Metatarsals
Met uitzondering van de eerste, zijn de metatarsals lang en slank, met robuuste bases en kleine koppen. Zij articuleren alle proximaal met de distale tarsale rij via de tarsometatarsale synoviale gewrichten en distaal met de bases van de proximale vingerkootjes in de synoviale metatarsofalangeale gewrichten. Elk bot wordt geclassificeerd als lang bot en bestaat uit een driezijdige schacht, een grote, relatief vierkante proximale basis en een kleine, lateraal samengedrukte distale kop. De schacht is prismatisch in dwarsdoorsnede en loopt geleidelijk taps toe van de basis naar de kop met een lichte longitudinale kromming zodat het plantaire aspect concaaf is en het dorsale oppervlak convex. Omdat het een lang bot is, is het niet verwonderlijk dat de middenvoetsbeentjes zijn gebruikt bij zowel de bepaling van geslacht als gestalte (Byers et al., 1989; Smith, 1997; Bidmos, 2008; Cordeiro et al., 2009).
Het eerste middenvoetsbeentje is aanzienlijk robuuster dan de vier laterale botten en dit is een direct gevolg van zijn betrokkenheid bij de afzetfase van de tenen bij het lopen, waar het verantwoordelijk is voor de stuwkracht van de voorwaartse voortbeweging en gewichtsondersteuning. De rest van de middenvoetsbeentjes heeft alleen een ondersteunende rol, door het evenwicht van het lichaam te bewaren. Daarom is er een tendens dat de botten van mediaal naar lateraal in omvang afnemen. Als zodanig is de gangbare lengteformule voor de middenvoetsbeentjes dat middenvoetsbeentje twee het langst is, gevolgd in afnemende volgorde van grootte door het derde, vierde, vijfde en tenslotte het eerste, dat het kortst (maar meest robuust) is (Aiello en Dean, 1990).
De arteriële toevoer naar de middenvoetsbeentjes heeft nogal wat aandacht gekregen vanwege de betrokkenheid van deze botjes bij autonome neuropathieën zoals lepra (Brand, 1966; Jopling en McDougall, 1988). De positie en richting van de voedingsforamina zijn bestudeerd in een poging om de oorsprong te achterhalen van de arteriële vaten die het bot van bloed voorzien (Huber, 1941; Jaworek, 1973; Shereff, 1991). Dit gebeurt vaak via perfusie, waarbij verschillende stoffen worden gebruikt, zoals acryl, gelatinekleurstoffen, radio-opaak barium en polyesterharsen (Shereff et al., 1987; Barker, 1993; Crock, 1996). Patake en Mysorekar (1977) concludeerden dat elk middenvoetsbeentje normaal een enkel voedingsvoorntje bezit in het middelste derde deel van de schacht, dat gericht is naar het hoofd van het eerste middenvoetsbeentje en de basis van de andere vier middenvoetsbeentjes. Ali (1991) vond dat het foramen normaal op het mediale oppervlak van het vijfde middenvoetsbeentje en op het laterale oppervlak van het eerste en tweede beentje ligt. De positie van het foramen in het derde en vierde middenvoetsbeentje zou zeer variabel zijn.
