Estructura y función del pie y el tobillo

Anatomía

El pie y el tobillo forman un sistema complejo que consta de 28 huesos, 33 articulaciones, 112 ligamentos, controlados por 13 músculos extrínsecos y 21 intrínsecos.

El pie se subdivide en retropié, mediopié y antepié.

Funciona como una estructura rígida para soportar el peso y también puede funcionar como una estructura flexible para adaptarse a un terreno irregular. El pie y el tobillo proporcionan varias funciones importantes que incluyen:

• Soportar el peso del cuerpo.
• Proporcionar equilibrio.
• Absorción de impactos.
• Transferir las fuerzas de reacción del suelo.
• Compensación de la mala alineación proximal.
• Sustitución de la función de la mano en individuos con amputación/parálisis de la extremidad superior.

Estructura

La articulación del tobillo o tibiotalar constituye la unión de la parte inferior de la pierna y el pie. Los componentes óseos de la articulación del tobillo incluyen la tibia distal, el peroné distal y el astrágalo.

Las estructuras anatómicas por debajo de la articulación del tobillo comprenden el pie, que incluye:

1. Pie trasero: El retropié, la parte más posterior del pie, está compuesto por el astrágalo y el calcáneo, dos de los siete huesos del tarso. La articulación del astrágalo y el calcáneo se denomina articulación subastragalina, que tiene tres facetas en cada uno de los astrágalos y calcáreos.
2. Mediopié: El mediopié está formado por cinco de los siete huesos del tarso: navicular, cuboides y cuneiformes medial, medio y lateral. La unión entre el retropié y el mediopié se denomina articulación de Chopart, que incluye las articulaciones talonavicular y calcaneocuboidea.
3. Pie delantero: El antepié es la parte más anterior del pie. Incluye los metatarsos, las falanges (dedos) y los huesos sesamoideos. Hay un metatarsiano y tres falanges por cada dedo, aparte del dedo gordo, que sólo tiene dos falanges. La articulación del mediopié y del antepié forma la articulación de Lisfranc.

Articulación talocrural (TC)

La articulación talocrural se forma entre la tibia-fíbula distal y el astrágalo, y se conoce comúnmente como la articulación del tobillo. La cara distal e inferior de la tibia -conocida como plafón- se une al peroné a través de los ligamentos tibiofibulares formando una fuerte mortaja que se articula con la cúpula del astrágalo en sentido distal. Es una articulación en bisagra y permite los movimientos de dorsiflexión y plantarflexión en el plano sagital.

Articulación Subtalar (ST) Articulación Subtalar

También se conoce como articulación talocalcánea y se forma entre el astrágalo y el calcáneo.

• Hay tres facetas en cada uno de los astrágalo y calcáneo.
• La articulación subtalar posterior constituye el mayor componente de la articulación subtalar.
• La articulación subtalar permite la inversión y eversión del tobillo y del retropié.

Articulación Midtarsal (MT)

También conocida como articulación tarsal transversal o articulación de Chopart. Es una articulación en forma de S cuando se ve desde arriba. Consta de dos articulaciones: la articulación talonavicular y la articulación calcaneocuboidea.

1. Articulación Talonavicular (TN) – Se forma entre la cabeza anterior del astrágalo y la concavidad del navicular. No tiene cápsula propia, sino que comparte una con las dos articulaciones talocalcáneas anteriores.
2. Articulación Calcaneocuboidea (CC) – Se forma entre la faceta anterior del calcáneo y el cuboide posterior. Ambas superficies articulares, presentan una superficie convexa y cóncava siendo la articulación convexa verticalmente y cóncava transversalmente. En esta articulación se produce muy poco movimiento.

Complejo articular tarsometatarsiano (TMT)

También conocido como articulación de Lisfranc. Este complejo divide el mediopié del antepié.

