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Anatomía y biomecánica del pie

En el siguiente artículo es algo más técnico que de costumbre, en el explico los fundamentos de anatomía y biomecánica del pie, su estructura anatómica, características y cómo influye la pisada en la marcha.

Desde un punto de vista anatómico, el pies es un puzzle dinámico de piezas articuladas. Está compuesto por 28 huesos diferentes.



7 HUESOS DEL TARSO: astrágalo, calcáneo, cuboides, escafoides cuña lateral, intermedia y medial

5 METATARSOS Y 14 FALANGES

HUESOS SESAMOIDEOS

HUESOS SUPERNUMERARIOS (dispuestos entre el tarso, la tibia y el peroné) su función es mejorar el acople de los huesos entre si.
MOVIMIENTOS DEL PIE

Flexión dorsal y flexión plantar (o extensión), al rotar sobre el eje transversal.

Aducción y abducción, cuando gira sobre el eje vertical.

Pronación y supinación, al moverse alrededor del eje horizontal anteroposterior.

Finalmente, y como combinación de los giros anteriores, también pueden realizarse movimientos de inversión, eversión y circunducción.
CLASIFICACIÓN DEL PIE SEGÚN LA LONGITUD DE LOS DEDOS

Lelièvre y Lelièvre (1987) establecieron 5 tipos de pies a partir de un estudio realizado con ocho mil pies. En dicho estudio analizaron la longitud de los dedos para estimar la proporción de cada uno en los siguientes tipos:

Pie egipcio: el primer dedo es el más largo, seguido por el resto en el mismo orden. También destaca la gran diferencia entre el cuarto y quinto dedo (1>2>3>4>>5). Representa el 47,8 % de la población estudiada. Recibe este nombre por ser el pie más representado en las esculturas del antiguo Egipto.

Igualdad: el primer dedo y el segundo tienen la misma longitud. El quinto también es mucho más pequeño que el cuarto (1=2>3>4>>5). Representa el 23 % de la población estudiada.

Pie griego: el dedo más largo es el segundo, seguido del primero. Destaca también que el quinto dedo es muy pequeño en comparación con el cuarto (2>1>3>4>>5). Representa el 13,1 % de la población estudiada. Es denominado de esta forma por ser el pie más representado en las esculturas clásicas.

Pie estándar: similar al anterior con la diferencia de que el tercer dedo es mayor que el primero (2>3>1>4>>5). Representa el 9,2 % de la población estudiada.

Pie cuadrado: los cuatro primeros dedos tienen la misma longitud, siendo el quinto mucho más pequeño (1=2=3=4>>5). Representa el 3,1 % de la población estudiada. Además de estas cinco opciones, en su estudio encontraron hasta otras cuatrocientas veintiséis variedades menos significativas que hacían referencia a alteraciones patológicas. Estos otros tipos de pies representan el 3,8 % restante de la población estudiada.

CLASIFICACIÓN SEGÚN SU POSICIÓN

Las articulaciones del pie forman un conjunto funcional indisociable (Rueda, 2003b), pero sin obviar que las múltiples articulaciones que lo configuran realizan movimientos independientes entre sí como un engranaje de piezas.



MOVIMIENTOS DEL PIE

Retropié en valgo (en valgus): es cuando el calcáneo gira en pronación desplazando la parte inferior hacia afuera.

Retropié en varo (en varus): el caso opuesto, cuando el calcáneo gira en supinación desplazando la parte inferior hacia dentro.

Antepié en valgo (en valgus): cuando el antepié se sitúa en posición pronada respecto al retropié, de forma que el antepié se eleva externamente o hacia afuera.

Antepié en varo (en varus): cuando el antepié se sitúa en posición supinada respecto al retropié, de forma que la planta se eleva internamente o hacia dentro.
Representación de la vista posterior del retropié derecho en varo/neutro/valgo


A: Pie neutro

B: Pie en valgo

C: Pie en varo
La realidad es que resulta bastante impreciso clasificar a todo el pie como pronador o supinador, porque no se comporta como una estructura en bloque. Un pie supinador prácticamente no existe porque implicaría mucha inestabilidad en varo. Consecuentemente los vectores de fuerza de carga de la pisada irían hacia afuera. Esto implicaría una exposición constante a esguinces de tobillo.

