-
CERCETĂRI PRIVIND ANALIZA ANATOMO -MORFOLOGICĂ ȘI BIOMECANICA
PICIOARELOR ÎN
VEDEREA PROIECTĂRII CIORAPILOR PENTRU ALERGARE - Partea I-a
Corina CIOBANU, Bogdan SÂRGHIE
RESEARCH ON ANALYSIS ANATOMICAL-MORPHOLOGICAL AND BIOMECHANICAL
FOOT
TO DESIGN RUNNING SOCKS – Part I
During running, the legs are subjected to mechanical stress, as
supporting and moving the body weight. That required strong can
lead to injury and need appropriate protection and comfort during
any sports activity to obtain performance [1].
The socks are those who provide foot protection and a
comfortable, dry and well ventilated inside the shoe [2]. It must
to thermoregulation temperature in the feet and eliminate
transpiration.
Currently socks are designed with specific characteristics as
stress by foot, since each sporting activity has its own sequence
of movements requiring certain areas with varying intensity and
adapted socks to the anatomical shape of the foot, so it is
necessary anatomical-morphological knowledge of foot biomechanics
during the run. Keywords: comfort, food typology, design, plantar
pressure, sport socks Cuvinte cheie: confort, tipologia de produse
alimentare, design, presiune plantară, şosete sportive 1.
Introducere Sportul înseamnă mișcare și sănătate, care acționează
benefic asupra corpului uman prin întărirea oaselor, inimii,
muşchilor și
527
-
întregului sistem cardio-respirator, dar ajută și la dezvoltarea
simțului echilibrului, la flexibilitatea coloanei vertebrale și la
mobilitatea articulațiilor. Atletismul este unul din cele mai
populare sporturi din lume, care cuprinde diverse probe de
alergări, de marş, de sărituri şi aruncări sau probe combinate. Cea
mai veche și cunoscută probă atletică este alergarea. Acest sport
se poate desfășoară pe anumite distanțe, în diverse situații sau
obstacole, de maraton sau de rezistență, în aer liber sau pe
bandă.
Majoritatea oamenilor aleargă în aer liber. Acest sport este
ușor de practicat, într-un stil de viață foarte aglomerat, oriunde,
oricând și gratis. În fiecare zi milioane de alergători iau cu
asalt străzile, pistele și drumurile. Oamenii aleargă pentru
diferite motive, unii pentru sănătate, alții pentru condiție
fizică, pentru eliberarea de stres sau pentru competiții sportive.
Astăzi, acest sport se mai numește “jokking”. În timpul alergării,
picioarele sunt supuse la solicitări mecanice, deoarece susțin și
deplasează greutatea corpului. Acestea fiind solicitate puternic
pot duce la apariția unor leziuni și au nevoie de protecţie şi
confort corespunzător în timpul desfășurării activității sportive
pentru a obţine performanţe [1]. Ciorapii sunt cei care oferă
picioarelor protecție și un mediu confortabil, uscat și bine
aerisit în interiorul încălțămintei [2]. Aceștia trebuie să
termoregleze temperatura la nivelul picioarelor și să elimine
transpirația. În prezent ciorapii sunt proiectați cu caracteristici
specifice conform solicitării piciorului, având în vedere că
fiecare activitate sportivă are propria secvență de mișcări,
solicitând anumite zone cu intensitate diferită și sunt adaptați la
forma anatomică a picioarelor [3]. Datorită acestui fapt este
necesar cunoașterea anatomo-morfologică și biomecanica piciorului
în timpul alergării. Toate aceste considerente asupra piciorului
servesc ca bază la optimizarea proiectării ciorapilor destinați
alergătorilor, în scopul asigurării confortului și prevenirea
apariției leziunilor pentru a îmbunătăți performanţa atletului. Cu
ajutorul acestor informații va fi posibilă o proiectare inteligentă
a ciorapilor care vor cuprinde zone speciale, prin alegera
materiilor prime și a structurilor corespunzătoare fiecărei zone.
