Comprendere la biomeccanica delle lesioni della placca plantare

Data l’incidenza comune delle lesioni della placca plantare e le complicazioni che possono derivare da strappi più gravi, questo autore offre una guida completa alla biomeccanica inerente alla placca plantare come base per un trattamento efficace delle lesioni correlate.

La placca plantare è una struttura fibrocartilaginea che si trova direttamente in posizione plantare rispetto alle teste metatarsali inferiori e funge da meccanismo simile a un sesamoide per ogni articolazione metatarso-falangea inferiore (MPJ) del piede.1-3 Al suo aspetto prossimale, la placca plantare è attaccata agli scivolamenti profondi della fascia plantare (cioè la componente centrale dell’aponeurosi plantare) e funzionalmente, possiamo considerarla come un’estensione distale della fascia plantare. Nel suo aspetto distale, la placca plantare si inserisce alla base della falange prossimale delle dita inferiori attraverso fasci di collagene strettamente intrecciati.4 La superficie dorsale della placca plantare, che è leggermente concava, è in contatto diretto e congruo con la cartilagine articolare plantare di ogni testa metatarsale inferiore.5

L’orientamento longitudinale delle sue fibre suggerisce che la placca plantare è soggetta a significative forze di carico in tensione dalla fascia plantare. Inoltre, la piastra plantare è soggetta a significative forze di carico in compressione a causa delle grandi dimensioni della forza di reazione al suolo (GRF) che agiscono sulle teste metatarsali durante le attività di carico del peso.1,2 Quindi, durante le attività di carico del peso, la piastra plantare è soggetta a significative forze di carico in tensione e compressione, che possono causare un aumento del rischio di lesioni della piastra plantare.6

Anche i bordi mediali e laterali della placca plantare si attaccano e si fondono con i legamenti collaterali dell’articolazione del ginocchio che, a loro volta, si attaccano agli aspetti mediali e laterali delle teste metatarsali. Il legamento collaterale mediale della MPJ aiuta a prevenire l’abduzione del dito e il legamento collaterale laterale aiuta a prevenire l’adduzione del dito. Insieme, i legamenti collaterali mediali e laterali aumentano la stabilità sul piano trasversale del dito.1 Come risultato della disposizione anatomica unica della placca plantare e dei legamenti collaterali, si forma una “tasca di tessuto molle” intorno a ciascuna testa metatarsale. Questa tasca di tessuto molle non solo permette alla testa metatarsale di scivolare agevolmente sulla piastra plantare durante la dorsiflessione e la plantare, ma mantiene anche il dito in posizione plantigrada e ben allineato nel piano trasversale, parallelamente alle altre dita.7-10

Il legamento intermetatarsale trasversale profondo serve anche a collegare la tasca di tessuto molle di ogni testa metatarsale alle sue teste metatarsali adiacenti, fornendo una connessione meccanica nel piano trasversale tra tutte le teste metatarsali adiacenti. Stainsby ha descritto questo legame da un lato all’altro delle teste metatarsali da parte del legamento metatarsale trasverso profondo come un “tirante trasversale”, che impedisce la strombatura (cioè l’allargamento) dell’avampiede.11 In effetti, la disposizione anatomica delle placche plantari, dei legamenti collaterali e dei legamenti intermetatarsali trasversali profondi lavora all’unisono per aiutare a stabilizzare le teste metatarsali e le dita l’una rispetto all’altra nei piani trasversale e sagittale.

Siccome la placca plantare è attaccata sia alla fascia plantare prossimalmente che alle falangi prossimali delle dita inferiori distalmente, le forze di tensione che si verificano all’interno della fascia plantare durante le attività di carico si trasferiscono direttamente come forze di tensione alla sua inserzione alla base della falange prossimale. Utilizzando arti di cadavere in un apparato di simulazione dinamica dell’andatura, i ricercatori hanno dimostrato che la grandezza della forza che agisce attraverso la fascia plantare appena prima del distacco del tallone al suo picco è 0,96 volte il peso corporeo.12

Inoltre, poiché la piastra plantare si trova direttamente a livello plantare ed è in contatto diretto con la testa del metatarso, la forza di reazione del terreno che agisce sulla testa metatarsale plantare si trasferisce direttamente alla piastra plantare come una forza di compressione che tende ad aumentare lo stress da compressione nella sua struttura fibrocartilaginea. Attività come camminare a piedi nudi su superfici dure, indossare scarpe con tacchi alti e attività ad alto impatto come la corsa o il salto aumentano la forza di reazione del terreno a livello plantare sulle teste metatarsali inferiori, e possono aumentare il rischio di lacerazioni della piastra plantare.3,5,13-15