Por el contrario, un pie pronador sí es posible, pero representaría una patología bastante significativa y no correspondería con un pie convencional de deportista.

CLASIFICACIÓN DE LA HUELLA PLANTAR



A: Bóveda normal

B: Boveda aumentada (pie cavo)

C: Disminución de la bóbeda

D: disminución de la bóbeda longitudinal
Es una de las clasificaciones más referenciadas y conocidas. Según esta clasificación encontramos tres tipos diferentes de pies (Arévalo, 2013):

Pie normal: en estos casos, el pie cuyo apoyo no recae sobre toda la superficie plantar. Existe un arco interno que eleva la parte medial del pie, conocido como puente o empeine.

Pie cavo: son aquellos casos en los que existe un aumento excesivo del arco del pie. La superficie de apoyo plantar queda reducida, centrándose en el talón y las cabezas de los metatarsos, de forma que el apoyo externo queda disminuido o es prácticamente inexistente. En este tipo de pies se aprecia una aproximación del antepié y del retropié, asociada a una retracción de la musculatura plantar (Rueda, 2003a). Los pies cavos suelen tener una serie de alteraciones como el talón en varo y el antepié supinado, entre otros.

Pie plano: en estos casos ocurre lo contrario, existe una pérdida o hundimiento del arco del pie apreciándose un exceso de apoyo plantar. Estos casos suelen llevar asociadas alteraciones articulares que se manifiestan en un talón valgo.
ESTÁTICA DEL PIE

estática del pie


El pie reposa sobre dos superficies plantares, una anterior y otra posterior. Entre ellas se dispone la cúpula plantar.

La zona anterior corresponde a la huella de los metatarsos y dedo pulgar, denominado triángulo de propulsión. La zona posterior o del talón se sitúa bajo las tuberosidades plantares del calcáneo (Lelièvre y Lelièvre, 1987).

La cúpula plantar desempeña una importante función protectora de la musculatura intrínseca del pie, las arterias, los nervios y las venas.

Entre las superficies de apoyo y la cúpula plantar se configuran los tres arcos del pie. Están formados por los huesos del tarso y del metatarso y actúan absorbiendo los golpes para sostener el peso corporal e impulsar el cuerpo durante el movimiento (Lelièvre y Lelièvre, 1987):

Arco interno: configura el arco visible del pie. Se inicia en el calcáneo, sube al astrágalo, llega a su culmen en el escafoides y baja a la altura de los sesamoideos y el primer metatarsiano (Arévalo, 2013). Es un arco exclusivamente osteoligamentoso, donde la musculatura del pie no desempeña ningún papel directo. Por ello está reforzado por la gran aponeurosis plantar (Lelièvre y Lelièvre, 1987).

Arco externo: de recorrido más plano y corto que el interno. Se inicia en el calcáneo, pasa por el cuboides y llega externamente hasta el cuarto y quinto metatarsiano (Arévalo, 2013). Este arco juega un papel importante en la deambulación soportando una presión importante, por ello se configura como un resorte duro, resistente y corto (Lelièvre y Lelièvre, 1987).

Arco anterior o transversal: realiza un recorrido de un lado al otro del pie a la altura de la articulación de Lisfranc. Está formado por el cuboides, los cuneiformes y las bases de los metatarsianos.
SOPORTE DE CARGAS

Para asumir la carga de peso que debe soportar el pie, su disposición anatómica dispone de la forma más eficiente posible. Basmajian y Stecko (citado por Lelièvre, 1987) comprobaron que un peso de 50 a 100 kg era soportado por las estructuras pasivas del pie (huesos y ligamentos). Solo cuando esta carga sobrepasaba los 200 kg, entraban en juego las estructuras activas o musculares. Esto es debido a la disposición de los arcos plantares y se justifica con la denominada escuadra de Doncker.



Consiste en un triángulo cuya base está formada por la aponeurosis plantar y el gran ligamento plantar; el calcáneo astrágalo y escafoides conforman la arista posterior; por último, su cara anterosuperior está configurada por la segunda y tercera cuñas y el segundo y tercero metatarsiano. La consistencia del sistema es debida a varias razones: por un lado, estas estructuras óseas están imbricadas unas con otras y, por otro, las superficies articulares son planas. Como consecuencia de ello se obtiene un triángulo de fuerzas, resistente, estable y con un grado ínfimo de elasticidad, dispuesto a modo de arco de puente romano (Lelièvre y Lelièvre, 1987).