2. Anatomia piciorului Piciorul uman este un adevărat complex
ingineresc (figura 1), alcătuit din 26 de oase, 33 de articulații,
107 ligamente, 19 mușchi și o
528
http://www.sfatulmedicului.ro/dictionar-medical/picior_4525http://www.pcfarm.ro/index.php?do=cauta&cauta=complex&pag=1&ctip=2http://www.pcfarm.ro/index.php?do=cauta&cauta=oase&pag=1&ctip=2http://www.pcfarm.ro/index.php?do=cauta&cauta=articulatii&pag=1&ctip=2http://www.pcfarm.ro/index.php?do=cauta&cauta=muschi&pag=1&ctip=2
-
mulțime de tendoane, care se țin unele de altele și contribuie
la efectuarea mișcărilor în toate direcțiile. Acesta constă din
trei straturi: schelet, mușchi și piele. Cele 26 de oase alcătuiesc
[3] scheletul piciorului, care sunt dispuse în trei grupe
distincte: tarsiene, metatarsiene și falange [4]. Scheletul are
rolul de a prelua și suporta greutatea întregului corp. Muşchii
piciorului sunt dispuşi în patru regiuni: una dorsală şi trei
plantare. Cei din regiunea plantară se împart în trei zone:
regiunea plantară internă, regiunea plantară mijlocie și regiunea
plantară externă. Aceștia se fixează pe oase prin intermediul
tendoanelor, cu ajutorul cărora se mișcă scheletul și componentele
piciorului. Ligamentele reprezintă un țesut moale, care leagă
oasele și formează articulațiile. Acestea sunt foarte similare
tendoanelor și au mărimi diferite. Tendonul Achile face legătura
între călcâi și mușchii gambei, care permite mișcarea degetelor în
timpul mersului sau alergării [5,6,7].
Zona în care se află prima articulație metatarso-falangiană
dezvoltă frecvent probleme [5]. Piciorul este acoperit la exterior
de piele, care îl apară de acţiunile nocive ale unor agenţi ai
mediului exterior şi asigură termoreglare. Prin pielea omului se
elimină continuu apă și CO2. Transpirația este o acțiune normală a
organismului și apare la creșterea temperaturii corpului.
Eliminarea transpiraţiei este una din cele mai importante funcţii
ale pielii care termoreglează temperatura organismului. Piciorul
uman emite în fiecare zi până la 60 g de umiditate [2].
Transpiraţia secretată de corpul omului este un lichid sărat,
incolor şi conţine 98 – 99 % apă, iar restul sunt diferite
substanţe care
Fig.1 Anatomia piciorului Mușchii, tendoanele și ligamentele
care sprijină articulația gleznei funcționează împreună pentru a
propulsa corpul. Articulația gleznei funcționează ca o balama, care
permite piciorului să se îndoaie în sus și în jos [8]. La nivelul
articulațiilor între oasele degetelor nu există multă mișcare, ci
doar între oasele metatarso-falangiene.
529
http://www.pcfarm.ro/index.php?do=cauta&cauta=care&pag=1&ctip=2http://www.sfatulmedicului.ro/dictionar-medical/achile-tendonul-lui_44http://www.sfatulmedicului.ro/dictionar-medical/achile-tendonul-lui_44http://www.sfatulmedicului.ro/Afectiunile-genunchiului/ligamentele-si-tendoanele_1645
-
datorită unor bacterii se transformă în substanţe volatile
formând un miros specific şi neplăcut [4]. Acest studiu, asupra
anatomiei și morfologiei piciorului, este luat în considerare în
etapa de proiectare a ciorapilor destinați alergătorilor, pentru a
optimiza construcția acestora îmbunătățind performanțele
sportivului. 3. Anomali ale piciorului după deformarea tălpii În
timpul mersului pe jos, picioarele omului au evoluat de-a lungul
mileniilor. Evoluţia a transformat picioarele omului în "maşini"
deosebit de complexe, care efectuează o mulțime de sarcini şi
funcţii. Acestea susţin greutatea întregului corp şi acţionează ca
amortizoare la fiecare pas. Cu alte cuvinte picioarele au de
realizat o "muncă" grea în fiecare zi. În general după deformarea
tălpii, piciorul se poate încadra in: picior normal (sănătos),
picior plat (plaftus), picior scobit (arcuit) [9] (figura 2).
