¿Por qué la cabeza/cuello del fémur está en ese ángulo de 120-150 grados?

La respuesta a esta gran pregunta radica en comprender el "Índice de Cadera". Me temo que tendré que entrar en algunos detalles técnicos para explicar esto:

Cuando nos paramos sobre una pierna, los músculos abductores de la cadera de ese lado tienen que trabajar mucho para mantener la pelvis estable y evitar que se hunda. En este caso, el fémur está estático y los abductores de la cadera están trabajando en la pelvis que se inclina hacia arriba o hacia abajo alrededor del centro de rotación de la cadera. Los abductores están representados como "Fm" en el diagrama.

Para hacerlo, los abductores de la cadera tienen que ejercer más fuerza que el peso real de la persona. Esto se debe a que la longitud del brazo de palanca efectivo de estos músculos "distancia h que une H1 con el centro de la cadera H" es más corta que el brazo de palanca opuesto "distancia D entre H y G que representa la línea vertical hacia abajo desde el centro de gravedad".

El índice de cadera representa la desventaja mecánica de los músculos abductores y está alrededor de "2/1" en individuos normales. Por lo tanto, si el peso de la persona es de 70 kg, cuando se para sobre una pierna, los músculos abductores de la cadera de ese lado se contraen a 140 kg para estabilizar la pelvis, y el propio peso de la persona empuja hacia abajo a 70 kg desde el otro lado, lo que resulta en la cabeza de fémur con un peso inferior a 210 kg.

Si el ángulo del cuello del fémur se vuelve más recto como en su pregunta (acercándose a 180 en lugar del promedio de 135), entonces el índice de la cadera sube hacia el infinito debido a la reducción en la distancia "h" que se acerca a cero. Esta es una deformidad llamada "Coxa Valga". Si sucede lo contrario y el ángulo del cuello del fémur se vuelve menos recto (menos de 120), entonces, aunque la ventaja mecánica de los músculos abductores mejora, esto se compensa con la reducción de la longitud real de los músculos abductores "distancia de i a T ", debilitando los músculos. Esta condición se llama "Coxa Vara". En realidad, la Coxa Vara en humanos también está asociada con el acortamiento del cuello del fémur, lo que reduce la longitud "h" y también produce un aumento en el índice de la cadera,

Ambas condiciones, "Coxa Vara y Valga", hacen que los músculos abductores de la cadera se vuelvan menos efectivos para estabilizar la pelvis. En estas condiciones, el índice de cadera puede subir hasta 4-6/1. Esto significa que una persona que pesa 70 kg eventualmente podría terminar con más de 400 kg en la cabeza del fémur, lo que provocaría dolor y desgaste prematuro. También provoca que la pelvis se hunda al caminar, lo que conduce a un patrón de marcha anormal llamado "marcha de Trandalenburg".

Por lo tanto, un ángulo del cuello del fémur de aproximadamente 135 grados proporciona las condiciones óptimas para el índice de cadera mínimo posible sin comprometer la longitud y la potencia muscular. Cualquier variación da como resultado una efectividad reducida del músculo abductor, problemas de marcha, mayor desgaste de la articulación de la cadera y, finalmente, dolor.