Il mio 2021 inizia tra biomeccanica, postura e movimento

Comincia un nuovo anno e auguro a tutti i miei lettori che possa essere migliore di quello, così difficile, che ci lasciamo alle spalle. Inizia un nuovo anno fatto di impegno quotidiano e di riflessioni sul mio lavoro che affido a questo blog.

Il senso della mia professione di osteopata e fisioterapista è di trovare le cause del dolore per ridare equilibrio al corpo di una persona. Questa consapevolezza, maturata nel corso del tempo, mi ha fatto avvicinare progressivamente allo studio della biomeccanica. La biomeccanica è l’applicazione delle teorie della meccanica applicate al corpo umano. Oggi proverò a spiegare nel modo più semplice possibile come i principi della biomeccanica intervengono sulla nostra postura e i movimenti che facciamo.

L’applicazione dei principi meccanici al corpo umano risale a studi antichissimi. In tempi più recenti, la biomeccanica ha cercato di associare l’ingegneria allo studio dell’anatomia e della fisiologia umana. La biomeccanica si occupa dunque di studiare gli effetti che le forze hanno sul nostro corpo, sia nella fase statica, cioè di riposo, che in quella dinamica, cioè di movimento.

Uno studio completo delle forze che interagiscono con il corpo umano dovrebbe includere anche considerazioni fisiologiche che riguardano i meccanismi di controllo neuromotori e propriocettivi. L’apparato sensitivo – la propriocettività – è infatti uno dei fattori più importanti per una adeguata funzione neuro-muscolare.

Studiare le funzioni muscolo-scheletriche

Alla base della biomeccanica posturale c’è lo studio della funzione muscolo-scheletrica. I muscoli, con la loro contrazione, producono una forza che agisce attraverso la struttura ossea sulla quale si inseriscono. Un osso, qualsiasi esso sia, essendo una struttura rigida, può essere considerato una leva che conduce una forza che verrà applicata su un dato fulcro della sua articolazione. Possiamo pensare al sistema scheletrico come a un insieme di leve e di fulcri sul quale si applicano le forze contrattili del sistema muscolare.

Queste forze si bilanciano tramite l’equilibrio tra i muscoli agonisti ed antagonisti. Il sistema scheletrico ha anche la importante funzione di minimizzare e di ammortizzare i carichi della forza peso, con l’obiettivo di resistere alla gravità e a tutte quelle forze esterne che interagiscono con il corpo umano.

Un concetto anatomico importante che spesso viene sottovalutato durante la riabilitazione del paziente è che le fibre muscolari non sono solo longitudinali ma anche oblique. Come pure la inserzione ossea di un muscolo non è perpendicolare o parallela ma ha sempre un angolo di inserzione. Tutto questo determina, tramite contrazione muscolare, non solo i principali movimenti che facciamo (ad esempio la flessione o la estensione) ma anche una torsione del segmento sottoposto alla sollecitazione dall’attivazione dei muscoli in questione.

Questa dinamica, benché sia un movimento minore rispetto a quello principale, ha spesso una grande importanza perché genera la capacità di dissipare forze (essendo il movimento multi-angolare), limitando un carico specifico e quindi le iper-sollecitazioni possibili causate dalla ripetitività di un gesto.

Quando due o più muscoli agiscono sull’osso, il risultato finale dipende dalla forza combinata sviluppata da ciascun muscolo, dai loro singoli angoli di azione e dalla loro posizione rispetto all’asse articolare. In un gruppo muscolare che interagisce nella dinamica di un movimento, un muscolo può essere agonista, sinergico, antagonista o stabilizzatore. Un solo muscolo può determinare l’effetto desiderato, ma spesso per ottenere il risultato finale si contraggono più muscoli.

Postura e catene muscolari

Parliamo, insomma, di catene muscolari. Le catene muscolari permettono l’attività sinergica di più strutture muscolo-scheletriche, per ottenere un movimento efficace, preciso ed energeticamente conveniente. A livello meccanico è importante sottolineare che, quando il muscolo si contrae e l’azione di forza si sviluppa su entrambe le inserzioni, si muoverà l’inserzione che offre meno resistenza. Questo è molto importante da osservare nei casi in cui il muscolo retratto perde elasticità a causa di atteggiamenti posturali errati che si ripetono nel tempo.

Un muscolo, o una catena muscolare retratta, genera una maggiore tensione sulle inserzioni tendendo ad avvicinare i capi articolari e a modificare la funzione fisiologica e, in definitiva, la meccanica statica e dinamica. Una catena muscolare elastica invece dà maggior spazio di azione e rispetta il più possibile le capacità anatomiche e meccaniche dell’organismo.

Ad esempio, la catena muscolare posteriore della gamba, che va dalle inserzioni ischiatiche al piede, in caso di retrazione tende a tenere vicini i due capi articolari. Durante la deambulazione, il momento in cui portiamo la gamba in avanti è quello in cui abbiamo bisogno di maggiore lunghezza ed elasticità. Ma se queste vengono meno, avremo una compensazione determinata dalla retroversione del bacino.

La compensazione genera quindi un iper-lavoro del segmento lombo-sacrale-iliaco e un’applicazione di forze non necessarie che, nella ripetitività del gesto, con il passare del tempo provocano micro traumatismi e un rischio maggiore di avere degli infortuni.

