Appunti di Anatomia - parte 1

TDD del movimento umano - anatomia applicata

Colonna vertebrale

La colonna vertebrale rappresenta il pilastro centrale del corpo; svolge una funzione di sostegno ed una funzione di protezione su porzioni del sistema nervoso centrale (“porzioni” del sistema nervoso centrale perché protegge solo il midollo). Fornisce ampia superficie per l’inserzione dei muscoli ed alcune porzioni di vertebre contengono midollo rosso, indispensabile per l’emopoiesi (processo che porta alla formazione dei nuovi globuli rossi).

In visione dorsale la linea delle spalle e la linea delle fossette sacrali (diagonale minore della losanga di Michaelis che è un punto di reperto a livello del bacino) sono parallele ed orizzontali. In visione sul piano frontale posteriore è possibile vedere una lieve curvatura trasversale non patologica (purché si mantenga entro certi limiti). In visione sagittale si riscontrano 4 curve.

Nell’adulto, la colonna vertebrale, è composta da 24 vertebre, dal sacro (5 vertebre) e dal coccige (3-4 vertebre). Forma una colonna di sostegno che sopporta il peso di testa, collo e tronco e trasmette il peso allo scheletro appendicolare degli arti inferiori.

Le curve spinali

Le 4 curve spinali sono:

• Cervicale;
• Toracica;
• Lombare;
• Sacrale.

Queste curve si compensano in modo che il piano masticatorio (concretizzato quando si stringe un cartone tra le arcate dentali) sia orizzontale e che lo sguardo si diriga naturalmente verso la linea dell’orizzonte. Si dividono in:

• Curve primarie, cifosi toracica e cifosi sacrale: compaiono verso la fine dello sviluppo fetale, vengono anche definite “curve di accomodazione”.
• Curve secondarie, lordosi cervicale e lordosi lombare: compaiono qualche mese dopo la nascita, vengono anche definite “curve di compensazione”.

Filogenesi: corso dell’evoluzione dai preominidi verso l’homo sapiens. Durante questo processo il passaggio dalla quadrupedia alla posizione eretta ha causato prima il raddrizzamento e poi l’inversione della curva lombare. Gli arti superiori sono passati al lavoro in compressione al lavoro in trazione.

Nel neonato

• All’età di un giorno il rachide lombare è concavo anteriormente;
• A 5 mesi è ancora lievemente concava;
• A 13 mesi si rettilineizza;
• A partire dai 3 anni compare una lieve lordosi che si accentua ad 8 e diventa definitiva a 10.

Il passaggio da una regione vertebrale ad un’altra è definita cerniera. L’ultima vertebra di una regione possiede caratteristiche simili alla prima del tratto successivo.

Anatomia delle vertebre

Il corpo vertebrale è formato da una corticale di osso denso che circonda il tessuto spongioso. Ha un arco posteriore a forma di “U” a cui si collegano i massicci delle apofisi o i processi articolari (3,4). Anteriormente ai processi articolari si trovano i peduncoli (8,9), posteriormente si trovano le lamine (10,11).

Esistono dei piccoli fori sulla superficie del corpo vertebrale che permettono la comunicazione tra l’alloggiamento del nucleo ed il tessuto spugnoso del corpo vertebrale. Sulla linea mediana posteriore si trova l’apofisi spinosa (processo spinoso), lateralmente (5) si trovano i processi trasversi.

Regola della casetta: il pavimento è la nostra casetta, cioè la parte posteriore del corpo vertebrale, i peduncoli sono le pareti, il tetto sono le lamine. L’incontro di due lamine forma il processo spinoso; dall’incontro di un peduncolo ed una lamina nasce il processo trasverso.

Disco intervertebrale

È formato da strati di lamelle fibrocartilaginee disposte concentricamente (anulus fibroso). Al centro presenta una massa gelatinosa formata principalmente da acqua che prende il nome di nucleo polposo. All’interno di questo sono presenti cartilagine ialina e mucopolisaccaridi.

La distribuzione delle fibre collagene che compongono l’anulus fibroso cambia di strato in strato; ogni strato presenta una disposizione delle sue fibre in direzione opposta rispetto al precedente. Più ci si avvicina al nucleo polposo, più le fibre si inclinano. Questa particolare disposizione fa sì che ad ogni movimento il nucleo sia protetto.

Considerando le sollecitazioni assiali, sul nucleo polposo grava il 75% del carico, il restante 25% grava sull’anulus fibroso. La pressione sul nucleo polposo non è mai pari a 0. L’idrofilia dei mucopolisaccaridi provoca il rigonfiamento del nucleo nel suo alloggio inestensibile (stato di precompressione).

