Schema sintetico Malattie apparato locomotore

Ortopedia generale

Le ossa (apparato scheletrico)

Organi che costituiscono lo scheletro, più di 200; le ossa danno sostegno al corpo (forniscono supporto strutturale all'intero organismo; i segmenti scheletrici, singolarmente o in gruppi, costituiscono l'impalcatura che sostiene organi e tessuti molli), fungono da deposito di sali minerali e lipidi (i sali di calcio dell'osso rappresentano una notevole riserva minerale che mantiene costante le concentrazioni di ioni calcio e fosfato nei fluidi organici; i segmenti scheletrici immagazzinano riserve energetiche costituite dai lipidi delle aree del midollo giallo), contengono il midollo osseo (responsabile dell’emopoiesi; globuli rossi, bianchi e piastrine vengono prodotte dal midollo osseo rosso che riempie le cavità di numerose ossa). Sulle ossa si inseriscono i muscoli per la locomozione (le ossa dello scheletro funzionano come leve; esse possono modificare l'ampiezza e la direzione delle forze generate dai muscoli scheletrici) e per la protezione di organi e sistemi interni (tessuti e organi delicati sono spesso circondati da elementi scheletrici, basta pensare al cranio, alle coste, alle vertebre e alla pelvi).

A seconda della forma si distinguono in: ossa lunghe e ossa brevi, e ossa piatte. Le ossa lunghe hanno un corpo allungato (chiamato diafisi: costituito da tessuto lamellare compatto e ospita il midollo osseo) con due estremità ingrossate (chiamate epifisi, una prossimale e una distale, costituite da tessuto osseo spugnoso). Le ossa piatte sono costituite da uno strato di tessuto osseo spugnoso avvolto da tessuto osseo compatto. Tutte le ossa sono rivestite da una membrana di connettivo fibroso, il periostio, che si arresta in corrispondenza delle cartilagini articolari, mentre le cavità che contengono il midollo sono rivestite da un'altra membrana fibrosa detta endostio.

Le articolazioni

Dispositivi giunzionali che mettono in relazione due o più ossa per consentire movimenti più o meno ampi. Le articolazioni esistono laddove due ossa prendono contatto: il contatto può essere diretto o tra esse può essere interposto tessuto fibroso, o cartilagineo o liquidi.

Due grandi gruppi di articolazioni: diartrosi (o articolazione sinoviale, articolazione mobile e ampi movimenti) e sinartrosi (articolazioni per continuità di tessuto, articolazioni fisse e nessun movimento).

• Diartrosi: possono essere
  • Artrodie: i capi articolari hanno forma pianeggiante e possono solo scivolare uno sull'altro.
  • Enartrosi: tra due ossa con forma contrapposta, una semisfera cava e una semisfera piena; permettono movimenti angolari su tutti i piani.
  • Condilartrosi: variabile dell’enartrosi dove al posto della sfera abbiamo un ellissoide che ruota in una cavità ellissoidale; permettono movimenti angolari su un solo piano.
  • Articolazione a sella: le due superfici sono una concava e una convessa e si appoggiano perfettamente una sull'altra.
  • Ginglimo: può essere laterale (o trocoide) e angolare (o troclea); i capi articolari hanno forma di cilindri uno cavo e uno pieno: nel ginglimo laterale il movimento è rotatorio e nel ginglimo angolare il movimento è angolare.

Tutte le diartrosi sono provviste di una capsula articolare che tiene uniti i capi articolari: la capsula è ricca di vasi sanguiferi, rivestita all’interno da una membrana sinoviale, capace di filtrare dal sangue il liquido sinoviale. Tale liquido funge da lubrificante e riduce l’attrito meccanico tra le superfici articolari. Le capsule articolari sono spesso rinforzate dai legamenti.

Capsula

Si tratta di un manicotto fibroso che avvolge l'estremità inferiore dell'osso prossimale e l'estremità superiore dell'osso distale, mantenendole in reciproco contatto. È rivestita nella sua superficie profonda dalla membrana sinoviale. Le membrane sinoviali producono liquido sinoviale che va a riempire la cavità articolare.

