ANATOMIA E BIOMECCANICA DELLA SPALLA

COMPLESSO ARTICOLARE DELLA SPALLA

L’ampia gamma di movimenti dell’arto superiore è garantita dalle azioni congiunte dell’articolazione della spalla e delle due articolazioni del cingolo scapolare. L’articolazione della spalla o articolazione gleno-omerale è costituita dalla cavità glenoidea della scapola e dalla superficie articolare della testa dell’omero, è un’enartrosi che garantisce tre gradi di movimento e quello composto di circumduzione. Il cingolo scapolare è costituito da clavicola e scapola, che sono connesse tramite l’articolazione acromion-clavicolare. Essa è un’artrodia formata da due superfici articolari pianeggianti che non viene messa in moto da muscoli intrinseci, ma entra in gioco contemporaneamente all’articolazione sternoclavicolare. Il cingolo scapolare si connette al torace tramite l’articolazione sternoclavicolare, essa è un’articolazione complessa, costituita da una superficie concava fornita dalla faccia articolare dello sterno e da una convessa costituita dall’estremità sternale della clavicola; fra i due capi articolari è interposto un disco fibrocartilagineo fissato in alto alla clavicola e in basso allo sterno. Sebbene da un punto di vista anatomico possa considerarsi un’articolazione a sella, da un punto di vista funzionale è un’enartrosi in quanto garantisce tre gradi di libertà (anteposizione e retroposizione, elevazione e abbassamento, rotazione). Infine la scapola si articola al torace tramite l’articolazione scapolo toracica, che permette lo scivolamento della faccia anteriore della scapola sul piano toracico. Essa non è un’articolazione vera, ma la si può considerare tale da un punto di vista funzionale, in quanto garantisce i movimenti di antiversione e retroversione dell’articolazione gleno-omerale.

Le superfici articolari dell’articolazione scapolo-omerale

Come precedentemente esposto l’enartrosi gleno-omerale è costituita dalla superficie convessa della testa omerale e da quella concava della cavità glenoidea che viene ingrandita dal labbro glenoideo.

· Testa omerale: orientata in alto, all’interno e posteriormente, si può assimilare ad un terzo di sfera dal raggio di 30 mm. In realtà, questa sfera non è regolare perché il suo diametro verticale è maggiore di 3 4 mm rispetto a quello antero-posteriore. La testa omerale forma con l’asse diafisario un angolo di circa 135°, definito “angolo di inclinazione” e forma con il piano frontale un angolo di “declinazione” di circa 30°. Il confine tra la cartilagine articolare e la metafisi prossimale è definito “collo anatomico” e presenta una inclinazione di 45°. Presenta due tuberosità: trochine o piccola tuberosità, situata anteriormente, dove si inserisce il tendine del muscolo sottoscapolare ed il trochite o grande tuberosità situata lateralmente, dove si inseriscono il sovraspinato, il sottospinato e il piccolo rotondo.

· Cavità glenoidea: è situata nella regione supero-esterna del corpo della scapola; la cavità ha la forma di un ovale irregolare con la porzione superiore più stretta di quella inferiore. L’altezza media in un adulto è di 35 mm mentre l’ampiezza media del diametro anteroposteriore è di 25 mm. Nella maggioranza dei casi la superficie risulta retroversa di circa 7.4° e inclinata verso l’alto di circa 15°. Sul piano sagittale ha una profondità media di 9 mm e su quello trasversale di soli 2.5 mm. Sul margine superiore della cavità glenoidea è presente il tubercolo sovraglenoideo ove si inserisce il tendine del capo lungo del bicipite.

· Cercine glenoideo: è una struttura a sezione triangolare composta da tessuto fibrocartilagineo che circonda il bordo della glenoide. Tra la cartilagine ialina della superficie articolare glenoidea ed il tessuto fibroso del cercine si trova una zona di transizione fibrocartilaginea, che può risultare nelle immagini RM come area a segnale intermedio subito sotto il cercine glenoideo. Come per i menischi del ginocchio la vascolarizzazione di questo cercine è limitata alla periferia in prossimità del suo attacco con la capsula articolare. Il labbro appare adeso al bordo della glenoide in modo variabile a seconda della zona presa in esame mentre le parti posteriori e inferiori appaiono fortemente vincolate, la parte antero-superiore non lo è in modo costante in tutti i soggetti. Inoltre in un buon numero di soggetti la parte antero-superiore del labbro può apparire del tutto separata dal bordo glenoideo tanto da configurare un forame sub-labrale che garantisce l’accesso diretto al recesso sottoscapolare. È importante sottolineare che la presenza di questo foro sub-labrale è da considerarsi una variante anatomica che non rappresenta una condizione patologica.

