Le articolazioni del ginocchio

Il ginocchio è l’articolazione media dell’arto inferiore. Ha come compito principale quello di avvicinare o allontanare l’estremità dell’arto inferiore dalla sua radice, pertanto possiamo affermare che possiede 1 grado di libertà, che gli permette la flessione e la estensione. In realtà l’articolazione presenta un secondo grado di libertà: la rotazione sull’asse longitudinale della gamba (essa si verifica solo a ginocchio flesso). Se ti sei perso la parte generale sulle articolazioni e i vari gradi di libertà del nostro corpo clicca QUI.

Il ginocchio lavora principalmente in compressione, sotto l’azione della gravità, deve rispondere all’imperativo di essere stabile ma mobile per questo il movimento di flesso estensione è piuttosto complicato meccanicamente, infatti durante il movimento si ha uno scivolamento dei condili femorali sul piatto tibiale. È presente anche una capsula: prende attacco sui margini delle superfici articolari e circonda i lati e la parte posteriore dell’articolazione. Sul davanti dell’articolazione la capsula è assente, questo permette alla membrana sinoviale di spingersi in alto verso il quadricipite sotto il suo tendine formando così la borsa soprapatellare. Da ogni lato la capsula è rinforzata da espansioni dei tendini del vasto laterale e mediale, dietro invece il rinforzo è dato dall’espansione del muscolo semimembranoso definito come legamento  popliteo obliquo:  sempre restando sulla zona posteriore la capsula presenta un’apertura dietro il condilo laterale dalla quale emerge il tendine del muscolo popliteo.

Le ossa del ginocchio sono 4:

  • Femore (porzione distale)
  • Rotula (o patella)
  • Tibia (porzione prossimale)
  • Perone (porzione prossimale)

I rapporti ossei sono 3:

  • Articolazione femoro-tibiale
  • Articolazione femoro-rotulea
  • Articolazione tibio-peroneale prossimale

L’articolazione femoro-tibiale è una doppia condilo-artrosi e meccanicamente è la più importante perché è quella che muove e stabilizza il ginocchio; la femoro-rotulea è un’artrodia e  permette lo scivolamento della rotula sulla troclea femorale durante il movimento di flesso estensione: la rotula ha di per se il compito di aumentare il braccio di leva di forza degli estensori del ginocchio; l’articolazione tibio-peroneale è un’artrodia e non ha compiti meccanici (il perone sorregge nulla); pertanto tale articolazione ha l’ingrato compito di offrire sede inserzionale muscolare in aggiunta al rinforzare la capsula tramite i legamenti anteriore e posteriore. La membrana interossea che unisce tibia e fibula contribuisce a rinforzare l’articolazione in toto.

1. Articolazione femoro-tibiale

Consiste nelle superfici convesse dei condili femorali, il profilo di essi non è geometricamente perfetto tant’è che il raggio è detto a spirale di Archimede; è importante essere a conoscenza di tale particolarità in quanto permette di comprendere al meglio il movimento di flesso-estensione del ginocchio. I condili si articolano rispettivamente con le cavità glenoidee laterale e mediale della tibia, in questo caso si parla di piatto tibiale. I condili sono separati anatomicamente da una gola definita gola intercondiloidea  a cui corrisponde, sul piatto tibiale, l’eminenza intercondiloidea che decorre antero-posteriormente; per semplificare il meccanismo basti pensare alle ruote di un carrello anche se il condilo mediale è diverso da quello laterale: esso infatti è di per se stabile nella sua glena mentre quello laterale mantiene la sua stabilità nei movimenti grazie ai legamenti, in particolare al legamento crociato anteriore (LCA).  Se vuoi saperne di più sul meccanismo di flesso-estensione del ginocchio clicca QUI. L’articolazione in se non è congruente, ecco allora che entrano in gioco i menischi. Essi hanno il compito di garantire congruenza articolare e miglior distribuzione delle pressioni esercitate sul ginocchio. (vedi capitolo più avanti sui menischi).

2. Articolazione femoro-rotulea

La rotula si articola con la faccia posteriore con la troclea femorale; nella parte posteriore è presente un’ eminenza esattamente congruente con la superficie trocleare e si muove verso l’alto durante il movimento di flessione all’interno di un “binario” formato dalla gola intercondiloidea del femore come se fosse una “fune dentro una carrucola”. La rotula è incorporata nel tendine del quadricipite che su di essa si inserisce e da essa riparte prendendo il nome di tendine rotuleo che a sua volta si inserisce nella tuberosità tibiale in modo da consentire la flesso-estensione di ginocchio.

 Perché? Perché la rotula ha duplice funzione:

  1. protezione del ginocchio dai traumi contusivi diretti
  2. prolungamento del  braccio di leva del quadricipite in modo da aumentare il vantaggio meccanico degli estensori

La forza che tiene in sede la rotula nella troclea è generata dalla tensione che si va formando dal tendine femorale e dal tendine rotuleo ed aumenta all’aumentare della flessione, pensa che può diventare 3.5 volte superiore al peso corporeo durante la salita delle scale. Oltre a questa tensione la rotula è tenuta in sede grazie al suo rapporto con la capsula che forma dei recessi sufficientemente lunghi da dare spazio di manovra, quando un’infiammazione colpisce questa parte la rotula si attacca al femore impedendone il movimento di scorrimento, una retrazione capsulare quindi comporta rigidità in estensione del ginocchio. (vedi capitolo dedicato alle patologie del ginocchio cliccando QUI).

