Analisi del cammino

Negli ultimi decenni, l’evoluzione della scienza del cammino ha prodotto una serie di termini e concetti relativi alle  osservazioni della camminata umana. La terminologia che descrive la camminata umana  è iniziata con frasi descrittive ottenute dall’osservazione e dall’analisi cinematica di soggetti normali. I contributi separati di Saunders e al. (3), Perry (4), Sutherland (5,6) e altri studiosi hanno aumentato la comprensione della scienza del cammino e la sua terminologia.
Gli studi di Jacquelin Perry, soprattutto, sono sfociati in termini descrittivi per le fasi  e le funzioni della biomeccanica  del cammino(7). Queste fasi e funzioni hanno ricevuto ampia accettazione da parte degli  studiosi, quindi seguendo la classificazione internazionale possiamo denominare ogni fase del camino umano.
(Gait cycle ) il ciclo del passo
Nel cammino le gambe ripetono una sequenza di movimenti che portano avanti il corpo, mantenendo un assetto stabile. Ogni sequenza si sviluppa in una serie d’interazioni tra i vari segmenti delle gambe e la massa totale del corpo.

Per comprendere la complessità degli eventi che intercorrono tra un passo e l’altro, bisogna considerare diversi aspetti.
Ci sono tre approcci di base:

• Suddividere il ciclo del passo secondo le variazioni del contatto reciproco dei due piedi col suolo.
• Misurare il tempo e la lunghezza del passo.
• Indagare sul significato funzionale delle fasi del cammino.

Variazioni del contatto reciproco dei due piedi col suolo.
Durante il cammino, una gamba serve  come supporto mentre l’altra avanza in un nuovo sito di supporto, poi le gambe invertono i ruoli e la gamba che era stabile diventa mobile, mentre la gamba mobile diventa stabile.
Una singola sequenza per un arto è chiamato ciclo del passo(gait cycle).
Il momento del contatto col suolo è facilmente osservabile, quindi,  questo evento è stato scelto come inizio del ciclo del passo.
Normalmente le persone iniziano il contatto con il suolo appoggiando il tallone (heel strike, colpo di tacco) ma non tutti hanno questa capacità.

Ogni ciclo del passo è diviso in due periodi; la fase d’appoggio (stance) e la fase d’oscillazione(swing). Ogni ciclo inizia e termina con entrambe i piedi a contatto con il terreno, mentre a metà ciclo solo un piede tocca il terreno e l’altro  è  sempre sul suolo. Possiamo, quindi, dividere il ciclo del passo  in tre intervalli.

Fase iniziale di doppio appoggio o carico: quando entrambe i piedi sono al suolo, il  carico del peso del corpo è equamente diviso sui piedi, anche se non  avviene per la maggior parte  di questa fase.

Supporto(Carico) su una sola gamba; inizia quando il piede opposto è sollevato per oscillare. Durante questa fase l’intero peso del corpo è tenuto su una sola gamba. La durata di questa singola fase è il miglior indice della capacità di carico degli arti.

Fase terminale di doppio appoggio: inizia con il contatto al suolo della gamba controlaterale a continua fino  a che la gamba iniziale è sollevata per oscillare (toe-off alluce giù).In questa fase la distribuzione del carico è molto asimmetrica.

Misurazione dei tempi e della lunghezza del ciclo.
Grossolanamente possiamo dire che la fase d’appoggio occupa il 60% della ciclo del passo, mentre il 40% è costituito dalla fase d’oscillazione.
I tempi per la fase di carico sono divisi in;

•  10% per il doppio appoggio iniziale
• 40% per il supporto di una singola gamba
• 10% per il doppio appoggio finaleBisogna notare che l’appoggio su una sola gamba corrisponde all’oscillazione dell’altra ed avviene due volte nello stesso periodo.