Het eerste middenvoetsbeentje is het kortste maar meest robuuste van de middenvoetsbeentjes met een bijzonder brede diameter in het dorsoplantaire vlak, waardoor het botje de niet te verwaarlozen buigspanningen kan weerstaan die optreden tijdens het ‘afzetten’ van de teen. Het articuleert proximaal met de mediale cuneiforme en distaal met de eerste proximale phalanx. Hoewel het proximale deel van zijn laterale oppervlak vaak in contact komt met het tweede middenvoetsbeentje, vormt het zelden een gewrichtsfacet. De schacht zou prismatisch van vorm zijn met drie door afgeronde randen gescheiden oppervlakken. Het dorsale oppervlak is licht convex en ziet er in het algemeen onopvallend uit. Het plantaire (mediale) oppervlak is diep concaaf in het proximale gedeelte en wordt lateraal begrensd door een sterke richel die tussen de kop en de basis gewelfd is. De laterale oppervlakte is betrekkelijk plat distaal en licht concaaf proximaal en is de aanhechtingsplaats van de mediale kop van de eerste dorsale interossale spier. De basis van het eerste middenvoetsbeentje is groot en karakteristiek reniform van vorm voor articulatie met de mediale cuneiforme. De convexiteit van het oppervlak ligt langs de mediale rand en de concaviteit langs de laterale rand, waarbij de inkeping (hilum) dichter bij het plantaire oppervlak ligt, zodat twee gewrichtsfacetten worden gevormd, waarbij het plantaire de neiging heeft het kleinste te zijn. Vaak is een transversale richel te zien die het gewrichtsoppervlak doorkruist, zodat twee duidelijk concave gewrichtsfacetten worden gevormd voor de articulatie met het mediale spijkerschild (Singh, 1960). Tibialis anterior hecht aan het mediale/plantaire aspect van de basis en peroneus longus hecht aan een geruwde ovale uitsteeksel op het laterale aspect. De kop is groot en in mediolaterale richting verbreed. Het gewrichtsoppervlak strekt zich over enige afstand uit naar het dorsale aspect om een grotere mate van dorsaalflexie mogelijk te maken, wat belangrijk is in de “afzetfase” van het lopen (Joseph, 1954). Ubelaker (1979) identificeerde articulaire facetten op het dorsale aspect van de metatarsale schachten in prehistorische overblijfselen uit Ecuador en hij beschouwde deze als bewijs van veelvuldig knielen, aangezien een dergelijk beroep langere perioden van hyperdorsiflexie van de tenen met zich mee zou kunnen brengen.
Het distale gewrichtsoppervlak strekt zich nog verder uit op het plantaire oppervlak en vertoont gepaarde parallelle diepe groeven voor het mediale (tibiale) en laterale (fibulaire) sesambeentje, die van elkaar gescheiden zijn door een intersesamidale richel. De mediale groef is onveranderlijk breder en dieper dan de laterale groef. Dit zijn constante pedale sesamoïden, en na de knieschijf zijn ze de grootste in het lichaam (Pfitzner, 1892; Bizzaro, 1921). Het mediale sesambeentje komt voor in de gecombineerde pees van de abductor hallucis en de mediale kop van de m. flexor hallucis brevis, terwijl het laterale aanwezig is in de gecombineerde pees van de m. adductor hallucis en de laterale kop van de m. flexor hallucis brevis. Het mediale sesambeentje is typisch groter dan het meer afgeronde en kleinere laterale sesambeentje en ze zijn beide concaaf op hun dorsale aspect en convex op het plantaire oppervlak.19 Ze zijn intracapsulair en gestabiliseerd door een aansluitend dik fibreus intersesamoïdaal ligament, dat een groef vormt voor de passage van de flexor hallucis longus pees (Orr, 1918). Op deze plaats dienen de sesamoïden om de lange halluciale flexorpees te beschermen door een tunnel te vormen, zodat bij het dragen van het gewicht de pees gespaard blijft en de krachten door de kleine sesamoïden worden opgevangen. Het mediale sesambeentje heeft de neiging om als schokbreker op te treden omdat het direct onder het metatarsofalangeale gewricht ligt en daardoor meer kans heeft om te breken, aangezien het direct in de lijn van maximale gewichtsoverdracht ligt (Freiberg, 1920; Inge en Ferguson, 1933). Fracturen ontstaan meestal als gevolg van een acuut impact trauma of chronische gewichtdragende belasting en komen het meest voor bij atleten en nieuwe dienstplichtigen (Potter et al., 1992; Heim et al., 1997). De symptomen zijn invaliderende pijn bij het lopen, vooral aan het eind van elke stap, wanneer de tenen in dorsiflexie zijn en het lichaamsgewicht wordt verplaatst naar de bal van de voet (Powers, 1934). Congenitale afwezigheid van de halluciale sesamoïden is zeer zeldzaam (Kanatli et al., 2006) en variatie wordt eerder gezien in het aantal osseuze componenten die samen de sesamoïde structuur vormen (bipartiet, tripartiet, of quadripartiet). Herhaald trauma aan de sesambeentjes wordt het vaakst gezien bij vrouwen die gewoonlijk hoge hakken dragen en daar langdurig op staan of lopen (Hubay, 1949).