Il cercine glenoideo ha la funzione di stabilizzatore statico aumentando la profondità della cavità glenoidea di 2.5 mm sul piano trasversale, inoltre le variazioni dell’anatomia regionale del labbro hanno suggerito che, in alcuni casi, esso possa funzionare anche come un’estensione mobile della superficie articolare superiore. Il legamento gleno-omerale inferiore (LGOI), in particolare la sua banda anteriore, è strettamente adesa al bordo glenoideo ed al cercine a ore 4. Superiormente il labbro glenoideo ha un pattern di tipo meniscale. Antero-superiormente, il labbro ha un’inserzione più lassa alla glenoide e vi è uno stretto rapporto di contiguità con il capo lungo del bicipite; a ore 12, il labbro si inserisce nel tendine bicipitale, subito distalmente rispetto alla sua inserzione sul tubercolo sovraglenoideo. In tale sede la cartilagine ialina si estende anche oltre il bordo glenoideo e può determinarsi la presenza di un recesso sinoviale (recesso sub-labrale). La porzione antero-superiore del labbro o cercine glenoideo ha una presentazione morfologica di tipo meniscale, a forma triangolare con la punta libera indicante l’articolazione; tale porzione si inserisce nelle fibre del legamento gleno-omerale medio. Varianti anatomiche del complesso labbro ancora bicipitale sono:

• Buford complex: assenza del cercine antero-superiore con ispessimento cordoniforme del legamento gleno-omerale medio
• Forame sub-labrale: la porzione antero-superiore del cercine non è adesa al bordo glenoideo. Il forame è sempre anteriore al complesso labrobicipitale.
• Recesso sub-labrale: recesso tra il complesso labro-bicipitale e la porzione superiore della fossa glenoidea. Il tendine bicipitale si inserisce circa 5 mm medialmente rispetto al bordo glenoideo, dando vita a 4 tipologie di complesso labro-bicipitale.
• Tipo I: tendine fermamente inserito sul bordo glenoideo superiore, senza recessi.
• Tipo II: tendine inserito sul tubercolo sovra-glenoideo. La cartilagine ialina può risultare esuberante e determinare la presenza di un solco o recesso sinoviale che attraverso un eventuale forame può comunicare con la borsa sottoscapolare.
• Tipo III e IV: recessi sub-labrali ampi (anche fino a 10 mm)

La capsula articolare ed i legamenti della spalla

La capsula articolare parte dal collo anatomico dell’omero, ne circonda la testa e si inserisce sulla glenoide a livello del labbro glenoideo; è una struttura lassa con un recesso inferiore che consente l’ampia motilità tridimensionale della spalla. La capsula è costituita da 3 strati di collagene con orientamenti diversi, il più interno e il più esterno hanno orientamento assiale rispetto all’articolazione, quello intermedio ha orientamento perpendicolare a essi. La capsula ha dimensioni e caratteristiche variabili rispetto alla zona presa in esame, generalmente la parte posteriore è più sottile, mentre le parti inferiore, superiore e anteriore sono ispessite dai legamenti gleno-omerali (superiore, medio e inferiore). Essi sono importanti fattori di stabilizzazione dell’articolazione, la loro azione dipende dalla posizione assunta dal braccio nello spazio. Benché essi rimangano abbastanza lassi per gran parte del raggio di movimento della spalla, a gradi estremi di movimento essi sono in grado di prevenire eccessive rotazioni o traslazioni. È stato dimostrato che i tendini della cuffia dei rotatori sono inseriti alla testa dell’omero attraverso porzioni di capsula e di legamenti, è quindi stato proposto che le contrazioni della cuffia dei rotatori siano in grado di mettere in tensione i legamenti. Infine è da sottolineare l’estrema variabilità individuale per quanto riguarda lo spessore e addirittura la presenza o meno di questi legamenti.

