Aa Lopes - Reseña Historica Del Estudio Del Pied

Reseña histórica del estudiode la biomecánica del pie

A.A. Lopez, A. Goldcher

El estudio postural y dinámico de la biomecánica del pie se ha desarrollado en paralelo alos adelantos tecnológicos. Las primeras publicaciones sólo reflejan las observacionesvisuales de la anatomía, alrededor del siglo XIV. Luego aparecieron las teorías y losconceptos, primero globales y luego detallados, respecto a una articulación o a un grupoarticular. En el siglo XIX, los anatomistas recurrían mucho la comparación entre el serhumano y el animal, y entre el hombre moderno y sus ancestros. Las observacionesinstrumentales científicas aparecieron en el siglo XX. Hoy día, el conocimiento de labiomecánica del pie aprovecha los progresos de la medicina en fisiopatología y enterapéutica, tanto médica como quirúrgica, a lo cual contribuyen especialistas de variospaíses. Todavía quedan aspectos por explorar.© 2010 Elsevier Masson SAS. Todos los derechos reservados.

Palabras Clave: Biomecánica del pie; Observación del pie; Conceptos de biomecánica

Plan

¶ Introducción 1

¶ Observación visual del pie 2Anatomía 2Evolución filogenética 2Morfología 3Primeros estudios de la marcha 4

¶ Estudio de la función estática 5Apoyos plantares y huellas del pie 5Equilibrio 6Conceptos estáticos 6

¶ Estudios de la función dinámica 7Ejes de movimiento 8Transmisión de las fuerzas 8Conceptos de los movimientos articulares 9

¶Marcha 12

¶ Amortiguamiento 13Almohadilla plantar 13Arco plantar 13

¶ Conclusión 13

■ IntroducciónLa función de sustentación del pie siempre se ha

considerado primordial. Ante la falta de métodos deexploración dinámica, durante mucho tiempo las ideasy teorías nacían de los conocimientos anatómicos y delas observaciones visuales directas.

La «objetivación instrumental» de la fisiología y lamecánica funcional del pie en la locomoción es relati-vamente reciente. Los métodos de investigación actualeshacen progresar los conocimientos en este campo, pero

todavía falta responder algunos interrogantes. Losestudios más recientes apuntan a mejorar la compren-sión de la patogenia, aunque todavía generan discusio-nes en cuanto a la interpretación de los resultados.

Desde un punto de vista funcional, el pie humano esun término medio. Conserva la adaptabilidad de los piesa los distintos tipos de suelos, como los plantígrados. Aesto se añade la potencia de propulsión a gran velocidadde los animales ungulados. Además, los pies procuranuna estabilidad específica y original necesaria para laposición bípeda. Estas tres características, asociadas enuna sola entidad anatomofuncional, forman un com-plejo biomecánico que todavía no ha revelado todas sussutilezas de funcionamiento.

Para comprender la transmisión de las fuerzas en elplano sagital es necesario conocer el sistema de propul-sión constituido por la pantorrilla, el tendón de Aquiles,el calcáneo y la planta del pie (suroaquileocalcaneo-plantar). Los mecanismos de transmisión de los movi-mientos de rotación de la pierna al pie son, en cambio,más difíciles de comprender. Este cambio de direcciónortogonal en la transmisión de los movimientos seproduce a través de modificaciones de los ejes, en símismos no ortogonales y cambiantes. Esto explica ladificultad para modelizar estos movimientos mediantela simple observación visual. Los avances en el estudiodinámico de la biomecánica del pie demuestran queesto es más complejo aún, pues hay que agregar peque-ños movimientos de rotación de la pelvis, el muslo, larodilla y la pierna. Los movimientos rotatorios bloqueanlas articulaciones o los complejos articulares en variosgrados de libertad, para hacer posible y estabilizar lapropulsión en el plano sagital. Alrededor de tres siglosseparan la simple observación por el ojo humano y losinstrumentos electrónicos actuales. En paralelo con losprogresos instrumentales, el conocimiento de la función

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1Podología

global del pie durante la marcha se ha enriquecido conel análisis del papel de cada elemento anatómico, delmás grande al más pequeño.

■ Observación visual del pieErasístrato (300-240 a. C.) habría sido uno de los

primeros en interesarse por las articulaciones del pie,pero sus escritos desaparecieron después de Galeno,quien se empeñó en combatir el legado póstumo delprimero [1]. Hasta el siglo XVIII, el conocimiento del piedespertó poco interés. Los escasos estudios que hoy seconocen sólo proporcionan descripciones anatómicas apartir de disecciones. Hasta el siglo XX, la comprensiónmecánica y funcional se limitaba a la observación visualdirecta.

AnatomíaEn los siglos XIV-XV, la obra de Guy de Chauliac

(1298-1368) se convirtió en la referencia en Europa. Susestudios de anatomía se inspiraron en médicos griegosy judeoárabes. El pintor y científico Leonardo da Vinci(1452-1519) se interesó durante un tiempo en la anato-mía y produjo algunos dibujos entre 1510-1511, algunosde ellos referidos al esqueleto del pie. Cabe recordar queel derecho de disecar sólo se confirió a los barberoscirujanos a partir de 1540. Jacques Dubois, tambiénconocido como Sylvius (1478-1555), dio su nombre almúsculo cuadrado plantar (cuadrado carnoso de Syl-vius) [2, 3]. Su discípulo, el médico flamenco AndrésVesalio (1514-1564), publicó en 1543 una obra deanatomía, De humani corporis fabrica, que sería la refe-rencia en Europa durante casi dos siglos [4]. Esto loconvirtió en el «padre de la anatomía moderna». Sunombre quedaría ligado al hueso supernumerario delpie, situado frente a la base del quinto metatarsiano.

