Attività muscolare durante il passo

Redazione originale – Wanda van Niekerk sulla base del corso di Alexandra Kopelovich
Principali collaboratori – Wanda van Niekerk, Jess Bell e Lucinda hampton

Cinetica e momento articolare nel passo( modifica | fonte edit )

La cinetica del passo studia le forze e i momenti del ciclo del passo. Questo include lo studio delle forze di reazione al suolo (GRF), del momento meccanico (torque), della distribuzione della pressione plantare e dell’attività muscolare.⁽¹⁾ Il corpo dovrebbe essere in equilibrio durante il passo, quindi le forze di reazione al suolo (GRF) esterne (momento esterno) dovrebbero essere bilanciate dalle forze muscolari interne (momento interno).⁽²⁾ Muscoli diversi eseguono azioni diverse ad ogni fase per creare un momento interno contro il momento articolare esterno. I vettori della forza di reazione al suolo creano la direzione del momento e il muscolo agirà nella direzione opposta. Se la forza di reazione al suolo cade anteriormente all’asse dell’articolazione, il segmento prossimale dell’articolazione si muoverà anteriormente; se la forza di reazione al suolo cade posteriormente all’asse dell’articolazione, il segmento prossimale dell’articolazione si muoverà posteriormente. I muscoli possono contrarsi in modo concentrico o eccentrico per superare il momento esterno. Durante una contrazione muscolare concentrica, il muscolo si accorcia e si verifica un movimento a livello dell’articolazione, mentre durante una contrazione eccentrica il muscolo si allunga producendo forza.

Per saperne di più:

Suddivisione della cinematica e della cinetica durante il ciclo del passo( modifica | fonte edit )

Fase di appoggio( modifica | fonte di modifica )

Contatto iniziale (o contatto del tallone)

Il momento in cui il piede tocca il suolo e inizia la prima fase del doppio appoggio. La sua funzione è quella di stabilire un contatto con la superficie del terreno e avviare l’accettazione del peso.⁽³⁾

Piano sagittale:

Cinematica e cinetica al contatto iniziale⁽⁴⁾
Articolazione	Cinematica	Cinetica
		Forze esterne	Forze interne/Azione muscolare
Caviglia	La caviglia passa da 0° (posizione neutra) al momento del contatto iniziale a 5° di flessione plantare al momento del piede piatto	GRF posteriore all’asse di rotazione dell’articolazione della caviglia Momento esterno di flessione plantare creato	Momento interno di flessione dorsale Contrazione eccentrica dei flessori dorsali(tibiale anteriore, estensore lungo delle dita, estensore lungo dell’alluce)
Ginocchio	Il ginocchio passa da 0° di estensione al momento del contatto iniziale a 15° di flessione al momento del piede piatto	GRF anteriore all’asse di rotazione dell’articolazione del ginocchio Momento esterno di estensione creato	Momento interno di flessione Contrazione concentrica dei flessori del ginocchio (ischiocrurali) Contrazione eccentrica degli estensori del ginocchio (quadricipite) La variazione del range di movimento dell’articolazione del ginocchio (0° – 15°) comporta lo spostamento del GRF dalla parte anteriore a quella posteriore: ciò determina un momento meccanico di flessione esterna e gli estensori del ginocchio lavorano in modo eccentrico per controllare il ginocchio
Anca	L’anca passa da 20° di flessione al momento del contatto iniziale a 15° di flessione al momento del piede piatto	GRF anteriore all’asse di rotazione dell’articolazione dell’anca Momento esterno di flessione creato	Momento interno di estensione Contrazione concentrica degli estensori dell’anca (grande gluteo)

Piano frontale:

Attività muscolare e movimento sul piano frontale dal contatto iniziale al piede piatto⁽⁵⁾
Articolazione	Movimento	Attività muscolare
Pelvi	Rotazione anteriore del lato destro del bacino al momento del contatto iniziale Il lato sinistro del bacino inizia a muoversi in avanti *L’arto di riferimento è l’arto inferiore destro
Anca	Rotazione mediale del femore sulla pelvi
Ginocchio	Thrust in valgo Rotazione mediale della tibia	Gracile, vasto mediale, semitendinoso, capo lungo del bicipite femorale per controllare la rotazione mediale della tibia
Caviglia	Thrust in valgo con aumento della pronazione Pronazione dell’articolazione astragalo-calcaneare – massima alla fine della risposta al carico Pronazione tarsale trasversa	Contrazione eccentrica del tibiale posteriore per controllare il thrust in valgo del piede