• Il legamento gleno-omerale superiore (LGOS) e il legamento coraco-omerale (LCO) costituiscono la componente strutturale della regione “dell’intervallo dei rotatori”. Questo è uno spazio di forma triangolare interposto fra il bordo anteriore del tendine del sovraspinato e il bordo superiore del sottoscapolare. Il LCO è una struttura extra-articolare che origina dalla superficie laterale del processo coracoideo e si porta in fuori per inserirsi sulla piccola e sulla grande tuberosità. Il LGOS origina dal bordo superiore della glenoide, appena inferiormente al tendine del bicipite, decorre parallelo al LCO e si inserisce sulla piccola tuberosità. Queste due strutture costringono la testa omerale nella glenoide limitando la traslazione inferiore, la rotazione esterna quando il braccio è addotto e la traslazione posteriore quando la spalla è in una posizione di flessione anteriore, adduzione e rotazione interna.

• Il legamento gleno-omerale medio (LGOM) è il più variabile dei legamenti gleno-omerali essendo assente in più del 30% dei casi. Esso origina dalla glenoide superiore poco sotto il LGOS e decorre sul versante anteriore nella porzione media della capsula. Esso limita la traslazione anteriore della testa omerale quando il braccio è abdotto in un arco da 60° a 90° in rotazione esterna e la traslazione inferiore quando il braccio è addotto al fianco (Fig. 3.6).
• Il legamento gleno-omerale inferiore (LGOI) è una struttura di forma triangolare che scorre dal cercine alla testa fra sottoscapolare e tricipite. Esso è costituito da una banda anteriore (BA) e una banda posteriore (BP), tra di essi vi è interposta “un’amaca” capsulare che forma la tasca ascellare. Con l’abduzione questo complesso, spostato in basso dalla testa omerale, diviene teso in modo simile ad un’amaca. In rapporto alla rotazione della testa l’intero complesso ha la funzione di contenere la traslazione anteriore, posteriore ed inferiore della spalla abdotta. La rotazione interna fa in modo che il LGOI si sposti posteriormente limitando la traslazione posteriore, la rotazione esterna al contrario lo sposta anteriormente limitando la traslazione anteriore. La flessione e l’estensione orizzontale della spalla abdotta mettono in tensione la porzione rispettivamente posteriore e anteriore del complesso LGOI limitando sia la traslazione posteriore che anteriore. Infine il LGOI limita la traslazione inferiore con la spalla abdotta, questo ruolo è solo secondario in adduzione a causa dell’ampio ripiegamento che si viene a formare.

Varianti anatomiche dei legamenti gleno-omerali sono:

• Gruppo I: aspetto classico (LGOS, LGOM e LGOI).
• Gruppo II: LGOI e LGOM confluenti, senza separazione.
• Gruppo III: LGOM cordoniforme.
• Gruppo IV: LGO non riconoscibili, presente un unico ispessimento capsulare.

Cuffia dei rotatori

La cuffia dei rotatori è una struttura muscolo-tendinea costituita dall’unione di 4 tendini, il sovraspinato, il sottospinato, il piccolo rotondo che si inseriscono sulla grande tuberosità dell’omero ed il sottoscapolare che si inserisce sulla piccola tuberosità omerale. L’intervallo tra il tendine del m. sottoscapolare ed il tendine del m. sovraspinato è chiamato “intervallo dei rotatori”. Intervengono nei movimenti di extra-intrarotazione ed elevazione del braccio e la loro contrazione simultanea determina una centratura dinamica della testa dell’omero nella cavità glenoidea. La vascolarizzazione della cuffia è notevolmente complessa, deriva da vasi provenienti dall’osso, dalle strutture muscolari e tendinee adiacenti. Gerber riporta che il sovraspinato è vascolarizzato dall’arteria soprascapolare ad eccezione della sua inserzione che riceve sangue dai vasi circonflessi omerali posteriori. Studi microvascolari hanno identificato una zona, a circa 1 cm dall’inserzione omerale del sovraspinato, definita “zona critica” anatomicamente ipervascolarizzata in quanto ricca di anastomosi tra vasi ossei e tendini, ma funzionalmente ipovascolarizzata per il fenomeno di “wringing out” delle strutture vascolari conseguente alla compressione della testa omerale quando il braccio è in posizione di adduzione.