Otros médicos y cirujanos anatomistas dieron susnombres a estructuras del pie: François Chopart (1743-1795) [5] y Jacques Lisfranc de Saint Martin (1790-1847) [6] a las articulaciones del tarso, Félix Lejars (1863-1932) a la plantilla venosa plantar descrita en 1890 [7];entre otros, se mencionan: bolsas de Bovis (retroaqui-leocalcánea) y de Lenoir (plantar), canal tarsiano deRichet, tercer maléolo de Etienne Destot (1864-1918),etc.

Ficks, en 1911, sostuvo que «la estructura del pie estan compleja que no tiene un equivalente técnico» [8].El pie es un conjunto estructural constituido por28 huesos constantes, separados por 32 articulacionesconectadas por 56 ligamentos. Esta estructura es soste-nida y movilizada por 28 músculos.

Evolución filogenéticaLa anatomía comparada entre el ser humano y el

animal permitió alcanzar un primer enfoque funcional.Las similitudes esqueléticas entre el mono y el hombrepermitieron a Charles Darwin (1809-1882) elaborar suteoría de la evolución desde el antropoide hasta el Homo

erectus, privilegiando la selección natural [9, 10]. Estateoría, muy controvertida incluso en vida de su autor,sigue siendo motivo de polémicas [11]. Un hecho notablees que la argumentación de unos y otros tiene por baseprincipal las similitudes o diferencias esqueléticas y quela discusión gira en particular en torno a la estructuraósea del pie. Las diferencias de estructura y de uso delpie permiten afirmar el origen distinto de las especiesarborícolas (cuadrúpedos) y las especies erguidas (bípe-dos). Sin entrar en la discusión, es necesario afirmar queel pie de los primates se distingue del pie humano portres características.

El dedo gordo del pie adosado a los otros dedos ya nopermite la prensión, pero aumenta la estabilidad yfacilita la propulsión [12]. En alusión a Darwin, Mortondesignó como «pie ancestral» a la brevedad y separaciónfuera de norma del primer dedo del pie respecto al restode la paleta metatarsiana [13] (Fig. 1). Esta denominaciónno tiene consenso unánime. Algunos, como los paleon-tólogos Grégory y Miller [14], prefieren hablar de «pieNeandertal», mientras que otros, como Desse, de «pri-mer dedo embrionario» [15]. La particularidad anatómicase limita así a una persistencia ocasional en la madura-ción del hombre, en lugar de evocar una tesis evolucio-nista. Para Desse, el pie humano siempre fue un pie decaminante plantígrado [16].

El talón apoyado contra el suelo, en posición erguidaestática, es el resultado de una conformación anatómicaoriginal debida a la «verticalización» del calcáneo y a laposición del astrágalo en el vértice del tarso. El astrá-galo, montado sobre el calcáneo, distribuye la carga dela gravedad en el retropié, el mediopié y el metatarso.Así, el calcáneo soporta una parte del peso del cuerpo.Esta característica estructural aumenta la estabilidad dela bipedestación. Para Farabeuf, en bipedestación elcalcáneo «se inclina, gira y rueda» debajo del astrága-lo [17]. En realidad, no se inclina, pues este movimientoestá reservado a la articulación astragalocrural.

La descarga parcial del antepié genera una mayoradaptabilidad de la paleta metatarsiana al suelo. Elamortiguamiento dinámico del talón es una funciónpropia del pie humano. Esta originalidad hace que larelación entre el apoyo postural y la función de propul-sión sea más equilibrada. Sólo el ser humano usa eltalón para mantenerse erguido y para caminar, lo cualexplica por qué en la especie humana el tarso ocupauna mayor área del pie que en otras especies plantígra-das. Sin embargo, su tamaño, en relación con el resto

“ Punto fundamental

El estudio de la biomecánica del pie empezó conobservaciones visuales, primero clínicas, hace másde 2.000 años y luego anatómicas, a partir de1540, tras la autorización para disecar cuerposhumanos. Los primeros libros de anatomía fueronválidos durante unos dos siglos.

Figura 1. Antepié ancestral, de D. J. Morton. Brevedad del1.er metatarsiano, metatarso varo de 23-30°. Hallux valgus de30-40°.

E – 27-010-A-10 ¶ Reseña histórica del estudio de la biomecánica del pie

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del miembro inferior, sigue siendo el más pequeño encomparación con las demás especies. Así, en el serhumano, el pie ocupa el 24% de la longitud del miem-bro inferior y el tarso representa el 52% del pie. En losprimates, estos mismos porcentajes son del 39% para elpie y del 30% para el tarso [16-18].

La concavidad de la bóveda medial crea un arco osteo-tendinoso elástico, longitudinal y transversal. Intervieneen la distribución de las cargas entre el antepié y elretropié, completa el amortiguamiento y facilita lapropulsión. Schnepp comparó el conjunto de hueso,cartílago, ligamentos y cápsulas a una viga compuesta,conocida en arquitectura por resistir fuerzasconsiderables [19].

Actualmente, los paleoantropólogos reconocen en losgrandes monos y el ser humano un ancestro común,aún no identificado, lo que en tono de broma hizo decira Picq que el hombre no desciende del mono, sino delárbol [20].

MorfologíaEn el primer milenio, las representaciones artísticas de

obras pictóricas dan testimonio de una gran imprecisiónrespecto a la morfología del pie. Hubo que esperar alRenacimiento para que ver estudios realistas y detalladosdel pie en la pintura italiana. Hay que señalar, sinembargo, que éstos se ajustaban más a la estética que ala función. Es decir, eran puramente pictóricos y sereferían de forma exclusiva al pie descalzo. La descrip-ción morfológica y funcional data del siglo precedente.