Su di essa agiscono molte forze in varie direzioni per stabilizzarla, soprattutto nel suo scorrimento sulla troclea femorale durante la flesso-estensione. Questi stabilizzatori sono: binario trocleare, le strutture legamentose statiche e le strutture muscolari dinamiche.  Le strutture statiche sono: l’incisura trocleare, legamento patellofemorale mediale, legamento patellomeniscale (grazie al quale, insieme alla contrazione del quadricipite i menischi vengono tirati indietro durante l’estensione), retinacolo mediale e retinacolo laterale. Le strutture dinamiche sono: il tendine del quadricipite, il tendine rotuleo (che è l’estensione del tendine del quadricipite ma sulla tibia), i vasti laterale e mediale, la bandelletta ileotibiale.

3. I legamenti del ginocchio

I legamenti del ginocchio possono essere divisi in due macro famiglie: i legamenti extra-capsulari e intra-capsulari.

Legamenti extra-capsulari:

  • Legamenti collaterali: La stabilità del ginocchio dipende dalla potenza dei legamenti crociati e laterali: i collaterali rinforzano la capsula e garantiscono stabilità laterale del ginocchio in estensione. Il legamento collaterale mediale (LCM) va dal condilo mediale all’estremità superiore della tibia, la sua inserzione inferiore si trova dietro la zona della zampa d’oca, sulla faccia interna della tibia. Il legamento collaterale laterale (LCL) va dalla faccia laterale del condilo esterno alla testa del perone, la sua inserzione inferiore è all’interno dell’inserzione del bicipite, è isolato dalla capsula, è separato dalla faccia periferica del menisco esterno dal passaggio del tendine popliteo, il quale prende parte al PAPE per le difese del ginocchio. I collaterali sono detesi durante la flessione; la differenza di condili e l’inserzione su tibia/perone fanno si che LCM sia più lungo di LCL, questa differenza crea una tensione minima dei legamenti di ginocchio che però trova il maggior rilassamento a flex 30°, che poi è anche il grado di flessione usato per le immobilizzazioni.
  • Legamento patellare: prende attacco superiormente sul margine inferiore della patella e inferiormente sulla tuberosità tibiale. Esso rappresenta la continuazione della porzione centrale del tendine comune del muscolo quadricipite femorale. È separato dalla membrana da un cuscinetto adiposo infrapatellare e dalla tibia da una piccola borsa che separa il legamento dalla cute.
  • Legamento popliteo obliquo: è un’espansione tendinea derivata dal muscolo semimembranoso ed ha il compito principale di rinforzare la capsula nella sua sezione posteriore.

Legamenti intra-capsulari:

  • Legamenti crociati: sono situati al centro del ginocchio, per gran parte nella fossa intercondiloidea, molto resistenti, si incrociano all’interno della cavità articolare. Essi rappresentano i più solidi mezzi di unione tra femore e tibia. Il crociato anteriore ha inserzione sulla superficie prespinale lungo la glena interna tra le inserzioni anteriori dei menischi, la sua direzione è obliquo/in alto/indietro/in fuori fino alla sua inserzione femorale sulla faccia del condilo laterale. Presenta 3 fasci:
  1. Antero-interno (il più lungo e il più esposto ai traumi), AM
  2. Postero-esterno (il più resistente alle rotture parziali), PL
  3. Intermedio  

Nel suo insieme la forma è avvolta su se stessa in quanto i fasci hanno lunghezze diverse. Il crociato posteriore ha inserzione tibiale nella parte posteriore della superficie retro-spinale. È situata molto più indietro dell’inserzione del corno posteriore del menisco esterno, la traiettoria è obliquo/avanti/interno/in alto. La sua inserzione femorale occupa la il fondo dell’incisura intercondiloidea e deborda sulla faccia assiale del condilo interno. Anche per il crociato posteriore individuiamo 3 fasci:

  1. Postero-esterno: più posteriore sulla tibia e più esterno sul femore, PM
  2. Antero-interno: più anteriore sulla tibia e più interno sul femore, AL
  3. Menisco-femorale di Wrisberg: si attacca al corno posteriore del menisco esterno e aderisce al corpo del legamento, che accompagna il fascio anteriore e si fissa con esso, a volte capita la stessa cosa per il menisco interno.

