La deformazione che si verifica quando la forza viene applicata e rimossa è chiamata deformazione "elastica". La deformazione che si verifica dopo l'applicazione o la rimozione della forza è chiamata deformazione "viscosa". Poiché i tessuti del corpo presentano proprietà sia elastiche che viscose, sono chiamati "viscoelastici". Se il tempo di recupero tra gli sforzi successivi non è abbastanza lungo per una data forza e durata, il recupero non sarà completo e il tendine sarà ulteriormente allungato ad ogni sforzo successivo. Golstein et al. (1987) hanno scoperto che quando i tendini flessori delle dita erano sottoposti a carichi fisiologici di 8 secondi (s) e 2 secondi di riposo, la deformazione viscosa accumulata dopo 500 cicli era uguale alla deformazione elastica. Quando i tendini sono stati sottoposti a 2 s di lavoro e 8 s di riposo, la deformazione viscosa accumulata dopo 500 cicli era trascurabile. I tempi critici di recupero per determinati profili lavoro-riposo non sono ancora stati determinati.
I tendini possono essere caratterizzati come strutture composite con fasci paralleli di fibre collagene disposte in una matrice gelatinosa di mucopolisaccaride. Le forze di trazione sulle estremità del tendine provocano lo spiegamento delle ondulazioni e il raddrizzamento dei filamenti di collagene. Carichi aggiuntivi causano l'allungamento dei trefoli raddrizzati. Di conseguenza, il tendine diventa più rigido man mano che si allunga. Le forze di compressione perpendicolari all'asse lungo del tendine fanno sì che i filamenti di collagene vengano forzati più vicini e si traduca in un appiattimento del tendine. Le forze di taglio sul lato del tendine causano lo spostamento dei filamenti di collagene più vicini alla superficie rispetto a quelli più lontani e conferiscono alla vista laterale del tendine un aspetto distorto.
Tendini come strutture
Le forze vengono trasmesse attraverso i tendini per mantenere l'equilibrio statico e dinamico per i requisiti di lavoro specificati. I muscoli in contrazione tendono a ruotare le articolazioni in una direzione mentre il peso del corpo e degli oggetti di lavoro tende a ruotarle nell'altra. La determinazione esatta di queste forze tendinee non è possibile perché ci sono più muscoli e tendini che agiscono su ciascuna struttura articolare; tuttavia, si può dimostrare che le forze muscolari che agiscono sui tendini sono molto maggiori del peso o delle forze di reazione degli oggetti di lavoro.
Le forze esercitate dai muscoli in contrazione sono chiamate forze di trazione perché allungano il tendine. Le forze di trazione possono essere dimostrate tirando le estremità di un elastico. Anche i tendini sono soggetti a forze di compressione e taglio ea pressioni fluide, che sono illustrate nella Figura 4 per i tendini flessori delle dita nel polso.
Figura 1. Diagramma schematico del tendine teso attorno a una superficie anatomica o puleggia e le corrispondenti forze di trazione (Ft), forze di compressione (Fc), forze di attrito (Ff) e pressione idrostatica o del fluido (Pf).
Lo sforzo delle dita per afferrare o manipolare oggetti di lavoro richiede la contrazione dei muscoli dell'avambraccio e della mano. Quando i muscoli si contraggono, tirano le estremità dei rispettivi tendini, che passano attraverso il centro e la circonferenza del polso. Se il polso non è tenuto in una posizione tale che i tendini siano perfettamente diritti, premeranno contro le strutture adiacenti. I tendini flessori delle dita premono contro le ossa e i legamenti all'interno del tunnel carpale. Questi tendini possono essere visti sporgere sotto la pelle verso il palmo durante un forte pizzicamento con un polso flesso. Allo stesso modo, i tendini estensore e abduttore possono essere visti sporgere sul dorso e sul lato del polso quando viene esteso con le dita tese.
Le forze di attrito o di taglio sono causate da sforzi dinamici in cui i tendini sfregano contro le superfici anatomiche adiacenti. Queste forze agiscono parallelamente alla superficie del tendine. Le forze di attrito possono essere percepite premendo e facendo scorrere contemporaneamente la mano contro una superficie piana. Lo scorrimento dei tendini su una superficie anatomica adiacente è analogo a una cinghia che scorre attorno a una puleggia.
La pressione del fluido è causata da sforzi o posture che spostano il fluido fuori dagli spazi attorno ai tendini. Gli studi sulla pressione del canale carpale mostrano che il contatto del polso con le superfici esterne e alcune posture producono pressioni sufficientemente elevate da compromettere la circolazione e minacciare la vitalità dei tessuti (Lundborg 1988).
La contrazione di un muscolo produce uno stiramento immediato del suo tendine. I tendini uniscono i muscoli insieme. Se lo sforzo è sostenuto, il tendine continuerà ad allungarsi. Il rilassamento del muscolo si tradurrà in un rapido recupero del tendine seguito da un recupero rallentato. Se lo stiramento iniziale era entro certi limiti, il tendine riprenderà alla sua lunghezza iniziale senza carico (Fung 1972).
