ANALISIS SOBRE LA ARTICULACIÓN DE LA RODILLA. Las superficies articulares y tipo de articulación La articulación de la rodilla en el eje transversal, corresponde al tipo troclear, dado que la superficie del extremo inferior del fémur constituye una polea o, con mayor exactitud, un segmento de polea que, por su forma recuerda a un tren de aterrizaje doble de avión. Los dos cóndilos femorales, convexos en ambos sentidos forman las dos carillas de la polea y corresponden a las ruedas del tren de aterrizaje, se prolongan hacia delante por las dos carillas de la tróclea femoral. En cuanto a la garganta de la polea, está representada por la garganta de la tróclea femoral (por delante) y la escotadura intercondílea (por detrás). Por la parte tibial, las superficies están conformadas de manera inversa, y se organizan sobre dos correderas paralelas, incursadas y cóncavas, separadas por una cresta roma anteroposterior: la glenoides externa (GE) y la interna (GI) se encuentran situadas cada una en una corredera de la superficie (S) y están separadas por la cresta. Por delante, en la prolongación de dicha cresta se halla la cresta roma de la cara posterior de la rótula (R), cuyas vertientes prolongan la superficie de la glenoides. Este conjunto de superficies está dotado de un eje transversal (I) que coincide con el eje de los cóndilos (II) cuando la articulación está encajada. De este modo, la glenoides corresponden a los cóndilos mientras que el macizo de las espinas tibiales se sitúa en la escotadura intercondílea; este conjunto constituye desde el punto de vista funcional, la articulación femorotibial. Por delante, las dos vertientes de la superficie articular de la rótula se corresponden a las dos carillas de la tróclea femoral, insertándose la cresta roma en la garganta de la tróclea: este conjunto funcional se llama articulación femoropatelar. Ambas articulaciones funcionales, femorotibial y femoropatelar, están contenidas en una sola articulación anatómica: la articulación de la rodilla. Vistos por su cara inferior, los cóndilos forman dos prominencias convexas, en ambas direcciones y alargadas de adelante atrás, pero no son idénticos; sus ejes anteroposteriores no son paralelos sino que divergen hacia atrás ; y el interno (I) es más estrecho y diverge más que el externo (E). Entre la tróclea y los cóndilos se dibuja la ranura condileotroclear ( r ). La escotadura intercondílea ( e ) está en el eje de la garganta troclear ( g ). La carilla externa de la tróclea es más prominente que la interna.
En un corte frontal se aprecia que la curvatura convexa de los cóndilos, en un sentido transversal, corresponde a la curvatura cóncava de las glenoides. Si se realizan cortes por las líneas aa y bb se obtiene el perfil exacto de los cóndilos y las glenoides Mientras la glenoides interna es cóncava en sus dos sentidos, la externa es cóncava en sentido transversal y convexa en el sagital. Esto significa que el cóndilo femoral interno es relativamente estable en su glena, y el cóndilo externo más inestable, por lo que su estabilidad en los movimientos depende esencialmente de la integridad del ligamento cruzado anteroesterno (que se verá mas adelante). Por otra parte, los radios de curvatura de los cóndilos y las glenoides no son iguales, y se crea una discordancia de las superficies, por lo que la articulación de la rodilla es la representación misma de las articulaciones no concordantes. El restablecimiento de la concordancia corre por cuenta de los meniscos. Si la cresta roma de la superficie inferior se sitúa dentro de la garganta de la polea en toda su longitud, impide cualquier movimiento de rotación entre las superficies inferior y superior; para que la rotación axial sea posible, es preciso que la superficie inferior se modifique de la modo que reduzca su longitud suprimiendo los extremos, de tal forma que la parte media funcione como un pivote. Este pivote es el macizo de las espinas tibiales que forma la vertiente externa de la glenoides interna y la vertiente interna de la glenoides externa. La transformación de las superficies toma como Primero tomemos ranura, y otra interiores de la facilidad una sobre Si eliminamos los dos extremos de la espiga que no quede mas que su parte central, deben superar la anchura de la ranura, la espiga por un pivote cilíndrico, susceptible ranura de la superficie superior articulares se comprende mejor cuando se ejemplo un modelo mecánico. dos piezas, una superior, provista de una inferior, con una espiga del tamaño y medidas ranura; las dos piezas pueden deslizarse con otra pero no girar. de la pieza inferior para cuyos diámetros no habremos reemplazado de ser introducido en la
