui).

Negli ultimi anni vi sono sempre più lavori che suggeriscono come un non perfetto controllo dei muscoli dell’anca, della pelvi e del tronco possa alterare la cinetica e la cinematica dell’articolazione femoro-tibiale e patello-femorale. Questo perchè i momenti meccanici interni creati dalla forza di reazione del terreno sono contrastati dalla contrazione muscolare e dai tessuti non contrattili come i legamenti e le capsule.

No….. asp…. che ho detto? Giuro non ho insultato nessuno ma mi rendo conto che per un operatore sanitario i termini fisici risultino simili all’arabo. In realtà sono concetti semplici da capire, basta fare alcune premesse.

Quando si parla di un movimento lineare, come ad esempio quando Lara Croft spinge un masso che non ruota è relativamente poco importante tenere in considerazione dove è applicata la forza. Il masso si sposta perchè io applico una forza di una certa intensità e spostando il masso compio un determinato “lavoro” (non c’è bisogno di mettere formule ma se proprio le volete: per la forza=massa per accelerazione, ossia  F=ma, per il lavoro= forza per lo spostamento. ossia L= Fs).

Quando parliamo di oggetti che ruotano su di un punto fisso invece è importante sapere dove è applicata la forza. Provate a fare un esperimento: provate a chiudere la porta di casa spingendo sul punto più lontano dal suo asse di rotazione. Non dovreste fare molta fatica. Ora prove a chiuderla però spingendo vicino al suo asse. Farete molta più fatica. Se la porta è blindata sarà uno sforzo importante. Con la stessa forza di prima non riuscireste mai a spostarla. E’ necessario quindi definire una nuova misura fisica per i movimenti rotatori intorno ad un asse che definiamo “momento meccanico” e che è data dalla forza moltiplicata per il “braccio”, ossia la distanza dell’asse di rotazione al punto in cui applicate la forza.  Un esempio chiarirà tutto

 nella figura le due palle sono equilibrio anche se esercitano due forze assai differenti. Tuttavia i due momenti meccanici sono uguali perchè il momento della palla da 5kg è dato dai 5kg per la lunghezza del suo braccio che, come valore assoluto è uguale a quello della palla da 100kg moltiplicato per il suo corto braccio.

L’altro concetto è quello della forza di reazione del terreno. Quando due forze uguali si contrastano, come succede ad esempio a questi due lottatori di sumo, non c’è movimento, sono fermi, pur facendo entrambi un grande sforzo. Questo

perchè le due forze sono uguali ma una contro l’altra. In fisica si dice che la risultante di due forze uguali in modulo ma di opposto verso è nulla, ma è sostanzialmente la stessa cosa. Ora come è noto per il fatto di essere in questo mondo e di avere un peso (più corretto dire una massa) siamo soggetti ad una forza che ci tiene ancorati a terra e che chiamiamo forza di gravità. Il nostro peso/massa però esercita una forza sul terreno. La forza non è nulla perchè siamo al livello del suolo, infatti possiamo scendere in metropolitana ed avere ancora i piedi attaccati per terra visto che la forza di gravità è sempre presente. Tuttavia normalmente non spacchiamo il terreno. Come è possibile? Perchè il terreno ci restituisce una forza uguale in modulo (infatti non rimbalziamo via) ma di verso opposto e, quindi, la risultante delle forze è nulla. Quando camminiamo e il nostro piede tocca terra, non vi è però esclusivamente la forza di gravità da tenere in considerazione, ma c’è anche la forza che noi abbiamo esercitato per muoverci. Infatti proprio perchè abbiamo un peso e una velocità (più corretto accelerazione) esercitiamo una forza sul terreno quando veniamo in contatto con esso. Ancora una volta normalmente camminando non spacchiamo il terreno e questo perchè il terreno ci restituisce una forza che è uguale in modulo ma opposta in verso a quella che noi esercitiamo su di esso. La forza che noi esercitiamo è la somma vettoriale della forza di gravità e della nostra forza inerziale che vanno ad agire in quell’istante sul terreno. Somma vettoriale significa che dobbiamo tenere in considerazione la direzione in cui le forze sono esercitate. Due forze uguali una contro l’altra si annullano (come nell’esempio dei lottatori di sumo), due forze nello stesso verso si sommano, Se due forze spingono verso direzioni simili ma non uguali si sommano ma non completamente e la risultante ha una direzione diversa da quella di entrambe le forze singole. Sotto un esempio della risultante della forza inerziale e di gravità.