Picioarele plate și scobite prezintă anomalii legate de deformarea
acestora.
a
b
c
Fig. 2 Forma picioarelor după deformare:
a) picior normal; b) picior plat; c) picior scobit Un picior
normal nu se sprijină pe toată talpa, ci prin călcâi, marginea ei
laterală şi regiunea care corespunde capetelor oaselor
metatarsiene, astfel reprezintă o formaţiune cu caracter de resort
[9]. Când corpul se află în poziţie verticală, bolta piciorului se
menţine datorită configuraţiei oaselor, unite prin ligamente
puternice, precum şi datorită activităţii muşchilor gambei și
piciorului. Când acest aparat de susţinere nu corespunde cerinţelor
funcţionale, piciorul devine plat (figura 2, b). De mare importanță
este depistarea platfusului în rândul sportivilor.
Suprasolicitările apărute în timpul activităților poate agrava
aceasta deficiență, afectând atât viața de zi cu zi cât și
performanța atletului. Piciorul plat este o deformare a piciorului
uman, caracterizată prin coborârea sau prăbușirea bolții plantare,
astfel încât planta (talpa) vine în contact complet sau parțial cu
solul [9].
530
-
Aplatizarea piciorului este o deficiență ce se încadrează în
modificările structurale ale suprafeței de sprijin, care poate fi
unilateral sau bilateral, adică ambele picioare sau unul din ele.
Cauzele care pot duce la apariţia piciorului plat sunt multiple şi
variază, fiind legate în mare măsură, de condiţiile fiziologice,
patologice şi sociale specifice acestor perioade. Piciorul plat
poate deveni în urma suprasolicitărilor îndelungate a persoanele a
căror profesie este legată de muncă fizică grea sau necesită timp
îndelungat în poziţie verticală, precum şi în caz de obezitate,
dezvoltarea insuficientă a muşchilor membrului inferior, în caz de
purtare a încălţămintei nepotrivite după măsură şi aproape
întotdeauna este bilateral. Traumarea articulaţie gleznei sau a
muşchilor care susţin bolta piciorului de asemenea poate duce la
formarea plaftusului. Persoana cu picior plat oboseşte repede în
timpul mersului sau când stă în picioare are dureri surde în
picior, gambă, coapsă, iar uneori şi în regiunea lombară. Durerile
se intensifică spre sfârşitul zilei în urma efortului fizic,
ridicării greutăţilor și chiar umflarea picioarelor. Persoanele cu
piciorul plat au un mers greoi, cu picioarele depărtate de regulă,
tocurile şi tălpile încălţămintei lor sunt mai uzate spre marginea
internă decât spre cea externă. Piciorul scobit fiind o abatere de
la normal este un dismorfism la nivelul piciorului. Bolta plantară
este foarte ridicată, în fapt inversul piciorului plat (figura 2,
c) [9]. Se transmite ereditar sau este asociat unor afecțiuni
ortopedice sau neuromusculare, în care circa 50 % din cazuri este
asociat bolii Charcot-Marie-Tooth [10]. Acuzele apar datorită
faptului că presiunea la nivelul plantei se distribuie anormal, cu
apariția afecțiunilor la suprasolicitare, astfel pot apărea
patologii precum: metatarsalgia, aponevrozite plantare,
osteofitoze, tendinoze Achiliene, iar în timp (ani) apare artroza
la nivelul gleznei [10]. Informațiile cu privire la anomaliile
picioarelor, ce țin de deformarea acestora și care pot duce la
apariția diferitelor patologii în timpul activităților sportive,
sunt luate în considerare în etapa de proiectare a ciorapilor
destinați alergătorilor pentru a preveni apariția leziunilor și
ducând la o stare de relaxare. 4. Funcționalitatea normală a
piciorului în dinamică În timpul mersului piciorul joacă rolul unui
sistem flexibil de absorbție a șocurilor. Cu ajutorul mușchilor,
oaselor, articulațiilor, omul
531
-
realizează mișcări și tot ele absorb impactul ciocnirilor. De
aceea picioarele au nevoie de protecție și sprijin în timpul
activităților sportive pentru a îmbunătăți performanța sportivului
[9]. Piciorul ia contact cu planul de sprijin prin: călcâi, zona
mediană şi zona capetelor metatarsiene. Degetele ajută la reazem
numai în mișcare. În timpul mersului degetul mare este cel mai
important dintre toate degetele. Articulația gleznei este stabilă,
dar are nevoie de susținere a greutății corpului de 1,5 ori mai
mult în timpul mersului și de opt ori în timpul alergării [6].
