Biomecânica Lombossacral

Definição/Descrição

Biomecânica é o estudo das forças e seus efeitos quando aplicada a humanos.

• A coluna lombossacral e é uma importante região biomecânica do corpo.
• Posicionada abaixo da coluna torácica, a coluna lombar normalmente tem 5 vértebras
• O sacro consiste de uma série de 5 vértebras sacrais normalmente fundidas.

Anatomia clinicamente relevante

As vértebras lombares e sacrais consistem de um “corpo” anterior, maior e mais cilíndrico na região lombar, e um “arco vertebral” posterior que envolve o forame vertebral protegendo os tecidos neurais.

As vértebras dentro da coluna lombar são separadas por articulações intervertebrais que são estruturas articulares únicas, Os discos intervertebrais são o componente chave da articulação, constituídos por características distintas. O núcleo pulposo central em forma de pasta consiste principalmente em água (70-90%) e proteoglicanos hidrostáticos (65% do peso seco) soltos por fibras de colagénio (15-20% do peso seco). O núcleo é rodeado pelas fortes camadas concêntricas de colagénio da fibrose anelar, que consistem em água (60-70%), colagénio (50-60% do peso seco) e proteoglicanos (20% do peso seco), que são na sua maioria agregados. O núcleo e o anel contêm colágeno tipo II e o anel externo contém uma maior concentração de colágeno tipo I. As fibras elásticas (10%) também se encontram no anel e estão dispostas de forma circular, obliqua e vertical, com uma concentração para os locais de fixação com as placas terminais vertebrais. A placa terminal vertebral cobre os aspectos superior e inferior do disco e está fortemente unida com fibrocartilagem às partes nucleares e anulares do disco. Há uma maior concentração de colágeno no tecido mais próximo do osso.

A transição lombossacral está normalmente ao nível de L5/S1 e o disco intervertebral a este nível tem a forma de cunha. Uma “vértebra de transição” é uma anomalia espinhal onde a vértebra lombar mais baixa está em grau de fusão ou um segmento falhado do sacro que se pensa ocorrer em 4-30% da população.

O sacro é um osso em forma de cunha triangular com um aspecto anterior côncavo, um aspecto dorsal convexo e um ápice. O sacro é inclinado para a frente de modo que a superfície superior se articula com a vértebra L5 acima, contribuindo para o “ângulo lombossacral”. O disco intervertebral L4/5 e L5/S1 juntamente com o corpo vertebral L5 são responsáveis por quase 60% da medida angular da curvatura lombossacral, com uma média de 61 graus. Na superfície anterior do sacro, as bordas superior e inferior dos corpos vertebrais fundidos correspondem como cristas transversais. O escarro proporciona força e estabilidade à pélvis e transmite forças à cintura pélvica através das articulações sacroilíacas. As vértebras sacrais estão ligadas ao cóccix inferior.

Biomecânica da coluna lombar e do sacro (L4-L5 L5-S1)

Os 3 movimentos na coluna vertebral são a flexão, extensão, rotação e flexão lateral. Estes movimentos ocorrem como uma combinação de rotação e translação nos 3 seguintes planos de movimento: sagital, coronal e horizontal. Estes movimentos resultam em diversas forças atuando sobre a coluna lombar e o sacro: força compressiva, força de tração, força de corte, momento de flexão e momento de torção. Por exemplo, com a flexão lombar, uma força compressiva é aplicada no aspecto anterior do disco e uma força distrativa é aplicada no aspecto posterior do disco. As forças opostas ocorrem com a extensão lombar.

O complexo da coluna lombar forma um sistema de suporte de carga eficaz. Quando uma carga é aplicada externamente à coluna vertebral, ela produz tensões no corpo vertebral rígido e no disco relativamente elástico, fazendo com que as tensões sejam produzidas mais facilmente no disco. A pressão dentro do núcleo pulposus é maior que zero, mesmo em repouso, proporcionando um mecanismo de “pré-carga” que permite uma maior resistência às forças aplicadas. A pressão hidrostática aumenta dentro do disco intervertebral, resultando em uma pressão para fora em direção às placas terminais vertebrais, resultando em abaulamento da fibrose do anel e forças de tração dentro das fibras anulares concêntricas. Esta transmissão de forças retarda eficazmente a aplicação de pressão sobre a vértebra adjacente, actuando como um amortecedor de choque. Os discos intervertebrais são, portanto, uma característica biomecânica essencial, atuando efetivamente como uma “almofada” de fibrocartilagem transmitindo força entre as vértebras adjacentes durante o movimento espinhal. O disco lombar é mais predisposto a lesões em comparação com outras regiões da coluna vertebral devido a: as fibras anulares estarem num arranjo mais paralelo e mais finas posteriormente em comparação com anteriores, o núcleo estar posicionado mais posteriormente, e os orifícios nas placas terminais cartilaginosas.

