Piede: anatomia e funzioni

Il piede è la struttura anatomica situata all’estremità distale della gamba, che contribuisce a comporre il complesso anatomico dell’arto inferiore, costituendone il segmento terminale.
È formato da un insieme di 26-28 ossa e 33 articolazioni, localizzate inferiormente alle ossa della gamba tibia e perone. Vista la sua localizzazione fornisce con la sua estremità prossimale la superficie di contatto per l’articolazione della caviglia, anche detta tibio-tarsica.

Grazie alla propria posizione e morfologia, il piede permette al corpo di eseguire movimenti fondamentali nella locomozione, e fornisce un sostegno di grande importanza nel mantenimento della stazione eretta. È sostenuto da un gran numero di piccoli legamenti e ospita l’inserzione di numerosi muscoli. Analizziamo ora l’anatomia del piede più nello specifico, premessa fondamentale per comprenderne l’importanza per la funzionalità di tutto il corpo umano.

Anatomia del piede

Il complesso anatomico del piede comprende un vasto numero di ossa, generalmente suddivise in ossa del tarso, ossa metatasali e falangi. Un’ulteriore classificazione suddivide il piede in tre regioni, ciascuna composta da un insieme di ossa e una o più articolazioni: retropiede, costituito da astragalo, calcagno e dall’articolazione che le unisce; mesopiede, formato dalle restanti ossa tarsali, e avampiede, che comprende ossa metatarsali e falangi.

Articolandosi fra loro, grazie alla propria morfologia, le ossa del piede formano una struttura scheletrica in grado di sopportare carichi molto elevati. Andiamo a vedere in che modo. Le ossa del tarso (o “ossa tarsali”), situate inferiormente all’articolazione della caviglia, sono costituite da astragalo, calcagno, navicolare, cuboide e tre ossa cuneiformi.

L’astragalo (o “talo”), possiede una superficie dorsale a forma di cupola arrotondata ricoperta da cartilagine, che le permette di articolarsi con la pinza malleolare formando l’articolazione tibio-tarsica. Quest’osso presenta una prominenza ossea detta “testa dell’astragalo” che si proietta in avanti e medialmente verso l’osso navicolare, con il quale si articola formando l’articolazione astragalo-navicolare. Insieme all’articolazione calcaneo-cuboidea, che vedremo in seguito, questa articolazione va a formare l’articolazione trasversa del tarso, detta anche “ medio-tarsica”, o “ articolazione di Chopart”, che collega il retropiede con il mesopiede, fornendo mobilità alla colonna mediale del piede. Il legamento di Spring, che collega astragalo e navicolare, fornisce sostegno all’articolazione; lacerazioni o lassità di questo legamento possono contribuire all’instaurarsi di un piede piatto.

Sulla sua superficie inferiore invece, l’astragalo possiede tre faccette articolari, leggermente ricurve e ricoperte di cartilagine, che vanno ad articolarsi con le corrispondenti tre faccette poste sulla superficie superiore del calcagno, nell’articolazione sotto-astragalica (o astragalo-calcaneare), stabilizzata da due capsule articolari distinte e dai legamenti calcaneo-fibulare, legamento deltoide nelle sue fibre tibio-calcaneari, e legamento interosseo (o talo-calcaneare).

Nessun muscolo del corpo trova inserzione sull’astragalo, tuttavia quest’osso, grazie ad un solco formato tra i tubercoli mediali e laterali posti sulla sua superficie posteriore, funge da puleggia per il tendine del muscolo flessore lungo dell’alluce, favorendone l’espressione di forza.

Il calcagno, osso tarsale più grande, presenta posteriormente una estesa e ruvida tuberosità ossea, che ospita l’inserzione del tendine di Achille, formato dall’unione dei muscoli gastrocnemio e soleo. La superficie inferiore della tuberosità ha inoltre dei processi ossei che fungono da inserzione per molti muscoli intrinseci e per la fascia profonda del piede. La superficie anteriore del calcagno, piccola e curva, si rapporta con l’osso cuboide nell’articolazione calcaneo-cuboidea, precedentemente citata, che contribuisce a formare l’articolazione trasversa del tarso, oltre a fornire stabilità alla colonna laterale del piede.

