Anatomia y biomecánica del tobillo y pie

ANATOMÍA

Huesos y ligamentos

Articulación del tobillo:
– La articulación del tobillo está formada por la tibia, el astrágalo y el peroné.
– Se trata de una articulación en bisagra o troclear (gínglimo).
– La cúpula del astrágalo es bicóncava con un surco central.
– El radio de curvatura es mayor en la parte externa.
– Vista axialmente, la articulación tiene forma trapezoidal y es más ancha en la parte anterior que en la posterior.
– El astrágalo es el único hueso del tarso sin inserciones musculares ni ligamentosas.
– Los maléolos interno y externo tienen sendos surcos para los tendones del tibial posterior y del peroneo, respectivamente.
– Ligamentos laterales del tobillo: el complejo ligamentoso lateral del tobillo está formado por tres ligamentos:
– Ligamento peroneoastragalino anterior:, va desde la cara anterior del peroné distal al cuerpo del astrágalo. La tensión de este ligamento aumenta con la flexión plantar, la inversión y la rotación interna.
– Ligamento peroneo-calcáneo: discurre desde el extremo distal del peroné posterior
hasta su inserción en la cara externa del calcáneo. Está en situación profunda respecto a los tendones peroneos y atraviesa la articulación subastragalina. La tensión de este ligamento aumenta con la flexión dorsal y la inversión.

– Ligamento peroneoastragalino posterior: se origina en la cara posterior del peroné y se inserta en su mayoría en la tuberosidad posteroexterna del astrágalo. Es un ligamento ancho y fuerte congruente con la cápsula posterior del tobillo y la articulación subastragalina.
– Ligamento deltoideo: tiene forma triangular, con la punta en el maléolo interno y fibras que se extienden hacia el calcáneo, el astrágalo y el navicular. Se divide en dos componentes, superficial y profundo. El componente superficial tiene tres partes y pasa por delante del navicular, por debajo del sustentáculo y por detrás del cuerpo del astrágalo. El componente profundo se extiende en dos bandas desde el maléolo interno al cuerpo del astrágalo justo por debajo de la carilla articular interna.
– Sindesmosis: la articulación tibioperonea está formada por la incisura peronea de la tibia y su correspondiente carilla articular en el peroné. Tiene tres estructuras ligamentosas responsables de su sujeción en grados variables: el ligamento tibioperoneo inferior posterior (35%), el ligamento interóseo (22%] y el ligamento peroneoastragalino posterior (43% ).

Retropié y mediopié:
– La articulación subastragalina tiene tres carillas: posterior, central y anterior.
– La carilla posterior es la más grande.
– La carilla central se apoya en el sustentáculo del calcáneo y está en situación medial.
– La carilla anterior se continúa con la articulación astragalonavicular.
– La articulación transversa del tarso (articulación de Chopart) está formada por las articulaciones astragalonavicular y calcaneocuboidea y contribuye, junto con la articulación subastragalina, a controlar la flexibilidad del pie durante la marcha.

– La articulación astragalonavicular está sujeta por el complejo ligamentoso calcaneonavicular plantar, que tiene dos componentes separados: el superointerno y el inferior.
– La articulación calcaneocuboidea tiene forma de silla de montar. Está soportada por debajo por los ligamentos calcaneocuboideos plantares (superficial y profundo) y por arriba por el ramal lateral del ligamento bifurcado.

– Las articulaciones naviculocuneiforme e intercuneiforme están unidas por densas estructuras ligamentosas que apenas permiten movilidad de las mismas.
– La articulación tarsometatarsiana está formada por las articulaciones metatarsocuneiformes primera, segunda y tercera y por las articulaciones metatarsocuboideas cuarta y quinta.
– La anatomía ósea funciona como un arco románico transversal en el plano axial, con la superficie dorsal más ancha que la plantar.
– La base del segundo metatarsiano funciona como clave de bóveda.
– El soporte ligamentoso de la articulación tarsometatarsiana está formado por tres capas. La más resistente es la interósea, que incluye el ligamento de Lisfranc. Este ligamento se origina en la cara plantar del
cuneiforme interno y llega hasta la base del segundo metatarsiano. La capa plantar es la siguiente en resistencia, y la más débil es la dorsal.

