Biomekanikk ved Plantar Fascitt

Hva er Plantar Fasciitt?

Plantar fasciitt er en belastningsskade som oppstår på grunn av akkumulering av mikroskader i kollagenfibrene som danner festeområdet for plantaraponeurosen. Denne tilstanden er den vanligste årsaken til hælsmerter og rammer ofte personer som belaster føttene i stor grad. Til tross for suffikset "ittis" i navnet, er plantar fasciitt ikke en inflammatorisk tilstand, men snarere en degenerativ prosess.

Komposisjon, Opprinnelse og Feste av Plantaraponeurosen

Plantaraponeurosen er en ligamentlignende struktur som gir støtte til fotens plantarbue. Den:

• Opprinnelse: Starter ved den mediale kalkaneale tuberkelen (medial calcaneal tubercle).

• Feste: Fester seg på de dype, tverrgående leddbåndene ved metatarsalhodene.

• Struktur: Den har en trekantet form og består av tre distinkte deler:

  1. Medial del: Smalere og mindre fremtredende.

  2. Sentral del: Den mest robuste delen, som gir hovedstøtten.

  3. Lateral del: Mindre i volum, men bidrar til lateral stabilitet.

Funksjoner til Plantaraponeurosen

Plantaraponeurosen spiller en nøkkelrolle i fotens biomekanikk ved å:

1. Støtte den mediale longitudinale buen:

   • Plantaraponeurosen fungerer som en passiv støttestruktur som opprettholder fotens bue og forhindrer overpronasjon.

2. Regulere bevegelse i ankel og fot:

   • Under gange og løping bidrar plantaraponeurosen til å kontrollere fleksjon og forlenge fotens dynamiske funksjon.

3. Fordele krefter jevnt:

   • Ved belastning fordeler plantaraponeurosen trykk og støtkrefter over fotens plantaroverflate for å redusere lokal overbelastning.

Klinisk Betydning

Skader på eller svekkelse av plantaraponeurosen kan resultere i overbelastning på hælen, svekket buefunksjon og ujevn kraftfordeling, noe som igjen kan føre til smerte, redusert mobilitet og kompensatoriske gangmønstre.

Windlass-mekanismen og Plantar Fasciitt

Windlass-mekanismen

Windlass-mekanismen forklarer hvordan plantaraponeurosen bidrar til å løfte den mediale longitudinale buen i foten. Foten kan beskrives som en trekantet bue, definert av metatarsalknoklene, calcaneus og metatarsalleddene.

• Virkningsmekanisme: Plantaraponeurosen fungerer som en kabel som er festet til metatarsophalangealleddene og calcaneus.

• Under gangens propulsive fase:

  • Dorsalfleksjon i tærne strammer plantaraponeurosen rundt hodene på metatarsalknoklene.

  • Dette øker spenningen i plantaraponeurosen, reduserer avstanden mellom calcaneus og metatarsalknoklene, og løfter den mediale buen.

  • Resultatet er at buen stabiliseres og hindres i å kollapse under belastning.

Denne mekanismen er avgjørende for fotens evne til å tåle og fordele belastning under gange og løping.

Plantaraponeurosen og kollagen

Plantaraponeurosen er hovedsakelig sammensatt av type I-kollagen, som har høy elastisitet og strekkfasthet.

• Mikrostruktur:

  • Kollagenfibre har en unik trippel heliks-struktur som gir stor stabilitet og styrke.

  • Fibrillene, som er delene av kollagenfibrene, tåler betydelig strekk og spenning.

• Orientering:

  • Kollagenfibrene er parallelt orientert, noe som gjør dem svært effektive til å overføre og fordele krefter som virker langs fibrenes retning.

  • Krefter som er komprimerende eller virker vinkelrett på fibrene, kan derimot ikke overføres like effektivt, noe som kan føre til skade på kollagenstrukturen.

Kollagennedbrytning og Plantar Fasciitt

Når plantaraponeurosen utsettes for krefter som er komprimerende eller vinkelrette på kollagenfibrene, kan mikroskader oppstå.

• Påvirkningsfaktorer:

  • Kroppsvekt: En høy BMI øker kroppens belastning på plantaraponeurosen og øker risikoen for mikroskader.

  • Vertikale reaksjonskrefter fra underlaget: Disse øker stresset på fibrene, spesielt under aktiviteter som innebærer langvarig ståing eller gange.

  • Varighet: Jo lengre plantaraponeurosen utsettes for belastning, desto større er sannsynligheten for kollagennedbrytning.

Relevans for Plantar Fasciitt

Plantar fasciitt oppstår når gjentatte mikroskader akkumuleres raskere enn kroppens evne til å reparere dem. Forståelsen av Windlass-mekanismen og kollagenets biomekanikk hjelper helsepersonell med å identifisere risikofaktorer og tilrettelegge behandlingsstrategier som reduserer belastningen på plantaraponeurosen.