Le lacerazioni parziali o complete della placca plantare possono provocare dolore durante la deambulazione, edema plantare e deformità digitali all’interno dell’articolazione metatarso-metatarsale interessata.16-18 Nei primi anni ’80, durante i miei anni da studente di podologia e di specializzazione, le lesioni della placca plantare venivano chiamate capsuliti dell’articolazione metatarso-falangea, senza che la placca plantare fosse la fonte dell’edema plantare e del dolore associato alla “capsulite”. Yu e colleghi hanno coniato il termine sindrome da predislocazione e Gerbert ha usato il termine sindrome da stress MPJ per descrivere i segni e i sintomi associati alle rotture della placca plantare.19,20

Oggi, la maggior parte degli autori usa il termine rottura della placca plantare per descrivere la condizione clinica di dolore plantare MPJ, edema, instabilità MPJ sul piano sagittale e deformità digitale causata da difetti strutturali della placca plantare. Al di là dello scopo di questa discussione sono le varie tecniche chirurgiche (tra cui l’artrodesi dell’articolazione interfalangea prossimale, il trasferimento del flessore e la riparazione diretta della placca plantare) che abbiamo utilizzato nel corso degli anni per correggere la deformità digitale che può derivare dalle lacerazioni della placca plantare.4,14,17,19,21-28

Una guida alla diagnosi e alla presentazione degli strappi della placca plantare

Gli strappi della placca plantare possono produrre tenerezza all’interno dell’aspetto plantare della MPJ con l’area di massima tenerezza che si verifica più comunemente all’inserzione della placca plantare nella base della falange prossimale.16-18 I casi più gravi di lacerazione della placca plantare dimostrano clinicamente una protuberanza plantare in corrispondenza della testa metatarsale interessata, che è facilmente visibile dall’altra parte della stanza dell’esame. Nei casi più lievi, l’edema dei tessuti molli può non essere clinicamente visibile, ma può essere palpabile come una leggera indurimento sull’aspetto plantare della MPJ.

Umans e colleghi hanno studiato i cambiamenti dei tessuti periarticolari della MPJ clinicamente evidenti nella risonanza magnetica (MRI) delle lacerazioni della piastra plantare.29 Gli autori hanno trovato fibrosi pericapsulare, borsite e persino un ganglio all’interno del secondo interstizio in un totale di 21 lacerazioni della piastra plantare della seconda MPJ senza identificare un singolo neuroma del secondo interstizio. È probabile che i cambiamenti del tessuto pericapsulare comuni nelle lacerazioni della seconda piastra plantare dell’articolazione MPJ causino molti dei sintomi di neurite del secondo spazio intermetatarsale che i medici comunemente confondono con un neuroma del secondo spazio intermetatarsale.

Per aiutare ulteriormente la diagnosi clinica delle lacerazioni della piastra plantare, Thompson e Hamilton hanno descritto un eccellente test clinico, comunemente noto come test del cassetto dorsale, tre decenni fa.30 Il test del cassetto dorsale è positivo quando c’è una maggiore escursione dorsale della base della falange prossimale rispetto alla testa metatarsale, con una crescente escursione dorsale della base della falange prossimale che si verifica con una crescente gravità delle rotture della piastra plantare. Inoltre, durante l’esame clinico, il range di movimento di dorsiflessione della MPJ non è doloroso, ma la flessione plantare della MPJ sarà spesso molto dolorosa nei pazienti con lacerazioni della piastra plantare più sintomatiche.

La ricerca che mette in relazione l’ecografia diagnostica e la risonanza magnetica di campioni di cadavere con l’esame istologico della piastra plantare dimostra che le lacerazioni della piastra plantare sono più comuni di quanto si sospettasse in precedenza e che molti piedi con lacerazioni della piastra plantare possono essere asintomatici.3 Le lacerazioni erano presenti in 23 delle 24 MPJ (96%) di sei piedi di cadavere imbalsamati che i ricercatori hanno esaminato con ispezione diretta. Tutte le lacerazioni della placca plantare erano localizzate all’inserzione della placca plantare sulla base plantare della falange prossimale. Lacerazioni parziali erano addirittura presenti in sei delle otto placche plantari esaminate in un giovane (19 anni) campione di cadavere fresco analizzato.