Questi tempi variano secondo la persona e la velocità con cui  cammina. E’ stato dimostrato che la durata di queste fasi è inversamente proporzionale alla velocità con cui si cammina, perciò ad una velocità di 80m/min la fase d’appoggio dura il 62%  e quella d’oscillazione il 38%. Il tempo complessivo delle due fasi diminuisce man mano che la velocità aumenta, viceversa aumenta man mano che la velocità diminuisce.
Camminare velocemente, probabilmente, allunga la fase di supporto su una sola gamba, mentre abbrevia il doppio appoggio.
La caratteristica base del camminare è cambiare il ruolo delle gambe quando si ha un doppio appoggio; se questa fase viene omessa si sta correndo.

Le otto fasi del passo
Il ciclo del passo si divide in otto fasi funzionali. Tecnicamente sarebbero sub-fasi, visto che le fasi del ciclo del passo sono l’appoggio e l’oscillazione, ma la pratica comune, denomina questi intervalli funzionali; fasi.
La combinazione di queste otto fasi assolve tre compiti basilari che sono;

• Il carico del peso,
• Il sostegno su una sola gamba,
• La progressione dell’arto.

Il carico del peso comincia con il periodo d’appoggio e usa le prime due fasi del ciclo del passo (contatto iniziale, reazione al carico).
Il supporto su un solo arto continua con le altre due  fasi ( appoggio mediale e l’appoggio terminale).L’avanzamento dell’arto comincia nella parte finale della fase di sostegno ( pre-oscillazione) e continua nelle tre fasi d’oscillazione ( inizio dell’oscillazione, oscillazione mediale e oscillazione terminale).

Il carico del peso
Questo è il compito più impegnativo del ciclo del passo.
I tre  schemi funzionali servono:

• Per assorbire gli urti,
• Garantire l’iniziale stabilità degli arti,
• Preservare la progressione.

La sfida è trasportare il peso sopra la gamba che ha appena finito l’oscillazione in avanti ed ha un allineamento instabile.

Prima fase: il contatto iniziale
Questa fase consiste nel momento, in cui il piede tocca il terreno.

 

L’obbiettivo è di disporre la gamba per partire con la fase

di sostegno in modo tale che il tallone oscilli in avanti. L’anca è flessa, il ginocchio è esteso, la caviglia va dalla dorsiflessione al neutro, mentre il contatto col suolo è fatto con il tallone. L’altra gamba è alla fine della fase d’appoggio.

Seconda fase: reazione al carico
Questa è l’inizio del periodo di doppio appoggio. La fase comincia con il contatto iniziale del suolo e continua fino a che l’altra gamba non si solleva per l’oscillazione. Il peso del corpo è trasferito sopra la gamba anteriore. Il tallone è usato come un fulcro,mentre il ginocchio è flesso per assorbite l’urto. La flessione plantare della caviglia limita il perno del tallone per il contatto dell’avampiede col terreno. La gamba opposta è nella sua fase di pre-oscillazione.

Questo periodo si sviluppa in due fasi, l’appoggio mediale e l’appoggio terminale, differenti per i loro principali meccanismi di progressione.

Fase terza: medio carico
Nella prima metà del periodo di  appoggio su una sola gamba, una gamba che sostiene il peso avanza sul piede stabile per la dorsiflessione della caviglia, mentre l’anca e il ginocchio sono estesi. Contemporaneamente l’arto opposto, avanzando, si trova a metà della fase d’oscillazione.

Quarta fase: carico terminale

Durante la seconda metà del periodo di  carico, il tallone della gamba che sostiene il peso si alza e l’arto avanza sull’avampiede che oscilla, il ginocchio aumenta la sua estensione e incomincia a flettersi leggermente.

L’aumento dell’estensione dell’anca spinge l’arto in una posizione d’inseguimento.

L’altra gamba è nella fase terminale d’oscillazione.

Avanzamento dell’arto
La posizione preparatoria che soddisfa la prestazione dell’avanzamento, comincia con l’appoggio.

Poi la gamba oscilla e attraverso tre posizioni; si solleva, avanza e si prepara per il nuovo intervallo d’appoggio.
Le quattro fasi del passo si sviluppano attraverso:
1.   La pre-oscillazione( fine della fase d’appoggio),
2.   L’inizio dell’oscillazione,
3.   L’oscillazione  media
4.    La fine dell’oscillazione.
Fase quinta: pre-oscillazione
Questa fase, che è stata anche chiamata di trasferimento del peso o di rilascio del peso, è la fase terminale dell’intervallo di doppio appoggio del ciclo del passo.