La forza di reazione del terreno non è altro che la risposta del terreno alla nostra forza di gravità e alla nostra forza “di movimento”. Questa forza di reazione del terreno  (che da qui in poi chiamerò GRF da grund reaction force) può essere misurata con delle pedane di forza in laboratorio e viene in genere riportata come una freccia che ha il verso indicato dalla freccia stessa e il modulo (ossia l’intensità) proporzionale alla sua lunghezza. In fisica questa rappresentazione si definisce vettore.

Questa piccola lezione di fisica “for dummies” (non formalmente perfetta ma spero efficace) è quasi tutto quello che vi serve per capire quanto scritto nell’articolo.

Ora tornerò a parlare strano ma sono sicuro che adesso mi capirete facilmente.

In senso generale l’orientamento del vettore della GRF rispetto al centro dell’articolazione determina l’intensità del momento creato su quell’articolazione.  Gli esempi di sotto chiariscono le idee. Quando la GRF risultante, sul piano sagittale, cade vicino al ginocchio (immagine sotto a sinistra di chi legge) essa produrrà una forza che tenderà a flettere sia la gamba sulla coscia che la coscia sull’anca, queste forze vanno contrastate, esattamente come l’esempio delle palline. Tuttavia il ginocchio è avvantaggiato poichè essa avrà un braccio di leva piccolo; è come la palla grande con il braccio piccolo, mi basterà un peso piccolo dall’altra parte per contrastarlo. Quel peso formalmente non esiste, ma è la forza che deve esercitare il mio muscolo per contrastare il momento meccanico prodotto dalla GRF.Vettore giocchio Per gli estensori della GRF passa vicino al ginocchiogamba invece le cose si fanno più difficili. Infatti il vettore agirà su di un braccio di leva maggiore e questo dovrà essere necessariamente contrastato con uno sforzo maggiore. Le cose sono esattamente l’opposto invece nel caso in cui il vettore passi vicino all’articolazione dell’anca come nell’esempio a destra (di chi legge). La fatica la farà il ginocchio e l’anca sarà risparmiata. Cosa sposta il vettore della GRF? Abbiamo detto che questo è la risultante della forza di gravità e della nostra “quantità di moto”. Quindi basta spostare in avanti o indietro il nostro busto che spostiamo in maniera proporzionale il nostro centro di gravità e quindi influenziamo il carico sulle ginocchia o sull’anca. Se la muscolatura delle anche è debole tenderemo a spostare il peso indietro per ridurne la fatica ma così sovraccaricheremo il ginocchio e lo mettiamo a rischio di lesioni. Un ragionamento del genere si può fare per tutti i piani della spazio sia, frontale che trasversale. E’ proprio per il piano trasversale  che questo è rilevante ai fini della sindrome femoro-rotulea. In generale l’eziologia di questa patologia è stata attribuita ad un anormale tracking della rotula per cui i trattamenti conservativi si sono concentrarti nel cercare di correggere il movimento della stessa. In genere si effettua un taping correttivo, si mette un tutore, si ci concentra sul potenziamento del vasto mediale (è poi davvero possibile lavorare isolatamente sul vasto mediale …. mi riprometto di approfondire questo argomento in un altro post più avanti), mobilizzando la patella, ecc ecc. La teoria che sta dietro a questo tipo di terapia (ossia il non corretto controllo muscolare della patella) ha negli anni avuto numerosi riscontri scientifici (vedi ad esempio 1).  Ebbene…….. probabilmente è sbagliata. Tutti questi studi, infatti, venivano fatti senza il carico. Lo studio di Powers et al. uscito nel 2003 (e che trovate, in anteprima, qui 2) è stato eseguito con la risonanza magnetica dinamica (magnifica nuova tecnologia che ci farà fare un grosso passo avanti in futuro) sotto carico ci ha mostrato una realtà differente. Ma ne parleremo meglio la prossima settimana……..

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