Biomecánica sistema aquíleo calcáneo plantar.

30 noviembre 2022

AUTORES

  1. Laura Noguera Alonso. Cirugía Ortopédica y Traumatología. Hospital General de la Defensa Zaragoza.

 

RESUMEN

El sistema aquíleo-calcáneo-plantar ha supuesto un gran avance biomecánico para la comprensión de la marcha, carrera y salto. Las estructuras que conforman esta unidad funcional son el sóleo, gastrocnemios y el tendón de Aquiles. El ciclo de la marcha del pie lo conforman 3 fases o rockers.

El equinismo funcional, déficit en la flexión dorsal del tobillo, debido al acortamiento del componente elástico de los músculos gastrosoleo, es un hallazgo frecuente en individuos sanos, que se relaciona con la fascitis plantar, la metatarsalgia de 2º rocker, el hallux limitus/ rigidus, y la tendinopatía no insercional de Aquiles. La literatura demuestra beneficios de la intervención quirúrgica mediante liberación de gastrocnemio medial en los dos primeros casos, principalmente. La actualización anatómica y biomecánica del SGAP permite tratar patologías muy diversas que a priori son distintas, pero que tienen un nexo común; y cuyo tratamiento puede ser beneficioso, costo efectivo, mínimamente agresivo y con buenos resultados funcionales.

 

PALABRAS CLAVE

Gastro-soleo-plantar, equinismo funcional, liberación gastrocnemio medial.

 

ABSTRACT

The Achilles-calcaneus-plantar system has been a great biomechanical advance for the understanding of walking, running and jumping. The structures that make up this functional unit are the soleus, gastrocnemius, and Achilles tendon. The gait cycle is made up of 3 phases or rockers.

Functional equinus, deficit in dorsiflexion of the ankle, due to shortening of the elastic component of the gastrosoleus muscles, is a frequent finding in healthy individuals, which is related to plantar fasciitis, 2nd rocker metatarsalgia, hallux limitus / rigidus, and non-insertional Achilles tendinopathy. The literature demonstrates the benefits of surgical intervention by releasing the medial gastrocnemius in the first two cases, mainly. The anatomical and biomechanical update of the SGAP makes it possible to treat very diverse pathologies that are different, but that have a common link; and whose treatment is cost-effective, minimally aggressive and with good functional outcomes.

 

KEY WORDS

Achilles-calcaneus-plantar, functional equinus, medial gastrocnemius release.

 

DESARROLLO DEL TEMA

El sistema aquíleo-calcáneo-plantar fue descrito por primera vez como unidad independiente, por Arandes y Viladot1, en 1953. Supuso un gran avance biomecánico para la comprensión de la marcha, carrera y salto.

Las estructuras que conforman esta unidad funcional son el sóleo, gastrocnemios y el tendón de Aquiles.

Los gastrocnemios se insertan en los cóndilos femorales posteriores y conforman el vientre muscular hasta conformar una aponeurosis que se une a la aponeurosis del músculo sóleo y ambos conforman el tríceps sural, terminando en una estructura tendinosa que conforma el tendón de Aquiles.

El plantar delgado, que se encuentra de forma variable en la población, se inserta en la zona más elevada de cóndilo femoral externo, conformando un tendón filiforme entre soleo y gemelos, hasta cara interna del Aquiles para terminar en este o en calcáneo. Se utiliza con frecuencia para injerto libre en otras localizaciones.

El tendón de Aquiles está formado por colágeno tipo III, que es menos resistente a las fuerzas de tensión, y puede predisponer a una ruptura espontánea. La vascularización depende del mesotenon, la arteria peroneal y la arteria tibial posterior. Existe controversia en cuanto a la densidad de vasos sanguíneos en la región media del mismo, ya que la posible hipo vascularización de dicha zona puede predisponer a las rupturas en las mismas.

El sistema trabecular posteroinferior del calcáneo constituye la continuidad anatómica entre Aquiles y aponeurosis plantar, a través de pericondrio desde el periodo fetal. Viladot estableció2 se mantenía hasta los 7 años, donde posteriormente aparece centro de osificación hasta su fusión con la tuberosidad posterior del calcáneo a partir de 10 años. Posteriormente encontramos la musculatura plantar y almohadilla grasa plantar, la aponeurosis plantar y la fascia plantar.

Es clave entender el ciclo normal de la marcha3 para el entendimiento del funcionamiento de la deambulación humana, ya que permite la amortiguación y propulsión de esta.