Condițiile care tulbură funcționarea normală a gleznei poate duce
la desfășurarea dificilă a activităților. În timpul deplasării este
foarte importantă mișcarea normală a gleznei și a articulațiilor
metatarso-falangiene. Menținerea poziției de echilibru a atletului
se realizează cu ajutorul tuturor mușchilor. În prima fază a
mersului îndelungat, datorită contracţiei muşchilor, dimensiunile
în lungime şi lăţime ale piciorului se reduc. Pe parcurs muşchii
obosesc, după care tonusul muscular slăbeşte, bolţile piciorului se
lasă în jos şi dimensiunile piciorului cresc, în lungime cu 1,5÷5
mm şi lăţime cu 3÷3,4 mm [4]. Aceste modificări rezultă în urma
suprasolicitărilor la care sunt supuşi muşchii ce susţin bolta
piciorului. Funcționarea normală a piciorului poate fi perturbată
din multiple cauze, de natură diferită, precum cauze exterioare și
cauze interioare [4]. Cele ce țin de cauze exterioare sunt legate
de suprasolicitările ce acționează asupra piciorului, de
solicitările specifice tipului de sport, precum și de încălțăminte;
iar cele de natură interioară sunt legate de modificarea formei
piciorului, care duc la apariția unor patologii și slăbirea
sistemului muscular. Este foarte importantă funcționarea normală a
picioarelor în timpul desfășurării activității sportive pentru ca
atletul să obțină performanțe, aspect luat în vedere, în etapa de
proiectare a ciorapilor sport. 5. Apariția leziunilor la nivelul
picioarelor Toți alergătorii sunt susceptibili de a avea probleme
cu picioarele. Piciorul este supus mereu stresului în timpul
activităților sportive. Astfel, nu este de mirare că 80 % din
atleți prezintă la un moment dat, diferite probleme la nivelul
piciorului [12]. Printre problemele des întâlnite sunt: inflamația
tendonului Achile, fasciita plantară, bătături, bășici, luxația
gleznei, fracturi de
532
-
oboseală, fungii, micoze etc. [14]. O parte din probleme constau
în deformarea țesuturilor moi, precum: contracții, entorse,
tăieturi, vânătăi, tasarea nervilor etc. O categorie de probleme
sunt cauzate de solicitarea intensă și îndelungată a unor zone ale
piciorului, care pot duce la apariția fasciintei plantare și
tendinitei. Cea mai frecventă cauză a durerilor de călcâi este
fasciita plantară. Milioane de alergători se confruntă cu această
problemă în fiecare an. Fasciita plantară este rezultatul stresului
excesiv la care este supusă o structură de tip ligament lung
(fascia plantară) în zona inferioară a piciorului (figura 3).
Stresul excesiv poate cauza rupturi, care la rândul lor generează
inflamații și dureri. Simptomele clasice sunt durerile la călcâi la
primii pași dimineața sau la reluarea efortului după perioade lungi
de odihnă. Sportivii dezvoltă fasciita plantară din mai multe
cauze. Una din cauze este purtarea încălțămintei neadecvată și a
ciorapilor nepotriviți. Piciorul suprasolicitat are nevoie de
sprijin și stabilitate pe distanțe mari sau în pantă. O altă cauză
ce poate cataliza această patologie este mecanismul anatomic
anormal al piciorului. Inflamația tendonului Achile și problemele
conexe la gambă sunt des întâlnite printre accidentările
alergătorilor (figura 4). Cea mai frecventă cauză a inflamaţiei
acestuia o reprezintă solicitarea în sine a tendonului și prin
solicitarea încălţămintei. În afară de acestea poate apărea din
cauza structurii ortopedice necorespunzătoare a piciorului - de
exemplu platfus [2].
