Biomeccanica e biodinamica del tratto cervicale

Complessità del rachide cervicale superiore e del rachide cervicale inferiore; molteplicità degli elementi che la compongono, tra loro strettamente connessi: vertebre, legamenti, sistema muscolare, midollo spinale, radici spinali e sistema nervoso; la loro sinergia nello svolgimento delle svariate funzioni a cui essa è deputata: sono questi i fattori che determinano la variabilità del trattamento delle patologie che interessano la colonna vertebrale cervicale. Ce ne parla in questo articolo per il nostro Blog, il Dr. Massimo Cerciello, medico fisiatra dell’Associazione Scuola Viva Onlus.

Nel rachide cervicale, i principi essenziali della biomeccanica e della biodinamica sono dovuti tanto dall’anatomia delle vertebre e dei dischi intervertebrali, quanto dalle forze muscolari coinvolte e dai rapporti intimi con il sistema nervoso autonomo, nonché dalle arterie vertebrali risalenti lungo gli osti dei processi trasversi.

Gli schemi che seguiranno sono mutuati dal Trattato di Fisiologia Articolare di I.A. Kapandji, vera miniera di informazioni scientifiche correlate alla biomeccanica ed alla biodinamica. Ora un breve accenno sull’anatomia della colonna vertebrale cervicale.

Il rachide cervicale superiore è costituito da due vertebre, atlante ed epistrofeo, diverse come forma e funzione dalle altre, che rappresentano una cerniera articolata complessa con l’occipitale; il rachide cervicale inferiore che comprende, dalla terza alla settima, vertebre e dischi intervertebrali con aspetto più tradizionale, che assicurano due tipi di movimento: flesso-estensorio e roto-inclinatorio.

Rispetto alle vertebre del tratto dorsale e del tratto lombare, la  struttura combinata tra corpi ed archi posteriori delle vertebre cervicali è caratterizzata da un aspetto più sottile e leggero di tutti gli elementi costituenti che corrisponde alle necessità funzionali tipiche del tratto cervicale, ovverosia protettiva per il midollo spinale, per le radici e per i plessi nervosi e  dinamica per la realizzazione di movimenti assiali, caratterizzati dalla massima ampiezza e versatilità roto-inclinatoria, che ben si adattano alle principali funzioni degli organi di senso, specie di quello visivo.

In particolare la costituzione anatomica dei somi vertebrali differisce dagli altri segmenti per la presenza di apofisi unciformi somatiche che vincolano gli spostamenti antero-posteriori nei movimenti di flesso-estensione; mentre, a livello degli archi, le apofisi trasverse presentano dei forami attraverso cui passano le arterie vertebrale che risalgono all’encefalo per anastomizzarsi con le arterie carotidi nel Poligono di Willis.

Infine, le apofisi spinose posteriori hanno un particolare aspetto allungato e sottile per garantire nel complesso, attraverso l’inserzione di legamenti e muscoli, i massimi gradi di elasticità e movimento flesso-estensorio del tratto cervicale.

A loro volta i dischi intervertebrali, attraverso la loro funzione ammortizzante, danno equilibrio e tenuta al sistema statico-dinamico suindicato; l’elasticità al sistema da loro assicurata nel complesso, contribuisce anche al mantenimento della lordosi fisiologica.

La funzione dinamica del tratto cervicale è basata, innanzitutto, dall’equilibrio del capo sul rachide, intesa come posizione che si realizza quando lo sguardo è sull’orizzontale ed il piano masticatorio è anch’esso sull’orizzontale parallelamente al piano auricolo-nasale   

Nel suo insieme la testa con il collo rappresentano una leva svantaggiosa di 3° grado con il fulcro in posizione intermedia: il punto d’appoggio è posto a livello dei condili occipitali, la resistenza è rappresentata dal peso del capo applicato al suo centro di gravità applicato sulla sella turcica, la potenza è rappresentata dalla forza dei muscoli nucali che devono ad ogni istante controbilanciare il peso del capo che tende a farlo cadere in avanti.

Questa posizione anteriore del centro di gravità della testa spiega la maggior potenza dei muscoli posteriori nucali rispetto ai muscoli anteriori flessori del collo. In effetti gli estensori lottano contro il peso, mentre i flessori sono aiutati da questo. Esiste, pertanto, la presenza di un tono permanente dei muscoli nucali per opporsi la caduta della testa in avanti, come diversamente accade durante il sonno in posizione seduta, allorquando il tono muscolare diminuisce.

La lordosi fisiologica a concavità posteriore del rachide cervicale, può essere definita: dalla sua corda, tesa in senso verticale dai condili dell’occipitale all’angolo postero-inferiore della c7 e dalla sua freccia perpendicolare alla corda, quindi disposta orizzontalmente, in corrispondenza dell’angolo postero-inferiore della c4.

In condizioni di iperlordosi la freccia tenderà ad aumentare, al contrario il valore della corda sarà minore.  Quando il rachide cervicale è rettilineo si riduce la freccia fino ad annullarsi, mentre la lunghezza della corda e del segmento cervicale coincidono. La freccia diventa negativa quando per eccesso di contrattura muscolare il rachide si pone in posizione cifotica, anche in questo caso come nella lordosi, il valore della corda si ridurrà.