Las filas distales del tarso, incluyendo los tres huesos cuneiformes y el cuboide, se articulan con la base de cada metatarsiano para formar el complejo TMT. Es una articulación en forma de S y está dividida en 3 columnas distintas:

• Medial – compuesta por el 1º metatarsiano y el cuneiforme medial.
• Medial – compuesta por 2º y 3º metatarsianos, cuneiformes intermedios y laterales respectivamente.
• Lateral – compuesta por el 4º y 5º metatarsianos y el cuboide.

Las articulaciones metatarsofalángicas (MTP) y las interfalángicas (IP)

Las articulaciones MTP se forman entre las cabezas de los metatarsianos y las bases correspondientes de la falange proximal. Las articulaciones interfalángicas de los dedos del pie se forman entre las falanges de los dedos. Cada dedo tiene articulaciones interfalángicas proximales y distales, excepto el dedo gordo que sólo tiene una articulación interfalángica.

Articulación	Tipo de articulación	Plano de movimiento	Movimiento
Articulación TC	Bisagra	Sagital	Dorsiflexión & Plantarflexión
Articulación ST	Condiloide	Principalmente transversal Alguno sagital	Inversión & Eversión Dorsiflexión & Plantarflexión
Articulación MT	Articulación TN – Rótula Articulación CC – Silla de montar modificada	En gran medida en transversal Algo de sagital	Inversión &Eversión Flexión &Extensión
Articulación TMT	Planar
Articulación MTP	Condyloid	Sagital Algunos Transversales	Flexión &Extensión Abducción &Aducción
Articulación IP	Bisagra	Sagital	Flexión &Extensión

Cinemática

Articulación Talocrural

La punta del maleolo medial es anterior y superior al maleolo lateral, lo que hace que su eje sea oblicuo a los planos sagital y frontal. El eje de rotación es aproximadamente 13°-18° lateralmente del plano frontal y en ángulo de 8°-10° del plano transversal. Se requiere movimiento en otros planos (como el horizontal y el frontal) para lograr un movimiento completo para la plantarflexión y la dorsiflexión. El rango normal disponible para la dorsiflexión varía en la literatura entre 0°-16,5° y 0°-25°, y esto cambia con la carga de peso. El rango normal de plantarflexión ha sido reportado alrededor de 0°- 50°.

Articulación Subtalar

El eje de la articulación subtalar se encuentra alrededor de 42° superior al plano sagital y alrededor de 16° a 23° medial al plano transversal. La literatura presenta amplios rangos de movimiento subtalar que van de 5° a 65°. El ROM medio para la pronación es de 5° y de 20° para la supinación. El ROM de inversión y eversión se ha identificado como 30° y 18°, respectivamente. El movimiento total de inversión-eversión es de aproximadamente 2:1 y una relación de 3:2 de movimiento de inversión-eversión.

Articulación Medial

La articulación Medial gira en dos ejes debido a su anatomía, lo que hace que su movimiento sea complejo. El eje longitudinal (imagen ‘A’ abajo) se encuentra aproximadamente 15° superior al plano horizontal y aproximadamente 10° medial al plano longitudinal. El eje oblicuo (imagen «B» abajo) se encuentra a unos 52° superiores al plano horizontal y a 57° de la línea media. El eje longitudinal está cerca del eje de la articulación subtalar y el eje oblicuo es similar al eje de la articulación talocrural.

Bloqueo de la articulación MT

Una función importante del pie es la propulsión del peso durante la fase de apoyo. Esta función es posible gracias al bloqueo y desbloqueo de la articulación MT. Durante el golpe de talón, el pie necesita ser flexible para ajustarse a la superficie y la articulación MT se desbloquea para proporcionar esta flexibilidad. Más adelante en el ciclo de la marcha, el pie debe actuar como una palanca rígida para impulsar el peso del cuerpo hacia delante, lo que es posible gracias al bloqueo de la articulación MT. Durante la pronación/eversión del pie, los ejes de las articulaciones TN y CC son paralelos entre sí, lo que facilita su movimiento independiente y el desbloqueo de la articulación MT. Los ejes se cruzan entre sí durante la supinación/inversión y bloquean la articulación MT dificultando su movimiento. Blackwood et al concluyeron que hay un mayor movimiento del antepié cuando el calcáneo está evertido. Esto es coherente con el mecanismo de bloqueo de la articulación MT.