Alcuni fasci del crociato anteriore si fissano vicino al legamento trasverso dei corni anteriori dei menischi. I legamenti crociati sono a contatto, liberi nello spazio della cavità articolare e ricoperti dalla sinoviale e sono a contatto con la capsula, scivolano sul bordo assiale durante i movimenti del ginocchio. Essi non sono in rapporto solo tra di loro ma anche con il legamento collaterale omolaterale: il crociato anteriore è in rapporto con collaterale laterale mentre il crociato posteriore è in rapporto con il collaterale mediale. Esiste quindi un’alternanza nelle obliquità dei 4 legamenti in rapporto al piatto tibiale. Esiste una differenza di inclinazione tra i crociati: quando il ginocchio è in estensione LCA è più verticale e LCP è più orizzontale (si dice che quando LCA è in piedi LCP è sdraiato); sul ginocchio flesso LCP si alza verticalmente descrivendo un arco rispetto alla tibia di circa 60° mentre LCA si alza poco. Il rapporto di lunghezza fra i crociati varia in base agli individui e definisce la caratteristica propria di ogni individuo.

Per comprendere il ruolo meccanico dei crociati bisogna considerare 3 fattori

  1. Spessore del legamento: spessore e volume sono direttamente proporzionali alla resistenza ed inversamente alla possibilità di allungamento
  2. Struttura del legamento: ogni fibra è sollecitata in momenti diversi
  3. Estensione e direzione delle inserzioni: le fibre non sono sempre parallele e si organizzano seguendo piano storti e la direzione varia al variare dei movimenti e questo scaturisce un reclutamento differenziato.

In sintesi: LCA è maggiormente teso in estensione mentre LCP è maggiormente teso in flessione. Globalmente i crociati garantiscono la stabilità anteriore e posteriore e permettono i movimenti a cerniera mantenendo sempre il contatto con le superfici articolari, essi sono i fattori passivi che permettono il rolling and sliding dei condili. I fattori attivi sono dati dai muscoli estensori e flessori ma risultano meno incisivi nei movimenti. Durante la flessione LCA è responsabile dello scivolamento del condilo in avanti combinato ad un rotolamento indietro, ugual discorso durante l’estensione, durante la quale LCP è responsabile dello scivolamento del condilo verso indietro e rotolamento in avanti. Possiamo quindi affermare che in flessione LCA è responsabile dello scivolamento del condilo in avanti combinato ad un rotolamento indietro; alla stessa maniera LCP è responsabile, durante l’estensione, dello scivolamento del condilo verso dietro abbinato ad un rotolamento in avanti dei condili sulla glena. Qualunque disfunzione di questa parte si ripercuote molto sui menischi.

4. I menischi interarticolari

Sono la risposta alla non congruenza tra la sfera dei condili e il piano del piatto tibiale: se vogliamo aumentare la superficie di contatto tra sfera e piano dobbiamo necessariamente metterci un anello che compensi il gap. I menischi sono contenuti nello spazio tra glena e condilo, a forma di semiluna, interrotti dal tubercolo intercondiloideo; formano così dei corni. I corni del menisco esterno sono più ravvicinati, tanto da sembrare una O mentre il menisco interno somiglia più ad una semiluna come la si intende, avendo quindi una forma a C.

 Consigli per l’uso: un modo semplice per ricordare la forma dei menischi è interno=C O=esterno quindi potremmo ricordarci la parola iCOe.

Sulla faccia periferica troviamo l’inserzione della capsula; le corna anteriori sono unite dal legamento a giungale, detto anche trasverso, il quale è attaccato a sua volta alla rotula. Da ciascun bordo della rotula si tendono delle fibre verso le superfici laterali dei menischi, formano il retina colo menisco-rotuleo.

LCM fissa le sue fibre posteriori sul menisco interno mentre LCL è separato dal menisco esterno dal tendine del muscolo popliteo il quale invia un’espansione fibrosa al bordo posteriore del menisco esterno: ciò costituisce il punto d’angolo postero esterno (PAPE) importante per le difese del ginocchio. Analogamente anche il muscolo semimembranoso invia una espansione fibrosa sulla parte posteriore del menisco interno il che costituisce simmetricamente il punto d’angolo postero interno (PAPI).

Alcune fibre di LCP vanno a fissarsi sul corno posteriore del menisco esterno creando il legamento menisco femorale mentre altre fibre di LCA vanno a fissarsi sul corno anteriore del menisco interno.

I corni sono uniti al piatto tibiale grazie ai legamenti coronari: essi però sono poco tesi perché devono permettere il movimento.

Il ruolo dei menischi quindi si può riassumere in:

  1. Stabilità articolare: servono ad aumentare la scarsa congruenza delle superfici ossee tra condilo e rispettiva glena.
  2. Distribuzione del carico: aumentando la superficie di impatto garantiscono una sostanziale diminuzione di pressione sui condili, migliorando così la distribuzione dei carichi.
  3. Assorbimento del carico: i menischi sono mobili e comprimibili, questo permette loro di fungere da cuscinetti assorbendo il carico, o parte di esso, che altrimenti andrebbe a gravare per intero sul piatto tibiale nell’unico punto di contatto con il condilo.

NB: I menischi sono fissi solo sui corni, il resto è deformabile, ne consegue che c’è una modifica durante i movimenti di flesso estensione e di rotazione (che può avvenire solo a ginocchio flesso).

[FONTI IMMAGINI: D. A. Neumann, Kinesiology of the musculosketal system. Foundations for rehabilitation, s.l., MOSBY ELSEVIER (2010), Second edition.]

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