Funzione del liquido sinoviale

• Lubrificazione: quando una parte della cartilagine viene compressa, parte del liquido è spremuto fuori dalla matrice cartilaginea e negli spazi tra le opposte superfici. Questo sottile strato di liquido riduce l'attrito tra le superfici che si stanno muovendo nell'articolazione. La cartilagine articolare agisce come una spugna: terminato il movimento, il liquido riprende la posizione che occupava prima di esso.
• Nutrimento dei condrociti: normalmente in un'articolazione sinoviale si trovano fino a 3 ml di liquido sinoviale, anche nelle grandi articolazioni come il ginocchio. Questa quantità relativamente piccola di liquido deve essere continuamente riciclata per arricchirsi di nutrienti ed eliminare i prodotti di rifiuto dei condrociti che si trovano nella cartilagine articolare. La circolazione del liquido sinoviale avviene durante il movimento articolare perché la compressione e riespansione della cartilagine articolare pompano il liquido sinoviale all'interno e all'esterno della matrice.
• Ammortizzamento: il liquido sinoviale assorbe i traumi articolari. Ad esempio, l'anca, il ginocchio, la caviglia vengono ad essere compressi durante la deambulazione o, ancor più, durante la corsa. L'aumento improvviso della pressione è ammortizzato dal liquido sinoviale che la distribuisce uniformemente su tutta la superficie articolare.

Se le superfici articolari non sono speculari o se le sollecitazioni dell’articolazione lo richiedono, sono presenti tra le due superfici dei cuscinetti fibrocartilaginei: i menischi e i dischi articolari.

Strutture accessorie all'articolazione

• Cuscinetti cartilaginei: ovvero i menischi, che suddividono la cavità sinoviale, indirizzano il flusso del liquido sinoviale, permettono variazioni di forma delle superfici articolari, riducono il movimento di un'articolazione.
• Cuscinetti adiposi: situati spesso alla periferia dell'articolazione, sono minimamente coperti da uno strato di membrana sinoviale, forniscono protezione alle cartilagini articolari e riempiono gli spazi che si creano quando il movimento dei segmenti scheletrici modifica la forma della cartilagine articolare.
• Legamenti: la capsula articolare che circonda l'intera articolazione si continua con il periostio dei capi articolari, i legamenti accessori si trovano nelle zone più spesse della capsula, rinforzandola; essi si dividono in extracapsulari (sulla superficie esterna della capsula) e intracapsulari (sulla superficie interna della capsula).
• Tendini: pur non partecipando alla costituzione dell'articolazione, si trovano in prossimità di questa; i muscoli mantengono i tendini in tensione limitando quindi il movimento dell'articolazione e offrendo un ulteriore supporto meccanico.
• Borse: sono piccole tasche di tessuto connettivo ripiene di liquido sinoviale; sono presenti laddove un tendine o un legamento sfregano un altro tessuto; la loro funzione è proprio quella di ridurre l'attrito oltre che attutire gli urti.

Sinartrosi

Non permettono movimento o ne permettono di molto limitati (queste ultime sono meglio conosciute come anfiartrosi); i capi ossei sono strettamente connessi tra loro e possono incastrarsi. Esse si classificano in base al tessuto interposto tra i capi articolari:

• Sinfisi: hanno cartilagine fibrosa.
• Sincondrosi: cartilagine ialina.
• Sindesmosi: connettivo fibroso denso.
• Sinostosi: le sindesmosi subiscono un processo di ossificazione e quindi si saldano e formano le suture. Le suture possono essere armoniche (setto nasale), dentate (ossa del cranio), squamose (ossa del cranio), a incastro, gonfosi (tra dente e cavità alveolare).

I muscoli (apparato muscolare)

Nei muscoli scheletrici si distingue una parte carnosa (il ventre) e una parte bianca lucente definita tendine che si inserisce su un osso. Il muscolo si inserisce sull’osso attraverso due capi: un capo di origine (più vicino allo scheletro e quindi meno mobile) e un capo di inserzione (terminazione distale, più mobile). Se i muscoli sono piatti o larghi le formazioni connettivali che li uniscono alle ossa sono dette aponeurosi. I muscoli possono essere sinergici e antagonisti, a seconda che vi sia tra gli uni e gli altri collaborazione o contrasto d’azione.

Ortopedia: “l’arte di prevenire e correggere nei bambini le deformità del corpo” (Nicolas Andry, 1741). Nel corso degli anni estensione del suo campo di applicazione all’età adulta e senile, nonché alle lesioni traumatiche.