Il nucleo polposo ha grossolanamente la forma di una sfera, si comporta come una biglia posta tra due piani e permette 3 tipi di movimenti:

• Inclinazione: sia sul piano sagittale (flesso-estensione), sia sul piano frontale (inclinazione);
• Movimenti di rotazione di uno dei piani vertebrali rispetto all’altro;
• Movimenti di taglio e di scivolamento.

Sono tutti movimenti di modesta ampiezza. Grazie alla somma di numerose articolazioni si osservano movimenti di grande ampiezza.

Qui si vede il comportamento del nucleo polposo rispetto a vari tipi di sollecitazione:

• Immagine 45B: c’è una trazione e le fibre si distendono, in questo modo il nucleo polposo può rigonfiarsi.
• Immagine 45A: c’è una sollecitazione modesta del nucleo polposo.
• Immagine 45C: deformazione dell’anulus, compressione.
• Immagine 46: vediamo il disco durante una estensione, il disco va all’indietro e il nucleo polposo è spinto in avanti e sottopone le fibre anteriori dell’anulus ad un livello di tensione.
• Immagine 47: accade l’opposto dell’immagine 46.
• Immagine 48: vediamo l’inclinazione, inversione anulus con nucleo polposo spinto dall’altra parte.

La precompressione del disco gli permette di resistere meglio agli sforzi. Ad una pressione assiale simmetrica il piatto vertebrale si inflette verso il lato più caricato inclinandosi di un certo angolo. Meccanismo di auto-stabilizzazione, Anulus e nucleo creano una coppia funzionale.

Migrazione di acqua nel nucleo polposo

Il nucleo polposo appoggia sulla parte centrale cartilaginea del piatto vertebrale in una superficie scavata da pori che permettono la comunicazione tra l’alloggiamento del nucleo ed il tessuto spongioso della vertebra. Una sollecitazione sul rachide comporta la fuoriuscita di acqua del nucleo, questa esce dai pori e migra verso il centro del corpo vertebrale. Un carico costante comporta una pressione che riduce lo spessore del disco, in un soggetto normale, può causare una riduzione di 2cm di altezza.

In decubito dorsale (per esempio durante il sonno) i corpi vertebrali non sono soggetti alla pressione gravitazionale, le glicoproteine del nucleo polposo richiamano l’acqua dai corpi vertebrali ed il disco recupera spessore. Lo stato di precompressione ed idrofilia diminuiscono con l’età, causando minore elasticità (per questo motivo con l’invecchiamento si può perdere qualche centimetro d’altezza).

La riduzione dello spessore del disco è esponenziale, non lineare ed il processo di disidratazione sembra essere proporzionale al volume del nucleo. Se i processi di alternanza carico-scarico sono troppo ravvicinati, il disco non riuscirà a recuperare il suo spessore iniziale ed alla sollecitazione successiva aumenterà la disidratazione.

Variazioni del disco e seconda del segmento rachideo

A livello del rachide lombare il disco è più spesso (9mm), quello dorsale misura 5mm e quello cervicale misura 3mm. Più importante del valore assoluto è la nozione di proporzione del disco rispetto al corpo vertebrale.

Rachide cervicale: rapporto disco-somatico 2/5 (molto mobile). Rachide lombare: rapporto disco-somatico 1/3 (meno mobile del rachide cervicale). Rachide toracico: rapporto disco-somatico 1/5 (rachide meno mobile).

Organizzazione funzionale

Distinzione in un pilastro anteriore ed un pilastro posteriore

Pilastro anteriore: formato da corpi vertebrali e dischi intervertebrali. Ha legamenti verticali comuni, anteriore e posteriore. Pilastro posteriore: formato dall’insieme degli archi vertebrali che sono uniti da articolazioni interapofisarie. Ha legamenti gialli (tra le lamine), legamento interspinoso che posteriormente diventa legamento sovraspinoso, legamento intertrasversario. L’insieme di questi legamenti assicurano una connessione solida tra le vertebre e fornisce resistenza meccanica.

L’unione funzionale tra i pilastri è rappresentabile tramite una leva:

• Resistenza: pilastro anteriore;
• Fulcro: articolazione tra i peduncoli;
• Potenza: muscoli vertebrali.

Leva di primo genere in cui l’articolazione interapofisaria funge da fulcro. Questa leva permette l’ammortizzamento delle forze di compressione assiale sulla colonna. Ammortizzamento diretto passivo: a livello dei dischi intervertebrali. Ammortizzamento indiretto attivo: a livello dei muscoli delle docce vertebrali.