En este momento las dos piezas acopladas son capaces de efectuar dos tipos de movimientos: uno deslizante del espigón central a lo largo de la ranura, que corresponde a la flexiónextensión; y otro de rotación del pivote en el interior de la ranura, que corresponde a la rotación alrededor del eje longitudinal de la pierna. Alineación ósea: El eje de la diáfisis del fémur no está situado con exactitud, en la prolongación del eje del esqueleto de la pierna y forma con este último un ángulo obtuso, abierto hacia fuera, de 170 a 175 º, denominado valgus fisiológico de la rodilla. El eje mecánico del miembro inferior (MI) está dado por una recta (HOC) que une los centros articulares de la cadera (H), de la rodilla (O) y del tobillo (C). Como se ve en la figura, en la pierna coinciden el eje del esqueleto con el de la tibia, mientras que en el muslo el eje mecánico (HO) forma un ángulo de 6º con el eje femoral. Cabe destacar que, al estar las caderas más separadas entre sí que los tobillos, el eje mecánico del MI resulta algo oblicuo hacia abajo y adentro, formando un ángulo de 3º con la vertical Los sentidos de libertad de movimiento de la articulación están determinados por los ejes de la misma. El eje transversal o XX, alrededor del cual se efectúan los movimientos de flexión-extensión en el plano sagital, se encuentra contenido en un plano frontal, y atraviesa los cóndilos femorales en sentido horizontal. Debido al valgus fisiológico, existen diferencias entre los ángulos que forman el eje del fémur con el XX (de 81º) y éste con el eje de la pierna (91º), motivo por el cual en la flexión completa, el eje de la pierna no se encuentra situado exactamente detrás del fémur, sino por detrás y algo por dentro del mismo, lo que hace que el talón se desvíe en dirección al plano de simetría: toma contacto con el glúteo de la tuberosidad isquiática
La rotación alrededor del eje longitudinal o YY sólo es posible con la rodilla en flexión, dado que cuando la articulación se encuentra en extensión completa, el eje de la pierna se confunde con el eje mecánico del MI y la rotación axial es realizada por la cadera. El eje anteroposterior o ZZ, perpendicular a los dos precedentes, es el que permite los movimientos laterales con la rodilla en flexión únicamente LOS MOVIMIENTOS ARTICULARES Movimientos de flexión-extensión La flexión-extensión es el movimiento principal de la rodilla. La amplitud se mide a partir de la posición de referencia, en la que el eje de la pierna está situado en prolongación del eje del muslo (de perfil). Extensión: se define como el movimiento que aleja la cara posterior de la pierna de la cara posterior del muslo. No existe una extensión absoluta, puesto que en la posición de referencia el miembro inferior ya está en alargamiento máximo. No obstante, es posible efectuar en forma pasiva, un movimiento de extensión de 5 a 10º, que se llamará hiperextensión. En ciertos sujetos, puede exagerarse esta hiperextensión en forma patológica, recibiendo el nombre de genu recurvatum. La extensión relativa es el movimiento que completa la extensión de la rodilla a partir de cualquier grado de flexión. Es el movimiento normal que se efectúa durante la marcha. Flexión: es el movimiento que acerca la cara posterior de la pierna a la cara posterior del muslo. Puede ser absoluta, a partir de la posición de referencia, o relativa, a partir de todas las posiciones en flexión. La amplitud de la flexión es distinta según sea la posición de la cadera y de acuerdo a las modalidades de movimiento mismo. La flexión activa alcanza los 140º si la cadera está en flexión previa (fig 12) y sólo 120º si la cadera está en extensión. Esta diferencia se debe a la disminución de la eficacia de los músculos isquiotibiales. Sin embargo, es posible sobrepasar los 120º gracias a la contracción balístitca: los isquiotibiales, por medio de una contracción potente y brusca, lanzan la flexión de la rodilla que finaliza como una flexión pasiva.