Il peso corporeo è  trasferito bruscamente e scaricato prontamente sulla gamba, questo arto non da un attivo contributo all’evento, ma  l’arto liberato usa la sua libertà per prepararsi ad una rapida oscillazione.

Quando la gamba che avanza tocca il terreno, inizia il periodo terminale di doppio appoggio. La gamba di riferimento risponde con un aumento della flessione plantare della caviglia, una grande flessione del ginocchio e una piccola estensione dell’anca. La gamba opposta sta assumendo il carico.

Fase sesta: Inizio dell’oscillazione
Questa fase è circa un terzo del periodo d’oscillazione. Inizia con il piede che si alza dal suolo e termina con l’oscillazione del piede sull’altra gamba portante. Il piede è sollevato per la flessione dell’anca e l’aumento della flessione del ginocchio. La caviglia è solo parzialmente in dorsi flessione. L’altra gamba  è nella fase di medio carico.

Fase settima: oscillazione media
Questa seconda fase  del periodo d’oscillazione comincia con la gamba oscillante in avanti e la tibia in verticale. L’avanzamento dell’arto anteriore  porta il peso del corpo in avanti per la flessione dell’anca. Il ginocchio può estendersi come risposta alla gravità mentre la caviglia continua  ad andare dalla dorsiflessione al neutro. L’altra gamba è nell’ultima parte del medio appoggio.

Fase ottava: fine dell’oscillazione
Questa fase inizia con la tibia verticale e finisce quando il piede colpisce il terreno.
L’ avanzamento dell’arto è completato e la gamba si muove avanti sulla coscia.

Il ginocchio è in estensione, mentre l’anca mantiene appena la flessione e la caviglia continua  ad andare dalla dorsiflessione al neutro. L’altra gamba è al termine della fase di carico.

Le funzioni di base
Camminare su  un terreno accidentato, salire, scendere, cambiare direzione, correre, ballare, praticare uno sport, sono tutte attività che hanno bisogno di un certo impegno, ma sebbene siamo diverse le richieste tutte hanno in comune un modello funzionale di base che è progredire in avanti su un terreno pianeggiante. Durante il cammino, il corpo è funzionalmente diviso in due unità. La prima è il passeggero, la seconda il locomotore, sebbene in entrambe ci siano movimenti e azioni muscolari, l’intensità del lavoro e del coinvolgimento nel cammino sono differenti.

Il passeggero, che è costituito dal tronco, la testa e le braccia, riduce al minimo il suo coinvolgimento nella funzione diventando, appunto un passeggero, virtualmente responsabile  soltanto del suo allineamento sul sistema locomotore

Elftman ha introdotto il termine H.A.T. (inglese Cappello, Head : testa, Arms braccia, Trunk tronco.) per enfatizzare il concetto che questa unita sta sopra ed è porta dal sistema locomotore.L’azione muscolare del collo e del tronco serve per mantenere un allineamento neutro delle vertebre con i un minimo aggiustamento della postura durante il cammino.L’oscillazione delle braccia è coinvolta con elementi passivi e attivi ma non sembrano essenziali per la normale camminata.Le strutture comprese nell’HAT costituiscono una gran massa che rappresenta circa il 70% del peso corporeo. Il centro di gravità di questa struttura si trova appena davanti alla decima vertebra toracica.