Sin embargo, las particularidades de cada uno de los elementos que lo forman dan lugar a una individualización de la marcha y variabilidad interpersonal. Al existir tanta variabilidad, es difícil determinar un límite claro entre lo fisiológico y lo patológico y por tanto el tratamiento de una patología en un paciente en concreto.

En el ciclo de la marcha cuando el pie acaba su fase de balanceo (40%) y empieza su fase de carga (60%), es entonces cuando se inicia el primer rocker del pie. Durante la fase de carga el pie debe mantener 2 conceptos contrapuestos: estabilidad y mantenimiento de la progresión. Esto se consigue con el giro de la tibia continuamente hacia delante, siendo cada vez el giro sobre un punto de carga distinto.

 

Durante la marcha existen 3 rockers:

El 1º rocker del pie: Apoyo sobre talón y desplazamiento de tibia sobre este. Controlado por flexores dorsales del pie.

El 2º rocker del pie o balancín de tobillo: Comienza cuando el pie está completamente apoyado sobre el suelo y se produce el avance con desplazamiento de la tibia sobre astrágalo. Controlado por soleo. Hasta cierto punto la pronación es fisiológica en éste rocker, pero aquí es donde más habitualmente se produce el famoso “exceso de pronación” y generamos problemas musculares tipo fascitis plantar, periostitis, tendinitis de tibial posterior.

El 3º rocker o balancín de antepié: Se inicia cuando se empieza a levantar el talón del suelo y la tibia gira sobre la articulación metatarso falángica. Controlado por gastrocnemio, generando una fuerza propulsiva positiva junto al sóleo para realizar la flexión plantar del pie. Hay que tener en cuenta que es durante este 3º rocker cuando se pone de manifiesto el mecanismo de windlass. La fascia plantar soporta el arco longitudinal del pie, como una cuerda que trabaja entorno a unas poleas que son los sesamoideos, constituyendo una estructura dinámica, que permite adaptarse a terrenos irregulares y absorber impactos durante la amortiguación.

 

Respecto al mecanismo del windlass, distinguimos:

Windlass activo: Extensor largo del hallux en la flexión dorsal, tensando la fascia plantar “enrolla” la fascia a nivel de las cabezas de metatarsianos. Este “enrollamiento” de la fascia acorta la distancia entre la inserción de la fascia en el tubérculo medial del calcáneo y las cabezas de los metatarsianos consiguiendo de esta forma la elevación el arco lateral interno y supinación del retropie.

Windlass inverso: Describe el efecto que se genera en el pie cuando cargamos el peso del cuerpo a través del mismo, se produce una flexión plantar del metatarso falángico del hallux que aplana el arco al alejar el metatarsiano y el calcáneo, los cuales toman una posición más horizontal. La tracción de la fascia plantar origina una flexión plantar y una pronunciación del retropié, manteniendo los dedos en contacto con el suelo.

Windlass pasivo: Describe el efecto que tiene la flexión plantar del tobillo al inicio de la fase propulsiva, por la tensión generada por el tendón de Aquiles que eleva el talón, lo cual genera una flexión dorsal pasiva del metatarso falángicos, con lo que se vuelve a elevar el arco aumentando la tensión en la fascia y produciendo una supinación.

Durante la transición de 2º a 3º rocker se produce la flexión dorsal pasiva del tobillo y se asocia a una extensión de rodilla conocida como “couple”, siendo en este proceso cuando un acortamiento del componente gastrosoleo se pone de manifiesto generando mecanismos compensatorios y de sobrecarga del pie.

Si el tobillo no puede proporcionar la flexión dorsal pasiva necesaria, se producirá la pronación del pie a través de la articulación subastragalina. Si esto se mantiene en el tiempo, el ligamento en hamaca y los músculos plantares se elongan dando un pie plano progresivo.

Además, el tibial anterior recluta al extensor común de los dedos y al extensor largo del hallux para la mejora de la flexión dorsal, lo que da lugar a hiperextensión de las articulaciones metatarso falángicas con dedos en garra y marcha con sustitución extensora.

Respecto al balance articular del tobillo, los valores de normalidad son 20º de flexión dorsal y 45º de flexión plantar del mismo. El equinismo, déficit en la flexión dorsal del tobillo, debido al acortamiento del componente elástico de los músculos gastrosoleo, es un hallazgo frecuente entre la población general, probablemente como un vestigio de lo que era nuestro pie hace millones de años.