Postura, forze e carichi esterni

La forza di gravità è la resistenza principale alla quale è sottoposto il nostro corpo. La forza di gravità è presente in ogni situazione della nostra vita sulla terraferma. Altri carichi esterni sono la resistenza dell’acqua, l’elasticità dei materiali, l’attrito, le strutture stazionarie o resistenze manuali.

Per il secondo principio della dinamica, la forza è definita come il prodotto della massa per l’accelerazione (F=ma). La forza è quella entità che tende a produrre un movimento, a fermarlo o a cambiarne la direzione. In maniera più semplice, la forza può essere definita come una spinta o una trazione.

La forza ha quattro caratteristiche: l’ampiezza, la direzione, il verso e il punto di applicazione e può essere riassunta con l’immagine di un vettore. Queste quattro caratteristiche descrivono con completezza come una forza agisce su un oggetto. L’ampiezza rappresenta l’entità della forza applicata. La sua unità di misura è il Newton (N). In alternativa si può utilizzare il chilogrammo-peso.

La direzione rappresenta un’immaginaria linea retta, di lunghezza indefinita, lungo la quale agisce una forza. L’orientamento di questa linea è definito come la posizione angolare rispetto alla quale la forza si applica.

Il verso ha una importanza fondamentale ed è rappresentato da una freccia. Il punto di applicazione è il punto in cui la forza è applicata dalla struttura che subisce la mutazione di stato, passando dalla statica alla dinamica o il contrario, o subendo una deviazione di movimento.

Nel corpo umano, per ottenere un movimento, intervengono contemporaneamente varie strutture muscolari che collaborano per l’ottimizzazione e la perfezione del gesto (ogni muscolo ha un suo vettore di forza). Il movimento sarà rappresentato da un vettore che è la risultante di tutti i vettori forza che concorrono a tale gesto.

Postura e forza di gravità

La forza di gravità è l’attrazione tra due corpi in ogni punto dell’universo. Il verso della forza di gravità è direttamente proporzionale al prodotto delle due masse ed inversamente proporzionale al quadrato della distanza tra queste. Dato che la massa della Terra è notevolmente più grande rispetto agli altri oggetti che si trovano su di essa, l’attrazione tra questi altri oggetti è trascurabile.

La linea di applicazione della forza gravitazionale è data da una linea tra il centro della massa dell’oggetto (il centro di gravità) e il centro della Terra. Il punto di applicazione può essere considerato il centro della massa dell’oggetto.

La forza di gravità agisce su ogni parte del corpo umano e su tutti gli oggetti con cui interagiamo. Per questo motivo, avere una postura corretta ed eseguire in modo giusto i nostri gesti nello spazio sono due aspetti fondamentali per far sì che il baricentro sia sempre bilanciato all’interno dei termini di appoggio. Altrimenti i carichi gravitazionali potrebbero trovare come punto di sfogo strutture più deboli, come la lombare, la cervicale, le articolazioni delle spalle e delle ginocchia. Questo tende a creare dei micro traumatismi continui che a loro volta generano infortuni e patologie da sovraccarico. Artrosi, ernia del disco, tutte quelle problematiche da iper-sollecitazione e usura che si generano nel tempo.

Postura e forza muscolare 

Senza la forza muscolare nessun umano sarebbe capace di mantenere la posizione eretta o di spostarsi da un posto all’altro. Il muscolo è una struttura composta da un grande numero di miofibrille, composte da fibre che a loro volta sono fatte da sarcomeri che sono gli elementi contrattili. Questi elementi possono produrre attivamente una forza che viene trasmessa all’inserzione tendinea e quindi all’osso di riferimento.

L’entità della forza muscolare dipende dalla quantità di miofibrille contrattili, e queste dipendono dall’importanza della stimolazione nervosa che viene richiesta. La linea di azione può essere tracciata lungo i tendini del muscolo. Le applicazioni sono le inserzioni sull’osso. La contrazione muscolare porta ad un accorciamento del muscolo e alla riduzione della distanza tra le due inserzioni.

Il muscolo, mentre resiste alle azioni determinate da carichi esterni, può effettuare tre tipi di contrazioni: la contrazione concentrica che avviene quando il muscolo si accorcia perché è più forte dell’azione di una forza esterna; la contrazione eccentrica quando le forze esterne superano il gradiente di forza del muscolo; la contrazione isometrica, quando il muscolo pur resistendo alla forza, non cambia la sua lunghezza.

Biomeccanica come strategia di lavoro quotidiano

Forze e carichi esterni, forza di gravità, forza muscolare, strutture e catene muscolari sono tutti concetti legati alla fisica. Sono i tanti aspetti alla base della strategia di lavoro che applico come terapeuta, insieme al mio background di fisioterapista, osteopata e posturologo.

In questo articolo ho voluto offrire solo un assaggio di questioni e argomenti complessi di cui continuerò ad occuparmi con articoli e approfondimenti nel mio blog. Inizia un nuovo anno e ho scelto di cominciare a parlare nel modo più semplice di un argomento tecnico complesso, perché considero la biomeccanica l’approccio più rigoroso per trattare il corpo umano.