Le due gambe e il bacino, anatomicamente formano il sistema locomotore. L’articolazione lombosacrale, le due articolazioni delle anche, le caviglie, l’articolazione subtalare, le metarsofalangee  sono  le undici articolazioni coinvolte in questo sistema. I segmenti ossei, bacino coscia, gamba, piede e dita servono da leve e per ogni arto ci sono 57  muscoli che ne controllano il movimento.
Il bacino, In particolare, funge da ponte  tra le gambe e unisce il tronco con le anche.
L’apparato locomotore supporta quattro funzioni principali:
·    Genera la forza propulsiva
·    Mantiene la stabilità nonostante i cambiamenti della postura.
·    Minimizza gli urti dell’impatto col suolo
·    Conserva l’energia riducendo la richiesta dello sforzo muscolare.
L’adempimento di queste funzioni dipende da  schemi motori distinti, che s’intersecano nei tre piani dello spazio, ciascuno dei quali rappresenta una serie complessa di relazioni tra la massa del corpo  e gli arti.

MANTENERE LA STABILITA’
Stare eretti è determinato da un equilibrio funzionale tra l’allineamento del corpo  e l’attività muscolare di ciascuna articolazione.
Ogni segmento del corpo riesce a controllare il suo peso che cade verso il suolo, tirato dalla gravità. Considerando il centro di gravità come un punto, possiamo affermare che questo rappresenti il peso della massa. C’è una stabilità passiva quando il centro di gravità del segmento superiore è direttamente allineato sopra il centro delle articolazioni di supporto.
La sicurezza di questa posizione dipende dalla qualità della superficie di supporto  e dalle forze esterne.
Nel corpo ci sono tre situazioni  anatomiche che minano la stabilita della posizione eretta.
Il peso del corpo: il 70% del peso corporeo si trova sopra gli arti, che costituiscono solo il 30%.
Gli arti sono un’unità multisegmentale.
La forma delle articolazioni più basse degli arti (caviglia, piede).
L’allineamento del peso del corpo è un fattore prioritario. Durante la stazione eretta e il cammino, l’effetto del peso del corpo è identificato dai vettori del corpo; in pratica il corpo cade in basso ma genera una forza uguale e contraria.(legge di Netwon)
Il sistema articolare è costruito più per la mobilità che per la stabilità, le ossa sono lunghe, le superfici articolari arrotondate; quindi si richiede un controllo delle forze.
Le forze implicate in questo meccanismo sono:

• La caduta del peso del corpo.
• La tensione dei legamenti
• L’attività muscolare

Un equilibrio passivo tra i vettori del corpo e la tensione dei legamenti,  può essere raggiunto attraverso l’iperestensione delle anche e delle ginocchia, utilizzando il legamento obliquo posteriore delle ginocchia e il legamento ileofemorale delle anche.
L’iperestensione di queste articolazioni permette  al peso del corpo di passare  anteriormente all’asse delle ginocchia e posteriormente all’asse delle anche.

In questo modo le articolazioni sono bloccate da due forze opposte il peso del corpo e la tensione dei legamenti. Nelle caviglie c’è una ricerca simile di stabilità passiva. Le caviglie non sono dislocate in mezzo al piede, sono più vicine al tallone che alla testa dei metatarsi, inoltre la tuberosità calcaneare è una superficie appoggio molto ristretta rispetto alla punta di quest’osso.
L’ apice arrotondato di questa tuberosità è abbastanza in linea con il margine posteriore dell’articolazione della caviglia: quindi il limite di sicurezza è di circa un centimetro. Anteriormente la metà del piede e l’avanpiede si estendono per circa 10 centimetri fino alla testa dei metarsi. Il punto di mezzo tra la testa dei metatarsi e  la tuberosità calcaneare dovrebbe essere circa 5 cm anteriormente all’asse traverso  della caviglia. Disporre i vettori del corpo sopra questo punto richiede una dorsiflessione della caviglia di circa 5°, attuata dal muscolo soleo  che controlla l’allineamento anteriore della tibia.

Lo stato di quiete
Teoricamente stare fermi in piedi richiede un impegno muscolare minimo, visto che il peso è distribuito tra i due piedi, sempre teoricamente l’equilibrio è mantenuto dal perfetto allineamento del centro del passeggero ( margine anteriore dell’undicesima o decima vertebra toracica) sopra l’asse delle anche, delle ginocchia, delle caviglie e delle articolazioni subtalari.

