Biomeccanica del ginocchio: dalla teoria alla pratica

In foto: Rudina Marra

Di Fabrizio Monticone

Nella nostra quotidianità compiamo movimenti di ogni tipo, senza preoccuparci di quello che accade all’interno delle nostre articolazioni, e del modo in cui i muscoli agiscono in relazione alle varie forze.

Se andassimo a studiare la fisiologia articolare dei gesti che eseguiamo, in maniera automatica, si scoprirebbe come in realtà stiamo producendo un insieme di atti motori calibrati fra di loro in maniera impeccabile, con forze di taglio e compressione, movimenti artrocinematici, contrazioni muscolari, ecc.

Interazioni talmente raffinate che solamente “gli addetti ai lavori” sono in grado di comprendere, e che spesso vengono ignorate per concentrarsi di più nello studio, e nella ricerca di movimenti ed esercizi più adatti ai differenti scopi.

Tuttavia, è proprio conoscendo gli intimi rapporti di forza fra muscoli ed articolazioni, che si ha la possibilità di programmare allenamenti di ogni tipo, dalla riabilitazione alla Forza, senza dover imparare concetti a memoria, ma semplicemente ragionando su ciò che succede quando ci si muove.

Un esempio su tutti può essere lo studio di quello che accade con una semplice flesso-estensione della gamba sulla coscia.

Notando alcuni degli innumerevoli dettagli che accadono durante questo movimento, è possibile trarre considerazioni pratiche estremamente utili nella quotidianità dell’allenamento di chiunque.

Estensione da gamba flessa

Le forze che andremo ad analizzare si comporteranno come verrà mostrato, indipendentemente dal fatto di spostare un sovraccarico o meno.

Eseguire, per esempio, una leg extension (esercizio classico nel quale vi è una flesso-estensione della gamba) non cambierà il rapporto delle forze in gioco, ma anzi le accentuerà.

Estensione dai 90°



Immagine schematica indicativa

Immaginiamo di avere il ginocchio flesso a 90° e di dover estendere la gamba sulla coscia.

La forza espressa dal quadricipite non sarà perpendicolare al terreno ma avrà un andamento leggermente diagonale (freccia nera dell’immagine 1) che, una vota scomposta nei suoi due vettori (divisa nelle forze che la compongono), si nota come questi agiscano in maniera ben specifica:

1 – Un vettore sarà perpendicolare al terreno (freccia blue nell’immagine 1) e sarà un’importante forza di stabilizzazione in grado di tenere “compatta e salda” l’articolazione.

2 – Il secondo vettore (freccia rossa nell’immagine 1) sarà perpendicolare al primo ed agirà come forza di taglio. La sua azione sarà quella di spingere la gamba propriamente detta verso dietro, andando ad aumentare la tensione sul legamento crociato posteriore.

Estensione oltre i 45°

Immagine schematica indicativa

Pur avendo compiuto un arco di movimento relativamente breve, la situazione delle forze in gioco cambia radicalmente.

Osservando l’immagine 2 si nota subito un differente comportamento dei vettori, per via forza prodotta dal ginocchio:

1 – Il vettore blue agirà sempre come forza di stabilizzazione, anche se inciderà leggermente di meno rispetto a quanto faceva in angoli maggiori di flessione.

2 – Il vettore rosso, invece, guadagnerà forza, aumentando il proprio modulo (“diventando più forte”), ma cambierà verso, andando ad incidere non più sul legamento crociato posteriore ma su quello anteriore.

Appare quindi ovvio come l’azione del quadricipite, in questi specifici gradi di lavoro, non sia semplicemente quella di estendere il ginocchio ma, cosa molto più rilevante, si occuperà anche di stabilizzare il ginocchio, e di far scivolare anteriormente la gamba propriamente detta. Il tutto dà il via a movimenti artrocinematici del ginocchio molto complessi ed affascinanti, la cui descrizione non trova purtroppo spazio in questo articolo.