La flexión pasiva alcanza una amplitud de 160º y permite que el talón entre en contacto con el glúteo (posición de diamante o vajrasana). Para apreciar la amplitud de flexión de la rodilla, se mide la distancia que separa el talón de la nalga. En condiciones normales, la flexión está sólo limitada por el contacto elástico de las masas musculares de pantorrilla y muslo, mientras en condiciones patológicas queda limitada por la retracción del sistema extensor (cuadriceps) o retracciones capsulares. Análisis del movimiento de los cóndilos sobre las glenoides en flexoextensión. La forma redondeada de los cóndilos podría hacer pensar que éstos simplemente ruedan sobre las superficies tibiales; sin embargo no es tan sencillo. Cuando una rueda da vueltas sobre el suelo, a cada punto del suelo le corresponde un solo punto de la rueda; lo que equivale a decir que la distancia recorrida sobre el suelo (OO ) es idéntica a la porción de circunferencia que se ha desenrollado sobre el mismo. Si fuera así, a partir de cierto grado de flexión (posición II), el cóndilo se inclinaría por detrás de la glenoides -produciéndose una luxación-, o bien sería necesaria una plataforma tibial más larga. Si la rueda resbala sin rodar, a un solo punto del suelo corresponderá toda una porción de circunferencia (como cuando una rueda patina al deslizar sobre una superficie helada). En la imagen se ilustra lo que pasaría si el cóndilo deslizara sobre la glenoides. La flexión tendría una limitación prematura por el obstáculo del reborde posterior (flecha). Si analizamos una rueda que da vueltas y resbala a un tiempo, la distancia recorrida en el suelo (OO ) corresponde a una longitud mayor que la rueda
(rombo y triángulos negros) que se puede apreciar desarrollándola en el suelo. En realidad, el cóndilo rueda y resbala a la vez sobre la glenoide, permitiendo que la distancia entre los puntos de contacto en el cóndilo sean dos veces mayor que la distancia de contacto de la glenoides. De esta manera se evita la luxación posterior del cóndilo y a la vez se permite una flexión máxima. La proporción entre rodadura y deslizamiento no es la misma a lo largo de todo el movimiento de flexión-extensión: a partir de la extensión extrema, el cóndilo empieza por rodar sin resbalar, más tarde, predomina el deslizamiento sobre la rotación y en la parte final de la flexión el cóndilo resbala sin rodar. A su vez, la longitud de rodadura pura al comienzo de la flexión, es distinta según el cóndilo que se considere: el externo rueda más que el interno, lo que explica que el camino que recorre sobre la glenoides sea más largo Movimientos de rotación: Para medir la rotación axial activa, la rodilla debe estar en flexión de 90º, y el sujeto sentado en el borde de la mesa con las piernas colgando (para excluir la rotación de la cadera). En esta posición de referencia, el pie se dirige ligeramente hacia fuera. La rotación interna conduce la punta del pie hacia dentro, interviniendo en el movimiento de aducción del pie, y llega a 30º. La rotación externa, lleva el pie hacia fuera colaborando en la abducción, siendo su amplitud de 40º. Cabe destacar que existe una rotación axial llamada automática que va unida a los movimientos de flexión-extensión de manera involuntaria e inevitable. Tiene lugar al final de la extensión (rotación externa del pie) y comienzo de la flexión (rotación interna del pie).
