Struktura a funkce nohy a kotníku

Anatomie

Noha a kotník tvoří složitý systém, který se skládá z 28 kostí, 33 kloubů, 112 vazů, ovládaných 13 vnějšími a 21 vnitřními svaly.

Noha se dělí na zadonoží, středonoží a předonoží.

Funguje jako tuhá struktura pro nesení váhy a může také fungovat jako pružná struktura, aby se přizpůsobila nerovnému terénu. Chodidlo a kotník zajišťují různé důležité funkce, mezi které patří:

• Podporu tělesné hmotnosti.
• Zajišťování rovnováhy.
• Tlumení nárazů.
• Přenášení sil reakce na zem.
• Kompenzace proximálního posunu.
• Náhrada funkce ruky u osob s amputací/paralýzou horní končetiny.

Struktura

Hlezenní neboli tibiotalární kloub tvoří spojení dolní části nohy a chodidla. Mezi kostěné součásti hlezenního kloubu patří distální tibie, distální fibula a talus.

Anatomické struktury pod hlezenním kloubem tvoří chodidlo, které zahrnuje:

1. Zadní nohu: Zadní část nohy, nejzadnější část chodidla, se skládá z kosti talus a calcaneus, dvou ze sedmi nártních kostí. Kloub talu a patní kosti se označuje jako subtalární kloub, který má tři fasety na každé z kostí talu a patní kosti.
2. Střední část chodidla: Střední část chodidla tvoří pět ze sedmi tarzálních kostí: navikula, kuboid a mediální, střední a laterální klínovitá kost. Spojení mezi zadní a střední částí nohy se označuje jako Chopartův kloub, který zahrnuje talonavikulární a kalkaneokuboidní kloub.
3. Přední část chodidla: Přednoží je nejpřednější část chodidla. Zahrnuje metatarsy, falangy (prsty) a sezamské kosti. U každého prstu je metatarz a tři falangy, kromě velkého prstu, který má pouze dvě falangy. Spojení střední a přední části chodidla tvoří Lisfrankův kloub.

Talokrurální (TC) kloub

Talokrurální kloub vzniká mezi distální tibií-fibulou a nártní kostí a bývá označován jako hlezenní kloub. Distální a dolní strana tibie – známá jako plafond – je spojena s fibulou prostřednictvím tibiofibulárních vazů a vytváří silnou jamku, která distálně artikuluje s talární kopulí. Jedná se o kloub kloubový a umožňuje pohyby dorzální flexe a plantarflexe v sagitální rovině.

Subtalární (ST) kloub Subtalární kloub

Je známý také jako talokalkaneální kloub a vzniká mezi nártní kostí a patní kostí.

• Na každém z kloubů talus a calcaneus jsou tři fasety.
• Zadní subtalární kloub tvoří největší součást subtalárního kloubu.
• Subtalární kloub umožňuje inverzi a everzi kotníku a zadonoží.

Midtarzální (MT) kloub

Známý také jako příčný tarzální kloub nebo Chopartův kloub. Při pohledu shora se jedná o kloub ve tvaru písmene S. Skládá se ze dvou kloubů – talonavikulárního kloubu a kalkaneokuboidního kloubu.

1. Talonavikulární (TN) kloub – Tvoří se mezi přední hlavičkou talu a konkavitou na nártní kosti. Nemá vlastní pouzdro, ale sdílí je se dvěma předními talokalkaneálními klouby.
2. Kalkaneokuboidní (CC) kloub – Tvoří se mezi přední fasetou patní kosti a zadním kuboidem. Obě kloubní plochy, představují konvexní a konkávní povrch, přičemž kloub je konvexní vertikálně a konkávní transverzálně. V tomto kloubu dochází k velmi malému pohybu.

Tarsometatarzální (TMT) kloubní komplex

Známý také jako Lisfrankův kloub. Tento komplex odděluje střední část chodidla od přednoží.

Distální řady tarzů včetně tří klínových kůstek a kuboidu artikulují se základnou každé metatarzální kosti a tvoří komplex TMT. Jedná se o kloub ve tvaru písmene S a je rozdělen na 3 samostatné sloupce:

• Mediální – skládá se z 1. metatarzu a mediální klínovité kosti.
• Střední – skládá se z 2. a 3. metatarzu, respektive střední a laterální klínovité kosti.
• Laterální – skládá se ze 4. a 5. metatarzu a kuboidu.

Metatarzofalangeální (MTP) klouby a interfalangeální (IP) klouby

Metatarzální klouby jsou vytvořeny mezi hlavičkami metatarzů a příslušnými bázemi proximálních článků prstů. Interfalangeální klouby prstů jsou vytvořeny mezi články prstů. Každý prst má proximální a distální IP klouby s výjimkou velkého prstu, který má pouze jeden IP kloub.

