Articolazione del ginocchio

L'articolazione del ginocchio era precedentemente descritta come una ginglimo o articolazione a cerniera, ma è in realtà di carattere molto più complesso.

Deve essere considerata come composta da tre articolazioni in una: due articolazioni condiloidee, una tra ciascun condilo del femore e il corrispondente menisco articolare e condilo della tibia; e una terza tra la rotula e il femore, in parte artrodiale, ma non completamente, poiché le superfici articolari non sono reciprocamente adattate l'una all'altra, cosicché il movimento non è un semplice scivolamento.

Questa visione della struttura dell'articolazione del ginocchio riceve conferma dallo studio dell'articolazione in alcuni mammiferi inferiori, dove, corrispondentemente a queste tre suddivisioni, si trovano talvolta tre cavità sinoviali, o del tutto distinte o collegate tra loro solo da piccole comunicazioni.

Questa visione è ulteriormente resa probabile dall'esistenza, al centro dell'articolazione, dei due legamenti crociati, che devono essere considerati come i legamenti collaterali delle articolazioni mediale e laterale.

L'esistenza della plica sinoviale rotulea indicherebbe ulteriormente una tendenza alla separazione della cavità sinoviale in due sacche minori, una corrispondente all'articolazione laterale e l'altra a quella mediale.

Le ossa sono collegate tra loro dai seguenti legamenti:

• Capsula articolare
• Menisco laterale
• Menisco mediale
• Legamento trasverso del ginocchio
• Legamento crociato anteriore
• Legamento crociato posteriore
• Legamento collaterale fibulare
• Legamento collaterale tibiale
• Legamento popliteo obliquo
• Legamento popliteo arcuato
• Legamento rotuleo

La capsula articolare è costituita da una membrana fibrosa sottile ma resistente, che è rinforzata in quasi tutta la sua estensione da bande inseparabilmente connesse ad essa. In alto e anteriormente, al di sotto del tendine del muscolo quadricipite femorale, è rappresentata solo dalla membrana sinoviale. Le sue principali bande di rinforzo derivano dalla fascia lata e dai tendini che circondano l'articolazione. Anteriormente, espansioni dei muscoli vasti e della fascia lata e della sua banda iliotibiale colmano gli intervalli tra i legamenti anteriori e collaterali, costituendo i retinacoli rotuleo mediale e laterale. Posteriormente, la capsula è costituita da fibre verticali che originano dai condili e dai lati della fossa intercondiloidea del femore; la parte posteriore della capsula è quindi situata ai lati e anteriormente ai legamenti crociati, che sono così esclusi dalla cavità articolare. Posteriormente ai legamenti crociati si trova il legamento popliteo obliquo, che è rinforzato da fibre derivate dal tendine del muscolo semimembranoso. Lateralmente, un prolungamento della banda iliotibiale colma l'intervallo tra il legamento popliteo obliquo e il legamento collaterale fibulare, e copre parzialmente quest'ultimo. Medialmente, espansioni del muscolo sartorio e del muscolo semimembranoso si portano verso l'alto fino al legamento collaterale tibiale e rinforzano la capsula.

La membrana sinoviale dell'articolazione del ginocchio è la più grande e la più estesa del corpo. Iniziando dal margine superiore della rotula, forma un ampio cul-de-sac al di sotto del muscolo quadricipite femorale nella parte inferiore della faccia anteriore del femore, e comunica frequentemente con una borsa interposta tra il tendine e la faccia anteriore del femore. La tasca della membrana sinoviale tra il quadricipite e la faccia anteriore del femore è sostenuta, durante i movimenti del ginocchio, da un piccolo muscolo, il muscolo articolare del ginocchio, che vi si inserisce. Su entrambi i lati della rotula, la membrana sinoviale si estende al di sotto delle aponeurosi dei muscoli vasti, e più in particolare al di sotto di quella del muscolo vasto mediale. Al di sotto della rotula è separata dal legamento rotuleo da una considerevole quantità di grasso, nota come cuscinetto adiposo infrarotuleo. Dai margini mediale e laterale della superficie articolare della rotula, duplicature della membrana sinoviale si proiettano nell'interno dell'articolazione. Queste formano due pliche a frangia denominate pliche alari; inferiormente, queste pliche convergono e proseguono come una singola banda, la plica rotulea (legamento mucoso), fino alla faccia anteriore della fossa intercondiloidea del femore. Su entrambi i lati dell'articolazione, la membrana sinoviale scende dal femore, rivestendo la capsula fino al suo punto di inserzione sui menischi articolari; può quindi essere seguita sulle superfici superiori di questi fino ai loro margini liberi, e da lì lungo le loro superfici inferiori fino alla tibia. Nella parte posteriore del menisco laterale forma un cul-de-sac tra il solco sulla sua superficie e il tendine del muscolo popliteo; si riflette attraverso la faccia anteriore dei legamenti crociati, che si trovano quindi al di fuori della cavità sinoviale.