Análisis del movimiento de los cóndilos sobre las glenoides en la rotación axial. En la posición de rotación indiferente, con la rodilla en flexión, la parte posterior de los cóndilos entra en contacto con la parte media de la glenoides; además de separarse el macizo de las espinas tibiales en el fondo de la escotadura intercondílera, donde se introduce en la extensión (ésta es una de las causas de que la rotación axial esté bloqueada en extensión) En el diagrama se observa la silueta de los cóndilos superpuesta por transparencia sobre el contorno rayado de las glenoides tibiales. En la rotación externa de la tibia bajo el fémur, el cóndilo externo avanza sobre la glenoide externa, mientras que el cóndilo interno retrocede en la glenoides interna. En la rotación interna se produce el fenómeno inverso, retrocediendo el cóndilo externo y avanzando el interno sobre la glenoides correspondiente La cápsula articular Es un manguito fibroso que envuelve la extremidad inferior del fémur y la extremidad superior de la tibia,manteniéndolas en contacto entre sí y constituye las paredes no óseas de la cavidad articular. En su cara profunda está doblada por la sinovial
La forma general de la cápsula puede compararse a un cilindro al que se le deprime la cara posterior siguiendo una generatriz (la flecha indica el movimiento). De este modo se forma un tabique sagital que estará estrechamente relaciones con los ligamentos cruzados, y que casi divide la cavidad en dos mitades, externa e interna. En la cara anterior de este cilindro se recorta una ventana, en la que se va a engarzar la rótula. Los bordes del cilindro se insertan en el fémur por arriba y en la tibia por abajo. Los meniscos interarticulares Como ya fuera mencionado, la no concordancia de las superficies articulares está compensada por la interposición de los meniscos o fibrocartílagos semilunares, cuya forma es fácil de comprender: cuando se coloca una esfera (S) sobre un plano (P), la esfera no toma contacto con el plano más que por el punto tangencial. Si queremos aumentar la superficie de contacto entre ambos, basta interponer un anillo que represente el volumen comprendido entre el plano, la esfera y el cilindro ( C ) tangencial a la esfera. Un anillo así (espacio agrisado) tiene la misma forma de un menisco, sección triangular, con sus tres caras: (los meniscos han sido elevados por encima de la glenoides) Cara superior, cóncava, en contacto con los cóndilos Periférica cilíndrica, sobre la que se fija la cápsula (rayas verticales) Inferior casi plana, descansa en la periferia de las glenoides. Estos anillos están interrumpidos a nivel de las espinas tibiales de manera que tienen la forma de media luna, con un cuerno anterior y otro posterior. Los cuernos del menisco externo están más próximos entre sí que los del interno y, por tanto, este menisco forma un anillo casi completo (tiene forma de O), mientras el interno es más parecido a una media luna (forma de C) Los meniscos no están libres entre las dos superficies articulares, sino que contraen conexiones muy importantes desde el punto de vista funcional:
inserción de la cápsula en la cara periférica, fijación a la plataforma tibial de los cuernos de cada menisco, unión de ambos cuernos anteriores con el ligamento yugal o transverso (8) (que está unido a su vez a la rótula por el paquete adiposo), la aletas meniscorrotulianas (9), el ligamento lateral interno (LLI), el ligamento lateral externo (LLE), separado de su menisco por el tendón del músculo poplíteo (pop) que envía una expansión fibrosa al borde posterior del ME; esto constituye el llamado punto de ángulo posteroexterno o defensa periférica de la rodilla, el tendón del semimembranoso envía también una expansión al borde posterior del MI, constituyendo el punto de ángulo posterointerno fibras distintas del ligamento cruzado (LCPI) que se fijan en el cuerno posterior del menisco formando el ligamento meniscofemoal (12) Desplazamiento de los meniscos en la flexo-extensión: Ya se ha señalado que el punto de contacto de los cóndilos con las glenoides retocede en flexión y avanza en extensión; y los meniscos acompañan estos movimientos. Sin embargo, se puede observar que en extensión (fig 91) los meniscos retroceden de manera desigual y en flexión (fig 92) el Me ha retrocedido dos veces más que el interno. En efecto, el recorrido del MI es de 6 mm y el externo de 12 mm. Los esquemas muestran, además, que al mismo tiempo que retroceden, los meniscos se deforman, debido a que tienen dos puntas fijas (los cuernos), en tanto que el resto es móvil. El ME se deforma y desplaza más debido a que las inserciones de sus cuernos están más próximas. Los meniscos desempeñan un papel importante como medios de unión elásticos transmisores de las fuerzas de compresión entre el fémur y la tibia (más en la extensión) y favorecen la movilidad en la flexión (aunque en detrimento de la estabilidad, dado que pierden contacto con los cóndilos en esta posición). Desplazamiento de los meniscos en la rotación: En la rotación, los meniscos siguen también el movimiento de los cóndilos, que resulta en un sentido opuesto sobre la glenoides.