Organizzazione a sartie per coniugare rigidità ed elasticità; la colonna vertebrale è paragonabile all’albero di una nave in cui impiantato sul bacino, s’innalza fino alla testa. A livello delle spalle sorregge il cingolo scapolare.

A tutti i livelli presenta dei tiranti legamento e muscolari che hanno il compito di ancorare l’albero alla sua base d’impianto (bacino) ed un secondo sistema di sartie presente a livello del cingolo scapolare forma una losanga ad asse maggiore verticale ed asse minore trasversale.

Nella posizione simmetrica, le tensioni sono equilibrate da una parte e dall’altra e l’albero risulta verticale e rettilineo. Durante il cammino il peso del corpo si sposta verso un arto ed il bacino ruota dal lato opposto, deformando la colonna. Prima il rachide è convesso nella parte lombare dal lato dell’arto in fase di “swing”, poi diventa concavo nella parte dorsale. Infine convesso nel rachide cervicale.

I tiranti muscolari regolano automaticamente la loro tensione per ristabilire l’equilibrio tramite risposte riflesse midollari e sotto il controllo del SNC. Adattamento attivo mediato dalla permanente regolazione del tono muscolare. L’elasticità dell’asse è data dalla sua formazione di numerosi segmenti sovrapposti. È una struttura che può deformarsi pur rimanendo rigida per effetto dell’azione dei suoi tiranti muscolari.

Sistemi di ammortizzamento

La colonna vertebrale crea un sistema di ammortizzamento al fine di sostenere il peso del corpo. Il disco intervertebrale, non essendo rigido, assorbe parte del peso e la sollecitazione pretoria a cui è sottoposto di divide in assiale e radiale.

La possibilità di scaricare radialmente parte della pressione (circa il 25%) rende più facile sostenere il peso corporeo. Durante il mantenimento della stazione eretta, il peso è sostenuto al 75% circa dal nucleo polposo, il restante 25% circa è distribuito sulle faccette articolari e sull’anulus.

La pressione esercitata sul disco aumenta scendendo dal rachide cervicale verso quello sacrale (ad esempio per un uomo di 80Kg il peso si divide: Testa 3Kg, Braccia 14Kg e Tronco 30Kg). Più del 50% del peso corporeo grava sul disco L5-S1.

La diminuzione dello spessore del disco varia a seconda che questo sia sano o lesionato. Un disco leso non recupera completamente il suo spessore iniziale dopo essere stato scaricato. Il disco intervertebrale più sottoposto al carico è quello posto tra L5-S1.

La posizione corporea influisce sulla pressione esercitata sulla colonna vertebrale. Stare seduti comporta una pressione maggiore rispetto al mantenimento della stazione eretta. Il mantenimento della posizione di massimo scarico, permette ai mucopolisaccaridi presenti nel nucleo polposo di richiamare l’acqua dai corpi vertebrali; questo fenomeno permette di riacquisire la capacità di dispersione della pressione.

Funzione delle curve

Le curve della colonna vertebrale hanno una funzione chiave nel determinarne la resistenza, una schiena priva di curve crea un abnorme schiacciamento dei dischi intervertebrali e può condurre a fenomeni degenerativi quali protrusioni e/o ernie. Di contro, delle curve troppo accentuate possono gravare sulla colonna per un eccessivo lavoro muscolare.

L’indice di Delmas indica il rapporto tra la lunghezza sviluppata dal rachide e la sua altezza. L’altezza (H) viene misurata tramite radiografia da C1 a S5, la lunghezza (L) totale si ottiene sommando la lunghezza di ogni singolo segmento vertebrale. (H*100)/L. La formula è ed il valore ideale è 95.

Con curve accentuate il valore si riduce (tipo funzionale dinamico) mentre in caso di curve poco accentuate si parla di tipo funzionale statico. Questo è un indice che può essere utile per valutare gli adattamenti delle curve a programmi specifici di allenamento.

La resistenza (R) della colonna vertebrale è data dal numero (N) delle sue curve (R=N +1), questo è molto utile nella ginnastica correttiva. La presenza delle curve permette di sostenere il peso anche mediante le strutture di ammortizzamento (tendini, legamenti, ecc.).

Il valore ottimale è 10 (3 +1); questo indice ci dice che l’appiattimento di una singola curva della colonna vertebrale, dimezza la sua resistenza.

Rotazione automatica in inflessione laterale

In figura si apprezza la rotazione che avviene durante l’inclinazione laterale del rachide; avviene mediante due meccanismi: compressione dei dischi e messa in tensione dei legamenti. La flessione laterale aumenta la pressione del disco dal lato della concavità.