Analisi del Cammino – 1° PARTE

La gestione della pronazione e della supinazione durante il cammino

Le due catene muscolari di apertura e chiusura sono fortemente correlate con i movimenti podalici di supinazione e pronazione rispettivamente. Questi due movimenti sono del tutto fisiologici per la struttura podalica e non dovrebbero andare né impediti né tantomeno esacerbati.

Mantenendo la zona metatarsale al suolo il movimento di pronazione prevede una intrarotazione della pinza bimalleolare dell’articolazione tibiotarsica ed una relativa intrarotazione astragalica, il calcagno ruoterà quindi verso l’esterno aumentando i propri gradi di valgismo. Questo movimento podalico comporta una riduzione dell’altezza della volta plantare e serve di fatto ad aumentare la superficie di appoggio al suolo con lo scopo di avere una maggiore stabilità e percezione esterocettiva proprio durante la fase di contatto al suolo, stirando così gli elementi elastici connettivali al fine di avere un riuso elastico nella successiva fase.

La supinazione è invece il movimento opposto alla pronazione e prevede infatti una rotazione esterna della pinza bimalleolare e dell’astragalo con una relativa rotazione interna e aumento dei gradi di varismo del calcagno. Questo movimento comporta un aumento della volta plantare e serve ad irrigidire la struttura podalica al fine di avere una corretta propulsione e spinta nelle fasi terminali dell’appoggio al suolo.

Da quanto detto quindi la pronazione avviene nelle prime fasi di contatto con il terreno e la supinazione nelle ultime fasi. Una corretta alternanza tra pronazione iniziale e supinazione finale è collegata con una corretta gestione del passo. La catena muscolare di chiusura influenza la pronazione, per cui una iper attivazione di questa catena muscolare tenderà ad aumentare la pronazione ed una permanenza maggiore in pronazione tenderà ad aumentare l’attivazione della catena muscolare. Lo stesso vale per la supinazione e la catena muscolare di apertura.

Il corretto appoggio del piede a terra e la corretta alternanza tra fase sensitiva (pronazione) e fase propulsiva (supinazione) determinano anche la presenza o meno di una così detta rullata completa del piede oppure parziale: il tallone dovrebbe toccare terra all’inizio e distaccarsi solo al termine dell’appoggio intermedio, la porzione laterale del piede dovrebbe arrivare al suolo poco dopo il tallone e staccarsi prima della fine del passo, mentre la porzione mediale dovrebbe arrivare al suolo durante l’appoggio intermedio e restarvi fino al distacco del piede da terra. Un corretto bilanciamento di quando detto consente una corretta attivazione delle catene muscolari dell’arto inferiore, un corretto ed economico utilizzo del bacino, una armonica gestione del busto e un utilizzo delle braccia proporzionato al movimento globale.

Principali modelli di cammino e gestione del rachide

Quanto detto fino ad ora rispecchia prevalentemente quello che accade da un punto di vista di movimenti sul piano frontale e trasverso. Per quanto riguarda quello che si può osservare sul piano sagittale si può dividere in due modalità principali ed estreme:

1. Rachide posteriorizzato e ridotta spinta dell’arto al suolo ma aumento del lavoro di avanzamento dell’arto libero con relativa maggiore attivazione del quadricipite e dei muscoli flessori dell’anca (animazione del cammino della donna)

2. Rachide eccessivamente anteriorizzato e spinta dell’arto al suolo (animazione del cammino dell’uomo)

In entrambe le modalità di cammino possono esserci poi ridotti range di movimento della caviglia specie in flessione dorsale e supinazione negli istanti immediatamente precedenti al contatto con il suolo, cosa questa che potrebbe aumentare il movimento di pronazione con le relative conseguenze viste in precedenza.

La gestione della posizione del rachide dipende molto dal movimento della caviglia: una caviglia rigida impone un impatto al suolo che deve essere ammortizzato dal ginocchio e con esso da un movimento dell’anca, nella misura in cui questo non avviene il tutto viene gestito dal bacino di solito con una proiezione verso l’avanti compensata da un retroposizionamento delle spalle e da un avanzamento del capo (vedi animazioni).

Non da ultimo le oscillazioni delle braccia sono fondamentali per il mantenimento del rachide: un’oscillazione delle braccia corretta riduce il momento angolare del busto e riduce le tensioni muscolari, per tanto una ridotta oscillazione delle braccia causerà un aumento di tensioni nella zona scapolare omolaterale e nella zona lombare controlaterale al braccio rigido.

L’analisi e lo studio strumentale del cammino

Per concludere la discussione sulle strategie di cammino e sull’interpretazione meccanica e chinesiologica è opportuno capire come poter oggettivare quanto visto. La strumentazione diventa fondamentale per tradurre in numeri e quantità le informazioni qualitative che possono essere acquisiste da una semplice osservazione, che però resta il processo fondamentale per una corretta interpretazione.

Tra le più semplici strumentazioni di cui si può disporre la prima è senza dubbio il video. Con la video analisi, se fatta bene e con molte attenzioni, si possono oggettivare tempi, traiettorie, angoli e distanze. L’importante è che sia eseguita con le dovute accortezze e la precisione che richiede soprattutto nella scelta de del setting e delle caratteristiche degli strumenti, per questo aspetto si rimanda ad una ottima review che contiene tutte queste informazioni in maniera molto dettagliata (Padulo et al., 2014).

Lo studio delle traiettorie con la video analisi risulta molto utile soprattutto per oggettivare i cambiamenti dello schema di passo prima e dopo interventi motori o fisici di qualunque natura al fine di studiarne gli effetti. La traiettoria del passo risulta essere così un ottimo descrittore della strategia di cammino adottata da una persona.