In un altro studio che utilizzava ultrasuoni diagnostici e RMN su 40 piedi asintomatici e 40 piedi sintomatici (cioè, soggetti vivi), gli ultrasuoni hanno rilevato lacerazioni della placca plantare nei piedi asintomatici ad un tasso del 46,8% e la risonanza magnetica ha rilevato lacerazioni ad un tasso del 34,3%.31 Nei pazienti sintomatici, le lacerazioni della placca plantare erano presenti ad un tasso dell’86,8% rilevato dagli ultrasuoni e un tasso dell’88,7% rilevato dalla risonanza magnetica. Chiaramente, la scoperta di una lacerazione della placca plantare tramite risonanza magnetica o ecografia diagnostica non significa necessariamente che il paziente sia sintomatico, poiché le lacerazioni della placca plantare sembrano essere presenti in molti piedi asintomatici. Tuttavia, è anche probabile che lacerazioni della placca plantare più consistenti causino più sintomi e più rischio di sviluppo di una deformità digitale.

Le lacerazioni della placca plantare si verificano molto più comunemente al secondo MPJ che a qualsiasi altro MPJ minore. Nei quattro studi che finora hanno confrontato la frequenza delle lacerazioni della placca plantare in pazienti vivi, il secondo MPJ ha rappresentato dal 63 al 90% di tutte le lacerazioni della placca plantare del MPJ inferiore.15,27,29,32 Il terzo MPJ ha rappresentato dal 10 al 33% e il quarto MPJ ha rappresentato dallo 0 al 4% di tutte le lacerazioni della placca plantare. Gli autori non hanno riportato lacerazioni della placca plantare al quinto MPJ. L’eziologia biomeccanica più probabile del tasso notevolmente aumentato di lacerazioni della piastra plantare del secondo MPJ è l’aumento della forza di reazione al suolo e il conseguente aumento delle sollecitazioni di compressione e tensione all’interno della piastra plantare del secondo MPJ durante le attività di carico del peso.

Perché ‘Ipermobilità del primo raggio’ è un termine improprio

Grandezze più elevate di forza di reazione al suolo possono verificarsi alla testa plantare del secondo metatarso a causa di un secondo metatarso allungato o a causa della testa del primo metatarso che non sostiene la sua quota normale di forze di carico plantare. Oltre 80 anni fa, Morton descrisse per la prima volta il concetto di “ipermobilità del primo segmento metatarsale” quando affermò che il primo raggio poteva diventare “inefficace come struttura portante” se i legamenti plantari del primo raggio erano “allentati” rispetto ai legamenti plantari dei raggi metatarsali inferiori.33 Da allora, altri autori hanno continuato ad usare il termine clinico “ipermobilità del primo raggio” per descrivere l’incapacità della testa del primo metatarso di sopportare la sua parte normale delle forze di carico dell’avampiede con conseguente trasferimento di una maggiore forza di reazione al suolo alla testa del secondo metatarso.34,35

Di recente, gli autori hanno descritto il termine “ipermobilità del primo raggio” come un termine biomeccanicamente impreciso che cerca di caratterizzare le caratteristiche di carico rispetto alla deformazione del primo raggio. Il termine “ipermobilità del primo raggio” è matematicamente non quantificabile e non riconosce le ovvie quantità variabili di forza di carico applicata alla testa metatarsale plantare che causa la dorsiflessione del primo raggio.
Il termine che descrive meglio le caratteristiche di carico rispetto alla deformazione del primo raggio ed è coerente con la moderna letteratura biomeccanica è la rigidità di dorsiflessione del primo raggio diminuita.36,37 In altre parole, dovremmo scartare il termine di Morton, vecchio di oltre 80 anni, di “ipermobilità del primo segmento metatarsale” o quello che la maggior parte dei podologi chiama “ipermobilità del primo raggio” dal lessico podologico poiché non descrive accuratamente le caratteristiche di carico rispetto alla deformazione del primo raggio rispetto ai raggi minori.
Informazioni chiave sulle funzioni della fascia plantare in relazione alla piastra plantare

Se il primo metatarso è congenitamente, traumaticamente o chirurgicamente elevato o accorciato, o se c’è una diminuzione della rigidità di dorsiflessione del primo raggio, simile a quella che si verifica con una deformità significativa dell’alluce abducto valgo, la seconda testa metatarsale sarà soggetta a una maggiore entità della forza di reazione al suolo durante le attività di carico.38 Quando la prima testa metatarsale non sopporta la sua normale quota di forza di reazione al suolo, la piastra plantare della seconda articolazione metatarsale sarà soggetta a una maggiore entità della forza di reazione al suolo che, nel tempo, aumenterà non solo lo stress da compressione ma anche lo stress da tensione nella piastra plantare. Queste maggiori sollecitazioni di compressione e tensione all’interno della struttura fibrocartilaginea della piastra plantare aumenteranno, nel tempo, il rischio di lesioni della piastra plantare.39,40