.

.

&.

Kloub	Typ kloubu	Rovina pohybu	Pohyb	.
TC kloub	Kloub	Sagitální	Dorzální flexe & Plantarflexe
ST kloub	Kondyloidní	Většinou příčný Částečně sagitální	Inverzní & Everze Dorsiflexe & Plantarflexe
MT kloub	TN kloub -. Kulový kloub CC kloub – Modifikované sedlo	Velmi v příčném Někdy v sagitálním	Inverze & Everze Flexe & Extenze
TMT kloub	Planární
MTP kloub	Kondyloidní	Sagitální Některé příčné	Flexe & Extenze Abdukce & Addukce
IP kloub	Kloub	Sagitální	Flexe & Extenze

Kinematika

Talokrurální kloub

Hrot mediálního malíku je vpředu a výše než laterální malík, Díky tomu je jeho osa šikmá k sagitální i frontální rovině. Osa rotace je přibližně 13°-18° laterálně od frontální roviny a pod úhlem 8°-10° od transverzální roviny. K dosažení úplného pohybu pro plantarflexi a dorziflexi je nutný pohyb v dalších rovinách (jako je horizontální a frontální rovina). Uváděný normální dostupný rozsah pro dorzální flexi se v literatuře pohybuje mezi 0°-16,5° a 0°-25° a mění se při zatížení. Normální rozsah plantarflexe je uváděn kolem 0°- 50°.

Subtalární kloub

Osa subtalárního kloubu leží asi 42° superiorně vůči sagitální rovině a asi 16° až 23° mediálně vůči rovině transverzální. V literatuře jsou uváděny rozsáhlé rozsahy subtalárního pohybu od 5° do 65°. Průměrný ROM pro pronaci je 5° a pro supinaci 20°. ROM pro inverzi a everzi byl stanoven na 30° a 18°. Celkový inverzně-everzní pohyb je přibližně 2:1 a poměr inverzního a everzního pohybu je 3:2.

Midtarzální kloub

Midtarzální kloub se vzhledem ke své anatomii otáčí ve dvou osách, což činí jeho pohyb složitým. Podélná osa (obrázek „A“ níže) leží asi 15° nad horizontální rovinou a asi 10° mediálně od podélné roviny. Šikmá osa (obrázek „B“ níže) leží asi 52° nad horizontální rovinou a 57° od střední čáry. Podélná osa je blízká ose subtalárního kloubu a šikmá osa je podobná ose talokrurálního kloubu.

Zamykání kloubů MT

Důležitou funkcí chodidla je propulze váhy ve fázi postoje. Tuto funkci umožňuje uzamykání a odemykání MT kloubu. Během úderu patou musí být chodidlo pružné, aby se přizpůsobilo povrchu, a MT kloub se odemyká, aby tuto pružnost zajistil. V pozdější fázi cyklu chůze pak musí chodidlo fungovat jako tuhá páka, aby pohánělo váhu těla vpřed, což je umožněno uzamčením MT kloubu. Při pronaci/everzi chodidla jsou osy kloubů TN a CC navzájem rovnoběžné, což usnadňuje jejich nezávislý pohyb a odblokování kloubu MT. Při supinaci/inverzi se osy vzájemně kříží a blokují MT kloub, což znesnadňuje jeho pohyb. Blackwood et al dospěli k závěru, že při everzi kalkaneu dochází ke zvýšenému pohybu přednoží. To je v souladu s mechanismem uzamčení MT kloubu.

Lisfrankův kloubní komplex

Stupeň sagitálního pohybu pro každý kloub TMT je uveden níže

Kloub TMT	Stupeň pohybu
1.	1.	.6o
2.	0.6o
3.	3.5o
4.	9.6o
5.	10.2o

MTP a IP klouby

MTP klouby jsou dvouosé a pohybují se v sagitální a příčné rovině. MTP klouby mají větší pohyb v sagitální rovině a velmi malý pohyb v rovině příčné. U kloubů MTP je hyperextenze asi 90° a flexe asi 30° až 50°. IP klouby jsou klouby závěsné, které omezují pohyb v jednom směru.

Arthrokinematika

Arthrokinematikou se rozumí pohyb kloubních ploch.