Antepié:
– La cara plantar de la articulación metatarsofalángica del hallux está compuesta por el denso complejo falangosesamoideo o placa plantar.
– El tendón conjunto de los músculos aductores del hallux tiene una amplia inserción en la cara lateral del sesamoideo externo y la cara lateral de la base de la falange proximal.
– La aponeurosis plantar se origina en la tuberosidad medial del calcáneo y se inserta distalmente en la base del quinto metatarsiano (cintilla lateral), así como en la placa plantar y las bases de las cinco falanges proximales.

Músculos y tendones
Compartimentos de la pierna:

– Anterior
– Posterior superficial
– Posterior profundo
– Lateral

Compartimento anterior:
– Contiene los músculos tibial anterior, extensor largo del hallux, extensor común largo delos dedos y tercer peroneo, así como la arteria tibial anterior y el nervio peroneo profundo.
– Ambas estructuras, la arteria tibial anterior extensor y el nervio peroneo profundo, están situación más profunda respecto del retináculo del tobillo y discurren entre los tendones del tibial anterior y el extensor largo del hallux.

Compartimento posterior superficial
– Contiene el conjunto de los músculos gastrocnemios-sóleo y el plantar delgado.
– Las dos cabezas del gastrocnemio se originan en los cóndilos interno y externo del fémur y su acción principal es la flexión de la rodilla; también contribuyen a la flexión plantar del tobillo.
– El sóleo se origina en la tibia y el peroné. Está más profundo que el gastrocnemio, al que se une distalmente para formar el tendón de Aquiles.
– Las fibras del tendón de Aquiles se retuercen medialmente 90° de tal modo que las fibras superficiales en la unión miotendinosa se insertan en la cara externa del calcáneo.
– El 7% de las personas carecen de plantar delgado.

Compartimento posterior profundo:
– Contiene el tibial posterior, el flexor común largo de los dedos y el flexor largo del hallux, que se hacen enteramente tendinosos cuando alcanzan el tobillo.
– Las estructuras del compartimento posterior pasan por detrás del maléolo interno y entran al túnel osteofibroso tarsiano.
– En el túnel tarsiano se encuentran, de delante atrás y de dentro afuera, el tendón del tibial posterior, el tendón del flexor común largo de los dedos, la arteria tibial posterior, el nervio tibial y el tendón del flexor largo del hallux.
– El flexor largo del hallux y el flexor común largo de los dedos tienen interconexiones en el nudo maestro de Henry en la parte plantar del mediopié.

Compartimento lateral:
– Contiene los músculos peroneo lateral largo y peroneo lateral corto, el nervio peroneo superficial y la arteria peronea.
– Los tendones entran en una estructura de túneles osteofibrosos por detrás del peroné a nivel de su inserción.
– El retináculo peroneo superior se localiza en los 3 cm distales del peroné; el retináculo peroneo inferior es contiguo al retináculo extensor inferior dorsalmente y se inserta en la tuberosidad peronea del calcáneo, que separa la vaina del tendón peroneo en compartimentos separados para el peroneo lateral corto (dorsal) y el peroneo lateral largo (plantar).
– El peroneo lateral corto se inserta en la base del quinto metatarsiano.
– El peroneo lateral largo se curva agudamente debajo del cuboides, donde se cruza plantarmente para insertarse en la base de la articulación tarsometatarsiana del hallux. La cara plantar del cuboides tiene un surco para este tendón; el 5%-26% de las personas tienen un hueso peroneo accesorio.
– También hay músculos peroneos accesorios (incluyendo un cuarto peroneo) en el 12% de las personas, que pueden contribuir a la patología.