Het tweede middenvoetsbeentje is het langst en articuleert proximaal met de drie cuneiformen en het derde middenvoetsbeentje en distaal met de proximale phalanx van de tweede teen. De schacht is ruwweg driehoekig van omtrek, is lichtjes afgeplat op het dorsale aspect, en geeft aanhechting aan de laterale kop van de eerste dorsale tussenwervelschijf op het mediale aspect en aan de mediale kop van de tweede dorsale tussenwervelschijf op het laterale aspect. De basis van dit middenvoetsbeentje steekt proximaal verder uit dan bij elk van de andere en ligt dus ingeklemd in een ruimte die proximaal begrensd wordt door de intermediaire spijkerschijf en ingeklemd is tussen de mediale en laterale spijkerschijven. Deze plaatsing bevordert de stabiliteit en maakt de tweede straal tot de stijfste en meest stabiele in de voet (Manter, 1946; Sammarco, 1988). Het gewrichtsfacet van de intermediaire spijkerschijf is driehoekig en licht concaaf, met een insnoering aan de laterale zijde. Het articulaire oppervlak voor de mediale cuneiforme heeft de neiging beperkt te zijn tot een klein gebied op de dorsomediale hoek, maar het kan zeer variabel van omvang zijn (Singh, 1960). Het articulaire gebied voor de laterale spijkerschijf kan enkel of gepaard zijn en is gewoonlijk doorlopend met de articulaire oppervlakken voor het derde middenvoetsbeentje, hoewel soms gescheiden door een kleine richel. De schuine kop van de adductor hallucis hecht aan het plantaire oppervlak van de basis, evenals een slip van de tibialis posterior pees. De kop is langer in het dorsoplantaire dan in het mediolaterale vlak en steekt verder uit op het plantaire vlak via een laterale condylus. Een inconstant sesamoid kan voorkomen ter hoogte van het tweede metatarsofalangeale (MTP) gewricht en is meestal gelokaliseerd op het mediale aspect van de kop (Bizzaro, 1921; Holland, 1928; Burman en Lapidus, 1931; Lapidus, 1940). Bizzaro (1921) rapporteerde een incidentie van 1-1,6% voor dit sesamoid. Het laterale aspect van de kop vertoont over het algemeen een goed ontwikkelde aanhechtingsplaats voor de transversale metatarsale ligamenten en de overeenkomstige plaats is vaak niet goed gemarkeerd aan de mediale zijde. Dorsale tuberkels zijn aanwezig voor de aanhechting van de sterke collaterale ligamenten en over het algemeen is de mediale de grotere en meer proximaal gelegen, om het ligament op het eerste middenvoetsbeentje te geleiden.
Het derde middenvoetsbeentje articuleert distaal met de proximale phalanx van de derde teen en proximaal met de laterale cuneiforme en tweede en vierde middenvoetsbeentjes. De schacht is langs zijn lange as gedraaid zodat het articulaire oppervlak van de kop niet in hetzelfde vlak ligt als de meer mediale middenvoetsbeentjes, waarbij het dorsale aspect mediaal is afgebogen en het plantaire aspect lateraal (Singh, 1960). Als gevolg hiervan is het dorsale oppervlak niet afgeplat zoals bij de eerste twee middenvoetsbeentjes, maar vertoont het een longitudinale richel die de grens van een lichte holte op het laterale aspect markeert. De laterale kop van de tweede dorsale m. interossea is aan de mediale zijde bevestigd en de eerste plantaire en de mediale kop van de derde dorsale m. interossea zijn aan de laterale zijde bevestigd. De platte basis is ruwweg driehoekig in omtrek, hoewel de plantaire rand langer kan zijn dan die van het tweede middenvoetsbeentje, dat gewoonlijk puntiger is in profiel. Aan de laterale rand naar het plantaire aspect toe is meestal een inkeping te zien, die wordt gevormd door de aanhechting van het sterke intermetatarsale ligament dat aansluit op het vierde middenvoetsbeentje. Er zijn gewoonlijk twee afzonderlijke facetten voor de articulatie met het tweede middenvoetsbeentje, waarbij het meer dorsaal gelegen facet meestal het grootst is, hoewel het niet ongewoon is dat het plantaire facet ontbreekt (Singh, 1960). Er is een enkel, groot gewelfd facet aan de dorsale rand van het laterale oppervlak voor articulatie met het vierde middenvoetsbeentje. De schuine kop van de adductor hallucis en een tendineuze slip van de tibialis posterior hechten aan het plantaire aspect van de basis. De kop is kleiner dan die van het tweede middenvoetsbeentje, zowel in het dorsoplantaire als in het mediolaterale vlak. De laterale condylus plantaris is groter dan de mediale en de mediale dorsale tuberkel is meer distaal gelegen en sterker ontwikkeld dan zijn laterale tegenhanger. Een inconstant sesamoid van het derde MTP-gewricht is gemeld (Burman en Lapidus, 1931; Lapidus, 1940).