Complejo articular de Lisfranc

A continuación se presenta el grado de movimiento sagital de cada articulación del TMT

Articulación del TMT	Grado de movimiento
1º	.6o
2º	0.6o
3º	3,5o
4º	9,6o
5º	10.2o

Articulaciones MTP e IP

Las articulaciones MTP son biaxiales y se mueven en los planos sagital y transversal. Las articulaciones MTP tienen un mayor movimiento en el plano sagital y muy poco movimiento en el plano transversal. En las articulaciones MTP, la hiperextensión es de unos 90° y la flexión de unos 30° a 50°. Las articulaciones IP son articulaciones en bisagra que limitan el movimiento en una dirección.

Artrocinemática

La artrocinemática se refiere al movimiento de las superficies articulares.

1. Articulación talocrural – El astrágalo rueda dentro de la mortaja durante la dorsiflexión y la plantarflexión. Durante la dorsiflexión, el astrágalo rueda anteriormente y se desliza posteriormente. Mientras que con la plantarflexión, el astrágalo rueda posteriormente y se desliza anteriormente.
2. Articulación Subtalar – Secundariamente a la anatomía de la articulación subtalar, el movimiento acoplado de dorsiflexión, abducción y eversión produce pronación, mientras que el movimiento acoplado de plantarflexión, aducción e inversión produce supinación. Presenta dos puntos de articulación – articulación talocalcánea anterior y articulación talocalcánea posterior. Durante la inversión de la cadena cinética abierta, el calcáneo rueda en inversión y se desliza lateralmente. Y durante la eversión, el calcáneo rueda en eversión y se desliza medialmente.
3. Articulación medio-tarsiana – En la articulación talonavicular, el navicular cóncavo se desplaza sobre el astrágalo convexo y, por tanto, el balanceo y el deslizamiento se producen en la misma dirección de movimiento. La articulación calcaneocuboidea es una articulación en silla de montar, por lo que la dirección cambia según el movimiento. Durante la flexión-extensión, el cuboide es cóncavo y el calcáneo es convexo; por lo tanto, el balanceo y el deslizamiento se producen en la misma dirección que en la articulación talonavicular. Sin embargo, durante la abducción-aducción, el cuboide es convexo y el calcáneo es cóncavo, por lo que el balanceo y el deslizamiento se producen en la dirección opuesta.
4. Articulación de Lisfranc – Secundaria a la anatomía ósea y ligamentosa del complejo, la función principal es la estabilidad del mediopié ya que tiene muy poco movimiento. Tiene tres arcos distintos y la principal estructura estabilizadora de la articulación de TMT es un ligamento en forma de Y conocido como ligamento de Lisfranc.
5. Articulaciones MTP e IP – El deslizamiento y balanceo es en la misma dirección que el movimiento para las articulaciones MTP, ya que la base cóncava de la falange se mueve sobre la cabeza convexa del metatarso. Lo mismo ocurre con las articulaciones IP, donde el deslizamiento y el balanceo es en la misma dirección, ya que la falange distal cóncava se mueve sobre la falange proximal convexa.

