Dalla matrice extracellulare alla postura. Il sistema connettivo è il nostro vero Deus ex machina?

A cura del Dott. Giovanni Chetta


Tensegrità


Il termine inglese "Tensegrity", coniato nel 1955 dall'architetto Richard Buckminster-Fuller, deriva dalla combinazione delle parole "tensile" ed "integrity". Esso caratterizza la capacità di un sistema di stabilizzarsi meccanicamente tramite forze di tensione e di decompressione che si ripartiscono e si equilibrano fra loro. Compressioni e trazioni si equilibrano all'interno di un sistema vettoriale chiuso.
Le strutture di tensegrità si ripartiscono in due categorie:
1) costituite da barre rigide assemblate in triangoli, in pentagoni o in esagoni;
2) costituite da barre rigide e cavi flessibili. I cavi costituiscono una configurazione continua che comprime le barre disposte in maniera discontinua in seno ad essa. Le barre, a loro volta, spingono verso l'esterno i cavi.
I vantaggi della struttura di tensegrità sono:


- la resistenza dell'insieme supera di molto la somma delle resistenze dei singoli componenti;
- la leggerezza: a parità di capacità resistenza meccanica; una struttura di tensegrità presenta un peso ridotto della metà rispetto a una struttura a compressione;
- la flessibilità del sistema è simile a quella di un sistema pneumatico. Ciò consente una grande capacità di adattamento reversibile ai cambiamenti di forma in equilibrio dinamico. Inoltre, l'effetto di una deformazione locale, determinata da una forza esterna, viene modulato da tutta la struttura minimizzandone in tal modo l'effetto.
- l'interconnessione meccanica e funzionale di tutti gli elementi costitutivi consente una continua comunicazione bidirezionale al pari di un vero e proprio network.


A partire dal citoscheletro (Ingber, 1998), l'organismo umano è caratterizzato da una struttura di tensegrità. A livello macroscopico gli assi rigidi (le barre) sono costituiti dalle ossa e le strutture flessibili (i cavi) dal sistema miofasciale (Myers, 2002).
Peculiarità della "tensegrità umana" è quella di funzionare come sistema a "eliche a passo variabile" o vortici (spirali). E' infatti sul piano trasverso che soprattutto si sviluppa l'antigravitarietà del sistema cibernetico uomo, grazie a un sofisticato sistema di equilibrio neuro-biomeccanico.
La "spirale umana" si trasferisce dal piano trasverso al piano frontale, grazie al "mortaio" astragalo-calcaneare, a livello podalico, in presenza di un congruo coefficiente di attrito (senza quest'ultimo infatti l'avvolgimento podalico risulta difficoltoso). Al contempo, terreno o suole eccessivamente soffici risultano inappropriati, in quanto disperdono eccessivamente l'impulso compressivo derivante dall'impatto calcaneare durante il passo, indispensabile per l'esecuzione e la trasmissione delle forze torsionali a livello rachideo e quindi del bacino (Snel et al., 1983).
Il piede pertanto non è un sistema ad archi o volte, bensì anch'esso un sofisticatissimo sistema senso-motorio elicoidale (Paparella Treccia, 1978).

 

Il piede: organo sensoriale-motorio, ponte fra sistema è ambiente, costituito da un'elica a passo variabile formata da 26 ossa, 33 articolazioni e 20 muscoli che influenza tutto il corpo.

 

Il rapporto fra rotazioni nel piano traverso e frontale tende al numero d'oro della sezione aurea, così come il rapporto di lunghezza fra varie parti scheletriche (ad es. lunghezza retropiede/avampiede).
"Il moto specifico dell'uomo, processo fra i più mirabili in natura, si erge sui pilastri vorticosi, depositari del numero d'oro, in se stessi e nei reciproci rapporti" (Paparella Treccia, 1988).

 

Elogio all'elica


La gravità, nel lungo percorso della morfogenesi, modella forme elicoidali che nel moto assumono il significato di vincolo, determinando le traiettorie elicoidali. E' quindi la stessa gravità che provvede nei tempi lunghi (morfogenesi) a modellare quelle forme che nel corso del moto (tempi brevi) assumono il significato di vincolo. Le traiettorie elicoidali introdotte nei moti morfogenetici del campo gravitazionale, col contributo dei vincoli intratessutalim convergono nella genesi delle forme (femore, tibia, astragalo ecc. fino al DNA presentano forma elicoidale). Le forme in natura altro non sono che moti vorticosi plastificati. All'elicità delle traiettorie del moto non può non far eco l'elicità delle forme il cui alto contenuto in simmetricità propizia la stabilità strutturale (Paparella Treccia, 1988). L'evoluzione, infatti, ha scelto le configurazioni elicoidali in quanto nel moto esse si evolvono conservando la stabilità dinamica (momento angolare), l'energia (potenziale più cinetica) e l'informazione (topologia). La stabilità, intesa come resistenza alle perturbazioni, rappresenta il traguardo che la natura persegue comunque e dovunque. Le eliche sono curve che si accrescono senza cambiare forma, le loro prerogative di ripetitività, quindi di stabilità, ne fanno le espressioni per eccellenza della geometria che sottende i moti naturali.
"Se una figura è stata prescelta da Dio come fondamento dinamico della sua immanenza nelle forme, ebbene questa figura è l'elica" (Goethe)
La forza di gravità, sia dal punto vista funzionale che strutturale, non va quindi vista come un nemico; senza di essa l'uomo non potrebbe esistere.

 

Il motore del moto specifico dell'uomo


Nel 1970 Farfan propose per primo l'idea che il movimento proceda dalla pelvi alle estremità superiori, ossia che le forze deambulatorie partano dalle creste iliache per andare alle estremità superiori. Negli anni '80 Bogduk precisò l'anatomia dei tessuti molli che circondano la colonna e, negli anni 90, Vleeming chiarì il legame pelvi-arti inferiori. Gracovetsky (1988), infine, ha dimostrato che la colonna vertebrale rappresenta il motore primario del moto, "the spine engine". Questo ruolo della spina dorsale è ancora evidente nei nostri "antenati" pesci e rettili, ma un uomo a cui sono stati amputati completamente gli arti inferiori è in grado di camminare sulle tuberosità ischiatiche senza significative alterazioni della deambulazione, ossia senza interferire sul movimento primario del bacino. Ciò dimostra fondamentalmente due cose:
1) Le faccette e i dischi intervertebrali non prevengono la rotazione ma la favoriscono; le vertebre non sono state costruite per la stabilità strutturale statica. Infatti, la lordosi lombare - insieme alla flessione laterale - induce meccanicamente, tramite un sistema di coppia meccanica, una torsione della colonna vertebrale.

2) Il ruolo degli arti inferiori è secondario a quello della colonna vertebrale. Essi da soli non sono in grado di ruotare la pelvi in maniera da consentire il moto ma possono amplificarne il movimento. Gli arti inferiori, infatti, derivano dalla necessità evolutiva di sviluppare la velocità del moto dell'uomo. La maggior potenza richiesta a tal scopo non può derivare dai muscoli del tronco, che a tal fine avrebbero dovuto sviluppare una massa improponibile dal punto di vista dell'ingombro. L'evoluzione ha quindi dovuto approntare ulteriori muscoli, posizionandoli, sia per motivi funzionali che di spazio, al di fuori del tronco ossia sugli arti inferiori.


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