L’atteggiamento posturale è condizionato in modo rilevante dal sistema muscolare e dal sistema nervoso autonomo, che incide nella regolazione del tono muscolare di fondo. Infatti, ritornando alla posizione di equilibrio della testa rispetto al rachide cervicale, con orizzontalizzazione dei principali piani anatomici, essa è prevalentemente assicurata dal lungo del collo che è il muscolo stabilizzatore della statica del tratto cervicale.

La flessione del capo si attua attraverso la contrazione dei muscoli pre-vertebrali che determinano la flessione sia a livello della parte superiore (piccolo retto anteriore, retti laterali e grande retto anteriore) che a livello della parte sottostante (grande retto anteriore, scaleni, lungo del collo e degli s.c.o.m. bilateralmente) (s.c.o.m. = muscolo sterno-cleido-mastoideo), a questo partecipano attivamente anche i sopra-ioidei (milo-ioideo e digastrico) ed i sotto-ioidei (tiro-ioideo, sterno-cleido-ioideo ed omo-ioideo).

Ma il lungo del collo ed i muscoli sopra e sotto-ioidei in condizioni di forte contrattura determinano a loro volta un irrigidimento e, quindi, il raddrizzamento della lordosi, limitando l’azione degli altri flessori del collo e favorendo l’azione antagonista degli estensori.

Stessa cosa dicasi per l’inclinazione laterale (determinata dalla contrazione unilaterale dei retti laterali, degli scaleni e dello s.c.o.m.) e per la rotazione (prevalentemente attivata in senso contro-laterale dalla contrazione unilaterale dello s.c.o.m.); anche in questo caso una valida contrattura di uno degli s.c.o.m., come avviene nel torcicollo congenito, prevale sugli altri e fissa l’atteggiamento del capo con lo sguardo verso l’alto e dalla parte opposta a quella della contrattura spasmodica. 

Infine, l’estensione si realizza attraverso la contrazione dei muscoli nucali dei due piani intermedi (semi-spinali e splenii), mentre quelli del piano sotto-occipitale (grande e piccolo retto posteriore, grande e piccolo obliquo del capo, interspinosi) sono regolatori dell’atteggiamento del capo e quelli del piano superficiale (trapezi e s.c.o.m.) hanno, rispetto all’azione estensoria (se contratti simultaneamente) un’azione anche rotatoria ed inclinatoria.

Quanto finora esposto, circa le singole componenti anatomiche e funzionali della colonna vertebrale, assume notevole importanza se rapportato all’equilibrio tra lordosi fisiologica cervicale, forze muscolari e dischi intervertebrali, considerando le strategie di adattamento del rachide cervicale verso le principali sollecitazioni meccaniche e non che si producono nell’interazione tra il corpo umano e  l’ambiente circostante (vedi fratture, traumatismi distrattivi o succussivi, processi infiammatori, processi degenerativi da usura, tensione ansiogena da stress, sovraccarichi funzionali lavorativi, ecc.)

Nel complesso, infatti, le doti di resistenza e di elasticità che assicurano la funzione dinamica del sistema, vengono assicurate da uno stretto rapporto sinergico tra questi tre elementi in gioco ove, peraltro, i tiranti muscolari regolano automaticamente la loro tensione sotto il controllo del sistema nervoso centrale, volontario ed automatico. Si tratta di un adattamento attivo che dipende dalle modificazioni del tono dei differenti gruppi muscoli paravertebrali sotto l’azione del sistema extrapiramidale.

Per questo, anche se è vero che la iniziale attività terapeutica diretta al tratto cervicale deve avere la finalità di ridurre lo stato doloroso e contratturale, recuperando progressivamente l’elasticità delle componenti muscolari, legamentose e discali, è vero anche che lo scopo ultimo di un trattamento sulla colonna vertebrale non è solo la conclusione dei dolori o delle disfunzioni contratturali, ma è, e deve essere, il riallineamento posturale ed il suo mantenimento nel tempo.

Il superamento dei principali stati patologici è sottoposto alla presa in carico da parte di numerosi operatori sanitari del settore che, solo se ben organizzati tra di loro, intervenendo in modo ordinato e sequenziale sulla base della specifica etio-patogenesi della malattia sofferta, riusciranno ad ottenere il successo terapeutico.

Tali figure professionali preposte, dal neuro-chirurgo al fisiatra, dall’ortopedico all’osteopata passando per il fisioterapista e per lo gnatologo fino alla terapia reflessologica e, ove necessario, alla terapia del dolore, dovranno inevitabilmente comunicare e collaborare tra di loro. 

 

 

Scuola Viva realizza progetti di riabilitazione ortopedica, neurologica e vascolare, rivolti a tutte le persone con disabilità derivanti da patologie complesse del sistema osteo-articolare e del sistema neuro-muscolare e vascolare. 

Fonti citate: Fisiologia Articolare, di I.A. Kapandji.