BIOMECÁNICA DEL PIE DURANTE LA MARCHA

Según las partes del apoyo podal, puede dividirse la marcha en tres fases bien diferenciadas:

fase de apoyo del talón.

fase unipodal.

fase de impulso.
fases de la marcha


En el transcurso de estas fases, las presiones se transmiten de un hueso a otro secuencialmente: primero verticalmente (retropié), después lateralmente (mediopié), y por último de forma radial a través de cada una de las palancas del antepié para acabar disipándose. Esta complejidad mecánica ha sido crucial para determinar la morfología de los huesos y las articulaciones del pie (Rueda, 2004).

FASE DE APOYO

La fase de apoyo del talón se inicia con el contacto de la parte externa del calcáneo en el suelo. El astrágalo y calcáneo son los huesos de mayor tamaño del pie y los situados más posteriormente, formando un complejo estructural dispuesto verticalmente similar a una columna que soporta el primer impacto del pie en el suelo (Rueda, 2004). En esta fase juega un papel muy importante la articulación subastragalina (ASA), que ataca la pisada en posición supinada o en varo, ofreciendo así el apoyo externo del talón en el primer contacto del pie con el suelo. A medida que progresa el apoyo, la ASA va pasando a una posición neutra. Este movimiento va a permitir absorber los primeros impactos del apoyo, ya sea en carrera o en la marcha. La estructura del retropié tiene un diseño para desempeñar un papel de resistencia a fuerzas verticales del peso corporal.

La conexión entre el retropié y el mediopié no se transmite al mismo tiempo a todas las estructuras óseas del metatarso. La concavidad de la unión del escafoides con el astrágalo permite que la presión ejercida se distribuya secuencialmente al resto de las estructuras. De esta forma, se evita el movimiento en bloque del pie; ello permite, por un lado, adaptarse mejor a las características del terreno y, por otro, absorber más eficientemente las fuerzas generadas durante el impacto.

FASE UNIPODAL

La segunda fase, denominada unipodal, representa el momento en el que el pie contrario está en su fase aérea y por tanto el peso del cuerpo recae en el pie de apoyo. En esta parte, el esquema mecánico de la pisada es estático, similar a una bóveda o a un arco de puente romano, que permite gestionar las fuerzas de compresión y de transmisión posterior­anterior del peso corporal. Durante esta fase, la ASA prona, deshace la posición en varo y adopta una neutra. Este movimiento ayudará a absorber el impacto, permitirá un apoyo unipodal equilibrado, estable y facilitará la trasmisión secuenciada de las fuerzas de presión al resto de las estructuras óseas.

FASE DE IMPULSO

En la última etapa o fase de impulso, el talón ya ha perdido su apoyo en el suelo y el peso del cuerpo se traslada paulatinamente a la cara interna del pie. En el esquema mecánico de esta fase el pie actuaría como una palanca de segundo género, cuyo fulcro sería la porción metatarso digital; la potencia se generaría a través del tendón de Aquiles por los gemelos y sóleo (retropié) y la resistencia sería el peso del cuerpo que recaería en la zona del mediopié (Rueda, 2004). El peso del cuerpo queda, por tanto, gravitando sobre el astrágalo. Consecuentemente, la ASA debe bloquearse para evitar movimientos inestables que distorsionen las fuerzas de impulso. Este bloqueo se consigue gracias a un movimiento de supinación del calcáneo que bloquea también la articulación de Chopart. De esta forma, retropié y mediopié quedan como un elemento rígido que contribuye a una propulsión eficiente. A su vez, el antepié realiza una pronación, movimiento opuesto de compensación de carácter helicoidal. Esta acción facilita que el último impulso del antepié se realice a través del primer dedo. Esta trasmisión de fuerzas en sentido latero­medial permitirá, por un lado, adaptarse al terreno y por otro, predisponer a las estructuras para el impulso.

REFERENCIAS:

Anne M. Gilroy,Brian R. MacPherson,Lawrence M. Ross,Michael Schünke,Erik Schulte,Udo Schumacher,Markus Voll,Karl Wesker 2013 Prometheus. Atlas de Anatomía 2ª edición Panamericana

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