1. Talokrurální kloub – Talus se při dorzální flexi a plantarflexi valí v jamce. Při dorzální flexi se talus odvaluje dopředu a klouže dozadu. Zatímco při plantarflexi se talus odvaluje dozadu a klouže dopředu.
2. Subtalární kloub – Sekundárně vzhledem k anatomii subtalárního kloubu vzniká při spojeném pohybu dorziflexe, abdukce a everze pronace, zatímco při spojeném pohybu plantarflexe, addukce a inverze supinace. Představuje dva kloubní body – přední talokalkaneální kloub a zadní talokalkaneální kloub. Při otevřené inverzi kinetického řetězce se patní kost stáčí do inverze a klouže/posouvá se laterálně. Při everzi se patní kost stáčí do everze a klouže mediálně.
3. Středotarzální kloub – U talonavikulárního kloubu se konkávní navikula pohybuje po konvexním talu, a proto je valení a klouzání ve stejném směru pohybu. Kalkaneokuboidní kloub je sedlový kloub, takže směr se mění v závislosti na pohybu. Při flexi a extenzi je kuboid konkávní a kalkaneus konvexní; proto dochází k odvalování a klouzání ve stejném směru jako u talonavikulárního kloubu. Při abdukci a addukci je však kuboid konvexní a kalkaneus konkávní, a proto dochází k odvalování a klouzání v opačném směru.
4. Lisfrankův kloub – Sekundárně vzhledem ke kostní a vazivové anatomii komplexu je jeho primární úlohou stabilita středonoží, protože má velmi malý pohyb. Má tři odlišné oblouky a hlavní stabilizační strukturou TMT kloubu je vaz ve tvaru písmene Y známý jako Lisfrankův vaz.
5. MTP a IP klouby – Klouzání a odvalování probíhá ve stejném směru jako pohyb u MTP kloubů, protože konkávní základna palce se pohybuje po konvexní hlavičce metatarzu. Totéž platí pro IP klouby, kde je klouzání a odvalování ve stejném směru, protože konkávní distální falanga se pohybuje po konvexní proximální falanze.

.

Kloub	Uzavřená-balená poloha	Otevřená-balená poloha	Kapsulární vzor	Konkávní plocha	Konvexní plocha	Konkávní-.konvexní pravidlo Roll & glide
Talokrurální kloub	Plná dorzální flexe	10o plantarflexe a střed mezi pronací a supinací	Omezení plantarflexe, i když klinicky dorzální flexe. Omezení je častější.	Proximální – Mortise tvořená tibií, tibiofibulárním vazem a fibulou	Distální – Trochleární povrch talární kopule	Opačný směr
Subtalární kloub	Plná inverze	Inverze/plantarflexe	Omezení inverze při chronické artritidě. Omezení everze u traumatických.	Proximální – přední, střední a zadní faceta kosti patní	Distální – přední faceta kosti patní, střední a zadní kloubní plocha talu	Opačný směr
Talonavikulární kloub	Plná supinace	Uprostřed mezi krajním ROM	Omezení dorzální flexe, plantarflexe, addukce a vnitřní rotace.	Proximální – hlavice talu	Distální – konkavita na navikulární kosti pro talus	Stejný směr
Kalkaneokuboidní kloub	Plná supinace	Uprostřed mezi krajními ROM	Omezení dorzální flexe, plantarflexe, addukce a vnitřní rotace.	Distální – kuboid je při flexi-extenzi konkávní. Kalkaneus je konkávní při addukci-abdukci.	Proximální – Kalkaneus je konvexní při flexi-extenzi. Kuboid je konvexní při addukci-abdukci.	Flexe-extenze = stejný směr Addukce-.abdukce = opačný směr
Lisfrankův kloub	Úplná supinace	Uprostřed mezi supinací a pronací
1. MTP kloub	Hyperextenze	Mírná (10o) extenze	Ztráta pohybu více v extenzi než flexi.	Distální – báze palce	Proxmiální – hlavice metatarzu	Stejný směr
2. až 5. MTP kloub	Maximální flexe	Mírná (10o) extenze	Ztráta flexe.	Distální – báze prstních článků	Proximální – hlavice metatarzů	Stejný směr
Interfalangeální kloub	Plná extenze	Mírná flexe	Omezení ve všech směrech s větším v extenzi.	Distální falanga	Proximální falanga	Stejný směr

Došlap a chodidlo

Došlap je tvořen opakovanými cykly fáze postoje, kdy je chodidlo na zemi (došlap, středního postoje a konečného postoje) a švihové fáze, kdy je noha ve vzduchu. Při běhu existuje další fáze: plovací fáze, kdy se obě chodidla odlepí od země.