Quando uma carga é aplicada ao longo da coluna vertebral, forças de “cisalhamento” ocorrem paralelamente ao disco intervertebral, já que a compressão do núcleo resulta em um abaulamento lateral do anel. As forças de cisalhamento também ocorrem quando uma vértebra se move, por exemplo, para frente ou para trás em relação a uma vértebra adjacente com flexão e extensão. As tensões de torção resultam das forças externas sobre o eixo de torção e ocorrem no disco intervertebral com actividade como a torção da coluna vertebral.
As articulações zigapófilas ou “facetas” proporcionam estabilidade à articulação intervertebral em relação às forças de cisalhamento, ao mesmo tempo em que permitem principalmente o movimento de flexão e extensão.
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Mecanismo da lesão / processo patológico

Experimentos indicam “hérnia discal intervertebral” ou prolapso é provável que seja como resultado de um processo gradual ou de fadiga, ao invés de uma lesão traumática , entretanto clinicamente há freqüentemente um relato de um início súbito de sintomas associados a uma alta carga incidental da coluna vertebral, freqüentemente em uma postura flexionada. As tensões mais prováveis de resultar em lesão da coluna vertebral são a flexão e torção, e estes movimentos combinados refletem forças de cisalhamento, compressão e tensão. Os movimentos de torção são mais propensos a ferir o anel, pois apenas metade das fibras de colágeno são orientadas para resistir ao movimento em qualquer direção

As alterações degenerativas do disco associadas ao envelhecimento têm sido consideradas normais. Por exemplo, os níveis de concentração de proteoglicanos dentro do núcleo diminuem com a idade, de 65% no início da idade adulta para 30% aos 60 anos, correspondendo a uma redução na hidratação nuclear e concentração de fibras anulares elásticas ao longo deste tempo, resultando em um disco menos resistente. O estreitamento do disco com a idade tem sido considerado há muito tempo, porém grandes estudos post-mortem indicam que as dimensões do disco realmente aumentam entre a 2ª e 7ª décadas. O estreitamento aparente do disco pode ser considerado como resultado de um processo diferente do envelhecimento.

Há também reduções na nutrição da placa terminal vertebral e nos níveis de densidade óssea do corpo vertebral. A redução no suporte do osso subjacente resulta em “microfractura” e na migração de material nuclear para o corpo vertebral conhecido como “nós de Schmorl”, geralmente visto nas espinhas toracolombar e torácica e tem uma incidência baixa abaixo do nível de L2. A densidade óssea subcondral da articulação da face lombar aumenta até aos 50 anos de idade, após o que diminui, e a cartilagem articular continua a engrossar com a idade apesar das alterações focais, particularmente onde as forças de cisalhamento durante a flexão e extensão repetidas são resistidas. Outras alterações ósseas também ocorrem na articulação da faceta, incluindo a formação de “osteófito” e “pára-choques envolvente”, presumivelmente devido a repetidas tensões nas regiões do processo articular superior e inferior, respectivamente.

Os processos de degeneração também têm sido considerados patológicos. No que diz respeito às articulações da faceta “osteoartrite” e “doença articular degenerativa” são diagnósticos comuns. “Espondilose” e “osteocondrose intervertebral” também são termos usados para descrever alterações degenerativas nos locais das vértebras e dos foramináceos neurais. “Doença discal degenerativa” e também são diagnósticos comuns.