Partiendo de una rotación indiferente (fig 99), en la rotación externa (fig.100) de la tibia bajo el fémur, el Me está impulsado hacia la parte anterior (1) de la glenoides externa, mientras el menisco interno (Mi) es conducido hacia atrás. En la rotación interna (fig 101) ocurre lo contrario. La amplitud total de desplazamiento del ME es dos veces mayor a la del MI También aquí los meniscos se desplazan a la vez que se deforman, en torno a sus puntos fijos, los cuernos. Los desplazamientos son pasivos (arrastre condileo), pero existe un factor activo: la tensión de la aleta meniscorrotuliana, debida al desplazamiento de la rótula en relación a la tibia. La lesiones meniscales pueden ocurrir cuando éstos no siguen el movimiento de los cóndilos y quedan aplastados, como por ejemplo en un movimiento de extensión brusca de la rodilla. Otro mecanismo lo constituye la distorsión de la rodilla que se asocia con un movimiento de lateralidad y rotación que lo llevan al centro de la articulación; también puede ocurrir lesión meniscal asociada a la ruptura de un ligamento cruzado. A partir del momento en que un menisco se rompe, la pete lesionada no sigue los movimientos normales y se enclava entre el cóndilo y la glenoide; la consecuencia es un bloqueo de la rodilla en posición de flexión (tanto más acentuada cuanto más posterior sea la lesión del menisco). Desplazamiento de la rótula sobre el fémur El movimiento normal de la rótula sobre el fémur durante la flexión es una traslación vertical a lo largo de la garganta de la tróclea y hasta la escotadura intercondílea. El desplazamiento de la rótula equivale al doble de su longitud (8 cm), y lo efectua mientras gira en torno a un eje transversal; en efecto, su cara posterior, dirigida directamente atrás en posición de extensión (A), se orienta hacia arriba cuando la rótula se aplica debajo de los cóndilos al final de su recorrido (B) o flexión extrema. Por lo tanto se trata de un movimiento de traslación circunferencial. Este desplazamiento tan importante es posible porque la rótula (R) está unida al fémur por conexiones de longitud suficiente. La cápsula articular forma a su alrededor tres fondos de saco profundos: por arriba el fondo de saco subcuadricipital (Sq) y a cada lado los laterorrotulianos (Lr). Cuando la R se desliza bajo los cóndilos (de A a B) los tres fondos se despliegan y la distancia XX se puede convertir en XX (cuatro veces más) y la distancia YY en YY (dos veces mayor).