Le borse vicino all'articolazione del ginocchio sono le seguenti: anteriormente vi sono quattro borse: una grande è interposta tra la rotula e la cute, una piccola tra la parte superiore della tibia e il legamento rotuleo, una terza tra la parte inferiore della tuberosità della tibia e la cute, e una quarta tra la superficie anteriore della parte inferiore del femore e la superficie profonda del muscolo quadricipite femorale, che comunica solitamente con l'articolazione del ginocchio. Lateralmente vi sono quattro borse: (1) una (che talvolta comunica con l'articolazione) tra il capo laterale del muscolo gastrocnemio e la capsula; (2) una tra il legamento collaterale fibulare e il tendine del muscolo bicipite femorale; (3) una tra il legamento collaterale fibulare e il tendine del muscolo popliteo (questa è talvolta solo un'espansione della borsa successiva); (4) una tra il tendine del muscolo popliteo e il condilo laterale del femore, solitamente un'estensione della membrana sinoviale dell'articolazione. Medialmente vi sono cinque borse: (1) una tra il capo mediale del muscolo gastrocnemio e la capsula; questa invia un prolungamento tra il tendine del capo mediale del muscolo gastrocnemio e il tendine del muscolo semimembranoso e comunica spesso con l'articolazione; (2) una superficiale al legamento collaterale tibiale, tra esso e i tendini del muscolo sartorio, del muscolo gracile e del muscolo semitendinoso; (3) una profonda al legamento collaterale tibiale, tra esso e il tendine del muscolo semimembranoso (questa è talvolta solo un'espansione della borsa successiva); (4) una tra il tendine del muscolo semimembranoso e la testa della tibia; (5) occasionalmente è presente una borsa tra i tendini del muscolo semimembranoso e del muscolo semitendinoso.

Strutture intorno all'articolazione.—Anteriormente e lateralmente si trova il muscolo quadricipite femorale; lateralmente i tendini del muscolo bicipite femorale e del muscolo popliteo e il nervo fibulare comune; medialmente, il muscolo sartorio, il muscolo gracile, il muscolo semitendinoso e il muscolo semimembranoso; posteriormente, i vasi poplitei e il nervo tibiale, il muscolo popliteo, il muscolo plantare e i capi mediale e laterale del muscolo gastrocnemio, alcuni linfonodi e tessuto adiposo.

Le arterie che irrorano l'articolazione sono la geniculare superiore (anastomotica magna), un ramo della femorale, i rami geniculari della poplitea, i rami ricorrenti della tibiale anteriore e il ramo discendente dalla circonflessa laterale del femore della femorale profonda.

I nervi derivano dall'otturatore, dal femorale, dal tibiale e dal fibulare comune.

Movimenti.—I movimenti che si verificano nell'articolazione del ginocchio sono la flessione e l'estensione e, in determinate posizioni dell'articolazione, la rotazione interna ed esterna. I movimenti di flessione ed estensione in questa articolazione differiscono da quelli di una tipica articolazione a cerniera, come il gomito, in quanto (a) l'asse attorno al quale avviene il movimento non è fisso, ma si sposta anteriormente durante l'estensione e posteriormente durante la flessione; (b) l'inizio della flessione e la fine dell'estensione sono accompagnati da movimenti rotatori associati alla fissazione dell'arto in una posizione di grande stabilità. Il movimento dalla flessione completa alla completa estensione può quindi essere descritto in tre fasi:

1. Nella condizione di completa flessione, le parti posteriori dei condili femorali poggiano sulle porzioni corrispondenti delle superfici meniscotibiali, e in questa posizione è consentita una piccola quantità di semplice movimento di rotolamento.

2. Durante il passaggio dell'arto dalla posizione flessa a quella estesa, un movimento di scivolamento si sovrappone al rotolamento, cosicché l'asse, che all'inizio è rappresentato da una linea passante per i condili interno ed esterno del femore, si sposta gradualmente in avanti. In questa parte del movimento sono coinvolti i due terzi posteriori delle superfici articolari tibiali dei due condili femorali, e poiché questi hanno curvature simili e sono paralleli l'uno all'altro, si spostano in avanti in egual misura.

3. Il condilo laterale del femore viene portato quasi a riposo dall'irrigidimento del legamento crociato anteriore; si sposta tuttavia leggermente in avanti e medialmente, spingendo davanti a sé la parte anteriore del menisco laterale. La superficie tibiale sul condilo mediale si prolunga più in avanti rispetto a quella sul condilo laterale, e questo prolungamento è diretto lateralmente. Quando, quindi, lo spostamento in avanti dei condili è bloccato dal legamento crociato anteriore, la continua azione muscolare causa lo spostamento del condilo mediale, che trascina con sé il menisco articolare, verso il basso e medialmente, producendo così una rotazione interna della coscia sulla gamba. Quando si raggiunge la posizione di completa estensione, la parte laterale del solco sul condilo laterale viene premuta contro la parte anteriore del corrispondente menisco articolare, mentre la parte mediale del solco poggia sul margine articolare anteriormente al processo laterale dell'eminenza intercondiloidea tibiale. Nel solco del condilo mediale si adatta la parte anteriore del menisco mediale, mentre il legamento crociato anteriore e il margine articolare anteriormente al processo mediale dell'eminenza intercondiloidea tibiale vengono accolti nella parte anteriore della fossa intercondiloidea del femore. Questa terza fase, mediante la quale tutte queste parti vengono portate in precisa apposizione, è nota come movimento di "avvitamento" o di blocco dell'articolazione.