Le alterazioni della morfologia corporea

• Paramorfismi: deformità non sostenute da alterazioni della struttura scheletrica
  • Atteggiamento scoliotico
  • Torcicollo sintomatico
  • Piattismo nei bambini
• Dismorfismi: deformità sostenute da alterazioni congenite o acquisite delle strutture osteofibrose
  • Deviazioni assiali (valgismo, varismo, recurvato, procurvato)
    • Ginocchio varo/valgo dell’infanzia
    • Ginocchio varo artrosico grave
  • Scoliosi e cifosi
    • Cifosi: la maggioranza degli autori considera fisiologica una curvatura compresa fra 20-40°. Es: Ipercifosi rigida (o dorso curvo osteocondritico o Morbo di Scheuermann)
    • Scoliosi: la scoliosi è una deformità tridimensionale del rachide che comporta una curvatura laterale sul piano frontale, una rotazione delle vertebre sul proprio asse e spesso un'alterazione delle curve fisiologiche sul piano laterale
      • Non strutturale (o atteggiamento scoliotico, paramorfismo): deviazione laterale riducibile del rachide (posturale, compensatoria, antalgica, ipermorfismi), la curva scompare nel momento in cui il paziente si china in avanti, da seduto o dopo risoluzione dello stato flogistico
      • Strutturale (dismorfismo): la deformità non può essere corretta modificando la postura:
        • Idiopatica: la più comune, 80-90% di incidenza;
          • Infantile: bambini al di sotto dei 3 anni, più frequente nei maschi, 80% evolve favorevolmente senza trattamento, dorsali sinistro convesse
          • Giovanile
          • Dell’adolescente
        • Congenita:
          • Da malformazioni vertebrali (difetti di formazione o di segmentazione)
          • Da malformazioni extravertebrali (sinostosi costali)
        • Paralitiche
          • Affezioni motorie celebrali
          • Neurofibromatosi
          • Malattie genetiche
          • Cause diverse: radioterapia, postraumatica, infettiva

Torcicollo congenito

Malformazione congenita caratterizzata da una inclinazione laterale e/o da una rotazione del capo. Il torcicollo congenito deve essere mantenuto distinto dal torcicollo ostetrico e da quello acquisito. Due tipi:

• Osseo, è dovuto ad una malformazione del rachide cervicale
  • Emispondilia
  • Sinostosi atlo-occipitale
  • Sinostosi di due o più vertebre cervicali, come nella sindrome di Klippel-Feil
  • Assimilazione assiale
• Miogeno, è causato da una metaplasia fibrosa del muscolo sternocleidomastoideo

Eziopatogenesi generale delle malattie dell'apparato locomotore

• Congenite:
  • Forme sistemiche (rare)
    • Osteogenesi imperfetta
    • Acondroplasia
    • Condrodisplasie
  • Forme distrettuali o malformazioni
    • Embrionarie
    • Fetali
• Acquisite
  • Circolatorie
    • Necrosi ossea asettica
  • Infiammatorie
    • Osteomieliti
    • Tubercolosi osteoarticolare
  • Discrasiche
    • Forme disvitaminosiche (rachitismo)
    • Forme dismetaboliche (osteoporosi, osteomalacia, gotta)
    • Forme endocrine (iperparatiroidismo, ipopituitarismo, Cushing)
  • Degenerative
    • Malattia artrosica
    • Artropatie neurogene
  • Tumorali
    • Primitive
    • Metastasiche
  • Affezioni idiopatiche
    • Sistemiche (malattia di Paget)
    • Distrettuali (scoliosi, epifisiolisi)
  • Lesioni traumatiche
    • Contusioni
    • Distorsioni: perdita temporanea e parziale dei rapporti fra le superfici articolari
    • Lussazioni
    • Fratture
    • Lesioni tendinee

Struttura-ultrastruttura e biomeccanica delle componenti dell’apparato locomotore

Apparato locomotore, la triade: ossa, muscoli/tendini, articolazioni. La funzione fondamentale a cui è deputato è il movimento. La triade costituisce la struttura di base dell’apparato locomotore. Dall’interazione di questi componenti scaturiscono i sinergismi motori, quindi movimento.

Tessuto osseo

Elevata resistenza e elevata attività metabolica. Tessuto connettivo specializzato, costituito da:

• Cellule:
  • Osteociti, sono cellule quiescenti, che vivono nelle loro lacune. Sono in comunicazione fra di loro tramite dei canalicoli, rami dei canali di Volkmann
  • Osteoblasti, sono cellule immature che producono osso
  • Osteoclasti, sono cellule che provvedono al riassorbimento osseo
• Matrice extracellulare
  • Organica (Fibre collagene): “cementate” da gag, organizzate in macromolecole (proteoglicani)
  • Inorganica (Sali minerali): calcio + pirofosfato cristalli di idrossiapatite (65-70% del peso a secco) depositati su fibre collagene

Struttura microscopica osteone unità fondamentale (o anche detto sistema Haversiano), formato da strati concentrici (lamelle) di matrice mineralizzata intorno ad un canale centrale (canale Haversiano) con vasi e nervi provenienti dal periosteo con i canali di Volkmann. Tra le lamelle ci sono spazi (lacune) contenenti cellule. Ogni osteone è circondato da sostanza cementante (gag).

