Biomecânica do joelho - Aspectos anatômicos

Atualizado: 18 de Ago de 2019



Anatomia da articulação do joelho


O joelho é composto pela extremidade distal do fêmur, extremidade proximal da tíbia e patela. Além disso, possui estruturas estabilizadoras e protetoras da cartilagem (ligamentos e os meniscos) que estão embebidas pelo líquido sinovial e envoltos pela membrana sinovial.




A articulação do joelho é uma articulação sinovial complexa, tipo dobradiça, que possui duas articulações separadas:

  • Articulação patelo-femoral: consiste na articulação entre a patela e a superfície patelar localizada na região frontal da extremidade distal do fêmur

  • Articulação tíbio-femoral: consiste na articulação entre o fêmur e a tíbia

Ela é banhada por um líquido sinovial viscoso, que está contido dentro da membrana sinovial.


Estruturas estabilizadoras dos joelhos


O joelho realiza a função de dobradiça, que regula a altura do tronco em relação ao solo, o que muita mobilidade. Além disso, como está localizada entre os dois ossos mais longos do corpo humano (fêmur e tíbia) e ser submetida a forças importantes, há necessidade desta articulação possuir grande estabilidade.

A estabilidade da articulação do joelho é devida a dois componentes principais:

  • Estabilidade estática: principalmente pelos ligamentos

  • Estabilidade dinâmica: principalmente pelos músculos

  • Congruência articular: principalmente pelos meniscos

Em uma situação de normalidade, há uma harmonia no desempenho de ambos componentes.

Ligamentos


Os ligamentos e os tendões são tecidos conectivos densos, constituídos por poucas células, conhecidas como fibroblastos, imersas numa grande matriz intercelular, correspondente a cerca de 80% do volume total dos ligamentos. Essa matriz é formada aproximadamente por 70% de água e 30% de material sólido, principalmente compostos por colágenos tipo I, III e V, glicoproteínas e elastina.

Os principais ligamentos que conferem estabilidade ao joelho são:

  • Ligamento colateral tibial: insere-se no côndilo medial do fêmur e no côndilo medial da tíbia; é intimamente aderido ao menisco medial; impede o movimento de afastamento dos côndilos mediais do fêmur e tíbia.

  • Ligamento colateral fibular: insere-se no côndilo lateral do fêmur e na cabeça da fíbula; impede o movimento de afastamento dos côndilos laterais do fêmur e tíbia.

  • Ligamento cruzado anterior: insere-se na eminência intercondilar da tíbia e vai se fixar na face medial do côndilo lateral do fêmur; impede o movimento de deslizamento anterior da tíbia ou deslizamento posterior do fêmur, além da hipertensão do joelho.

  • Ligamento cruzado posterior: é mais robusto, porém mais curto e menos oblíquo em sua direção quando comparado ao ligamento cruzado anterior; insere-se na fossa intercondilar posterior da tíbia e na extremidade posterior do menisco lateral e dirige-se para frente e medialmente, para se fixar na parte anterior da face medial do côndilo medial do fêmur; o ligamento cruzado posterior é estirado durante a flexão da

  • articulação joelho. Impede o movimento de deslizamento posterior da tíbia ou o deslocamento anterior do fêmur.

Meniscos


Os meniscos são cartilagens presentes na articulação do joelho, entre os côndilos do fêmur e da tíbia e têm a função de diminuir o impacto e promover a adaptação (congruência) entre as faces articulares do fêmur e da tíbia. São dois meniscos, um medial e outro lateral, ambos localizados acima da tíbia. Têm o formato de meia-lua, com uma divisão em corno anterior, corpo e corno posterior. Como a cartilagem, apresentam poucos vasos sanguíneos, o que dificulta sua capacidade de regeneração, caso sofram alguma lesão.

As funções dos meniscos são a diminuição do stress compressivo na articulação tíbio-femoral, a estabilização da articulação durante o movimento, diminuindo a fricção e guiando a artrocinemática do joelho, a diminuição da pressão na cartilagem articular e permitir o suporte de cerca de 50% da carga total imposta aos joelhos.


Músculos


O joelho é atravessado por diversos músculos. As principais características estão descritas a seguir:


Reto femoral

Origem: espinha ilíaca ântero-inferior

Inserção: patela

Ação(ões) primária(s): extensão

Inervação: femoral (L2-L4)


Vasto lateral

Origem: trocanter maior e linha áspera lateral

Inserção: patela

Ação(ões) primária(s): extensão

Inervação: femoral (L2-L4)


Vasto intermédio

Origem: fêmur anterior

Inserção: patela

Ação(ões) primária(s): extensão

Inervação: femoral (L2-L4)


Vasto medial

Origem: linha áspera medial

Inserção: patela

Ação(ões) primária(s): extensão

Inervação: femoral (L2-L4)


Semitendíneo

Origem: porção medial do túber isquiático

Inserção: terço proximal medial da tíbia

Ação(ões) primária(s): flexão, rotação medial

Inervação: ciático (L5-S2)


Semimembranáceo

Origem: porção lateral do túber isquiático

Inserção: região proximal medial da tíbia

Ação(ões) primária(s): flexão, rotação medial

Inervação: ciático (L5-S2)


Bíceps femoral

Origem (cabeça longa): túber isquiático

Origem (cabeça curta): linha áspera lateral

Inserção: porção posterior do côndilo lateral da tíbia, cabeça da fíbula

Ação(ões) primária(s): flexão, rotação lateral

Inervação: ciático (L5-S2)


Sartório

Origem: espinha ilíaca ântero-superior

Inserção: terço proximal medial da tíbia

Ação(ões) primária(s): auxilia na flexão e na rotação lateral do quadril

Inervação: femoral (L2-L3)


Grácil

Origem: sínfise púbica, região anterior e inferior

Inserção: terço proximal medial da tíbia

Ação(ões) primária(s): adução do quadril e flexão do joelho

Inervação: obturador (L2-L3)


Poplíteo

Origem: côndilo lateral do fêmur

Inserção: porção medial da parte posterior da tíbia

Ação(ões) primária(s): rotação medial, flexão

Inervação: tibial (L4-L5)


Gastrocnêmio

Origem: região posterior dos côndilos medial e lateral do fêmur

Inserção: tuberosidade do calcâneo pelo tendão calcâneo

Ação(ões) primária(s): flexão

Inervação: tibial (S1-S2)


Plantar

Origem: porção distal da região posterior do fêmur

Inserção: tuberosidade do calcâneo

Ação(ões) primária(s): flexão

Inervação: tibial (S1-S2)


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Referências:

  1. Flandry, F; Hommel, G. Normal Anatomy and Biomechanics of the Knee. Sports Med Arthrosc Rev 2011;19:82–92

  2. Madeti, BK, Chalamalasetti, SR at al. Biomechanics of knee joint – a review. Front Mech Eng 2015, 10(2): 176-186

  3. Masouros, SD, Bull, AMJ, Amis, AA. Biomechanics of the knee joint. Orthop Trauma 2010; 24(2): 84-91

  4. McDermott, ID, Masouros, SD, Amis, AA. Biomechanics of the menisci of the knee. Cur Orthop 2008; 22: 193-201

  5. Shenoy, R, Pastides, PS, Nathwani, D. Biomechanics of the knee and TKR. Orthop Trauma 2013; 27(6): 364-371


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