Il movimento completo di flessione è il contrario di quello descritto sopra, ed è quindi preceduto da una rotazione esterna del femore che sblocca l'articolazione estesa.

Gli assi attorno ai quali si verificano i movimenti di flessione ed estensione non sono esattamente perpendicolari a nessuno dei due ossi; in flessione, il femore e la tibia si trovano sullo stesso piano, ma in estensione un osso forma un angolo, aperto lateralmente, con l'altro.

Oltre ai movimenti rotatori associati al completamento dell'estensione e all'inizio della flessione, la rotazione interna o esterna può essere effettuata quando l'articolazione è parzialmente flessa; questi movimenti avvengono principalmente tra la tibia e i menischi articolari, e sono più liberi quando la gamba è piegata ad angolo retto con la coscia.

Movimenti della rotula.—La superficie articolare della rotula è indistintamente divisa in sette faccette: tre coppie orizzontali superiore, media e inferiore, e una faccetta perpendicolare mediale. Quando il ginocchio è forzatamente flesso, la faccetta perpendicolare mediale è in contatto con la superficie semilunare sulla parte laterale del condilo mediale; questa superficie semilunare è un prolungamento posteriore della parte mediale della faccia rotulea. Man mano che la gamba passa dalla posizione flessa a quella estesa, prima la coppia più alta, poi quella media e infine la coppia più bassa di faccette orizzontali viene successivamente portata in contatto con la faccia rotulea del femore. Nella posizione estesa, quando il muscolo quadricipite femorale è rilassato, la rotula giace liberamente sulla faccia anteriore dell'estremità inferiore del femore.

Durante la flessione, il legamento rotuleo viene messo in tensione, e in flessione estrema il legamento crociato posteriore, il legamento popliteo obliquo e i legamenti collaterali, e, in misura minore, il legamento crociato anteriore, si rilassano. La flessione è limitata durante la vita dal contatto della gamba con la coscia. Quando l'articolazione del ginocchio è completamente estesa, il legamento popliteo obliquo e i legamenti collaterali, il legamento crociato anteriore e il legamento crociato posteriore sono messi in tensione; nell'atto di estendere il ginocchio, il legamento rotuleo viene teso dal muscolo quadricipite femorale, ma nella completa estensione con il calcagno appoggiato esso è rilassato. La rotazione interna è limitata dal legamento crociato anteriore; la rotazione esterna tende a disincrociarsi e a rilassare i legamenti crociati, ma è limitata dal legamento collaterale tibiale. La funzione principale del legamento crociato è quella di agire come legame diretto tra la tibia e il femore e di impedire che il primo osso venga portato troppo indietro o troppo in avanti. Essi assistono anche i legamenti collaterali nel resistere a qualsiasi piegamento dell'articolazione verso uno dei due lati. I menischi articolari sembrano destinati ad adattare le superfici della tibia alla forma dei condili femorali in una certa misura, in modo da colmare gli intervalli che altrimenti si verrebbero a creare nelle diverse posizioni dell'articolazione, e ad attenuare le scosse che verrebbero così frequentemente trasmesse lungo l'arto nel saltare o nelle cadute sui piedi; consentono inoltre i due tipi di movimento, flessione ed estensione, e rotazione, come spiegato sopra. La rotula costituisce una grande protezione per la faccia anteriore dell'articolazione del ginocchio, e distribuisce su una superficie ampia e ragionevolmente uniforme, durante l'inginocchiamento, la pressione che altrimenti cadrebbe sulle creste prominenti dei condili; fornisce inoltre una leva al muscolo quadricipite femorale.

Quando si è in piedi eretti nella posizione di "attenti", il peso del corpo cade anteriormente a una linea tracciata attraverso i centri delle articolazioni del ginocchio, e tende quindi a produrre una iperestensione delle articolazioni; ciò è tuttavia impedito dalla tensione del legamento crociato anteriore, del legamento popliteo obliquo e dei legamenti collaterali.

L'estensione della gamba sulla coscia è eseguita dal muscolo quadricipite femorale; la flessione dal muscolo bicipite femorale, dal muscolo semitendinoso e dal muscolo semimembranoso, assistiti dal muscolo gracile, dal muscolo sartorio, dal muscolo gastrocnemio, dal muscolo popliteo e dal muscolo plantare. La rotazione esterna è effettuata dal muscolo bicipite femorale, e la rotazione interna dal muscolo popliteo, dal muscolo semitendinoso e, in misura minore, dal muscolo semimembranoso, dal muscolo sartorio e dal muscolo gracile. Il muscolo popliteo entra in azione specialmente all'inizio del movimento di flessione del ginocchio; con la sua contrazione la gamba viene ruotata internamente, oppure, se la tibia è fissa, la coscia viene ruotata esternamente e l'articolazione del ginocchio viene sbloccata.