Per comprendere la biomeccanica della placca plantare e quindi capire la patomeccanica degli strappi della placca plantare, si devono prima comprendere le molteplici funzioni della fascia plantare, poiché la placca plantare è l’estensione portante della tensione distale della fascia plantare.41

La fascia plantare è una fascia di tessuto fasciale che è passiva, non attiva (cioè, muscolare) in natura. Come tale, le forze di tensione che si sviluppano all’interno della fascia plantare durante le attività di carico del peso non sono direttamente controllate dall’attività neurale efferente dal sistema nervoso centrale (SNC), come sarebbe il caso di uno qualsiasi degli altri muscoli estrinseci e intrinseci del piede. In altre parole, la fascia plantare e la placca plantare possono sviluppare forze di tensione solo quando l’avampiede e/o le dita sono dorsiflesse rispetto al retropiede. Questo sarebbe il caso quando l’avampiede plantare viene caricato dalla forza di reazione del terreno durante la posizione eretta, la camminata, la corsa e altre attività che portano il peso.42

Quando la forza di reazione del terreno agisce sull’avampiede plantare, il movimento di dorsiflessione risultante dell’avampiede rispetto al retropiede causa un appiattimento e un allungamento dell’arco longitudinale che, a sua volta, aumenta la forza di tensione all’interno della fascia plantare e della piastra plantare.42 L’aumento della tensione della fascia plantare e della piastra plantare provoca un momento di flessione plantare dell’MPJ, che, a sua volta, aumenta la forza di reazione al suolo plantare verso il dito, e crea una situazione di equilibrio rotazionale e stabilità digitale sul piano sagittale all’MPJ. Il momento di flessione MPJ dalla tensione passiva all’interno della fascia plantare e della piastra plantare aumenterà durante l’ultima metà del midstance, che tenderà a flettere la falange prossimale più duramente nel terreno e quindi aumenterà la forza di reazione al suolo plantare al dito.12

A causa del legame meccanico integrale tra la fascia plantare, la piastra plantare e la falange prossimale del dito, quando si verifica una lacerazione parziale o completa della piastra plantare, la fascia plantare non può più esercitare la stessa quantità di momento di plantare della MPJ. Questo si traduce successivamente in una riduzione della forza di acquisto digitale e in un aumento del rischio di deformità di dorsiflessione del dito.43-47 La perdita della corretta tensione all’interno della fascia plantare e della piastra plantare può anche verificarsi a causa di uno strappo della fascia plantare, della fasciotomia plantare o dell’accorciamento del metatarso inferiore in seguito a frattura o intervento chirurgico.

L’accorciamento del metatarso, sia per trauma che per intervento chirurgico, ridurrà la forza di tensione passiva all’interno dello slittamento della fascia plantare verso la cifra, che ridurrà successivamente la forza di acquisto digitale e aumenterà il rischio di sviluppare nel tempo deformità digitali sul piano sagittale.48 A sostegno dell’idea che la lunghezza dei metatarsi influenzi meccanicamente la tensione della fascia plantare e la funzione digitale, i ricercatori hanno riportato deformità di dorsiflessione delle MPJ inferiori in risposta all’accorciamento chirurgico dei metatarsi inferiori.49 Pertanto, qualsiasi lesione o intervento chirurgico che riduce la forza passiva di tensione della fascia plantare a una qualsiasi delle dita inferiori diminuirà la forza di acquisto digitale, il che può portare a dita fluttuanti o altre deformità digitali che si verificano nel tempo.39

Come il Flexor Digitorum Longus e il Flexor Digitorum Brevis influenzano la biomeccanica della piastra plantare

A complicare ulteriormente la biomeccanica degli strappi della piastra plantare è l’interrelazione meccanica tra la funzione della fascia plantare come un flessore passivo dell’articolazione del ginocchio e la funzione dei muscoli flexor digitorum brevis e flexor digitorum longus come flessori attivi dell’articolazione del ginocchio. L’attività contrattile del flessore digitorum brevis crea un momento di plantare dell’articolazione interfalangea prossimale, che tende a plantare l’articolazione interfalangea prossimale. L’attività contrattile del flessore digitorum longus crea un momento di plantare sia all’articolazione interfalangea prossimale che all’articolazione interfalangea distale, che tende a plantare sia l’articolazione interfalangea distale che quella prossimale.35