EV: eversión; FD: flexión dorsal (dorsiflexión); FP: flexión plantar; INV: inversión; MIO: membrana interósea

Músculos de la planta del pie:
– Primera capa: es la más superficial. Contiene los músculos flexor común corto de los dedos, abductor del hallux y abductor propio del quinto ortejo.
– Segunda capa: en ella se sitúan los músculos cuadrado plantar y lumbricales, así como los tendones del flexor común largo de los dedos y el flexor largo del hallux. En la superficie plantar de esta capa están las arterias y nervios mediales y laterales.
– Tercera capa: contiene las cabezas oblicua y transversa del músculo aductor propio del hallux, el flexor corto del hallux y el flexor corto del quinto ortejo.
– Cuarta capa: es la más profunda. Contiene los túneles osteofibrosos por los que discurren los tendones del tibial posterior y el peroneo lateral largo hasta sus inserciones finales. También aloja los cuatro interóseos dorsales, tres interóseos plantares y cuatro músculos lumbricales.

Músculos del dorso del pie:
– El extensor común corto de los dedos sale por fuera de la tuberosidad anterior del calcáneo.
– En la parte interna está presente de forma variable el extensor corto del hallux.
– Cada uno de estos músculos contribuye a las vainas tendinosas de los tendones del extensor largo o se inserta directamente en la base de la correspondiente falange proximal.
– Más profundamente a los músculos discurren la arteria dorsal del pie y el nervio peroneo profundo.

Arterias

– El tobillo y el pie se abastecen por tres arterias principales:

– Arteria tibial posterior: se divide en las ramas plantares medial y lateral por debajo del sustentáculo.
– Arteria peronea: sale del tronco tibioperoneo y forma la arteria perforante, que atraviesa la membrana interósea en el tercio distal de la pierna.
– Arteria tibial anterior: sale de la poplítea debajo de la rodilla y baja por el compartimento anterior de la pierna. Se anastomosa de modo variable con la rama perforante de la arteria peronea para formar la arteria dorsal del pie.
– Arcadas plantares: Las arterias plantares medial y lateral se ramifican en ramas superficial y profunda, que se anastomosan distalmente en el mediopié para formar las arcadas plantares superficial y profunda.

Vascularización del astrágalo:
– El 60% de la superficie del astrágalo está cubierta por cartílago articular, lo que limita los posibles lugares de aporte arterial a cinco zonas del hueso: el canal tarsiano, el seno del tarso, el cuello superior, el cuerpo medial y la tuberosidad posterior.
– Los estudios con inyección de contraste han demostrado que el cuello del astrágalo está bien vascularizado por un anillo anastomótico de arterias abastecidas dorsalmente por la arteria dorsal del pie, externamente por la arteria peronea perforante con su rama tarsiana lateral y por debajo por la arteria del canal tarsiano.
– El cuerpo del astrágalo recibe la mayor del aporte sanguíneo retrógradamente de la arteria del canal tarsiano, lo que lo hace susceptible de osteonecrosis y no consolidación tras fracturas del cuello y luxaciones del astrágalo.
– Estudios recientes con resonancia magnética con gadolinio han puesto de manifiesto que la mayor parte de la vascularización del astrágalo corre a cargo de la arteria tibial posterior, aportando flujo anterógrado a través de la tuberosidad posterior, lo que explica las menores tasas (30%-50%) de osteonecrosis traumática observadas en los estudios contemporáneos.

Vascularización del navicular:
– La zona periférica está bien vascularizada, pero la central lo está algo menos.
– El navicular es propenso a fracturas por estrés en su tercio dorsal, donde se concentran las fuerzas de compresión.

Vascularización del quinto metatarsiano:
– La principal arteria nutricia del quinto metatarsiano entra en el hueso medialmente en la unión de los tercios proximal y medio, para luego dividirse en vasos proximales y distales.
– La vascularización proximal del quinto metatarsiano procede de la tuberosidad, creando una zona divisoria del flujo vascular en la unión entre metáfisis y diáfisis, zona proclive a fracturas por estrés y a no consolidación.