• Při chůzi je při došlapu chodidlo supinováno a Chopartův kloub je zablokován, takže chodidlo je při prvním dopadu paty ztuhlé.
• Během středního postoje se chodidlo při plném kontaktu s povrchem pronacuje a zplošťuje.
• Terminální postoj je pak charakterizován propulzí prostřednictvím odlepení paty a špičky.
• Lisfrankův kloub umožňuje mírnou dorzální flexi a plantarflexi.
• Síla se pak ve fázi došlapu na špičku přenáší na střední sloupec přednoží a přednoží supinuje.
• Boční sloupec působí během závěrečné fáze odrazu při došlapu a poskytuje především senzorický vstup.
• Samotná báze pátého metatarzu absorbuje značnou sílu a hmotnost.

Kombinace pevného středonoží, mírně ohebného Lisfrankova kloubu a ohebných metatarzofalangeálních kloubů vytváří páku pro pohon při chůzi.

Vliv na kinetický řetězec/chodidlo

Jak bylo uvedeno výše u blokády MT kloubů, přechod chodidla z pronace do supinace je důležitou funkcí, která pomáhá při adaptaci na nerovný terén a působí jako tuhá páka při odrazu.

• Během pronace dochází k odblokování MT kloubu, což zajišťuje pružnost chodidla a pomáhá při udržování rovnováhy.
• Při supinaci se MT kloub uzamyká, čímž zajišťuje tuhost chodidla a maximalizuje stabilitu.

Pokud by chodidlo zůstalo v pronaci, vedlo by to k hypermobilitě středonoží a kladlo by to větší nároky na nervosvalové struktury, které stabilizují chodidlo a udržují vzpřímený postoj. Zatímco pokud by chodidlo zůstalo supinované, došlo by k hypomobilitě středonoží, což by ohrozilo schopnost chodidla přizpůsobit se terénu a zvýšilo nároky na okolní struktury, které udržují posturální stabilitu a rovnováhu. Cote a kol. dospěli k závěru, že posturální stabilita je ovlivněna postavením chodidla ve statických i dynamických podmínkách. K řetězovým reakcím dochází sekundárně v závislosti na postavení chodidla.

Při uzavřených řetězových pohybech dochází u nadměrně pronačního chodidla k následující kinetické řetězové reakci:

• Kalcaneální everze
• Addukce a plantarflexe hlezenní kosti
• Mediální rotace hlezenní kosti
• Mediální rotace tibie a fibuly

.

• Valgus v koleni
• Mediální rotace kosti stehenní
• Výklon pánve směrem dopředu

Při uzavřeném řetězovém pohybu dochází k následující kinetické řetězové reakci při nad-supinovaném chodidle:

• Kalcaneální inverze
• Abdukce a dorzální flexe talu
• Laterální rotace talu
• Laterální rotace tibie a fibuly
• Varus při koleni
• Laterální rotace kosti stehenní
• Zadní náklon pánve

Klenby nohy

Klenby nohy zajišťují funkce absorpce síly, opornou bázi a působí jako tuhá páka při pohonu chůze.

Mediální podélná klenba, laterální podélná klenba a příčná klenba jsou 3 klenby, které ohrožují klenbu nohy.

Mediální podélná klenba (MLA)

Je nejdelší a nejvyšší ze všech klenby. Mezi kostěné součásti MLA patří patní kost, kost hlezenní, kost nártní, tři klínovité kosti a první tři metatarzální kosti. Oblouk se skládá ze dvou pilířů: předního a zadního pilíře. Přední pilíř tvoří hlavice prvních 3 metatarsů a zadní pilíř tvoří tuberozita patní kosti. Plantární aponeuróza tvoří nosný trám spojující oba pilíře. Vrcholem MLA je horní kloubní plocha talu. Kromě plantární aponeurózy se MLA opírá také o pružný vaz a deltový vaz. Svaly tibialis anterior a posterior hrají důležitou roli při zvedání mediálního okraje klenby, zatímco sval flexor hallucis longus funguje jako tětiva.

Laterální podélný oblouk (LLA)

Je to nejnižší oblouk a skládá se z patní kosti, kuboidu, čtvrtého & pátého metatarzu jako jeho kostěné složky. Stejně jako mediální longitudinální oblouk (MLA) je zadní pilíř tvořen tuberozitou kalkaneu. Přední pilíř tvoří hlavice 4. a 5. metatarzu. Oporu LLA poskytuje plantární aponeuróza, dlouhé & krátké plantární vazy. Šlacha peroneus longus hraje důležitou roli při udržování laterálního okraje klenby.