Clásicamente, la proyección horizontal del pie, ensentido longitudinal, forma parte de un trapecio de basemayor anterior. La base menor, tangente al talón, cortael ángulo de inscripción de Ledos [21]. Según este autor,el ángulo puede subdividirse por una bisectriz quecorresponde al eje anatómico del pie. La parte medialincluye entonces los dos primeros dedos y la partelateral los otros tres (Fig. 2). Cuando al ángulo se lo

divide en tres ángulos iguales, la parte medial englobaúnicamente el primer dedo, la parte intermedia elsegundo y tercero y la parte lateral, el cuarto y el quintodedo. En sentido transversal, el trapecio puede dividirseen tres partes iguales.

RetropiéEl retropié comprende la cara posterior del talón y los

espacios laterales submaleolares. En una vista posterior,el espacio intermaleolar está dividido en sentido verticalpor el voluminoso relieve del tendón calcáneo, que porabajo se une con el de la tuberosidad mayor. En des-carga, el tendón calcáneo es central y perpendicular a lasuperficie plantar del talón. En carga, el talón seencuentra ligeramente desplazado hacia fuera conrelación al tendón.

La verticalidad perfecta y la alineación del eje de latuberosidad mayor del calcáneo en el eje longitudinaldel tendón se han considerado durante mucho tiempola norma en el adulto [22] (Fig. 3). Root (1922-2002)considera aceptable una desviación estándar de más omenos 2° [23]. Es uno de los primeros autores quellevaron el estudio de la biomecánica del pie a un altonivel científico; ayudó a definir la posición neutra, laclasificación de los tipos de pie, el concepto de compen-sación, la comprensión de la cinética en cadena abiertay cerrada, así como la movilidad espacial del pie y suscontroles. Lelièvre considera patógena una exageracióndel valgo por encima de 5°, fuente de pie plano y de

Figura 2. Estructura longitudinal y transversal del pie según Ledos.


Tres evoluciones principales del pie humano, quelo distinguen de los otros primates, facilitan labipedestación permanente: proximidad del dedogordo con los otros dedos del pie, apoyo del talóncontra el suelo y concavidad de la bóveda medial.

Figura 3. Ejes del retropié (calcáneo, tibia y vertical).

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dolores [24]. En el niño, el tono muscular aparece entorno a los 7 años y el valgo disminuye de formaprogresiva, a partir de esta edad, en 1° al año hasta sunormalización en la edad adulta [25]. Los estudiosrecientes confirman la normalidad del valgo clínico deltalón en el adulto. Lo establecen en 4 ± 1,1°. Sobelrechaza la idea de corrección progresiva y fisiológicasegún la edad [26].

Mediopié

El mediopié se caracteriza por el arco longitudinalmedial que se origina en el retropié y se prolonga alantepié, hasta la articulación metatarsofalángica deldedo gordo. Su profundidad varía según la persona ydurante mucho tiempo fue considerado el único criteriopara clasificar las llamadas morfologías de pie «normal,cavo o plano». Analizaremos sus distintas variedades alhablar de las huellas del pie. Este arco pretende ser elreflejo del arqueo de los viejos autores, que considera-ban que un arqueo bien marcado era el modelo de laperfección estética. En las civilizaciones de ExtremoOriente, el arqueo del pie es motivo de un verdaderoculto. La tortura infligida a los pies de algunas mujeressupera la significación de pertenencia social. El pie de«loto», logrado mediante vendajes torturadores, paraalgunos tenía como objetivo no confesado un papelsexual [18, 27]. Para otros, la deformación por vendaje sedecidió tras el nacimiento de una hija del emperador deChina con un pie deforme. Por último, algunos sostie-nen un objetivo más machista: impedir la partidavoluntaria de una esposa infiel, ya que caminar se hacíapenoso.

Antepié

El antepié comprende la paleta metatarsiana y losdedos. Desde un punto de vista morfológico, esta paletase despliega en sentido distal. Numerosos autoresinsistieron en la importancia de la alineación armoniosade las cabezas metatarsianas en los planos horizontal yfrontal: Morton, Jones, Viladot [28], Steindler, Martore-ll [29]. Para Lelièvre y Hoffman, las cabezas se disponendebajo de una tangente parabólica [24]. Esta parábolarepresenta hoy una de las mejores referencias clínicaspara apreciar la patogenicidad de las metatarsalgiasligadas a las anomalías estructurales (Fig. 4) [30]. Maes-tro [31] cuantificó tal alineación con una relaciónmatemática, lo cual ha facilitado el trabajo de loscirujanos para alargar o acortar un metatarsiano fuera denorma (Fig. 5).

La longitud respectiva de los dedos del pie define uncanon egipcio, griego o cuadrado (Fig. 6). El pie «egip-cio» corresponde a un primer dedo más largo que losotros. Su frecuencia predomina en la población caucá-sica. El pie «griego» tiene un segundo dedo más desa-rrollado que el primero y, a veces, un tercer dedo de lamisma condición. El pie «cuadrado» implica al menosuna igualdad de longitud entre el primer y segundodedo, pero puede extenderse hasta el cuarto dedo. Estecanon estético cumple una función en las lesiones porconflicto entre las extremidades de los dedos y la paladel calzado.

De forma anecdótica, se mencionan las maravillosaspropiedades que los antiguos, entre ellos Galeno ydespués Vesalio, atribuían al hueso sesamoideo: «indes-tructible por el agua y por el fuego» [18].