La superficie dorsale invece, di dimensioni maggiori, contiene tre faccette che si uniscono alle corrispondenti faccette dell’astragalo. Tra le faccette del calcagno è presente un ampio solco, detto “solco calcaneare”, all’interno del quale sono presenti le inserzioni di forti legamenti che fissano l’articolazione sotto-astragalica. Con quest’ultima, i solchi del calcagno e del talo formano un canale noto come “seno tarsale”.

L’osso navicolare (o “scafoide del tarso”) è un osso breve che presenta una convessità anteriore tale da conferirgli una vaga somiglianza con lo scafo di una barca, da qui deriva l’etimologia del nome ( si riferisce a “navy”). La sua superficie prossimale concava accoglie la testa dell’astragalo, mentre sulla sua superficie distale presenta tre faccette relativamente piatte che si articolano con le tre ossa cuneiformi, formando le tre articolazioni cuneo-navicolari ,(stabilizzate da piccoli legamenti plantari e dorsali) le quali hanno un’importante ruolo nella distribuzione equilibrata dei movimenti del piede nelle varie regioni che lo compongono.

La superficie mediale del navicolare presenta una tuberosità ossea palpabile nell’adulto, che funge da inserzione distale del muscolo tibiale posteriore. In alcune persone questo osso risulta particolarmente sporgente, generando preoccupazioni a riguardo, tuttavia queste particolari conformazioni non sono associate ad alcun aumento di rischio patologico rispetto alla “normalità”.

Il cuboide è un osso composto da sei superfici, tre delle quali articolate con le ossa tarsali adiacenti: calcagno, terzo cuneiforme e navicolare, con le quali genera le articolazioni calcaneo-cuboidea, cuboideo-navicolare e cuneo-cuboidea. Queste ultime due fungono da punto di contatto tra la colonna longitudinale mediale e laterale del piede, e vengono stabilizzate dai legamenti plantari, dorsali e interossei. L’articolazione cuneo-cuboidea, poi, va a comporre insieme alle piccole articolazioni inter-cuneiformi l’arco trasverso del piede, che fornisce stabilità trasversale al mesopiede e distribuisce il peso corporeo su tutte e cinque le teste delle ossa metatarsali, grazie al sostegno di muscoli intrinseci ed estrinseci come il tibiale posteriore e peroneo lungo.

Con la sua superficie distale, il cuboide si articola inoltre con le basi del quarto e del quinto osso metatarsale. Un solco distinto attraversa la superficie plantare del cuboide, il cui spazio viene riempito dal tendine del muscolo peroneo lungo.

Le tre ossa cuneiformi, così chiamate a causa della loro forma simile a quella di un cuneo, fungono da distanziatori tra l’osso navicolare e le basi delle tre ossa metatarsali mediali, e contribuiscono a formare l’arco trasverso del piede. Si articolano fra di loro attraverso le articolazioni inter-cuneiformi, con il navicolare tramite l’articolazione cuneo-cuboidea, e con le prime tre ossa metatarsali attraverso le articolazioni tarso-metatarsali. Considerandole in direzione medio-laterale, vengono nominate rispettivamente primo cuneiforme (o cuneiforme mediale), secondo cuneiforme (o cuneiforme intermedio) e terzo cuneiforme (o cuneiforme laterale).

Queste tre piccole ossa inoltre ospitano le inserzioni dei muscoli tibiale posteriore, tibiale anteriore, peroneo lungo, adduttore dell’alluce e flessore breve dell’alluce.

Passiamo ora alle cinque ossa metatarsali, che collegano la fila distale delle ossa tarsali con le falangi prossimali. Sono numerate da 1 a 5, in direzione medio-laterale, e sono composte ciascuna da una base (alla sua estremità prossimale), un corpo e una testa convessa (alla sua estremità distale). Le basi delle ossa metatarsali possiedono piccole faccette articolari che indicano il sito di articolazione con le ossa metatarsali adiacenti, attraverso le articolazioni inter-metatarsali. Il secondo e il terzo osso metatarsale sono inseriti rigidamente sulla fila distale delle ossa tarsali, a causa delle forze importanti che attraversano questa regione dell’avampiede durante la camminata.

