Influence des groupes musculaires des membres inférieurs sur la tension du LCA

Publié le : 26 juin 2022 à 20h35

Article rédigé par Blandine MAUDHUIZON - MKDE

Il existe de nombreux articles liés aux ruptures du ligament croisé antérieur. Nous avons même une web-série dédiée au sujet, incluant les facteurs de risque, les mécanismes de blessure, et le return to play : Web-série NeuroXtrain : Le ligament croisé antérieur (LCA).

Dans cet article, nous allons nous concentrer sur le ligament en lui-même, grâce à la récente revue narrative de Maniar et al qui établit comment les muscles autour du genou participent à la mise en tension du LCA.

Rappel biomécanique du genou :

Les mouvements du genou peuvent se produire dans trois axes principaux, où le tibia peut effectuer une translation ou rotation :

Crédits : image traduite par NeuroXtrain

Maniar et al. 2022

L'axe antéropostérieur : permet la translation antéropostérieure et la rotation valgus-varus. Pendant la marche et l'atterrissage, le mouvement de translation du genou est relativement faible (< 6 mm).
L'axe vertical : permet la translation supéro-inférieure et la rotation intero-externe.
L'axe médiolatéral : permet la translation médiolatérale et la flexion et l'extension du genou. Dans le plan sagittal, les angles de flexion du genou vont généralement de 0° (extension complète) à 90° pour la jambe d'appui dans la plupart des tâches locomotrices.

Lorsque l’on se penche sur les mécanismes de blessures, la translation antérieure, le valgus du genou et la rotation interne du genou sont souvent considérés comme des marqueurs de mise en charge du LCA menant à sa rupture. Par conséquent, comprendre comment les muscles contribuent ou s'opposent à ces charges articulaires du genou peut donner un aperçu de la façon dont ces muscles chargent et déchargent le LCA.

QUADRICEPS

Les quadriceps sont l'un des groupes musculaires les plus étudiés en ce qui concerne la charge du LCA. Cependant, sa force produite semble dépendre de l'angle de flexion du genou :

Crédits : image traduite par NeuroXtrain

Maniar et al. 2022

Aux angles de flexion de genou inférieurs à 50 °, la force du quadriceps induit :

une charge du LCA
une force de cisaillement antérieure
une translation tibiale antérieure
une rotation en valgus du genou
un moment de valgus du genou
un effet de rotation interne tibiale.

Cependant, à des angles de flexion du genou élevés, c'est-à-dire supérieurs à 80°, les quadriceps ont unrôle limité dans la charge du LCA et peuvent même servir à décharger cette structure en raison du changement d'angle entre le tendon patellaire et l'axe longitudinal du tibia.

Lors de mouvement tel que l'atterrissage sur une jambe, potentiel mécanisme de blessure du LCA, le genou est fléchi à < 70° pour la jambe d'appui, ce qui est donc compatible avec un vecteur de force du quadriceps dirigé vers l'avant par rapport au tibia. Pour effectuer ce mouvement, les quadriceps sont susceptibles de produire une force de cisaillement antérieure, et donc une charge du LCA.

ISCHIO JAMBIERS

Les ischio-jambiers ont reçu une attention considérable dans la littérature compte tenu de leur potentiel à décharger le LCA. Cela est principalement dû à leur capacité à produire une force de cisaillement postérieure au niveau du tibia. Par ailleurs, les études ont systématiquement rapporté que la co-contraction des ischio-jambiers peut avoir un effet protecteur, en réduisant les contraintes et les forces du LCA, les forces de cisaillement antérieures, la translation tibiale antérieure et la rotation interne du tibia.

Comme pour le quadriceps, l'efficacité de la contraction des ischio-jambiers à influencer la charge du LCA dépend de l'angle de flexion du genou (image ci-dessus).

Près de l'extension complète, les ischio-jambiers sont relativement inefficaces pour produire une force de cisaillement postérieure en raison de leur ligne d'action et de leur minime avantage mécanique dans cette position.

En revanche, à des angles de flexion du genou supérieurs à 20°, les ischio-jambiers sont plus efficaces pour produire des forces de cisaillement postérieures, déchargeant ainsi le LCA.

GASTROCNÉMIENS

Le rôle des gastrocnémiens dans la charge du LCA est quelque peu controversé. Une approche in vivo a montré que la stimulation électrique directe du gastrocnémien induisait une plus grande tension du LCA à des angles de flexion du genou de 15°, 30° et 45° par rapport à la tension du LCA induite par un gastrocnémien relâché.

Les études de simulation confirment cela, montrant que la force du muscle gastrocnémien induit une force accrue du LCA et une translation tibiale antérieure. Il agit également en induisant une force de cisaillement antérieure sur le tibia (ou de manière équivalente, en induisant une translation antérieure du tibia) lors des atterrissages sur une seule jambe, atterrissages bilatéraux, sauts bilatéraux, sauts latéraux et marche.

La force de cisaillement antérieure induite par le gastrocnémien est d'une ampleur comparable à celle du groupe des quadriceps lors de l'atterrissage sur une jambe (~ 334 N pour les gastrocnémiens vs ~ 342 N pour les quadriceps) et des sauts latéraux (~ 1065 N vs ~ 1070 N), mais moins pour l'atterrissage bilatéral (~ 144 N vs ~ 577 N).

SOLEAIRE

Bien qu'il ne croise pas l'articulation du genou, un nombre croissant de publications suggère que le soléaire peut décharger de manière significative le LCA. Des chercheurs ont disséqué le soléaire chez des cadavres et ont démontré que la force du muscle soléaire provoquait une translation postérieure du tibia.

FESSIERS

Le groupe musculaire des fessiers, en particulier le moyen fessier, a été identifié comme un contributeur important à la résistance à l'effondrement dynamique du genou en valgus, via son rôle d'abducteur de la hanche.

Pendant la marche, il a été constaté que le moyen fessier était le principal contributeur au moment de varus du genou (s'opposant ainsi à la charge de valgus du genou) via sa contribution aux GRF (Ground Reaction Forces).

AUTRES

Il existe moins de preuves pour établir l’influence des autres muscles autour de l’articulation du genou. Cependant, sur le schéma représentant les forces vectorielles, on peut constater que les graciles et sartorius induisent un cisaillement postérieur au niveau du tibia pour des angles de flexion du genou supérieurs à 30°.

Par ailleurs, des études de modélisation musculosquelettique ont montré que les adducteurs et lesfléchisseurs dorsaux de la cheville contribuent aux forces de cisaillement antérieures lors de l'atterrissage sur une jambe (jusqu'à 72 N et 74 N, respectivement).

Pour résumer:

Les ischio-jambiers et le soléaire sont efficaces pour décharger le LCA en générant des forces de cisaillement postérieures au niveau du tibia, bien que cet effet pour les ischio-jambiers dépende d'un angle de flexion du genou supérieur à 20°.
Le moyen fessier s'oppose au moment de valgus du genou plus que tout autre muscle lors des tâches d'appui, déchargeant ainsi le LCA.
Les quadriceps et les gastrocnémiens ont tendance à augmenter la charge sur le LCA en induisant des forces de cisaillement antérieures au niveau du tibia. Pour les quadriceps, cet effet n'existe que lorsque le genou est fléchi à moins de 50°.

Tout le contenu de cet article est présenté à titre informatif. Il ne remplace en aucun cas l’avis ou la visite d’un professionnel de santé.