Articulación	Posición cerrada-empacada	Posición abierta-empacada	Patrón capsular	Superficie cóncava	Superficie convexa	Concava-regla convexa Rollo & deslizamiento
Articulación talocrural	Dorsiflexión completa	10o de plantarflexión y a medio camino entre pronación y supinación	Limitación de la plantarflexión, aunque clínicamente la dorsiflexión. La limitación es más común.	Proximal – Mortaja formada por la Tibia, ligamento tibiofibular y peroné	Distal – Superficie troclear de la cúpula talar	Dirección opuesta
Articulación subtalar	Inversión completa	Inversión/plantarflexión	Limitación de la inversión en artritis crónica. Limitación de la eversión en la traumática.	Proximal – Faceta anterior, media y posterior del astrágalo	Distal – Calcáneo Anterior, media y posterior de la superficie articular del astrágalo	Dirección opuesta
Articulación talonavicular	Supinación completa	A medio camino entre el ROM extremo	Limitación de la dorsiflexión, plantarflexión, aducción y rotación interna.	Proximal – Cabeza del astrágalo	Distal – Concavidad en el hueso navicular para el astrágalo	Misma dirección
Articulación calcaneocuboidea	Supinación completa	A medio camino entre el ROM extremo	Limitación de la dorsiflexión, plantarflexión, aducción y rotación interna.	Distal – El cuboides es cóncavo durante la flexión-extensión. El calcáneo es cóncavo durante la aducción-abducción.	Proximal – El calcáneo es convexo durante la flexión-extensión. El cuboides es convexo durante la aducción-abducción.	Flexión-extensión = Misma dirección Aducción-abducción = Dirección opuesta
Articulación de Lisfranc	Supinación completa	A medio camino entre la supinación y la pronación
1ª articulación MTP	Hiperextensión	Ligera (10o) extensión	Pérdida de movimiento más en extensión que en flexión.	Distal – Base de falange	Proxmial – Cabeza de metatarsiano	Misma dirección
Articulación MTP 2ª a 5ª	Flexión máxima	Ligera (10o) extensión	Pérdida de flexión.	Distal – Base de las falanges	Proximal – Cabeza de los metatarsianos	Misma dirección
Articulación interfalángica	Extensión máxima	Ligera flexión	Restricción en toda la dirección con más en extensión.	Falange Distal	Falange Proximal	Misma dirección

La marcha y el pie

La marcha se compone de ciclos repetitivos de la fase de apoyo cuando el pie está en el suelo (golpe de pie, (golpe de pie, postura media y postura final) y la fase de balanceo cuando el pie está en el aire. Cuando se corre, hay una fase adicional: la fase de flotación cuando ambos pies están fuera del suelo.

• Durante la marcha, En el golpe de pie, el pie está supinado, y la articulación de Chopart está bloqueada, haciendo que el pie sea rígido cuando el talón aterriza por primera vez.
• El pie se pronuncia y se aplana durante la media postura al entrar en pleno contacto con la superficie.
• La postura final se caracteriza por la propulsión mediante el despegue del talón y la punta del pie.
• La articulación de Lisfranc permite una ligera dorsiflexión y plantarflexión.
• La fuerza se transfiere entonces a la columna media del antepié durante la fase de despegue de la punta del pie, y el antepié se supina.
• La columna lateral actúa durante la fase final de empuje al pisar, proporcionando principalmente la entrada sensorial.
• La base del quinto metatarsiano absorbe por sí sola una fuerza y un peso importantes.

La combinación del mediopié fijo, la articulación de Lisfranc ligeramente flexible y las articulaciones metatarsofalángicas flexibles crean una palanca para la propulsión durante la marcha.

Influencia en la cadena cinética/marcha

Como se ha comentado anteriormente con el bloqueo de la articulación MT, la transición en el pie de la pronación a la supinación es una función importante que ayuda a la adaptación al terreno irregular y actúa como una palanca rígida durante el empuje.

• Durante la pronación, la articulación MT se desbloquea, proporcionando flexibilidad al pie y ayudando a mantener el equilibrio.
• Durante la supinación, la articulación MT se bloquea, proporcionando rigidez al pie y maximizando la estabilidad.