Le ossa metatarsali sono collegate alle ossa del tarso attraverso le articolazioni tarso-metatarsali, spesso chiamate articolazioni di Lisfranc, che separano il mesopiede dall’avampiede, stabilizzate da diversi legamenti dorsali, plantari e interossei. La superficie plantare della testa del primo osso metatarsale ha due piccole faccette articolari che si articolano con le due ossa sesamoidi, due piccole ossa inserite nel tendine del muscolo flessore breve dell’alluce. Il quinto osso metatarsale, infine, ha un prominente processo stiloideo che ospita l’inserzione del muscolo peroneo breve.

Ulteriori muscoli che trovano inserzione sulle ossa metatarsali sono il tibiale anteriore, peroneo anteriore (o terzo), peroneo lungo, adduttore dell’alluce, flessore breve del quinto dito, i tre muscoli plantari interossei e i quattro muscoli dorsali interossei.

Le falangi, infine, sono 14 ossa che vanno a costituire l’avampiede, insieme alle 5 ossa metatarsali. Ciascuna delle quattro dita laterali contiene una falange prossimale, una intermedia e una distale, mentre il primo dito, comunemente chiamato alluce, possiede due falangi, una prossimale e una distale. Ciascuna falange ha ai base posta alla sua estremità prossimale, un corpo, e una testa convessa alla sua estremità distale.

Cinque articolazioni metatarso-falangee si formano fra la testa convessa di ciascun osso metatarsale e la concavità dell’estremità prossimale di ciascuna falange prossimale, facilmente palpabili sul dorso dell’avampiede quando sono flesse. Una coppia di legamenti collaterali si estende su ciascuna articolazione metatarso-falangea, fornendo stabilità insieme ad altri quattro legamenti metatarsali trasversali profondi.

Come nelle dita della mano, ogni dito del piede ha un’articolazione inter-falangea prossimale e un’articolazione inter-falangea distale, ad esclusione dell’alluce, che possiede solamente un’articolazione inter-falangea. Le falangi ospitano le inserzioni di molti muscoli del piede, tra cui troviamo muscoli estensori lunghi e brevi delle dita, flessori lunghi e brevi delle dita, adduttore e abduttore del primo dito, abduttore del quinto dito, lombricali e interossei dorsali e palmari.

Funzioni e movimenti del piede

Il piede ha essenzialmente quattro funzioni principali: fornisce una superficie articolare in grado di mettere in rapporto l’arto inferiore con il suolo, garantisce stabilità alla posizione eretta assorbendo gran parte del peso corporeo, rende possibile grazie alla propria complessa anatomia movimenti fondamentali nella locomozione, nella corsa, nel salto e nella camminata su superfici irregolari, adattandosi alle diverse tipologie di superficie; e si presta infine come punto di inserzione ossea di numerosi legamenti e tendini muscolari.
Le articolazioni che compongono il complesso anatomico del piede, in sinergia con la caviglia, permettono a questo di compiere movimenti attraverso tre gradi di libertà, attorno a tre assi:

– Un asse trasversale che attraversa i malleoli mediale e laterale, attorno al quale avvengono i movimenti di flessione dorsale e flessione plantare, principalmente a carico dell’articolazione della caviglia, anche detta tibio-tarsica.
– Un asse longitudinale del piede che attraversa il tallone e l’articolazione sotto-astragalica, attorno al quale avvengono i movimenti di supinazione e pronazione, principalmente a carico dell’articolazione sotto-astragalica.
– Un asse longitudinale della gamba intorno al quale avvengono movimenti di abduzione ed adduzione

Le articolazioni del piede hanno una struttura particolare tale per cui ogni movimento della sotto-astragalica su un piano è accompagnato sempre da un movimento negli altri due piani: la supinazione è accompagnata dall’inversione, dall’adduzione e dalla flessione plantare, mentre la pronazione è accompagnata dall’eversione, dall’abduzione e dalla flessione dorsale.

A causa dell’inclinazione dell’asse di Henke (asse attorno a cui si muove l’articolazione sotto-astragalica), posizionato a 42 gradi rispetto al piano orizzontale e a 16 gradi rispetto al piano sagittale, solo due delle tre componenti principali di pronazione e supinazione sono fortemente evidenti: inversione ed eversione, abduzione ed adduzione. La pronazione, dunque, ha componenti principali di eversione e abduzione, mentre la supinazione ha componenti principali di inversione e adduzione. Il calcagno effettua una flessione dorsale e una leggera flessione plantare rispetto all’astragalo, tuttavia questi movimenti sono minimi e solitamente ignorati clinicamente.