BIOMECCANICA

Fisiologia della spalla

La spalla, articolazione prossimale dell’arto superiore, è la più mobile di tutte le articolazioni del corpo umano. Possiede tre gradi di movimento, che permettono l’orientamento dell’arto superiore in rapporto ai tre piani dello spazio: asse trasversale, asse antero-posteriore, asse verticale.

La flesso-estensione

I movimenti di flesso-estensione avvengono intorno ad un asse frontale che decorre attraverso la testa dell’omero. L’estensione è normalmente un movimento di modesta ampiezza da 45° a 50°, mentre la flessione risulta essere un movimento di grande ampiezza che può raggiungere i 180°.

Adduzione e abduzione

Avvengono lungo un asse sagittale che attraversa la testa dell’omero. L’adduzione sul piano frontale, partendo dalla posizione di riposo, è meccanicamente impossibile in ragione della presenza del tronco. Essa è possibile solo in associazione a una flessione che permette 40-45° di movimento, o in associazione a una estensione che comunque permette solo pochi gradi di movimento. L’abduzione è il movimento che allontana l’arto superiore dal tronco. Con il solo contributo dell’articolazione gleno-omerale essa non supera i 90° di movimento, che risulta arrestato dal contatto della piccola tuberosità con il cercine glenoideo. Per gradi superiori si parla di elevazione che presuppone l’intervento delle articolazioni del cingolo scapolare e dell’articolazione scapolo-toracica, con un movimento di scivolamento e rotazione della scapola sulla parete toracica.

Movimenti di rotazione

La rotazione del braccio sul suo asse longitudinale si può effettuare in qualunque posizione si trovi la spalla, l’asse preso in considerazione parte dalla testa dell’omero e raggiunge il processo stiloideo dell’ulna (considerando l’arto superiore completamente esteso).
La rotazione esterna (Extrarotazione): ha un’ampiezza di 80°. Questa ampiezza totale di 80° è raramente utilizzata quando il braccio è verticale lungo il corpo.
La rotazione interna (Intrarotazione): ha un’ampiezza che va dai 100° ai 110°.

Movimenti di circonduzione

La circonduzione combina i movimenti elementari attorno ai tre assi. Quando il movimento è spinto e portato alla sua ampiezza massima, il braccio descrive nello spazio un cono irregolare: il cono di circonduzione. Questo delimita, in una sfera che abbia per centro la spalla ed un raggio uguale alla lunghezza dell’arto superiore, un settore sferico di accessibilità, all’interno del quale la mano può raggiungere gli oggetti senza muovere il tronco.

Stabilità gleno-omerale

L’articolazione gleno-omerale è una enartrosi dotata della massima libertà di movimento ed è quindi intrinsecamente instabile. In confronto all’articolazione dell’anca, dove la cavità acetabolare circonda buona parte della testa del femore fornendo una notevole resistenza alla lussazione, nella spalla, la piccola e piatta cavità glenoidea riesce ad inglobare una porzione molto ristretta della testa omerale. L’articolazione gleno-omerale è circondata da una sottile capsula articolare che è rinforzata, nella sua porzione antero-superiore, dai legamenti coraco-omerale e gleno-omerali. La capsula articolare ed i legamenti ad essa associati sono lassi e pertanto non in grado di stabilizzare l’articolazione, nella maggior parte delle comuni posizioni funzionali dell’articolazione gleno-omerale. Per questo motivo essi servono da “redini di controllo” nelle traslazioni e nelle rotazioni gleno-omerali ma non possono essere considerati “stabilizzatori principali”. I meccanismi stabilizzatori principali, che funzionano per l’intera varietà dei movimenti gleno-omerali, compresi quelli intermedi, sono (20):

• l’equilibrio gleno-omerale;
• la “concavity compression”;
• l’adesione-coesione;
• la ventosa gleno-omerale;
• il volume articolare limitato.