Příčná klenba

Je konkávní při nenesení váhy a probíhá mediálně až laterálně v oblasti midtarsů a tarzometatarsů. Kostěnou složku oblouku tvoří hlavičky metatarzů, kuboidy a 3 klínovité kosti. Mediální a laterální pilíř klenby tvoří mediální, resp. laterální podélný oblouk. Oblouk je udržován šlachou posterior tibialis a šlachou peroneus longus, které křižují plantární plochu od mediální k laterální, respektive od laterální k mediální straně.

Vinutý mechanismus chodidla

Plantární aponeuróza funguje podobně jako vinutý mechanismus. Naviják je obvykle horizontální válec, který se otáčí klikou nebo řemenem na řetězu nebo laně a tahá těžké předměty. Běžné použití navijáku je při tahání kotvy lodi známé jako kotevní naviják. Tento mechanismus lze vidět na patce. Když jsou MTP klouby hyperexponované, plantární aponeuróza se napíná, protože je ovinuta kolem MTP kloubů. Toto působení stahuje metatarzální a tarsální kosti k sobě a přeměňuje je v tuhou strukturu a nakonec zvedá podélné klenby. Tato funkce je důležitá pro zajištění tuhé páky pro pohon chůze při odrazu.

Funkce chodidla

Noha vyžaduje pro všechny své funkce dostatečnou pohyblivost a stabilitu. Pohyblivost je nezbytná pro absorbování síly reakce těla na zem. Subtalární pronace má tlumicí účinek při počátečním kontaktu s patou. Pronace je rovněž nezbytná k umožnění rotace nohy a k tlumení nárazů této rotace. Subtalární pronace hraje roli při tlumení nárazů prostřednictvím excentrické kontroly supinátorů. Na druhé straně se Chopartův kloub uvolňuje, aby přednoží mohlo zůstat volné a ohebné. Ve středním došlapu potřebuje chodidlo pohyblivost, aby se mohlo přizpůsobit variabilitě povrchu.

Stabilita chodidla je nezbytná k zajištění stabilního základu těla. Chodidlo potřebuje schopnost nést váhu těla a fungovat jako stabilní páka, která pohání tělo vpřed. Tato funkce vyžaduje kontrolu pronace subtalárního kloubu.

Normální funkce chodidla poskytuje chodidlu schopnost přeměnit se ve správný čas z pohyblivého adaptéru na tuhou páku. Chodidlo potřebuje dostatečnou pohyblivost, aby se mohlo pohybovat do všech poloh cyklu chůze při zachování pohyblivosti a stability. Fyziologická pohyblivost je nezbytná; pokud by byla pohyblivost příliš velká, chodidlo by nemělo schopnost být stabilní. Pokud je tato podmínka splněna, může kloub podporovat stoj ve stabilní maximálně přiblížené poloze. Když normální přechod obou funkcí není normální, lze pozorovat mnoho poranění z přetížení chodidla, nohy, ale i dolní části zad. Proto musí tři fáze kontaktu se zemí spadat do normálního časového intervalu, jinak se uplatní některé kompenzační mechanismy (například: genu recurvatum v případě snížené dorziflexe), které způsobují syndromy z přetížení. (Příklad: chondromalacie, bércové vředy)

Při přechodu ze střední do propulzní fáze tyto mechanismy často selhávají. Přechod z everze do inverze usnadňuje sval tibialis posterior. Sval je natažený jako pružina a ukládá se v něm potenciální energie. Na konci midstance sval přechází z excentrické práce do koncentrické a energie se uvolňuje. Sval tibialis posterior pak způsobuje abdukci a dorzální flexi caput tali, při níž dochází k everzi zadní části těla. Současně sval peroneus longus na konci midstance přitáhne přednoží s plantární flexí prvního prstu. Tímto způsobem se přednoží stává stabilním.

Při pohybu přednoží ve fázi propulze se spustí fenomén větrných hodů. Když začíná dorzální flexe metatarzofalangeálních kloubů, dochází k namáhání plantární fascie. patní kost se stává vertikální a trhá se při inverzi. Stejně tak zadní část chodidla spočívá v inverzi při odvíjení přední části chodidla.

Při výskytu některých abnormalit v normálním chůzovém cyklu funkcí těla lze použít některé funkční ortézy. Tyto ortézy mají schopnost korigovat biomechanickou funkci chodidla. Naproti tomu vložky do bot podporují pouze klenbu chodidla. Snížená nebo omezená pohyblivost dolních končetin může být způsobena kloubním omezením. V těchto případech lze použít některé klasické mobilizace nebo mobilizace podle manuální terapie. Pokud je příčinou zkrácení svalů, lze předepsat některá protahovací cvičení. Rovněž je indikována kvalitní (běžecká) obuv.

.