La stabilità  manca se nessun’articolazione è bloccata, quindi  una minima oscillazione, anche il battito del cuore, può compromettere l’equilibrio di tutti i segmenti.
E’ stato visto che in un corpo eretto, in uno stato di quiete, l’equilibrio è mantenuto dai vettori del corpo che partendo dal centro della testa ( tra le orecchie) si proiettano in basso davanti alla quarta vertebra lombare e si arrestano  nel piede 1,5  cm davanti alla caviglia.
E’ stato visto che un avanzamento di 5 cm è indice di un cattivo allineamento, anche solo 2 cm indicano una variazione notevole della localizzazione del centro di pressione.
L’allontanamento dal corretto allineamento è determinato dalla variazione di mobilità delle articolazioni delle caviglie e delle ginocchia e dal relativo allungamento dei muscoli soleo e gastrocnemio.
Lo stabile allineamento dei vettori del corpo, con l’estensione delle ginocchia ridotta a zero, richiede la dorsiflessione della caviglia.
Le persone che tengono le ginocchia in iperestensione possono avere un allineamento simile mantenendo le caviglie in posizione neutro o in leggera flessione plantare.
In una corretta posizione statica, però; la proiezione del centro di gravità del corpo è posto a 0,6 cm posteriormente all’asse dell’anca e anteriormente alle caviglie.
Sul piano coronale la larghezza dell’area di supporto dei piedi è di circa 7 cm tra il centro dei due piedi. Un’equa divisione del peso del corpo, scarica i vettori del corpo al centro di quest’area di supporto, anche se in pratica si tende sempre a slittare leggermente a destra.
LO stato di quiete della posizione eretta in realtà non è uno stato di quiete totale perché c’è sempre  una lenta ma continua oscillazione da una gamba all’altra sul piano sagittale e su quello coronale.(7-8-16-17).
Le misurazioni hanno dimostrato che questo spostamento  è di 5mm lateralmente e 8mm in avanti, si ottiene così un  piccolo arco,  che si attua ad una velocità tra i quattro e i sei cicli il secondo.
Normalmente le persone per gli spostamenti volontari  possono usare il 54% della lunghezza del piano sagittale e il 59% della larghezza del piano coronale e mantenere una stabile posizione eretta.Questo dimostra quanto è versatile la postura umana.
La capacità di stare in piedi fermi su due gambe, è simile alla posizione al medio appoggio del ciclo del passo quindi; questa posizione   può essere considerato un test preliminare della capacità di camminare. L’allineamento ha bisogno della percezione dell’equilibrio, della mobilità delle articolazioni e del controllo muscolare.

LA STABILITÀ DINAMICA
Durante il cammino, il corpo si muove da dietro in avanti sul supporto dei piedi; per tutto il tempo, l’area di supporto dei piedi cambia dal tallone alla pianta all’avanpiede.
Solo a metà del periodo d’appoggio, il corpo è approssimativamente allineato come nella postura da fermo. All’inizio del ciclo del passo, quando la gamba  sostiene il carico,  il piede è allineato con il tronco;  a questo punto i vettori del corpo sono anteriori all’anca e posteriori al ginocchio. Entrambe le articolazioni creano una flessione rotatoria, necessaria ad attivare l’estensione dei muscoli che tirano indietro  il corpo che sta cadendo in avanti. Durante il medio appoggio, il corpo è sopra il piede,  riducendo a zero l’estensione rotatoria, l’avanzamento continua e gradualmente il corpo introduce un’estensione passiva dell’anca e della caviglia. Nello stesso tempo il peso del corpo passa oltre la caviglia introducendo una  nuova area d’instabilità posturale. Ora il controllo attivo della flessione plantare deve equilibrare la caduta in avanti del peso del corpo. Per tutta la durata dell’appoggio, l’azione muscolare è diretta per decelerare l’influenza della gravità e lo slancio creato dell’estensione rotatoria dell’anca e della caviglia e dalla dorsiflessione della caviglia, che minaccia la stabilità.
Camminando  velocemente i vettori del corpo aumentano la domanda muscolare per la decelerazione.
L’APPOGGIO SU UN SOLO ARTO
Quando entrambe i piedi sono a contatto con il suolo, il tronco è sostenuto bilateralmente, se un piede è sollevato per oscillare quest’equilibrio Ë disturbato.