I tendini come tessuti viventi
La forza dei tendini smentisce la delicatezza dei meccanismi fisiologici sottostanti attraverso i quali vengono nutriti e guariti. Intervallati all'interno della matrice del tendine ci sono cellule viventi, terminazioni nervose e vasi sanguigni. Le terminazioni nervose forniscono informazioni al sistema nervoso centrale per il controllo motorio e avvisano di sovraccarico acuto. I vasi sanguigni svolgono un ruolo importante nel nutrimento di alcune zone del tendine. Alcune aree dei tendini sono avascolari e dipendono dalla diffusione del fluido secreto dai rivestimenti sinoviali delle guaine tendinee esterne (Gelberman et al. 1987). Il liquido sinoviale lubrifica anche i movimenti dei tendini. Le guaine sinoviali si trovano nei punti in cui i tendini entrano in contatto con le superfici anatomiche adiacenti.
Un'eccessiva deformazione elastica o viscosa del tendine può danneggiare questi tessuti e comprometterne la capacità di guarigione. Si ipotizza che la deformazione possa impedire o arrestare la circolazione e il nutrimento dei tendini (Hagberg 1982; Viikari-Juntura 1984; Armstrong et al. 1993). Senza un'adeguata circolazione, la vitalità cellulare sarà compromessa e la capacità di guarigione del tendine sarà ridotta. La deformazione del tendine può portare a piccole lacrime che contribuiscono ulteriormente al danno cellulare e all'infiammazione. Se la circolazione viene ripristinata e al tendine viene concesso un adeguato tempo di recupero, i tessuti danneggiati guariranno (Gelberman et al. 1987; Daniel e Breidenbach 1982; Leadbetter 1989).
Disturbi dei tendini
È stato dimostrato che i disturbi dei tendini si verificano secondo schemi prevedibili (Armstrong et al. 1993). La loro localizzazione si verifica in quelle parti del corpo associate ad elevate concentrazioni di stress (p. es., nei tendini del sovraspinato, nei bicipiti, nei muscoli estrinseci flessori ed estensori delle dita). Inoltre, esiste un'associazione tra l'intensità del lavoro e la prevalenza delle patologie tendinee. Questo schema è stato mostrato anche per atleti dilettanti e professionisti (Leadbetter 1989). I fattori comuni sia nei lavoratori che negli atleti sono gli sforzi ripetitivi e il sovraccarico delle unità muscolo-tendinee.
Entro certi limiti, le lesioni prodotte dal carico meccanico guariranno. Il processo di guarigione è suddiviso in tre fasi: infiammatoria, proliferativa e di rimodellamento (Gelberman et al. 1987; Daniel e Breidenbach 1982). Lo stadio infiammatorio è caratterizzato dalla presenza di infiltrazione di cellule polimorfonucleate, gemmazione capillare ed essudazione e si protrae per diversi giorni. Lo stadio proliferativo è caratterizzato dalla proliferazione di fibroblasti e fibre di collagene orientate in modo casuale tra le aree della ferita e i tessuti adiacenti e dura per diverse settimane. La fase di rimodellamento è caratterizzata dall'allineamento delle fibre collagene lungo la direzione del carico e dura diversi mesi. Se i tessuti vengono nuovamente danneggiati prima che la guarigione sia completa, il recupero può essere ritardato e la condizione può peggiorare (Leadbetter 1989). Normalmente la guarigione porta ad un rafforzamento o ad un adattamento del tessuto allo stress meccanico.
Gli effetti del carico ripetitivo sono evidenti nei tendini flessori delle dita dell'avambraccio dove entrano in contatto con le pareti interne del tunnel carpale (Louis 1992; Armstrong et al. 1984). È stato dimostrato che vi è un progressivo ispessimento del tessuto sinoviale tra i bordi del tunnel carpale e il centro dove le sollecitazioni di contatto sui tendini sono maggiori. L'ispessimento dei tendini è accompagnato da iperplasia sinoviale e proliferazione del tessuto connettivo. L'ispessimento delle guaine tendinee è un fattore ampiamente citato nella compressione del nervo mediano all'interno del tunnel carpale. Si può sostenere che l'ispessimento dei tessuti sinoviali è un adattamento dei tendini al trauma meccanico. Se non fosse per l'effetto secondario sulla compressione del nervo mediano con conseguente sindrome del tunnel carpale, potrebbe essere considerato un risultato desiderabile.
Fino a quando non saranno determinati regimi di carico tendinei ottimali, i datori di lavoro dovrebbero monitorare i lavoratori per segni o sintomi di disturbi ai tendini in modo che possano intervenire con modifiche al lavoro per prevenire ulteriori lesioni. I posti di lavoro dovrebbero essere ispezionati per fattori di rischio evidenti ogni volta che viene identificato o sospettato un problema agli arti superiori. I lavori dovrebbero anche essere ispezionati ogni volta che si verifica un cambiamento nello standard di lavoro, nella procedura o negli strumenti, per garantire che i fattori di rischio siano ridotti al minimo.