Primeros estudios de la marchaLas primeras observaciones relativas a la marcha se

encuentran en el texto De motu animalium de GiovanniAlfonso Borelli, que data de 1682, en el que se estudianlas acciones musculares que posibilitan la deambulacióny la posición del centro de gravedad del cuerpo [32]. Tan

sólo con la observación visual, los hermanos Wilhem(1804-1891) y Edouard (1795-1881) Weber profundiza-ron, en 1836, en el estudio de la marcha [33].

Figura 4. Alineación parabólica de las cabezas metatarsianasen el plano horizontal según Lelièvre. 1. Segmento de parábola(de Lelièvre). Según [24].

Figura 5. Alineación de las cabezas metatarsianas según laslíneas de Maestro; progresión geométrica de razón 2. Líneas dereferencia: eje del 2.° metatarsiano y perpendicular a este eje,pasando por el centro del sesamoideo lateral.

Figura 6. Canon estético de los dedos. a. Egipcio; b. cuadrado;c. griego.


4 Podología

■ Estudio de la funciónestática

La bipedestación prolongada es posible gracias a laposición anatómica del pie, perpendicular al eje de lapierna, y a la superficie de apoyo de éste, que es relati-vamente considerable y «cómoda». Esta conformación leconfiere, en primer lugar, una función de sostén oapoyo. Muy pronto se advirtió que esta superficie deapoyo era adaptable debido a su estructura ósea, que leproporciona a la vez flexibilidad y firmeza. Los 28 hue-sos constantes que constituyen la estructura del pie sonmantenidos por una estructura fibrosa conformada porcápsulas, ligamentos y aponeurosis. Desde el punto devista funcional, esta acción de sostén es asistida por losmúsculos, que trataremos desde el punto de vistadinámico.

Apoyos plantares y huellas del pieLa huella del pie sobre el suelo fue durante mucho

tiempo el criterio básico para determinar la conforma-ción de la bóveda plantar. El cirujano ortopédico francésÉdouard François Kirmisson (1848-1927) redactó, en1890, en las Leçons cliniques sur les maladies de l’appareillocomoteur, la primera clasificación de las huellas de lospies planos, que todavía se emplea actualmente(Fig. 7) [34, 35]. En 1937, Ombrédanne volvió a tomaresta clasificación, sin hacer la referencia a su autor, yesbozó una clasificación para los pies cavos [36]. Lelièvreagregó la exploración podoscópica de las huellas plan-tares y definió la clasificación actual en apoyo normal,cavo o plano, subdivididas en tres grados en función dela anchura del istmo que relaciona el talón posteriorcon el talón anterior [24] (Fig. 8). En la quinta edición desu libro de referencia sobre patología del pie, incorporóel cuarto grado del pie plano descrito por Viladot(Fig. 9).

La huella de referencia o normal, de lejos la másfrecuente, se define por un talón posterior cuya anchuraes igual a la mitad del talón anterior, un istmo igual altercio del talón anterior y una sola concavidad medialy lateral. Durante mucho tiempo se la consideró erró-neamente como la única exenta de patogenicidad.

La huella de pie cavo es dominante en la poblacióncaucásica [37] y asiática. Aunque no representa el morfo-tipo pie cavo en su totalidad, correlaciona fuertementecon éste. La hiperactividad muscular a causa de lapráctica deportiva o de las actividades profesionales enlas que prevalece la impulsión, aumentaría la dominan-cia del morfotipo cavo [38, 39]. Más allá del primer grado,el morfotipo cavo predispone a la patogenicidad estáticay dinámica por sobrecarga plantar. El apoyo cavo de


Desde finales del siglo XIX, los anatomistas hanseñalado el papel del valgo calcáneo, del cavo deltarso y de la alineación parabólica de las cabezasmetatarsianas en la biomecánica del pie.

Figura 7. Clasificación de las huellas plantares según Kirmis-son. Médecine et chirurgie du pied 1994; 10: 1: pág. 57 [34],reproducida con autorización del editor.

Figura 8. Clasificación de las huellas plantares según Lelièvre.Según [24].A. Apoyos plantares planos según Lelièvre. 1. Apoyo plano de1.er grado; 2. apoyo plano de 2.° grado; 3. apoyo plano de3.er grado.B. Apoyos plantares cavos según Lelièvre. 1. Apoyo cavo de1.er grado; 2. apoyo cavo de 2.° grado; 3. apoyo cavo de3.er grado.

Figura 9. Huella plantar de 4.° grado de Viladot. Según Méde-cine et chirurgie du pied 1994; 10: 1: pág. 57 [34].


5Podología

tercer grado justifica la búsqueda de una causa neuroló-gica. Más recientemente, se agregaron formas especialesen las que se combinan los aspectos estático y dinámicodel pie:• el pie cavo «incipiens, precavus o hypocrita» [37]

(Fig. 10);• el pie cavo «retorcido», con el antepié en hiperprona-

ción, a pesar de un varo estático acusado del retro-pié [40] (Fig. 11).La huella plana ha tenido durante mucho tiempo una

mala reputación. Aún tiene una mala imagen a pesar dehaberse demostrado que los fundamentos de talesprejuicios son injustificados. Huella plana significa másque morfotipo pie plano (pie de Charcot, colapso de lacolumna media); además, incluye algunos pies cavos alos que se distingue por una doble concavidad lateral.

Las huellas, a pesar de ser hoy consideradas insufi-cientes para determinar la conformación global de unpie, se aplican de manera errónea en los estudiosestadísticos de los morfotipos y aún sirven como refe-rencia para la confección de algunas ortesis plantares.