Ora, il centro dell’HAT è allineato nel centro del sostegno dei due arti e le anche, molto mobili, sono il ponte di congiunzione. Per preservare l’equilibrio su una sola gamba sono necessarie due azione preparatorie; che sono la traslazione laterale della massa corporea e  l’azione muscolare delle articolazioni delle anche che stabilizza il bacino e il tronco  tenendoli eretti.
Durante la stazione eretta da fermi, la traslazione del corpo porta il peso su un piede, usando il valgismo del ginocchio e della caviglia. Durante il cammino, l’instabilità è cercata fino a che la gamba che sta oscillando sarà pronta  ad intercettare, diminuendo il valgismo del ginocchio, la caduta corpo  all’inizio del nuovo passo.
IL PROGREDIRE
La funzione basilare del sistema locomotore è quella di muovere il corpo in avanti da un posto all’altro in modo che la testa e le mani possano svolgere i loro numerosi compiti.
Per realizzare quest’obiettivo, la caduta in avanti del peso del corpo è usata come principale propellente; ma la  mobilità alla base dell’arto di supporto è un fattore critico nella libertà della caduta.
Il punto cruciale del sistema  è costituito dai  piedi e dalle caviglie che per tutta la fase d’appoggio, conservano lo slancio. In maniera seriale il tallone, la caviglia e l’avampiede  servono come un dondolo che permette al corpo di avanzare mentre le ginocchia, di base, mantengono l’estensione.

La progressione si attua perché i muscoli della caviglia trattengono l’articolazione, mentre l’oscillazione in avanti dell’arto contro laterale costituisce una seconda forza di trazione.
Questa seconda forza è generata dall’accelerazione dell’avanzamento della gamba e dal suo allineamento anteriore. La somma di queste azioni fornisce la spinta e nello stesso tempo diminuisce lo slancio residuo sulla gamba d’appoggio. Un momento particolarmente critico si ha durante il medio appoggio quando; i vettori del corpo, passata la verticale, ancora attuano una posizione di caduta in avanti.
Alla fine del passo il peso del corpo che  cade è intercettato dalla gamba controlaterale, che sta  oscillando in avanti per assumere il ruolo di gamba portante. In questo modo un ciclo di progressione viene iniziato e perpetuato da una serie d’azioni reciproche tra le due gambe.

INIZIO DEL PASSO
Dalla fase iniziale di quiete, con il peso distribuito su entrambe, i piedi, ci sono tre azioni fondamentali per iniziare a camminare.
La sequenza inizia con un piccolo spostamento del peso corporeo in avanti per poter sollevare la gamba.
Presumibilmente  questo serve per valutare la massa da sollevare(1.12)poi; tutto il peso è trasferito lateralmente sulla gamba d’appoggio, per ultimo il peso si sposta in avanti sulla gamba d’appoggio, così il corpo è allineato per cadere in avanti e il piede oscillante è sollevato.
Il controllo della caviglia sull’arto d’appoggio è modificato per consentire la caduta in avanti. L’esatto schema d’azione dipende dalla posizione di partenza, normalmente con la caviglia in leggera dorsiflessione, il muscolo soleo riduce leggermente la sua forza e la tibia aumenta la sua inclinazione, il peso del corpo segue il cambiamento d’allineamento. Quando una persona sta con le ginocchia in iperestensione e le caviglie sono in leggera flessione plantare, il tibiale anteriore e l’estensore lungo delle dita si contraggono per tirare in avanti la tibia.
Una volta oltrepassato  l’asse  verticale, la gamba è controllata dal muscolo soleo nella maniera abituale, quindi; senza tener conto della posizione di partenza delle gambe, il passo inizia sempre con lo spostamento del peso e lo sbilanciamento anteriore sulla gamba d’appoggio. Il sollevamento della gamba in oscillazione serve per cambiare la posizione del corpo per la propulsione.