El equinismo puede tener un origen congénito, adquirido (usar tacones), relacionado con espasticidad (en parálisis cerebral) y poliomielitis. Sin embargo, también existe un equinismo funcional4 en individuos sanos el cual se relaciona con diversas patologías del pie.

 

Puede deberse a:

-Retracción de gastrocnemios, lo más habitual.

-Retracción de ambos: gastrocnemios y sóleo (“contractura de Aquiles”).

-No existe descrita la afectación única de soleo.

Para distinguir entre acortamiento de gastrocnemios de forma aislada o bien asociados a acortamiento de soleo (“Contractura de Aquiles”) en equinismos no espásticos, se realiza mediante Test de Silfverskiöld5 midiendo el ángulo de dorsiflexión del tobillo con la flexión y extensión de la rodilla.

Si el tobillo realiza una flexión dorsal de forma pasiva, con la rodilla a 90º de flexión, pero disminuye a <10º de flexión dorsal con la rodilla en extensión, existe una afectación de los gastrocnemios (acortados) pero no del sóleo.

Este puede ser positivo en individuos asintomáticos, y solo se valora la realización de intervención quirúrgica ante unos síntomas clínicos invalidantes.

 

Como ya hemos explicado antes, el equinismo funcional en individuos sanos se puede relacionar con diversas patologías del pie:

Fascitis plantar:

Constituye la causa más frecuente de consulta por el complejo gastro-soleo-plantar (6), debido a un acortamiento de los mismos, y cuyo origen puede ser además multifactorial. En relación con la edad, índice de masa corporal, deporte, neuropatías compresivas, entre otros. El 90% de los casos responden a tratamiento conservador7 en un plazo de 6-8 meses, con ejercicios excéntricos de Aquiles, y terapia local de la fascia plantar. El tratamiento quirúrgico se realiza en pacientes que no responden a tratamiento conservador. Se puede realizar mediante fasciectomía parcial proximal. Sin embargo, existen estudios8 con casi un 50% de pacientes insatisfechos con los resultados de esta, lo que hace pensar que el problema no es solo local, sino que existen otras estructuras relacionadas como el sistema gastro-soleo. Patel et al. 9 realizaron un estudio prospectivo entre 2007-2009 observando un 83% de relación entre los pacientes con fascitis plantar y los que presentaban también una contractura aislada de los gastrocnemios.

Debido a estos resultados se planteó la liberación proximal del gastrocnemio medial10. En el estudio de Monteagudo y Maceira11, se estudió comparativamente 60 pacientes con fascitis plantares crónicas, y se aleatorizo el tratamiento quirúrgico, a fasciectomía parcial proximal o bien a liberación proximal de gastrocnemio medial. Los resultados fueron de una mejoría notable en las 8 primeras semanas en el 80% de los casos en los que se realizó liberación de gastrocnemio, mientras que en los que se realizó la fasciectomía parcial plantar no obtuvieron mejoría durante estas primeras semanas.

Esto ha hecho que se considere la liberación de gastrocnemio medial como tratamiento de elección del tratamiento quirúrgico en las fascitis plantares, y solo realizar la fasciectomía parcial plantar en casos refractarios.

Metatarsalgia estática o de 2º rocker:

Morales-Muñoz et al. 12, analizaron prospectivamente una serie consecutiva de 78 pies en 52 pacientes con metatarsalgia 2º rocker y con una contractura aislada de gastrocnemio evaluada con la prueba de Silfverskiöld. La liberación quirúrgica se evaluó con escalas de escala analógica visual (VAS) y American Orthopaed Foot & Ankle Society (AOFAS). La dorsiflexión del tobillo se midió a los 1, 3 y 6 meses después de la operación.

Los valores preoperatorios de VAS y AOFAS fueron de 7.4 y 46.8, respectivamente. Después de 3 meses postoperatorios, los valores de VAS y AOFAS fueron de 3.0 y 81.7, y 6 meses después de la cirugía, estos valores fueron de 3.5 y 83.6. Ningún paciente empeoró clínicamente. El 69.2% de los pacientes estaban completamente satisfechos con los resultados de la cirugía.

Concluyeron que la liberación del gastrocnemio medial proximal es un procedimiento alternativo para tratar pacientes seleccionados con metatarsalgia mecánica y acortamiento gastrocnemio.

Hallux limitus / rigidus:

El mecanismo Windlass, previamente descrito, se inicia cuando realizamos flexión dorsal del hallux al caminar o durante la carrera. En este último caso una vez iniciado este movimiento de energía y propulsión, y tensamos la fascia plantar.