Desplazamiento de la rótula sobre la tibia La rótula efectúa dos clases de movimientos con relación a la tibia, según se considere la flexión-extensión o la rotación. En la flexión-extensión se desplaza en el plano sagital. A partir de su posición en extensión, retrocede y se desplaza a lo largo de un arco de circunferencia, cuyo centro está a nivel de la tuberosidad anterior de la tibia; al mismo tiempo se inclina unos 35º sobare sí misma. Es decir que experimenta una traslación circunferencial ocurren en el plano frontal En la posición de rotación indiferente (121) la dirección del ligamento rotuliano es ligeramente oblicua hacia abajo y afuera; en la rotación interna (122), el fémur gira en rotación externa respecto a la tibia y arrastra a la rótula hacia fuera; el ligamento rotuliano se hace oblicuo hacia abajo y adentro. En la rotación externa (123) ocurre todo lo contrario. En la rotación, los desplazamientos de la rótula Estabilidad de la articulación La estabilidad de la articulación de la rodilla se halla bajo la dependencia de ligamentos potentes: los ligamentos cruzados (LC): aseguran la estabilidad anteroposterior. los ligamentos laterales (LL): refuerzan la cápsula por sus lados interno y externo y aseguran la estabilidad lateral en extensión.
El LLI se extiende desde la cara cutánea del cóndilo interno hasta el extremo superior de la tibia, por detrás de la zona de inserción de los músculos de la pata de ganso. Su dirección es oblicua hacia abajo y hacia delante (cruzada a la dirección del LLE) El LLE se extiende desde la cara cutánea del cóndilo externo hasta la porción anterior de la cabeza del peroné (en la zona interior de la inserción del bíceps). Es oblicuo hacia abajo y atrás. Los ligamentos laterales se tensan en la extensión y se distienden en la flexión. En el caso del LLE además se produce un cambio de dirección en la flexión, teniendo un trayecto oblicuo hacia abajo y adelante. La posición de flexión de 30º que distiende ambos LL es la elegida para la inmovilización después de la sutura quirúrgica de los mismos Es importante destacar que los ligamentos laterales no están solos para asegurar la estabilidad de la rodilla, sino que en esta tarea reciben la ayuda de los músculos, que constituyen auténticos ligamentos activos de la articulación, desempeñando un papel principal en las estabilidad. El LLE recibe la ayuda de la cintilla de Maissiat, a la que el tensor de la fascia lata (TFL) se encarga de tensar. El LLI recibe ayuda de los músculos de la pata de ganso: sartorio (2), semitendinoso (3) y recto interno del cuadriceps (4). El cuadriceps contribuye mediante sus expansiones directas (Ed) y cruzadas (Ec) que forman en la cara anterior de la articulación, una cubierta fibrosa. Las Ed se oponen a que se entreabra la interlinea del mismo lado, mientras las cruzadas impiden que se entreabra la interlínea del lado opuesto. Así se comprende la importancia que tiene la integridad del cuádriceps para garantizar la estabilidad de la rodilla, e inversamente, las alteraciones de la estática derivadas de una atrofia cuadricipital.
Los ligamentos cruzados se encuentran en contacto uno con otro, en el centro de la articulación alojándose en la escotadura intercondílea y hallándose recubiertos por la sinovial. Se encuentran cruzados en el espacio, tanto en el plano sagital como el frontal; sin embargo en el plano horizontal son paralelos y toman contacto entre sí por su borde axial. El ligamento cruzado anteroexterno (LCAE) presenta un trayecto oblicuo hacia arriba, hacia atrás y hacia fuera, desde la superficie preespinal de la tibia hasta el cóndilo femoral externo; es el más anterior en la tibia y el más externo en el fémur, de ahí el nombre que lleva. El ligamento cruzado posterointerno (LCPI), por su parte, describe un trayecto oblicuo hacia delante, hacia dentro y hacia arriba; es el más poterior en la tibia y el más interno en el fúmur. Los LC no sólo están cruzados entre sí, sino también con el ligamento lateral del lado homólogo (figuras 165 y 163) Existe una diferencia de inclinación entre los dos LC: en posición de extensión de la rodilla, el LCAE es más vertical, mientras que el LCPI es más horizontal; con la rodilla flexionada, el LCPI se endereza verticalmente describiendo un arco de círculo de más de 60º con relación a la tibia, mientras el LCAE solo se endereza un poco.