Si el pie permanece en pronación, se produciría una hipermovilidad del mediopié y se exigiría más a las estructuras neuromusculares que estabilizan el pie y mantienen la postura erguida. Mientras que si el pie permanece supinado, el mediopié estaría hipomóvil, lo que comprometería la capacidad del pie para ajustarse al terreno y aumentaría la demanda sobre las estructuras circundantes para mantener la estabilidad postural y el equilibrio. Cote et al. concluyeron que la estabilidad postural se ve afectada por la posición del pie tanto en condiciones estáticas como dinámicas. Las reacciones en cadena se producen de forma secundaria a la posición del pie.

En los movimientos de cadena cerrada, se produce la siguiente reacción cinética en cadena en un pie sobrepronado:

• Eversión del calcáneo
• Aducción y plantarflexión del astrágalo
• Rotación medial del astrágalo
• Rotación medial de la tibia y el peroné
• Valgus en la rodilla
• Rotación medial del fémur
• Inclinación anterior de la pelvis

En el movimiento en cadena cerrado se produce la siguiente reacción cinética en cadena en un sobrepie supinado:

• Inversión del calcáneo
• Abducción y dorsiflexión del astrágalo
• Rotación lateral del astrágalo
• Rotación lateral de la tibia y el peroné
• Varo en rodilla
• Rotación lateral del fémur
• Inclinación posterior de la pelvis

Arcos del pie

Los arcos del pie proporcionan funciones de absorción de fuerzas, base de apoyo y actúan como palanca rígida durante la propulsión de la marcha.

El arco longitudinal medial, el arco longitudinal lateral y el arco transversal son los 3 arcos que comprometen el arco del pie.

Arco longitudinal medial (ALM)

Es el más largo y alto de todos los arcos. Los componentes óseos del MLA incluyen el calcáneo, el astrágalo, el navicular, los tres huesos cuneiformes y los 3 primeros metatarsianos. El arco consta de dos pilares: el anterior y el posterior. El pilar anterior está formado por la cabeza de los 3 primeros metatarsianos y el pilar posterior por la tuberosidad del calcáneo. La aponeurosis plantar forma la viga de soporte que conecta los dos pilares. El vértice del MLA es la superficie articular superior del astrágalo. Además de la aponeurosis plantar, el MLA se apoya en el ligamento de resorte y en el ligamento deltoideo. Los músculos tibial anterior y posterior desempeñan un papel importante en la elevación del borde medial del arco, mientras que el flexor hallucis longus actúa como cuerda de arco.

Arco Longitudinal Lateral (LLA)

Es el arco más bajo y comprende el calcáneo, el cuboides y el cuarto & quinto metatarsiano como su componente óseo. Al igual que el arco longitudinal medial (ALM), el pilar posterior está formado por la tuberosidad del calcáneo. El pilar anterior está formado por las cabezas de los metatarsianos 4º y 5º. La aponeurosis plantar, los ligamentos plantares largos &cortos proporcionan soporte al LLA. El tendón del peroneo largo desempeña un papel importante en el mantenimiento del borde lateral del arco.

Arco transversal

Es cóncavo en la no carga de peso y discurre de medial a lateral en la zona media del tarso y tarsometatarsiana. El componente óseo del arco está formado por las cabezas metatarsales, los cuboides y los 3 huesos cuneiformes. Los pilares medial y lateral del arco están formados por el arco longitudinal medial y lateral respectivamente. El arco se mantiene gracias al tendón del tibial posterior y al tendón del peroneo largo, que cruzan la superficie plantar de medial a lateral y de lateral a medial respectivamente.