Fig. 3 Inflamația fasciitei plantare
Fig. 4 Inflamația tendonului Achile Tendonului lui Achile poate
fi afectat prin tendinită, caracterizată prin inflamația acestuia;
tendinoză dată de o serie de mici fisuri (microfisuri) situate în
interiorul sau pe marginile tendonului; întinderea excesivă sau
ruptură/sfâșiere a tendonului Achile. Durerea poate apărea în
partea inferioară a călcâiului sau în gambă, fiind tăioasă în
timpul activității și ternă sau profundă în timpul odihnei.
533
-
Această inflamație poate fi urmată sau nu de edem și echimoză
(vânătaie). Luxațiile gleznei sunt alte afecțiuni întâlnite la
alergători, mai ales la cei care aleg trasee denivelate, dar de
asemenea pot să apară în timpul săriturilor sau pur și simplu în
timpul oricărei activități normale, precum în timpul mersului pe o
suprafață neuniformă. Cea mai frecventă luxație la gleznă se
numește entorsă. Glezna luxată sau glezna răsucită se poate
manifesta prin îndepărtarea extremităţilor oaselor la articulaţii,
prin întinderea sau ruptura ligamentelor, în urma unei acțiuni sau
a unei forţe puternice. Aceasta apare când se calcă greșit sau la o
mișcare bruscă de rotire a piciorului, care se manifestă printr-o
umflătură și durere, intensificându-se la mişcarea articulaţiei.
Bătăturile se aleg în urma loviturilor repetate, care sunt traume
produse de o forță. În timpul alergării piciorul se mișcă într-un
anumit fel, chiar și în cea mai potrivită încălțăminte, ceea ce
face ca degetele să se lovească de acestea. Bătăturile sunt
caracterizate prin cornificarea în profunzime a pielii pe zone mici
și dureroase (figura 5).
Acestea sunt mai des întâlnite la nivelul degetelor picioarelor,
în cazul alergătorilor care se antrenează mult în pantă. Tasarea
nervilor apare mai des în cazul persoanelor cu arcul piciorului
ridicat sub presiunea încălțămintei. Durerea, furnicăturile și
amorțeala pot apărea la vârful piciorului și să se extindă către
degete. La masarea vârfului piciorului se poate simți o coardă, un
fel de șnur, urmată de o durere bruscă, ca un șoc electric. Zonele
în care se poate localiza durerea sunt prezentate în figura 6.
Fig. 5
Bătături la nivelul
piciorului
Fig.6 Tasarea nervilor
534
http://www.sfatulmedicului.ro/dictionar-medical/edem_893http://www.sfatulmedicului.ro/dictionar-medical/edem_893http://www.sfatulmedicului.ro/dictionar-medical/edem_893
-
Bășicile sunt printre cele mai frecvente probleme întâlnite la
picioare, pe care alergătorii le pot dezvolta deoarece apare
fenomenul de frecare la nivelul pielii. Cele mai obișnuite bășici
apar în partea inferioară a călcâiului, pe partea laterală a
degetului mare precum și pe suprafața degetelor (figura 7) [11]. De
fapt acestea sunt un mijloc de apărare a organismului și apar
atunci când forțele de frecare separă epiderma de stratul mai adânc
al pielii. Între aceste straturi se adună un fluid, oferind o
căptușeală împotriva forței de frecare, în timp ce un nou strat de
piele crește pe dedesubt. Acestea pot apărea în urma înghesuirii
ciorapului la vârful piciorului sau la călcâi, dar și în timpul
frecării dintre picior și ciorap. Cercetătorii au descoperit că
oamenii au în total aproape 200 de tipuri de ciuperci (fungi)
cauzatoare de infecții, iar cele mai predispuse zone sunt cele din
zona călcâiului (80 de specii de fungi), sub unghiile de la
picioare (60 de specii) și cele dintre degete (40 de specii)
[11].