Gamba quasi totalmente estesa

Immagine schematica indicativa

Quando l’estensione della gamba tende praticamente a completarsi (immagine 3), il valore della forza di taglio agente sul legamento crociato anteriore trova il suo picco più massimo, al contrario, le forze di compressione che agiscono sul ginocchio trovano il loro valore minimo, e con esse la conseguente azione stabilizzatrice

Per evitare un cosiddetto “effetto cassetto”, quello nel quale la gamba tende a scivolare in maniera eccessiva anteriormente, danneggiando il legamento crociato anteriore, si attiva una contrazione automatica ed assolutamente involontaria degli ischio-crurali (muscoli posteriori della coscia).

Avevo già accennato a questa azione coordinata dei muscoli della coscia in un precedente articolo (SINERGIE NELLO SQUAT).

Questa contrazione degli ischio-crurali è il motivo per il quale la gamba, verso la fine della sua estensione, perde inevitabilmente velocità.

Certo, è un movimento non apprezzabile ad occhio nudo, che però è fondamentale per la salute articolare di tutte le strutture del ginocchio

Con l’attivazione dei muscoli posteriori della coscia si vanno ad aggiungere delle forze a quelle che stavamo già analizzando:

  1. Un vettore, indicato da una freccia seconda freccia blue, che aiuta il quadricipite nell’andare a stabilizzare il ginocchio.
  2. Un vettore, indicato da una seconda freccia rossa, che ha la stessa direzione ma verso opposto, rispetto a quello generato dal quadricipite, che agisce sul legamento crociato posteriore. L’azione di questa nuova seconda forza è fondamentale, poiché diminuisce la translazione della gamba in avanti, salvaguardando il legamento crociato anteriore.

 Conoscere il modo in cui le forze in gioco “cambiano forza”, in maniera così radicale, sarà fondamentale per la strutturazione di una programmazione di allenamento che tenga conto della salute articolare del ginocchio, e delle caratteristiche individuali di ogni persona.

Dopo questa analisi, che purtroppo ha lasciato indietro molti dettagli ma ce ne ha svelati altri importanti, quali sono le considerazioni pratiche che si possono evincere? Vediamone alcune:

  •  Se si hanno problemi al legamento crociato anteriore NON bisogna concentrarsi solo sul quadricipite! Abbiamo visto come questo muscolo, nella parte finale dell’estensione, possa aumentare il carico sul LCA in maniera importante. Per contrastare questa forza è importante allenare gli ischio-crurali.
  • Se si ha un problema al LCA non vanno eseguiti gli ultimi gradi di estensione in esercizi come la leg extension, poiché il sempre maggiore sovraccarico sul legamento, specialmente se gli ischio-crurali non sono in grado di bilanciare la forza del quadricipite, aumenta la probabilità di creare o far peggiorare una possibile lesione.
  • Se si hanno problemi alle cartilagini, è meglio evitare flessioni del ginocchio dai 90 ai 60° circa, poiché le forze di stabilizzazione presenti possono agire negativamente su queste strutture.
  •  A gamba estesa gli ischio-crurali esprimono il massimo della loro forza, che tende a diminuire man mano che viene flesso il ginocchio. In un’ottica di ottimizzazione dell’esercizio (facendo quindi combaciare la forza muscolare con la resistenza data dai sovraccarichi) appare inutile allenare questi muscoli utilizzando degli elastici, poiché offriranno poca resistenza quando la gamba è estesa, e potrebbe esprimere molta forza, ed il massimo della resistenza, quando la gamba è flessa ed esprime il minimo della forza muscolare.
  • A 60° di estensione del ginocchio non sono presenti forze di taglio, ed il quadricipite esprime il massimo della sua forza. Questa informazione è molto utile nel caso si volessero programmare allenamenti basati su contrazioni isometriche, riabilitazione, rieducazione, ecc.

Studiare la fisiologia articolare non ci renderà degli atleti migliori e, forse, non cambierà il nostro modo di allenarci o di allenare le persone.

Tuttavia ci permetterà di capire perché si fanno determinate scelte quando si crea un programma di allenamento, o si esclude un esercizio.

La quantità di perché, e la loro profondità, a cui sappiamo rispondere è quello che fa la differenza fra l’essere un professionista del movimento o meno.


L’autore:

  • Docente presso vari enti di promozione e Federazioni Sportive
  • Master Trainer per importanti aziende internazionali
  • Content editor specializzato in contenuti riguardanti attività fisica, alimentazione e stile di vita
  • Personal Trainer

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