Mecanismo de molinete del pie

La aponeurosis plantar actúa de forma similar a un mecanismo de molinete. Un molinete suele ser un cilindro horizontal que gira con una manivela o correa sobre una cadena o cuerda para tirar de objetos pesados. El uso habitual de un molinete es para tirar del ancla del barco, lo que se conoce como molinete de ancla. Este mecanismo puede verse en el pie. Cuando las articulaciones MTP están hiperextendidas, la aponeurosis plantar se tensa al envolver las articulaciones MTP. Esta acción hace que los huesos metatarsianos y tarsianos se junten convirtiéndolos en una estructura rígida y finalmente levantando los arcos longitudinales. Esta función es importante para proporcionar una palanca rígida para la propulsión de la marcha durante el empuje.

Función del pie

El pie requiere suficiente movilidad y estabilidad para todas sus funciones. La movilidad es necesaria para absorber la fuerza de reacción al suelo del cuerpo. La pronación subtalar tiene un efecto amortiguador durante el contacto inicial del talón. La pronación también es necesaria para permitir la rotación de la pierna y absorber el impacto de esta rotación. La pronación subtalar desempeña un papel en la absorción del impacto a través del control excéntrico de los supinadores. Por otro lado, la articulación de Chopart se desbloquea para que el antepié pueda permanecer suelto y flexible. En el mediopié, el pie necesita movilidad para adaptarse a la variación de las superficies.

La estabilidad del pie es necesaria para proporcionar una base estable al cuerpo. El pie necesita la capacidad de soportar el peso del cuerpo y actuar como una palanca estable para impulsar el cuerpo hacia adelante. Esta función requiere el control de la pronación de la articulación subastragalina.

La función normal del pie proporciona al pie la capacidad de transformarse en el momento adecuado de adaptador móvil a palanca rígida. El pie necesita una movilidad suficiente para moverse en todas las posiciones del ciclo de la marcha manteniendo la movilidad y la estabilidad. La movilidad fisiológica es esencial; si la movilidad fuera demasiado grande, el pie no tendría la capacidad de ser estable. Cuando se cumple esta condición, la articulación puede soportar la bipedestación en la posición estable de máxima aproximación. Cuando la transición normal de las dos funciones no es normal, pueden observarse muchas lesiones por sobrecarga en el pie, la pierna y también en la zona lumbar. Por lo tanto, las tres fases de contacto con el suelo tienen que caer en el intervalo de tiempo normal, de lo contrario se utilizarán algunos mecanismos de compensación (ejemplo: genu recurvatum en casos de dorsiflexión reducida), que causan síndromes de sobrecarga. (Ejemplo: condromalacia, dolores de espinilla)

En la transición de la fase de medio apoyo a la de propulsión, los mecanismos suelen fallar. La transición de la eversión a la inversión es facilitada por el músculo tibial posterior. El músculo se estira como un muelle y se almacena energía potencial. Al final de la postura media, el músculo pasa del trabajo excéntrico al concéntrico y la energía se libera. El músculo tibial posterior provoca entonces la abducción y la dorsiflexión del caput tali en la que el cuarto trasero se everte. Al mismo tiempo, el músculo peroneo largo, al final de la media vuelta, atraerá el antepié con una flexión plantar del primer dedo. Así es como el antepié se estabiliza.

Cuando el antepié se mueve en la fase de propulsión, comienza el fenómeno del molinete. Cuando comienza la dorsiflexión de las articulaciones metatarsofalángicas, la fascia plantar sufre una tensión.El calcáneo se vuelve vertical y se desgarra en inversión. Así, el cuarto trasero descansa en inversión en el desenvolvimiento del antepié.

Cuando hay algunas anormalidades en el ciclo normal de la marcha de las funciones del cuerpo, algunas ortesis funcionales pueden ser utilizadas. Estas ortesis tienen la capacidad de corregir la función biomecánica del pie. Por el contrario, las plantillas sólo apoyan el arco del pie. La movilidad reducida o limitada de los miembros inferiores puede estar causada por una limitación articular. En estos casos se pueden aplicar algunas movilizaciones clásicas o según la terapia manual. Cuando la causa es un acortamiento muscular se pueden prescribir algunos estiramientos. También está indicado un buen calzado (para correr).