Oltre a garantire i gradi di libertà che permettono di eseguire i movimenti citati, le articolazioni del piede permettono a questo di adattarsi alle infinte deformità possibili del suolo, modificandone parzialmente la morfologia e ammortizzando le importanti forze a cui è sottoposto. La funzione di sostegno data dal piede è resa possibile grazie a tre punti di appoggio con il suolo: uno posto sulla testa del primo osso metatarsale ( e alle ossa sesamoidi), uno sulle teste del quarto e quinto osso metatarsale, e uno localizzato sulla tuberosità posteriore del calcagno.

Il carico corporeo viene scaricato sulla puleggia astragalica, e da qui viene dissipato su tutto il piede (grazie alla forma e alla struttura del complesso articolare che lo forma) verso tre direzioni: antero-mediale, antero-laterale e posteriore. Il piede è inoltre in grado generare forze propulsive grazie ad un meccanismo di ammortizzamento-spinta reso possibile dall’assorbimento e rilascio di forze a carico della volta plantare, formata da tre archi: un arco longitudinale mediale (formato dal primo osso metatarsale, primo cuneiforme, navicolare, astragalo e calcagno), un arco longitudinale laterale (formato da quinto osso metatarsale, cuboide e calcagno) ed un arco trasverso (teso tra la testa del primo e del quinto osso metatarsale).

L’arco longitudinale mediale rappresenta la principale struttura portante e ammortizzante del piede, trova la sua chiave di volta sull’articolazione astragalo-navicolare, ed è stabilizzato dalla fascia plantare, dal legamento di Spring e dalla prima articolazione tarso-metatarsale.

Quando sottoposto al carico, ogni arco si appiattisce e si tensiona in maniera direttamente proporzionale all’entità del carico. Durante la locomozione il carico corporeo viene assorbito dal retropiede durante la fase di contatto del tallone, successivamente viene distribuito verso il mesopiede nella fase di appoggio del piede, ed infine verso l’avampiede, dal quale viene generata la forza necessaria nella fase di spinta della camminata.

Piede piatto

Il termine “piede piatto” descrive un piede il cui arco longitudinale mediale risulta cronicamente ridotto o insolitamente diminuito. Questa condizione, presente nel 20% circa della popolazione sana e asintomatica, è spesso il risultato di lassità articolare all’interno delle regioni dell’avampiede, tipicamente associata ad una fascia plantare sottoposta a stress eccessivi, e di conseguenza lesionata e/o indebolita, così come il legamento di Spring e il tendine del tibiale posteriore.

In tale condizione, l’articolazione sotto-astragalica viene eccessivamente pronata, inducendo il retropiede ad assumere una posizione eccessiva in valgo, con un avampiede in eccessiva abduzione.

Una persona con piede piatto moderato o grave ha in genere una capacità compromessa di sostenere e distribuire i carichi attraverso il piede, con conseguente necessità di forze significative da parte dei muscoli intrinseci ed estrinseci per compensare la mancanza di tensione ricevuta dai tessuti connettivi, eccessivamente tesi o indeboliti. Può essere necessaria una notevole attività muscolare anche per mantenere la normale posizione eretta, che può contribuire all’affaticamento e a vari sintomi di overuse, tra cui dolore generalizzato al piede e alle gambe e ispessimento/infiammazione della fascia plantare.

Alcuni autori suddividono il piede piatto in due tipologie: piede piatto rigido e piede piatto flessibile. Il piede piatto rigido presenta un arco ridotto anche in posizioni prive di carico; questa deformità è spesso congenita, secondaria a una malformazione ossea o articolare, come una fusione parziale del calcagno con l’astragalo fissato in eversione. A causa della rigidità e della possibile insorgenza di sintomi dolorosi, il piede piatto rigido nel bambino può richiedere una correzione chirurgica.

Il piede piatto flessibile, invece, rappresenta la forma più comune, con l’arco longitudinale mediale che appare normale quando in scarico, ma che diminuisce eccessivamente in presenza di carico.