Piede piatto (risposta al carico)

Inizia con il contatto iniziale e continua finché il piede controlaterale non lascia il terreno. Il piede continua ad accettare il peso e ad assorbire gli urti rotolando in pronazione.⁽³⁾

Piano sagittale:

Cinematica e cinetica al momento del piede piatto⁽⁴⁾
Articolazione	Cinematica	Cinetica
		Forze esterne	Forze interne/Azione muscolare
Caviglia	La caviglia passa da 5° di flessione plantare durante il piede piatto a 5° di flessione dorsale nella fase di appoggio intermedia	GRF posteriore all’asse di rotazione dell’articolazione della caviglia Momento esterno di flessione plantare creato	Momento interno di flessione dorsale Contrazione concentrica dei flessori dorsali Contrazione eccentrica dei flessori plantari (gastrocnemio, soleo) La variazione del range di movimento della caviglia da 5° di flessione plantare a 5° di flessione dorsale comporta lo spostamento della GRF da posteriore ad anteriore, quindi la muscolatura posteriore (flessori plantari) viene utilizzata eccentricamente per controllare la flessione dorsale.
Ginocchio	Il ginocchio passa da una flessione di 15° al momento del piede piatto a una flessione di 5° nella fase di appoggio intermedia	GRF posteriore all’asse di rotazione dell’articolazione del ginocchio Momento esterno di flessione creato	Momento interno di estensione Contrazione concentrica degli estensori del ginocchio
Anca	L’anca passa da 15° di flessione al momento del piede piatto a 0° nella fase di appoggio intermedia	GRF anteriore all’asse di rotazione dell’articolazione dell’anca Momento esterno di flessione creato	Momento interno di estensione Contrazione concentrica degli estensori dell’anca

Piano frontale:

Attività muscolare e movimento nel piano frontale dal piede piatto alla fase di appoggio intermedia⁽⁵⁾
Articolazione	Movimento	Attività muscolare
Pelvi	Il lato destro ruota posteriormente per raggiungere la posizione neutra nella fase di appoggio intermedia Inclinazione laterale verso l’arto oscillante *L’arto di riferimento è l’arto inferiore destro	Gli abduttori dell’anca sono attivi per prevenire l’eccessiva inclinazione laterale (medio gluteo e tensore della fascia lata)
Anca	La rotazione mediale del femore sul bacino continua fino a una posizione neutra nella fase di appoggio intermedia Il momento di adduzione continua per tutto l’appoggio su un solo arto	Attività minima o nulla
Ginocchio	Riduzione del thrust in valgo e la tibia inizia a ruotare lateralmente	Attività minima o nulla
Caviglia	Il piede inizia a muoversi in supinazione dalla pronazione alla fine della risposta al carico Posizione neutra del piede nella fase di appoggio intermedia	Il tibiale posteriore aiuta a produrre la supinazione

Fase di appoggio intermedia

Inizia quando il piede controlaterale lascia il terreno e continua fino a quando il tallone omolaterale si solleva da terra. Il corpo è sostenuto da una sola gamba e inizia a passare dall’assorbimento della forza al momento dell’impatto alla propulsione della forza in avanti.⁽³⁾

Piano sagittale:

Cinematica e cinetica nella fase di appoggio intermedia⁽⁴⁾
Articolazione	Cinematica	Cinetica
		Forze esterne	Forze interne/Azioni muscolari
Caviglia	La caviglia passa da 5° di flessione dorsale nella fase di appoggio intermedia a 0° di flessione dorsale al momento del distacco dal tallone	GRF anteriore all’asse di rotazione della caviglia Momento esterno di flessione dorsale	Momento interno di flessione plantare Contrazione concentrica dei flessori plantari
Ginocchio	Il ginocchio passa da una flessione di 5° nella fase di appoggio intermedia a una flessione di 0° al momento del distacco del tallone	GRF anteriore all’asse di rotazione dell’articolazione del ginocchio Momento esterno di estensione	Momento interno di flessione Contrazione eccentrica dei flessori del ginocchio
Anca	L’anca passa da 0° di flessione nella fase di appoggio intermedia a 10° – 20° di estensione al momento del distacco del tallone	GRF posteriore all’asse di rotazione dell’articolazione dell’anca Momento esterno di estensione	Momento interno di flessione Contrazione eccentrica dei flessori dell’anca(ileopsoas)