Siccome non ci sono muscoli intrinseci o estrinseci del piede che si inseriscono direttamente sull’aspetto plantare della falange prossimale delle dita inferiori, non c’è nessun muscolo del pedale che può causare un momento isolato di plantarflessione della falange prossimale all’MPJ durante le attività di carico. Solo la fascia plantare può esercitare un momento isolato di flessione della falange prossimale e, come ho detto in precedenza, l’aumento del momento di flessione della falange prossimale che risulta da una maggiore forza di tensione della fascia plantare si verifica quando una maggiore quantità di forza di reazione del terreno agisce sull’avampiede plantare.12

Quindi, una fascia plantare intatta e una placca plantare creano un momento isolato di plantarflessione dell’articolazione metafisaria che fa entrare più duramente la falange prossimale del dito nel terreno per aiutare un corretto acquisto digitale e stabilizzare il dito nel piano sagittale. Come Hicks ha notato per la prima volta più di 60 anni fa, l’aumento passivo della tensione della fascia plantare che fa plantare le dita durante le attività portanti è un meccanismo “automatico”, che ha chiamato “effetto salpa inversa”, e dipende solo dalle forze portanti che agiscono sul piede plantare, e non dipende direttamente dall’attività muscolare o dall’attività neurale efferente del sistema nervoso centrale.50-52

La stabilizzazione digitale plantare che è fornita da una fascia plantare intatta e dalla placca plantare è molto importante per mantenere un corretto acquisto digitale, specialmente quando si considerano le funzioni del flessore digitorum brevis e del flessore digitorum longus. Durante le attività di carico, quando il flessore del digitorum brevis è attivo, il momento di plantare dell’articolazione interfalangea prossimale che ne risulta tenderà a plantare l’articolazione interfalangea prossimale, ma creerà anche una forza retrograda che tenderà a dorsiflettere la MPJ. Quando il flessore digitorum longus è attivo, il momento di plantare dell’articolazione interfalangea prossimale e dell’articolazione interfalangea distale che ne risulta tenderà a plantare sia l’articolazione interfalangea prossimale che l’articolazione interfalangea distale, ma, così facendo, creerà anche una forza retrograda che tenderà a dorsiflettere l’MPJ.

Quando si verifica una lacerazione significativa della placca plantare, il momento di plantare dell’MPJ generato passivamente dalla fascia plantare è ridotto, il che riduce la capacità della fascia plantare di mantenere un adeguato acquisto digitale e di controbilanciare gli effetti di dorsiflessione dell’MPJ dall’attività muscolare del flessore digitorum brevis e del flessore digitorum longus. Pertanto, la deformità graduale di dorsiflessione della MPJ che invariabilmente si sviluppa a causa di lacerazioni della placca plantare è probabilmente dovuta agli altri flessori digitali (ad esempio, il flessore digitorum brevis e il flessore digitorum longus) che gradualmente dorsiflettono la MPJ insieme, naturalmente, ai momenti di dorsiflessione della MPJ che normalmente si verificano dalla forza di reazione del terreno e dagli estensori digitali. È chiaro che, dopo un’analisi biomeccanica dettagliata, affinché si verifichi un corretto acquisto digitale, la fascia plantare e la placca plantare devono fornire forze di tensione passive per plasmare la falange prossimale del dito contro il terreno, il che controbilancia i momenti di dorsiflessione dell’articolazione del ginocchio che tenderebbero, nel tempo, a portare allo sviluppo di deformità digitali sul piano sagittale.51
In sintesi

La placca plantare, come estensione portante della tensione distale della fascia plantare, ha bisogno di rimanere intatta e non ferita per permettere di mantenere un dito diritto, plantigrado e meccanicamente stabile. Le lacerazioni della placca plantare non sono solo comuni nelle MPJ inferiori sintomatiche, ma possono verificarsi anche nelle MPJ inferiori asintomatiche. Le lacerazioni della placca plantare più lievi causano un dolore leggero, nessuna deformità digitale e una leggera indurimento dell’articolazione inferiore. Le rotture più gravi della placca plantare causeranno un edema plantare delle MPJ da moderato a significativo, una deformità digitale progressiva, una deambulazione dolorosa e persino sintomi neuritici digitali. Il medico podologo deve sviluppare una comprensione completa delle molteplici funzioni biomeccaniche della fascia plantare e della placca plantare per trattare i suoi pazienti con lacerazioni della placca plantare in modo più efficace, sia in modo conservativo che chirurgico.

Il Dr. Kirby è un professore associato aggiunto nel Dipartimento di Biomeccanica Applicata presso la California School of Podiatric Medicine della Samuel Merritt University di Oakland, California. Esercita la professione privata a Sacramento, Calif.

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