Funciones de los LC Los ligamentos cruzados aseguran la estabilidad anteroposterior de la rodilla y permiten los movimientos de charnela al paso que mantienen en contacto las superficies articulares. Su función puede ilustrarse por un modelo mecánico que consta de dos planchitas A y B que se unen entre sí mediante cintas (ab y cd) tendidas del borde de la una al borde opuesto de la otra; de este modo pueden bascular una con relación a la otra, alrededor de dos charnelas: a confundida con c y b confundida con d, pero es imposible el deslizamiento de una sobre la otra. Los LC realizan un montaje y funcionamiento semejantes, con la diferencia de que no existen solamente dos puntos charnela, sino toda una serie de puntos alineados sobre la curva del cóndilo; en este caso el LCAE sería el segmento ab y el LCPI la cinta cd. Músculos extensores El cuádriceps crural es el músculo extensor de la rodilla. Se trata de un músculo potente: su superficie de sección fisiológica es de 148 cm2, que en un trayecto de 8 cm le confiere una potencia de trabajo de 42 kilográmetros.
El cuádriceps es tres veces más potente que los flexores dado que debe trabajar en contra de la gravedad. Cuando la rodilla está en hiperextensión, la acción de este músculo no es necesaria para mantener la bipedestración; pero tan pronto como comienza la menor flexión, debe intervenir para impedir la caída por flexión de la rodilla. El cuádriceps está formado por cuatro cuerpos musculares que, por medio de un aparato extensor, se insertan sobre la tuberosidad de la tibia: tres son monoarticulares: el crural (1), el vasto externo (2) y el vasto interno (3); un músculo biarticular: el recto anterior (4) Los tres músculos monoarticulares son extensores de la rodilla, aunque con un componente lateral, por lo menos lo que concierne a los vastos. Cabe destacar que el vasto interno es más potente que el externo, desciende más abajo y que su predominio relativo está destinado a oponerse a la tendencia de la rótula a luxarse hacia fuera. El recto anterior representa la quinta parte de la fuerza total del cuádriceps, y no alcanza por sí solo para conseguir la extensión completa, sin embargo, al ser un músculo biarticular se comporta como flexor de la cadera y extensor de la rodilla. Sin embargo, su eficacia como extensor de la rodilla depende de la posición de la cadera, y viceversa; esto se debe a que la distancia comprendida entre la espina ilíaca anterosuperior (a) y el borde superior de la tróclea es más corta en flexión (ac) que en la alineación normal (ab). Esta diferencia de longitud ( e ) determina un alargamiento relativo del músculo cuando la cadera está en flexión y la rodilla se flexiona por el simple peso de la pierna II: en estas condiciones, para conseguir la extensión de la rodilla (III) las otras tres cabezas del cuádriceps son mucho más eficaces que el recto anterior (que ya está distendido) Si la cadera pasa de la posición de alineación normal (I) a la de extensión (IV), la distancia ente las dos inserciones del recto anterior aumenta (ad) en una longitud (f ) que tensa al recto anterior (RA) y aumenta otro tanto su eficacia. Es lo que sucede en la carrera o la marcha al distender el miembro posterior: por al acción de los glúteos, la cadera se coloca en extensión en tanto que la rodilla y el tobillo se extienden; el cuádriceps posee, enatonces, su potencia máxima gracias a la eficacia aumentada del recto anterior. El glúteo mayor es sinergico-antagonista del recto anterior (antagonista