Struttura macroscopica: 2 tipi di tessuto osseo, compatto e spugnoso: stessa struttura microscopica ma diversa porosità.

• Compatto: forma la porzione più esterna delle ossa brevi, piatte e lunghe; è duro, solido (compatto); privo di cavità macroscopicamente evidenti (solo piccoli canali nutritizi); l’unità strutturale è l’osteone.
• Spugnoso: forma la porzione più interna delle ossa brevi, piatte e lunghe, è costituito da trabecole intrecciate tra di loro nei cui spazi c’è il midollo rosso e giallo; è adatto a sopportare sollecitazioni non troppo forti, ma che arrivano da diverse direzioni.

Midollo giallo si trova nella parte centrale della diafisi delle ossa lunghe ed è costituita da tessuto adiposo.

Midollo rosso si trova nelle estremità delle ossa lunghe, nelle vertebre e nelle ossa piatte, è il centro di produzione dei globuli rossi.

Caratteristiche biomeccaniche

Il comportamento meccanico è influenzato da:

• Proprietà intrinseche
• Caratteristiche geometriche
• Modalità di applicazione della forza
• Entità e frequenza della forza

Un tessuto osseo in vivo può essere sottoposto a importanti forze patomeccaniche:

• Tensione (i due capi vengono tirati nella parte opposta): forze uguali ma opposte applicate dagli estremi di una struttura, massimo stress sul piano perpendicolare rispetto alla forza, in ossa con maggiore percentuale spugnosa
  • Testa 5° metatarso
  • Calcagno all’inserzione del t. d’achille
• Compressione (i due capi ossei tendono ad essere avvicinati con una forza verticale): forze uguali ma opposte applicate verso la struttura, genera un cedimento obliquo degli osteoni, principale meccanismo traumatico delle vertebre
• Curvatura (piegatura su un lato): forze applicate agli estremi di una struttura, combinazione di compressione e tensione, in vivo: sistemi a 3 forze, frattura di gamba nello sciatore
• Taglio (i due capi vengono spinti da forze laterali una opposta all’altra): forza parallela alla superficie della struttura, presente anche durante tensione-compressione, l’osso corticale ha bassa resistenza alle forze di taglio, fratture condili femorali e del piatto tibiale
• Torsione: forza angolare genera rotazione dell’osso sul proprio asse longitudinale, si generano forze di taglio responsabili del primo cedimento, la forza angolare genera linee spiroidi di frattura

Tendini e legamenti

Costituiti da tessuto connettivo denso:

• Componente cellulare (fibroblasti) 20%
• Matrice extracellulare 80%
  • Acqua 70%
  • Collagene + sostanza amorfa 30%

La stabilità molecolare del collagene condiziona le principali caratteristiche meccaniche dei legamenti e dei tendini.

Struttura microscopica

Le fibre collagene nei tendini sono maggiormente disposte in parallelo: resistenza elevata a forze unidirezionali. Inserzione ossea: 4 zone simili nei legamenti e nei tendini:

• Zona 1: porzione terminale tendinea
• Zona 2: interscambio tra fibre collagene e fibrocartilaginee
• Zona 3: fibrocartilagine mineralizzata
• Zona 4: osso corticale

Caratteristiche biomeccaniche

• Tendini: sottoposti a forze unidirezionali in tensione
• Legamenti: inestensibili sottoposti a forze di taglio e torsione

Durante le attività in vivo, tendini e legamenti sono sottoposti a meno di ¼ dello stress massimale. Rapporto tra sezione del tendine e sezione del muscolo determinante nelle rotture.

Muscolo scheletrico

40-45% del peso corporeo.

• Lavoro dinamico: movimento contrazione (concentrica-eccentrica)
• Lavoro statico: postura contrazione (isometrica)

Struttura microscopica: actina-miosina miofibrille fibre fascicoli.

Meccanica della contrazione: teoria dello scivolamento. Accorciamento attivo dato da movimento relativo di actina e miosina. Il movimento delle teste di miosina generano la forza di contrazione. Lo ione calcio rappresenta il punto chiave.

Articolazione (snodo meccanico)

Permette il movimento dei vari segmenti scheletrici. Funzioni: mobilità e stabilità. Classificazione funzionale: mobili, semimobili, fisse. Classificazione strutturale: sinartrosi (sincondrosi, suture, sindesmosi) e diartrosi (artrodia, troclea, trocoide, condilatrosi, a sella, enartrosi).