EquilibrioEl cuerpo humano no se libra de la ley de la gravedad

universal de Newton. El equilibrio, cualquiera que sea laposición del cuerpo, expresa la facultad humana deaprovechar los efectos de la gravedad a través de media-dores de apoyo. El mantenimiento de la posiciónerguida, con apoyo uni o bipodal, es una de las carac-terísticas esenciales de la especie humana. Su estabilidadrelativa depende de la acción conjugada y sincronizadade los centros de control de las aferencias sensoriales:oculares [41, 42], laberínticas y propioceptivas. La posi-ción referencial básica o «de reposo» difiere según losautores. Algunos aluden a la «posición de firmes»derivada de los estudios anatómicos [43]. Otros prefierenuna posición natural sin crispación [44]. Todos concuer-dan en el bajo gasto energético que requiere la bús-queda del equilibrio: 25 calorías por minuto y por kilode peso, es decir, apenas más que el metabolismo basal(15-18 calorías/min/kg).

En el pie, en bipedestación, los músculos que ayudana sostener la bóveda plantar suelen estar inactivos [45].La planta puede considerarse como una retina cutáneasensorial adaptada a su función de equilibrio y palpa-ción. El pie actúa aquí con la delicadeza de un instru-mento de precisión [46].

En bipedestación estática, el centro de gravedad estáen su posición más alta (detrás de la vértebra sacra S2).La línea de gravedad pasa por el trago, algo por delantede los cóndilos occipitales, roza la columna cervical,pasa por delante de la columna dorsal, cruza la segundavértebra lumbar, pasa por el centro de gravedad pordelante de los centros mecánicos articulares de lasrodillas y se proyecta hacia la articulación mediotar-siana. Los pies apoyados sobre el suelo divergen ligera-mente. Sus ejes anatómicos forman entre sí un ángulode unos 30° abierto hacia delante, resultado de lastorsiones del esqueleto del miembro inferior (Fig. 12).Con los pies juntos, su contorno determina el polígonode sustentación, que puede extrapolarse a un trapeciode base mayor anterior.

Conceptos estáticosDurante varias décadas, los autores sostuvieron que el

pie se apoya en el suelo mediante tres puntos (talón,primera y quinta cabezas metatarsianas), lo cual deter-mina una especie de triángulo de sustentación: Virchow

Figura 10. Huella del pie «hypocrita, incipiens o precavus» deBraun.A. Esquema de un apoyo hypocrita según Braun. Según Gol-dcher A. Abrégé de podologie, 5.a ed. París: Masson; 2007.B. Podograma de un apoyo cavo hypocrita de Braun. GoldcherA. Podologie du sport. París: Masson; 2002, reproducida conautorización del editor.

Figura 11. Pie retorcido de Lopez.A. Varo de los talones.B. Planta del pie.C. Desgaste de las ortesis.


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(1821-1902), Fick [8], Lelièvre [19]. Este concepto estáticogeneró varios términos que todavía se usan. El modelode trípode de Farabeuf (1841-1910) apareció a principiosdel siglo XX [17]. A continuación vino la descripción deKapandji de los tres arcos longitudinales: medial,longitudinal lateral y transversal anterior (Fig. 13) [47].

Destot estableció la comparación entre la bóveda delpie y la mitad de un plato hondo invertido [21]. ParaGalmiche, se trata de un paraboloide hiperbólico apo-yado en tres pilares, comparable a algunas construccio-nes arquitectónicas modernas [18] (Fig. 14).

Lelièvre, al hacer una tomografía de los pies desde laplanta hacia la cara dorsal, demostró que el calcáneo,los sesamoideos del dedo gordo y la cabeza del quintometatarsiano aparecen primero en la película radiográ-fica. Sin embargo, la exploración sólo puede efectuarsecon el paciente en decúbito supino, es decir, en des-carga. Ledos, en su publicación sobre la geometría delpie de 1956, le da prioridad al término «triángulo deapoyo» [21]. Actualmente, todos los autores admiten queel arco óseo anterior, formado por las cabezas metatar-sianas, está presente en descarga pero desaparece encarga.

■ Estudios de la funcióndinámica

Mientras la mano fascinaba a los investigadores porconsiderarla como un modelo de precisión mecánica, el

Figura 12. Ángulo de abertura del paso de Fick. a. Dirección de la marcha; b. longitud del semipaso (60-80 cm); c. el eje del pie pasa porel 2.° dedo; d. ángulo del paso (unos 15°); e. anchura del paso (5-6 cm).

Figura 13. Triángulo de sustentación de Kapandji (A-C). a. Cabeza del 1.er metatarsiano; b. cabeza del 5.° metatarsiano; c. calcáneo;1-3. vértices del triángulo de apoyo; 4. aplicación del peso del cuerpo sobre el astrágalo.

Figura 14. Estructura paraboloide hiperbólica de Galmiche.1. Proyección del arco transversal anterior; 2. proyección del arcolongitudinal medial de la bóveda plantar; 3. proyección del arcolongitudinal lateral.


7Podología

pie fue dejado de lado o incluso olvidado por muchotiempo. Debido a su situación distal en el miembroinferior, su estudio funcional incorporó a menudo laterminología aplicada a la mano. Hoy día, no se consi-dera que el pie sea un sistema en sí mismo, sino unaentidad destinada a las funciones de mantenimiento dela estática y de locomoción. Gracias a distintos progra-mas, asegura la estabilidad, amortigua con elasticidad ypropulsa con rigidez [18]. En suma, se considera unaestructura viscoelástica deformable y resistente [47].Según Hicks, «el pie es uno de los mecanismos máscomplejos y más coordinados que hay» [48]. El desplie-gue del pie necesita tres fases: apoyo, estabilización ypropulsión. En los tres planos del espacio actúan meca-nismos tales como el amortiguamiento, la suspensión(distribución de las fuerzas instantáneas por un máximode superficie ósea) y el encadenamiento de secuenciasde movimientos articulares, desde la articulación astra-galocrural hasta las interfalángicas distales.