Nervios del pie

– Nervio tibial: está situado en el compartimento posterior de la pierna y da tres ramas principales:
– Nervio calcáneo medial: inerva la parte plantar interna del talón.
– Nervio plantar medial: recoge la sensibilidad de la cara plantar interna del pie y las caras plantares de los tres primeros ortejos y la mitad interna del cuarto. Aporta inervación motora al flexor corto del hallux, el abductor del hallux, el flexor común corto de los dedos y el primer lumbrical.
– Nervio plantar lateral: recoge la sensibilidad de la cara plantar externa del pie y de la cara externa del cuarto ortejo y el quinto ortejo. La inervación motora va a los demás músculos plantares no inervados por el nervio plantar medial. La primera rama del nervio plantar lateral (rama de Baxter) cursa por delante de la tuberosidad anterior interna del calcáneo entre el cuadrado plantar y el flexor común corto de los dedos, inervando terminalmente el abductor propio del quinto ortejo. El nervio de Baxter está implicado en el dolor de talón, pero no recoge sensibilidad cutánea.
– Nervio peroneo superficial: se divide en las ramas cutáneas medial y dorsal intermedia del pie antes de alcanzar el tobillo.
– Nervio peroneo profundo: discurre por el compartimento anterior, donde inerva el tibial anterior, el extensor común largo de los dedos, el extensor largo del hallux y el tendón del tibial posterior entre los tendones del tibial anterior y el extensor largo del hallux. En el pie, inerva los músculos extensor común corto de los dedos y extensor corto del hallux y recoge la sensibilidad del primer espacio intermetatarsiano dorsal.
– Nervio sural: tiene un origen variable a partir de ramas confluentes de los nervios tibial y peroneo común. Recoge la sensibilidad de la cara dorsolateral del pie y de las caras dorsales de los ortejos cuarto y quinto.
– Nervio safeno: es la rama terminal del nervio femoral y recoge la sensibilidad de la parte interna del pie.

RAFl: reducción abierta y fijación interna.

BIOMECÁNICA

Tobillo y sindesmosis
– La articulación del tobillo está compuesta por la tibia, el peroné y el astrágalo.
– Su movilidad principal es la flexión dorsal y plantar.
– Con el pie fijo, la flexión dorsal se acompaña de rotación interna de la tibia; con la flexión plantar, hay rotación externa.
– El eje bimaleolar está situado oblicuamente a 82° (± 4°) en el plano coronal y define la movilidad principal del tobillo.
– El astrágalo es más ancho por delante que por detrás; la superficie de contacto de la cúpula del astrágalo aumenta y se desplaza hacia delante con la flexión dorsal.
– En la flexión dorsal también aumenta la transmisión de cargas a los maléolos.
– El peroné transmite aproximadamente el 10%-15% de la carga axial.
– La sindesmosis tibioperonea permite la rotación y el desplazamiento proximal y distal del peroné con la tibia, pero apenas movimiento en los planos sagital o coronal.

Retropié
Articulaciones subastragalina y transversa del tarso (Chopart):
– Estas articulaciones actúan mediante una serie de mecanismos acoplados para crear inversión y eversión del retropié y bloquear y desbloquear el mediopié.
– La articulación transversa del tarso está formada por las articulaciones astragalonavicular y calcaneocuboidea.
– La inversión de la articulación subastragalina bloquea la articulación transversa del tarso; la eversión la desbloquea.
– Las articulaciones son paralelas durante el apoyo del talón, cuando el calcáneo está en eversión, permitiendo la flexibilidad del mediopié para absorber el golpe al cargar el peso del cuerpo sobre el pie.
– Los ejes de la articulación están desviados cuando la articulación subastragalina se mueve hacia la inversión (ej. durante la impulsión), haciendo que el pie no sea flexible y tenga un brazo de palanca impulsor rígido.

Articulación tarsometatarsiana y articulaciones del mediopié:
– Las articulaciones intercuneiforme y naviculocuneiforme apenas se mueven.
– Las articulaciones tarsometatarsianas cuarta y quinta son las más móviles, con un rango de movilidad de 5° a 17o. La segunda es la menos móvil, con 1° de movilidad.

Articulaciones metatarsofalángicas
– El rango de movilidad normal de la articulación metatarsofalángica del hallux es de 30° a 90°.
– La flexión dorsal de las articulaciones metatarsofalángicas durante la fase de impulsión tensa la aponeurosis plantar por un efecto de cabrestante, elevando el arco longitudinal e invirtiendo el talón.

Marcha
– Las fases de ciclo de la marcha se describen en el capítulo “Marcha normal y patológica”.