Il piede piatto flessibile è spesso associato a lassità dei tessuti connettivi locali di supporto, debolezza generalizzata o dolore nei muscoli che supportano l’arco, o a meccanismi compensatori che causano un’eccessiva pronazione del piede. L’intervento chirurgico è raramente indicato per un piede piatto flessibile; il trattamento di solito prevede l’ortesi (utilizzando calzature specializzate) e l’esecuzione di esercizi di rinforzo dei muscoli del piede e di tutto l’arto inferiore.

Anche se l’arco appare completamente piatto in stazione eretta, alcuni adattamenti muscolari/cinematici durante il ciclo della camminata possono compensare diverse potenziali conseguenze negative del piede piatto. Queste compensazioni naturali possono in parte spiegare perché alcune persone sane che soddisfano i criteri di diagnosi del piede piatto non mostrano sintomi dolorosi mentre camminano.

Esiste poi una condizione chiamata “deformità del piede piatto acquisito da adulto (AAFD)”, dove traumi, infiammazioni croniche o patologie degenerative a carico del tendine del muscolo tibiale posteriore, naturalmente predisposto a lesioni da overuse a causa dei rapidi cambiamenti tra attivazione concentrica ed eccentrica a cui è sottoposto durante la camminata, provocano un crollo dell’arco longitudinale mediale.

Il cedimento strutturale di questo tendine è in genere associato a una caduta dell’osso navicolare e alla marcata eversione del retropiede con una estensione dell’avampiede in abduzione eccessiva. Sono stati descritti quattro stadi di AAFD in base alla gravità della condizione.

Questo quadro patologico può essere doloroso e invalidante, presentandosi, in diversi ordini di gravità, in circa il 10% delle donne anziane. Il trattamento è stato a lungo dibattuto: le prime fasi, più lievi, possono rispondere bene alla fisioterapia e alle ortesi, mentre la chirurgia è spesso necessaria nelle fasi successive più gravi.

Piede cavo

Il piede cavo è meno comune del piede piatto e nella sua forma meno grave descrive un arco longitudinale mediale sollevato in modo anomalo, spesso associato ad un eccesso di varismo del retropiede, e possibile valgismo dell’avampiede, come meccanismo di compensazione per mantenere l’avampiede mediale saldamente a contatto con il suolo. Il piede cavo può presentarsi in forma cronica o progressiva e può manifestarsi nell’infanzia o nella vita adulta.

Molte forme relativamente lievi di piede cavo sono considerate idiopatiche (senza causa specifica identificata) con una forte predisposizione genetica. Le limitazioni funzionali associate al piede cavo lieve o moderato variano da irrilevanti a marcate; l’arco cronicamente sollevato riduce l’area di contatto tra la superficie plantare del piede e il suolo, aumentando di conseguenza le pressioni ricevute dal peso corporeo, che vengono inoltre spostate anteriormente, a carico dell’avampiede. Per questo motivo le persone con un piede cavo marcarti possono presentare dolore in zona metatarsale (metatarsalgia) e formazioni callose sulla regione delle teste metatarsali.

Il piede cavo, teoricamente, non è in grado di assorbire in modo ottimale gli impatti ripetuti durante la camminata e la corsa, aumentando quindi il rischio di sviluppare lesioni all’interno del piede e della gamba. Esistono anche casi più gravi di piede cavo molti dei quali associati ad una causa nota, spesso traumatica, come una grave frattura, una lesione da compressione o un’ustione. Le opzioni di trattamento variano in base all’età, alla causa organica (quando nota) e al grado di coinvolgimento, e prevedono un approccio conservativo (fisioterapia e/o ortesi) ed un approccio chirurgico (trasferimento tendineo).

Alluce valgo

La caratteristica principale dell’alluce valgo è una progressiva deviazione laterale dell’alluce rispetto al piano di simmetria corporeo. Sebbene la deformità sembri coinvolgere principalmente l’articolazione metatarso-falangea, l’alluce valgo in realtà comprende usualmente l’intero primo raggio. È tipicamente associato ad un’eccessiva adduzione del primo osso metatarsale, che può portare alla dislocazione laterale dell’articolazione metatarso-falangea, esponendo così completamente la testa dell’osso metatarsale, dove spesso viene a formarsi un callo (o borsa).