en la cadera y sinérgico en rodilla). Al avanzar el miembro oscilante durante el período de apoyo unilateral de la marcha, el RA se contrae para realizar a la vez la flexión de la cadera y la extensión de la rodilla. Vemos que la disposición biarticular es útil a los dos tiempos de la marcha: la impulsión motriz del miembro posterior y a la proyección hacia delante del miembro que oscila. En el caso de la elevación a partir de la posición en cuclillas, el RA es el único que no pierde eficacia en el curso del movimiento (comparado con los otros tres fascículos). Mientras la rodilla se extiende, la cadera (bajo la acción del glúteo mayor) se extiende igualmente, con lo que se tensa nuevamente el RA a nivel de su inserción superior, conservando una longitud constante durante el comienzo de la acción (contracción isométrica). Por último, inversamente, la flexión de la rodilla bajo la acción de los isquiotibiales (IT) favorece la flexión de la cadera por el recto anterior (RA); esto es útil cuando se da un salto con las rodillas flexionadas: relación antagonismo-sinergia entre dichos grupos musculares Flexores de la rodilla: La potencia global de los flexores de la rodilla es de 15 kgm, o sea un poco más del tercio de la del cuadriceps. Estos músculos se encuentran contenidos en el compartimiento posterior del muslo, y son: los isquiotibiales: bíceps crural (1) semitendinoso (2) semimembranoso (3) músculos de la pata de ganso: recto interno (4), sartorio (5) y semitendinoso músculo poplíteo (monoarticular) los gemelos (6 y 7 ) que no son flexores de rodilla, sino extensores del tobillo, auque desempeñan una función importante en la estabilidad de la rodilla. Se insertan por encima de los cóndilos, cuando se contraen rechazan los cóndilos hacia delante comportándose como antagonistassinérgicos del cuádriceps. Los isquiotibiales: Son a la vez extensores de la cadera y flexores de la rodilla, estando su acción sobre la rodilla, por la posición de la cadera. Cuando la cadera se flexiona, la distancia ab que separa las inserciones de estos músculos aumenta y cuanto más se flexiona la cadera, mayor será el acortamiento
relativo de los IT y tanto más se tensan los mismos. Cuando la cadera está en flexión de 40º (posición II), el acortamiento relativo se puede compensar por la flexión pasiva de la rodilla (ab=ab ), pero si la flexión es de 90º (posición III) el acortamiento relativo es tal que incluso si la rodilla está en flexión de 90º persiste todavía un acortamiento importante (f ). Si la flexión de la cadera sobrepasa los 90º (IV) se hace muy difícil conservar las rodillas en extensión completa. Entonces, la tensión de los IT por flexión de la cadera aumenta la eficacia de estos músculos como flexores de la rodilla. Los músculos rotadores Los que se fijan por fuera del eje vertical son los rotadores externos: representados por el bíceps (1) y el tensor de la fascia lata (2). Los que se insertan por dentro del eje vertical, son los rotadores internos, representados por: el sartorio (3), el semitendinoso (4), semimembranoso (5), el recto interno (6) y el poplíteo. Desempeñan el papel de frenos de rotación externa sobre la rodilla en flexión, protegiendo los elementos capsuloligamentosos. En conjunto, el grupo de rotadores internos es más potente (2 kgm) que el de rotadores externos (1,8 kgm), pero esta desproporción es ligera. La rótula es un hueso sesamoideo incluido en el aparato extensor de la rodilla entre el tendón cuadricipital por arriba y el ligamento rotuliano por abajo. Su función es esencial: aumenta la eficacia del cuádriceps imprimiendo hacia delante su fuerza de tracción.
La fuerza Q de cuádriceps aplicada sobare la rótula, puede descomponerse en dos vectores: una fuerza Q1 dirigida hacia el eje de flexión-extensión (f-ex), que aplica la rótula contra la tróclea, y una fuerza Q2 dirigida en la prolongación del ligamento rotuliano. A su vez, esta fuerza Q2 aplicada sobre la tuberosidad anterior de la tibia, puede descomponerse en dos vectores perpendiculares entre ellos: Q3, dirigido hacia el eje de f-ex, que aplica la tibia sobre el fémur y un vector Q4, tangencial, que es el único componente eficaz para la extensión y es el que hace deslizar hacia delante la tibia bajo el fémur