Ejes de movimientoLa determinación de los ejes anatómicos del pie no

produce dificultades especiales. Los ejes dinámicos ofuncionales no gozan de un consenso general. En 1859,Henke describió un eje fijo, alrededor del cual el retro-pié se tuerce en dirección medial y lateral [49]. Hayvarias representaciones esquemáticas de este eje, entrelas cuales destaca sobre todo las de Hicks (Fig. 15) y deInman (Fig. 16). Judet, en su tesis, demuestra que tal ejeno es fijo e inmutable [50] (Fig. 17), sino que se desplazadurante el paso. Para De Doncker, su dirección semantiene paralela a la línea de la marcha [51]. Hay querecordar que cada pie forma un ángulo de 15-20° conrelación a esta línea. El concepto de referencia y el másparecido al eje dinámico del pie sería la barra de torsiónde Hendrix: está inclinada 45° en dirección al suelo yrepresentada por la porción lateral de la cimbra trans-versal mediotarsiana, con un brazo de bayoneta dirigidohacia el calcáneo y otro que pasa por el segundo meta-tarsiano (Fig. 18) [52].

Transmisión de las fuerzasLa fuerza resultante del peso del cuerpo se transmite

al suelo por una línea quebrada a la altura de la articu-lación subastragalina. La trama de los huesos, en parti-cular en el retropié y el mediopié, indica que las fuerzas

Figura 15. Eje de Henke según Hicks.


Distintos conceptos teóricos han marcado elestudio de la estática del pie en carga.

Figura 16. Eje de Henke según Inman. En el plano horizontal,ángulo de 23° respecto al eje del pie; en el plano sagital, ángulode 42° respecto a la horizontal.

Figura 17. Eje de Henke según Judet.


8 Podología

de presión son transmitidas hacia el trípode virtual querecibe la reacción de las fuerzas de la gravedad. Lasacciones musculares son variables: algunas veces seasemejan a una palanca de segundo grado [24] y otras auna de tercer grado, según la parte del pie que apoya enel suelo y el trabajo en cadena cerrada o abierta.

El sistema muscular posterior, también llamado depropulsión, actúa como una unidad funcional en conti-nuidad con el sistema plantar, de lo cual deriva ladenominación surocalcaneoplantar de Arandes y Vila-dot [53] (Fig. 19).

Las funciones de los músculos extrínsecos que seinsertan a ambos lados del esqueleto refuerzan la vigacompuesta y actúan como una balanza: tríceps contraextensores, peroneos contra tibiales.

En descarga, el esquema de Ombrédanne se sigueusando [36] (Fig. 20). En carga, Govaerts ha demostradoque las acciones musculares deben estudiarse a partir delsuelo y no en sentido contrario [54].

Conceptos de los movimientosarticulares

Para tener una idea más aproximada de la compleji-dad de los movimientos y los fenómenos físicos querecibe o genera el pie es necesario proceder mediantemodelizaciones.

Articulación de tipo cardán(tibioastragalocalcánea)

El movimiento del pie arranca gracias a este disposi-tivo, que consta de dos ejes de rotación ortogonales: eleje bimaleolar de la astragalocrural en el plano frontaly el eje de Henke en un plano sagital. Para Rabischongy Kapandji, se trata de un cardán heterocinético en elque el eje de la subastragalina se modifica en el trans-curso del paso, pasando del eje de la subastragalinaposterior al eje de la subastragalina anterior [51, 55]. PaoloRonconi lo esquematiza a la manera de una transmisiónpor engranaje cónico en el trabajo en cadena cerrada(Fig. 21) y de un cardán libre en el trabajo en cadenaabierta [56] (Fig. 22).

Bloqueo calcaneopedio y par de torsiónEn este concepto, el pie incluye el calcáneo y el resto

de los huesos, salvo el astrágalo (Fig. 23). Permiteentender el papel fundamental de la articulación subas-tragalina en la función del pie en carga. Duchenne deBoulogne [57], en 1867, se refirió a este concepto alescribir que «el pie gira alrededor del eje de la pierna demodo que su extremidad anterior se dispone haciadentro y el talón lo hace hacia fuera». Mac Connail, en1945, volvió a referirse a este concepto y le dio elnombre de lamina pedis (Fig. 24) [58]. Hicks, en 1953,explicó con precisión el funcionamiento del bloquecalcaneopedio en sus estudios sobre anatomía [48]

Figura 18. Barra de torsión de Hendrix. Eje global, dinámico,del pie.

Figura 19. Sistema surocalcaneoplantar de Arandes y Viladot.1. Cóndilo femoral; 2. cabeza del peroné; 3. aponeurosis delsóleo y flexores de los dedos del pie; 4. aponeurosis plantar ymúsculos plantares cortos, 5. músculo gastrocnemio; 6. músculosóleo; 7. tendón calcáneo; 8. neobolsa serosa de Bovis; 9. calcá-neo; 10. entesis de la aponeurosis plantar.

Figura 20. Esquema de Ombrédanne.A. Pie en reposo.B. Movilización del esqueleto del pie por acción de los músculosextrínsecos.


9Podología

(Fig. 25). Inman desarrolló, entre 1964 y 1969, lasrelaciones funcionales entre la subastragalina y lamediotarsiana [59-61] (Fig. 26).

Segmentación funcional transversal del pie

En 1965, Rabischong y Bonnel (Montpellier, Francia)optaron por dividir el pie en dos triángulos: un trián-gulo posterior de apoyo y estabilización y un triánguloanterior de propulsión [51, 55] (Fig. 27).