Piano frontale:

Attività muscolare e movimento nel piano frontale dalla fase di appoggio intermedia al distacco del tallone⁽⁵⁾
Articolazione	Movimento	Attività muscolare
Pelvi	Il lato destro si sposta posteriormente dalla posizione neutra *L’arto di riferimento è l’arto inferiore destro	Attività muscolare minima o nulla
Anca	Rotazione laterale del femore e adduzione	Attività incoerente degli adduttori dell’anca
Ginocchio	Rotazione laterale della tibia	Nessuna attività
Caviglia	Aumento della supinazione dell’articolazione tibio-tarsica	Attività concentrica dei flessori plantari

Distacco del tallone (o fase di appoggio finale)

Inizia quando il tallone lascia il pavimento e continua finché il piede controlaterale non tocca il suolo. Oltre al sostegno e alla stabilità su un solo arto, questo evento serve a spingere il corpo in avanti. Il peso corporeo viene suddiviso sulle teste metatarsali.⁽³⁾

Piano sagittale:

Cinematica e cinetica al momento del distacco del tallone⁽⁴⁾
Articolazione	Cinematica	Cinetica
		Forze esterne	Forze interne/Azioni muscolari
Caviglia	La caviglia passa da 0° al momento del distacco del tallone a 20° di flessione plantare al momento del distacco della punta	GRF anteriore all’asse di rotazione della caviglia Momento esterno di flessione dorsale	Momento interno di flessione plantare Contrazione concentrica dei flessori plantari
Ginocchio	Il ginocchio passa da 0° al momento del distacco del tallone a 30° di flessione al momento del distacco della punta	GRF anteriore all’asse di rotazione del ginocchio Momento esterno di estensione	Momento interno di flessione Contrazione concentrica dei flessori del ginocchio
Anca	L’anca passa da un’estensione di 10° al momento del distacco del tallone a un’estensione di 20° al momento del distacco della punta	GRF posteriore all’asse di rotazione dell’articolazione dell’anca Momento esterno di estensione	Momento interno di flessione Contrazione eccentrica dei flessori dell’anca

Piano frontale:

Attività muscolare e movimento sul piano frontale dal momento del distacco del tallone al momento del distacco della punta (fine della pre-oscillazione)⁽⁵⁾
Articolazione	Movimento	Attività muscolare
Pelvi	Il lato sinistro si muove anteriormente fino al contatto con del tallone sinistro (distacco della punta del piede destro) L’inclinazione laterale verso il lato oscillante cessa quando l’arto controlaterale inizia la fase di appoggio e si ha ‘inizio del doppio appoggio *L’arto di riferimento è l’arto inferiore destro	Controllo eccentrico da parte degli adduttori
Anca	Abduzione quando il peso viene spostato sull’arto opposto Rotazione laterale del femore
Ginocchio	Rotazione laterale della tibia (movimento incoerente)
Caviglia	Il peso viene spostato sulle dita dei piedi. Supinazione dell’articolazione astragalo-calcaneare	Flessori plantari

Distacco della punta (o pre-oscillazione)

Inizia quando il piede controlaterale tocca il terreno e continua fino a quando il piede omolaterale lascia il terreno. Fornisce l’ultima spinta propulsiva quando le dita dei piedi lasciano il terreno.⁽³⁾

Piano sagittale:

Cinematica e cinetica al momento del distacco della punta del piede⁽⁴⁾
Articolazione	Cinematica	Cinetica
		Forze esterne	Forze interne/Azioni muscolari
Caviglia	La caviglia passa da 20° di flessione plantare al momento del distacco della punta a 10° di flessione plantare all’inizio dell’oscillazione	GRF anteriore all’asse di rotazione dell’articolazione della caviglia Momento esterno di flessione dorsale	Momento interno di flessione plantare Contrazione eccentrica dei flessori plantari Contrazione concentrica dei flessori dorsali per spingere il piede verso l’alto
Ginocchio	Il ginocchio passa da una flessione di 30° al momento del distacco della punta a una flessione di 60° all’inizio dell’oscillazione	GRF posteriore all’asse di rotazione dell’articolazione del ginocchio Momento esterno di flessione	Momento interno di estensione Contrazione eccentrica degli estensori del ginocchio Contrazione concentrica dei flessori del ginocchio
Anca	L’anca passa da un’estensione di 10°-20° al momento del distacco della punta a una flessione di 20° all’inizio dell’oscillazione	GRF posteriore all’asse di rotazione dell’articolazione dell’anca Momento esterno di estensione	Momento interno di flessione Contrazione concentrica dei flessori dell’anca