Equilibrio gleno-omerale

L’equilibrio gleno-omerale è un meccanismo stabilizzatore nel quale la glenoide è posizionata in modo che la somma vettoriale di tutte le forze dei muscoli che agiscono sulla testa omerale (forza di reazione globale dell’articolazione omerale) passi attraverso la cavità glenoidea. L’ipoplasia della glenoide o una frattura del bordo glenoideo o una lesione di Bankart, possono diminuire la lunghezza dell’arco glenoideo riducendo l’angolo di stabilità dato dall’equilibrio gleno-omerale. Il meccanismo di stabilità dell’equilibrio gleno-omerale può inoltre rivelarsi inutile in presenza di un grave squilibrio muscolare o di una eccessiva retroversione glenoidea perché, in queste condizioni, la forza di reazione globale dell’articolazione omerale non è allineata con la glenoide.

“Concavity compression”

La “concavity compression” è un importante meccanismo di stabilità per cui la compressione della testa omerale convessa, esercitata dai muscoli della cuffia dei rotatori, nella cavità glenoidea concava, mantiene la testa in posizione di stabilità rispetto alle forze di traslazione. Tale stabilità è in relazione alla profondità della concavità ed alla forza di compressione esercitata dai muscoli della cuffia dei rotatori. La profondità della cavità glenoidea è il risultato di un insieme di componenti che sono l’osso glenoideo con la sua lieve concavità centrale, la cartilagine articolare, che è più spessa alla periferia rispetto al centro, ed il labbro glenoideo. Questo meccanismo stabilizzatore può quindi essere compromesso nel caso in cui una glenoide presenti uno sviluppo ridotto o piatto o se la sua concavità effettiva risulti diminuita per lesione o usura. Fratture del bordo glenoideo o il distacco del labbro glenoideo, diminuendo la profondità effettiva della fossa glenoidea, possono quindi predisporre l’articolazione a ricorrenti sublussazioni o lussazioni. Analogamente, questo meccanismo di stabilizzazione si riduce per lesioni a carico della cuffia dei rotatori: il venir meno della loro funzione di “compressori” della testa omerale, può associarsi alla sub-lussazione superiore della testa omerale ed all’usura del labbro superiore della cavità glenoidea.

Adesione-coesione

L’adesione-coesione costituisce un meccanismo di stabilità per cui le superfici dell’articolazione, bagnate dal liquido articolare, sono mantenute insieme grazie all’attrazione molecolare del liquido verso se stesso e verso le superfici articolari. La stabilità fornita dall’adesione-coesione può essere compromessa da:

• processi infiammatori dell’articolazione che riducono le proprietà di adesione e coesione del liquido articolare;
• da processi degenerativi dell’articolazione che diminuiscono la produzione del liquido articolare e quindi la “bagnabilità” delle superfici articolari;
• da fratture delle superfici articolari o da una glenoide congenitamente piccola nelle quali l’area di contatto gleno-omerale diminuisce.

Ventosa gleno-omerale

Il centro della glenoide è coperto da uno strato relativamente sottile di cartilagine articolare. Più ci si allontana dal centro, più la cartilagine articolare si ispessisce, presentando una maggiore flessibilità. Nella parte più esterna, il labbro glenoideo ed infine la capsula assicurano una flessibilità ancora maggiore. Questa flessibilità graduata permette alla cavità articolare di adattarsi ed aderire perfettamente alla superficie articolare omerale che è liscia, creando un effetto “ventosa” che resiste alle forze distraenti. Questo meccanismo stabilizzatore viene definito ventosa gleno-omerale. Esso è inefficace in situazioni in cui la cavità non può aderire alla superficie della testa omerale, come nel caso di un distacco del labbro glenoideo o di una frattura della glenoide.

Volume articolare limitato

L’articolazione gleno-omerale è ermeticamente chiusa dalla capsula articolare. All’interno di essa vi è una pressione leggermente negativa che mantiene uniti i capi articolari. Questo meccanismo di stabilità può essere compromesso se viene introdotta dell’aria nell’articolazione (artrografia) o in tutte quelle situazioni in cui è presente liquido libero nell’articolazione (versamenti articolari, emartro).