Het vierde middenvoetsbeentje is kleiner dan het derde en articuleert distaal met de proximale phalanx van de vierde teen en proximaal met het cuboid, de laterale cuneiforme en de derde en vijfde middenvoetsbeentjes. Evenals bij het derde middenvoetsbeentje is de as van de schacht gedraaid, zodat het dorsale oppervlak een overlangse ribbel vertoont, die een duidelijke laterale holte over de lengte van de schacht markeert. De laterale kop van de derde dorsale tussenbeenspier en de tweede plantaire tussenbeenspier zijn aan de mediale zijde bevestigd, terwijl de mediale kop van de vierde dorsale tussenbeenspier aan de laterale zijde is bevestigd. De basis heeft een schuin georiënteerd vierzijdig facet voor articulatie met het cuboid. Het mediale aspect vertoont een groot gebogen facet langs de dorsale rand, dat vaak in dorsoplantaire richting gegroefd is zodat het distale deel articuleert met het derde middenvoetsbeentje en het proximale deel articuleert met het laterale spaakbeen. Aan de laterale zijde is er een enkel facet voor de articulatie met het vijfde middenvoetsbeentje, dat wordt begrensd door een diepe groef voor het sterke intermetatarsale ligament. De schuine kop van de adductor hallucis en een tendineuze slip van de tibialis posterior hechten aan het plantaire aspect van de basis. De kop is zowel qua vorm als grootte gelijk aan die van het derde middenvoetsbeentje. De laterale condylus plantaris is groter dan de mediale en ook hier is een zeldzaam inconstant sesamoid gemeld op het mediale aspect (Burman en Lapidus, 1931; Lapidus, 1940). De mediale dorsale tuberkel is meer distaal gelegen en sterker ontwikkeld dan zijn laterale tegenhanger.
Het vijfde middenvoetsbeentje articuleert distaal met de proximale phalanx van de vijfde teen en proximaal met het cuboid en het vierde middenvoetsbeentje. De schacht vertoont een goed gedefinieerde dorsale ridge, die geleidelijk afloopt naar een laterale rand die uitgesproken concaaf is. De vierde dorsale interossea en de derde plantaire interossea zijn aan de mediale zijde van de schacht bevestigd. De basis heeft aan de laterale zijde een goed gedefinieerde knobbel (processus styloideus) die gemakkelijk in levende toestand kan worden gepalpeerd en waaraan de m. peroneus brevis is gehecht. Het proximale oppervlak van de basis articuleert met het cuboid via een schuin driehoekig facet, dat doorloopt op het mediale oppervlak met de articulatie voor het vierde metatarsale. De peroneus tertius is bevestigd aan het mediale aspect van het dorsale oppervlak van de basis en kan zich distaal uitstrekken over de mediale rand van de schacht. De pees van de abductor digiti minimi groeft het plantaire aspect van de basis en de flexor digiti minimi brevis is gehecht aan het plantaire aspect van de tuberkel. De kop is de kleinste van alle middenvoetsbeentjes en is schuin aangezet. De laterale condylus plantaris bevindt zich meer distaal dan de mediale, maar ze zijn even goed ontwikkeld. Inconstante sesamoïden komen bij dit gewricht voor en ze zijn even vaak gepaard als enkel met een voorkomen van ongeveer 5-10% (Pfitzner, 1896; Bizzaro, 1921; Holland, 1928). De schacht van het vijfde middenvoetsbeentje is ook een erkende plaats voor chronische stress (vermoeidheid) fracturen bij nieuwe dienstplichtigen.