Fig.7 Bășici la
nivelul degetelor
Fig.8 Infecții fungice la nivelul degetelor
De regulă, astfel de ciuperci sunt inofensive, însă atunci când
există condiții de umiditate și căldură excesivă acestea se
înmulțesc și pot cauza infecții precum tinea pedis (piciorul
atletului) sau tinea unguium (infecții fungice la nivelul unghiilor
– afectează 3 din 100 de persoane) [11] (figura 8). Piciorul
atletului cum mai este numită ciuperca piciorului (tinea pedis),
este o infecție fungică foarte comună la nivelul piciorului și se
recunoaște după descumarea pielii, roșeață, mâncarime, senzație de
arsură, uneori și răni. Ciuperca se poate extinde la tălpi sau pe
părțile laterale ale picioarelor, degete chiar și până la unghii.
Această infecție poate rar cauza dureri sau probleme grave, însă
poate ustura și crea o stare de disconfort [11]. Cele mai comune
simptome ale unei infecții fungice la nivelul unghiilor sunt
îngroșarea acestora sau schimbarea culorii către alb, negru, galben
sau verde. Infecția de la nivelul picioarelor prezintă riscul
535
-
extinderii, putând afecta întregul organism și anume, țesuturile
pulmonare sau provoca boli sistemice. Pentru a preveni aceste
patologii la nivelul picioarelor, în etapa de proiectare a
ciorapilor sport trebuie luate măsuri de prevenție, cu privire la
tehnologii aplicate în etapa de realizare a acestora. BIBLIGRAFIE
[1] Ciobanu, C., Vasluaianu, E., Budulan, C., Socks’ influence on
foot health during sporting activities, International Scientific
Conference „UNITECH-2012”, Vol.II, ISSN 1313-230X, pag.201-205. [2]
Revista X-socks Despre picioare și ciorapi, 2011. [3] * * * Revista
X-Socks, Advanced foot protection, Copyright High Teach Institut,
2003-2004. [4] Mălureanu, G., Mihai, A., Bazele proiectării
încălţămintei, Editura Performantica, Iaşi, 2006. [5] * * *
http://www.maraton.info.ro/sanatatea-picioarelor-alergatorilor.html.
[6] * * *
http://ro.scribd.com/doc/22517733/Asistenta-Medicala-in-Sport. [7]
* * *
http://www.sfatulmedicului.ro/Anatomia-membrelorinferioare/anatomia-piciorului_5672.
[8] * * *
http://www.sfatulmedicului.ro/Anatomia-membrelorinferioare/anatomia-gleznei_5673.
[9] * * * http://www.footcaredirect.com/anatfoot.html. [10] * * *
http://medenciclopedie.com/?page_id=3306. [11] * * *
http://www.sanatostun.ro/probleme-de-sanatate/problemele-picioru-lui.html.
[12] * * *
http://sanatate.bzi.ro/calcaiul-lui-ahile-casa-a-peste-80-de-tipuri-de-ciuperci-27360.
[13] * * * Ciobanu, C., Sârghie, S., Bhom, G., Study on foot
typology in order to design sport socks, International Conference
Innovative solutions for sustainable development of textiles and
leather industry, vol. XIV, Editura Universității din Oradea, 2013,
ISSN 1843-813X, pag. 121-126. [14] Bhaskara, R.U., Joseph, B., The
influence of footwear on the prelevance of flat foot, British
Editorial Society of Bone and Joint Surgery, Vol. 74-B, Kastura
Medical College, Manipal, India, ISSN 525-7, Nr. 4 Jully, 1992.
Drd.Ing. Corina CIOBANU
e-mail: [email protected] tel: 0747498223
Asist.Drd.Ing. Bogdan SÂRGHIE e-mail:
[email protected]
Facultatea de Textile-Pielărie și Management Industrial,
Universitatea Tehnică “Gheorghe Asachi” din Iași
536
http://www.sfatulmedicului.ro/Anatomia-membrelor-inferioare/anatomia-piciorului_5672http://www.sfatulmedicului.ro/Anatomia-membrelor-inferioare/anatomia-piciorului_5672