Las causas más importantes de deficiencias en el mecanismo Windlass son derivadas principalmente tanto por una función incorrecta del Hallux13, como por posibles alteraciones biomecánicas tales como puede ser un exceso de pronación, que origina un aumento de movilidad del pie, o un pie cavo, que disminuye dicha movilidad.

El test de Barouk es una combinación de la prueba de hallux rigidus funcional con la maniobra de Silfverskjold. Si la prueba se repite en un paciente con hallux rigidus funcional con la rodilla en flexión (es decir, si se elimina la participación del gastrocnemio), la prueba para hallux rigidus funcional es normal. En etapas posteriores de rigidus, la prueba ya no dará un resultado normal incluso con la rodilla flexionada.

Sin embargo, pese a la relación biomecánica, no se ha podido establecer que el tratamiento de liberación de gastrocnemio medial mejore el hallux rigidus y se siguen utilizando los tratamientos clásicos.

Tendinopatías no insercionales de Aquiles:

La mayoría de los pacientes con tendinitis Aquiles responden bien a tratamiento conservador con ejercicios de rehabilitación excéntricos. Sin embargo, en los casos refractarios una opción alternativa con buenos resultados en los estudios realizados es el tratamiento de liberación gastrocnemio medial14, aunque aún son necesarios estudios con un tamaño muestral de mayor tamaño.

La actualización anatómica y biomecánica del SGAP permite tratar patologías muy diversas que a priori son distintas, pero que tienen un nexo común; y cuyo tratamiento puede ser beneficioso, costo-efectivo, mínimamente agresivo y con buenos resultados funcionales.

 

BIBLIOGRAFÍA

1. Arandes R VA. Biomechanics of the calcaneus. Minerva Chir 1954 May 31;9(10)439-46.

2. Carla Stecco, 1 Marco Corradin, 1, 2 Veronica Macchi, 1 Aldo Morra, 3 Andrea Porzionato 1 Carlo Biz2 and Raffaele De Caro1. Plantar fascia anatomy and its relationship with Achilles tendon and paratenon. J Anat 223.

3. Adapted from Kirby KA. Foot and lower extremity biomechanics II: precision intricast newsletters 1997–2002. Payson (AZ): Precision Intricast Inc; 2002. p. 141; with permission.).

4. DiGiovanni CW, Kuo R, Tejwani N et al. Isolated gastrocnemius tightness. J Bone Jt Surg Am 2002;84962–70.

5. Barouk P BL. Clinical diagnosis of gastrocnemius tightness. Foot Ankle Clin 2014 Dec;19(4)659-67.

6. Neufeld SK CR. Plantar fasciitis: evaluation and treatment. J Am Acad Orthop Surg 2008 Jun;16(6)338-46.

7. Digiovanni BF, Nawoczenski DA, Malay DP, Graci PA, Williams TT, Wilding GE BJ. Plantar fascia-specific stretching exercise improves outcomes in patients with chronic plantar fasciitis. A prospective clinical trial with two-year follow-up. J Bone Jt Surg Am 2006 Aug;88(8)1775-81.

8. Davies MS, Weiss GA ST. Plantar fasciitis: how successful is surgical intervention?

9. Patel A DB. Association between plantar fasciitis and isolated contracture of the gastrocnemius. Foot Ankle Int 2011 Jan;32(1)5-8.

10. Abbassian A, Kohls-Gatzoulis J SM. Proximal medial gastrocnemius release in the treatment of recalcitrant plantar fasciitis. Foot Ankle Int 2012 Jan;33(1)14-9.

11. Monteagudo M, Maceira E, Garcia-Virto V CR. Chronic plantar fasciitis: plantar fasciotomy versus gastrocnemius recession. Int Orthop 2013 Sep;37(9)1845-50.

12. Morales-Muñoz P, De Los Santos Real R, Barrio Sanz P, Pérez JL, Varas Navas J EAJ. Proximal Gastrocnemius Release in the Treatment of Mechanical Metatarsalgia. Foot Ankle Int 2016 Jul;37(7)782-9.

13. Maceira E MM. Functional hallux rigidus and the Achilles-calcaneus-plantar system. Foot Ankle Clin 2014 Dec;19(4)669-99.

14. Gurdezi S, Kohls-Gatzoulis J SM. Results of proximal medial gastrocnemius release for Achilles tendinopathy. Foot Ankle Int 2013 Oct;34(10)1364-9.

Publique con nosotros

Indexación de la revista

ID:3540

Últimos artículos