La flessione dell’anca e la dorsiflessione della caviglia della gamba in oscillazione, creando una forza in avanti, disturbano l’equilibrio da fermo, in più la rapida flessione dell’anca aggiunge un’accelerazione che n’aumenta l’effetto.
La caduta del peso del corpo è intercettata dall’arto contro laterale, che al momento ha completato la sua oscillazione in avanti ed è pronto per assumere il ruolo d’arto d’appoggio. Il contatto con il suolo è fatto con il tallone per permettere la progressione in appoggio. In questo modo si perpetua una serie d’azioni reciproche tra le due gambe.
IL CICLO DI PROGRESSIONE
L’avanzamento dipende dalla mobilità dell’arto di supporto. Appena il peso del corpo è spostato sull’arto, la forza è principalmente diretta verso il suolo, quindi, il procedere del corpo dipende dal redirezionamento di questa forza, in modo da combinare progressione e stabilità.
L’elemento essenziale per la progressione sull’arto d’appoggio è  l’azione altalenante del piede e della caviglia anche tutta i gradi d’estensione passiva del ginocchio e dell’anca sono dei fattori critici.
Il bilanciere del tallone
Appena il peso del corpo è caricato sull’arto d’appoggio, l’impulso generato dalla caduta in avanti è preservato dal bilanciare del tallone.
Il contatto con il suolo è attuato dalla superficie arrotondata della tuberosità del calcagno, come il peso del corpo è scaricato sul piede, il segmento d’osso che sta tra la tuberosità calcaneare e il centro dell’articolazione della caviglia  serve da fulcro per far rotolare in avanti il piano.
I muscoli pre-tibiali frenando la caduta del piede creano un vincolo con la tibia che t tira la gamba in avanti.
Questo effetto di progressione è trasmesso alla coscia dal quadricipite, infatti; mentre questo muscolo frena la flessione del ginocchio unisce anche il femore alla tibia, in questo modo il bilanciere del tallone facilita la progressione dell’intero arto di supporto. Da tutto ciò consegue che una rilevante parte della forza di caduta  Ë diretta in avanti piuttosto che essere totalmente scaricata  verso il suolo.
Il bilanciere della caviglia
Una volta che l’avampiede è caduto al suolo, la caviglia diventa il fulcro della progressione. Con il piede fermo, la tibia continua ad andare avanti   per la dorsiflessione passiva della caviglia avvenuta come risposta all’impulso.

Durante questo periodo i vettori del corpo avanzano per la lunghezza del piede fino alla tasta dei metatarsi. Un aspetto critico del bilanciere della caviglia è la qualità d’azione del muscolo soleo poiché; si contrae rendendo  la tibia una base stabile per l’estensione del ginocchio, assistito dal gastrocnemio, permettendo l’avanzamento, controllando l’intensità della flessione plantare. Questo è il primo esempio di controllo selettivo.

Il bilanciere dell’avampiede
Il tallone sale, mentre la base di vettori del corpo(centro di pressione) raggiunge la testa dei metatarsi. La  testa arrotondata dei metatarsi serve da bilanciere dell’avampiede. L’avanzamento è accelerato dal peso del corpo che cade  oltre l’area di supporto del piede, questa è la forza propellente più forte durante il ciclo del passo.
La massa del corpo è un peso passivo alla fine di una lunga leva, dove non ci sono forze che trattengono la caduta. Il bilanciere dell’avampiede serve anche per accelerare l’arto che avanza in pre-oscillazione.
La flessione del ginocchio in pre- oscillazione.
Una forza di spinta è creata dalla complessa interazione tra  i meccanismi dell’anca e del ginocchio dell’arto che inizia la pre- oscillazione. Il centro di pressione dei vettori del corpo è sulle teste dei metatarsi e  passa per il centro del ginocchio.
La gamba sta cominciando rapidamente a scaricare per trasferire il peso del corpo sull’altro piede. L’azione residua del muscolo gastrocnemio gira intorno al piede circa a livello delle articolazioni metatarso falangee.
Il risultato è la simultanea flessione della caviglia e flessione del ginocchio. Allo stesso tempo gli adduttori flettono l’anca per impedire  che il corpo cada medialmente. Continuando la flessione dell’anca all’inizio dell’oscillazione si ha un rapido avanzamento della coscia, che aggiunge una spinta necessaria all’avanzamento del sistema.