Altre strumentazioni che possono essere utilizzate senza ombra di dubbio sono le pedane baropodometriche o più in generale altri strumenti che sono in grado di misurare la pressione e la superficie del piede. In ambito clinico e scientifico si utilizzano di solito le pedane di forza per lo studio delle curve di forza applicate al suolo, questa metodica però non permette uno studio geometrico dell’appoggio come ad esempio lo studio sulle caratteristiche della gait line e dei massimi punti pressori locali, indicazione questa accreditata anche dalla letteratura per la valutazione funzionale dell’appoggio in termini di propensione alla supinazione o alla pronazione (Latour et al., 2011).

Come mostrato in figura è infatti possibile attraverso una attenta analisi baropodometrica del passo studiare il movimento preferenziale del piede a parità di andamento medio, oppure come mostrato nella parte grigia dell’immagine è possibile individuare le zone e la relativa fase di appoggio più instabile (maggiore movimento della sottile linea rossa che indica il posizionamento dei massimi punti di pressione locali). Un appoggio instabile o per meglio dire “alla ricerca di una stabilità” è spesso un appoggio che richiede un maggior dispendio energetico e per questo più soggetto ad affaticamenti e rigidità.

Lo studio baropodometrico offre inoltre la possibilità di studiare le singole fasi del passo che sono state descritte precedentemente in termini qualitativi e quantitativi non solo temporali ma anche pressori e di superficie al fine si confrontare il passo reale del soggetto con quello che la letteratura suggerisce.

Un altro vantaggio è poi quello di studiare il timing di appoggio al suolo dei singoli segmenti podalici al fine di correlarli con funzione delle catene muscolari: un appoggio tardivo del tallone sarà molto probabilmente correlato con una ridotta flessione dorsale della caviglia, a sua volta correlata con una tensione della catena statica posteriore, a sua volta correlata con una gestione difficoltosa della zona lombare in termini di carichi ripetuti dovuti alla rigidità del complesso muscolo scheletrico.

Conclusioni

Concludendo, l’analisi del cammino offre una serie molto ampia di interpretazioni della meccanica e della postura dinamica del soggetto, fornendo indicazioni sulle eventuali tensioni e debolezze dello stesso. Non si tratta di una valutazione semplice da compiere in quanto richiede competenza e conoscenza di molti fattori ma allo stesso tempo è oggettivabile con una serie di strumentazioni che ci aiutano nel processo di studio.

Bibliografia:

1. Bramble DM, Lieberman DE. Endurance running and the evolution of Homo. Nature; 2004, 432:345–352.

2. Bruijn SM, Meijer OG, van Dieën JH, Kingma I, Lamoth CJC. Coordination of leg swing, thorax rotations, and pelvis rotations during gait: the organisation of total body angular momentum. Gait Posture; 2008, 27:455–462.

3. Collins SH, Adamczyk PG, Kuo AD. Dynamic arm swinging in human walking. Proc Biol Sci; 2009, 276:3679–3688.

4. Crosbie J, Vachalathiti R, Smith R. Patterns of spinal motion during walking. Gait Posture; 1997, 5:6–12.

5. Elftman H. The function of the arms in walking. Hum Biol; 1939, 11:529–535.

6. Herr H, Popovic M. Angular momentum in human walking. J Exp Biol; 2008, 211:467–481.

7. Keith A. Hunterian lectures on man’s posture: its evolution and disorders. Lecture II: the evolution of the orthograde spine. Br Med J; 1923, 1:499–502.

8. Latour E, Latour M, Arlet J, Adach Z, Bohatyrewicz A. Gait functional assessment: spatio-temporal analysis and classification of barefoot plantar pressure in a gruop of 11-12 year-old children. Gait Posture; 2011, 34: 415-420.

9. Murray MP, Drought AB, Kory RC. Walking patterns of normal men. J Bone Joint Surg Am; 1964, 46:335–360.

10. Nottrodt JW, Charteris J,  Wall JC. The effects of speed on pelvic oscillations in the horizontal plane during level walking. J Hum Mov Stud; 1982, 8:27–40.

11. Ortega JD, Fehlman LA, Farley CT. Effects of aging and arm swing on the metabolic cost of stability in human walking. J Biomech; 2008, 41:3303–3308.

12. Padulo J, Chamari K, Ardigò LP. Walking and running on treadmill: the standard criteria for kinematics studies. Muscle Ligaments Tendons J; 2014, 4(2):159-162.

13. Paparella Treccia R. Il piede dell’uomo. Verduci Editore; 1978.

14. Perry J. Gait analysis. Normal and pathological function. SLACK Incorporated; 1992.

15. Schmid P, Piaget A. Three-dimensional kinematics of bipedal locomotion. Z Morphol Anthropol; 1994, 80:79–87.

16. Stokes VP, Andersson C, Forssberg H. Rotational and translational movement features of the pelvis and thorax during adult human locomotion. J Biomech; 1989, 22:43–50.

17. Thompson NE, Demes B, O’Neill MC, Holowka NB, Larson SG. Surprising trunk rotational capabilities in chimpanzeesand implications for bipedal walking proficiency in early hominins. Nat Commun; 2015, 6:8416. doi: 10.1038/ncomms9416.

18. Umberger BR. Effects of suppressing arm swing on kinematics, kinetics, and energetics of human walking. J Biomech; 2008, 41:2575–2580.

19. van Emmerik REA, Wagenaar RC. Effects of walking velocity on relative phase dynamics in the trunk in human walking. J Biomech; 1996, 29:1175–1184 (1996).

20. Wagenaar RC,  Beek WJ. Hemiplegic gait: a kinematic analysis using walking speed as a basis. J Biomech; 1992, 25:1007–1015.

21. Wood B, Collard M. The human genus. Science; 1999, 284:65–71.