Gangsyklusen og Plantar Fasciitt

Pronasjons- og supinasjonsbevegelser

Pronasjons- og supinasjonsbevegelser i ankelen øker spenningen i plantaraponeurosen og spiller en sentral rolle i gangsyklusen.

• Funksjon i gangsyklusen:

  • Under pronasjon hindrer plantaraponeurosen talus i å bevege seg for langt fremover.

  • Under supinasjon begrenser den talus fra å bevege seg for langt bakover.

• Effektiv gangsyklus:

  • Plantaraponeurosen sørger for en regulert pronasjon og supinasjon, noe som resulterer i en systematisk og effektiv gangsyklus.

  • Ved langvarig gange oppstår imidlertid overdreven spenning ved plantaraponeurosens opprinnelsespunkt (medial calcaneus).

Maksimal spenning i plantaraponeurosen

Plantaraponeurosen er under størst spenning på to kritiske tidspunkter i gangsyklusen:

1. Overgangen mellom hælstrekk (heel strike) og vektaksept: Her skjer maksimal ankelpronasjon.

2. Overgangen mellom midtstanden og tåavvikling (toe-off): Her skjer maksimal ankelsupinasjon.

Konsekvenser: Overdreven spenning i plantaraponeurosen fører til nedbrytning av kollagenfibre ved dens opprinnelsespunkt, noe som manifesterer seg som hælsmerter.

Risikofaktorer og underliggende biomekanikk

Overpronasjon

• Beskrivelse:

  • Overpronasjon fører til svakhet i tibialis posterior, en muskel som normalt reduserer spenningen på plantaraponeurosen ved eksentrisk kontraksjon under vektaksept.

• Konsekvens:

  • Når tibialis posterior er svak, øker de tensil kreftene på plantaraponeurosen, noe som akselererer nedbrytning av kollagenfibrene.

Hulfot (høy fotbue)

• Effekt på plantaraponeurosen:

  • En høy fotbue reduserer avstanden mellom festepunktene for plantaraponeurosen, noe som resulterer i at den konstant er i en forkortet tilstand.

• Konsekvens:

  • Den forkortede tilstanden øker risikoen for mikrotraumer og stress.

Beinlengdeforskjell

• Ujevn belastning:

  • Forskjell i beinlengde fører til en ujevn fordeling av reaksjonskrefter fra underlaget, noe som kan øke belastningen på foten.

• Kompensatoriske mekanismer:

  • Ekstrem hofte- og knefleksjon samt hoftesirkumduksjon bidrar til økt stress på plantaraponeurosen.

• Hyppigst påvirket fot:

  • Plantar fasciitt rammer oftest foten på den lengre lemmen, da større krefter overføres til denne foten.

Fottøy

• Slitasje:

  • Med tid og bruk slites sålen og hælen på skoene, noe som reduserer skoens evne til å absorbere og fordele reaksjonskreftene fra underlaget.

• Konsekvens:

  • Plantaraponeurosen blir utsatt for økt stress og kompresjonskrefter, da de fleste reaksjonskreftene fra underlaget overføres direkte til foten i stedet for å bli absorbert av skoen.

Plantar fasciitt er et resultat av komplekse biomekaniske faktorer som overpronasjon, hulfot, beinlengdeforskjell og dårlig fottøy. Forståelsen av disse mekanismene er avgjørende for å utvikle effektive behandlingsstrategier som reduserer belastningen på plantaraponeurosen og lindrer hælsmerter.

Fysioterapi og Underliggende Biomekanikk for Plantar Fasciitt

Øvelser

• Eksentrisk belastning: Eksentrisk trening av plantaraponeurosen har vist seg å være svært effektiv. Dette inkluderer langsom motstandstrening og styrkeøvelser med høy belastning. Anbefalt protokoll er 15 repetisjoner, 3 sett, over en periode på 3 måneder.

  • Hvorfor det fungerer: Plantaraponeurosen deler biomekaniske egenskaper med sener og reagerer positivt på kontrollert belastning, noe som styrker strukturen og reduserer symptomer.

Natteskinner

• Formål: Smerter og symptomer på plantar fasciitt er ofte mest intense om morgenen. Dette skyldes at foten opprettholder en plantarflektert posisjon gjennom natten, som resulterer i forkortning av plantaraponeurosen.

• Hvordan det hjelper: Natteskinner holder ankelen i dorsalfleksjon, som strekker plantaraponeurosen og reduserer spenningen på strukturen, noe som kan forbedre symptomene over tid.

Tøyning av gastrocnemius- og soleusmuskulaturen

• Effektivitet: Fokuserte tøyningsøvelser for disse musklene forbedrer fleksibiliteten i akillessenen.