Segmentaciones funcionales longitudinalesdel pie

Desde hace más de un siglo, hay autores que consi-deraban que el pie tenía dos partes anatómicas confunciones distintas pero complementarias: Lorenz(1883), Debrumer, Schnepp, Dolto (1976) y sobre todo,

Figura 21. Cardán de cadena cerrada de Ronconi.

Figura 22. Cardán de cadena abierta de Ronconi.

Figura 23. Bloque calcaneopedio. Astrágalo (en rojo): huesointermedio entre los huesos de la pierna y el bloque óseo for-mado por el calcáneo y los huesos del pie; entre ambos: liga-mento interóseo astragalocalcáneo.

Figura 24. Lamina pedis de Mac Connail. 1. Supinación; 2.pronación; RI: rotación interna; RE: rotación externa. La prona-ción del retropié provoca una rotación interna del esqueleto de lapierna y a la inversa.

Figura 25. Par de torsión según Hicks. La dorsiflexión del dedogordo provoca un acortamiento de los músculos plantares y unaelevación del tarso por varización.


10 Podología

desde 1974, los italianos Pisani y Milano, quienespublicaron con regularidad argumentos a favor de unpie «astragalino» (el astrágalo, el escafoides, los trescuneiformes y los tres primeros dedos) y de un pie«calcáneo» (calcáneo, cuboides, cuarto y quinto dedos)(Fig. 28) [62, 63]. El pie calcáneo asegura el apoyo y laestabilización y el pie astragalino, la propulsión. Ladivergencia astragalocalcánea condiciona esta duplica-ción funcional. Todos los defectos del retropié repercu-ten en el resto del pie por medio de los arcos óseosdependientes del astrágalo y del calcáneo, que sonasimétricos [64]. David prefiere una división más funcio-nal que anatómica con dos unidades [65]: una unidadmorfológica y funcional lateral (par astrágalo/calcáneo,cuboides, cuarto y quinto dedos) y una unidad morfo-lógica y funcional medial (par astrágalo/calcáneo,escafoides del tarso, cuneiformes, tres primeros dedos)(Fig. 29). En la misma dirección, Goldcher estima que elpie funciona de forma tridimensional según tres unida-des morfologicofuncionales con un punto en común: el

astrágalo. Cualquiera que sea la fase del paso, el peso delcuerpo atraviesa el astrágalo, de lo que deriva unaunidad astragalocalcánea de apoyo (fase talígrada), una

Figura 26. Par de torsión según Inman. Cualquier rotación dela pierna genera una movilización del pie; rotación interna de lapierna = pronación del pie; rotación externa de la pierna= supinación del pie.

Figura 27. Concepto funcional transversal del pie de Rabis-chong y Bonnel. 1. Triángulo anterior de propulsión; 2. triánguloposterior de apoyo.

Figura 28. Pie calcáneo y astragalino de Pisani y Milano. Enrojo, el pie calcáneo de apoyo y estabilización; en beis, el pieastragalino de propulsión. 1. Pivote.

Figura 29. Unidades morfologicofuncionales de David. Cua-drados: unidad morfologicofuncional lateral; estrellas: unidadmorfologicofuncional medial. 1. Pie en situación de referencia enun plano horizontal; 2. pie dividido en un plano de dobleoblicuidad; a. disociación funcional de las unidades lateral ymedial; b. dificultades de convergencia funcional distal de lasunidades.


11Podología

unidad astragalocuboidea de estabilización (fase plantí-grada) y una unidad astragaloescafoidea de propulsión(fase digitígrada). Las trabéculas óseas confirman laexistencia de estas líneas de fuerza.

Ledos y, sobre todo, De Doncker y Kowalski (Bélgica)prefieren dividir el pie longitudinalmente en trestriángulos funcionales en el plano horizontal [66]

(Fig. 30). La paleta media, formada por el segundo ytercer dedos, asegura el apoyo, las paletas medial (pri-mer dedo) y lateral (cuarto y quinto dedos) tienen unafunción de estabilización y propulsión, según la inclina-ción del suelo. Los autores comparan la estabilizaciónmediante estas tres paletas a la de un triciclo para niños(Fig. 31).

■ MarchaEn 1853, Balzac escribía [67]: «¿no es increíble que,

desde que el ser humano camina, nadie se haya pregun-tado por qué camina, cómo lo hace, si realmente lohace, si puede hacerlo mejor, qué movimientos hace alcaminar?».

Duchenne de Boulogne publicó en 1867 una obra dereferencia acerca de la «fisiología de los movimientos»,en la que comunica su análisis de la acción y del papel

de los músculos durante la marcha [57]. La marcha, unasucesión de caídas hacia delante, se divide en ciclos yéstos en pasos (dado que no hay un acuerdo sobre ladefinición del paso, se prefiere hablar de ciclo demarcha). Al analizar un pie, el ciclo de marcha se definepor el retorno de éste a su posición inicial. La finalidadde la marcha es el desplazamiento del cuerpo humanoy, por consiguiente, de su centro de gravedad [68, 69].Este desplazamiento, que ha sido bien analizado porInman, exige que los movimientos sincronizados delcuerpo humano en su conjunto (movimiento de lascinturas, torsiones de la pelvis, flexiones de la cadera yla rodilla, etc.) economicen y regulen la amplitud deldesplazamiento [61, 70].

Bregegere se dedicó a describir el trayecto de laproyección del centro de gravedad en el pie de susten-tación [71]. Antes, Fick había constatado la abertura delpaso con relación al eje de progresión (Fig. 12), pro-ducto de la resultante de las torsiones de los ejes delmiembro inferior, lo cual aumentaba en consecuencia lapresión del primer dedo [59]. La importancia del papel delos dedos en la marcha fue señalada por Hugues et al en1990 [72]. Según Popora, la manera de andar se adquiereentre los 7-9 años [59].