Fase di oscillazione( modifica | modifica sorgente )

Le forze di reazione al suolo non sono applicabili alla fase di oscillazione, poiché non c’è contatto con il terreno. Tuttavia, i muscoli continuano a contrarsi in modo concentrico o eccentrico a seconda delle necessità.⁽²⁾

Inizio dell’oscillazione

Inizia quando il piede lascia il terreno fino a quando non è allineato con la caviglia controlaterale. Questo evento ha la funzione di far avanzare l’arto e di accorciarlo per consentire il distacco del piede.⁽³⁾

Piano sagittale:

Azioni muscolari nell’oscillazione iniziale⁽⁶⁾
	Cinematica/Movimento articolare	Azione muscolare
Caviglia	La caviglia passa da 20° di flessione plantare al momento del distacco della punta a 10° di flessione plantare all’inizio dell’oscillazione	Contrazione concentrica dei flessori dorsali
Ginocchio	Il ginocchio passa da una flessione di 30° al momento del distacco della punta a una flessione di 60° all’inizio dell’oscillazione	Contrazione eccentrica degli estensori del ginocchio e contrazione concentrica dei flessori del ginocchio
Anca	L’anca si muove in flessione	Contrazione concentrica dei flessori dell’anca

Piano frontale:

Attività muscolare e movimento nel piano frontale dall’inizio dell’oscillazione alla fase di appoggio intermedia⁽⁵⁾
Articolazione	Movimento	Attività muscolare
Pelvi	Inclinazione pelvica laterale verso destra; lato destro che si muove in avanti *L’arto di riferimento è l’arto inferiore destro	Medio gluteo sinistro
Anca	Rotazione da laterale a mediale
Ginocchio	Rotazione da laterale a mediale
Caviglia	L’articolazione tibio-tarsica (senza peso) ritorna in leggera supinazione

Oscillazione intermedia

Inizia dall’allineamento della caviglia e del piede e continua fino a quando la tibia della gamba oscillante è verticale. Come all’inizio dell’oscillazione, funziona per far avanzare l’arto e accorciarlo per il distacco del piede da terra.⁽³⁾

Piano sagittale:

Azione muscolare nella fase di oscillazione intermedia⁽⁶⁾
	Cinematica/Movimento articolare	Azione muscolare
Caviglia	La caviglia passa da 10° di flessione plantare all’inizio dell’oscillazione a 0° di flessione plantare nella fase di oscillazione intermedia	Contrazione concentrica dei flessori dorsali
Ginocchio	Il ginocchio passa da una flessione di 60° all’inizio dell’oscillazione a una flessione di 30° nella fase di oscillazione intermedia	Contrazione eccentrica dei flessori del ginocchio
Anca	L’anca passa da una flessione di 20° all’inizio dell’oscillazione a una flessione di 30° nella fase di oscillazione intermedia	Contrazione concentrica dei flessori dell’anca

Piano frontale:

Attività muscolare e movimento sul piano frontale dalla fase di oscillazione intermedia alla fine dell’oscillazione (decelerazione)⁽⁵⁾
Articolazione	Movimento	Attività muscolare
Pelvi	Il lato destro si muove anteriormente *L’arto di riferimento è l’arto inferiore destro	Medio gluteo destro
Anca	Inclinazione laterale con rotazione mediale a sinistra	Medio gluteo destro
Ginocchio	Rotazione mediale

Fine dell’oscillazione/decelerazione

Inizia quando la tibia della gamba oscillante è verticale e termina con il contatto iniziale. L’avanzamento dell’arto rallenta durante la preparazione.⁽³⁾