  • Biomekanisk fordel: Reduksjon i tensil krefter som påføres plantaraponeurosen gjennom en mer fleksibel akillessene, bidrar til å redusere smerte og skade.

Introduksjon til ortoser

• Formål: Ortopediske innleggssåler hjelper til med å kontrollere biomekaniske risikofaktorer som overpronasjon og beinlengdeforskjell.

• Krav til effektive ortoser:

  • Semi-rigide, ¾- til full-lengde design.

  • Langsgående fotbuesupport for å kontrollere overpronasjon.

  • Effektiv regulering av bevegelsen til den første metatarsale hodet.

Støttende fottøy

• Krav:

  • Støttende sko bør tilby stabilitet og kontrollere fotens pronasjon.

  • Bør ha bred tåboks for komfort og fremme fleksibilitet i forfoten, noe som muliggjør enkel dorsalfleksjon av midtfoten og bakfoten.

  • Midtsålen bør være laget av støttende materialer som etylen-vinylacetat (EVA), som gir polstring og reduserer kompresjonskrefter.

Plantar fasciotomi

• Kirurgisk inngrep: En liten incision lages ved opprinnelsespunktet for plantaraponeurosen, vanligvis på den mediale delen av strukturen.

• Formål:

  • Frigjøre en kontrahert plantaraponeurose og tillate lengre helingsprosess.

  • Under helingsprosessen forlenges aponeurosen, noe som reduserer spenning og symptomer.

Konklusjon

Effektiv behandling av plantar fasciitt innebærer en kombinasjon av fysioterapi, biomekanisk korreksjon, og eventuelt kirurgisk intervensjon. Spesifikke tiltak som eksentrisk trening, bruk av natteskinner og ortoser, samt valg av riktig fottøy, gir betydelige forbedringer i symptomene og reduserer risikoen for tilbakefall.

Kilder:

1. Stecco C, Corradin M, Macchi V, et al. Plantar fascia anatomy and its relationship with Achilles tendon and paratenon. J Anat. 2013;223(August):1–12. doi:10.1111/joa.12111.

2. Chen DW, Li B, Aubeeluck A, Yang YF, Huang YG, Zhou JQ, Yu GR. Anatomy and biomechanical properties of the plantar aponeurosis: a cadaveric study. PLoS One. 2014 Jan 2;9(1):e84347.

3. Welte L, Kelly LA, Lichtwark GA, Rainbow MJ. Influence of the windlass mechanism on arch-spring mechanics during dynamic foot arch deformation. J R Soc Interface. 2018;15(145):20180270. doi:10.1098/rsif.2018.0270.

4.   Mienaltowski MJ, Birk DE. Structure, physiology, and biochemistry of collagens. Adv Exp Med Biol. 2014;802:5-29. doi:10.1007/978-94-007-7893-1_2.

5. Dubin A. Gait: the role of the ankle and foot in walking. Med Clin North Am. 2014;98(2):205-211. doi:10.1016/j.mcna.2013.10.002.

6. Donatelli R. Abnormal biomechanics of the foot and ankle. Journal of Orthopaedic & Sports Physical Therapy. 1987 Jul;9(1):11-6.

7. Chandler TJ, Kibler WB. A biomechanical approach to the prevention, treatment and rehabilitation of plantar fasciitis. Sports Med. 1993;15(5):344-352. doi:10.2165/00007256-199315050-00006.

8. Tiberio D. Pathomechanics of structural foot deformities. Physical Therapy. 1988 Dec 1;68(12):1840-9.

9. Yoo SD, Kim HS, Lee JH, et al. Biomechanical Parameters in Plantar Fasciitis Measured by Gait Analysis System With Pressure Sensor. Ann Rehabil Med. 2017;41(6):979-989. doi:10.5535/arm.2017.41.6.979.

10. Agyekum EK, Ma K. Heel pain: A systematic review. Chin J Traumatol. 2015;18(3):164-169. doi:10.1016/j.cjtee.2015.03.002.

11. Rathleff MS, Thorborg K. ‘Load me up, Scotty’: mechanotherapy for plantar fasciopathy (formerly known as plantar fasciitis).

12. Goff JD, Crawford R. Diagnosis and treatment of plantar fasciitis. Am Fam Physician. 2011;84(6):676-682.

13. Kamonseki DH, Gonçalves GA, Yi LC, Júnior IL. Effect of stretching with and without muscle strengthening exercises for the foot and hip in patients with plantar fasciitis: A randomized controlled single-blind clinical trial. Man Ther. 2016;23:76-82. doi:10.1016/j.math.2015.10.006.

14. Mao DW, Chandrakumara D, Zheng Q, Kam C, Kon Kam King C. Endoscopic plantar fasciotomy for plantar fasciitis: A systematic review and network meta-analysis of the English literature. Foot (Edinb). 2019;41:63-73. doi:10.1016/j.foot.2019.08.001.