Fue Etienne-Jules Marey (1830-1904), médico y fisió-logo, quien efectuó el primer estudio científico de lamarcha [73, 74]. Durante 20 años publicó libros y artícu-los acerca de la fisiología de la motricidad, así como dela locomoción en el ser humano y los animales. Tam-bién creó algunos instrumentos de estudio: esfigmó-grafo, cronofotografía en placa fija (fusil fotográfico en1882) y luego en cinta de papel móvil (1888), «zapatopara el análisis de la presión de los pies contra el suelo(1870)». Solo o asistido por discípulos (Carlet) y, mástarde, por Georges Demeny (1850-1917), estudió losparámetros cinéticos de la marcha y dio comienzo alanálisis cinemático de la locomoción [75]. Tambiénefectuó, sobre todo, los primeros estudios gráficos deldesplazamiento de los ejes articulares, de los segmentosde los miembros y del centro de gravedad (Fig. 32).Braüne y Fischer profundizaron las observaciones deMarey al calcular, con técnicas más precisas y análisismatemáticos, las variaciones de las presiones plantares,pero también las velocidades y aceleraciones de lossegmentos de los miembros [76].

Figura 30. Paletas longitudinales de De Doncker y Kowalski.En rojo, 2.° y 3.er dedos, que representan la paleta central.


En el aspecto dinámico, el pie recurre amecanismos complejos e intrincados. Aun hoy, labiomecánica del desarrollo del paso, desde la fasetalígrada hasta la fase digitígrada, es difícil deanalizar.

Figura 31. Paletas estabilizadoras de De Doncker y Kowalski.Las paletas lateral y medial aseguran la estabilización, como losruedines de una bicicleta para niños.


12 Podología

■ AmortiguamientoEl amortiguamiento al apoyar el talón en el suelo

cumple un papel esencial. Lo causan el frenado de losmovimientos articulares suprayacentes descritos y, en elpropio pie, dos estructuras anatómicas.

Almohadilla plantarFormada por el revestimiento cutáneo, formaciones

adiposas subcutáneas, vasos, etc., la almohadilla reac-ciona de forma activa a las presiones [77]. En la parteprofunda del pie, está separada de los músculos poraponeurosis. Posee características biomecánicas sorpren-dentes. Los primeros estudios específicos fueron inicia-dos por Tietze [78]. La organización estructural en nidosde abejas tabicados de grasa subcutánea [79] le otorga unpoder amortiguador superior al de los mejores materia-les disponibles en el mercado [80]. La desorganización dela estructura anatómica y química de esta grasa por lostraumatismos puede acarrear la pérdida más o menosacusada de sus propiedades [81], lo cual tiene unaexpresión radiográfica visible [82].

Arco plantarEsta estructura elástica ya se ha descrito. Las aponeu-

rosis plantares cumplen aquí un papel fundamental [83].Su comparación con la armadura y la entrecinta, dostérminos de arquitectura, fue idea de Lapidus [84]; DeDoncker y Kowalski [66] ilustraron el papel de las apo-neurosis plantares profunda y superficial y de losmúsculos plantares cortos (Fig. 33). Al entrar en con-tacto con el suelo, el pie funciona como una hoja deresorte deformable. Amortigua los golpes y atenúa lasondas vibratorias. Se ha demostrado, mediante unacorrelación favorable, que una mayor altura relativa delarco medial mejora el amortiguamiento [85]. Así, elamortiguamiento en el pie normal y el pie cavo esmejor que en el pie plano.

■ ConclusiónLa biomecánica del pie se ha estudiado desde hace

siglos. Los sistemas de ideación por esquematización,maqueta, fantasma o modelización han permitido hacerprogresos. Todos ellos se revelan falsos o perfectibles amedida que se van multiplicando los estudios, perosobre todo los adelantos tecnológicos. A pesar de esto,el trabajo de los pioneros no ha caducado por completo.Los conceptos enunciados a menudo resultan más útilespara buscar afecciones y sus tratamientos que las sutile-zas de los últimos descubrimientos.

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A

Figura 32. Cronofotografías de Marey (1891)A. La máquina animal.B. El hombre caminando.


E.-J. Marey y sus discípulos hicieron los primerosestudios científicos instrumentales de labiomecánica del pie, sobre todo gracias a lacreación de un zapato para el análisis de la presiónde los pies contra el suelo, en 1870.

Figura 33. Armadura del pie de De Doncker y Kowalski. Laestructura de un pie es comparable en arquitectura a la armadura(estructura de un techo) y no a una bóveda.

.


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A.A. Lopez, Docteur en médecine, spécialiste MPR, médecine du sport, directeur d’enseignement du DIU de podologie des UniversitésParis 5 et 6.A. Goldcher, Docteur en médecine, médecine du sport, membre de la Société française de médecine et chirurgie du pied, membre del’Association française d’appareillage, membre de la Société d’imagerie musculosquelettique, directeur d’enseignement du DIU depodologie des Universités Paris 5 et 6 ([email protected]).Service de rhumatologie du professeur Pierre Bourgeois, Groupe hospitalier Pitié-Salpêtrière, 87-83, boulevard de l’Hôpital, 75013 Paris,France.

Cualquier referencia a este artículo debe incluir la mención del artículo original: Lopez A.A., Goldcher A. Historique de la compréhension dela biomécanique du pied nu. EMC (Elsevier Masson SAS, Paris), Podologie, 27-010-A-10, 2010.

Disponible en www.em-consulte.com/es

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