O processo de degeneração da coluna lombar tem sido descrito em 3 fases:

• Fase 1: “Degeneração precoce” envolve aumento da frouxidão das articulações da faceta, fibrilação da cartilagem articular e alterações degenerativas dos discos intervertebrais de grau 1-2.
• Estágio 2: “Instabilidade lombar” no(s) nível(eis) afectado(s) desenvolve-se devido à frouxidão das cápsulas da faceta, degeneração da cartilagem e doença dos discos degenerativos de grau 2-3. Instabilidade segmentar: pode ser definida como perda de movimento e rigidez segmentar de tal forma que a aplicação de força a esse segmento de movimento produzirá deslocamentos maiores do que ocorreria em uma estrutura normal. Os testes mecânicos sugerem que o disco intervertebral é mais susceptível à hérnia nesta fase.
• Estágio 3: “Deformidade fixa” resulta de processos de reparo como osteófitos de faceta e peridiscal, estabilizando efetivamente o segmento de movimento. Existe degeneração avançada da articulação da faceta (ou “síndrome da articulação da faceta”) e degeneração discal de grau 3-4. De importância clínica é a alteração das dimensões do canal raquidiano devido à deformidade fixa e formação de osteófitos.

Importante, a incidência de espondilose e osteoartrite é a mesma em pacientes com sintomas e sem sintomas, levantando a questão de se essas condições devem ser sempre vistas como diagnósticos patológicos. Isto tem implicações clínicas particularmente no que diz respeito à interpretação dos achados da investigação radiológica, e como os resultados são apresentados e discutidos com os pacientes.

Medidas de rendimento

Medidas de rendimento relativas à dor e incapacidade incluem:

• Índice de Incapacidade Oswestry
• Questionário de Incapacidade Roland-Morris
• Questionário de Dor McGill de forma curta
• Medida de independência da medula espinhal
• Escala numérica de avaliação da dor
• Escala analógica visual

Para avaliação adicional dos fatores psicossociais associados às condições lombossacrais, as seguintes medidas de resultado podem ser úteis:

• Questionário de Triagem da Dor Musculo-esquelética de Orebro
• Escala de Depressão Ansiedade de Estresse
• Questionário de Crenças de Prevenção do Medo
• Escala de Cinesiofobia de Tampa
• Questionário de Aceitação da Dor Crônica
• Escala de Catastrofização da Dor

Veja também, Base de Dados de Medidas de Resultados

Exame

Refer ao exame lombar.

1. 1.0 1.1 1.2 1.3 Jensen M Biomecânica do disco intervertebral lombar: uma revisão. Fisioterapia. 1980; 60(6):765-773.
2. 2.0 2.1 2.2 Moore, KL. Clinically Oriented Anatomy (3ª edição). 1992, Baltimore: Williams e Wilkins
3. 3.0 3.1 3.2 3.3 3.3 3.4 3.5 3.6 Bogduk, N. (2012). Anatomia Radiológica e Clínica da Coluna Lombar (5ª ed.). China: Churchill Livingstone.
4. Chalian M, Soldatos T, Carrino JA, Belzberg AJ, Khanna J, Chhabra A. Predição da anatomia lombossacral tridimensional em ressonância magnética da coluna lombar. World Journal of Radiology 2012; 4(3):97-101
5. Konin GP, Walz DM. Lombossacral transitional vertebrae: classificação, achados de imagem e relevância clínica. AJNR Am J Neuroradiol 2010; 31:1778-1786
6. Damasceno LHF, Catarin SRG, Campos AD, Defino HLA. Lordose lombar: um estudo dos valores angulares e do papel dos corpos vertebrais e dos discos intervertebrais. Acta Ortop Bras 2006; 14(4):193-198
7. 7.0 7.1 7.2 Adams M., Bogduk N., Burton K. Dolan P.. A Biomecânica das Dores de Costas. Eds. 2002. p238
8. McKenzie, R. (1981). A coluna lombar: diagnóstico mecânico e terapia. Waikanae, Nova Zelândia: Publicações sobre a coluna vertebral.
9. White A, Panjabi M. Clinical Biomechanics of the Spine. 1978, Philadelphia: JB Lippincott Co.
10. Hirsch C. A reacção dos discos intervertebrais às forças de compressão. J Bone Joint Surg (Am) 1955; 37:1188-1191
11. 11.0 11.1 Frymoyer JW, Selby DK. Instabilidade segmentar. Spine 1985; 10:280-286
12. Kirkaldy-Wallis WH, Wedge JH, Yong-Hing K, Reilly J. Patologia e patogénese da espondilose lombar e estenose. Espinha 1978; 3(4):319-328