L’articolazione metatarso-falangea deformata può inoltre andare incontro a infiammazione, sintomi dolorosi e aumentato rischio di artrosi. Se la falange prossimale devia lateralmente di almeno 30 gradi, spesso inizia a ruotare attorno al proprio asse longitudinale, aggravando il quadro. L’alterazione posizionale di queste ossa crea uno squilibrio muscolare, con il muscolo abduttore dell’alluce che può gradualmente spostarsi verso il lato plantare dell’articolazione (mentre normalmente è localizzato medialmente rispetto alla prima articolazione metatarso-falangea).

Anche alcune strutture legamentose, tra cui il legamento collaterale mediale e la capsula collaterale, possono indebolirsi o rompersi a seguito delle tensioni eccessive a cui sono sottoposti, rimuovendo in tal modo la fonte primaria di rinforzo mediale dell’articolazione. I soggetti con alluce valgo marcato tipicamente limitano il posizionamento del peso sulla prima articolazione metatarso-falangea mentre camminano, caricando maggiormente sulle ossa metatarsali laterali.

Sebbene la causa e la patomeccanica dell’alluce valgo non siano completamente chiare, molti fattori contribuenti sembrano essere associati all’insorgenza o alla progressione di questo disturbo: fattori genetici, dimorfismi, calzature scorrette, allineamenti alterali dell’arto inferiore, eccessivo valgismo del retropiede, eccessiva tensione del tendine di Achille e instabilità della base del primo raggio. Alcuni studi mostrano che un controllo della pronazione mediante ortesi può essere utile nel rallentare la progressione della deformità, mentre l’intervento chirurgico è spesso indicato nei casi di deformità e disfunzioni marcate, con sintomatologie importanti.

Frattura del piede

Il notevole coinvolgimento del piede in quasi tutte le attività quotidiane e sportive che svolgiamo fa sì che questo sia particolarmente soggetto a stress e traumi esterni. Quando questi ultimi sono abbastanza elevati da superare le capacità di carico del piede, esso può andare incontro a frattura. Le più classiche componenti ossee vittime di frattura nel piede sono astragalo, ossa metatarsali, navicolare e falangi. Analizziamole nello specifico.

L’astragalo subisce fratture tipicamente sul proprio collo o sulla propria testa. Fratture del collo astragalico avvengono in genere successivamente a una eccessiva flessione dorsale del piede, che porta l’astragalo a scontrarsi violentemente contro la tibia, mentre le fratture del corpo astragalico rappresentano spesso esiti di cadute da salti effettuati da altezze importanti. Un astragalo fratturato può subire di conseguenza un’alterazione della propria irrorazione sanguigna, che talvolta porta ad osteonecrosi (o necrosi avascolare).

Le fratture del navicolare possono essere causate da incidenti, cadute, traumi da sport e fratture da stress (queste ultime molto frequenti nel navicolare). Stress ripetitivi a carico del navicolare, spesso presenti in sport che includono corsa, salti e sprint (come atletica, basket, tennis), possono infatti causare microfratture progressivamente ingravescenti. Le fratture da stress del navicolare rappresentano il 25% di tutte le fratture da stress delle ossa del corpo umano, avvenendo spesso negli atleti maschi.

Le fratture delle ossa metatarsali solitamente sono causate da urti violenti e traumi al piede (tipico è il caso di un oggetto pesante che cade sul piede). Anche in questo caso possono avvenire fratture da stress, in risposta a stimoli stressanti reiterati nel tempo, che interessano soprattutto il secondo, terzo e quarto osso metatarsale. Quando il piede è sottoposto ad una inversione eccessiva e violenta, può avvenire in risposta una violenta contrazione eccentrica del muscolo peroneo breve, che in alcuni casi è abbastanza forte da “trazionare” il quinto osso metatarsale (dove si inserisce) causandone la frattura.

Le fratture di una o più falangi del piede sono spesso condizioni poco gravi, anch’esse precedute nella maggioranza dei casi da eventi traumatici.
Generalmente la sintomatologia delle fratture del piede è composta da gonfiore e dolore che peggiora con il carico corporeo, in maniera più o meno marcata in base all’entità del danno. La diagnosi di frattura ossea avviene solitamente tramite radiografia o TAC, e il trattamento può essere conservativo o chirurgico, in base alla gravità dell’infortunio e alle caratteristiche dell’individuo.