La flessione dell’anca nella fase d’oscillazione.

Il progressivo  avanzamento in avanti della gamba in oscillazione è attuato dalla gamba che porta il peso durante la fase iniziale di pre-oscillazione. Allo stesso tempo un aumento della forza è necessario per portare la massa del corpo e la gamba di supporto in avanti e in alto dalla posizione di carico, relativamente  bassa, acquisita nell’intervallo iniziale di doppio appoggio.
L’estensione del ginocchio nella fase d’oscillazione.
La combinazione dell’estensione del ginocchio e dell’avanzamento della coscia nelle metà dell’oscillazione aggiunge il peso della tibia alla massa della gamba che è oltre l’asse della gamba d’appoggio.

Questo cambiamento nell’allineamento della gamba che oscilla continua  la  trazione fino a quando la  gamba d’appoggio ha una minima spinta intrinseca. L’estensione attiva del ginocchio alla fine dell’oscillazione completa il contributo all’avanzamento della gamba che oscilla.

A causa del minor peso della gamba e del piede la forza del piede per quest’azione dovrebbe essere minore  di quella generata dalla caduta del peso del corpo sopra la gamba d’appoggio.

Alla fina di queste azioni l’avanzamento totale della coscia e della tibia porta la gamba in una posizione appropriata per intercettare la caduta del peso del corpo  all’inizio di una nuova fase d’appoggio. Un nuovo ciclo del passo inizia.

ASSORBIMENTO DEGLI URTI
Il trasferimento del peso del corpo dal piede posteriore e quello anteriore è un cambio piuttosto brusco.
Alla fine della fase d’appoggio su un solo arto, il peso del corpo è sull’area di supporto dell’avampiede, si crea una situazione d’instabilità del corpo che cade in avanti verso terra. Alla fine della fase d’oscillazione il peso del corpo ha una caduta libera di circa un centimetro che causa un brusco carico sulla gamba che in avanti.
L’ intensità di quest’impatto è ridotta da una reazione d’assorbimento attuata dalla caviglia, ginocchio e anca.
Ci sono tre strategie motorie che si attuano durante il carico nel ciclo del passo:

• La flessione plantare della caviglia; è la reazione immediata al contatto del tallone con il suolo, occorrono più di 10° gradi di flessione per questa piccola caduta. Poi l’azione dei muscoli pretibiali trattiene il movimento e ritarda il contatto con il suolo, riducendo la velocità d’impatto con il terreno.
  
• La flessione del ginocchio è il secondo meccanismo d’assorbimento degli urti. La flessione è anche una reazione del perno del tallone nell’iniziale contatto del piede al suolo. I muscoli pretibiali, appena, si attivano per  ritardare la caduta del piede; creano con le loro inserzioni, sulla tibia e il perone, un vincolo che segue la gamba nella caduta del piede. La rotazione in avanti della tibia riduce il supporto disponibile al femore e così il corpo cade. Tutto ciò causa la flessione del ginocchio, mentre il centro dell’articolazione è anteriore ai vettori del corpo. L’azione del quadricipite, trasferendo parte della forza del carico sulla massa del muscolo della coscia,  decelera la velocità di flessione del ginocchio; l’impatto sul suolo diminuisce.
• Il Bacino. Il brusco carico del peso nello stesso modo è trasferito sull’altro arto; quindi  una volta liberato dall’appogio  una parte del bacino, inizia la caduta del lato opposto. Il tronco resta centrato sul bacino anche quando questo cade da un lato. La velocità di caduta del bacino è  rallentata dai muscoli abduttori della gamba d’appoggio, anche in questo caso l’impatto è assorbito dall’azione muscolare, come risultato il carico totale sopportato dall’anca d’appoggio è ridotto.