Azione muscolare a fine oscillazione⁽⁶⁾
	Cinematica/Movimento articolare	Azione muscolare
Caviglia	Mantiene una posizione neutra	Contrazione concentrica e isometrica dei flessori dorsali
Ginocchio	Il ginocchio passa da una flessione di 30° nella fase di oscillazione intermedia a una flessione di 0° a fine oscillazione	Contrazione eccentrica dei flessori del ginocchio, quindi contrazione concentrica dei flessori del ginocchio
Anca	L’anca passa da una flessione di 20°-30° nella fase di oscillazione intermedia a una flessione di 30° a fine oscillazione	Contrazione concentrica dei flessori dell’anca

⁽⁷⁾

⁽⁸⁾

Citazioni(edit | edit source)

↑ Liu X, Zhao C, Zheng B, Guo Q, Duan X, Wulamu A, Zhang D. Wearable devices for gait analysis in intelligent healthcare. Frontiers in Computer Science. 2021 May 13;3:661676.
↑ ^2.0 ^2.1 Hazari A, Maiya AG, Nagda TV. Kinematics and Kinetics of Gait. InConceptual Biomechanics and Kinesiology 2021 (pp. 181-196). Springer, Singapore.
↑ ^3.0 ^3.1 ^3.2 ^3.3 ^3.4 ^3.5 ^3.6 ^3.7 Magee DJ, Manske RC. Orthopedic physical assessment-E-Book. Elsevier Health Sciences; 2020 Dec 11.
↑ ^4.0 ^4.1 ^4.2 ^4.3 ^4.4 Webster JB, Darter BJ. Principles of normal and pathologic gait. InAtlas of Orthoses and Assistive Devices 2019 Jan 1 (pp. 49-62). Elsevier.
↑ ^5.0 ^5.1 ^5.2 ^5.3 ^5.4 ^5.5 Levangie, Pamela K., and Cynthia C Norkin. Joint Structure and Function: A Comprehensive Analysis. 4th ed. Philadelphia, PA: F.A. Davis Co, 2005.
↑ ^6.0 ^6.1 ^6.2 Richie DH. Human Walking: The Gait Cycle. In Pathomechanics of Common Foot Disorders. Springer; 2021.
↑ Alexandra Kopelovich. Ground Reaction Force During the Gait Cycle. Available from:https://www.youtube.com/watch?v=Y2RHvicAM2o(last accessed 15/09/2022)
↑ Alexandra Kopelovich. Gait Muscular Activity & Action. Available from: https://www.youtube.com/watch?v=WuG87mRiY-8(last accessed 15/09/2022)

[1] Liu X, Zhao C, Zheng B, Guo Q, Duan X, Wulamu A, Zhang D. Wearable devices for gait analysis in intelligent healthcare. Frontiers in Computer Science. 2021 May 13;3:661676.

[:0-2] 2.0 ^2.1 Hazari A, Maiya AG, Nagda TV. Kinematics and Kinetics of Gait. InConceptual Biomechanics and Kinesiology 2021 (pp. 181-196). Springer, Singapore.

[:1-3] 3.0 ^3.1 ^3.2 ^3.3 ^3.4 ^3.5 ^3.6 ^3.7 Magee DJ, Manske RC. Orthopedic physical assessment-E-Book. Elsevier Health Sciences; 2020 Dec 11.

[:2-4] 4.0 ^4.1 ^4.2 ^4.3 ^4.4 Webster JB, Darter BJ. Principles of normal and pathologic gait. InAtlas of Orthoses and Assistive Devices 2019 Jan 1 (pp. 49-62). Elsevier.

[:4-5] 5.0 ^5.1 ^5.2 ^5.3 ^5.4 ^5.5 Levangie, Pamela K., and Cynthia C Norkin. Joint Structure and Function: A Comprehensive Analysis. 4th ed. Philadelphia, PA: F.A. Davis Co, 2005.

[:3-6] 6.0 ^6.1 ^6.2 Richie DH. Human Walking: The Gait Cycle. In Pathomechanics of Common Foot Disorders. Springer; 2021.

[7] Alexandra Kopelovich. Ground Reaction Force During the Gait Cycle. Available from:https://www.youtube.com/watch?v=Y2RHvicAM2o(last accessed 15/09/2022)

[8] Alexandra Kopelovich. Gait Muscular Activity & Action. Available from: https://www.youtube.com/watch?v=WuG87mRiY-8(last accessed 15/09/2022)

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